Контрольная работа по "Экологии"

Постоянное увеличение использования естественных ресурсов, усиленное загрязнение окружающей среды требуют реализации стратегии безотходной технологии. Основы этой технологии заключаются в том, что неиспользованные отходы производства одновременно являются не полностью использованными природными ресурсами и источником загрязнения окружающей среды. Снижение количества используемых отходов по отношению к количеству изготовляемой продукции позволит произвести больше изделий из того же количества сырья и явится вместе с тем действенной мерой охраны окружающей среды.

Биосфера дает природные  ресурсы, из которых в сфере производства изготовляются изделия, при этом образуются отходы. Во многих случаях  после соответствующей обработки  они могут быть использованы как  вторичное сырье или как вторичные  носители энергии. Если по техническим или технологическим причинам это невозможно или экономически невыгодно, то их необходимо выводить в биосферу таким образом, чтобы по возможности не наносить вреда естественной окружающей среде. М. Шубертом и П. Летчем (ГДР) предложено общее уравнение баланса по сферам производства и потребления

где R - расход природных ресурсов, кг/с; А - образующееся в сферах производства и потребления количество отходов, кг/с; S_m — средний коэффициент использования отходов, кг/кг; S - количество веществ, накапливающихся в сферах производства, кг/с. 

Снижение удельного  неиспользуемого количества отходов  производства A(1-S_т) и тем самым удельного расхода природных ресурсов возможно за счет уменьшения образующегося удельного количества А отходов производства или за счет повышения коэффициента использования отходов  S_m.

Выбор одного из путей  зависит как от технологических  возможностей, так и от экономических  условий. Первичная цель безотходной  технологии - настолько уменьшить  выводимый в единицу времени  в биосферу поток массы неиспользуемых отходов, чтобы сохранилось естественное равновесие биосферы и обеспечивалось наличие основных природных ресурсов. Ниже представлены некоторые требования к отдельным параметрам технологического процесса с точки зрения безотходной технологии.

Согласно этой схеме, конечное достижение безотходности  обусловливается наличием п —  количества ступеней переработки отходов  всех видов. Система становится безотходной, когда на га-стадии выделяется такое  количество отходов, которое не оказывает заметного отрицательного воздействия на окружающую среду. Если отходы на некоторых ступенях направляются снова на переработку, в начальной стадии получается БТС закрытого или частично закрытого типа.

 

Одним из перспективных, выгодных и развивающихся направлений использования ПО, входящих в систему безотходных технологий, является обмен ими как между предприятиями внутри стран, так и между государствами с целью использования их в подходящих технологических процессах. Так, широко развит экспорт и импорт полимерных отходов в странах ЕЭС, а также Австрии, Швейцарии и Скандинавских странах. Особым спросом пользуются отходы полимеров: полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида и ацетата целлюлозы. Ведущее положение в европейском обмене этими отходами занимают Италия (ежегодный импорт составляет свыше 90 тыс. т полимерных отходов), ФРГ (экспорт 65 тыс. т) и Франция (экспорт 50 тыс. т).

В настоящее время  в странах Западной Европы и США  существует два типа посреднических бирж: биржи, поставляющие информацию о количестве отходов, их качественном составе и способах переработки, и биржи, которые непосредственно осуществляют обмен отходами путем нахождения соответствующего потребителя.

Успешное функционирование таких систем, по-своему замыкающих цикл безотходных технологий, возможно на основе АСУ, осуществляющих свои операции в межгосударственных масштабах или в пределах промышленного района. Так, в середине 70-х годов в ФРГ и Франции путем посредничества бирж между предприятиями реализуются отходы древесины, бумаги, картона, металлов и других ПО. Несмотря на сравнительно небольшие пока контакты между поставщиком и потребителем (20-35 %), такие биржи являются экономически выгодными для государства. Об этом же говорит опыт США, где действует широкая сеть посреднических бирж, способствующих внедрению прогрессивных технологических процессов обезвреживания и переработки промышленных отходов и обмену отходами между предприятиями.

 

4. Резервы безотходных  технологий

Для рационального управления комплексной системой сбора, транспортирования, обезвреживания и утилизации отходов и загрязнений в масштабах промышленного региона, отдельной страны или группы стран необходимо иметь оперативную информацию о местонахождении отходов, их количестве, составе и свойствах, возможностях утилизации или обезвреживания. Информационно-поисковые системы позволяют определить и наладить связи "отходы-сырье", "поставщик-потребитель". Координационные центры по взаимному обмену промышленными отходами с целью их дальнейшей утилизации, например, успешно функционируют в Японии.

Резервы безотходных  технологий огромны. Подсчитано, что  в расчете на душу населения у  нас в стране за год перерабатывается до 20 т различного природного сырья, при этом в готовую продукцию  переходит всего лишь 5--10 %, все остальное — отходы, неиспользованная часть сырья. В процессе эксплуатации промышленной продукции, по мере износа или морального старения, она также переходит в категорию отходов потребления. Таким образом, практически весь объем взятых у природы материалов возвращается ей, но уже с новыми свойствами, которые приводят к нарушению экологического равновесия.

Анализ результатов  научно-исследовательских работ, проведенный  рядом институтов страны, показывает, что практически все виды отходов  производства и потребления могут быть использованы в народном хозяйстве в качестве вторичного сырья для получения многих видов товаров технического назначения и народного потребления. Реальность и техническая целесообразность использования отходов доказана, например, практикой работы многих отечественных предприятий различных отраслей промышленности.

В настоящее время  все большее значение для использования  отходов и отходящего тепла приобретают  территориальные связи и сочетания  различных технологических процессов  с районами коммунального потребления. Так, во многих случаях представляется возможным использовать воду сначала для коммунально-бытовых целей, а затем после очистки, требующей относительно небольших затрат, употреблять на производственные цели.

Бессточная система промышленного использования воды является особым видом БТС, при которой не менее 90 % ее находится в водооборотном цикле и не более 10 % приходится на подпитку свежей водой. При этом необходимо, чтобы количество продувочных вод, сбрасываемых из системы в водоем или на очистные сооружения, не превышало 5 % находящихся в водообороте.

Бессточные системы, в  свою очередь, подразделяются на системы  с полной утилизацией компонентов  или без утилизации, т.е. со складированием в специальных емкостях, накопителях  или с закачкой в подземные горизонты. Примером бессточной системы промышленного использования воды могут служить разработанные МосводоканалНИИпроектом и внедренные во многих автохозяйствах страны водоочистные установки "Кристалл", которые работают по замкнутому циклу и позволяют экономить сотни тысяч кубометров ценной питьевой воды.

Экономическая оценка эффективности  БТС заключается в определении  экономического эффекта от утилизации и переработки отходов на всех стадиях, включая и другие отрасли, а также в расчете предотвращенного ущерба окружающей среде на основе сопоставления БТС и предприятий с традиционной технологией.

Эффективность БТС должна стремиться к максимуму, определяемому  как

где Э - сумма всех эффектов; у - размер ущерба от загрязнения окружающей среды отходами; З_п - затраты на осуществление безотходного производства.

Исходя из сказанного выше можно заключить, что дальнейшее развитие экономики в природоохранном  аспекте тесно связано с решением проблем более полного использования  природных ресурсов и с созданием рециркуляционных материальных и энергетических потоков.

С технологической точки  зрения для внедрения безотходных  и малоотходных производств непременно потребуется создание новых материалов и веществ, например новых мембранных материалов, ионообменных смол, синтетических флокуляторов, химических реагентов, а также аппаратов и приборов, которые позволят усовершенствовать или интенсифицировать различные процессы разделения сред, обезвреживание и утилизацию отходов. Для  расширения масштабов внедрения безотходных технологических процессов необходимо дальнейшее совершенствование способов использования отходов, а также методов экономического стимулирования с целью повышения заинтересованности работников различных отраслей промышленности в подготовке отходов к последующей переработке и утилизации. Немаловажным стимулом является также плановое уменьшение предприятием потребления природного сырья и переход на использование вторичных материальных ресурсов.

 

Заключение

Создание малоотходных и безотходных ТПК является важным направлением развития народного хозяйства, рационального использования природных ресурсов и сохранения экологического равновесия.

Для организации малоотходных и безотходных промышленных производств  исключительное значение имеет кооперирование предприятий различных отраслей промышленности. Наиболее благоприятные возможности для кооперирования производств складываются в условиях ТПК, где планово формируется совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных пропорционально развивающихся объектов различных отраслей народного хозяйства. Эти объекты созданы для совместного решения одной или нескольких определенных народнохозяйственных проблем, выделяются размерами производства и четкой специализацией в масштабах страны и своего экономического района.

При развитии промышленности в отдельных регионах страны некоторыми предприятиями не всегда соблюдаются  должные меры по охране окружающей природной среды. В рамках ТПК  складываются благоприятные условия  для комплексного использования  сырья и для организации производства таким образом, чтобы отходы одних предприятий полностью использовались другими предприятиями.

Экономические преимущества при правильном и оптимальном  развитии промышленного производства допускают выгодное и целесообразное транспортирование отходов на относительно небольшие расстояния в пределах ТПК, что облегчает решение многих вопросов, связанных с территориальным размещением предприятий.

 

Задача 1 Б. Задача 3 Б. Рассчитать объемы аэротенка вытеснения с регенератором по следующим данным:

 

Характеристика		Вариант
		Б
Расход сточных вод, м3/сут		50000
Начальная БПК, мг О2/л		200
Конечная БПК, мг О2/л		30
Расчетная скорость окисления, мг О2/	р	40
Концентрация активного  ила в аэротенке, г/л		2,5
Концентрация активного  ила в регенераторе, г/л		4,5

 

 

1. Необходимое время  пребывания сточной воды в  самом аэротенке:

2. Кратность R циркуляции:

3. Время окисления  загрязнения сточных вод во  всем сооружении:

где S – зольность ила p = 0,85 – это скорость окисления.

4. Время регенерации:

5. Время пребывания  сточных вод в аэротенке:

6. Время пребывания  сточных вод в регенераторе:

7. Объем аэротенка:

8. Объем регенератора:

 

 

 

Источники литературы:

 

Виноградова Н.Ф., «Природопользование». – Москва: 2006.

Протасов В.Ф., Молчанов А.В. «Экология, здоровье и природопользование в России» - Москва: «Финансы и статистика», 2009.

«Экология». Учебное пособие, под ред. С.А.Боголюбова – Москва: Знание», 2007.

Т.А., Хаскин В.В. «Экология: Учебник для вузов». 2-е изд., перераб. и доп. Москва: ЮНИТИ – ДАНА, 2008.