Tomsk-kuhnja.ru

Кухни Томска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Химическая экология

Химическая экология

Химическая экология — раздел экологии, изучающий последствия прямого и побочного воздействия на окружающую среду химических веществ и возможные пути уменьшения их отрицательного влияния.

У этого термина есть и другие значения: в английской литературе под химической экологией понимают изучение химических взаимодействий между видами в экосистеме (en:Chemical ecology). Химик Э. Г. Раков предлагает понимать химическую экологию шире, включая в неё изучение всех химических процессов в экосистемах, в том числе круговоротов веществ [1] .

Содержание

Химическое загрязнение [ править | править код ]

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающей его средой. Но с появлением высокоиндустриального общества влияние человека на природу стало масштабнее и губительнее. И сейчас это привело к глобальной опасности для человечества. Наиболее значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы.

Виды химического загрязнения [ править | править код ]

  • химическое загрязнение атмосферы
  • химическое загрязнение Мирового океана
  • химическое загрязнение почв

Теперь подробнее о каждом пункте.

Загрязнение атмосферы [ править | править код ]

Существуют три основных источника загрязнения:

    ,
  1. бытовые котельные,
  2. транспорт.

Первое место общепризнанно занимает промышленность.

Источники загрязнений [ править | править код ]
    ,
  • металлургические предприятия,
  • химические и цементные заводы.
Загрязняющие вещества [ править | править код ]

Обычно атмосферные загрязнители (загрязняющие вещества) делят на 2 вида:

  1. первичные — поступающие непосредственно в атмосферу
  2. вторичные — являющиеся результатом превращения последних (в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязнителями и компонентами атмосферы).

Основными загрязняющими веществами являются:

    (1250 млн т. в год). Это соединение, активно реагирует с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта. (до 170 млн т. в год). (ежегодно выбрасываются десятки миллионов тонн серного ангидрида). Источниками являются пирометаллургические предприятия цветной и чёрной металлургии, а также ТЭС. Он подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. и сероуглерод. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, нефтеперерабатывающие и нефтепромыслы. (20 млн т. в год). Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.
  1. Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Имеют токсический эффект.
  2. Соединения хлора. Источники: химические предприятия, производящие соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду.

Кроме того, имеет место аэрозольное загрязнение атмосферы вследствие:

  • потребления ТЭС угля высокой зольности,
  • сжигания остаточных нефтепродуктов
  • создания искусственных насыпей из переотложенного материала при добыче полезных ископаемых
  • массовых взрывных работ
  • производства цемента

Загрязнение Мирового океана [ править | править код ]

Химическое загрязнение — изменение естественных химических свойств воды за счёт увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической, так и органической природы.

Неорганическое загрязнение [ править | править код ]

Основные неорганические загрязнители:

  • соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора
  • неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапазон рН промышленных стоков
Негативное действие [ править | править код ]

Тяжелые металлы, обладающие токсическим эффектом, попадая в воду, поглощаются фитопланктоном и передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Кроме того, они могут вызвать болезнь Минамата.

Читайте так же:
Как герметизировать цементом трубы

Экологические аспекты цементного производства

В историческом центре Санкт-Петербурга состоялась четвертая международная конференция «Петроцем 2006». В рамках этого масштабного мероприятия были рассмотрены наиболее актуальные вопросы, связанные с развитием цементной промышленности: модернизация и экология производства, экономия топливно-энергетических ресурсов и использование отходов.

Большинство участников конференции отметили, что для более эффективного решения комплекса производственных задач необходимо увеличение объемов инвестиций с привлечением иностранного капитала. Для западных кредиторов и инвесторов внимание, которое уделяется на конкретном производстве вопросам культуры, экологии, энерго- и ресурсосбережения, свидетельствует о серьезности намерений конкретного производства, а значит, и о возможности получения высокой прибыли в будущем. В связи с этим, самыми прозорливыми оказались те из соотечественников, кто уже приступил к формированию условий, благоприятных для привлечения инвестиций.

Надо сказать, что руководители большинства цементных производств достаточно осведомлены о мировом опыте и возможностях вакуумной техники. И тем из них, кому довелось лично убедиться в эффекте, который стал возможен после внедрения вакуумных систем очистки, экономическое обоснование уже не нужно. Поэтому в рамках программы модернизации цементного производства началось и внедрение проектов вакуумной пылеуборки и пылеулавливания в полном соответствии с мировыми стандартами, причем даже в удаленных от российских границ регионах.

Для каждого предприятия действительно важно минимизировать потери дорогостоящего сырья и готовой продукции, которые происходят в случае неорганизованных технологических выбросов. При отсутствии технических средств локализации просыпей, проливов увеличиваются объемы отходов, требующих дополнительных мест для утилизации или захоронения.

Перед проведением ремонтных работ требуется качественная очистка технологического оборудования. Выполняемый вручную этап подготовки увеличивает время простоя и, следовательно, производственные потери. Социальные проблемы пыльного производства также хорошо известны: снижается производительность труда и растет уровень заболеваний органов дыхания. Это приводит к проблеме привлечения и удержания квалифицированных кадров на предприятии.

Мировой опыт применения вакуумного оборудования оптимистично свидетельствует, насколько широки перспективы его использования для эффективного решения целого спектра задач цементного производства. С его помощью организуется сбор просыпей цемента с конвейеров, элеваторов, элеваторных ям и бассейнов. Вакуумная очистка силосов и накопительных бункеров позволяет увеличивать их пропускную способность благодаря своевременному удалению отложений цемента. Удаление влажных загрязнений из сточных колодцев дробилок, затопленных фундаментов, ливневых коллекторов и других дренажных систем способствует более эффективному функционированию вспомогательных систем. Возврат влажных и сухих просыпей пыли для подачи и обработки печами для обжига и сушки позволяет экономить сырье и снижать потери. Удаление пыли со строительных сооружений, извлечение отложений из элеваторных ям, шахт, туннельных печей, шнековых питателей цемента, пола, сбор материала с дорог и калориферов предварительного подогрева завершает картину тотальной очистки цементного производства.

Этот перечень, разумеется, дополняется конкретными производственными задачами (например, устранение перегрузов из вагонов-хопперов) и теми возможностями, которые предоставляет данный вид оборудования. Автономные установки на базе грузовиков или полуприцепов используются в период ремонта вращающихся печей. Их мощность и мобильность позволяют обслуживать территорию целого предприятия в совокупности с вакуумными трубопроводами, смонтированными на разобщенных производственных площадках и цехах. Модели с меньшей производительностью используются для быстрой и качественной зачистки внутренней поверхности автоцементовозов.

Читайте так же:
Заливка пола цементным раствором расчет

Таким образом, вакуумные технологии пылеуборки и пылеулавливания помогают разрешить целый спектр не только экологических вопросов, но и влияют на улучшение экономических показателей производства. Следуя требованиям, предъявляемым к качеству продукции на мировом рынке, на ЗАО «Бахчисарайский комбинат «Стройиндустрия» в настоящее время начата реализация программы модернизации, которая направлена, в первую очередь, на решение экологических проблем производства. В частности, на заводе была произведена замена аспирационных установок на силосах и мельницах, введена в эксплуатацию новая упаковочная линия и приобретены семь автоцементовозов для реализации продукции. Важное внимание уделено и поддержанию чистоты производства. Например, в зоне расположения готовой продукции, куда подается транспорт, обычные объемы просыпей составляют до 50 кг. Это требует ежедневной уборки пола. Но основные отложения и просыпи находятся на отметках, где ступенчато происходит пакетирование цемента (зона загрузки силоса, фасовочная машина, система транспортировки).

Во время ремонта оборудования количество извлекаемого цемента достигает 200-300 кг. Для уборки помещений от загрязнения цементной пылью и частичного удаления пыли из труднодоступных мест было приобретено вакуумное оборудование. Комплекс этих мероприятий продиктован желанием поддержать торговую марку на должном уровне и отвоевать рынок фасованного цемента у компаний, которые покупают цемент россыпью, дешево фасуют, не заботясь о его качестве.

Техническое решение (разводка, клапаны, автоматическое включение агрегата, выгрузка и другое) на производстве «КНАУФ» подтолкнуло начальника цеха готовой продукции еще одного цементного завода к решению целого круга производственных задач: сбор цемента и просыпей при погрузке в вагоны, удаление излишков цемента, загруженных в хопперы. Выполнение этих работ вручную малоэффективно, является затратным по времени и сопровождается вторичным пылением. Интерес к вакуумным технологиям и желание их приобрести возрос в связи с тем, что холдинг, в состав которого входит этот завод, вплотную занялся повышением культуры производства. Данное предприятие имеет собственную сырьевую базу и целенаправленно создает благоприятные условия для инвестирования. В списке предприятий цементной отрасли можно увидеть и хорошо знакомые имена — заводы Holcim, Lafarge, Heidelberger Zement, CEMEX, Italcementi, Ciments Francais, Duckerhoff Zement, и менее известные предприятия Китая, Индии, стран Африки и Восточной Европы. При этом технические руководители, имея возможность выбора среди множества производителей, все чаще руководствуются наличием должного инженерного сопровождения проекта до и после его реализации. .

Производители цемента сокращают выбросы СО2 и «озеленяют» бетон

Цементная промышленность дает около 7% мировых выбросов СО2. Заводы для уменьшения углеродного следа меняют «рецепт» цемента и очищают «парниковый выхлоп» предприятия.

Производители цемента сокращают выбросы СО2 и «озеленяют» бетон

Злоупотребление бетоном

Люди ежегодно используют 4 миллиарда тонн цемента. Производители считают, что радикальное уменьшение углеродного следа от цементной промышленности требует множества шагов — от сокращения выбросов в атмосферу до пересмотра нормативов, определяющих потребность строящихся объектов в цементе.

«Бетон очень дешев, и строители систематически злоупотребляют этим. Мы можем сократить количество цемента в бетоне и количество бетона, идущего на возведение зданий», — считает профессор Политехнической школы в Лозанне Карен Скривнер. По некоторым оценкам, мировое потребление цемента можно было бы сократить вдвое только за счет того, что при строительстве не будет заливаться больше бетона, чем необходимо.

Читайте так же:
Норма цемента для железнения

Представить себе полный отказ от бетона в ближайшее время невозможно. Особенно в странах, переживающих бурный рост (Китай, Индия, Нигерия). Поэтому необходимо разработать более эффективный цемент, считает Джон Провис, профессор материаловедения из Университета Шеффилда в Англии.

Традиционно цемент получают путем смешивания измельченного известняка с другими ингредиентами и сжигания субстанции при температуре 1450 градусов по Цельсию. В результате получается вещество под названием клинкер. Его перетирают в порошок и соединяют с рядом добавок для получения цемента. Бетон, в свою очередь, есть смесь цемента с песком и породой-наполнителем (щебнем и т.д.), разбавленная водой, которая необходима для запуска химической реакцию, дающей ему затвердеть.

И топливо, применяемое для обжига в печах, и сам известняк при сгорании выделяют углекислый газ. На каждую тонну произведенного цемента в атмосферу выделяется 600-800 кг СО2.

Глина вместо известняка

Одним из решений проблемы является технология производства цемента из нагретой глины, получившая название LC3. Она может уменьшить углеродный след двумя способами. Во-первых, глина содержит очень мало углерода и при ее нагревании почти ничего не выделяется. Во-вторых, глину можно сжигать при более низких температурах (800° C) и потреблять, соответственно, меньше топлива.

По словам Карена Скривнера, в мире существует практически неограниченное количество запасов глины, большая часть которой уже добыта и признана непригодной для керамической и бумажной промышленности. У многих производителей бетона в карьерах с песком и гравием есть и глины, которые можно использовать в технологии LC3.

Первые заводы по производству цемента по технологии LC3 уже построены в ряде стран. Один из них — крупнейший в Колумбии завод Argos, ежегодно дающий до двух миллионов трехсот тысяч тонн цемента. В этом году после модернизации завод начал действовать по новой технологии. Она сокращает потребление энергии на 30% и снижает выход СО2 почти наполовину. Кроме того, предприятие использует глину, которая добывается примерно в десяти милях от него. «Меньше CO2 означает меньше угля или топлива, так что это более выгодно. Охранять окружающую среду приятнее, когда есть и экономический стимул», — говорит Томас Рестрепо, глава бизнеса компании в Колумбии.

Португальский производитель Cimpor тестирует LC3 на заводе в Кот-Д’Ивуаре. Lafarge-Holcim, крупнейший производитель цемента в Европе, планирует добавить глиняные печи на предприятиях во Франции и Швейцарии в следующем году. На Кубе строится более 20 небольших производств, которые будут давать глинистую смесь для перемешивания ее на стройках с обычным цементом.

Есть у новой технологии и недостатки. «Бетон, изготовленный с использованием LC3, в первые семь дней часто демонстрирует меньшую прочность, чем традиционные формулы, — предупреждает Вандерли Джон, профессор строительных материалов из Университета Сан-Паулу в Бразилии. – Прочность может быть восстановлена позже, ведь для полного схватывания бетона нужен месяц или больше. Также прочность удается повышать с помощью добавок или более качественной глины. Но такие задержки «из-за ожидания» обходятся дорого. Чем короче срок строительства, тем дешевле оно обходится».

Читайте так же:
Выравнивание кирпичных стен цементным раствором

Уловить СО2

Поскольку технология LC3 — это лишь частичное решение проблемы выбросов, исследователи во всем мире ищут другие способы «озеленения» производства цемента. Один из вариантов —добавление в него вулканического пепла. Еще один — замена части клинкера шлаковыми отходами от выплавки чугуна или золой из угольных заводов.

В исследовательской лаборатории Lafarge-Holcim (недалеко от Лиона) ученые работают над тем, как сократить выбросы CO2 предприятиями компании на 15% к 2030 году. Более двух пятых из 1300 патентов Lafarge на производство цемента и бетона служат для ограничения производства углекислого газа. «Мы должны продвигать более экологичные решения, но без ущерба для качества», — напоминает руководитель исследований Эделио Бермехо.

У лаборатории — десятки проектов. Одна группа печатает бетонные элементы на 3D-принтерах. Другая — подбирает альтернативные способы нагрева цементных печей. Третья — делает бетон, который требует меньше воды. Четвертая — изучает способы измельчения песка и гравия, чтобы на бетон шло меньше цемента. И так далее.

Однако, чтобы довести производство цемента до нулевого выброса СО2, нужна технология улавливания парникового газа.

Некоторые предлагают использовать для этой цели щебень от разрушенных зданий. По расчетам, одна тонна переработанного бетона может поглотить 50 килограммов CO2. Идея в том, чтобы уловить углекислый газ, сжать его и поместить глубоко под землю — возможно, в истощенные нефтяные и газовые скважины. Международное энергетическое агентство полагает, что именно улавливание СО2 будет давать 60% сокращения выбросов от цементной промышленности в период до 2070 года.

Использование отходов с получением добавок для производства цемента

Мировой опыт свидетельствует, что использование отходов в производстве цемента является наиболее экологически безопасным способом их утилизации. Одновременно с решением экологических проблем обеспечивается ресурсосбережение за счет частичной замены дорогостоящих природных ресурсов отходами производства и потребления.

ООО Фирма «ЭКОТРАК» с успехом использует мировой опыт использования отходов в цементной промышленности. Специалистам нашей компании удалось создать экологически безопасную, ресурсосберегающую и полностью безотходную технологию утилизации широкой номенклатуры отходов и неликвидной продукции с получением продукции – добавок для производства цемента, соответствующих ТУ 5743-001-84050842-09.

Добавки используются на цементных заводах для улучшения качества цемента и экономии топливно-сырьевых ресурсов.

Добавки представляют собой конгломерат специально подобранных органических и неорганических компонентов, представляющих собой жидкие, вязкопластичные, порошкообразные и кусковые твердые вещества. Композиция нерастворима в воде. Является трудногорючей. Взрывобезопасна.

Входящих в состав добавок компоненты можно разделить на четыре группы:

Группа 1 — жидкие, вязкопластичные и твердые углеводородные отходы: отработанные масла, нефтешламы, нефтепродукты, негалогенированные органические растворители, отходы ЛКМ и др. Компоненты этой группы обладают высокой теплотворной способностью и в значительной степени определяют теплотворную способность добавок.

Группа 2 – волокнистые и сыпучие вещества (измельченная бумага, картон, древесные отходы, отходы полимерных материалов из размалывающих устройств, органические фильтры, сорбенты и др.). Они обеспечивают абсорбцию компонентов группы 1, чем способствуют формированию структуры добавок, а также обеспечивают определенную часть теплотворной способности добавок.

Читайте так же:
Защита от пыли цемент

Группа 3 – компоненты, обеспечивающие генерацию веществ, активизирующих процесс горения (например, свободных электронно-возбужденных атомов водорода и кислорода). К этой группе относятся продукты переработки лекарственных средств, химнеликвидов, товаров бытовой химии и др.

Группа 4 – компоненты повышающие безопасность добавок при хранении и транспортировке. Они обеспечивают требуемую монолитность и прочность добавок, препятствуют выделению летучих компонентов при производстве и хранении.

Специальная компоновка «добавок для производства цемента» делает их малотоксичными и трудногорючими. Они не выделяют вредных веществ при хранении и транспортировке, что подтверждается санитарно-эпидемиологическим заключением № 77.01.03.574.Т.008018.02.10 от 10.02.2010.

Номенклатура утилизируемых отходов:

  • Химические реактивы с истекшим сроком годности (химнеликвиды), лабораторные отходы, остатки химикалиев, отходы солей, сложные химические отходы;
  • Отходы фармацевтической промышленности, в том числе лекарственные препараты с истекшим сроком годности, контрафактные и бракованные;
  • Гальванические отходы (электролиты, осадки очистных сооружений, гальваношламы);
  • Железнодорожные шпалы, пропитанные антисептиками;
  • Нефтешламы, нефтепродукты отработанные;
  • Отработанные минеральные масла;
  • Отработанные растительные масла;
  • Песок, загрязненный маслами или мазутом;
  • Опилки, обтирочный материал, бумага замасленная;
  • СОЖ, эмульсии;
  • Жиры, отходы жироуловителей;
  • Отходы производства пищевых продуктов;
  • Осадки очистных сооружение физико-химической и биологической очистки сточных вод;
  • Отходы производства вкусовых добавок;
  • Осадки очистных сооружений гальванических и травильных производств, гальваношламы;
  • Отходы катализаторов;
  • Отходы ЛКМ, клеев, мастик, незатвердевших смол;
  • Отходы пластмасс и полимерной пленки;
  • Золы, шлаки и пыль от топочных установок и от термической обработки отходов;
  • Отходы пивоваренного, спиртового и ликероводочного производства;
  • Древесные отходы с пропиткой, покрытиями, содержащие полимерные смолы и др.;
  • Разнородные отходы бумаги, списанная документация;
  • Отходы фото- и кинопленки, рентгеновская пленка;
  • Грунт, в том числе загрязненный опасными веществами;
  • Резиновые изделия, потерявшие потребительские свойства;
  • Средства индивидуальной защиты, спецодежда, обувь;
  • Неликвидная продукция;
  • Фильтры от очистки газов, шламы, фильтры автомобильные;
  • Отработанные органические растворители.

Изготовление добавок осуществляется в виде прессованных брикетов или при слоевом заполнении транспортного контейнера предварительно подготовленными (отсортированными, измельченными и т.п.) отходами и неликвидной продукцией в соотношениях, удовлетворяющих требованиям ТУ 5743-001-84050842-09. Верхние слои «Добавок для производства цемента» состоят из инертных влажных неорганических материалов (кизельгуровый шлам, осадки очистных сооружение и др.), обеспечивающих надежную изоляцию добавок. Это обеспечивает пожарную безопасность добавок при хранении и транспортировке и предотвращает выделение летучих веществ в атмосферный воздух.

Жидкие отходы вводятся после предварительного поглощения сорбентами (торф, глауконит, древесные опилки и др.) или используются в жидком виде для улучшения условий подачи сырьевой смеси в цементную печь ( тип 1 Д,1Е Технических условий). Подробнее см. страницу «Вывоз и утилизация жидких отходов».

Все проливы из транспортного контейнера, брикетирующего пресса и другого оборудования поглощаются сорбентами (глауконий, торф и др.) и повторно используются для производства цемента. Таким образом, переработка отходов с получением добавок для производства цемента является полностью безотходной.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector