Приложение 4 охрана окружающей среды отпромышленных загрязнений

ВВЕДЕНИЕ.

Охрана природы и рациональное использование природных ре­сурсов в условиях быстрого развития промышленности, транспорта, сельского хозяйства и вовлечение в эксплуатацию все большего коли­чества естественных ресурсов является одной из важнейших экологи­ческих и социальных задач.

Взаимоотношения человека и природы становятся все более на­пряженными. Ежегодно в мире добывается более 4 миллиардов тонн нефти и природного газа, более 2 миллиардов тонн угля, извлекается почти 20 миллиардов тонн горной массы в виде руды и сопровож­дающих горных пород. В то же время, человек выбрасывает в окру­жающую среду огромное количество производственных и бытовых отходов, ибо горючие ископаемые, руды, горючие породы, подверга­ясь переработке, попадают в воздух, почву, воду.

По данным Всемирной организации здравохранения 40 тысяч химических веществ, которые использует человечество, обладает вредными для человека свойствами. Ежегодно в мире синтазируются более 250 тысяч новых химических соединений, из которых около 300 используется в производстве и может поступать в окружающую среду.

С развитием промышленности резко возрастает и количество от­ходов, что свидетельствует о несовершенстве современной техноло­гии. Наиболее рациональным путь уменьшения промышленных отхо­дов и загрязнения природной Среды - изменение технологических процессов, способствующую комплексной переработке исходного сы­рья, и тем самым резкому сокращению количеству отходов или их переработке в новые продукты или сырье для них. Этот путь невоз­можен без создания безотходных производств. В таких производствах осуществляется замкнутые материальные и энергетические потоки, не соприкасающиеся с окружающей средой.

Полностью избавиться от отходов и избежать влияния производ­ства на окружающую среду нельзя. Однако, современный уровень раз­вития науки и техники, основанный на энерго- и ресурсосберегающих технологиях, позволяет сводить их к минимуму.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

К настоящему времени накоплен обширный теоретический и экс­периментальный материал в области технологии сушки. В связи с этим, возникает проблема структурной упорядочности и усвоения накопленных запасов информации в данной области знаний, разра­ботке эффективных критериев сравнительной оценки альтернативных вариантов с целью выявления наиболее оптимального.

Для решения указанной проблемы предлагается интеллектуаль­ная экспертная система (ЭС), которая содержит:

- экспертные оценки для выбора оптимальной технологии сушки и типа сушилки на основе комплексного анализа влажного материала;

- библиотеки математических процедур, включающие модели струк­туры, материала, кинетики сушки и расчета оптимальных параметров процесса;

- данные и графическую систему по конструкциям аппаратов;

- информационно-поисковую систему, позволяющую накопление и поиск информации о свойствах, типовых проектах и других смежных задачах.

Наибольшее внимание уделено рассмотрению типов сушилок с интенсивной гидродинамикой, таких как распылитеьная, фонтани­рующая и труба сушилки. Интерес к ним обоснован эффективностью процессов сушки, малыми экономическими и трудозатратами. Для описания этих процессов на основе неравновесной гидродинамики и механики гетерогенных сред разработаны математические модели, представлены экспертные оценки по организации поток в аппарате и выбору используемых форсунок.

В связи с этим рассмотрим метод распылительной сушки синте­тических латексов, к достоинствам которого относятся возможность получения требуемого дисперстного состава и структурно - морфоло­гических характеристик высушиваемого продукта.

В настоящее время основной тенденцией развития резиновой промышленности, как за рубежом так и у нас в стране, является пере­ход на нетрадиционные порошковые технологии переработки каучу­ковых композиций. Порошковая технология обеспечивает возмож­ность организации организации поточно-автоматизированных произ­водств, на которых можно одновременно осуществлять непрерывные процессы изготовления смесей и формирования заготовок, позволяет получать высококачественные смеси на основе каучуков, что способ­ствует улучшению качества резиновых изделий. При этом достигается резкая интенсификация процессов смешения, сокращение длительно­сти циклов, снижение трудовых, эксплуатационных и энергетических затрат.

Потребность в порошкообразных каучуках и композициях на их основе вызвана также появлением новых технологий производства различных материалов, требующих применения тонких дисперстных

эластомеров (катализаторы, теплоизоляционная керамика, жесткие мембраны и т.д.).

Традиционная схема получения резины представлена на рис.1. Наиболее опасными для окружающей среды являются стадии: дегаза­ции - отгонки из латекса незаполимеризовавшихся иономеров, коагу­ляции и отмывки электролитов. Коагуляцию бутадиен-стирольных каучуков проводят электролитами. Образующийся на этой стадии балансовый сброс циркуляционной воды загрязнен мелкозернистым порошком полимера (незначительное количество) ионами Li⁺.

Общее количество стоков 150000 л/сутки, концентрация ионов Li⁺ составляет 9 мг/л, ПДК_рх Li⁺ = 0.03 мг/л [1].

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.

Расчет экологического ущерба проводится по методике, описан­ной в [2]. Экологический ущерб от возможного загрязнения водоемов при сбросе циркуляционной воды, содержащей ионы Li⁺ определяет­ся:

Y = Y*G*M*K_H, где Y - удельный ущерб от сброса 1 т условной веществ, G - показатель относительной опасности за­грязнения водоемов, Мп_Р - масса загрязняющих ве­ществ в годовом объеме сточных вод, К_и -инфляционный коэффициент К_и=10;

М = Ai*mi, Ai - относительная агрессивность;

Ai = 1 / ПДКр / х, где для ортофосфата лития А=1 / 0.03 = 13.3, mi - количество примесей, поступающих в водоем.

Исходные данные:

X = 9 мг/л, М = 150000 л/сут, Y = 2,4 руб/усл т,

G = 2.60 (Москва, область - бассейн р.Волга) Возможная масса выбросов:

m = 0.000009*150000*365 = 492.75 т/ год Фактический ущерб:

Y=2,4*10*2.6*13.3*492.75=68157 руб/год.

Так как при применении распылительной сушки стадии коагуля­ции и отмывки электролита исчезают, значение фактического ущерба можно принять за значение предотвращенного ущерба.

ВЫВОДЫ.

Применение распылительной сушки для получения синтетических латексов мягких полимеров в порошкообразном виде позволяет изба-

виться от вредных для окружающей среды стадий отмывки электро­литов, и, следовательно, от загрязнения электролитами сточных вод. Рассчитанный предотвращенный ущерб состовляет 68157 руб/год .

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Беспамятный Г.П., Богушевская К.К., Беспамятнова А.В. Пре­дельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и во­де. Справочное пособие для выбора и гигиенической оценки методов обеззараживания промышленных отходов. Л., "Химия". 1972.

2. Методические указания по разделу "Охрана окружающей сре­ды от промышленных загрязнений" в дипломных проектах и работах.

М. 1997.