экологический ущерб от деятельности предприятии. Экологический ущерб от предприятийзагрязнителей водных ресурсов на железнодорожном транспорте
 Скачать 400.27 Kb.
|
|
Практическая работа 4 Тема: Экологический ущерб от предприятий-загрязнителей водных ресурсов на железнодорожном транспорте. Цель: определить понятие – экологический ущерб; закрепить знания о предприятиях – загрязнителях водных ресурсов на железнодорожном транспорте; познакомиться с примерами конструктивных решений и схемами действия устройств водоочистки. Задание: спрогнозируйте экологический ущерб и последствия загрязнения водных ресурсов предприятиями железнодорожного транспорта. Краткие теоретические сведения Экологический ущерб – это понижение качества (полезности) окружающей среды вследствие ее загрязнения. Ущерб выражается суммой дополнительных затрат по воспроизводству и восстановлению качества природных ресурсов в данном регионе до уровня, предшествующего осуществлению загрязнения от рассматриваемого объекта. В настоящее время оценка годового экономического ущерба, нанесенного окружающей среде сбросами загрязняющих веществ в водоемы, выбросами в атмосферу или промышленными отходами предприятий осуществляется с учетом платежей за его компенсацию, установленных предприятиям-загрязнителям в соответствии с действующим законодательством. Платежи не являются ни наказанием за сбросы отходов (штрафом), ни разрешением ухудшать экологическую ситуацию региона в пределах финансовых возможностей промышленного объекта. Основное назначение такой реакции общества – стимулировать усилия предпринимателей на внедрение более совершенных малоотходных и экологически щадящих технологий на основном производстве и более эффективных методов и устройств очистки выбросов и сбросов. В результате производственной деятельности различные объекты железнодорожного транспорта (депо, ремонтные заводы, промывочнопропарочные станции и др.) сбрасывают сточные воды, различные по структуре и происхождению и подлежащие очистке от примесей. В зависимости от условий происхождения различают три основных вида сточных вод: А. Бытовые (хозяйственно-фекальные). Они образуются при эксплуатации туалетов, душевых, столовых, прачечных, мытье полов и т.д. Эти воды содержат около 60 % органических и 40 % минеральных примесей. Б. Атмосферные (поверхностные) сточные воды формируются в результате выпадения осадков. Дождевой, талой или поливочной водой вредные вещества смываются с территории предприятий и крыш зданий, а также с подвижного состава. В. Промышленные (производственные) стоки образуются в депо и на других ремонтных предприятиях в результате обмывки подвижного состава и его деталей, а также при других производственных операциях. В составе вагонных депо, либо как самостоятельные предприятия действуют около 40 промывочно-пропарочных станций (ППС), где производится очистка цистерн от остаточных нефтепродуктов. При очистке цистерн выполняют следующие операции: пропарка внутренней полости паром, промывка горячей водой, продувка и удаление остаточных газов из цистерны (дегазация). Все они сопровождаются выделением загрязняющих веществ в окружающую среду. Сточные воды ППС (объемом от 60 до 500 м. куб.) загрязнены нефтепродуктами, растворенными органическими кислотами, фенолами. Для обмывки используется оборотное водоснабжение, при котором обмывочная вода после прохождения через очистные сооружения и отделения от нефтепродуктов используется повторно. Сточные воды щебеночного завода (в объеме от 10 до 250 м. куб. в год) образуются при промывке щебня, в гидрозатворах дробилок, при мокрой очистке воздуха в аспирационных системах. Они могут представлять опасность для экосистем при попадании в близлежащие водоемы в виде взвешенных веществ, нефтепродуктов и пр. Шпалопропиточные заводы России (ШПЗ) производят подготовку и пропитку деревянных шпал, идущих на ремонт и строительство железнодорожных путей. Общий годовой объем перерабатываемой на них древесины - около 3 млн. м.куб. Шпалы пропитывают антисептиком, в состав которого входят каменноугольное и сланцевое масла. Сточные воды ШПЗ насыщены антисептиком, растворенными смолами, фонолами. Один шпалопропиточный завод сбрасывает в год от 40 до 150 тыс. м. куб. производственных и хозяйственно-бытовых вод. Дезинфекционно-промывочные станции (ДПС)предназначены для обработки вагонов после перевозки скота, птицы, кожсырья, шерсти, костей и пр. После промывки вагонов сточные воды этих предприятий загрязнены остатками перевозимых грузов, веществами, применяемыми для дезинфекции вагонов (хлорная известь, каустическая сода и пр.). В них могут присутствовать также бактериальные загрязнения. По составу растворенных загрязнений эти стоки близки к хозяйственно-бытовым стокам. В зависимости от санитарного состояния промываемых вагонов образующиеся сточные воды подразделяются на три категории: воды от промывки вагонов после перевозки здоровых животных, мяса и кожсырья; воды от промывки вагонов после перевозки больных или подозреваемых в болезни животных, импортных животных и жирсырья; воды от промывки вагонов , где находились животные, больные или подозреваемые в заболевании особо опасными заболеваниями ( сибирская язва, ящур и пр.), а также кожсырье, не проверенное на возбудителей этих болезней. На рельсосварочных поездах производственные сточные воды образуются при охлаждении сварочных и закалочных агрегатов, выпуске воды из моечных машин для обмывки старогодних замасленных рельсов. В качестве примесей стоки этих предприятий содержат в основном нефтепродукты. Сточные воды пассажирских станций в основном представляют собой хозяйственно-бытовые стоки, загрязненные минеральными и органическими примесями, включая жиры и моющие средства. Кроме вышеперечисленных, на железнодорожном транспорте присутствует большое количество мелких предприятий – ремонтные мастерские, автобазы, прачечные, склады топлива и пр., которые тоже вносят свой «вклад» в загрязнение окружающей среды. Для очистки сточных вод от загрязнений применяются технические средства. Конкретные условия для выбора очистных сооружений определяются видами примесей, дисперсным составом и концентрацией загрязнений, объемом сточных вод. Эффективность очистки имеет смысл коэффициента полезного действия (КПД) соответствующего устройства. Разнообразие свойств примесей не позволяет решить задачу приемлемой очистки в каком-либо одном устройстве, поэтому необходимо применение системы последовательно соединенных аппаратов, которая дает общую эффективность. Конструктивные решения устройств очистки весьма разнообразны, однако заложенных в них принципов вывода загрязняющих веществ немного: гравитационное осаждение (отстаивание), фильтрование, флотация, инерционное разделение, биологическая очистка и ряд других. ФЛОТАТОР  Основное назначение флотационной установки (рис. 1.) – очистка от взвешенной в объёме воды мелкодисперсной фракции масел или нефтепродуктов. Исходная сточная вода по трубопроводу 1 и отверстиям в нём равномерно поступает в объём флотатора. Навстречу потоку воды по трубопроводу 2 подаётся сжатый Рис. 1. Флотационная установка воздух, который через насадку из пористого материала равномерно распределяется в виде мельчайших пузырьков по сечению флотатора. Всплывая, пузырьки воздуха «прилипают» к частицам нефтепродуктов и увлекают их к поверхности. Образующаяся таким образом пена скапливается между зеркалом воды и крышкой флотатора, откуда она отсасывается центробежным вентилятором 6 и по трубопроводу 3 направляется на утилизацию. Эффективность образования агрегатов «частица масла - пузырьки воздуха» зависит от размеров фракций, интенсивности их столкновения друг с другом, химических и физических свойств веществ (рН, вязкости, температуры, давления и т.п.). Помимо масел, с помощью флотационной установки можно концентрировать и выводить из сточных вод взвешенные вещества, ПАВ, металлы и т.д. Взвешенные вещества и другие твердые примеси оседают в шламосборник, откуда по мере накопления периодически удаляются для утилизации или захоронения. В процессе встречного движения кислород воздуха окисляет органические примеси и повышает концентрацию О2 в воде за счёт аэрации. Очищенная сточная вода огибает перегородку и переливается в приёмный бак 7, откуда по трубопроводу 4 подаётся на сброс, повторное использование или дополнительную обработку. Процесс флотации может быть интенсифицирован при помощи реагентов: коагулянтов и флокулянтов. Добавление коагулянтов способствует процессу коагуляции соединения мелких частиц загрязнения в более крупные. Для положительно заряженных частиц коагулянтами являются анионы, а для отрицательно заряженных – катионы. В качестве коагулянтов используют известковое молоко, соли алюминия, железа, магния, цинка, углекислый газ и др. Между молекулами флокулянтов и мелкими частицами загрязнений в воде образуются мостики, за счет чего происходит агрегация загрязнений. Этот процесс назван флокуляцией. В качестве флокулянтов используют активную кремниевую кислоту, эфиры, крахмал, целлюлозу, синтетические органические полимеры. ГИДРОЦИКЛОН В практике эксплуатации флотаторов нередко необходима предварительная очистка сточных вод от взвешенных частиц и масляной фракции нефтепродуктов. Для этой цели перед флотатором дополнительно включается гидроциклон (рис. 2) – устройство, в котором использование инерционного принципа разделения основано на разности плотностей несущей среды (воды), твёрдых частиц и масляных фракций (например, нефтепродуктов). Гидроциклон также может использоваться в оборотных системах водоснабжения, он может являться частью технологического оборудования (например, использоваться в моечной машине для очистки моющей жидкости). Загрязненные сточные воды вводятся через патрубок, перпендикулярный внутренней поверхности корпуса. Вследствие возникшего закручивания тяжёлые твёрдые частицы отбрасываются во внешний вращающийся слой (к стенкам гидроциклона), где их скорость снижается при трении о корпус; при этом становится эффективным гравитационный механизм осаждения, и твёрдые частицы опускаются по стенкам в шламосборник, откуда по мере накопления периодически удаляются. Напорные гидроциклоны применяют для выделения из воды грубодисперсных минеральных примесей с плотностью 2 – 3 г/см3 (песка, частиц кирпича, шлака) при размерах частиц свыше 0,05 – 0,1 мм и гидравлической крупности 2 – 5 мм/с. Масляная фракция, менее плотная, чем вода, напротив, собирается в центральной части вихря, имеющего вращательно-восходящее движение по направлению к выходам. Две концентрически расположенные воронки с разными диаметрами цилиндрических частей вырезают в вихре три слоя. Об одном, внешнем, речь шла выше; два других слоя попадают в соответствующие выходные камеры. Маслопродукты направляются на утилизацию (например, сжигание), а очищенная вода 3 поступает на последующую ступень очистки. В верхней части вертикального напорного гидроциклона предусмотрен вентиль (воздушник) 2, нормально закрытый, открываемый лишь при пуске устройства или при наличии в стоке газовых включений.   Рис. 1.2. Гидроциклон Рис. 3. Биологический фильтр БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР Биологическая очистка стоков от органических веществ* основана на разрушении органических веществ микроорганизмами, среди которых есть одноклеточные (бактерии, плесневые грибы, инфузории и др.) и микроскопические многоклеточные (коловратки, черви, личинки насекомых и др.). Одной из основных задач устройств биологической очистки является также восстановление содержания кислорода в сбрасываемых водах, что способствует процессам самоочищения в природных водоёмах. Обе цели достигаются в биологическом фильтре (рис. 3). Загрязнённая органическими веществами и заметно обескислороженная в технологических процессах вода подаётся по трубопроводу 2 и через насадки 3 равномерно разбрызгивается по всей площади фильтра. Далее вода движется сквозь загрузку из кусков твёрдого материала (шлака, щебня, гравия и др.), на поверхности которого самопроизвольно образуется биологическая плёнка. Разложение органических веществ стока микроорганизмами плёнки протекает достаточно интенсивно благодаря большой удельной поверхности загрузки и выбору оптимальных параметров состояния системы, в частности температуры, водородного показателя рН и содержания кислорода: последний активизирует процессы жизнедеятельности в пленке. ________________________________________________________________ *Они характерны, например, для стоков промывочно-дезинфекционных станций, обеспечивающих необходимое санитарное состояние подвижного состава для перевозки скоропортящихся грузов перед повторным его использованием. Насыщение воды кислородом достигается подачей сжатого воздуха через трубопровод 1 и опорную решетку 5. обеспечивающую равномерную его раздачу по сечению загрузки. Вода, очищенная и аэрированная во встречном взаимодействии с микроорганизмами и воздухом, выводится из фильтра по трубопроводу 6. При помощи биологических методов из сточных вод могут быть удалены также и фенолы, присутствующие в стоках ШПЗ и ППС. Перед биологической очисткой фенолсодержащие сточные воды предварительно проходят очистку методом озонирования, которым можно очищать стоки, содержащие фенолы в концентрации до 1000 мг/л. Конечными продуктами окисления фенола являются углекислый газ и вода. С увеличение температуры и рН скорость и полнота окисления фенольных соединений значительно возрастают. Дальнейшая биологическая очистка производится на биофильтрах. * Они характерны, например, для стоков промывочно-дезинфекционных станций, обеспечивающих необходимое санитарное состояние подвижного состава для перевозки скоропортящихся грузов перед повторным его использованием. Следует подчеркнуть, что биологическая очистка неприменима для стоков, концентрация некоторых веществ в которых превышает предельно допустимую для биологического процесса. Так, при содержании меди в сточной воде свыше 0,5 мг/л биохимические процессы замедляются, а при 10 мг/л почти совсем прекращаются. Порядок выполнения работы: 1. Сформулируйте понятия и укажите смысл категорий экологического ущерба и платежей при сбросе сточных вод в природный водоем. 2. Укажите предприятия железнодорожного транспорта, технологический процесс и загрязняющие водные ресурсы вещества, заполните таблицу
3. Перечислите характерные принципы осаждения примесей из сточных вод, дайте примеры конструктивных решений и схем действия устройств водоочистки, заполните таблицу Очистка сточных вод техническими средствами
4. На основании данных значений платежей за загрязнение водных ресурсов, сделайте вывод о том, от каких ингредиентов в первую очередь следует очищать стоки и какие технические средства необходимо использовать для этого. Фенола – 1346.20 тыс. руб\год . Нефтепродуктов-1144.29 тыс. руб\год. Железо- 459.69 тыс. руб\год. Медь- 224.37 тыс. руб\год. азот аммонийный - 91.80 тыс. руб\год. БПК- 159,70 тыс. руб\год. Содержание отчета: спрогнозируйте экологический ущерб и последствия загрязнения водных ресурсов предприятиями железнодорожного транспорта, объяснения и выводы по данной работе сделайте в соответствии с поставленной целью. Контрольные вопросы: 1. Что называется экологическим ущербом? 2. Основное назначение платежей за экологический ущерб. 3. Назовите три основных вида сточных вод. 4. Назовите предприятия-загрязнители водных объектов на железнодорожном транспорте. 5. Какие принципы вывода загрязняющих веществ вам известны? 6. Назначение флотатора. 7. Назовите основной принцип действия гидроциклона, для удаления каких загрязнителей он применяется? 8. Назовите основной принцип действия биологического фильтра, для удаления каких загрязнителей он применяется? |