Интенсивное развитие хозяйственной деятельности людей (потребности — производство — потребление), деградация природных экосистем, аварии и катастрофы на промышленных и оборонных объектах разрушают окружающую среду и приводят природу к состоянию кризиса, грозящего экологической катастрофой (с пагубными последствиями для населения).
Малоотходные (безотходные) технологии и замкнутые циклы — одна из самых радикальных мер защиты окружающей среды от загрязнений. Далее сформулированы четыре основных направления их развития (в соответствии с Декларацией о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов, принятой в Женеве в 1979 г.).
Международное сотрудничество в области охраны природы и природопользования осуществляется обычно по схеме: проведение международных совещаний — заключение договоров — создание международных правительственных и неправительственных организаций — разработка и координация программ экологической безопасности.
При обосновании требований к параметрам биосферы необходимо знать оценку разных факторов и состояние элементов окружающей среды до и после вредного воздействия. При этом большое значение имеют методы и организационные формы проведения экологического контроля (мониторинга) в стране и на местах [16].
Существует ряд вариантов концепций взаимодействия общества и природы: «Предел роста»; «Человек на перепутье»; «Перестройка мирового порядка» (1972); «Цели глобального общества» (1977) и др. На базе названных выше и ряда других к концу XX в. были сформулированы три концепции.
Системный подход характеризуется представлением объектов разной природы в виде системы взаимодействующих элементов, выбором математической модели и исследованием ее на ЭВМ. Инструмент системного подхода, прежде всего, моделирование — логическое, математические, машинное, организационное.
Системный анализ — стратегия изучения сложных систем, в частности, технологических процессов в производстве, коммуналь-но-городском хозяйстве, в строительстве и других отраслях.В основе стратегии системного анализа лежат следующие общие положения: четкая формулировка цели исследования; постановка задачи по реализации этой цели и определение критерия эффективности решения задачи; разработка развернутого плана исследования с указанием основных этапов и направлений решения задачи; пропорционально-последовательное продвижение по всему комплексу взаимосвязанных этапов и возможных направлений; организация последовательных приближений и повторных циклов исследований на отдельных этапах; принцип нисходящей иерархии анализа и восходящей иерархии синтеза в решении составных частных задач [8].
Основой для выбора конструкции аппарата являются техникоэкономические и экологические показатели. Например, производство минеральных удобрений, относящееся также к сложным ХТС, можно представить независимо от осуществляемого процесса всего тремя группами аппаратов (после декомпозиции, например, по способу смешения с помощью: I — движущегося корпуса; II — механического активатора; III — газообразного агента).
Кварцевый песок и карбонатное сырье измельчают в газоструйных, аэробильных, шаровых и валковых мельницах.На рис. 3.1 представлен аппарат серии JOM (Япония) для измельчения порошков типа кварцевого песка и известняка. Сырьевой материал выгружается из сырьевого бункера, разгоняется до сверхзвуковой скорости поступающим из сопла трубы Вентури сжатым воздухом и подается во внутреннюю часть аппарата.
Стекольные шихты сложны по химическому и минералогическому составу, отличаются гранулометрией и обладают комплексом свойств, которые в совокупности определяют качество целевого продукта и должны учитываться при формировании, синтезе и совершенствовании ХТС. Для их научно обоснованного учета необходима систематизация данных о структурно-механических, физико-химических, массовлагообменных и теплофизических характеристиках шихты и ее ингредиентов. В первом приближении группы этих свойств, которые дают наиболее полную информацию о возможности предопределения основных показателей функционирования перерабатывающего оборудования, качества полупродуктов и конечных изделий, можно классифицировать следующим образом.
Для прогнозирования конечной активности измельченных материалов необходима информация о кинетике релаксационных процессов, протекающих после обработки материалов в аппаратах компактирования, смешения и измельчения. Вследствие отсутствия данных об удельном вкладе физико-химических явлений, инициируемых разрушением и напряженным состоянием, в механизм формирования конечной активности обрабатываемого материала для описания кинетики релаксационных процессов предлагается использовать феноменологические модели на базе основ термодинамики и марковских процессов.
Совокупность рассмотренных технических решений (в частности, их выходного параметра — эффекта активации) позволяет вплотную подойти к описанию тепло-, массопереноса в средах сложного химического состава.
В связи с этим разрабатываются и проводятся меры непрерывного контроля и уменьшения (устранения) опасности пылевых и газообразных (кремнесодержащей пыли, оксидов бора, фтора, мышьяка, азота, серы и др.) выбросов, включая аэрозоли и сточные воды (композиции жидких и твердых углеводородов, жирных спиртов и т. п.), а также большое количество твердых отходов в виде стеклобоя, стеклонитей, грубых и мягких волокон [10-13].
Используя основные понятия физической и коллоидной химии, теории переноса (тепло-, массообмена), механики сплошных и дискретных сред, можно сказать, что в отличие от гомогенных смесей, где составляющие перемещены на молекулярном уровне, гетерогенные, неоднородные или многофазные смеси характеризуются наличием макроскопических (по отношению к молекулярным масштабам) неоднородностей или включений [1]. Явления, происходящие на межфазных границах в гетерогенных системах, существенно воздействуют на эффективность технологических процессов пыле-, газоочистки и определяют выбор той или иной конструкции экобиозащитного оборудования.
По способу получения аэрозоли могут быть дисперсионными, образующимися при диспергировании (измельчении, распылении) твердых тел и при переходе порошкообразных тел во взвешенное состояние под действием воздушных потоков, например, в системах аспирации. Такие аэрозоли обычно называют пылями. Другой тип аэрозолей — конденсационный, образующийся при объемной конденсации перенасыщенных паров, ведущих к образованию аэрозольных частиц. Их обычно называют дымами (например, дымы металлургических печей).
Раствор — гомогенная смесь, состоящая из растворителя и растворенного вещества. К растворителям относятся вода и ряд органических соединений: бензол, толуол, фенол, ацетон, дихлорэтан, спирты. Растворы могут состоять из двух, трех и более компонентов.
С целью определения общих закономерностей осаждения аэрозольных частиц при газоочистке рассмотрим процесс запыления осадительной поверхности, на которой накапливается масса этих частиц в виде слоя. Представим пылевой слой как некую сплошную среду, свойства которой не выражаются непосредственно через свойства составляющих элементов (пылевых частиц), а являются осредненными характеристиками достаточно больших объемов среды.
Способов очистки газов разного состава от оксидов азота предложено много. Их можно разделить на две группы: сорбционные и каталитические.Сорбционные можно классифицировать на абсорбционные и адсорбционные, а каталитические — на способы с окислением оксидов азота до диоксида и с восстановлением оксидов до молекулярного азота.
Дополнение электроподогрева к пламенному обогреву позволяет уменьшить интенсивность последнего, что обеспечивает снижение выбросов оксидов серы и азота, а также твердых и жидких частиц. При мощности электроподогрева 2,5 МВт температура газов может быть снижена на 80 — 85 °С при сохранении заданной производительности печи. Расход природного газа снижается на 640 м3/ч при соответствующем уменьшении выбросов твердых и жидких частиц (Р. И. Рудер и др., Англия).
Избыток соды в камере нейтрализации составляет 20 %, что обеспечивает 100%-ю нейтрализацию кислых газов и содержание вредных веществ 802+ НС1 < 10 мг/м3и НИ < 1 мг/м3в расчете на сухие газы.При сжигании отходов в потоке воздуха образуются оксиды азота N0 и углерода СО.
Пиролиз (греч. руг — огонь и lysis — разложение, распад) — высоко- или среднетемпературное превращение органических соединений, сопровождающееся их деструкцией и вторичными процессами, например, полимеризации, изомеризации, конденсации.
Природоохранную деятельность предприятий оценивают по достигаемой степени очистки вредных выбросов (ПДК, остаточным концентрациям); уровню загрязнения окружающей среды; капитальным и эксплутационным затратам на экобиозащитную технику [1, 3, 5, 6] и другим показателям.
Федеральным законом «Об охране окружающей среды» (ст. 77/3) предусмотрено, что вред окружающей среде, причиненный субъектом хозяйственной или иной деятельности, возмещается в соответствии с утвержденными в установленном порядке таксами и методиками исчисления размера вреда окружающей среде, а при их отсутствии — из фактических затрат на восстановление нарушенного состояния окружающей среды, с учетом принесенных убытков, в том числе упущенной выгоды [2].
Из формулы видно, что при А —> 0 процесс приближается к безотходному. Можно рассчитывать ОТМ производственного цикла цеха за время г.Так как токсичность вещества для живых организмов — одно из проявлений его активности, можно сделать чрезвычайно важный вывод о наличии пока еще не исследованной коррелятивной связи между его токсичностью и эксергией и, далее, между токсичностью химических веществ, элементов, ионов и их энергетическими характеристиками. Это дает возможность определять в дальнейшем ПДК не эмпирическим путем, как это делается в настоящее время, а на основе строгих термодинамических характеристик, большинство из которых табулировано [9].
Плата за выбросы загрязняющих веществ в пределах установленных лимитов определяется путем умножения соответствующих ставок платы на разность между лимитными и предельно допустимыми выбросами загрязняющих веществ и суммирования полученных произведений по видам загрязняющих веществ.
В общем случае социальная эффективность измеряется отношением обобщенного показателя, выражающего социальный эффект к затратам, обеспечившим его достижение. Социальный результат определяется по разности показателей, характеризующих изменения в социальной сфере в результате осуществления природоохранных мероприятий и программ [7].
Расчет экономического эффекта от внедрения малоотходных и ресурсосберегающих производств основывается на сопоставлении затрат на их осуществление с экономическим результатом, достигнутым при их реализации, выражающимся величиной ликвидированного (предотвращенного) экологического ущерба, наносимого загрязнением окружающей среды, который рассчитывается согласно [1 — 15].
Стандартизация в комплексе мер по обеспечению экологической безопасности биосферы — это разработка и внедрение в практику научно обоснованных, обязательных для выполнения технических требований и норм (стандартов), регламентирующих человеческую деятельность по отношению к окружающей среде. Стандарты качества окружающей среды устанавливают государственные органы (Госстандарт России, Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации и другие министерства, комитеты, ведомства).
Нормирование качества окружающей природной среды определяется как деятельность уполномоченных государственных органов по установлению экологических нормативов (показателей предельно допустимых воздействий человека на окружающую природную среду) в соответствии с требованиями природоохранного законодательства. Так, согласно ст.1 Федерального закона «Об охране атмосферного воздуха» от 04.05.1999 № 96-ФЗ, качество атмосферного воздуха — совокупность его физических свойств, отражающих степень соответствия гигиеническим и экологическим нормативам. За экологический норматив (согласно п. 2.7 Приложения к приказу Минприроды России «Инструкция по экологическому обоснованию хозяйственной или иной деятельности» от 29.12.1995 № 539) принимается установленная величина использования природных ресурсов или техногенного воздействия на экосистемы и отдельные ее компоненты, при которой функционально структурные характеристики экосистем не выходят за пределы естественных изменений.
Современные объемы производства и его интенсификация, несмотря на усовершенствование технологии и техники очистки выбросов (отходов), повлекли увеличение общей массы ВВ, вносимых в атмосферу. Возросла энерговооруженность производства и, соответственно, количество сжигаемого топлива и образующихся дымовых газов: считают, что выработка электроэнергии и объем промышленного производства удваиваются каждые 7—10 лет.
Предлагаемые к рассмотрению в гл. 8 методы и устройства сгруппированы по типу очищаемой среды (газовая, жидкая, твердая, комбинированная) или вторично используемого отхода в зависимости от его характеристик.
Перегородки в инерционных пылеуловителях (рис. 8.2) устанавливают для изменения направления движения газов. Газ в инерционный аппарат поступает со скоростью 5 — 15 м/с. Пылевые частицы, стремясь сохранить направление движения после изменения направления движения потока газов, осаждаются в бункере. Эти аппараты отличаются от обычных пылеосадительных камер большим сопротивлением и высокой степенью очистки газа [3].
Для очистки запыленных газов все большее распространение получает на последних ступенях сухая очистка рукавными фильтрами. Степень очистки газов в них при соблюдении правил технической эксплуатации достигает 99,9 %.
Электрофильтры (рис. 8.8) применяются там, где необходимо очищать очень большие объемы газа и отсутствует опасность взрыва: для улавливания летучей золы на современных электростанциях, пыли в цементной промышленности, дыма, в системах кондиционирования воздуха, в металлургии и других отраслях [7].
При очистке газов от частиц пыли и переработке газообразных отходов успешно применяют мокрое пылеулавливание, сухую и последующую мокрую очистку (последняя может сочетаться с адсорбционной доочисткой).
Комбинированные методы и аппаратура очистки газов весьма экономичны и наиболее эффективны.Рассмотрим конструкции аппаратов и технологическую схему очистки на примере очистки запыленного воздуха и газов стекольного производства.
В процессах эксплуатации промышленного оборудования образуются сточные воды, которые требуют специальной очистки перед сбросом в канализационные системы. Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, аммонийный и нитратный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метилмеркаптан, формальдегид и др. [15]. Например, сточные воды заводов черной и цветной металлургии загрязнены большим количеством взвешенных минеральных веществ, содержат цветные металлы и железо, сульфаты, хлориды, смолы и масла, серную кислоту, железный купорос. Нефтеперерабатывающие заводы и нефтепромыслы сбрасывают нефть и нефтепродукты, хлориды, взвешенные вещества, возможно присутствие железа и сероводорода. Большую опасность представляют сточные воды коксохимических предприятий: смолы, масла, фенолы, аммиак, цианиды, роданиды, большое количество солей неорганических кислот и взвешенных веществ. К сильно загрязненным сточным водам, трудно поддающимся очистке, относятся жидкие стоки целлюлозно-бумажных комбинатов: растворенные органические вещества, волокно, каолин и др. Машиностроительные и автомобильные заводы сбрасывают цианиды, хром, масла и окалину. Основные загрязнители текстильных предприятий — красители, синтетические поверхностно-ак-тивные вещества (СПАВ).
Сточные воды любого промышленного предприятия содержат специфические загрязнения, которые должны удаляться (нейтрализоваться) до смешения со стоками другого производства или населенного пункта [16]. Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о возможной реализации бессточных систем путем повторного использования очищенных сточных вод [1, 3, 15 — 22]. Повторное использование очищенных сточных вод в системах промышленного водоснабжения в полной мере зависит от конкретных местных условий, применяемых технологий и определяется главным образом его возможностью и целесообразностью.
При очистке сточных вод промышленных технологий применяют фильтрование, осаждение, флотацию, коагуляцию, нейтрализацию и другие методы (рис. 8.17). Перспективны методы с использованием процессов мембранной технологии, электрокоагуляции, озонирования, биологической очистки [22].
Полнота их реализации в разных странах определяется конкретными экологическими, сырьевыми, демографическими и другими условиями. В целом европейскими странами принята стратегия, в соответствии с которой возобновляемые источники энергии, к числу которых относятся ТПБО, должны составлять в их энергобалансе 10—15 % к 2010 г. [31].
Для обезвреживания твердых отходов часто применяют метод их капсулирования, заключающийся в обволакивании токсичного отхода инертной пленкой, например стеклообразной или полимерной. Используемый метод переплавки отходов заключается в выжигании вредных компонентов, формировании новой структуры ВМР и их потребительских свойств: размеров, цвета и т.п. Химические методы позволяют получать из отходов новые продукты: превращать твердые органические отходы гидрированием и гидролизом в жидкое и газообразное топливо. Наиболее распространенный метод фиксации отходов — цементирование — применяется для отходов, содержащих воду. Недостаток метода — увеличение объема отходов и возможная гидратация цемента при малых pH. Применяется для неорганических отходов, особенно тяжелых металлов, а также радиоактивных веществ. Для фиксации с использованием органических полимерных материалов готовится смесь отходов с соответствующими смолами или мономерами, затем вводится катализатор, который обеспечивает полимеризацию и создание объема фиксированного материала. Отходы обычно химически не связываются с полимером. Происходит микрообволакивание органической оболочкой. Для обработки отходов обычно используют формальдегидные, виниловые и полиэстеровые соединения. Такой монолит обладает сопротивлением на сжатие на уровне бетона. Недостаток метода — возможность появления ядовитых паров в процессе полимеризации.
Для извлечения ценных компонентов из ВМР используют методы экстрагирования и кристаллизации. Экстрагирование — извлечение из твердого вещества одного или нескольких компонентов с помощью растворителя. При этом извлекаемые компоненты переходят из твердой фазы в растворитель (экстрагент). Для последующего выделения целевого компонента из смеси с экстрагентом применяют выпаривание или ректификацию. Используются следующие основные типы экстракторов: смесительно-отстойные, колонные и центробежные. Кристаллизация — выделение твердой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов. Процесс характеризуется переходом вещества из жидкой фазы в твердую вследствие изменения его растворимости. Далее выделенный кристаллический продукт подлежит вторичной переработке, а фильтрат подлежит дальнейшей переработке.
Термические методы уничтожения твердых ВМР позволяют использовать энергетический (топливный) потенциал отходов, а в случае комплексной переработки — извлекать из продуктов термообработки вещества, применяемые в основной или смежной отраслях. Процесс осуществляют в термических реакторах разных конструкций (шахтных, циклонных, с псевдоожиженным слоем и др.). Недостаток метода сжигания — образование сопутствующих топочных газов, подлежащих дополнительной очистке. В ряде случаев при термической переработке твердые отходы подвергают пиролизу — высокотемпературному превращению органических соединений, сопровождающемуся их деструкцией и вторичными процессами. Продукты пиролиза используют как жидкое и газообразное топливо [28].
Санитарное (контролируемое) захоронение отходов является альтернативой современной практике сброса ТПБО на открытые свалки. Концепция метода нацелена на создание полигонов как экономически нейтральных производственных объектов и включает следующие основные принципы: максимальное использование рабочего объема полигона, контроль состава поступающих на захоронение отходов; учет поступающей на захоронение массы, минимизация негативного влияния ингредиентов отхода на биосферу и др.
Всякий нежелательный для человека звук является шумом. Интенсивное шумовое воздействие на организм человека неблагоприятно влияет на протекание нервных процессов, способствует развитию утомления, изменениям в сердечно-сосудистой системе и появлению шумовой патологии, среди многообразных проявлений которой ведущим клиническим признаком является медленно прогрессирующее снижение слуха.
Под вибрацией понимают механические, часто синусоидальные, колебания системы с упругими связями, возникающие в машинах и аппаратах при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статическом состоянии. Чаще всего такое колебательное движение происходит из-за неуравновешенных силовых воздействий: дисбаланс вращающихся частей, инерционное возбуждение при работе возвратно-поступательных механизмов, ударные процессы и др.
С развитием электроэнергетики, радио- и телевизионной техники, средств связи, электронной офисной техники, специального промышленного оборудования появилось большое количество искусственных источников электромагнитных полей (ЭМП), что обусловило интенсивное «электромагнитное загрязнение» среды обитания человека.
Электромагнитные поля окружают нас постоянно. Однако человек различает только видимый свет, который занимает лишь узкую полоску спектра ЭМВ — электромагнитных волн (рис. 10.1). Глаз человека не различает ЭМП, длина волны которых больше или меньше длины световой волны, поэтому мы не видим излучений промышленного оборудования, радаров, радиоантенн, линий электропередач и др. Все эти устройства, как и многие другие, использующие электрическую энергию, излучают так называемые антропогенные ЭМП, которые вместе с естественными полями Земли и Космоса создают сложную и изменчивую электромагнитную обстановку.
Природные (естественные) источники ЭМП делят на две группы. Первая — поле Земли: постоянное (основное) магнитное поле (55,7 — 33,4 А/м, причем напряженность геомагнитного поля убывает от магнитных полюсов к магнитному экватору). Процессы в магнитосфере вызывают колебания геомагнитного поля в широком диапазоне частот: от 10 5 до 102 Гц, амплитуда может достигать сотых долей ампер на метр. Вторая — радиоволны, генерируемые космическими источниками (Солнце, галактики и др.). В силу относительно низкого уровня излучения космических радиоисточников и нерегулярного характера воздействия их суммарный эффект поражения земных биообъектов незначителен.
Техногенные (антропогенные) источники ЭМП в соответствии с международной классификацией также делят на две группы. Первая — источники, генерирующие крайне низкие и сверхнизкие частоты от 0 Гц до 3 кГц. Вторая — источники, генерирующие от 3 кГц до 300 ГГц, включая микроволны (СВЧ-излучение) в диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц (табл. 10.2).
Электрическая напряженность на рабочих местах не должна превышать 20 В/м в диапазоне частот 100 кГц —30 МГц и при/= = 30 — 300 МГц; магнитная Н< 5 А/м при/= 0,1 -г-1,5 МГц. В диапазоне СВЧ 300 МГц —300 ГГц допустимая ППМ при облучении в течение всего рабочего дня составляет 10 мкВт/см2, 2 ч — 100 мкВт/см2, 15 — 20 мин — 1000 мкВт/см2 (при обязательном использовании защитных очков).
В зависимости от условий воздействия ЭМП, характера и местонахождения источника излучения могут быть использованы: защита временем и расстоянием, снижение интенсивности излучения и экранирование источника, защита рабочего места от излучения, применение средств индивидуальной защиты (СИЗ).
Особое место среди источников ЭМИ (ЭМП) занимают лазерные установки. В промышленности применяют лазерные установки, работающие в диапазонах длин волн от ИК до рентгеновского (от 0,2 до 1000 мкм с большой плотностью энергии). Лазерная технология, например, обработка материалов лазерным излучением, позволяет осуществлять сварку материалов, сверление, резку и т.д.
Электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) ПК являются источниками ЭМИ весьма широкого диапазона частот. Порождаемое ЭЛТ низкочастотное, высокочастотное, инфракрасное, видимое световое, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения требуют специального анализа и специфических экозащитных мероприятий. Основными источниками ЭМП в НЧ и ВЧ-диапазонах являются экран монитора, питающие провода (разъемы) и системный блок (рис. 10.4).
Статическое электричество — продукт образования, сохранения и разделения свободных электрических зарядов на поверхностях и в объемах диэлектрических и полупроводниковых веществ и материалов или на изолированных проводниках [22].
Приводятся аргументы в пользу замедления или приостановки развития ядерной энергетики на том основании, что на период до начала массового использования термоядерных реакторов хватит источников обычного топлива. Термоядерные реакторы относят при этом к более экологически чистым системам, чем ЯЭУ — ядерные энергетические установки [29].
Чрезвычайная ситуация (ЧС) — это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей [1].
Экологическая безопасность промышленных (инженерных) объектов при авариях и ЧС определяется вероятностью возникновения поражающих факторов и уровнем воздействия вредных веществ, проявляющегося в процессе эксплуатации. Уровень опасности и принцип обеспечения безопасности во многом связаны со свойствами перерабатываемых веществ.
Предполагают, что разрушение здания цеха (офиса) происходит в результате воздействия ударной волны, возникшей в результате аварийного разрушения (взрыва) какого-либо аппарата на заводской площадке. Последствия взрыва определяются величиной давления разрушения инженерного объекта и массой выброса (слива) вредного вещества.
По величине скоростного напора АРск, используя рис. 11.2, находят предельное избыточное давление Д/ф1 "1, при котором предмет не смещается.Опрокидывание оборудования приводит к средним и сильным разрушениям. Смещающая сила Рси действующая на плече z = = h/2, будет создавать опрокидывающий момент, а вес (масса) оборудования на плече 1/2 (или d/2) и реакция крепления Q на плече / (или d) — стабилизирующий момент (рис. 11.3).
Для оценки технических и социальных последствий аварий на объектах по хранению, переработке и транспортировке сжиженных углеводородных газов (СУГ), сжатых углеводородных газов (СЖУГ), легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), конденсированных взрывчатых веществ (КВВ) разработана специальная методика (ВНИИ ГО ЧС, Москва, 1994).
Экологическая безопасность функционирования химически опасных предприятий зависит от многих факторов, например, физико-химических свойств сырья, полуфабрикатов и готового продукта, характеристик технологического процесса и др. Особенностью работы с ВВ (горючими, легковоспламеняющимися) веществами является возможность их потенциального взрыва, пожара и выброса (разлива) в биосферу в количествах, представляющих опасность массового поражения людей, животных и окружающей среды.
Химически опасное вещество (ХОВ) — простое вещество или сложное химическое соединение, выброс которого в окружающую среду вследствие аварии на производстве, складе или при транспортировке может привести к образованию очага поражения, а также заражению почвы и открытых водоисточников.
Методика прогнозирования масштабов зон заражения сильно-действующими ядовитыми веществами при авариях на технологическом оборудовании и хранилищах, при транспортировке железнодорожным, трубопроводным и другими видами транспорта, а также в случае разрушения химически опасных объектов распространяется на случай выброса СДЯВ в атмосферу в газообразном, парообразном или аэрозольном состояниях [13].
Рассмотрим результаты практического использования технологических и конструкторских разработок, приведенных в предыдущем материале. Реализация разработок представлена на основе блочно-модульного метода, позволяющего с минимальными затратами объединить в единый высокоэффективный комплекс с минимальными энерго- и ресурсозатратами.
Способ рекуперации отходов стекловолокна путем переплавки при 1300 °С в печи с двойным сводом (в нем теплообменник) в сочетании с эндотермической грануляцией позволяет получать гранулы стекла диаметром 2 —4 мм (см. рис. 12.2). Оптимальные условия в объеме отходов и получаемом расплаве, минимальные потери при сгорании топлива и стабилизация химического состава стеклогранул позволили по сравнению с имеющимися решениями снизить расход топлива на 20 — 30 %, повысить производительность в 2,5 — 3 раза и значительно (с 3,5 — 4 до 0,2 —0,3 %) снизить выбросы в окружающую среду соединений бора.
Технико-экономический эффект от использования разработанного способа подготовки шихт — увеличение производительности компактирования в 1,2—1,5 раза, а стекловарения — на 23 — 40%. Летучесть (безвозвратные потери) щелочных соединений и варке шихты уменьшилась на 1,6 —5,3%, запыленность атмосферы снизилась в 2,4—7,5 раза. Одновременно снизился расход топлива в среднем на 20 %. Выход годной продукции увеличился на 5 —7 %. Неоднородность стекломассы уменьшилась с 15— 18 до 12 нм.
В технических решениях по интенсификации малоотходных процессов порошковых технологий, как правило, предусматриваются аспирационные устройства, снижающие остаточное количество вредных выбросов до ПДК. С учетом планируемого роста объемов производства и соответствующего увеличения безвозвратных потерь ценных компонентов со шламом и сточными водами за основу производства принят сухой способ очистки пылегазовых потоков технологического оборудования.
Получение газообразного топлива из углей, а также из твердых веществ, включающих как органическую, так и неорганическую составляющую (в том числе из промышленных, радиоактивных и бытовых отходов) — в настоящее время актуальная задача. Получаемые горючие газы (пирогаз) могут быть использованы в энергетических (для газовых турбин и котельных установок) и в технологических (производство целевых продуктов) целях.
В настоящее время постоянно возрастает стоимость питьевой воды, используемой в стирке, что обусловлено ростом энергетических затрат на водоподготовку и транспортировку воды, а также на очистку сточных вод перед сбросом в водоемы. Ресурсосбережение позволяет сократить производственные расходы, в том числе стоимость. Вместе с тем, экологические аспекты прачечного производства продолжают оставаться малоизученными. Чтобы предотвратить загрязнение водоемов СПАВ, фосфатами и удаленными из одежды загрязнениями, сбросы прачечных производств необходимо очищать. В России и за рубежом этим проблемам уделяется большое внимание.
В процессах аварийной эксплуатации промышленного оборудования образуются сточные воды, которые требуют специальной очистки перед сбросом в канализационные системы. Сточные воды любого промышленного предприятия содержат специфические загрязнения, которые необходимо удалять (нейтрализовать) до смешения со стоками другого производства или населенного пункта. Наиболее распространенными загрязняющими веществами, подлежащими очистке, включая поверхностные воды, являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, аммоний, нитратный азот и др.
Приоритетными направлениями перспективных АЭС является создание такой системы безопасности, которая практически полностью исключала бы влияние обслуживающего персонала на ход остановки и расхолаживания реактора в случае аварии. Такой подход позволит в перспективе иметь реактор с внутренне присущей безопасностью. В наибольшей степени в настоящее время этому принципу соответствует проект атомной станции теплоснабжения (АСТ-500), принципиальная схема которой (с шестью защитными барьерами) представлена на рис. 12.16. Атомная станция теплоснабжения проектировалась для строительства в непосредственной близости к крупным городам. Поэтому ACT удовлетворяет наиболее строгим требованиям по обеспечению безопасной работы энергоблока [16].
Разработан простой технологический процесс перевода оружейного плутония в смешанное уран-плутониевое топливо ядер-ных реакторов типа БН и ВВЭР, основанный на использовании пирохимических процессов в расплавленных солевых системах [17].