Реферат. Реферат 1. Уничтожение и утилизация твердых отходов био технолог. Уничтожение и утилизация твердых отходов биотехнологических производств содержание
 Скачать 174.49 Kb.
|
|
Уничтожение и утилизация твердых отходов биотехнологических производств СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………….3 Характеристика твердых отходов биотехнологических производств.……….................................................................................5 Особенности уничтожения и утилизации твердых отходов биотехнологических производств.…………….....................................6 Перспективы в развитии утилизации твердых отходов биотехнологических производств……………………………………10 Заключение………………………………………………………………..12 Список использованных источников……………………………………13 ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. Благодаря антропогенной деятельности человека (промышленной, сельскохозяйственной, бытовой и так далее) постоянно происходит изменение физических, химических и биологических свойств окружающей среды. Одно из наиболее важных направлений биотехнологии – обработка сточных вод, твердых выбросов, контроль за загрязнением окружающей среды и создание безотходных технологий. Сегодня быстро развиваются разнообразные отрасли промышленности, в которых процессы жизнедеятельности микроорганизмов используются для создания замкнутых систем, для контроля за загрязнением сточных вод, биотестирования, для использования альтернативных энергоресурсов и химического сырья, как в промышленности, так и в сельском хозяйстве. В последнее время резко увеличилось количество и усложнился качественный состав веществ, загрязняющих среду. Наиболее опасно загрязнение окружающей среды вредными для здоровья человека ядовитыми, канцерогенными и мутагенными веществами. Остро стоит проблема очистки сточных вод, а вместе с ней и дефицит чистой воды. По подсчетам некоторых ученых человечество может остаться без пресной воды в 21 веке. Особенно большие надежды в решении этих проблем учёные возлагают на развитие биотехнологии. Однако и здесь не обходится без отходов. Отходы биотехнологических производств относятся к типу разлагающихся в природных условиях под действием различных факторов (биологических-минерализация с участием микроорганизмов, химических-окисление, физико-химических-благодаря комплексному воздействию, например, лучистой энергии, химических веществ). Следовательно, их уничтожение и утилизация имеет свои особенности. Цель данной работы – изучить вопросы уничтожения и утилизации твердых отходов биотехнологических производств. Обозначенная цель предопределила решение следующих задач: Дать характеристику твердых отходов биотехнологических производств. Рассмотреть особенности уничтожения и утилизации твердых отходов биотехнологических производств. Выявить перспективы в развитии утилизации твердых отходов биотехнологических производств. Для решения обозначенной цели были использованы следующие методы: - содержательный анализ научных источников; - обобщение и систематизация полученных результатов. Структура работы: данная работа включает оглавление, введение, основную часть, заключение и список использованных источников. 1. Характеристика твердых отходов биотехнологических производств Отходами биотехнологического производства могут быть клетки (ткани) и культуральные жидкости после извлечения из них нужных метаболитов. Нет полной информации о количестве отходов всех биопроизводств в мире. Например, на одну тонну лимонной кислоты образуется 150-200 кг сухого мицелия. Отходы биотехнологических производств относятся к типу разлагающихся в природных условиях под действием различных факторов (биологических-минерализация с участием микроорганизмов, химических-окисление, физико-химических-благодаря комплексному воздействию, например, лучистой энергии, химических веществ). Отходы биотехнологических производств подразделяются на твердые и жидкие. Твердые отходы в биотехнологических производствах представляют собой – микробную массу, отделяемую от культурольного фильтра: - шламы; - растительную биомассу, после экстракции из нее действующих веществ; - некоторые тканевые культуры млекопитающих; - осадки сточных вод (ил). В зависимости от потенциального вреда такие отходы делятся на три группы: - опасные; - умеренно опасные; - радиоактивные. Подсчитано, что в коммунальных очистных сооружениях сточные воды от одного горожанина образуют за год около 500 литров ила. В пивоварении плотными отходами являются дрожжевые клетки (0,40 кг на 1 гл пива), солодовая и хмельная дробина, белковый осадок из сепараторов. За счет того, что белковый осадок, хмельная дробина содержит горечи, их не могут использовать в качестве добавок к кормам животных, поэтому их либо ожигают (перептобельно) либо передают на биологическое обезвреживание. В спиртовом производстве отходом является барда, состав которой зависит от качества используемого сырья (картофель, зерно). Высушенная барда используется в качестве добавок к корму. Количество плотных отходов действует на выбор метода их обеззараживания. Так, патогенные микробы должны быть обезврежены полностью. Эффективный способ – сжигание. Если отходом является биомасса клеток стрептомицетов, их достаточно убить нагревом, далее их можно уже использовать в качестве добавок к кормам, в качестве удобрений. Но здесь необходимо исключить их сенсибилирующее действие. В аэробных очистных сооружениях, где происходит обезвреживание отходов, лимитирующими факторами выступают качество и площадь биопленки, состоящий из микро-макрофлоры и фауны. При этом необходимо убедиться, что привносимые плотные отходы, которые богаты органическими веществами не приведут к ухудшению работы аэротенков. 2. Особенности уничтожения и утилизации твердых отходов биотехнологических производств Как указывалось ранее, биотехнологические отходы относятся, как правило, к типу разлагающихся в природных условиях под действием различных факторов. Однако они могут содержать патогенные микроорганизмы, остатки куриных эмбрионов при культивировании, например, вируса гриппа, некоторые тканевые культуры млекопитающих и так далее, а также органические и неорганические вещества, используемые в биотехнологическом процессе, которые при попадании в окружающую среду могут послужить причиной экологической катастрофы. Поэтому на предприятии должны быть созданы условия для предотвращения хищений подлежащих уничтожению вспомогательных материалов, исходного сырья, отходов и забракованной продукции, с целью исключить попадание используемых микроорганизмов и отходов в окружающую среду. В связи с этим сегодня особое внимание уделяют хранению, транспортировке, переработке и уничтожению отходов биотехнологических производств. Ответственность за выполнение норм несёт владелец отходов. Так должны соблюдаться: Условия хранения и перевозки (сроки, особенности контейнеров, их маркировка, размещение, температурный режим, оборудование транспорта, дезинфекционные меры). Методы утилизации (переработка на корма, удобрения и продукцию техназначения, термическая обработка сырья, способы переработки). Пути уничтожения (сжигание в крематорах и инсинераторах, под открытым небом (имеются подробные требования к этому методу)). Отдельно прописан запрет на некоторые виды уничтожения, ранее считавшиеся приемлемыми. Все эти схемы обращения напрямую зависят от того, к какой из групп относится биотехнологический мусор. Качество отходов диктует выбор метода их обезвреживания. 1-я группа подлежит исключительно уничтожению. Для 3 группы принята та же система, что и для радиоактивных отходов. Если говорить о 2 и 3 пунктах, то вырисовывается следующая картина: сырьё 2 группы утилизируется на ветеринарно-санитарных заводах, предприятиях по производству животных белков или же в специальных утилизационных цехах при хозяйствах. В последнем случае допускается переработка только своих побочных продуктов. Таким образом, получают кормовые добавки, шкуры, техническую продукцию, биогаз. Отходы стерилизуют, иногда подвергают сушке и вакуумной обработке, измельчению в экструдере. Также допускается компостирование. Уничтожение почти всегда подразумевает сжигание. Оно производится в высокотемпературных установках, что позволяет значительно уменьшить объёмы уничтожаемого. Если нет возможности воспользоваться такой установкой, отходы сжигают в земляных траншеях (крестообразных или обычных) и ямах под контролем ветеринарного специалиста (рис. 1).  Рисунок 1 – Сжигание отходов в земляных траншеях Пепел захоранивается в специальных контейнерах, не допускающих контакта с почвой и подземными водами или в той же траншее, где происходила температурная деструкция. Захоронение в землю запрещено. Оно допускается только в самых крайних случаях при массовой гибели животных. Решение о захоронении принимает чрезвычайная противоэпизоотическая комиссия. Сброс биотехнологических отходов в воду, на свалки и прочие непредусмотренные места строго запрещён. Строительство скотомогильников тоже сводится к нулю. Такой способ уничтожения признан опасным, поэтому он возможен только если сложилась безвыходная ситуация. Решение об организации скотомогильника принимает та же чрезвычайная комиссия. Огонь – эффективная альтернатива захоронению. При достаточной температуре он полностью стерилизует материал, в атмосферу почти не выделяются вредные вещества, а сухой остаток формируется в настолько ничтожном количестве, что обеззараживание таким способом становится практически безальтернативным методом. Удобнее всего сжигать отходы в крематорах. Инсинераторы тоже подходят для этих целей, но стоят они дороже и топлива требуют больше (рис. 2).  Рисунок 2 – Оборудование для уничтожения отходов Покупка крематора – довольно дорогое удовольствие, однако в силу своей эффективности такой агрегат очень быстро окупается. Он занимает мало места, а для «выездных» мероприятий существуют специальные передвижные установки. Крематоры работают на дизеле или на газу. Объёмы разовой максимальной загрузки колеблются от 50 кг до 2 тонн. Производительность установок от 15 до 50 кг/час. Самые маленькие занимают всего лишь чуть больше 0, 5 кв.м, большие (рассчитанные на 2 т) имеют размеры 3,8 х 1,4 м. Температура в камере в среднем равняется 800 градусам, что позволяет обеззаразить даже самые эпидемиологически опасные отходы. Минеральный негорючий остаток составляет всего 5% от изначальной массы загружаемого. Таким образом, качество твердых отходов биотехнологических производств диктует выбор метода их обезвреживания. Так, патогенные микробы – продуценты сильных ядов (токсинов) должны быть обезврежены полностью, и наиболее эффективный способ для этого – сжигание. Нетоксичные отходы по возможности отправляют на утилизацию, например биомасса клеток стрептомицетов после термической обработки может быть направлена на корм скоту. 3. Перспективы в развитии утилизации твердых отходов биотехнологических производств Не секрет, что зарубежные мусороперерабатывающие технологии развиваются очень стремительно. В связи с этим представляется целесообразным заимствование их опыта по вопросам утилизации твердых отходов биотехнологических производств. Перспективным направлением может стать переработка: Компостирование. Таким образом, биотехнологические отходы превращаются в питательную смесь, которая потом идёт в ход для удобрения почвы. У нас же компостирование почему-то незаслуженно обходят вниманием. Производство биогаза. Такой вид топлива очень популярен за границей. Разработана специальная анаэробная технология, благодаря которой можно разделять твёрдое тело и метан. Гидролиз. Это особая технология переработки отходов мясоперерабатывающих предприятий. С её помощью можно получать легкоусвояемые протеины, жиры и минеральные вещества. Таким образом, значительно сокращается количество конечных отходов, подлежащих сжиганию (рис. 3).  Рисунок 3 – Переработка отходов биотехнологических производств Безусловно, лучший метод борьбы с отходами – сокращение их количества и переработка по максимуму. Однако Россия пока не имеет таких мощностей. На данном этапе развития наилучшим способом борьбы с опасным мусором остаётся сжигание. Оно позволяет обезвредить даже споры сибирской язвы, которые чрезвычайно живучи. Важно также отметить, что Российское государство относительно недавно перестало строить скотомогильники, которые представляют огромную угрозу, так как в почве столетиями могут обитать возбудители чумы, бешенства, туляремии и прочих опасных заболеваний. Такой подход представляется верным. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Подводя итоги рассмотренной проблемы, стоит отметить следующее. Отходами биотехнологического производства могут быть клетки (ткани) и культуральные жидкости после извлечения из них нужных метаболитов. Нет полной информации о количестве отходов всех биопроизводств в мире. Отходы биотехнологических производств относятся к типу разлагающихся в природных условиях под действием различных факторов. Однако они могут содержать патогенные микроорганизмы, остатки куриных эмбрионов при культивировании, например, вируса гриппа, некоторые тканевые культуры млекопитающих и так далее, а также органические и неорганические вещества, используемые в биотехнологическом процессе, которые при попадании в окружающую среду могут послужить причиной экологической катастрофы. Все схемы обращения напрямую зависят от того, к какой из групп относится биотехнологический мусор. Качество отходов диктует выбор метода их обезвреживания. Уничтожение почти всегда подразумевает сжигание. Оно производится в высокотемпературных установках, что позволяет значительно уменьшить объёмы уничтожаемого. Безусловно, лучший метод борьбы с отходами – сокращение их количества и переработка по максимуму. Однако Россия пока не имеет таких мощностей. На данном этапе развития наилучшим способом борьбы с опасным мусором остаётся сжигание. Оно позволяет обезвредить даже споры сибирской язвы, которые чрезвычайно живучи. Важно также отметить, что Российское государство относительно недавно перестало строить скотомогильники, которые представляют огромную угрозу, так как в почве столетиями могут обитать возбудители чумы, бешенства, туляремии и прочих опасных заболеваний. Такой подход представляется верным. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Безопасное обращение с отходами. Сборник нормативно-методических документов. – М.: Компания «Интеграл», 2019. – 652 c. Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления. СанПиН 2.1.7.1322-03. – М.: ДЕАН, 2019. – 582 c. Другов Ю.С. Анализ загрязненной почвы и опасных отходов: монография / Ю.С. Другов, А.А. Родин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2019. – 472 c. Мамин Р.Г. Инновационные механизмы управления отходами: учебное пособие / Р.Г. Мамин. – М.: МГСУ, 2018. – 530 c. Пономарев М.В. Комментарий к Федеральному закону «Об отходах производства и потребления»: монография / М.В. Пономарев, Н.В. Кичигин, Н.А. Енисейская. – М.: Деловой двор, 2019. – 232 c. Смирнов С.Г. Методика определения классов опасности и токсичности отходов производства и потребления: монография / С.Г. Смирнов, Н.Н. Бушуев. – М.: Высшая школа, 2019. – 152 c. Фаюстов А.А. Утилизация промышленных отходов и ресурсосбережение. Основы концепции, методы: монография / А.А. Фаюстов. – М.: Инфра-Инженерия, 2019. – 272 с. |