Введение. Учебно-методические разработки для самостоятельной работы студентов по курсу

Учебно-методические разработки для самостоятельной работы студентов по курсу

«Теоретические основы защиты окружающей среды»

Часть I

Обезвоживание и методы очистки сточных вод

Москва 2007

УДК 658.362.3

Рецензенты: д.х.н., проф. Минаев В.С.,

д.х.н., проф. Потемкин А.Я.

Учебно-методическая разработка для самостоятельной работы студентов по курсу «Теоретические основы защиты окружающей среды», часть I (Обезвоживание и методы очистки сточных вод). - М.: МИЭТ, 2007. -290 с: ил.

Учебно-методическая разработка для самостоятельной работы студентов.

Рассмотрены фундаментальные проблемы обезвоживания твердых материалов. Исходя из результатов исследований физико-химических свойств материала различной крупности, проведен сравнительный анализ механических методов обезвоживания (дренирования, отстаивания, обезвоживания под действием центробежной силы, а также фильтрования). Описаны основные принципы агрегирования и флотации, физико-химические процессы разделения твердых и жидких материалов - адсорбция, экстракция и сушка.

Изложенные в работе физические и физико-химические закономерности лежат в основе очистки сточных вод от опасных и вредных примесей.

Разработка предназначена для студентов, обучающихся по специальности 28020265 «Инженерная защита окружающей среды». Она может быть также полезна студентам и аспирантам других технических специальностей вуза.

© МИЭТ, 2007

Введение

Грандиозные масштабы производственной деятельности человека привели к большим позитивным изменениям в мире - созданию мощного промышленного и сельскохозяйственного потенциала, мелиорации больших земельных площадей и как следствие, созданию систем искусственного климата. Однако вместе с этим в XX веке резко ухудшилось состояние окружающей среды, которое выражается в глобальном загрязнении атмосферы, водоемов и почвы твердыми, жидкими и газообразными отходами различных производств. Кроме того, происходит истощение не возобновляемых природных ресурсов и в первую очередь это касается полезных ископаемых и пресной воды. Поэтому защита окружающей среды от загрязнений стала одной из насущных проблем человечества.

Для сокращения выбросов загрязнений в биосферу и поддержания качества окружающей среды на должном уровне академиками Н.Н. Семеновым и И.В. Соколовым-Петриковым выдвинута концепция безотходной (малоотходной) технологии. Эта технология подразумевает такое производство, при котором минимизируется объем газообразных, жидких, твердых и тепловых отходов в процессах переработки природного сырья. Это связано в первую очередь с разработкой таких процессов переработки сырья, в которых используется замкнутая система водооборота, а также полная рекуперация (улавливание и пользование) газообразных отходов производства.

По этой проблеме написано достаточно большое количество монографий и учебников. В качестве примера приведем знаменитую книгу А.И. Радионова, В.Н. Клушина и В.Г. Систера «Техника защиты окружающей среды», которая стала основным учебником для студентов и аспирантов, обучающихся по специальности «Технологические процессы экологической безопасности», вышедшая в 2000 году.

Однако к настоящему времени появилась в системе экологического образования России новая технологическая специальность 3302 - «Инженерная защита окружающей среды», в которой согласно общеобразовательному стандарту введены предметы «Теоретические основы защиты окружающей среды» и «Процессы и аппараты защиты окружающей среды».

Согласно общеобразовательному стандарту выпускник этой специальности должен хорошо представлять себе, что человек - это часть природы, и в этом отношении является неправомерным противопоставление природы и человека, как внешних сил по отношению друг к другу. А раз это так, то и появление в недрах человеческого общества техники - закономерное явление в процессе эволюции Земли. Поэтому главные усилия инженера-эколога должны быть направлены на гармоничное развитие природы и техники, которое возможно только в результате научно-обоснованного компромисса между объектами природы и социальной деятельностью человека. Ответственность за такой компромисс лежит на инженерной экологии - этой многопрофильной области знания о законах природосберегающего формирования техносферы планеты и ее сбалансированного экологического безопасного развития.

Данное учебное пособие по «Теоретическим основам защиты окружающей среды» является общеобразовательным, приемлющим цель усвоения единой системы обязательного экологического образования инженеров, которое обеспечит стабильный минимально подходимый уровень природоохранной подготовки специалистов по всем отраслям науки, техники, производства, строительства и т.д. с учетом новых концепций управления техносферным развитием на локальном, региональном и глобальном уровнях. Вместе с тем данное учебное пособие ориентированно на подготовку инженеров-экологов по защите окружающей среды в области микроэлектроники и электронной техники, которая обладает определенными специфическими особенностями. Используемые электронной промышленностью вредные вещества As, P, Hg, Pb, Cd, Te и их соединения, HCl и другие кислоты, различные органические растворители, к сожалению, часто попадают в среду обитания человека в качестве сточных вод и вносят свою существенную лепту в ухудшение экологии мегаполиса, где расположены эти производства.

Поэтому курс «Теоретические основы защиты окружающей среды» - является базовым курсом подготовки специалистов по специальности 28020265 - «Инженерная защита окружающей среды». Большое внимание уделено разделам обезвоживания материала: дренированию, фильтрованию, агрегированию, флотации, экстракции и абсорбции.

В задачу курса входят ознакомление студентов с теорией и методами расчёта процессов, рассмотренных в вышеперечисленных разделах.

К сожалению, ограниченный объем пособия не позволил включить вопросы переработки твердых и газообразных отходов производств электронной техники. Авторы глубоко признательны аспиранту кафедры ПЭ М.Г. Вахрамеевой и студентам группы ЭТМО-42 за подготовку и редактирование пособия в электронном виде.