Шпаргкалка по "Экологии"

Золы сланцев и торфа содержат значительные количества CaO и используются для известкования кислых почв вследствие содержания значительных количеств К и Р, а также микроэлементов, необходимых ряду с/х культур, они применяются практически без какой-либо  дополнительной обработки в качестве удобрений. Некоторые виды золошлаковых отходов используют в качестве агентов очистки промстоков.

Золы углей и нефтей содержат многие металлы. Максимальные концентрации Sr, V, Zn, Ge в золе углей могут достигать 10 кг/т. В золе нефтей содержание V2O5 в отдельных случаях достигает по массе 65%. Зола торфа содержит значительные количества U, Co, Cu, Ni, Zn, V, Pb.

Пути решения экологических проблем черной и цветной металлургии:

- комплексное исп-е руд цвет металлов

- улавливание и переработка вредных газообраных выбросов

- разработка технологий переработки тверд отходов

- исп-е многотоннажных отходов обогащение и выплавки металлов в технологии строительных материалов

- повторное вовлечение в технологический процесс сточных вод.

Экологическое совершенствование теплоэнергетики идет по различным взаимодополняющим направлениям.

–     улавливание, обезвреживание и целевая переработка газообразных выбросов, использование твердых отходов в других производствах и минимизация водопотребления.

–     "улучшение" топлива путем предварительного удаления из него вредных примесей или переработки твердого горючего на жидкие продукты.

–     использование принципиально отличных от реакции горения источников энергии.

5. Флотация и коагуляция.

Флотация - относится к физико-химическим методам очистки, процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз, обычного газа (чаще воздуха) и жидкости, обусловленный избытком свободной энергии поверхностных пограничных слоев, а также поверхностными явлениями смачивания. Процесс очистки сточных вод, содержащих нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые материалы заключается в образовании комплексов «частици-пузырьки», всплывании этих комплексов и удалении образовавшегося пенного слоя с поверхности жидкости. Прилипание частицы, находящейся в ней, к поверхности газового пузырька возможно только тогда, когда наблюдается несмачивание или  плохое смачивание частицы жидкостью. Внешнее проявление способности жидкости к смачиванию – величина поверхностного натяжения ее по границе с газовой фазой. Большое значение при флотации имеют размер, кол-во и равномерность распределения воздушных пузырьков в ст в. Метод пенной флотации применяют для извлечения нерастворенных и частичного снижения концентрации некоторых растворенных веществ. Способы флотационной обработки производственных ст в: 1 флотация с выделением воздуха из раствора; 2 ф с механическим диспергированием  воздуха; 3 ф с подачей воздуха через пористые материалы; 4 электрофлотация; 5 биохимическая и химическая флотация.

Коагуляция – способность дисперсных систем выделяться на растворе под влиянием внешних воздействий. Вещества, обуславливающие коагуляцию  называются коагулянтами. Коагуляцию осущ-ют непосредственно после удаления крупных взвесей. При очистке питьевых и ст вод в качестве коагулянтов исп-ют солю Al, соли Fe и их смеси в разных пропорциях, реже применяют соли магния, цинка и титана. Центробежное отделение твердой фазы под действием центробежных и центростремительных сил происходит таких аппаратах, как центрифуги и гидроциклоны.

Применяется для очистки стоков от мелкодисперсных и коллоидных примесей.

Катионы алюминия и железа сильно гидратированы. Гидролизуясь, они образуют малорастворимые соединения – гидроксиды Fe, Al. Это первый этап коагуляции: Al+3 +H2O  Al(OH)2+ + H+;

Al(OH)2+  + H2O  Al(OH)22+ + H+;

Al(OH)2+  + H2O    Al(OH)3 + H+.

Образующиеся в процессе кислоты д.б. нейтрализованы для сдвига равновесия вправо. Следующий этап коагуляции состоит в объединении частиц.

Работа очистных сооружений основана, гла обр, на осаждении коагулированной взвеси под действием силы тяжести и прилипании к зернам фильтрующих материалов.

6. Сорбция. Химические методы очистки сточных вод.

Сорбция – это процесс поглощения вещества из окружающей среды твёрдым телом или жидкостью. Преимуществами этого метода являются возможность адсорбции веществ многокомпонентных смесей и высокая эффективность очистки, особенно слабо концентрированных сточных вод. Сорбционные методы весьма эффективны для извлечения из сточных вод ценных растворённых веществ с их последующей утилизацией и использования очищенных сточных вод в системе оборотного водоснабжения промышленных предприятий.

В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: золу, опилки, торф, коксовую мелочь, силикагели, активные глины и др. Эффективными сорбентами являются активированные угли различных марок. Активность сорбента характеризуется количеством поглощаемого вещества на единицу объёма или массы сорбента (кг/м3, кг/кг).

Химические методы обработки сточных вод основаны на применении химических реакций, в результате которых загрязнения превращаются в соединения, безопасные для потребителя, или легко выделяются в виде осадков. В особую группу химических методов следует выделить хлорирование и озонирование сточных вод, содержащих органические примеси, а также цианиды и другие пахнущие неорганические вещества. Хлорирование и озонирование наиболее часто применяют для доочистки и обезвреживания питьевой воды на городских водопроводных станциях.

1.          осаждение

2.          окисление-востановление

7. Ионообменный метод очистки сточных вод.

Ионообменный метод – процесс обмена ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твёрдой фазы, - ионита. Очистка производственных сточных вод методом ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси (соединения мышьяка, фосфора, а также хром, цинк, свинец, медь ртуть и др. Ме), ПАВ и радиоактивные вещества, очищать ст воду до предельно допустимых концентраций с последующим ее исп-ем в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения.

По знаку заряда обменивающихся ионов иониты делят на катионы и анионы, проявляющие соответственно кислотные и основные св-ва. Иониты подразделяются на природные и искусственные или синтетические.

Важнейшим свойством ионитов является их подготовительная способность, так называемая обменная емкость. Полная ёмкость ионита – количество находящихся в сточной воде грамм-эквивалентов ионов, которое может поглотить 1 м3 ионита до полного насыщения.

При соприкосновении ионитов с водой происх их набухание вследствие осмотических явлений. Если катионы находятся в H- или Na-форме, обмен катионов будет происх по ркакциям:

Men+ + H (K)  Me (K) + nH+,

Men+ + Na (K)  Me (K) + nNa+, где Men+ - катион находящийся в сточной воде, К – сложный комплекс катионита

Характерной особенностью ионитов является их обратимость, то есть возможность проведения реакции в обратном направление, что и лежит в  основе их регенерации. Различают химическую (реагентную), термохимическою, и электрохимическую регенерацию.

Процессы ионообменной очистки ст вод осущ-ся в аппаратах периодического или непрерывного действия.