Дисциплина „Теоретични основи на опазването на околната среда. Бакалавърска подготовка в областта на
Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу
Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
публикувано на http://allbest.ru
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСИЯ
Федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование
Уралски държавен лесотехнически университет
Катедра: физико-химична технология на опазване на биосферата
Резюме по темата:
"Теоретични основи на опазването на околната среда"
Изпълнено:
Бакирова Е. Н.
Курс: 3 Специалност: 241000
Учител:
Мелник Т.А.
Екатеринбург 2014 г
Въведение
Глава 1. Теоретични основи на опазването на водните басейни
1.1 Основни теоретични принципи на пречистване на отпадъчни води от плаващи примеси
1.2 Основни изисквания към екстрагента
Глава 2. Защита на въздуха от прах
2.1 Понятие и определение за специфична повърхност на прах и течливост на прах
2.2 Пречистване на аерозоли под въздействието на инерционни и центробежни сили
2.3 Статика на процеса на абсорбция
Библиография
Въведение
Развитието на цивилизацията и съвременният научно-технически прогрес са пряко свързани с управлението на околната среда, т.е. с глобално използване на природните ресурси.
Неразделна част от управлението на околната среда е преработката и възпроизводството на природните ресурси, тяхното опазване и опазването на околната среда като цяло, което се извършва на базата на инженерната екология - науката за взаимодействието на технически и природни системи.
Теоретичните основи на опазването на околната среда са цялостна научна и техническа дисциплина на екологичното инженерство, която изучава основите на създаването на ресурсоспестяващи технологии, екологосъобразно промишлено производство и прилагането на инженерни и екологични решения за рационално използване на природните ресурси и опазване на околната среда.
Процесът на опазване на околната среда е процес, в резултат на който вредните за околната среда и хората замърсявания претърпяват определени трансформации в безвредни, съпроводени с движение на замърсяванията в пространството, промяна на тяхното агрегатно състояние, вътрешна структура и състав и нивото на тяхното въздействие върху околната среда.
В съвременните условия опазването на околната среда се превърна в най-важния проблем, чието решаване е свързано с опазването на здравето на настоящите и бъдещите поколения хора и всички други живи организми.
Загрижеността за опазването на природата се състои не само в разработването и спазването на законодателството за опазване на Земята, нейните недра, горите и водите, атмосферния въздух, флората и фауната, но и в разбирането на причинно-следствените връзки между различни видове човешки дейности и промени в природната среда.
Промените в околната среда все още изпреварват темповете на развитие на методите за наблюдение и прогнозиране на нейното състояние.
Научните изследвания в областта на инженерната защита на околната среда трябва да бъдат насочени към намиране и разработване на ефективни методи и средства за намаляване на отрицателните последици от различни видове човешки производствени дейности (антропогенни действия) върху околната среда.
1. Теотеоретични принципи на опазване на водните басейни
1.1 Основентеоретични принципи на пречистване на отпадъчни води от плаващи примеси
Отделяне на плаващи примеси: процесът на утаяване се използва и за пречистване на промишлени отпадъчни води от масло, масла и мазнини. Почистването от плаващи примеси е подобно на утаяването на твърди вещества. Разликата е, че плътността на плаващите частици е по-малка от плътността на водата.
Утаяването е разделяне на груба течна система (суспензия, емулсия) на съставните й фази под въздействието на гравитацията. По време на процеса на утаяване частици (капки) от дисперсната фаза се утаяват от течната дисперсионна среда или изплуват на повърхността.
Утаяването като технологична техника се използва за отделяне на диспергирани вещества или пречистване на течности от механични примеси. Ефективността на утаяването нараства с увеличаване на разликата в плътностите на отделените фази и размера на частиците на дисперсната фаза. При утаяване в системата не трябва да има интензивно смесване, силни конвекционни течения или очевидни признаци на образуване на структура, които предотвратяват утаяването.
Утаяването е често срещан метод за пречистване на течности от груби механични примеси. Използва се при подготовката на вода за технологични и битови нужди, пречистване на отпадни води, обезводняване и обезсоляване на суров нефт, както и в много химикотехнологични процеси.
Това е важен етап от естественото самопречистване на естествени и изкуствени водоеми. Утаяването се използва и за изолиране на различни индустриални или природни продукти, диспергирани в течна среда.
Утаяване, бавно разделяне на течна дисперсна система (суспензия, емулсия, пяна) на нейните съставни фази: дисперсионна среда и диспергирано вещество (дисперсна фаза), протичащо под въздействието на гравитацията.
По време на процеса на утаяване частиците от дисперсната фаза се утаяват или плават, натрупвайки се съответно на дъното на съда или на повърхността на течността. (Ако утаяването се комбинира с декантиране, тогава се получава елутриране.) Концентрираният слой от отделни капчици близо до повърхността, който се появява по време на утаяването, се нарича крем. Натрупаните на дъното частици суспензия или капки емулсия образуват утайка.
Натрупването на утайка или крем се определя от законите на седиментацията (утаяването). Утаяването на силно дисперсни системи често е придружено от уголемяване на частиците в резултат на коагулация или флокулация.
Структурата на утайката зависи от физическите характеристики на дисперсната система и условията на утаяване. Плътен е при утаяване на груби системи. Полидисперсните суспензии на фино смлени лиофилни продукти дават рохкави гелообразни утайки.
Натрупването на утайка (крем) по време на утаяване се дължи на скоростта на утаяване (плаване) на частиците. В най-простия случай на свободно движение на сферични частици се определя от закона на Стокс. В полидисперсните суспензии големите частици първо се утаяват, а малките образуват бавно утаяваща се „утайка“.
Разликата в скоростта на утаяване на частици, различни по размер и плътност, е в основата на разделянето на натрошени материали (скали) на фракции (класове по размер) чрез хидравлично класифициране или елутриране. В концентрираните суспензии не е свободен, а т.нар. солидарно или колективно утаяване, при което бързо утаяващите се големи частици носят със себе си малки, изсветлявайки горните слоеве на течността. Ако в системата има колоидно диспергирана фракция, утаяването обикновено е придружено от уголемяване на частиците в резултат на коагулация или флокулация.
Структурата на утайката зависи от свойствата на дисперсната система и условията на утаяване. Грубо диспергираните суспензии, чиито частици не се различават много по размер и състав, образуват плътна утайка, ясно разграничена от течната фаза. Полидисперсните и многокомпонентни суспензии от фино смлени материали, особено с анизометрични (например ламеларни, игловидни, нишковидни) частици, напротив, дават рохкави гелообразни утайки. В този случай може да няма рязка граница между избистрената течност и утайката, а постепенен преход от по-малко концентрирани слоеве към по-концентрирани.
В кристалните утайки са възможни процеси на прекристализация. При утаяване на агрегатно нестабилни емулсии, капчиците, които се натрупват на повърхността под формата на крем или на дъното, се сливат (сливат), образувайки непрекъснат течен слой. В промишлени условия утаяването се извършва в утаителни басейни (резервоари, вани) и специални утаителни резервоари (сгъстители) с различни конструкции.
Утаяването се използва широко при пречистване на вода в системи на хидротехнически съоръжения, водоснабдяване и канализация; по време на дехидратация и обезсоляване на суров нефт; в много химични технологични процеси.
Утаяването се използва и за почистване на хамбар на сондажни течности; пречистване на течни нефтопродукти (масла, горива) в различни машини и технологични инсталации. В естествени условия седиментацията играе важна роля в самопречистването на естествени и изкуствени резервоари, както и в геоложките процеси на образуване на седиментни скали.
Утаяването е отделянето под формата на твърда утайка от газ (пара), разтвор или стопилка на един или повече компоненти. За целта се създават условия, когато системата преминава от първоначално стабилно състояние в нестабилно и в нея се образува твърда фаза. Отлагането от пари (десублимация) се постига чрез понижаване на температурата (например, когато йодните пари се охлаждат, се появяват йодни кристали) или химически трансформации на парите, които се причиняват от нагряване, излагане на радиация и др. Така, когато парите на белия фосфор се прегряват, се образува утайка от червен фосфор; Когато парите на летливите метални дикетонати се нагряват в присъствието на О2, се отлагат филми от твърди метални оксиди.
Утаяването на твърдата фаза от разтвори може да се постигне по различни начини: чрез понижаване на температурата на наситен разтвор, отстраняване на разтворителя чрез изпаряване (често във вакуум), промяна на киселинността на средата, промяна на състава на разтворителя, за например, добавяне на по-малко полярен (ацетон или етанол) към полярен разтворител (вода). Последният процес често се нарича осоляване.
Различни химически утаяващи реагенти се използват широко за утаяване, като взаимодействат с освободените елементи, за да образуват слабо разтворими съединения, които се утаяват. Например, когато разтвор на BaCl2 се добави към разтвор, съдържащ сяра под формата на SO2-4, се образува утайка от BaSO4. За да се отделят валежите от стопилките, последните обикновено се охлаждат.
Работата по нуклеацията на кристали в хомогенна система е доста голяма и образуването на твърда фаза се улеснява върху готовата повърхност на твърдите частици.
Следователно, за да се ускори отлагането, зародиш - високо диспергирани твърди частици от отложеното или друго вещество - често се въвежда в пренаситена пара и разтвор или в свръхохладена стопилка. Особено ефективно е използването на семена във вискозни разтвори. Образуването на утайка може да бъде придружено от копреципитация - частично улавяне на клетките. компонент на разтвора.
След утаяване от водни разтвори, на получената силно диспергирана утайка често се дава възможност да „узрее“ преди отделяне, т.е. съхранявайте утайката в същия (матерния) разтвор, понякога със загряване. В този случай, в резултат на така нареченото узряване на Оствалд, причинено от разликата в разтворимостта на малки и големи частици, агрегация и други процеси, частиците на утайката стават по-големи, съутаените примеси се отстраняват и се подобрява филтруемостта. Свойствата на получените утайки могат да се променят в широк диапазон поради въвеждането на различни добавки (повърхностноактивни вещества и др.) В разтвора, промени в температурата или скоростта на разбъркване и други фактори. По този начин, чрез промяна на условията за утаяване на BaSO4 от водни разтвори, е възможно да се увеличи специфичната повърхност на утайката от ~0,1 до ~ 10 m2/g или повече, да се промени морфологията на частиците на утайката и модифицира повърхностните свойства на последния. Получената утайка обикновено се утаява на дъното на съда под въздействието на гравитацията. Ако утайката е фина, се използва центрофугиране, за да се улесни отделянето й от матерната луга.
Различни видове утаяване се използват широко в химията за откриване на химични елементи чрез характерна утайка и за количествено определяне на вещества, за отстраняване на компоненти, които пречат на определянето и за изолиране на примеси чрез съвместно утаяване, за пречистване на соли чрез прекристализация, за производство на филми, както и в химията. индустрия за разделяне на фазите.
В последния случай седиментацията се отнася до механичното отделяне на суспендирани частици от течност в суспензия под въздействието на гравитацията. Тези процеси се наричат още седиментация. утаяване, утаяване, сгъстяване (ако седиментацията се извършва за получаване на плътна утайка) или избистряне (ако се получават чисти течности). За сгъстяване и избистряне често се използва допълнително филтриране.
Необходимо условие за отлагане е наличието на разлика в плътностите на дисперсната фаза и дисперсионната среда, т.е. седиментационна нестабилност (за груби системи). За силно диспергирани системи е разработен критерий за утаяване, който се определя главно от ентропията, както и от температурата и други фактори. Установено е, че ентропията е по-висока, когато отлагането става в поток, а не в неподвижна течност. Ако критерият за утаяване е по-малък от критична стойност, утаяване не настъпва и се установява седиментационно равновесие, при което диспергираните частици се разпределят по височината на слоя по определен закон. По време на утаяването на концентрираните суспензии големите частици, падайки, увличат по-малки, което води до уголемяване на частиците на утайката (ортокинетична коагулация).
Скоростта на отлагане зависи от физ свойства на дисперсната и дисперсната фази, концентрация на дисперсната фаза, температура. Скоростта на утаяване на отделна сферична частица се описва от уравнението на Стокс:
където d е диаметърът на частицата, ?g е разликата в плътностите на твърдата (с s) и течната (с f) фази, µ е динамичният вискозитет на течната фаза, g е ускорението на гравитацията. Уравнението на Стокс е приложимо само за строго ламинарен режим на движение на частиците, когато числото на Рейнолдс Re<1,6, и не учитывает ортокинетическую коагуляцию, поверхностные явления, влияние изменения концентрации твердой фазы, роль стенок сосуда и др. факторы.
Утаяването на монодисперсните системи се характеризира с хидравличен размер на частиците, който е числено равен на експериментално определената скорост на тяхното утаяване. При полидисперсните системи се използва средноквадратичният радиус на частиците или средният им хидравличен размер, който също се определя експериментално.
По време на утаяване под въздействието на гравитацията в камерата се разграничават три зони с различни скорости на утаяване: в зоната на свободно падане на частиците тя е постоянна, след това в преходната зона намалява и накрая в зоната на уплътняване рязко спада. до нула.
При полидисперсните суспензии при ниски концентрации се образуват утайки под формата на слоеве - в долния слой са най-едрите частици, а след това по-малките. Това явление се използва в процесите на елутриция, т.е. класифициране (отделяне) на твърди диспергирани частици според тяхната плътност или размер, за което утайката се смесва няколко пъти с дисперсионна среда и се оставя за различни периоди от време.
Видът на образуваната утайка се определя от физическите характеристики на дисперсната система и условията на отлагане. При грубо дисперсните системи утайката е плътна. По време на утаяването на полидисперсни суспензии от фино смлени лиофилни вещества се образуват свободни гелообразни утайки. „Консолидацията“ на утайките в редица случаи е свързана с прекратяването на брауновото движение на частиците от дисперсната фаза, което е придружено от образуването на пространствена структура на утайката с участието на дисперсионна среда и промяна на ентропията. В този случай формата на частиците играе важна роля. Понякога, за да се ускори утаяването, към суспензията се добавят флокуланти - специални вещества (обикновено с високо молекулно тегло), които причиняват образуването на люспести флокулентни частици.
1.2 Основни изисквания към екстрагента
Екстракционни методи за пречистване. За да изолирате органични вещества, разтворени в тях, например феноли и мастни киселини, от промишлени отпадъчни води, можете да използвате способността на тези вещества да се разтварят в някаква друга течност, която е неразтворима във водата, която се третира. Ако такава течност се добави към пречистваната отпадъчна вода и се смеси, тогава тези вещества ще се разтворят в добавената течност и концентрацията им в отпадъчната вода ще намалее. Този физикохимичен процес се основава на факта, че когато две взаимно неразтворими течности се смесят добре, всяко вещество в разтвор се разпределя между тях в съответствие с неговата разтворимост съгласно закона за разпределение. Ако след това добавената течност се отдели от отпадъчните води, то последните се оказват частично изчистени от разтворените вещества.
Този метод за отстраняване на разтворените вещества от отпадъчните води се нарича течно-течна екстракция; разтворените вещества, отстранени в този случай, са екстрахиращите вещества, а добавената течност, която не се смесва с отпадъчните води, е екстрагентът. Като екстрагенти се използват бутилацетат, изобутилацетат, диизопропилов етер, бензен и др.
Има редица други изисквания към екстрагента:
· Не трябва да образува емулсии с вода, тъй като това води до намаляване на производителността на инсталацията и увеличаване на загубите на разтворители;
· трябва да се регенерира лесно;
· да е нетоксичен;
· разтварят екстрахираното вещество много по-добре от водата, т.е. имат висок коефициент на разпределение;
· имат висока селективност на разтваряне, т.е. колкото по-малко екстрагентът разтваря компонентите, които трябва да останат в отпадъчните води, толкова по-пълно ще бъдат извлечени веществата, които трябва да бъдат отстранени;
· имат възможно най-голяма разтворимост по отношение на екстрахирания компонент, тъй като колкото е по-висока, толкова по-малко екстрагент е необходим;
· имат ниска разтворимост в отпадъчни води и не образуват стабилни емулсии, тъй като разделянето на екстракта и рафината е трудно;
· значително се различават по плътност от отпадъчните води, за да осигурят бързо и пълно разделяне на фазите;
Екстрагентите могат да се разделят на две групи според способността им за разтваряне. Някои от тях могат да извличат предимно само един примес или примеси само от един клас, докато други могат да извличат повечето от примесите на дадена отпадъчна вода (в краен случай всички). Първият вид екстрагенти се наричат селективни.
Екстракционните свойства на даден разтворител могат да бъдат подобрени чрез използване на синергичния ефект, открит при екстракцията със смесен разтворител. Например, когато се извлича фенол от отпадъчни води, има подобрение в екстракцията с бутилацетат, смесен с бутилов алкохол.
Екстракционният метод за пречистване на промишлени отпадъчни води се основава на разтварянето на замърсителя, открит в отпадъчните води, с органични разтворители - екстрагенти, т.е. върху разпределението на замърсител в смес от две взаимно неразтворими течности според неговата разтворимост в тях. Съотношението на взаимно уравновесяващите се концентрации в два несмесващи се (или слабо смесими) разтворителя при достигане на равновесие е постоянно и се нарича коефициент на разпределение:
k p = C E + C ST?const
където C e, C st е концентрацията на екстрахираното вещество съответно в екстрагента и отпадъчната вода при стационарно равновесие, kg/m 3 .
Този израз е законът за разпределение на равновесието и характеризира динамичното равновесие между концентрациите на екстрахираното вещество в екстрагента и водата при дадена температура.
Коефициентът на разпределение kp зависи от температурата, при която се извършва екстракцията, както и от наличието на различни примеси в отпадъчните води и екстрагента.
След достигане на равновесие концентрацията на екстрахираното вещество в екстрагента е значително по-висока, отколкото във водата на клона. Веществото, концентрирано в екстрагента, се отделя от разтворителя и може да се изхвърли. След това екстрагентът се използва отново в процеса на пречистване.
2. Защита на въздуха от прах
2.1 Понятие и определение за специфична повърхност на прах и течливост на прах
Специфичната повърхност е съотношението на повърхността на всички частици към заетата маса или обем.
Течливостта характеризира подвижността на праховите частици една спрямо друга и способността им да се движат под въздействието на външна сила. Течливостта зависи от размера на частиците, тяхното съдържание на влага и степента на уплътняване. Характеристиките на течливост се използват за определяне на ъгъла на наклона на стените на бункери, улеи и други устройства, свързани с натрупването и движението на прах и прахоподобни материали.
Течливостта на праха се определя от ъгъла на откос на естествения наклон, който приема праха в прясно излято състояние.
b= арктан (2H/D)
2.2 Пречистване на аерозоли под въздействието на инерционни и центробежни сили
Устройства, в които отделянето на частици от газовия поток става в резултат на усукване на газа в спирала, се наричат циклони. Циклоните улавят частици до 5 микрона. Скорост на подаване на газ най-малко 15 m/s.
Rc =m*? 2 /R ср.;
R av =R2 +R1/2;
Параметърът, който определя ефективността на апарата, е факторът на разделяне, който показва колко пъти центробежната сила е по-голяма от F m.
F c = P c /F m = m*? 2 / R av *m*g= ? 2 / R av *g
Инерционни прахоуловители: Работата на инерционния прахоуловител се основава на факта, че когато посоката на движение на потока от прашен въздух (газ) се промени, праховите частици под въздействието на инерционните сили се отклоняват от линията на потока и се отделят от потока . Инерционните прахоуловители включват редица добре познати устройства: прахоуловител IP, жалузиен прахоуловител VTI и др., както и най-простите инерционни прахоуловители (торба за прах, прахоуловител на прав участък на димоотвода, екранен прахоуловител, и т.н.).
Инерционните прахоуловители улавят едър прах - 20 - 30 микрона или повече, ефективността им обикновено е в диапазона 60 - 95%. Точната стойност зависи от много фактори: дисперсия на праха и други негови свойства, скорост на потока, дизайн на апарата и др. Поради тази причина инерционните апарати обикновено се използват на първия етап на почистване, последвано от обезпрашаване на газ (въздух) в по-късен етап усъвършенствани апарати. Предимството на всички инерционни прахоуловители е простотата на устройството и ниската цена на устройството. Това обяснява тяхното разпространение.
По-фин =m*g+g/3
2.3 Статика на процеса на абсорбция
Абсорбция на газове (лат. Absorptio, от absorbeo - поглъщам), обемна абсорбция на газове и пари от течност (абсорбент) с образуване на разтвор. Използването на абсорбция в технологията за разделяне и пречистване на газове и отделяне на пари от смеси пара-газ се основава на разликата в разтворимостта на газове и пари в течности.
По време на абсорбцията съдържанието на газ в разтвора зависи от свойствата на газа и течността, от общото налягане, температурата и парциалното налягане на разпределения компонент.
Статиката на абсорбция, т.е. равновесието между течната и газовата фаза, определя състоянието, което се установява при много дълъг контакт на фазите. Равновесието между фазите се определя от термодинамичните свойства на компонента и абсорбера и зависи от състава на една от фазите, температурата и налягането.
В случай на бинарна газова смес, състояща се от разпределен компонент А и носител газ В, две фази и три компонента взаимодействат. Следователно, според фазовото правило, броят на степените на свобода ще бъде равен на
S=K-F+2=3-2+2=3
Това означава, че за дадена система газ-течност променливите са температура, налягане и концентрации в двете фази.
Следователно при постоянна температура и общо налягане връзката между концентрациите в течната и газовата фаза ще бъде недвусмислена. Тази зависимост се изразява чрез закона на Хенри: парциалното налягане на газ над разтвор е пропорционално на молната част на този газ в разтвора.
Числените стойности на коефициента на Хенри за даден газ зависят от природата на газа и абсорбера и от температурата, но не зависят от общото налягане. Важно условие, определящо избора на абсорбент, е благоприятното разпределение на газообразните компоненти между газовата и течната фази при равновесие.
Междуфазното разпределение на компонентите зависи от физикохимичните свойства на фазите и компонентите, както и от температурата, налягането и началната концентрация на компонентите. Всички компоненти, присъстващи в газовата фаза, образуват газов разтвор, в който има само слабо взаимодействие между молекулите на компонента. Газовият разтвор се характеризира с хаотично движение на молекулите и липса на специфична структура.
Следователно, при обичайни налягания, газовият разтвор трябва да се разглежда като физическа смес, в която всеки компонент проявява свои индивидуални физични и химични свойства. Общото налягане, упражнявано от газова смес, е сумата от наляганията на компонентите на сместа, наречени парциални налягания.
Съдържанието на компоненти в газова смес често се изразява чрез парциални налягания. Парциалното налягане е налягането, под което би бил даден компонент, ако в отсъствието на други компоненти той заемаше целия обем на сместа при неговата температура. Съгласно закона на Далтон, парциалното налягане на даден компонент е пропорционално на молната част на компонента в газовата смес:
където y i е молната част на компонента в газовата смес; P е общото налягане на газовата смес. В двуфазна система газ-течност, парциалното налягане на всеки компонент е функция на неговата разтворимост в течността.
Съгласно закона на Раулт за идеална система, парциалното налягане на компонент (pi) в парогазова смес над течност при равновесни условия, с ниска концентрация и нелетливост на други компоненти, разтворени в нея, е пропорционално на парата налягане на чистата течност:
p i =P 0 i *x i,
където P 0 i е налягането на наситените пари на чистия компонент; x i е молната част на компонента в течността. За неидеални системи, положителни (pi / P 0 i > xi) или отрицателни (pi / P 0 i< x i) отклонение от закона Рауля.
Тези отклонения се обясняват, от една страна, с енергийното взаимодействие между молекулите на разтворителя и разтвореното вещество (промяна в енталпията на системата - ?H), а от друга страна, с факта, че ентропията ( ?S) на смесване не е равна на ентропията на смесване за идеална система, тъй като по време на образуването на разтвора молекулите на един компонент са придобили способността да бъдат разположени сред молекулите на друг компонент по по-голям брой начини, отколкото между подобни (ентропията се е увеличила, наблюдава се отрицателно отклонение).
Законът на Раул се прилага за разтвори на газове, чиято критична температура е по-висока от температурата на разтвора и които могат да кондензират при температурата на разтвора. При температури под критичните се прилага законът на Хенри, според който равновесното парциално налягане (или равновесна концентрация) на вещество, разтворено над течен абсорбер при определена температура и в диапазона на неговата ниска концентрация, за неидеалните системи, е пропорционално спрямо концентрацията на компонента в течността x i:
където m е коефициентът на разпределение на i-тия компонент при фазово равновесие, в зависимост от свойствата на компонента, абсорбера и температурата (изотермична константа на Хенри).
За повечето системи коефициентът вода-газообразен компонент m може да бъде намерен в справочната литература.
За повечето газове законът на Хенри е приложим при общо налягане в системата не повече от 105 Pa. Ако парциалното налягане е по-голямо от 105 Pa, стойността m може да се използва само в тесен диапазон от парциални налягания.
Когато общото налягане в системата не надвишава 105 Ра, разтворимостта на газовете не зависи от общото налягане в системата и се определя от константата на Хенри и температурата. Ефектът на температурата върху разтворимостта на газовете се определя от израза:
пречистване абсорбция екстракция утаяване
където C е диференциалната топлина на разтваряне на един мол газ в безкрайно голямо количество разтвор, определена като величината на топлинния ефект (H i - H i 0) на прехода на i-тия компонент от газ към разтвор .
В допълнение към отбелязаните случаи, в инженерната практика има значителен брой системи, за които равновесното междуфазово разпределение на даден компонент се описва с помощта на специални емпирични зависимости. Това се отнася по-специално за системи, съдържащи два или повече компонента.
Основни условия на процеса на абсорбция. Всеки от компонентите на системата създава налягане, чиято величина се определя от концентрацията на компонента и неговата летливост.
Когато системата остане в постоянни условия за дълго време, се установява равновесно разпределение на компонентите между фазите. Процесът на абсорбция може да възникне при условие, че концентрацията (парциалното налягане на компонента) в газовата фаза, която влиза в контакт с течността, е по-висока от равновесното налягане над абсорбиращия разтвор.
Библиография
1. Ветошкин А.Г. Теоретични основи на опазването на околната среда: учебник. - Пенза: Издателство PGASA, 2002. 290 с.
2. Инженерна защита на повърхностните води от промишлени отпадъчни води: учебник. надбавка D.A. Кривошеин, П.П. Кукин, В.Л. Лапин [и други]. М.: Висше училище, 2003. 344 с.
4. Основи на химическата технология: учебник за студенти от химически и технически университети / I.P. Мухленов, А.Е. Gorshtein, E.S. Тумаркин [Изд. И.П. Мухленова]. 4-то изд., преработено. и допълнителни М.: По-високо. училище, 1991. 463 с.
5. Дикар В.Л., Дейнека А.Г., Михайлов И.Д. Основи на екологията и управлението на околната среда. Харков: Olant LLC, 2002. 384 с.
6. Ramm V.M./ Абсорбция на газове, 2-ро изд., М.: Химия, 1976.656 стр.
Публикувано на Allbest.ru
...Подобни документи
Характеристики на памучен прах. Почистване на прашен въздух. Методи за пречистване на газове от механични примеси. Екологични аспекти на пречистването на водата. Характеристики на отпадъчни води от мелница за памук. Определяне на концентрациите на замърсители от смесен отток.
резюме, добавено на 24.07.2009 г
Прилагане на физико-химични и механични методи за пречистване на промишлени отпадъчни води, подготовка на неразтворени минерални и органични примеси. Отстраняване на фино диспергирани неорганични примеси чрез коагулация, окисление, сорбция и екстракция.
курсова работа, добавена на 10/03/2011
Състав на отпадъчните води и основните методи за тяхното пречистване. Изпускане на отпадъчни води във водни обекти. Основни методи за пречистване на отпадъчни води. Повишаване на ефективността на мерките за опазване на околната среда. Въвеждане на малоотпадни и безотпадни технологични процеси.
резюме, добавено на 18.10.2006 г
Принципи на интензификация на технологичните процеси за опазване на околната среда. Хетерогенна катализа на неутрализация на отпадъчни газове. Пречистване на газове чрез доизгаряне в пламък. Биологично пречистване на отпадъчни води. Опазване на околната среда от енергийни въздействия.
резюме, добавено на 12/03/2012
Характеристики на съвременното пречистване на отпадъчни води за отстраняване на замърсители, примеси и вредни вещества. Методи за пречистване на отпадъчни води: механични, химични, физико-химични и биологични. Анализ на флотационни и сорбционни процеси. Въведение в зеолитите.
резюме, добавено на 21.11.2011 г
Промишлени и биологични катализатори (ензими), тяхната роля в регулирането на технологични и биохимични процеси: Приложение на адсорбционно-каталитични методи за неутрализиране на токсични емисии от промишленото производство и пречистване на отпадъчни води.
курсова работа, добавена на 23.02.2011 г
Видове и източници на замърсяване на въздуха, основни методи и методи за пречистването му. Класификация на оборудването за газоочистване и прахоулавяне, работа на циклони. Същността на абсорбцията и адсорбцията, системите за пречистване на въздуха от прах, мъгла и примеси.
курсова работа, добавена на 12/09/2011
Обща характеристика на проблемите на опазването на околната среда. Запознаване с етапите на разработване на технологична схема за пречистване и деминерализация на отпадъчните образувателни води на находището Диш. Разглеждане на методи за пречистване на отпадъчни води от нефтени предприятия.
дисертация, добавена на 21.04.2016 г
Отчитане и управление на екологичните рискове на населението от замърсяване на околната среда. Методи за почистване и неутрализиране на отпадъчни газове на АО "Новоросцемент". Апарати и устройства, използвани за почистване на аспирационния въздух и отработените газове от прах.
дисертация, добавена на 24.02.2010 г
Основни понятия и класификация на методите за течна хроматография. Същността на високоефективната течна хроматография (HPLC), нейните предимства. Състав на хроматографски комплекси, видове детектори. Приложение на HPLC при анализ на обекти от околната среда.
1. Общи принципи на разпръскване на замърсители в атмосферата.
2. Механизъм за изчисляване на разсейването на вредните емисии от промишлените предприятия.
3. Теорията за образуването на NO x при изгаряне на органично гориво.
4. Теорията за образуването на частици сажди по време на изгарянето на органично гориво.
5. Теорията за образуване на газообразно недогаряне в котелни пещи.
6. Теорията за образуването на SO x при изгаряне на органично гориво.
7. Намалени емисии на NOx.
8. Намаляване на емисиите на SOx.
9. Намалени аерозолни емисии.
10. Основни принципи на преноса на замърсители в атмосферата.
11. Влиянието на топлофизичните и аеродинамичните фактори върху процесите на топло- и масообмен в атмосферата.
12. Основни принципи на теорията на турбулентността от класическата хидродинамика.
13. Приложение на теорията на турбулентността към атмосферните процеси.
14. Общи принципи на разпространение на замърсители в атмосферата.
15. Разпространение на замърсители от тръбата.
16. Основни теоретични подходи, използвани за описание на процесите на разпръскване на примеси в атмосферата.
17. Метод за изчисляване на разпръскването на вредни вещества в атмосферата, разработен в MGO. ИИ Воейкова.
18. Общи модели на разреждане на отпадъчни води.
19. Методи за изчисляване на разреждането на отпадъчни води за водни течения.
20. Методи за изчисляване на разреждането на отпадъчни води за резервоари.
21. Изчисляване на максимално допустим отток за течащи водни тела.
22. Изчисляване на пределно допустимо заустване за язовири и езера.
23. Движение на аерозолни замърсители в поток.
24. Теоретични основи за улавяне на твърди частици от отработени газове.
25. Теоретични основи на опазването на околната среда от енергийни въздействия.
Литература
1. Кулагина Т.А. Теоретични основи на опазването на околната среда: Учебник. помощ / Т.А. Кулагина. 2-ро изд., преработено. И допълнителни Красноярск: IPC KSTU, 2003. – 332 с.
съставен от:
Т.А. Кулагина
Раздел 4. ОЦЕНКА НА ВЪЗДЕЙСТВИЕТО НА ОКОЛНАТА СРЕДА И Екологична експертиза
1. Система за оценка на околната среда, предмет, цели и основни задачи на курса и концепции на курса, видове екологични оценки. Разлики между оценка на въздействието върху околната среда (ЕО) и оценка на въздействието върху околната среда (ОВОС).
2. Разработване на система за екологична подкрепа на проекта, жизнен цикъл на проекта, ESD.
3. Екологична подкрепа на икономическите дейности на инвестиционните проекти (разлики в подходите, категории).
4. Правна и нормативно-методологична основа за оценка на въздействието върху околната среда и ОВОС в Русия.
5. Класификация на обектите за ЕЕ и ОВОС по вид управление на околната среда, по вид на обмен на вещества и енергия с околната среда, по степен на екологична опасност за природата и хората и по токсичност на веществата.
6. Теоретични основи на оценката на въздействието върху околната среда (цели, задачи, принципи, видове и видове държавна оценка на въздействието върху околната среда, матрица на взаимодействие).
7. Субекти и обекти на държавна екологична оценка.
8. Методологични разпоредби и принципи на дизайна на околната среда.
9. Процедурата за организиране и провеждане на екологични процедури (основания, случай, условия, аспекти, процедура на Държавната екологична експертиза и нейните разпоредби).
10. Списък на документацията, представена за държавна екологична оценка (по примера на Красноярския край).
11. Процедурата за предварителен преглед на документацията, получена от ВЕЕ. Регистрация на заключението на държавната екологична оценка (състав на основните части).
13. Обществена екологична оценка и нейните етапи.
14. Принципи на екологичната оценка. Предмет на екологична оценка.
15. Нормативна уредба за екологична оценка и специално упълномощени органи (техните функции). Участници в процеса на екологична оценка, техните основни задачи.
16. Етапи на процеса на екологична оценка. Методи и системи за избор на проекти.
17. Методи за идентифициране на значими въздействия, матрици за идентифициране на въздействия (схеми).
18. Структура на ОВОС и начин на организиране на материала, основни етапи и аспекти.
19. Екологични изисквания за разработване на стандарти, екологични критерии и стандарти.
20. Норми за качество на околната среда и допустимо въздействие, използване на природните ресурси.
21. Нормиране на санитарно-защитните зони.
22. Информационна база за екологичен дизайн.
23. Участие на обществеността в процеса на ОВОС.
24. Оценка на въздействието на изследвания стопански обект върху атмосферата, преки и косвени критерии за оценка на замърсяването на атмосферата.
25. Ред за извършване на ОВОС (етапи и процедури на ОВОС).
Литература
1. Закон на Руската федерация „За опазване на околната среда“ от 10 януари 2002 г. № 7-FZ.
2. Закон на Руската федерация „За екологичната експертиза“ от 23 ноември 1995 г. № 174-FZ.
3. Наредба „За оценка на въздействието върху околната среда в Руската федерация“. /Одобрен със заповед на Министерството на природните ресурси на Руската федерация от 2000 г
4. Насоки за екологична оценка на предпроектна и проектна документация. / Одобрен Началник на Главгосекоекспертиза от 10.12.93г. М .: Министерство на природните ресурси. 1993, 64 с.
5. Фомин С.А. "Държавна екологична експертиза". / В книгата. Закон за околната среда на Руската федерация. // Ед. Ю.Е. Винокурова. - М.: Издателство MNEPU, 1997. - 388 с.
6. Фомин С.А. „Екологична експертиза и ОВОС”. / В книгата. Екология, опазване на природата и екологична безопасност. // Под общата редакция. В И. Данилова-Даниляна. - М.: Издателство MNEPU, 1997. - 744 с.
съставен от:
Кандидат на техническите науки, доцент в катедра "Инженерна екология"
и безопасност на живота"
НОВОСИБИРСК ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ
Катедра Инженерни проблеми на околната среда
„ОДОБРЕНО“
декан на факултета
самолет
“___”______________200гр.
РАБОТНА ПРОГРАМА на учебната дисциплина
теоретични основи на опазването на околната среда
ООП в посока обучение на дипломиран специалист
656600 – Опазване на околната среда
специалност 280202 “Инженерна защита на околната среда”
Квалификация – инженер по околна среда
Факултет по самолети
Курс 3, семестър 6
Лекции 34 часа.
Практически занятия: 17 часа.
РГЗ 6 семестър
Самостоятелна работа 34 часа
Изпит 6 семестър
Общо: 85 часа
Новосибирск
Работната програма е съставена въз основа на Държавния образователен стандарт за висше професионално образование в областта на обучение на дипломиран специалист - 656600 - Опазване на околната среда и специалност 280202 - "Инженерна защита на околната среда"
Регистрационен номер 165 технически/дс от 17.03.2000г.
Код на дисциплината в Държавния образователен стандарт – SD.01
Дисциплината „Теоретични основи на опазването на околната среда“ принадлежи към федералния компонент.
Код на дисциплината по учебен план – 4005
Работната програма беше обсъдена на заседание на катедра „Инженерни проблеми на околната среда“.
Протокол от заседание на катедрата № 6-06 от 13 октомври 2006 г
Програмата е разработена
професор, доктор на техническите науки, професор
Началник отдел
Професор, доктор на техническите науки, доцент
Отговаря за осн
професор, доктор на техническите науки, професор
1. Външни изисквания
Общите изисквания за образование са дадени в таблица 1.
маса 1
Изисквания на Държавните стандарти за задължителен минимум
|
дисциплини |
"Теоретични основи на опазването на околната среда" | |
Теоретични основи на опазването на околната среда: физични и химични основи на процесите на пречистване на отпадъчни води и отпадъчни газове и обезвреждане на твърди отпадъци. Процеси на коагулация, флокулация, флотация, адсорбция, течна екстракция, йонообмен, електрохимично окисление и редукция, електрокоагулация и електрофлотация, електродиализа, мембранни процеси (обратна осмоза, ултрафилтрация), утаяване, дезодориране и дегазиране, катализа, кондензация, пиролиза, претопяване, печене, неутрализиране на огъня, високотемпературна агломерация. Теоретични основи на опазването на околната среда от енергийни въздействия. Принципът на скрининг, абсорбция и потискане при източника. Дифузионни процеси в атмосферата и хидросферата. Разпръскване и разреждане на примеси в атмосферата и хидросферата. Разпръскване и разреждане на примеси в атмосферата и хидросферата. Методи за изчисляване и разреждане. |
2. Цели и задачи на курса
Основната цел е запознаване на студентите с физико-химичните принципи на неутрализиране на токсични антропогенни отпадъци и овладяване на първоначалните умения за инженерни методи за изчисляване на оборудването за неутрализиране на тези отпадъци.
3. Изисквания към дисциплината
Основните изисквания към курса се определят от разпоредбите на Държавния образователен стандарт (SES) в посока 553500 - опазване на околната среда. В съответствие с държавните стандарти за тази област работната програма включва следните основни раздели:
Раздел 1. Основни замърсители на околната среда и методи за тяхното неутрализиране.
Раздел 2. Основи на изчисляване на адсорбция, масообмен и каталитични процеси.
4. Обхват и съдържание на дисциплината
Обхватът на дисциплината съответства на учебната програма, одобрена от заместник-ректора на NSTU
Името на темите на лекционните часове, тяхното съдържание и обем в часове.
Секция 1.Основни замърсители на околната среда и методи за тяхното неутрализиране (18 часа).
Лекция 1. Антропогенни замърсители на индустриални центрове. Замърсители на водата, въздуха и почвата. Образуване на азотни оксиди при горивни процеси.
Лекция 2. Основи на изчисляване на дисперсията на примеси в атмосферата. Коефициенти, използвани в модели на дисперсия на замърсители. Примери за изчисляване на дисперсията на примеси.
Лекции 3-4. Методи за почистване на промишлени газови емисии. Понятие за методи за пречистване: абсорбция, адсорбция, кондензация, мембрана, термични, химични, биохимични и каталитични методи за неутрализиране на замърсители. Области на тяхното приложение. Основни технологични характеристики и параметри на процеса.
Лекция 5. Пречистване на отпадъчни води чрез сепарационни методи. Пречистване на отпадъчни води от механични примеси: утаители, хидроциклони, филтри, центрофуги. Физико-химични основи за използване на флотация, коагулация, флокулация за отстраняване на примеси. Методи за интензифициране на процесите на пречистване на отпадъчни води от механични примеси.
Лекция 6. Регенеративни методи за пречистване на отпадъчни води. Концепцията и физикохимичните основи на методите на екстракция, стрипинг (десорбция), дестилация и ректификация, концентриране и йонообмен. Използване на обратна осмоза, ултрафилтрация и адсорбция за пречистване на водата.
Лекции 7-8. Разрушителни методи за пречистване на водата. Концепцията за разрушителните методи. Използването на химични методи за пречистване на водата, основаващи се на неутрализиране на киселинни и алкални замърсители, намаляване и окисление (хлориране и озониране) на примеси. Пречистване на водата чрез превръщане на замърсителите в неразтворими съединения (образуване на утайки). Биохимично пречистване на отпадъчни води. Характеристики и механизъм на процеса на почистване. Аеротенкове и дигестири.
Лекция 9. Термичен метод за неутрализиране на отпадъчни води и твърди отпадъци. Технологична схема на процеса и видовете използвано оборудване. Концепцията за неутрализиране на пожар и пиролиза на отпадъци. Течнофазово окисление на отпадъци – концепция на процеса. Характеристики на преработка на активна утайка.
Раздел 2.Основи на изчисляване на адсорбция, масообмен и каталитични процеси (16 часа).
Лекция 10. Основни типове каталитични и адсорбционни реактори. Рафтови, тръбни и реактори с кипящ слой. Области на тяхното приложение за неутрализиране на газови емисии. Конструкции на адсорбционни реактори. Използване на подвижни слоеве адсорбент.
Лекция 11. Основи на изчисленията на реактори за неутрализиране на газови емисии. Понятието скорост на реакция. Хидродинамика на стационарни и флуидизирани гранулирани слоеве. Идеализирани модели на реактори - идеално смесване и идеално изместване. Извеждане на уравнения за материален и топлинен баланс за реактори за идеално смесване и идеално изместване.
Лекция 12. Процеси върху порести адсорбенти и гранули на катализатори. Етапи на процеса на химична (каталитична) трансформация на пореста частица. Дифузия в пореста частица. Молекулярна и Кнудсенова дифузия. Извеждане на уравнението на материалния баланс за пореста частица. Концепцията за степента на използване на вътрешната повърхност на пореста частица.
Лекции 13-14. Основи на адсорбционните процеси. Изотерми на адсорбция. Методи за експериментално определяне на адсорбционните изотерми (тегловни, обемни и хроматографски методи). Адсорбционно уравнение на Ленгмюр. Уравнения на масовия и топлинния баланс на адсорбционните процеси. Стационарен сорбционен фронт. Концепцията за равновесна и неравновесна адсорбция. Примери за практическо приложение и изчисляване на процеса на адсорбция за пречистване на газове от бензолови пари.
Лекция 15. Механизмът на масообменните процеси. Уравнение за пренос на маса. Равновесие в системата течност-газ. Уравнения на Хенри и Далтон. Схеми на адсорбционните процеси. Материален баланс на масопреносните процеси. Извеждане на уравнението на операционната линия на процеса. Движеща сила на масообменните процеси. Определяне на средната движеща сила. Видове адсорбционни устройства. Изчисляване на адсорбционни апарати.
Лекция 16. Пречистване на отработените газове от механични замърсители. Механични циклони. Изчисляване на циклони. Избор на типове циклони. Изчислително определяне на ефективността на прахоулавяне.
Лекция 17. Основи на пречистването на газове с помощта на електрически утаители. Физически основи за улавяне на механични примеси чрез електрически утаители. Изчислителни уравнения за оценка на ефективността на електрофилтъри. Основи на проектирането на електрофилтри. Методи за повишаване на ефективността на улавяне на механични частици чрез електрофилтри.
Общ хорариум (лекции) – 34 часа.
Наименованието на темите на практическите занятия, тяхното съдържание и обем в часове.
1. Методи за почистване на газови емисии от токсични съединения (8 часа), включително:
а) каталитични методи (4 часа);
б) адсорбционни методи (2 часа);
в) пречистване на газ с помощта на циклони (2 часа).
2. Основи на изчисляване на реактори за неутрализация на газ (9 часа):
а) изчисляване на каталитични реактори на базата на модели на идеално смесване и идеално изместване (4 часа);
б) изчисляване на адсорбционни устройства за очистване на газ (3 часа);
в) изчисляване на електрофилтри за улавяне на механични замърсители (2 часа).
________________________________________________________________
Общ хорариум (практически занятия) – 17 часа
Наименование на теми за изчислителни и графични задачи
1) Определяне на хидравличното съпротивление на фиксирания гранулиран слой на катализатора (1 час).
2) Изследване на режими на флуидизация на зърнести материали (1 час).
3) Изследване на процеса на термична неутрализация на твърди отпадъци в реактор с кипящ слой (2 часа).
4) Определяне на адсорбционната способност на сорбентите за улавяне на газообразни замърсители (2 часа).
________________________________________________________________
Общо (изчислителни и графични задачи) – 6 часа.
4. Форми на контрол
4.1. Защита на изчислителни и графични задачи.
4.2. Защита на резюмета по теми на курса.
4.3. Въпроси за изпита.
1. Основи на абсорбционните процеси за пречистване на газовете. Видове абсорбери. Основи на изчисляване на абсорбери.
2. Конструкции на каталитични реактори. Тръбна, адиабатна, с кипящ слой, с радиален и аксиален газов поток, с подвижни слоеве.
3. Разпределение на емисиите от източници на замърсяване.
4. Адсорбционни процеси за пречистване на газовете. Технологични схеми на адсорбционни процеси.
5. Пречистване на отпадъчни води чрез окисляване на примеси с химически реагенти (хлориране, озониране).
6. Дифузия в пореста гранула. Молекулярна и Кнудсенова дифузия.
7. Кондициониращи методи за пречистване на газовете.
8. Термично обезвреждане на твърди битови отпадъци. Видове дезактивационни пещи.
9. Уравнение на идеален смесителен реактор.
10. Мембранни методи за пречистване на газовете.
11. Хидродинамика на кипящи гранулирани слоеве.
12. Условия на флуидизация.
13. Основи на улавяне на аерозоли от електрически утаители. Фактори, влияещи върху ефективността на тяхната работа.
14. Термична неутрализация на газове. Термична неутрализация на газове с възстановяване на топлината. Видове пещи за термична дезактивация.
15. Основи на процесите на пречистване на добивни отпадъчни води.
16. Модел на проточен реактор.
17. Основи на химичните методи за пречистване на газове (облъчване на електронни потоци, озониране)
18. Хидродинамика на неподвижни зърнести пластове.
19. Равновесие в системата “течност - газ”.
20. Биохимично пречистване на газовете. Биофилтри и биоскрубери.
21. Биохимично пречистване - основи на процеса. Аеротанкове, метатанкове.
22. Идеализирани модели на каталитични реактори. Материален и топлинен баланс.
23. Видове замърсители на отпадъчни води. Класификация на методите за почистване (сепарационни, регенеративни и деструктивни методи).
24. Адсорбционен фронт. Равновесна адсорбция. Стационарен адсорбционен фронт.
25. Прахоуловителни съоръжения - циклони. Последователност на изчисление на циклона.
26. Методи за отделяне на механични примеси: утаители, хидроциклони, филтри, центрофуги).
27. Концентрация - като метод за пречистване на отпадъчни води.
28. Адсорбционен фронт. Равновесна адсорбция. Стационарен адсорбционен фронт.
29. Основи на флотацията, коагулацията, флокулацията.
30. Топлообмен (маса) при адсорбция.
31. Последователност на изчисляване на пакетиран абсорбатор.
32. Физични принципи на интензификация на процесите на пречистване на отпадъчни води (магнитни, ултразвукови методи).
33. Трансформационни процеси върху пореста частица.
34. Последователност на изчисления на адсорбери.
35. Десорбцията е метод за отстраняване на летливи примеси от отпадъчни води.
36. Адсорбционно пречистване на отпадъчни води.
37. Концепцията за степента на използване на частиците на катализатора.
38. Разпределение на емисиите от източници на замърсяване.
39. Дестилация и ректификация при пречистване на отпадъчни води.
40. Неравновесна адсорбция.
41. Обратна осмоза и ултрафилтрация.
42. Адсорбционни изотерми. Методи за определяне на адсорбционни изотерми (тегло, обем, хроматография).
43. Основи на течнофазовото окисляване на отпадъчни води под налягане.
44. Движеща сила на масообменните процеси.
45. Пречистване на отпадъчни води чрез неутрализация, възстановяване, утаяване.
46. Уравнения на топлинния и материалния баланс на адсорбера.
47. Прахоуловителни съоръжения - циклони. Последователност на изчисление на циклона.
48. Биохимично пречистване - основи на процеса. Аеротанкове, метатанкове.
49. Основи на аерозолно улавяне от електрофилтери. Фактори, влияещи върху ефективността на тяхната работа.
1. Оборудване, конструкции, основи за проектиране на химични технологични процеси, защита на биосферата от промишлени емисии. М., Химия, 1985. 352 с.
2. . . Пределно допустими концентрации на химикали в околната среда. Л. Химия, 1985.
3. Б. Бретшнайдер, И. Курфюрст. Опазване на въздушния басейн от замърсяване. Л. Химия, 1989.
4. . Неутрализиране на промишлени емисии чрез доизгаряне. М. Енергоатомиздат, 1986.
5. и др. Пречистване на промишлени отпадъчни води. М. Стройиздат, 1970, 153 с.
6. и др. Пречистване на промишлени отпадъчни води. Киев, Техника, 1974, 257 с.
7. . Пречистване на отпадъчни води в химическата промишленост. Л, Химия, 1977, 464 с.
8. АЛ. Титов,. Обезвреждане на промишлени отпадъци: М. Стройиздат, 1980, 79 с.
9. , . Въздействието на топлоелектрическите централи върху околната среда и начини за намаляване на причинените щети. Новосибирск, 1990, 184 с.
10. . Теоретични основи на опазването на околната среда (записки от лекции). IC SB RAS - NSTU, 2001. – 97-и.
Хората оказват влияние върху околната среда от древни времена. Постоянното икономическо развитие на света подобрява човешкия живот и разширява естествената му среда, но състоянието на ограничените природни ресурси и физически възможности остава непроменено. Създаването на специално защитени територии, забраната за лов и обезлесяването са примери за ограничения върху подобни въздействия, въведени от древни времена. Едва през ХХ век обаче започва научното обосноваване на това въздействие, както и възникващите в резултат на това проблеми и разработването на рационално решение, отчитащо интересите на настоящите и бъдещите поколения.
През 70-те години на миналия век много учени посвещават работата си на проблемите на ограничените природни ресурси и замърсяването на околната среда, подчертавайки значението им за човешкия живот.
Терминът „екология“ е използван за първи път от биолога Е. Хекел: „Под екология разбираме общата наука за връзката между организма и околната среда, където включваме всички „условия на съществуване“ в широкия смисъл на думата .” („Обща морфология на организмите“, 1866 г.)
Съвременната дефиниция на понятието екология има по-широк смисъл, отколкото в първите десетилетия от развитието на тази наука. Класическото определение за екология: наука, която изучава взаимоотношенията между живата и неживата природа. http://www.werkenzonderdiploma.tk/news/nablyudaemomu-v-nastoyaschee-83.html
Две алтернативни определения на тази наука:
· Екологията е познание за икономиката на природата, едновременното изучаване на всички взаимоотношения между живите същества и органичните и неорганичните компоненти на околната среда... С една дума, екологията е наука, която изучава всички сложни взаимоотношения в природата, разглеждани от Дарвин като условия на борбата за съществуване.
· Екологията е биологична наука, която изучава структурата и функционирането на системи на надорганично ниво (популации, съобщества, екосистеми) в пространството и времето, в природни и модифицирани от човека условия.
Екологията в научните трудове логично се превърна в концепцията за устойчиво развитие.
Устойчивото развитие - развитието на околната среда - включва задоволяване на нуждите и стремежите на настоящето, без да се компрометира способността на бъдещите поколения да посрещнат своите нужди. Преход към ерата на устойчивото развитие., Р.А. Полет, стр. 10-31 // Русия в света около нас: 2003 (Аналитичен годишник). - М .: Издателство MNEPU, 2003. - 336 с. http://www.rus-stat.ru/index.php?vid=1&id=53&year=2003Тъй като тази загриженост относно проблемите на околната среда се увеличи през последните десетилетия, загрижеността за съдбата на бъдещите поколения и справедливото разпределение на природните ресурси между поколенията става все по-очевидна.
Концепцията за биологично разнообразие - биоразнообразие - се тълкува като разнообразие от форми на живот, изразени чрез милиони видове растения, животни и микроорганизми, заедно с техния генетичен фонд и сложна екосистема.
Поддържането на биоразнообразието сега е глобална необходимост поради поне три причини. Основната причина е, че всички видове имат право да живеят в условията, които са характерни за тях. Второ, множество форми на живот поддържат химически и физически баланс на Земята. И накрая, опитът показва, че поддържането на максимален генетичен фонд е от икономически интерес за селскостопанската и медицинската промишленост.
Днес много страни са изправени пред проблема с деградацията на околната среда и необходимостта да се предотврати по-нататъшното развитие на този процес. Икономическото развитие води до екологични проблеми, причинява химическо замърсяване и уврежда природните местообитания. Съществува заплаха за човешкото здраве, както и съществуването на много видове флора и фауна. Проблемът с ограничените ресурси става все по-остър. Бъдещите поколения вече няма да разполагат с резервите от природни ресурси, които имаха предишните поколения.
За решаване на редица екологични проблеми Европейският съюз използва енергоспестяващи технологии, в САЩ се набляга на биоинженерството. Развиващите се страни и страните с икономики в преход обаче не са осъзнали значението на въздействието върху околната среда. Често решението на проблемите в тези страни става под въздействието на външни сили, а не на държавна политика. Това отношение може да доведе до още по-голяма пропаст между развитите и развиващите се страни и, което е също толкова важно, до повишено влошаване на околната среда.
Обобщавайки, трябва да се отбележи, че с икономическото развитие и развитието на новите технологии, състоянието на околната среда също се променя и заплахата от влошаване на околната среда нараства. В същото време се създават нови технологии за решаване на екологични проблеми.
Теоретични основи на технологичните процеси за опазване на околната среда
1. Обща характеристика на методите за защита на околната среда от промишлени замърсявания
Опазването на околната среда е неразделна част от концепцията за устойчиво развитие на човешкото общество, което означава дългосрочно непрекъснато развитие, което отговаря на нуждите на живите хора, без да застрашава нуждите на бъдещите поколения. Концепцията за устойчиво развитие няма да може да бъде реализирана, ако не бъдат разработени конкретни програми за действие за предотвратяване на замърсяването на околната среда, които включват също така организационни, технически и технологични разработки за развитие на ресурсо-, енергоспестяващи и нискоотпадъчни технологии, намаляване на на газови емисии и течни зауствания, преработка и обезвреждане на битови отпадъци, намаляване на енергийното въздействие върху околната среда, подобряване и използване на мерки за опазване на околната среда.
Организационните и технически методи за опазване на околната среда могат да бъдат разделени на активни и пасивни методи. Активните методи за опазване на околната среда представляват технологични решения за създаване на ресурсоспестяващи и нискоотпадъчни технологии.
Пасивните методи за защита на околната среда се разделят на две подгрупи:
рационално разположение на източниците на замърсяване;
локализиране на източниците на замърсяване.
Рационалното разполагане предполага териториално рационално разполагане на икономически обекти, намаляване на тежестта върху околната среда, а локализацията е по същество флегматизацията на източниците на замърсяване и средство за намаляване на техните емисии. Локализацията се постига чрез използване на различни екологични технологии, технически системи и устройства.
Много екологични технологии се основават на физични и химични трансформации. При физичните процеси се променят само формата, размерът, агрегатното състояние и други физични свойства на веществата. Тяхната структура и химичен състав се запазват. Физичните процеси доминират в процесите на прахоулавяне, процесите на физическа абсорбция и адсорбция на газове, пречистване на отпадъчни води от механични примеси и в други подобни случаи. Химическите процеси променят химическия състав на потока, който се обработва. С тяхна помощ токсичните компоненти на газовите емисии, течните и твърдите отпадъци и отпадъчните води се превръщат в нетоксични.
Химичните явления в технологичните процеси често се развиват под въздействието на външни условия (налягане, обем, температура и др.), при които се осъществява процесът. В този случай има трансформации на едни вещества в други, промени в тяхната повърхност, междуфазни свойства и редица други явления от смесен (физико-химичен) характер.
Съвкупността от взаимосвързани химични и физични процеси, протичащи в материалното вещество, се нарича физикохимични, гранични между физични и химични процеси. Физикохимичните процеси се използват широко в екологичните технологии (улавяне на прах и газ, пречистване на отпадъчни води и др.).
Специфична група се състои от биохимични процеси - химични трансформации, протичащи с участието на живи същества. Биохимичните процеси са в основата на живота
всички живи организми от флората и фауната. Значителна част от селскостопанското производство и хранително-вкусовата промишленост, например биотехнологиите, се основават на тяхното използване. Продуктът на биотехнологичните трансформации, протичащи с участието на микроорганизми, са вещества от нежива природа. Теоретичните основи на екологичната технология, базирани на общите закони на физическата и колоидната химия, термодинамиката, хидро- и аеродинамиката, изучават физикохимичната същност на основните процеси на екологичните технологии. Такъв систематичен подход към процесите в околната среда ни позволява да правим обобщения на теорията на такива процеси и да прилагаме единен методологичен подход към тях.
В зависимост от основните закономерности, характеризиращи протичането на процесите в околната среда, последните се разделят на следните групи:
механични;
хидромеханични;
трансфер на маса,
химически;
физико-химични;
топлинни процеси;
биохимичен;
процеси, усложнени от химическа реакция.
Процесите на защита от енергийни въздействия са включени в отделна група, основно базирани на принципите на отразяване и поглъщане на излишната енергия от основните технологични процеси за управление на околната среда.
Механичните процеси, чиято основа е механичното въздействие върху твърди и аморфни материали, включват смилане (раздробяване), сортиране (класификация), пресоване и смесване на насипни материали. Движещата сила зад тези процеси е механичното налягане или центробежната сила.
Към хидромеханични процеси, чиято основа е хидростатично или хидромеханично въздействие върху среди и материали,
включват разбъркване, утаяване (утаяване), филтриране, центрофугиране. Движещата сила зад тези процеси е хидростатичното налягане или центробежната сила.
Процесите на пренос на маса (дифузия), при които основна роля, наред с преноса на топлина, играе преходът на вещество от една фаза в друга поради дифузия, включват абсорбция, адсорбция, десорбция, екстракция, ректификация, сушене и кристализация. Движещата сила на тези процеси е разликата в концентрациите на пренасящото вещество във взаимодействащите фази.
Химичните процеси, протичащи с промени във физичните свойства и химичния състав на изходните вещества, се характеризират с превръщането на едни вещества в други, промяна на техните повърхностни и междуфазови свойства. Тези процеси включват процесите на неутрализация, окисление и редукция. Движещата сила на химичните процеси е разликата в химичните (термодинамични) потенциали.
Физикохимичните процеси се характеризират с взаимосвързан набор от химични и физични процеси. Процесите на физико-химично разделяне, в основата на които са физико-химичните трансформации на веществата, включват коагулация и флокулация, флотация, йонообмен, обратна осмоза и ултрафилтрация, дезодориране и дегазиране, електрохимични методи, по-специално електрическо пречистване на газ. Движещата сила на тези процеси е разликата във физическите и термодинамичните потенциали на разделящите се компоненти на фазовите граници.
Топлинните процеси, чиято основа е промяната в топлинното състояние на взаимодействащите среди, включват нагряване, охлаждане, изпарение и кондензация. Движещата сила на тези процеси е разликата в температурите (топлинните потенциали) на взаимодействащите среди.
Биохимичните процеси, които се основават на каталитични ензимни реакции на биохимичната трансформация на веществата по време на живота на микроорганизмите, се характеризират с протичането на биохимични реакции и синтеза на вещества на ниво жива клетка. Движещата сила на тези процеси е енергийното ниво (потенциал) на живите организми.
Тази класификация не е твърда и непроменлива. В действителност много процеси се усложняват от възникването на съседни паралелни процеси. Например масовият пренос и химичните процеси често са придружени от топлинни процеси. По този начин ректификацията, сушенето и кристализацията могат да бъдат класифицирани като комбинирани процеси на топло- и масопренос. Процесите на абсорбция и адсорбция често са придружени от химични трансформации. Химичните процеси на неутрализация и окисление могат едновременно да се разглеждат като процеси на пренос на маса. Биохимичните процеси се придружават едновременно от топло- и масопренос, а физикохимичните процеси се съпровождат от процеси на масопренос.
Каталитични методи за пречистване на газовете
Каталитичните методи за пречистване на газ се основават на реакции в присъствието на твърди катализатори, т.е. на законите на хетерогенната катализа. В резултат на каталитични реакции примесите в газа се превръщат в други съединения...
Методи за пречистване на отпадъчни газове и емисии от производството на фуражни дрожди
Методи за събиране на прах Методите за почистване според техния основен принцип могат да бъдат разделени на механично почистване, електростатично почистване и звуково и ултразвуково коагулационно почистване...
Регулиране, сертифициране и стандартизация в областта на опазването на околната среда
Стандартизацията в областта на опазването на околната среда се извършва с цел държавно регулиране на въздействието на икономическите и други дейности върху околната среда...
Основни функции на екологичния мониторинг
Причини за замърсяване на биосферата
Замърсяването се превърна в ежедневна дума, навяваща мисли за отровена вода, въздух и почва. В действителност обаче този проблем е много по-сложен. Замърсяването не може да бъде просто дефинирано, тъй като може да включва стотици фактори...
Проблеми на екологичното право на Киргизката република
Законодателната система в областта на околната среда се състои от две подсистеми: екологично законодателство и законодателство за природните ресурси. Подсистемата на екологичното законодателство включва Закона за опазване на околната среда...
Замърсяването е промяна в природната среда (атмосфера, вода, почва) в резултат на наличието на примеси в нея. При това се разграничават замърсяванията: антропогенни - причинени от човешка дейност и природни - причинени от природни процеси...
Хлоропластите са центровете на фотосинтезата на растителните клетки
Основните източници на замърсяване на въздуха са електроцентрали, работещи с въглища, въглищна, металургична и химическа промишленост, циментова, варовикова, петролни рафинерии и други заводи...
Екологична политика на Китай
Опазването на околната среда в Китай е едно от основните направления в развитието на националната политика. Китайското правителство обръща голямо внимание на законодателната работа в тази област. За да се стимулира икономическата координация...
Екологична политика на Китай
Правната система на Китай за защита на околната среда е сравнително нова. Създаването на екологични закони често е отговорност на местните власти...
Екология: основни понятия и проблеми
Основата за устойчивото развитие на Руската федерация е формирането и последователното провеждане на единна държавна политика в областта на екологията...
Енергийно замърсяване
Атмосферата винаги съдържа определено количество примеси, идващи от природни и антропогенни източници. Примесите, отделяни от природни източници, включват: прах (растителен, вулканичен...
