Контрольная работа по "Экологии"

Вариант№14

1.Что такое лимитирующие факторы?

2.Что такое рекультивация земель, ее этапы и способы?

3.Какие основные принципы заложены  в обеспечение экологической  безопасности?

4.Переработка бытовых отходов?

5.Произведите экономическую оценку, и анализ  возможности получения  дополнительной прибыли для   энергосистемы в которую входят 5 ТЭС.

Дано:

Wэ-12,4мил.кВт час

Wт-2168Гкал

Выбросы-5,502тыс.т

Годовой  норматив выбросов-8,233тыс.т.

Себестоимость тепло и электроэнергии:

Ст=32/Гкал;Сэ=0,4руб/кВт ч.

Цена отпускаемой тепло и  электроэнергии:

Цт=70руб/Гкал;Цэ=1руб./Квт.ч.

 

№1.Лимитирующий фактор - фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма. Лимитирующий фактор ограничивает любое проявление жизнедеятельности организма. С помощью лимитирующих факторов регулируется состояние организмов и экосистем.

 

№2. Рекультивация (лат. re — приставка, обозначающая возобновление или повторность действия; cultivo — обрабатываю, возделываю) — комплекс работ по экологическому и экономическому восстановлению земель и водоёмов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов.

Работы по рекультивации обычно имеют два основных этапа —  технический и биологический. На техническом этапе проводится корректировка  ландшафта (засыпка рвов, траншей, ям, впадин, провалов грунта, разравнивание  и террасирование промышленных терриконов), создаются гидротехнические и мелиоративные  сооружения, осуществляется захоронение  токсичных отходов, производится нанесение  плодородного слоя почвы. На биологическом  этапе проводятся агротехнические работы, целью которых является улучшение свойств почвы.

В настоящее время существуют следующие  способы рекультивации загрязненных территорий:

1.   Вывоз отходов и дальнейшее  их захоронение на специальных  полигонах; 

2.    Вывоз отходов после  предварительной сепарации (разделения  на составные части) и переработки  с целью уменьшения части отходов,  подлежащих дальнейшему захоронению  и их вторичному использованию;

3.    Санирование территории  без вывоза отходов и обеспечение  санитарных и технических условий  для дальнейшего ее использования.

 

№3. Экологическая безопасность подразумевает такое состояние, при котором человек и окружающая среда защищены от вредных воздействий различных видов хозяйственной деятельности, а также от экологических катастроф, вызванных разными причинами, и их последствий.

Экологическая безопасность представляет собой важную часть общей концепции  безопасности человека и общества. Поэтому каждое государство сегодня стремится обеспечить законодательную базу для соблюдения принципов экологической безопасности, формулирует основные принципы охраны окружающей среды.

Главный принцип, на котором строится экологическая безопасность - соблюдение права человека на благоприятную  окружающую среду. Это означает, что  никакие обстоятельства не могут  принудить человека находиться в  опасных для его здоровья и  жизни условиях. Экологическая безопасность – это, прежде всего, состояние защищенности интересов личности, а значит, все  действия в этой области должны быть направлены на обеспечение здоровья человека и благоприятных условий  его жизнедеятельности.

Экологическая безопасность – это  сложный комплекс мероприятий и  решений. Поэтому при подготовке действий в области экологической  безопасности крайне важно опираться  на научные принципы. Экологическая  безопасность должна оптимальным образом  сочетать экологические, экономические  и социальные потребности общества.

Еще один важный принцип, на который  опирается экологическая безопасность - презумпция опасности хозяйственной  или иной деятельности. Это означает, что любые действия считаются  вредными для человека и окружающей среды, пока не доказано обратное. Применение такого принципа при обеспечении  экологической безопасности позволяет  предотвратить еще неизученные  последствия различных видов  деятельности и заставляет в обязательном порядке принимать превентивные меры по охране окружающей среды на любом предприятии.

 

№4. В настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно: предварительная сортировка, санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз.

Предварительная сортировка.

Этот технологический процесс  предусматривает разделение твердых  бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную  или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем  их измельчения и просеивания, а  также извлечение более или менее  крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию). Поскольку  сортировка ТБО — одна из составных  частей утилизации мусора, то имеются  специальные заводы для решения  этой задачи, т. е. выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и  других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.

Санитарная земляная засыпка.

Такой технологический подход к  обезвреживанию твердых бытовых  отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза. Наличие в толщах мусора на свалках пористости и органических компонентов создаст предпосылки для активного развития микробиологических процессов. Толщу свалки условно можно разделить на несколько зон (аэробную, переходную и анаэробную), различающихся характером микробиологических процессов. В самом верхнем слое, аэробном (до 1—1,5 м), бытовой мусор благодаря микробному окислению постепенно минерализуется до двуокиси углерода, воды, нитратов, сульфатов и ряда других простых соединений. В переходной зоне происходит восстановление нитратов и нитритов до газообразного азота и его оксидов, т. е. процесс денитрификации. Наибольший объем занимает нижняя анаэробная зона, в которой интенсивные микробиологические процессы протекают при малом (ниже 2%) содержании кислорода. В этих условиях образуются самые различные газы и летучие органические вещества. Однако центральным процессом этой зоны является образование метана. Постоянно поддерживающаяся здесь температура (30-40° С) становится оптимальной для развития метанообразующих бактерий. Таким образом, свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза из всех современных. Можно предположить, что и в перспективе роль мусорных свалок заметно не уменьшится, поэтому извлечение биогаза из них с целью его полезного использования будет оставаться актуальным. Однако возможно и существенное сокращение мусорных свалок за счет максимально возможного вторичного использования бытовых отходов путем селективного сбора составляющих его компонентов - макулатуры, стекла, металлов и т. д.

 

Сжигание.

Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых  отходов, который широко применяется  с конца XIX в. Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной  стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой — повышенными санитарными  требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов. Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора. Сжигание можно разделить на два вида: непосредственное сжигание, при котором получается только тепло и энергия, и пиролиз, при котором образуется жидкое и газообразное топливо. В России сжиганию подвергаются пока лишь около 2% бытового мусора, а в Москве — около 10%. Для повышения экологической безопасности необходимым условием при сжигании мусора является соблюдение ряда принципов. К основным из них относятся температура сжигания, которая зависит от вида сжигаемых веществ; продолжительность высокотемпературного сжигания, зависящая также от вида сжигаемых отходов; создание турбулентных воздушных потоков для полноты сжигания отходов. Таким образом, можно констатировать, что главным направлением в сокращении выделения вредных веществ в окружающую среду является сортировка или раздельный сбор бытовых отходов. В последнее время все более распространяется метод совместного сжигания твердых бытовых отходов и шламов сточных вод. Этим достигается отсутствие неприятного запаха, использование тепла от сжигания отходов для сушки осадков сточных вод. Надо отметить, что технология ТБО развивалась в период, когда не были еще ужесточены нормы выброса газовой составляющей. Однако сейчас стоимость газоочистки на мусоросжигательных заводах резко возросла. Все мусоросжигательные предприятия являются убыточными. В этой связи разрабатываются такие способы переработки бытовых отходов, которые позволили бы утилизировать и вторично использовать ценные компоненты, содержащиеся в них.

Биотермическое компостирование.

Этот способ утилизации твердых  бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации  мусора при доступе кислорода  в виде горячего воздуха при температуре  порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в  компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в  биотермические барабаны, где выдерживается  в течение 2 сут. с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике. Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов. Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, большинство таких заводов убыточны. Поэтому предпринимаются разработки концепций получения синтетического газообразного и жидкого топлива для автотранспорта из продуктов компостирования, выделенных на мусороперерабатывающих заводах. Например, предполагается реализовать получаемый компост в качестве полуфабриката для дальнейшей его переработки в газ.

Способ утилизации бытовых отходов  пиролизом известен достаточно мало, особенно в нашей стране, из-за своей дороговизны. Он может стать дешевым и не отравляющим окружающую среду приемом обеззараживания отходов. Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный (свыше 900° С).

Низкотемпературный пиролиз

Это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов: пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствии воздуха; пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760°С; пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа; пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850°С и др. Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов. Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, неподдающиеся утилизации, такие как автопокрышки, пластмассы, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а, также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений.

Высокотемпературный пиролиз.

Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация  мусора. Технологическая схема этого  способа предполагает получение  из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки. Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов: отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования; переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений — хлора, азота, фтора, а также шкала при расплавлении металлов, стекла, керамики; очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов; сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии. Высокотемпературный пиролиз является одним из самых перспективных направлений переработки твердых бытовых отходов с точки зрения как экологической безопасности, так и получения вторичных полезных продуктов синтез-газа, шлака, металлов и других материалов, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Высокотемпературная газификация дает возможность экономически выгодно, экологически чисто и технически относительно просто перерабатывать твердые бытовые отходы без их предварительной подготовки, т. е. сортировки, сушки и т. д.

5.

2168*32=69376руб.-себестоимость тепловой энергии

2168*70=151760руб-реализация тепловой  энергии

151760-69376=82384руб.-прибыль

12400000*0,4=4960000-себестоимость электроэнергии

12400000*1=12400000-реализация тепловой  энергии

12400000-4960000=7440000=7440т.р.-прибыль

82,4+7440=7522,4т.руб-общая прибыль

69376+4960000=5029,4т.руб-общие затраты

Рентабельность энергосистемы  составляет 149,6%