|
|
Шпоры по экологии8. 1. Предмет и задачи экологии
58. Утилизация шлаков.
Шлаки цветной металлургии. * Шлаки никелевых заводов и часть шлаков медных заводов ( отличающиеся малым содержанием цветных металлов и Fe ) – ПЕРЕРАБОТКА * Медные шлаки, с значительным содержанием железа, малым содержанием меди и наличием =< Zn и Pb. – Выгодно
перерабатывать с комплексным извлечением Fe, Zn и Pb + утилизация силикатной части. * Оловянные, свинцовые и часть медных шлаков со значительным содержанием Zn, Pb, Sr – выгодно извлечение, даже без комплексной переработки. *
Гидрометаллургический способ – восстановление металлов из водных растворов их соединений различными методами.
Пирометрический метод – восстановление металлов из их безводных соединений в условии высокой температуры.
40. Рациональное природопользование.
Природопользование – это процесс использования природных ресурсов в целях удовлетворения материальных
и культурных потребностей общества. Рациональное природопользование – изучение природных ресурсов, их бережная эксплуатация, охрана и воспроизводство с учетом настоящих и будующих потребностей общества и сохранение потребностей людей.
Условия эффективного использования почв: - Борьба с эрозией – Культурная обработка земли- грамотное использование удобрений – проведение мероприятий по мелиорации и рекультивации.
РЕКУЛЬТИВАЦИЯ– горнотехническая ( засыпка карьеров) – Биологическая ( группы живых организмов, деятельность которых приводит к восстановлению плодородия) – Лесная ( длительное применение до нескольких 10ов. Лет).
ПРИНЦИПЫ природопользования: - принцип примата природы, - принцип экологизации производства.
41. Экологический мониторинг.
Функции мониторинга: (1) контроль за состоянием объектов экосферы (2) контроль за источниками нарушений (3) моделирование и прогноз экологического состояния объектов экосферы (4) управление экологическими процессами. Сложность осуществления мониторинга обусловлена, в частности законом коммутативности, по которому человек воздействует на окружающую среду в короткий промежуток времени в той же степени, которую природа создает в течении столетий и даже тысячелетий. Все контролируемые показатели различают по группам: (1) функциональные (продуктивность, скорость изменения, круговорот веществ и т.п.) (2) структурные (абсолютные или относительные значения физических, химических, биологических параметров). Средства экологического контроля в свою очередь различают контактные и неконтактные. Контактные методы представлены следующими: газовая хроматография, полярография, кондуктометрия, купонометрия, потенциометрия, ионометрия, колометрия, рефрактометрия, люминесцентные измерения, термография, титрование, аккустические и механические измерения. Неконтакные методы основаны на использовании зондирующих полей – электромагнитных, акустических, гравиационных. Различают следующие виды моделирования: (1) использование фундаментальных законов (сохранения энергии, массы и т.п.) (2) установление закономерностей функционирования экосистемы (3) имитационное моделирование, когда составляется модель и в дальнейшем с ней эксперементируют.
45. Оценка качества окружающей среды. ПДК,ПДВ,ПДН
Качественная оценка – показание отдельных компонентов: воздух, вода, почва. Стандарты качества окр. природной среды: единые требования и нормативы, предъявляемые к состоянию окр среды и деятельности производственно-хозяйственных объектов.
В зависимости от методики установления требований качества, стандарты делятся на экологические и производственно-хозяйственные. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СТАНДАРТЫ: определяют предельно-допустимые нормативы вредного антропогенного воздействия на окр среду, превышение которых создает угрозу сохранению оптимальных условий существования человека и его окружения. Предельно-допустимые нормативы: ПДК – предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, водоемах; ПДН – предельно-допустимые нагрузки на природную среду( ПДН – носит региональный характер т.к. определяет воздействие на природно-территориальный комплекс). ПРОИЗВОДСТВЕННО-ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ: определяют предельно-допустимые параметры производственно-хозяйственной деятельности конкретных объектов с точки зрения экологической защиты природной среды: ПДВ – нормативы предельно-допустимых выбросов вредных веществ, химических и биологических воздействий.( Нормативы ПДВ в атмосферу, водоемы устанавливается для каждого стационарного источника отдельно).
46. Основные характеристики качества вод.
… -РН – электропроводность- количество растворенного О2 – окислительно-восстановительный потенциал – содержание органических веществ – количество растворенных тяжелых металлов – жесткость-.
Удельная Электропроводность – ( x = i/p ) является сложной функцией концентрации ионов в водных растворах. В природных водах наблюдается прямолинейная корреляция м/у содержанием солей и электропроводностью. Измеряя удельную электропроводность можно примерно по графику определить концентрацию солей.
Окислительно-восстановительный потенциал: Определяя величину этого потенциала можно по диаграмме прогнозировать степень окисления присутствующих ионов с переменной валентностью, по этому значению можно судить о количестве растворенного кислорода.
Содержание растворенного О2 – Содержание О2 зависит от процессов, способных обеднять и обогащать воду О2. Обогащение может происходить в результате абсорбции кислорода из атмосферы, выделении растениями при фотосинтезе. Обеднение происходит в результате процессов связанных с его потреблением на окисление: химическое и биохимическое окисление ионов Fe(2+), Mn(2+),O(2-)
Относительное содержание О2 выражается в % от нормального.
Общее содержание растворенных в воде органических веществ. Зависит от характера сброса и от химических и физических свойств воды в которую производят сброс.
Методы анализа. Выбор конкретного метода зависит от характера сточных вод анализируемых компонентов.
Гравиметрический – основан на определении массы вещества. В ходе анализа вещество отгоняется в виде какого-либо летучего соединения или осаждается из раствора в виде малорастворимого соединения.. Осадок взвешивается в виде соединения строго определенного
состава, весовая форма по составу совпадает с осаждаемой. По весу высушенного или прокаленного осадка вычисляется содержание определенного компонента в данном образце. Достоинства: высокая точность, отсутствие необходимости калибровки, простота.. Недостатки: значительный расход времени на выполнение анализа. Титреметрический и Фотометрический ( см. следующий вопрос)
59. Способы отделения твердой фазы.
Флокуляция – образование хлопьев, флокул, способность частиц дисперсных систем агрегироваться вне зависимости от сил взаимодействия м/у частицами.
Коагуляция – способность дисперсных систем выделяться на растворе под влиянием внешних воздействий. Вещества обуславливающие коагуляцию и флокуляцию называются коагулянтами и флокулянтами соответственно. Центробежное отделение твердой фазы под действием центробежных и центростремительных сил происходит таких аппаратах, как центрифуги и гидроциклоны
Методы мембранного разделения условно делятся на – микро- и ультрафильтрацию, обратный осмос, испарение через мембраны.
Седиментация – оседание под действием гравитационного поля. Применяют флокулянты, для увеличения скорости осаждения взвесей, флокулянты – водо-растворимые полимеры с полярными концевыми функциональными группами. Они связывают взвеси в рыхлые сетчатые агрегаты. Полиакриламид – (ПАА) –[ CH(4)-CH-C=O(“к С”-NH](n)- Процесс идет в флокуляторе при равномерном и медленном перемешивании( без дробления частиц) ПАА добавляют 0.1% от содержания твердой фазы. Применяют в основном для сгущения очищаемой среды и первичного выделения осадков.
Отстойник периодического действия ( при малом количестве воды) металлический или железобетонный резервуар с коническим днищем( вода отбирается через сифон или специальные желоба). Осадок убирают вручную.
Отстойник непрерывного действия (при больших количествах воды, расход не более 50000м(3)/сутки) * вертикальные отстойники - во время движения воды из нее выпадают взвеси, удельный вес которых больше удельного веса воды. * отстойники горизонтальные – прямоугольный резервуар из нескольких отделений ( высота 3 – 5 метров, отношение длины к высоте не меньше 10 )Дно – под уклоном в сторону, противоположную движению воды. * Радиальный отстойник – круглый резервуар, вода в котором движется радиально от центра к периферии. Скорость движения воды изменяется от мах значения у центра, до мin значения у периферии.( первичный отстойник, илоуловливатель ) * Тонкослойные отстойники ( для тонкодисперсных примесей ) – малая глубина обеспечивает осветление воды в течении 4- 10 мин, что позволяет уменьшить их габариты. Резервуар глубиной 0.2 – 0.3 м с полочными или трубчатыми вставками, расположенными под углом сползание осадка к шламосборнику ( угол 30 – 40 гр. )
Фильтрование. Фильтры – устройства, в которых очистка жидкости от частиц твердой фазы происходит в процессе протекания через перегородку, имеющую поры( разность значения давления по обе стороны перегородки. * Сетчатые фильтры – для задерживания сравнительно грубых частиц. Изготовляют из одного или нескольких слоев ткани или металлической сетки. Действие основано на механической задержки больших частиц и инерционном осаждении частиц. Эффективность увеличивается по мере убирания отфильтрованного слоя. * Волокнистые фильтры – изготавливают из фильтровальной бумаги, специального картона .. Применяют только при небольших течениях раствора ( вседствии большого гидравлического сопротивления.) Действие сводится к инерциальному осаждению, прилипанию частиц к выступам, седиментации. Инерциальное осаждение и седиментация повышаются при увеличении размера и плотности частиц. * Зернистые фильтры – используют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит. Бывают однослойные и многослойные. Очистку фильтра производят чистой водой или сжатым воздухом. * Фильтрование под вакуумом – для очистки маловязких жидкостей. Степень очистки не более 80%. Тонкость очистки определяется фильтрующим элементом.(- барабанные – дисковые – ленточные) Остаток высушивают до min влажности.
Центрифугирование – разделение твердых и жидких фаз в поле центробежных сил. Центрифуги и гидроциклоны. Центрифуги – ускорение оседающей части по сравнению с гравитационным ускорением увеличивается на величину Kp = w(2)r/g w – угловая скорость вращения жидкости. R – радиус вращения. Уравнение движения - V = (gLdr(2)(pф – pс))/18м .. L – центробежная сила, dr – диаметр частицы, рф и рс – плотность дисперсной фазы и среды, м – вязкость среды. Улучшение в результате агрегации и фильтрации.( укрупнение частиц)
Циклоны: * напорные – цилиндрическая и коническая части. Вращение жидкости вызывается ее выпуском в тангенциальный патрубок, расположенный в верхней части цилиндра. Коническая часть кончается насадкой через которую выводится осадок. Низкий КПД из-за избыточной интенсивности турбулентности. Применяют для выделения частиц со скоростью осаждения менее 0.02 м/с. * Многоярусные: по принципу выделения аналогичны напорным. Устройство в камере нескольких секций, через которое проходит очищаемый поток, позволяет более полно использовать объем гидроциклона и уменьшить время пребывания жидкости в циклоне. * Открытые – для очистки от частиц со скоростью оседания более 0.02 м/с. большая производительность и малые потери напора. Эффективность зависит от характера загрязнений.
Электрофлотация . Сущность метода: удаление твердых частиц дисперсной фазы осуществляется путем флотации их пузырьками водорода и кислорода, образующихся в результате электролиза водной части осветляемой жидкости. Катод 2H(2)O + 2e H(2) +2OH(-) OH(-) ионы движутся в аноду, где отдают свой заряд с выделением O(2). 4OH(-) – 4e 2H(2)O + O(2).
По сравнению с обычной флотацией пузырьки по размерам на 1 – 2 порядка меньше. Пузырьки – однородны и выделяются в больших количествах.
Электрофорез – процесс переноса частиц в электрическом поле. Причина – наличие разноименных зарядов у разных фаз. В результате возникновения электрического поля м/у электродами, благодаря малым размерам частиц дисперсной фазы происходит перенос отрицательно заряженной дисперсной фазы к положительному электроду. Заряд на частицах обусловлен наличием на их поверхности двойного электрического слоя из ионов, возникающего либо в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, либо за счет ионизации поверхностных молекул вещества.
|
|
|
|
Скачать 0.84 Mb.