ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ
Представлены результаты испытания и внедрения экологических технических решений для снижения воздействия шламохранилища глиноземного производства на окружающую природную среду. Укладка полимерной пленки на ложе шламовой карты и строительство системы искусственного понижения уровня воды привели к минимизации техногенного вмешательства и создали благоприятные условия для обеспечения стабильности экологической системы на территории, прилегающей к шламохранилищу. После реализации экологических мероприятий зона негативного воздействия шламохранилища уменьшилась до 150–200 м от контура шламовой карты, за пределами данной зоны происходят качественные изменения химического состава подземных вод, щелочная реакция среды снижается менее 8,0 ед., химический состав подземных вод практически соответствует фоновому.
Описана модифицированная система автоматизированного управления гидродинамическими режимами работы насадочных абсорбционных колонн для селективной очистки газовых выбросов, позволяющая проводить автоматическую наладку режимов работы насадочных массообменных аппаратов. Представлены схема и алгоритм разработанной системы с режимом автоматической наладки (калибровки) основных рабочих параметров. Даны основные особенности и преимущества использования упруго-деформируемых блоков насадочного материала на примере металлической стружки, т.е. отходов металлообрабатывающих станков в качестве насадочных материалов, удовлетворяющих всем требованиям протекающих массообменных процессов и поддающихся автоматизированному регулированию. Разработанная система автоматизированного регулирования параметров насадочных блоков позволяет не только существенно интенсифицировать массообменные процессы и повысить производительность массообменных аппаратов, но и решить очень серьезную экологическую проблему утилизации промышленных отходов. Предложена классифицирующая методика исследования гидродинамики насадочных материалов, способная давать заключение о пригодности данного образца насадочного материала для конкретного массообменного процесса, в частности процесса абсорбции селективной очистки газовых выбросов.
НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ
Рассмотрены параметры работы установки анаэробной термодесорбции нефтеотходов (АТDU). В процессе эксплуатации установок выявлен ряд проблем, приводящих к снижению рентабельности и эффективности переработки. Проведенный термогравиметрический анализ и исследование термодесорбции нефтеотходов НПЗ на лабораторных установках позволили оптимизировать температурный режим и технологические параметры проведения процесса обезвреживания отходов на установке АТDU.
Рассмотрены особенности фотохимического разложения фенола с концентрацией от 5 до 24 мг/л в процессе УФ/H2O2. В качестве источника излучения выбрана импульсная ксеноновая лампа, генерирующая высокоинтенсивное излучение сплошного спектра в широком диапазоне длин волн от 200 до 1000 нм. Изучено влияние начальной концентрации пероксида водорода и средней мощности излучения источника на скорость деструкции фенола. Экспериментальные данные показали наличие экстремума в зависимости константы скорости разложения фенола от начальной концентрации пероксида водорода. На основе полученных данных разработана и апробирована кинетическая модель процесса, которая с достаточной точностью способна предсказывать изменение скорости деструкции фенола в зависимости от параметров процесса.
Представлены результаты разработки сырьевой смеси, которая содержит наполнитель, получаемый измельчением смеси мелкокусковых древесных отходов на основе мягких сортов древесины хвойных и лиственных пород, и связующее, получаемое растворением отходов потребления изделий из пенополистирола в метиленхлориде. Данная смесь допускает холодное смешивание и прессование с последующей термообработкой при температуре кипения растворителя. В ходе экспериментальных исследований установлено влияние соотношения компонентов смеси и давления прессования на основные свойства и структуру получаемого композиционного материала. Подобраны состав сырьевой смеси и давление прессования, обеспечивающие низкую теплопроводность в сочетании с низкими значениями водопоглощения и разбухания при плотности и прочности, соответствующих нормативным требованиям. Получен теплоизоляционный материал строительного назначения из древесных и полимерных отходов.
Представлена современная экологическая обстановка в районе бывшего Акташского ртутного рудника на юго-востоке Республики Алтай. Выявлены основные источники поступления ртути в природную среду и места их нахождения в районе предприятия. Приведены данные о масштабах, уровнях и особенностях ртутного загрязнения компонентов природной среды в зоне влияния предприятия. Показана ведущая роль отходов передела руд и привозных ртутьсодержащих отходов в загрязнении природных сред. Установлены основные параметры экологического вреда в пределах выявленного крупного очага ртутного загрязнения почвенно-растительного покрова. Обосновано его отнесение к зоне чрезвычайной экологической ситуации. Рекомендовано включение района Акташского рудника в число приоритетных объектов ликвидации накопленного экологического вреда в РФ. Рассмотрены технологические и эколого-экономические аспекты утилизации объектов хранения и захоронения ртутьсодержащих отходов. Намечены оптимальные подходы к проведению реабилитационных мероприятий в районе рудника.
Представлен способ предварительной очистки сточных вод с одновременным получением биологических поверхностно-активных веществ (биоПАВ) путем глубинного культивирования микроскопического гриба Hypomyces odoratus на сточных водах винодельческого предприятия. В сточной воде после культивирования гриба в аэробных условиях в течение 12 ч наблюдалось стабильное снижение показателей БПК в 2,5 раза, ХПК в 3 раза, существенно понизилось содержание взвешенных веществ, сульфатов, фосфатов, ионов аммония, нитратов, нитритов, анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ), катионных поверхностно-активных веществ (КПАВ), сточная вода по химическому составу стала приближаться к показателям коммунальных стоков. Полученная в процессе культивирования гриба биомасса и выделенный экзополисахарид способствовали снижению поверхностного натяжения нефти и свидетельствовали о том, что гриб синтезирует комплекс биоПАВ, который улучшает реологические показатели нефти.
Рассмотрены методы комплексной оценки геоэкологической ситуации территории горнопромышленного района на основе интеграции открытых данных Росреестра, Росприроднадзора, сервиса Google Планета Земля и других научных публикаций, в частности, посвященных анализу неотектонических и геодинамических проблем в регионе. В результате проведенного анализа геоэкологической ситуации на примере Соликамского городского округа сделаны выводы и предлагаются рекомендации (в части программы землеустройства и формирования геоэкологических сведений ЕГРН по кадастровым кварталам с выделением загрязненных, деградированных и нарушенных земель как информационную основу региональной модели территориального планирования горнопромышленных районов).
АНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫ
Рассмотрены особенности работы дымовых труб в цветной металлургии, обслуживающих тепловые установки для получения меди. На примере работы двух дымовых труб медеплавильного цеха ОАО СУМЗ (г. Ревда), с помощью которых отводятся конвертерные газы (высота трубы 150 м) и аспирационные газы от печей Ванюкова (высота трубы 120 м), проведены экологические исследования и выполнен анализ их работы до и после изменения технологии получения штейна на заводе. Даны рекомендации по улучшению экологической обстановки на заводе, часть из которых реализована. Полученные в работе результаты представляют определенный интерес и могут быть использованы на других аналогичных предприятиях цветной металлургии, связанных с производством меди и использующих аналогичные тепловые агрегаты.
Рассматриваются факторы изменения объемов эмиссии от автотранспорта на разных территориальных уровнях. Представлена динамика выбросов в регионах Центрального федерального округа и в г. Москве. На локальном уровне определяющим фактором автотранспортного загрязнения является изменение плотности застройки и транспортно-планировочная структура. Снижения загрязнения в Москве имеет центр-периферийный градиент и происходит в районах, где трансформация улично-дорожной сети сочетается с развитием системы общественного транспорта.
Предложена методика геоэкологической оценки технологий обработки твердых коммунальных отходов (ТКО) и получения твердого топлива из отходов (ТТО), включающая расчеты прямых, косвенных и предотвращенных выбросов парниковых газов на всех этапах обращения с отходами с учетом состава отходов, свойств отдельных компонентов ТКО и характеристик применяемого оборудования. Рассчитан элементный баланс по ископаемому и биогенному углероду для обработки ТКО и получения ТТО. Сделан вывод, что обработка ТКО с выделением вторичного сырья и ТТО позволяет снизить нагрузку на окружающую среду от 5,8 до 67,6 % по отношению к размещению отходов на полигоне ТКО.
ISSN 2413-6042 (Online)