Горелова О.М. Промышленная экология

Подождите немного. Документ загружается.

101

1 – демеркуризационная камера; 2 – крышка камеры; 3 – съемная

мельница; 4 – съемный сборник ртути; 5 – силовой электрический

шкаф; 6 – механический форвакуумный насос; 7 – бустерный насос;

8 – низкотемпературная ловушка; 9 – устройство для механического

разрушения ламп; 10 – теплоизолятор; 11 – электронагреватель

Рисунок 3.11 – Схема установки УРЛ-2М

Загруженный контейнер герметично закрывают, доставляют в

центр демеркуризации, устанавливают на технологический модуль, и

только затем крышка контейнера

открывается внутрь установки. В ней

при 300-400 °С ртуть и ее соединения возгоняются и улавливаются в

системе газоочистки. По термовакуумной технологии с 1991 г. по на-

стоящее время внедрено более 35 установок демеркуризации ртутьсо-

держащих ламп.

Термовакуумный способ пригоден также для отходов ртутьсо-

держащих батарей.

Термовакуумный с криоконденсацией способ демеркуризации

положен в основу установки

УРЛ-2М (рисунок 3.11), созданной изо-

бретателями г. Дубны. Он подходит для переработки люминесцентных

102

ламп всех типов и других ртутьсодержащих отходов (термолиза,

амальгам благородных металлов и др.).

Обрабатываемые люминесцентные лампы разрушают в демерку-

ризационной камере (1) установки с помощью специального ножа (9)

повышенной прочности. Затем камеру вакуумируют, полученное

ртутьсодержащее крошево нагревают до 380-450 °С. Систему вакуум-

ной откачки камеры образуют бустерный (усиливающий) паромасля-

ный насос (7) и механический

форвакуумный (для предварительной

откачки) насос (6). Вакуумирование камеры осуществляют через низ-

котемпературную ловушку (8) (НТЛ) со съемным сборником ртути (4).

НТЛ является отличительной особенностью установки УРЛ-2М. Ее

охлаждают до температуры минус 60 °С жидким азотом или, при не-

обходимости, твердой углекислотой, получаемой при резком напуске в

НТЛ сжиженной углекислоты из баллона. Для разрушения

горелок

ламп типа ДРЛ используют съемную мельницу (3), монтируемую на

фланце камеры (1). В режиме демеркуризации ртутьсодержащих ламп

фланец закрыт заглушкой. Производительность установки составляет

200 ламп/ч, содержание ртути в стеклобое 2,1 мг/м

Способ утилизации ламп, разработанный и внедренный Научно-

исследовательским центром по проблемам управления ресурсосбере-

жением и отходами, предусматривает их измельчение, нагревание

стеклобоя для перевода ртути в парообразное состояние, очистку от

нее технологических газов до санитарных норм. Метод позволяет на

95% удалить люминофор и выделить для вторичной цветной метал-

лургии пять самостоятельных концентратов

: алюминиевый (цоколи –

вес 1 цоколя около 2 г), медно-никелевый (выводы), медно-цинковый

(латунные штыри), оловянно-свинцовый (припой) и свинцовый (нож-

ки).

Технология переработки ламп основана на использовании уста-

новки демеркуризации «Экотром-2», которая функционирует в

г. Волгограде.

Сбор люминесцентных ламп производится в герметичные

20-тонные морские контейнеры, снабженные ячейками для ламп, пре-

дотвращающие возможность их боя в процессе транспортировки от

пункта приема до цеха утилизации.

103

Принципиальная схема технологического процесса переработки

люминесцентных ламп приведена на рисунке 3.12.

Со склада сырья лампы подаются транспортером на участок

дробления. Лампа за счет вакуумирования затягивается в дробилку,

где происходит отделение цоколей и дробление стеклобоя с крупно-

стью от 5 до 300 мм. Полученная масса поступает на виброгрохот,

снабженный сеткой, где отделенные цоколи и

стеклобой раздельно

ссыпаются в контейнеры.

После заполнения контейнеры герметично закрываются и от-

правляются на склад сырья и готовой продукции. Далее стеклобой и

алюминиевые цоколи используются в виде вторичного сырья. Люми-

нофор, представляющий собой фторхлораппатит кальция с адсорбиро-

ванной на нем ртутью, вакуумным насосом с глушителем подается на

участок обеспыливания, включающий

циклон, рукавный фильтр,

фильтр-адсорбер, камеру сбора люминофора и пробоотборник удаляе-

мого воздуха.

Люминофор с примесями ртути в количестве 1,1 % по весу

cобирается в герметичные контейнеры, отправляется на склад и далее

передается в «Кубаньцветмет» в качестве рудного сырья для перера-

ботки.

Предусмотренная система очистки технологических газов высо-

коэффективна, и на выходе

в атмосферу содержание паров ртути со-

ставляет 0,002 мг/м

Экологическую значимость предлагаемого производства трудно

переоценить, т.к. оно связано с утилизацией отхода I класса опасности,

образующегося ежедневно практически на всех предприятиях и орга-

низациях города и области.

104

А – складские помещения , В – участок дробления и классификации, С – участок газоочистки

Рисунок 3.12 – Схема механического способа переработки ртутных ламп

105

Контрольные вопросы по разделу 3

1. Какие продукты можно получить при переработке отходов уг-

ледобычи и углеобогащения?

2. Для чего необходима закладка выработанного шахтного про-

странства и каким образом она реализуется?

3. Основные этапы рекультивации территорий, нарушенных гор-

ными разработками.

4. Почему геотехнология считается наиболее экологичным спо-

собом добычи полезных ископаемых?

5. Охарактеризуйте

состав и свойства шлака, образующегося в

черной металлургии.

6. Как производят шлаковую вату и шлакоситаллы?

7. Чем отличаются доменные шлаки от сталеплавильных?

8. Охарактеризуйте традиционные методы переработки шлаков

цветной металлургии.

9. Какова сущность способа производства «губчатого» железа?

10. Какие отходы относят к токсичным?

11. Что предполагает технологическая схема полигона токсичных

отходов?

12. При каких

условиях возможно сжигание токсичных отходов?

13. В чем заключается целесообразность обезвреживания токсич-

ных отходов в производстве цемента?

14. Охарактеризуйте способы переработки ртутьсодержащих от-

ходов.

106

4 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСТУЛАТЫ ФОРМИРОВАНИЯ

БЛАГОПРИЯТНОЙ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

4.1 Город – социально-экономическая система

По мере развития человечества, освоения природной среды и

роста урбанизированных территорий поселения во взаимодействии с

окружающей их природной средой превратились в новую динамич-

ную, не известную ранее в истории планеты социально-экологическую

(геосоциальную) систему разных уровней – от

локального до глобаль-

ного (рисунок 4.1). Новая для планеты городская среда возникла как

следствие развития поселений и их воздействия на природную среду.

Город, взаимодействуя с природой, выделяет в окружающую

среду множество разнообразных материалов, веществ и энергии, и в

город также поступают материалы, вещества, энергия (рисунок 4.2)

обратно.

Рисунок 4.1 – Социально-экологическая система и среда жизни

107

Рисунок 4.2 – Потоки вещества и энергии, поступающие в город

и выходящие из него

Внутри города эти потоки пересекаются и взаимодействуют (лю-

ди производят изделия, энергию, потребляют пищу и воду и т.д.), что

приводит к появлению новых изделий, веществ и воздействий. Мно-

жество видов веществ и энергии после их использования

в городе по-

ступает в природу, в том числе в атмосферу, гидросферу, почву в виде

загрязнений. Знание основ взаимодействия города и природы как гео-

социальной системы может помочь разработке более экологичных пу-

тей развития города, направлений формирования здоровой и комфорт-

ной городской среды.

В социально-экологические системы входят два основных взаи

модействующих компонента – социальный и экологический, которые

в экологичном городе с благоприятной городской средой должны быть

устойчивы, обладать способностью к самоадаптации, самоприспособ-

лению. Социальный компонент включает в себя человеческое сообще-

108

ство (жителей), все виды деятельности, все искусственные объекты и

застроенные территории и обычно находится в границах населенной

территории. Экологический компонент – это все виды природных тер-

риторий и природных ресурсов, в том числе естественные и культур-

ные ландшафты, составляющие экологический след. Поэтому при

большом экологическом следе, распространяющемся далеко за преде-

лы

городов и стран, предполагаемый процесс самоадаптации сущест-

венно осложняется. Самоадаптация в этом случае зависит от террито-

рий, расположенных далеко от города и страны, и может быть неосу-

ществима.

Необходимая человеку и биосфере устойчивость социально-

экологической системы – это не неизменяемость, а способность к

адаптациям в меняющемся мире. Адаптивная способность экологиче-

ского

компонента связана с сохранением необходимой экологической

инфраструктуры, экологически обоснованного объема естественной

природы с генетическим и биологическим разнообразием. Адаптивная

способность социального компонента зависит от удовлетворения

обоснованного круга потребностей, поддержки стремления к равно-

правию, хорошей системы управления и быстрого реагирования на

возникающие ситуации, гибкости в решениях проблем, оптимального

и принимаемого обществом баланса между

властью и разными груп-

пами общества и т.д.

Поддержание устойчивой социально-экологической системы го-

рода и его среды – это не консервация динамичной среды. Оно означа-

ет способность системы выдерживать внешние и внутренние воздейст-

вия без разрушения и изменения фундаментальных функций, способ-

ность возвращаться в исходное состояние после изменений под

влия-

нием негативных факторов, т.е. самоадаптацию, самоприспособление.

Социальный и экологический компоненты системы не только посто-

янно изменяются, но и активно взаимодействуют между собой, влияют

друг на друга. Состояние устойчивости социально-экологической сис-

темы зависит и от степени позитивности или негативности взаимодей-

ствия и взаимовлияния ее компонентов.

В условиях объективной неустойчивости

мира адаптивная спо-

собность социально-экологических систем имеет фундаментальную

ценность как условие их развития. Поэтому актуальнейшей проблемой

человечества является создание максимально «эластичных», адаптив-

ных социально-экологических систем городов, государств, всей плане-

ты. Для решения проблемы устойчивости экологического компонента

нужно обеспечить сохранение не менее 60 % всех элементов ландшаф-

109

тов (литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы) в естественном

состоянии с сохранением биоразнообразия. В условиях большого эко-

логического следа эта задача может быть частично решена путем эко-

логичной реставрации ландшафтов и экологичной реконструкции по-

селений. Люди должны обеспечить устойчивое существование в горо-

дах и вокруг них экологически обоснованных территорий естествен-

ной (дикой

) природы, соединенных зелеными коридорами и террито-

риями. Архитектурно-ландшафтная среда поселений должна поощрять

контакты жителей с разнообразной природной флорой и фауной, кон-

такты между людьми, формировать экологичное мышление жителей

города средствами ландшафтной архитектуры и территорий естест-

венной природы.

Адаптивное управление социально-экологической системой го-

родской среды направлено на поддержание эластичности (

упругости)

экосистем, их способности справиться с воздействиями. Искусствен-

ное управление не может заменить естественные связи, механизмы

естественных самоадаптаций. Оно должно «мягко» адаптироваться к

этим естественным явлениям. Для этого необходимо поддержание

обоснованного объема и высокого качества целостной экологической

инфраструктуры.

Целостность любой социально-экологической системы – это

внутренняя причинно-следственная обусловленность ее составных

частей

, включающих в себя множество сторон и связей с уравновеши-

вающими, в том числе и с противоположными, свойствами. Целост-

ность этой системы предполагает органичное включение в нее множе-

ства природных факторов, предметов и явлений, которые ранее могли

восприниматься человеком как негативные (например, болота, различ-

ные неокультуренные ландшафты, опасные, неприятные и вредные

представители флоры и фауны и др.) и требовали, по его мнению, ис-

ключения, удаления из городской и пригородной среды. Нужно иметь

в виду, что природе необходимо поддержание исторически сложивше-

гося и обеспечивающего продолжение жизни естественного кругово-

рота веществ, сохранение всего многообразия взаимоотношений, ко-

торое зачастую негативно воспринимается человеком. Множество ор-

ганизмов

живой природы находится во множестве взаимоотношений, в

«глобальной сети жизни», что является одним из определяющих фак-

торов естественной эволюции и дивергенции видов, поддержания го-

меостаза.

Учитывая объективную необходимость биоразнообразия, не

нужно искоренять неудобные для человека естественные ландшафты,

110

полные неприятных и даже опасных для него хищников и насекомых.

Опасна как раз односторонность, культурность ландшафтов Земли. Не

нужно бороться за полное уничтожение болот как чрезвычайно не-

удобных для человека территорий. Осушать болота, превращать пус-

тыни в цветущие сады, размораживать ледники и делать вместо веч-

номерзлых грунтов некие оазисы, уничтожать

леса, срезать горы, ме-

нять течение рек, полностью уничтожать отдельные виды животных,

заменять биоразнообразие однообразием культурных и полезных для

человека растений – значит исключать необходимую эволюционную

множественность природы, ее способность к самоадаптации.

Городская среда – это множественная социально-экологическая

система, которая должна обладать способностью к самоадаптации, к

поддержанию высокого качества. Необходимым условием

поддержа-

ния здоровой среды жизни в экологичном городе является постепенное

исключение всех негативных воздействий при сохранении необходи-

мого объема экологической инфраструктуры внутри города и в приле-

гающих областях.

4.2 Показатели и обеспечение комфортности городской среды

Отсутствие загрязнений связано с важнейшим для жителей пока-

зателем качества городской среды – ее комфортностью.

Комфортность

городской среды – это субъективное чувство и

объективное состояние полного здоровья при данных условиях окру-

жающей человека городской среды, включая ее природные и социаль-

но-экономические показатели. В нее в качестве компонента входит

комфортность городских ландшафтов – их свойство вызывать субъек-

тивное чувство и объективное состояние благоприятной среды, в том

числе комфортность визуальной

, звуковой, запаховой сред, способст-

вующих поддержанию здоровья человека.

Комфортная городская среда создает у жителей чувство полно-

ценного здоровья и удовлетворения потребностей, но она не означает

полное расслабление, покой, полную («стерильную») чистоту и отсут-

ствие каких-либо воздействий. Полное отсутствие шумов так же не-

приятно, как и шумовое загрязнение, тогда как

ряд звуков природы

очень благоприятен для человека. Стерильно чистый воздух без при-

ятных природных запахов так же неприятен, как и загрязненный. Са-

мая приятная питьевая вода – это чистая природная вода, содержащая

ряд минеральных добавок.