Мы подготовили для Вас несколько рефератов на тему утилизации отходов. Используйте материал из статьи для подготовки школьного доклада по экологии и окружающему миру.
Первый вариант
Введение
Проблема защиты окружающей среды – одна из важнейших задач современности. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем и транспорта в атмосферу, водоемы и недра на современном этапе развития науки и техники достигли таких размеров, что в ряде районов, особенно в крупных промышленных центрах, уровни загрязнений в несколько раз превышают допустимые санитарные нормы.
Экологические исследования, проведенные в последние десятилетия во многих странах мира, показали, что всё возрастающее разрушительное воздействие антропогенных факторов на окружающую среду привело ее на грань кризиса. Среди различных составляющих экологического кризиса (истощение сырьевых ресурсов, нехватка чистой пресной воды, возможные климатические катастрофы) наиболее угрожающий характер приняла проблема незаменимых природных ресурсов – воздуха, воды и почвы – отходами промышленности и транспорта.
Проблема охраны окружающей среды является комплексной проблемой и имеет глобальный характер. Дальнейшее развитие человечества невозможно без комплексного учета социальных, экологических, технических, экономических, правовых и международных аспектов проблемы применительно не только к конкретному производственному циклу, но и в масштабах регионов, стран и всего мира. Продолжающиеся загрязнения природной среды твердыми, жидкими отходами производства и потребления, вызывающими деградацию окружающей среды, в последнее время остаются острейшей экологической проблемой, имеющей приоритетное социальное и экономическое значение.
Понятие об отходах
Отходами производства являются остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утратившие полностью или частично свои полезные физические свойства.
Отходами производства могут считаться продукты, образовавшиеся в результате физико-химической переработки сырья, добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не является целью данного производства.
Отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в промышленности, не используемые непосредственно в местах своего образования, которые могут быть реально или потенциально использованы как сырье в других отраслях хозяйства или в ходе их переработки. Негативное воздействие промышленности выражается в воздействии на конкретные части природы и на биосферу в целом отходов от процессов добычи и переработки природных ресурсов. Отходы производства и потребления являются источниками антропогенного загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе и возникают как неизбежный результат потребительского отношения и непозволительно низкого коэффициента использования ресурсов.
Промышленные отходы, находящиеся в жидком агрегатном состоянии, обычно являются трудноутилизируемы, а зачастую представляют серьезную угрозу окружающей среде ввиду высокой токсичности. Жидкие отходы, по сравнению с твердыми отходами, технологически значительно более сложно изымать из производства, транспортировать. При сборе отходов необходимо одновременно их сортировать, разделяя а отдельные вещества или группы веществ. В быту такой процесс сбора отходов уже организован, например в Японии ,Германии ,где на улицах установлены специальные контейнеры с емкостями для бумаги, стекла, металла и др. Рассортированные отходы легко подвергаются вторичной переработке.
Способы очистки сточных вод
Механическая очистка. Механическая очистка сточных вод, как правило, является предварительным этапом для очистки промышленных сточных вод. При этом обеспечиваются выделение незначительной доли взвешенных веществ и снижение загрязнения. Высокая эффективность процесса достигается интенсификацией гравитационного отстаивания, затем пропуском сточных вод через слой различных зернистых материалов или через сетчатые барабанные, напорные фильтры или фильтры с плавающей нагрузкой и без добавления химических реагентов и с использованием фильтровальных материалов.
Физико-химические методы. Физико-химические методы очистки сточных вод пригодны для использования на предприятиях различных отраслей и могут применяться как самостоятельно, так и в комплексе с другими способами очистки и переработки сточных вод.
Биологическая очистка. На современном этапе развития науки и техники биоочистка является основным и наиболее перспективным методом удаления загрязнений из сточных вод, т.к. обеспечивает достаточно глубокий распад веществ и основан на использовании природных процессов и катализаторов.
Термическая обработка. Термические методы обработки осадков сточных вод позволяют существенно сократить их количество и снизить токсичность. Термические методы приобретают большое значение при переработке осадков, шламов и илов. При достаточной степени переработки осадков сточных вод прекратится увеличение массы накапливаемых отходов и появится возможность использовать ценные компоненты в других отраслях.
Способы утилизации твердых отходов
Огневой способ. Огневой способ обезвреживания и переработки отходов является наиболее универсальным, надежным и эффективным по сравнению с другими. Во многих случаях он является единственно возможным способом обезвреживания промышленных и бытовых отходов. Способ применяется для утилизации отходов в любом физическом состоянии: жидких, твердых, газообразных и пастообразных. Наряду с сжиганием горючих отходов огневую обработку используют и для утилизации негорючих отходов. В этом случае отходы подвергают воздействию высокотемпературных (более 1000 °С) продуктов сгорания топлива.
Сжиганием называется контролируемый процесс окисления твердых, жидких или газообразных горючих отходов. При горении образуются диоксид углерода, вода и зола. Сера и азот, содержащиеся в отходах, образуют при сжигании различные оксиды, а хлор восстанавливается до HCl. Помимо упомянутых газообразных продуктов при сжигании отходов образуются и твердые частицы — металлы, стекло, шлаки и др., которые требуют дальнейшей утилизации или захоронения.
Технологии высокотемпературного пиролиза. Превосходные экологические показатели достигаются посредством технологии высокотемпературного пиролиза, т.е. предварительного разложения органической составляющей отходов в бескислородной атмосфере (пиролиз), после чего образовавшаяся концентрированная парогазовая смесь (ПГС) направляется в камеру дожигания, где в режиме управляемого дожига газообразных продуктов происходит перевод токсичных веществ в менее или полностью безопасные. Тем самым предотвращается образование диоксинов и фуранов. Как следствие процесс высокотемпературного пиролиза обеспечивает экологическую безопасность выбросов.
Плазмохимическая технология. Плазмохимическую технологию используют для переработки высокотоксичных жидких и газообразных отходов. При этом происходит не только обезвреживание опасных отходов, но и производство ценных товарных продуктов. Процесс осуществляется в плазмотроне за счет энергии электрической дуги при температуре выше 4000 °С. При такой температуре кислород и любые отходы расщепляются до электронов, ионов и радикалов. Степень разложения токсичных отходов достигает 99,9998 %, а в отдельных случаях 99,99995%.
Высокие затраты энергии и сложность проблем, связанных с плазмохимической технологией, предопределяют ее применение для ликвидации только тех отходов, огневое обезвреживание которых не удовлетворяет экологическим требованиям.
Перспективно применение плазменного метода для переработки отходов в восстановительной среде с целью получения ценных товарных продуктов. В нашей стране, например, разработана технология пиролиза жидких хлорорганических отходов в низкотемпературной восстановительной плазме, позволяющая получать ацетилен, этилен, хлористый водород и продукты на их основе.
Захоронение отходов
Полигоны для захоронения отходов являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и хранения неутилизируемых отходов.
Полигоны должны иметь санитарно-защитные зоны:
Завод по обезвреживанию токсичных отходов мощностью 100 тыс.т и более отходов в год -1000м,менее 100 тыс.т.-500м,участок захоронения токсичных отходов –не менее 300м.
Участок захоронения токсичных промышленных отходов представляет собой территорию, предназначенную для размещения специально оборудованных (котлованов), в которые складируются токсичные твердые отходы различных классов опасности, а также вспомогательных зданий и сооружений.
Полигоны размещают в свободных от застройки, открытых, хорошо проветриваемых незатопляемых местах, на которых возможно выполнение необходимых инженерных работ. Вокруг полигона на расстоянии не менее 3000 м должна быть создана санитарно-защитная зона.
Полигон может располагаться на расстоянии не менее 200 м от сельскохозяйственных угодий и транзитных магистральных дорог и не менее 50 м от лесных массивов.
Место захоронения должно располагаться на незначительном удалении от главных транспортных магистралей и быть связано с ними дорогой хорошего качества.
Дефицит площади для захоронения отходов вблизи крупных городов можно уменьшить путем организации сети перегрузочных станций, где отходы должны сортироваться, измельчаться и накапливаться по видам. Это позволяет сократить их объем и использовать для захоронения более удаленные полигоны.
Главными конструктивными элементами участка захоронения отходов являются герметизирующая облицовка, защитный облицовочный слой, дренажный слой для фильтрата и верхнее покрытие. Для обеспечения герметичности применяют минеральные (глиняные) покрытия, полимерные пленочные материалы (например, полиэтилен высокого давления), покрытия из асфальтобетона, а также усиление почвы бентонитом.
Второй вариант
В современных условиях, когда человек все активнее вмешивается в природные процессы, охрана окружающей среды является одной из самых острых и актуальных проблем. Она носит глобальный характер. Все большую тревогу вызывает загрязнение атмосферного воздуха, рек, озер, морей, почвы, и только лишь потребительское отношение к природе и ее ресурсам. К природным ресурсам относятся: земля, вода, лес, различные руды и т.д.
В условиях современного мира все отчетливее выявляется объективная необходимость экологического образования и воспитания, начиная с дошкольных учреждений. В последнее время слово «экология» стало очень популярным; наиболее часто его употребляют, говоря о неблагополучном состоянии окружающей нас природы. Термин экология образован от двух греческих слов (ойкос- дом, жилище, родина, и логос- наука), означающих дословно « наука о местообитании».В более общем смысле экология- это наука, изучающая взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей их средой обитания.
Переработка бытового мусора и промышленных отходов
Большую проблему с точки зрения экологии представляет утилизация бытовых и промышленных отходов. В России на санкционированных и несанкционированных свалках, хранилищах, полигонах скопилось около 86 млрд. твердых отходов производства и потребления или более 530тонн на каждого жителя страны. Коммунальные отходы от этого числа составляют примерно третью часть. Из этой массы на мусоросжигательные заводы поступает примерно 5%, остальное идет на полигоны и свалки. Кроме того, на территории России накоплено 1,1млрд. тонн опасных отходов.
Ежегодно накопление различных видов твердых отходов в России -10-15 тонн на человека, в том числе токсичных 0,8 т и разжиженного навоза 1 тонна. Степень утилизации отходов не велика: для инертных веществ (вскрышные породы, зола, строительный мусор) она не превышает 20-30%, для опасных 10-25 %. Сельскохозяйственные отходы утилизируются примерно на 70%, а радиоактивные в основном хранятся или подвергаются захоронению. В Европе приходится 10-11% т отходов на душу населения; доля бытовых -6% ,в России- 3%. Особую угрозу для экологии представляют «дикие» свалки, откуда ядовитые вещества и микроорганизмы, попадая в подземные воды , распространяются на многие километры. На таких свалках сильно размножаются крысы, являющиеся переносчиками болезней.
В тоже время в бытовом мусоре содержится много ценных веществ: органические соединения, годные для удобрения, бумага и картон, стекло, пластмасса, кожа, древесина, металлы. Поэтому разрабатываются проекты и строятся специальные заводы по переработки мусора. Они более безопасны для окружающей среды и одновременно более экономичны, чем мусоросжигательные установки. Сократить накопление отходов позволяет многоразовое использование стеклянный бутылок, сбор пластмассовых бутылок, и полиэтиленовых пакетов для переплавки и т.д.
Нет нужды доказывать, что техника все больше совершенствуется. Все больше производится сложных машин и механизмов, которые состоят из самых разнообразных материалов: черных и цветных металлов, пластмасс, древесины, резины, стекловолокна и композитов. Срок службы таких изделий определяется не их физическим износом, а нормальным устареванием. Все чаще технически «здоровые» изделия и материалы оказываются на свалке. Но ведь можно их использовать как сырье для новых механизмов, т.е. рециклировать. Цикличность материальных потоков — перспективное направление создания промышленных производств с безотходной технологией.
Безотходные технологии
Безотходная технология – это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле : сырьевые ресурсы — производство-потребление- вторичные сырьевые ресурсы. Это позволяет сделать минимальным воздействием на окружающую среду и не нарушать ее нормального функционирования.
Большинство современных производств загрязняют окружающую среду выбросами в воздух и в воду своих отходов. Однако эти отходы содержат в себе нужные для хозяйствования вещества: металлы, стекло, бумагу и др. Задача заключается лишь в том, чтобы разработать механизмы выделения этих компонентов из отходов. Наиболее перспективным проектом является создание таких производственных технологий. Когда отходы одного процесса используются в качестве сырья для другого. В результате объем твердых, жидких и газообразных отходов, сбросов и выбросов будет минимальным. Ученые считают, что сейчас имеется много технических знаний и оборудования, чтобы повторно использовать 2/3образующихся отходов. Главный тормоз — неправильная организация производства, отсутствие у производителей экологических знаний и культуры природопользования, низкие цены на природные ресурсы и незначительные штрафы с предприятий, загрязняющих окружающую среду.
Наиболее широко из безотходных технологий в нашей стране используются замкнутые системы промышленного водоснабжения. Создаются установки для получения их отходов биогаза. Небольшие установки (объемом от 1 м до 500 м ) используются на фермах, более крупные- на сахарных, спиртовых и других заводах, а также на свалках бытовых и промышленных отходов. Конструкции установок одинакового объема могут сильно отличатся в зависимости от вида сырья. Занимаемой площади. Необходимой степени очистки газа. Проблемами технологий производства биогаза занимается новая область науки промышленного производства — биотехнология. В мире эксплуатируется более 8 миллионов установок производства биогаза.
Промышленная утилизация твердых бытовых отходов
В городах возрастает количество бытовых отходов, под складирование которых отводятся большие территории. Тонны твердых бытовых отходов накапливается в городах России. Их обеззараживание и утилизация — одно из важнейших мероприятий в деле охраны окружающей среды. Мы знаем, что переработка твердых бытовых отходов дает немалый экономический эффект. Усовершенствованные свалки не являются радикальным решением проблемы обезвреживания и утилизации бытовых отбросов. В отечественной и зарубежной практике получили распространение механизированные методы очистки на специальных заводах. Такие заводы действуют в Москве, Санкт-Петербурге, Минске, Ташкенте.
Мусоросжигательные заводы используют принцип слоевого сжигания при температуре до 1000 С. Вырабатываемый котлами пар давлением 13 атмосфер температурой 194 С используется для собственных нужд завода. Избыток пара направляется для нагрева городской системы теплоснабжения. Ввод в эксплуатацию мусоросжигательных заводов позволят улучшить санитарное состояние городов, но и это не решает проблему в целом.
Применение вторичных ресурсов в качестве основного дает значительный экологический эффект. Например, при производстве бумаги или картона из макулатуры выбросы в атмосферу снижаются на 85 %, загрязнение воды- до 40 %.Утилизация отходов позволяет более бережно расходовать природные ресурсы. На мусороперерабатывающих заводах осуществляется промышленная переработка твердых отходов в органическое удобрение- компост и сжигание не компостируемых фракций отходов.
Экологический мониторинг
Особое значение в современных экономических условиях приобретает использование достижений научно-технического процесса для решения природоохранных задач. Это в первую очередь касается оптимизации совершеннологических процессов, создания комплексных безотходных производств, широкого применения водооборотных схем, систем контроля за выбросами загрязняющих веществ в окружающую среду и состоянием природных объектов и всей биосферы с целью ранней диагностики начавшихся изменений. Все возрастающая опасность отрицательного воздействия интенсификации промышленного и сельскохозяйственного производств на здоровье людей требует надежной оценки состояния природной среды.
