Technologie
stosowane w
ochronie środowiska
Ochrona Środowiska, ROK II
Wykład 15
Technologie
stosowane w
ochronie środowiska
Ochrona Środowiska, ROK II
Wykład 15
PROCESY ODNOWY
WODY
Przez odnowę wody należy rozumieć zespół
procesów i metod, które prowadzą do
takiego oczyszczenia ścieków, że te mogą
być ponownie użyte jako woda pitna i na
potrzeby gospodarcze albo też nabierają
cech wód naturalnych.
W miarę postępu procesu biochemicznego
rozkładu maleje ilość podatnych na utlenienie
związków organicznych, a tym samym zwiększa się
wartość stosunku ChZT/utl, ChZT/BZT
5
, ChZT/OWO
choć teoretycznie nie powinien się zmieniać, według
danych literaturowych maleje.
Wartość stosunku ChZT/ utl charakteryzuje
zawartość substancji łatwo utlenialnych w ogólnej
masie zanieczyszczeń. na biologiczne utlenianie w
ogólnej masie zanieczyszczeń. Przeliczając BZT
5
na
ChZT można określić zawartość substancji łatwo
podatnych i trudno podatnych
PROCESY ODNOWY WODY
Przedstawione wcześniej metody oczyszczania
ścieków nie usuwają z nich wszystkich
związków, np. refrakcyjnych, bardzo
odpornych na procesy samooczyszczania.
Metoda odnowy wody jest uzupełnieniem
stosowanych metod oczyszczania ścieków.
Wykorzystuje się w niej takie jednostkowe
procesy jak: filtrację, adsorpcję, wypienianie,
destylację, ekstrakcję, wymianę jonową i inne.
S
topień redukcji zanieczyszczeń w ściekach na
poszczególnych etapach oczyszczania:
• oczyszczanie mechaniczne - 25% oczyszczenia
• oczyszczanie biologiczne - 90% oczyszczenia
• usuwanie związków biogennych - 93%
oczyszczenia
• procesy odnowy wód - do 100% oczyszczenia
ZWIĄZKI REFRAKCYJNE I METODY ICH
USUWANIA ZE ŚCIEKÓW
Związki refrakcyjne są to
mikrozanieczyszczenia organiczne ścieków,
trudno rozkładalne lub nierozkładalne
biochemicznie.
Ze związków organicznych szczególnie nie
podatne na rozkład biologiczny są chlorowe,
nitrowe, amidowe i cyjanowe pochodne
związków aromatycznych i alifatycznych.
Do substancji najczęściej wykrywanych w
wodach powierzchniowych, do których
odprowadzane są ścieki należą:
DDT, naftalen, chlorek etylu, eter,
acetofenon, eter dwufenylowy, pirydyna,
fenole, nitryle, mieszanina węglowodorów,
detergenty syntetyczne, aldehydy, ketony,
alkohole, dwubenzotiazol,
halogenopochodne związków organicznych,
herbicydy, tłuszcze, estry sterydowe.
Wśród nich wiele ma charakter rakotwórczy.
Specyficznym składnikiem zanieczyszczeń są
związki powierzchniowo czynne w szczególności
środki piorące, środki kompleksujące, bielące,
inhibitory, stabilizatory, wybielacze optyczne.
Wpływają one niekorzystnie na pracę
oczyszczalni ścieków działając toksycznie na
biocenozę osadu czynnego, powodując jego
flotację, zmniejszają sprawność oczyszczalni.
Najtrudniej rozkładalną metodą biologiczną jest
grupa kationowych związków powierzchniowo
czynnych, wykazująca silne działanie
toksyczne.
Usuwanie związków refrakcyjnych odbywa się
metodami innymi niż biologiczne, np. przez sorpcję
na węglu aktywowanym.
Jest to skuteczna, ale jednocześnie bardzo droga
metoda.
Pewnego rodzaju rozwiązaniem mogą być
próby uzyskiwania szczepów bakteryjnych
działających selektywnie na konkretny związek
chemiczny.
Pozwala to na rozkład tych substancji w specjalnie
prowadzonych procesach z mikroorganizmami
immobilizowanymi na nośniku, np. piance
poliuretanowej. Te same szczepy można stosować
do regeneracji węgla aktywowanego, co pozwoli na
wielokrotne jego użycie.
ZWIĄZKI REFRAKCYJNE
Stopień rozkładu substancji
organicznych wyznacza się z ilorazu
zawartości związków organicznych,
podatnych na biochemiczny rozkład, i
całkowitej ich ilości, za pomocą wskaźników
lub też na podstawie szybkości poboru tlenu
przez osad. Do określenia tego stopnia
używamy zależności:
ChZT/utl,
ChZT/OWO,
ChZT/BZT
5 ,
(gdzie ChZT- chemiczne
zapotrzebowanie na tlen, BZT
5
-
biochemiczne zapotrzebowanie na tlen,
OWO-ogólny węgiel organiczny).
W miarę postępu procesu biochemicznego
rozkładu maleje ilość podatnych na utlenienie
związków organicznych, a tym samym zwiększa się
wartość stosunku ChZT/utl, ChZT/BZT
5
, ChZT/OWO
choć teoretycznie nie powinien się zmieniać, według
danych literaturowych maleje.
Wartość stosunku ChZT/ utl charakteryzuje
zawartość substancji łatwo utlenialnych w ogólnej
masie zanieczyszczeń. na biologiczne utlenianie w
ogólnej masie zanieczyszczeń. Przeliczając BZT
5
na
ChZT można określić zawartość substancji łatwo
podatnych i trudno podatnych
Przeliczając BZT5 na ChZT można
określić zawartość substancji łatwo
podatnych i trudno podatnych na
biologiczne utlenianie w ogólnej masie
zanieczyszczeń.
Są to odpowiednio wartości:
ChZT’ = a BZT5 + C
Związki refrakcyjne = ChZT - ChZT’
SCHEMAT TECHNOLOGICZNY ZAKŁADU
ODNOWY WODY W UKŁADZIE
SZEREGOWYM
mechaniczne
Ścieki
surowe
biologiczne
chem. strącanie
+ sedymentacja
adsorpcja
elektrodializa
chlorowanie
woda odnowiona
[wodociągowa]
usuwanie stężonych zanieczyszczeń
Odpady
są to zużyte przedmioty i substancje stałe, jak
również ciecze nie będące ściekami, które powstały
w wyniku bytowania człowieka i jego działalności
przemysłowej.
Podział odpadów najczęściej spotykany, to ze względu
na ich pochodzenie tj.:
- odpady przemysłowe powstające przy wydobyciu i
przetwarzaniu różnych surowców:
odpady górnicze
szlamy poflotacyjne i odpady
popłuczkowe przetwórstwa węglowego, siarkowego,
miedziowego i cynkowo-ołowiowego,
popioły lotne i żużel z elektrowni,
elektrociepłowni.
Odpady przemysłowe stanowią
istotny czynnik degradacji środowiska ze
względu na wysoką toksyczność, palność,
wybuchowość i rakotwórczość.
Odpady bytowo-gospodarcze są
związane z pozostałościami po działalności
bytowo-gospodarczych człowieka w
środowisku miejskim, osiedlowym.
Odpady przemysłowe stanowią ponad 90%
całkowitej ilości odpadów powstających w Polsce.
Odpady przemysłowe to uboczne produkty działalności
człowieka, powstające na terenie zakładu
przemysłowego i niepożądane w miejscu ich
powstawania. Są szkodliwe lub uciążliwe dla
środowiska.
Zalicza się do nich oleje, opakowania, żużel i
popiół, odpady mineralne, odpady metaliczne.
Mają bardziej jednorodny skład niż odpady
komunalne. Najwięcej odpadów wytwarzają:
energetyka, górnictwo i przemysł metalurgiczny
Podział odpadów przem. według dominującego
składnika:
- metaliczne zagospodarowane prawie w 100%,
- mineralne wykorzystywane rezerwa dla przemysłu
budowlanego i
rolnictwa,
- niemetaliczne, należą tu: odpady przemysłu
spożywczego(kości,
tłuszcze),
- produkcji rolno-hodowlanej (słoma zbożowa, słoma
roślin
oleistych, włosie, pierze),
- przemysłu chemicznego: tworzywa sztuczne, guma,
odpady
petrochemiczne),
- przemysłu materiałów budowlanych (stłuczka
szklana),
- przemysłu lekkiego (włókno, skóra, tekstylia),
- przemysłu drzewnego i papierowego,
- komunalne.
Odpady organiczne stanowią 50%
domowych śmieci i ten materiał organiczny
powinien być wprowadzony z powrotem do
obiegu w przyrodzie. Nagromadzenie dużej
ilości odpadów na małej powierzchni wpływa
bardzo źle na środowisko powodując:
- zanieczyszczenie wód gruntowych i
powierzchniowych
- zanieczyszczenie atmosfery, gleby i
okolicznej
roślinności
- stanowi zagrożenia sanitarno-
epidemiologiczne
- niszczy walory estetyczne środowiska
Każdy nie zagospodarowany i nie mający
określonego przeznaczenia produkt nabywa
właściwości odpadu.
Z kolei każdy odpad może stać się surowcem z
chwilą jego zagospodarowania. Takie
wykorzystanie odpadów nazywamy utylizacją.
Żeby chronić środowisko przed odpadami
należy w jak największym stopniu je
zagospodarować. Każdy odpad może być
potencjalnym surowcem.
Zagospodarowanie wszystkich odpadów może
odbywać się na drodze ich ponownego
gospodarczego wykorzystania jako:
- surowce wtórne (np. metale kolorowe, żelazo,
makulatura, szkło, tworzyw sztucznych)
- surowce do produkcji półfabrykatów z żużli i
popiołów lotnych, z odpadów przemysłu drzewnego,
włókienniczego, ceramicznego, tworzyw sztucznych
- substancje do nawożenia w rolnictwie i
rekultywacji gleb zdegradowanych,
np. komposty z
odpadów komunalnych, szlamy i odpady ściekowe.
- materiały do budowy dróg i rekultywacji
terenów,
np. odpady górnicze, odpady przeróbcze
kruszyw, pyły lotne.
Za wykorzystane gospodarczo uważa
się także odpady użyte do celów
nieprzemysłowych np. do wypełnienia
wyrobisk kopalnianych, niecek.
Do tego celu nadają się szczególnie
odpady skalne.
SPALANIE
to najbardziej radykalna metoda
unieszkodliwienia odpadów przemysłowych i
komunalnych odbywająca się w specjalnie do tego
przeznaczonych piecach. Piece takie przy zastosowaniu
urządzeń odpylających może być przy bardzo dużych
aglomeracjach miejskich dobrym rozwiązaniem.
Jest to najbardziej radykalna metoda ich
unieszkodliwiania zarówno odpadów komunalnych jak i
przemysłowych. Polega ona na tym, że w specjalnie
przygotowanych piecach o różnej pojemności pali się
odpady, bez wytworzenia szkodliwych dla środowiska
produktów. Najprostsze typy pieców mogą spalać od 0,5
do 0,7 ton odpadów na godzinę, większe i bardziej
złożone mogą przerobić nawet 3 tony na godzinę.
Ujemną stroną spalania jest emisja gazów i pyłów takich
jak: SO2, SO3, HCI, NOx .
Aby je ograniczyć w kominach zakłada się
urządzenia odpylające (elektrofiltry, cyklony,
odpylacze mokre).
Inne ujemne strony tej metody to wysokie
koszty inwestycyjne i eksploatacyjne (wysokie koszty
filtrów i odpylaczy), a także duży hałas w
pomieszczeniach.
Ta metoda oprócz wysokiego stopnia likwidacji
odpadów (w szczególności ich masy) ma jeszcze inną
zaletę. Otóż daje możliwość uzyskania energii i
ciepła.
Inne sposoby unieszkodliwienia odpadów:
-
piroliza
(odgazowanie) - czyli beztlenowy proces
fizycznego i chemicznego rozkładu masy
organicznej, przebiegający na drodze termicznej
(500-800°C), przeprowadzany w specjalnych
urządzeniach np. bębnach obrotowych, piecach
fluidalnych,
METODA FIZYKO-CHEMICZNA
- czyli
unieszkodliwienie odpadów polegające na zmianie ich
struktury fizycznej i chemicznej. Są to m.in. procesy
utleniania, redukcji, neutralizacji, separacji, itp.
Metoda stosowana na przykład przy likwidacji osadów
z oczyszczalni ścieków.
- neutralizacja chemiczna - czyli zakwaszanie,
alkalizowanie.
- reakcje utleniania - czyli chlorowanie,
wapnowanie, ozonowanie.
PRZERÓB ODPADÓW NA PALIWO STAŁE - metoda ta
nadal ma bardziej charakter eksperymentalny. Po
zastosowaniu odpowiedniej technologii uzyskuje się z
odpadów paliwo stałe w postaci brykietów lub
granulatu.
KOMPOSTOWANIE to kontrolowany tlenowy
biotermiczny proces, w którym odpady organiczne
zostają rozłożone na kompost, będący innym nawozem
organicznym. Dzieli się ono na pryzmowe i komorowe.
Odpady z kuchni trafiające na wysypisko są kłopotliwe i
wymagają dodatkowych opłat, dlatego kompostowanie
jest najprostszą metodą zagospodarowania odpadów
organicznych i wykorzystania ich.
Należałoby tak wygospodarować miejsce i odpowiednie
pojemniki ( a co za tym idzie i infrastrukturę idąca w tym
kierunku ) i odpowiednia częstotliwość wywożenia a
nasze środowisko byłoby o wiele czystsze.
SKŁADOWANIE ODPADÓW
jest najszybsze i
najczęściej stosowaną metodą zagospodarowania
powstała z braku możliwości ich spożytkowania.
Wysypisko nie jest formą utylizacji odpadów, a jedynie
sposobem ich zagospodarowywania.
Wysypiska średnie to 1-5 ha, bardzo duże 10-30 ha
Szkodliwość wysypisk zależy od:
-fizycznych, chemicznych i biologicznych właściwości
odpadów
-wielkości masy odpadów
-jakości gruntu i warunków hydrologicznych
-sposobu zagospodarowywania środowiska na terenie
przyległym do wysypiska
-sposobu urządzania i eksploatacji wysypisk
-sposobu rekultywacji i docelowego zagospodarowywania
terenu wysypiskowego
SKŁADOWANIE
- aż 90% naszych odpadów swoje
bytowanie kończy na źle zabezpieczonych wysypiskach
..
Łagodne wzniesienia a czasami nawet wyniosłe szczyty
górskie w naszym województwie rozpościerają się już na
przestrzeni 360ha+4387m2.
Źle zabezpieczone
mogilniki
(betonowe sarkofagi m.in.
dla przeterminowanych środków ochrony roślin) oraz
przestarzała infrastruktura składowisk sprawia, iż
wszelkiego rodzaju trucizny, środki chemiczne, pestycydy
przedostają się do gleby, wód podziemnych oraz wody
pitnej stwarzając zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt.
Sposoby pomniejszania przyczyn powstawania
odpadów
- redukcja ilości powstających odpadów
- selektywne składowanie odpadów
- stosowanie tzw. czystych technologii produkcji
małoodpadowych
- usprawnienie metod kontroli i nadzoru powstających
odpadów
- rozbudowanie systemu preferencji i motywacji dla
podmiotów gospodarczych zagospodarowywujących
surowce wtórne.
Prawidłowo realizowana gospodarka
odpadami obejmuje:
- aktywną zbiórkę odpadów
- transport specjalistycznym sprzętem
- czasowe gromadzenie odpadów na składowisku
- przerób największej ich ilości
Pojemniki do segregacji odpadów
:
Z danych Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony
Środowiska wynika, że w roku 2001 w naszym
województwie wytworzono w sumie ok. 5,2 mln ton
odpadów przemysłowych, z czego: 26,7% wykorzystano,
28.9% unieszkodliwiono inaczej niż przez składowanie i
aż 44,4% unieszkodliwiono przez składowanie.
Odpady komunalne - to stałe i ciekłe odpady
powstające w gospodarstwach domowych, w obiektach
użyteczności publicznej, to również odpady uliczne oraz
np. porzucone wraki samochodów.
Analiza
szczecińskich odpadów wykazała, że
przeciętny domowy kosz na śmieci zawiera: