A környezetvédelem fizikai-kémiai módszerei. Az ökológia és a környezetvédelem elméleti alapjai

ALAPOKTATÁSI PROGRAM

szakon végzett alapképzés

Védelem környezet»

FEGYELEM TANTERV

"Államvizsga"

AZ ÁLLAMVIZSGA LEBONYOLÍTÁSÁNAK CÉLJA

A 280 200.62 „Környezetvédelem” irányú alapképzési államvizsga célja a végzettek tudásának felmérése. szakmai kompetenciák valamint a szakirányú mesterképzési programot elsajátítani kívánók versenyeztetése.

A FELÉPTETÉSI VIZSGA FELÉPÍTÉSE

Az államvizsga interdiszciplináris jellegű, és a 280200.62 (553500) „Környezetvédelem” és az OOP MITHT irányú mérnök-műszaki alapképzési szakok képzésére vonatkozó Állami Felsőoktatási Szakképzési Standard által biztosított anyagot tartalmazza. M.V. Lomonoszov.

Az államvizsgán a hallgatónak három kérdésből álló feladatot kínálnak, amelyek tükrözik a fő képesítési követelmények a vizsgált tudományágak szerint. A lista a következő tudományágakat tartalmazza:

1. A toxikológia alapjai.

2. Elméleti alap környezetvédelem.

3. Ipari ökológia.

4. Szabványosítás és ellenőrzés a környezetvédelem területén.

5. A környezetgazdálkodás és a környezetvédelmi tevékenységek gazdaságtana.

„A toxikológia alapjai” tudományág

Toxikológiai alapfogalmak (káros anyagok, xenobiotikumok, mérgek, mérgező szerek; toxicitás, veszély, kockázat; mérgezés vagy mérgezés). Toxikometria. Toxikometriai paraméterek: átlagos halálos dózis és átlagos halálos koncentráció, mérgező anyagnak való akut expozíció küszöbértéke, anyag krónikus expozíciójának küszöbértéke, akut mérgező és krónikus akció anyagokat. Toxikológiai szekciók (kísérleti, szakmai, klinikai, környezetvédelmi stb.). Toxikológiai módszerek.

Az anyagok toxicitásának tanulmányozásának általános elvei. Az anyagok (akut, szubakut és krónikus) toxicitási vizsgálatainak elvei. A kísérleti állatok típusai és a kísérleti körülmények. Az eredmények értelmezése kísérleti kutatás. Különleges típusok anyagok toxikus hatásai (karcinogenitás, mutagenitás, embrio- és magzati toxicitás stb.).

A mérgek (vagy mérgező anyagok) és mérgezések osztályozása. A mérgek osztályozásának elvei. A mérgek általános besorolása: kémiai, gyakorlati, higiéniai, toxikológiai, a „toxicitás szelektivitása” szerint. Különleges besorolás: kórélettani, patokémiai, biológiai, a mérgezés sajátos biológiai következményei szerint. A mérgezés osztályozása („kémiai trauma”): etiopatogenetikai, klinikai és nozológiai.

A mérgek szervezetbe jutásának módjai. Az orális, inhalációs és perkután mérgezés toxikokinetikai jellemzői. A mérgek eloszlása ​​a szervezetben. Letét.

A mérgek eloszlását befolyásoló tényezők. A megoszlási térfogat mint egy toxikáns toxikokinetikai jellemzője.

A mérgek biotranszformációja, mint a szervezet méregtelenítésének folyamata. Biotranszformációs enzimrendszerek. Általános nézetek az enzimekről. Szubsztrát-enzim kölcsönhatás. Specifikus és nem specifikus enzimek. Mikroszómális és nem mikroszómális biotranszformációs enzimek.

Mérgező hatások. Az anyagok toxikus hatásának lokalizálása. Toxikus hatásmechanizmusok. Anyagok együttes hatása a szervezetre: additív hatás, szinergizmus, potencírozás, antagonizmus.

Anyagok eltávolítása (kiválasztása) a szervezetből. Vese kiválasztás. Az anyagok szervezetből történő eltávolításának egyéb módjai (a beleken, a tüdőn keresztül, a bőrön keresztül). Az immunrendszer, mint a makromolekulák méregtelenítésének módja. A méregtelenítés és a kiválasztás rendszerközi együttműködése.

Méregtelenítési módszerek. Az anyagok toxikológiai tulajdonságainak ismeretén alapuló méregtelenítési módszerek. Toxikokinetikus méregtelenítési módszer (hatás a káros anyagok felszívódására, eloszlására, biotranszformációjára és kiválasztására). A méregtelenítés toxikodinamikai módszere.

Különleges vegyi anyagok. Levegő, víz, talajszennyező anyagok. Szén-monoxid, kén-dioxid, nitrogén-oxidok, ózon stb. Oldószerek; halogénezett szénhidrogének, aromás szénhidrogének. Rovarölő szerek (klórozott szénhidrogének, szerves foszfor, karbamát, növényi). Herbicidek (klórfenol, dipiridil). Poliklórozott bifenilek, dibenzodioxinok és dibenzofuránok, dibenzotiofének. A radioaktív anyagok szervezetre gyakorolt ​​hatásának sajátosságai.

"A környezetvédelem elméleti alapjai" tudományág

Természetes források környezeti hatás (ES). Az operációs rendszert befolyásoló tényezők összehasonlító értékelése. Az anyagok vizsgálatának fogalmai és kritériumai: termelési mennyiség, felhasználási területek, eloszlás a környezetben, stabilitás és lebonthatóság, átalakulások. A természeti környezet tanulmányozásának fogalmai és kritériumai: légkör. Por és aeroszolok: a szennyezés jellemzői, előfordulása, tartózkodási ideje a légkörben. A légkör szennyezettségének állapota.

A légkör gázok általi szennyezése. A felszabadulás, szállítás és a szervezetbe való behatolás kérdései. Szén-monoxid. Az antropogén kibocsátások körülményei, élettani jellemzői, kémiai reakciók a légkörben. Szén-dioxid. Szénkerékpározás. Az „üvegházhatás” lehetséges kialakulásának modelljei. A kén-dioxid és a nitrogén-oxidok eloszlásának kérdései, kémiai viselkedése a légkörben, lokalizációja és élettani jellemzői. Klór-fluor-szénhidrogének. Légköri ózon.

Vízelosztás. A vízfogyasztás dinamikája. A vízszennyezés felmérése.

Szerves maradékok. A mikroorganizmusok által elpusztított anyagok és a víz állapotának megváltozása. Stabil vagy nehezen lebomló anyagok.

Felületaktív anyagok (a hidroszférában történő kémiai átalakulás fő típusai, jellemzői). Szervetlen maradékok: (műtrágyák, sók, nehéz fémek). Alkilezési folyamatok.

A víztisztítás főbb módszereinek áttekintése. Iparági fogalmak és kritériumok. Iparágak vegyipar. Szennyvíztisztító és hulladékelvezető rendszerek.

Litoszféra. A talajok szerkezete, összetétele. Antropogén szennyezés. A talaj tápanyagainak elvesztése. Talajszerű összetevő táj és élettér. A talajrekultiváció kérdései és módszerei.

Mesterséges radionuklidok forrásai az operációs rendszerben. Radioökológia. Hatás elektromágneses sugárzás. Alapfogalmak és kifejezések. Elektromágneses mezők ipari frekvencia, HF és mikrohullámú tartományok. Védő eszközök.

Zaj (hang) az operációs rendszerben. Alapfogalmak. Zajterjedés. A zajszennyezés felmérésének és mérésének módszerei. Általános módszerek a zajszennyezés csökkentésére. A vibráció hatása az emberre és a környezetre. A rezgések okai és forrásai. Jegyrendszer. Akusztikai számítások elvégzése.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://allbest.ru

OROSZORSZÁG OKTATÁSI ÉS TUDOMÁNYOS MINISZTÉRIUMA

Szövetségi Állami Költségvetési Szakmai Felsőoktatási Intézmény

Uráli Állami Erdészeti Egyetem

Tanszék: fizika kémiai technológia bioszféra védelme

Absztrakt a témában:

"A környezetvédelem elméleti alapjai"

Teljesített:

Bakirova E. N.

Tanfolyam: 3 Szakterület: 241000

Tanár:

Melnik T.A.

Jekatyerinburg 2014

Bevezetés

1. fejezet A vízgyűjtő-védelem elméleti alapjai

1.1 A lebegő szennyeződésekből származó szennyvíztisztítás elméleti alapelvei

1.2 Az extrahálószerrel szemben támasztott alapvető követelmények

2. fejezet Levegővédelem por ellen

2.1 A por fajlagos felületének és a por folyóképességének fogalma és meghatározása

2.2 Aeroszolok tisztítása tehetetlenségi és centrifugális erők hatására

2.3 Az abszorpciós folyamat statikája

Bibliográfia

Bevezetés

A civilizáció fejlődése és a modern tudományos és műszaki haladás a környezetgazdálkodással közvetlenül összefüggő, pl. Val vel globális használat természetes erőforrások.

A környezetgazdálkodás szerves része a természeti erőforrások feldolgozása és újratermelése, azok védelme, valamint a környezet egészének védelme, amely a mérnökökológia - a műszaki és természeti rendszerek kölcsönhatásának tudománya - alapján történik.

A környezetvédelem elméleti alapjai a környezetmérnökség átfogó tudományos és műszaki tudományága, amely az erőforrás-takarékos technológiák létrehozásának, a környezetbarát ipari termelésnek, valamint a műszaki és környezetvédelmi megoldások megvalósításának alapjait tanulmányozza. racionális környezetgazdálkodásés a környezetvédelem.

A környezetvédelem folyamata az a folyamat, amelynek eredményeként a környezetre és az emberre káros szennyezés bizonyos fokú ártalmatlanná alakul át, a szennyezés térben való mozgásával, megváltoztatásával. az összesítés állapota, belső szerkezete és összetétele, a környezetre gyakorolt ​​hatásuk mértéke.

BAN BEN modern körülmények között környezetvédelem lett a legfontosabb probléma, melynek megoldása az emberek jelenlegi és jövő generációi és minden más élő szervezet egészségének védelméhez kapcsolódik.

A természet megóvásával kapcsolatos aggodalom nemcsak a Föld, altalaj, az erdők és vizek, a légköri levegő, a növény- és állatvilág védelmére vonatkozó jogszabályok kidolgozásában és betartásában rejlik, hanem a különböző ok-okozati összefüggések megértésében is. faj emberi tevékenységés a természeti környezet változásai.

A környezet változásai még mindig meghaladják az állapotának nyomon követésére és előrejelzésére szolgáló módszerek fejlődésének ütemét.

A környezetmérnöki kutatások a felkutatásra és fejlesztésre irányuljanak hatékony módszerekés a negatív következmények csökkentésének eszközei különféle típusok emberi termelési tevékenységek (antropogén hatások) a környezetre.

1. Theovízgyűjtő-védelem elméleti alapelvei

1.1 Alapvetőa lebegő szennyeződésekből származó szennyvíztisztítás elméleti elvei

Lebegő szennyeződések leválasztása: az ülepítési eljárást az ipari szennyvizek olajtól, olajoktól és zsíroktól való tisztítására is használják. A lebegő szennyeződésektől való tisztítás hasonló az ülepítéshez szilárd anyagok. A különbség az, hogy a lebegő részecskék sűrűsége kisebb, mint a víz sűrűsége.

Az ülepítés egy durva folyadékrendszer (szuszpenzió, emulzió) gravitáció hatására az alkotó fázisokra történő szétválasztása. Az ülepítés során a diszpergált fázis részecskéi (cseppjei) kicsapódnak a folyékony diszperziós közegből, vagy lebegnek a felületre.

Az ülepítés, mint technológiai technika a diszpergált anyagok elkülönítésére vagy a folyadékok mechanikai szennyeződésektől való tisztítására szolgál. Az ülepítés hatékonysága az elválasztott fázisok sűrűségkülönbségének és a diszpergált fázis szemcseméretének növekedésével nő. A rendszerbe való betelepítéskor ne legyen intenzív keveredés, erős konvekciós áramok, ill nyilvánvaló jelek struktúra kialakulása, amely megakadályozza az ülepedést.

Az ülepítés a folyadékok durva mechanikai szennyeződésektől való tisztításának általános módszere. Felhasználják technológiai és háztartási vízkészítésnél, szennyvíztisztításnál, kőolaj víztelenítésénél és sótalanításánál, valamint számos vegyipari technológiai folyamatban.

A természetes és mesterséges tározók természetes öntisztulásának fontos állomása. Az ülepítést folyékony közegben diszpergált különféle ipari vagy természetes termékek izolálására is használják.

Ülepítés, folyékony diszpergált rendszer (szuszpenzió, emulzió, hab) lassú szétválása alkotófázisokra: diszperziós közegre és diszpergált anyagra (diszpergált fázis), a gravitáció hatására.

Az ülepítés során a diszpergált fázis részecskéi leülepednek vagy lebegnek, felhalmozódnak az edény alján, illetve a folyadék felszínén. (Ha az ülepítést dekantálással kombinálják, akkor kiürítés következik be.) Az ülepítés során megjelenő, a felület közelében megjelenő, egyes cseppekből álló koncentrált réteget krémnek nevezzük. Az alján felgyülemlett szuszpenzió részecskék vagy emulziócseppek üledéket képeznek.

Az üledék vagy krém felhalmozódását az ülepedés (ülepedés) törvényei határozzák meg. Az erősen diszpergált rendszerek ülepedése gyakran a részecskék megnagyobbodásával jár együtt koaguláció vagy flokkuláció következtében.

Az üledék szerkezete a szórt rendszer fizikai jellemzőitől és az ülepedési körülményektől függ. Durva rendszerek ülepedésekor sűrű. A finomra őrölt liofil termékek polidiszperz szuszpenziói laza gélszerű csapadékot adnak.

Az ülepedés során az üledék (krém) felhalmozódása a részecskék ülepedési (lebegési) sebességének köszönhető. A legegyszerűbb esetben szabad mozgás gömb alakú részecskék Stokes törvénye határozza meg. A polidiszperz szuszpenziókban először a nagy részecskék válnak ki, a kicsik pedig lassan ülepedő „süléket” képeznek.

A méretben és sűrűségben eltérő részecskék ülepedési sebességének különbsége alapozza meg a zúzott anyagok (kőzetek) frakciókra (méretosztályokra) történő szétválasztását hidraulikus osztályozással vagy kiürítéssel. Tömény szuszpenziókban nem szabad, hanem ún. szolidáris, vagy kollektív ülepedés, amelyben a gyorsan ülepedő nagy részecskék kicsiket visznek magukkal, kivilágosítva a folyadék felső rétegeit. Ha a rendszerben kolloid diszpergált frakció van, az ülepedést általában a részecskék megnagyobbodása kíséri koaguláció vagy flokkuláció következtében.

Az üledék szerkezete a szórt rendszer tulajdonságaitól és az ülepedési körülményektől függ. A durva szuszpenziók, amelyek részecskéi méretükben és összetételükben nem különböznek túlságosan, sűrű, jól körülhatárolható anyagot képeznek. folyékony fázisüledék A finomra őrölt anyagok polidiszperz és többkomponensű szuszpenziói, különösen anizometrikus (például lamellás, tűszerű, cérnaszerű) részecskékkel, éppen ellenkezőleg, laza gélszerű üledékeket adnak. Ebben az esetben előfordulhat, hogy nem lesz éles határ a letisztult folyadék és az üledék között, hanem fokozatos átmenet a kevésbé koncentrált rétegekből a töményebb rétegekbe.

A kristályos üledékekben átkristályosodási folyamatok lehetségesek. Aggregatívan instabil emulziók ülepedésekor a felületen krém formájában vagy az alján felhalmozódó cseppek összeolvadnak (összeolvadnak), és egy folyamatos folyadékréteget képeznek. Ipari körülmények között az ülepítést különféle kivitelű ülepítő medencékben (tározók, kádak) és speciális ülepítő tartályokban (sűrítők) végzik.

Az ülepítést széles körben alkalmazzák a víztisztításban a hidraulikus építményekben, a vízellátásban és a csatornázásban; a kőolaj víztelenítése és sótalanítása során; számos kémiai technológiai folyamatban.

Az ülepítést fúrófolyadékok istállótisztítására is használják; folyékony kőolajtermékek (olajok, üzemanyagok) tisztítása különböző gépekben és technológiai berendezésekben. BAN BEN természeti viszonyok védőjátékok fontos szerep természetes és mesterséges tározók öntisztulása során, valamint in geológiai folyamatoküledékes kőzetek kialakulása.

A csapadék egy vagy több komponens szilárd csapadék formájában történő elválasztása gázból (gőzből), oldatból vagy olvadékból. Ebből a célból feltételek jönnek létre, amikor a rendszer a kezdeti steady state instabillá válik és szilárd fázis képződik benne. A gőzből történő lerakódást (desublimációt) a hőmérséklet csökkentésével (például a jódgőz lehűtésekor jódkristályok jelennek meg) vagy a gőz kémiai átalakulásával érik el, amelyet melegítés, sugárzás stb. okoznak. Tehát amikor a gőzök túlmelegednek fehér foszfor vörös foszfor csapadék képződik; Ha az illékony fém-diketonátok gőzeit O2 jelenlétében hevítik, szilárd fém-oxid filmek rakódnak le.

A szilárd fázis oldatokból történő kicsapása többféle módon valósítható meg: a hőmérséklet csökkentésével telített oldat, az oldószer eltávolítása párologtatással (gyakran vákuumban), a közeg savasságának, az oldószer összetételének megváltoztatása, például egy kevésbé poláris (aceton vagy etanol) hozzáadása poláros oldószerhez (víz). Ez utóbbi folyamatot gyakran kisózásnak nevezik.

A kicsapáshoz széles körben alkalmaznak különféle kémiai kicsapó reagenseket, amelyek a felszabaduló elemekkel kölcsönhatásba lépve rosszul oldódó vegyületeket képeznek, amelyek kicsapódnak. Például, ha BaCl2-oldatot adunk egy ként SO2-4 formájában tartalmazó oldathoz, BaSO4 csapadék képződik. Az üledékek olvadékoktól való elkülönítésére az utóbbiakat általában lehűtik.

A homogén rendszerben a kristálymagozás munkája meglehetősen nagy, és a szilárd részecskék kész felületén elősegíti a szilárd fázis képződését.

Ezért a lerakódás felgyorsítása érdekében egy magot - a lerakódott vagy más anyag nagymértékben diszpergált szilárd részecskéit - gyakran visznek be túltelített gőzbe és oldatba vagy egy túlhűtött olvadékba. Különösen hatékony a magok viszkózus oldatokban való felhasználása. Az üledékképződést koprecipitáció - a sejtek részleges befogása - kísérheti. az oldat összetevője.

Lerakódás után től vizes oldatok A keletkező erősen diszpergált csapadék gyakran lehetőséget ad arra, hogy az elválasztás előtt „beérjen”, pl. a csapadékot ugyanabban az (anya)oldatban tartsuk, néha melegítéssel. Ebben az esetben a kis és nagy részecskék oldhatóságának különbségéből, aggregációból és egyéb folyamatokból előidézett úgynevezett Ostwald-érés következtében az üledékszemcsék megnagyobbodnak, a koprecipitált szennyeződések eltávolíthatók, a szűrhetőség javul. A keletkező csapadékok tulajdonságai széles tartományban változtathatók a különféle adalékanyagok (felületaktív anyagok stb.) oldatba juttatása, a hőmérséklet vagy a keverési sebesség változása és egyéb tényezők miatt. Így a BaSO4 vizes oldatokból történő kicsapásának körülményeinek változtatásával az üledék fajlagos felülete ~0,1-ről ~ 10 m2/g-ra vagy még nagyobbra növelhető, az üledékszemcsék morfológiája megváltoztatható, ill. módosítani az utóbbi felületi tulajdonságait. A keletkező üledék általában a gravitáció hatására leüleped az edény fenekére. Ha a csapadék finom, centrifugálást alkalmazunk az anyalúgtól való elválasztás megkönnyítésére.

Különféle típusú lerakódások találhatók széles körű alkalmazás kémiában a kémiai elemek jellegzetes csapadékkal történő kimutatására és az anyagok mennyiségi meghatározására, a meghatározást zavaró komponensek eltávolítására és a szennyeződések együttes kicsapással történő elkülönítésére, a sók átkristályosítással történő tisztítására, a filmgyártásban, valamint a kémiában. ipar fázisszétválasztásra.

Ez utóbbi esetben az ülepítés a lebegő részecskék mechanikus elválasztását jelenti a szuszpenzióban lévő folyadéktól a gravitáció hatására. Ezeket a folyamatokat ülepedésnek is nevezik. ülepítés, ülepítés, sűrítés (ha az ülepítést sűrű üledék előállításához végezzük) vagy derítés (ha tiszta folyadékot kapunk). Sűrítéshez és derítéshez gyakran szűrést is alkalmaznak.

A lerakódás szükséges feltétele a diszpergált fázis és a diszperziós közeg sűrűségbeli különbségének megléte, pl. ülepedési instabilitás (durván eloszlatott rendszerek esetén). Az erősen diszpergált rendszerekre kidolgoztak egy ülepedési kritériumot, amelyet elsősorban az entrópia, valamint a hőmérséklet és egyéb tényezők határoznak meg. Megállapítást nyert, hogy az entrópia nagyobb, ha a lerakódás áramlásban történik, nem pedig álló folyadékban. Ha az ülepedési kritérium egy kritikus értéknél kisebb, ülepedés nem következik be, és létrejön az ülepedési egyensúly, amelyben a diszpergált részecskék egy bizonyos törvény szerint eloszlanak a réteg magasságában. A koncentrált szuszpenziók ülepedése során a nagy részecskék, amikor leesnek, magukkal vonják a kisebbeket, ami az üledékszemcsék megnagyobbodásához (ortokinetikus koagulációhoz) vezet.

A lerakódási sebesség a fizikai állapottól függ diszpergált és diszpergált fázisok tulajdonságai, diszpergált fázis koncentrációja, hőmérséklet. Egy egyedi gömb alakú részecske ülepedési sebességét a Stokes-egyenlet írja le:

ahol d a részecske átmérője, μg a szilárd (s) és folyékony (f) fázis sűrűségkülönbsége, µ a folyékony fázis dinamikus viszkozitása, g a gravitáció gyorsulása. A Stokes-egyenlet csak a részecskemozgás szigorúan lamináris módjára alkalmazható, amikor a Reynolds-szám Re<1,6, и не учитывает ортокинетическую коагуляцию, поверхностные явления, влияние изменения концентрации твердой фазы, роль стенок сосуда и др. факторы.

A monodiszperz rendszerek ülepedését a hidraulikus részecskeméret jellemzi, amely számszerűen megegyezik ülepedésük kísérletileg meghatározott sebességével. Polidiszperz rendszerek esetén a részecskék négyzetes sugarát vagy átlagos hidraulikus méretét használjuk, amelyet kísérletileg is meghatározunk.

A kamrában a gravitáció hatására történő ülepítés során három különböző ülepedési sebességű zónát különböztetünk meg: a részecskék szabadesésének zónájában állandó, majd az átmeneti zónában csökken, végül a tömörítési zónában meredeken csökken. nullára.

Alacsony koncentrációjú polidiszperz szuszpenziók esetén az üledékek rétegek formájában képződnek - az alsó rétegben vannak a legnagyobb részecskék, majd a kisebbek. Ezt a jelenséget az elutriációs eljárásokban, azaz a szilárd diszpergált részecskék sűrűségük vagy méretük szerinti osztályozásában (leválasztásában) alkalmazzák, amelynek során az üledéket többször összekeverik diszperziós közeggel, és különböző ideig hagyják.

A képződő üledék típusát a szórt rendszer fizikai jellemzői és a lerakódási körülmények határozzák meg. A durván szórt rendszerek esetében az üledék sűrű. A finomra őrölt liofil anyagok polidiszperz szuszpenzióinak kicsapása során laza gélszerű csapadék képződik. Az üledékek „konszolidációja” bizonyos esetekben a diszpergált fázis részecskéinek Brown-mozgásának megszűnésével jár, ami az üledék térbeli szerkezetének kialakulásával jár együtt diszperziós közeg részvételével és az entrópia megváltozásával. Ebben az esetben a részecskék alakja fontos szerepet játszik. Néha az ülepedés felgyorsítása érdekében pelyhesítő anyagokat adnak a szuszpenzióhoz - speciális anyagokat (általában nagy molekulatömegű), amelyek pelyhes pelyhes részecskék képződését okozzák.

1.2 Az extrahálószerrel szemben támasztott alapvető követelmények

A tisztítás extrakciós módszerei. A bennük oldott szerves anyagok, például fenolok és zsírsavak elkülönítésére az ipari szennyvízből, felhasználhatja ezen anyagok azon képességét, hogy más, a kezelt vízben oldhatatlan folyadékban oldódjanak. Ha ilyen folyadékot adunk a kezelt szennyvízhez és összekeverjük, akkor ezek az anyagok a hozzáadott folyadékban feloldódnak, és koncentrációjuk a szennyvízben csökken. Ez a fiziko-kémiai folyamat azon alapul, hogy ha két, egymásban nem oldódó folyadékot alaposan összekeverünk, az oldatban lévő anyagok az eloszlási törvény szerinti oldhatóságának megfelelően eloszlanak közöttük. Ha ezt követően a hozzáadott folyadékot elválasztják a szennyvíztől, akkor az utóbbi részben megtisztul az oldott anyagoktól.

Az oldott anyagok szennyvízből való eltávolításának ezt a módszerét folyadék-folyadék extrakciónak nevezik; az ebben az esetben eltávolított oldott anyagok az extrahálható anyagok, a hozzáadott folyadék pedig, amely nem keveredik a szennyvízzel, az extrahálószer. Kivonószerként butil-acetátot, izobutil-acetátot, diizopropil-étert, benzolt stb.

Számos egyéb követelmény is van az extrahálószerrel szemben:

· Nem képezhet emulziót vízzel, mivel ez a berendezés termelékenységének csökkenéséhez és az oldószerveszteségek növekedéséhez vezet;

· könnyen regenerálhatónak kell lennie;

· nem mérgező;

· a víznél sokkal jobban oldja a kivont anyagot, pl. magas eloszlási együtthatóval rendelkeznek;

· nagy oldódási szelektivitással rendelkeznek, pl. minél kevésbé oldja fel az extrahálószer azokat a komponenseket, amelyeknek a szennyvízben kell maradniuk, annál teljesebben vonódnak ki az eltávolítandó anyagok;

· az extrahált komponenshez viszonyítva a lehető legnagyobb oldóképességgel rendelkezik, mivel minél nagyobb, annál kevesebb extrahálószerre van szükség;

· szennyvízben kevéssé oldódnak, és nem képeznek stabil emulziót, mivel az extraktum és a raffinátum elválasztása nehéz;

· sűrűsége jelentősen eltér a szennyvíztől a gyors és teljes fázisszétválasztás érdekében;

Az extraktumokat oldóképességük szerint két csoportra oszthatjuk. Egyesek túlnyomórészt csak egy szennyeződést vagy csak egy osztályba tartozó szennyeződéseket képesek kivonni, míg mások egy adott szennyvíz szennyeződéseinek nagy részét (szélsőséges esetben az összeset). Az első típusú extrahálószert szelektívnek nevezik.

Egy oldószer extrakciós tulajdonságai javíthatók a vegyes oldószeres extrakciónál tapasztalható szinergetikus hatás kihasználásával. Például a fenol szennyvízből történő kivonásakor javul a butil-acetáttal kevert butil-alkohollal történő extrakció.

Az ipari szennyvíz tisztítására szolgáló extrakciós módszer a szennyvízben található szennyezőanyag szerves oldószerekkel - extrahálószerekkel történő feloldásán alapul, pl. egy szennyező anyag eloszlásáról két kölcsönösen oldhatatlan folyadék keverékében a bennük való oldhatóság szerint. Két nem elegyedő (vagy gyengén elegyedő) oldószerben a kölcsönösen kiegyensúlyozó koncentrációk aránya az egyensúly elérésekor állandó, és ezt eloszlási együtthatónak nevezzük:

k p = C E + C ST?áll

ahol C e, C st az extrahált anyag koncentrációja az extrahálószerben, illetve a szennyvízben egyensúlyi egyensúlyi állapotban, kg/m 3 .

Ez a kifejezés az egyensúlyi eloszlás törvénye, és a dinamikus egyensúlyt jellemzi az extrahálószerben lévő extrahált anyag és a víz koncentrációja között egy adott hőmérsékleten.

A kp eloszlási együttható az extrakció hőmérsékletétől, valamint a szennyvízben és az extrahálószerben lévő különféle szennyeződések jelenlététől függ.

Az egyensúly elérése után a kivont anyag koncentrációja az extrahálószerben lényegesen magasabb, mint az ágvízben. Az extrahálószerben koncentrált anyag elválik az oldószertől, és ártalmatlanítható. Az extrahálószert ezután ismét felhasználják a tisztítási folyamatban.

2. Levegővédelem por ellen

2.1 A por fajlagos felületének és a por folyóképességének fogalma és meghatározása

A fajlagos felület az összes részecske felületének az elfoglalt tömeghez vagy térfogathoz viszonyított aránya.

A folyékonyság jellemzi a porrészecskék egymáshoz viszonyított mobilitását és mozgásképességét külső erő hatására. A folyóképesség függ a részecskék méretétől, nedvességtartalmától és a tömörítés mértékétől. A folyékonysági jellemzőket a bunkerek, csúszdák és egyéb, a por és porszerű anyagok felhalmozódásával és mozgásával kapcsolatos eszközök falainak dőlésszögének meghatározására használják.

A por folyóképességét a természetes lejtő nyugalmi szöge határozza meg, amely a port frissen öntött állapotban fogadja.

b = arctán (2H/D)

2.2 Aeroszolok tisztítása tehetetlenségi és centrifugális erők hatására

Ciklonoknak nevezzük azokat az eszközöket, amelyekben a részecskék szétválása a gázáramból a gáz spirálba csavarása következtében történik. A ciklonok akár 5 mikronos részecskéket is befognak. A gázellátás sebessége legalább 15 m/s.

R c = m*? 2 /R avg;

Rav=R2+R1/2;

A berendezés hatásfokát meghatározó paraméter az elválasztási tényező, amely megmutatja, hogy a centrifugális erő hányszorosa nagyobb, mint Fm.

F c = P c /F m = m*? 2 / R av *m*g= ? 2 / R av *g

Inerciális porgyűjtők: Az inerciális porgyűjtő működése azon alapul, hogy amikor a poros levegő (gáz) áramlásának iránya megváltozik, a porszemcsék tehetetlenségi erők hatására letérnek az áramlási vonalról, és elválik az áramlástól. . Az inerciális porgyűjtők között számos jól ismert eszköz található: IP porleválasztó, lamellákkal ellátott VTI porgyűjtő stb., valamint a legegyszerűbb inerciális porgyűjtők (porzsák, porgyűjtő a gázcsatorna egyenes szakaszán, szitaporgyűjtő stb.).

Az inerciális porgyűjtők felfogják a 20-30 mikron vagy nagyobb méretű durva port, hatásfokuk általában 60-95% tartományba esik. A pontos érték sok tényezőtől függ: porszórás és egyéb tulajdonságai, áramlási sebesség, berendezés kialakítása stb. Emiatt a tisztítás első szakaszában általában inerciális eszközöket használnak, majd ezt követi a gáz (levegő) por eltávolítása. fejlett eszközök. Az összes inerciális porgyűjtő előnye a készülék egyszerűsége és a készülék alacsony költsége. Ez magyarázza elterjedtségüket.

F iner =m*g+g/3

2.3 Az abszorpciós folyamat statikája

Gázok abszorpciója (lat. Absorptio, abszorbeoból - elnyelni), gázok és gőzök térfogati abszorpciója folyadékkal (abszorbens) oldat képződésével. Az abszorpciós technológia alkalmazása a gázok szétválasztására és tisztítására, valamint a gőzök gőz-gáz keverékekből történő elválasztására a gázok és gőzök folyadékokban való oldhatóságának különbségén alapul.

Az abszorpció során az oldat gáztartalma a gáz és a folyadék tulajdonságaitól, az eloszló komponens össznyomásától, hőmérsékletétől és parciális nyomásától függ.

Az abszorpció statikája, azaz a folyadék- és gázfázis közötti egyensúly határozza meg azt az állapotot, amely a fázisok nagyon hosszú érintkezése során jön létre. A fázisok közötti egyensúlyt a komponens és az abszorber termodinamikai tulajdonságai határozzák meg, és az egyik fázis összetételétől, a hőmérséklettől és a nyomástól függ.

Az elosztott A komponensből és B vivőgázból álló bináris gázkeverék esetében két fázis és három komponens kölcsönhatásba lép egymással. Ezért a fázisszabály szerint a szabadsági fokok száma egyenlő lesz

S=K-F+2=3-2+2=3

Ez azt jelenti, hogy egy adott gáz-folyadék rendszerben a változók a hőmérséklet, a nyomás és a koncentráció mindkét fázisban.

Következésképpen állandó hőmérsékleten és össznyomáson a folyadék- és gázfázisban lévő koncentrációk közötti összefüggés egyértelmű lesz. Ezt a függést Henry törvénye fejezi ki: egy gáz oldat feletti parciális nyomása arányos ennek a gáznak az oldatban lévő móltörtével.

A Henry-együttható számértékei egy adott gázra a gáz és az abszorber természetétől és a hőmérséklettől függenek, de nem függenek a teljes nyomástól. Az abszorbens kiválasztását meghatározó fontos feltétel a gáz-halmazállapotú komponensek kedvező eloszlása ​​a gáz- és folyadékfázis között egyensúlyi állapotban.

A komponensek fázisok közötti eloszlása ​​függ a fázisok és komponensek fizikai-kémiai tulajdonságaitól, valamint a hőmérséklettől, a nyomástól és a komponensek kezdeti koncentrációjától. A gázfázisban jelenlévő összes komponens gázoldatot képez, amelyben csak gyenge kölcsönhatás van a komponens molekulái között. A gázoldatot a molekulák kaotikus mozgása és egy meghatározott szerkezet hiánya jellemzi.

Ezért normál nyomáson a gázoldatot olyan fizikai keveréknek kell tekinteni, amelyben minden komponens egyedi fizikai és kémiai tulajdonságait mutatja. A gázkeverék által kifejtett össznyomás a keverék komponenseinek nyomásának összege, amelyet parciális nyomásoknak nevezünk.

A gázkeverék komponenseinek tartalmát gyakran parciális nyomásban fejezik ki. A parciális nyomás az a nyomás, amely alatt egy adott komponens akkor lenne, ha más komponensek hiányában a keverék teljes térfogatát a hőmérsékletén elfoglalná. A Dalton-törvény szerint egy komponens parciális nyomása arányos a gázkeverékben lévő komponens móltörtével:

ahol y i a komponens mólhányada a gázelegyben; P a gázelegy össznyomása. Kétfázisú gáz-folyadék rendszerben az egyes komponensek parciális nyomása a folyadékban való oldhatóságának függvénye.

Az ideális rendszer Raoult-törvénye szerint egy komponens (pi) parciális nyomása a gőz-gáz elegyben egyensúlyi körülmények között, alacsony koncentráció és a benne oldott egyéb komponensek nem illékonysága mellett arányos a gőzzel. a tiszta folyadék nyomása:

p i =P 0 i *x i ,

ahol P 0 i a tiszta komponens telített gőznyomása; x i a komponens mólhányada a folyadékban. Nem ideális rendszerek esetén pozitív (pi / P 0 i > xi) vagy negatív (pi / P 0 i< x i) отклонение от закона Рауля.

Ezeket az eltéréseket egyrészt az oldószer és az oldott anyag molekulái közötti energiakölcsönhatás magyarázza (a rendszer entalpiájának változása - ?H), másrészt az, hogy az entrópia ( A keveredés ?S) nem egyenlő a keveredés entrópiájával egy ideális rendszer esetében, mivel az oldatképzés során az egyik komponens molekulái megszerezték azt a képességet, hogy egy másik komponens molekulái között helyezkedjenek el. egy nagy szám módokon, mint a hasonlók között (az entrópia nőtt, negatív eltérés figyelhető meg).

A Raoult-törvény olyan gázok oldataira vonatkozik, amelyek kritikus hőmérséklete magasabb, mint az oldat hőmérséklete, és amelyek képesek az oldat hőmérsékletén kondenzálódni. Kritikus alatti hőmérsékleten Henry törvénye érvényesül, amely szerint az egyensúlyi parciális nyomás (ill egyensúlyi koncentráció) egy folyadékabszorber felett bizonyos hőmérsékleten és annak alacsony koncentrációjának tartományában oldott anyag esetében, nem ideális rendszerek esetén, arányos a komponens koncentrációjával a folyadékban x i:

ahol m az i-edik komponens eloszlási együtthatója fázisegyensúlyi állapotban, a komponens, az abszorber és a hőmérséklet (Henry-izotermikus állandó) tulajdonságaitól függően.

A legtöbb rendszer esetében a víz-gáz halmazállapotú összetevő m együtthatója megtalálható a referencia irodalomban.

A legtöbb gázra a Henry-törvény 105 Pa-nál nem nagyobb rendszernyomásnál érvényes. Ha a parciális nyomás nagyobb, mint 105 Pa, az m érték csak a parciális nyomások szűk tartományában használható.

Ha a rendszerben a teljes nyomás nem haladja meg a 105 Pa-t, a gázok oldhatósága nem függ a rendszerben uralkodó össznyomástól, és Henry állandója és hőmérséklete határozza meg. A hőmérséklet hatását a gázok oldhatóságára a következő kifejezésből határozzuk meg:

tisztítás abszorpció extrakció kicsapás

ahol C egy mól gáz oldódási hőkülönbsége végtelenül nagy mennyiségű oldatban, mennyiségként definiálva hőhatás(H i - H i 0) az i-edik komponens gázból oldatba való átmenete.

A felsorolt ​​eseteken túlmenően a mérnöki gyakorlatban jelentős számú olyan rendszer létezik, amelyeknél speciális empirikus függőségek segítségével írják le egy komponens egyensúlyi fázisközi eloszlását. Ez különösen vonatkozik a két vagy több komponenst tartalmazó rendszerekre.

Az abszorpciós folyamat alapvető feltételei. A rendszer minden komponense nyomást hoz létre, amelynek nagyságát az összetevő koncentrációja és illékonysága határozza meg.

Nál nél hosszú tartózkodás rendszer állandó feltételek mellett a komponensek egyensúlyi eloszlása ​​a fázisok között létrejön. Az abszorpciós folyamat akkor következhet be, ha a folyadékkal érintkező gázfázisban a koncentráció (a komponens parciális nyomása) nagyobb, mint az abszorpciós oldat feletti egyensúlyi nyomás.

Bibliográfia

1. Vetoshkin A.G. A környezetvédelem elméleti alapjai: oktatóanyag. - Penza: PGASA Kiadó, 2002. 290 p.

2. Mérnöki védelem felszíni vizek ipari hulladékból: tankönyv. pótlék D.A. Krivoshein, P.P. Kukin, V.L. Lapin [és mások]. M.: elvégezni az iskolát, 2003. 344 p.

4. Kémiai technológia alapjai : tankönyv vegyészeti és műszaki egyetemek hallgatói számára / I.P. Mukhlenov, A.E. Gorshtein, E.S. Tumarkin [szerk. I.P. Mukhlenova]. 4. kiadás, átdolgozva. és további M.: Feljebb. iskola, 1991. 463 p.

5. Dikar V.L., Deineka A.G., Mikhailiv I.D. Az ökológia és a környezetgazdálkodás alapjai. Harkov: Olant LLC, 2002. 384 p.

6. Ramm V.M./ Gázok abszorpciója, 2. kiadás, M.: Kémia, 1976.656 p.

Közzétéve az Allbest.ru oldalon

...

Hasonló dokumentumok

A pamutpor jellemzői. A poros levegő tisztítása. Módszerek gázok tisztítására a mechanikai szennyeződésektől. A víztisztítás környezeti vonatkozásai. Gyapotüzemből származó szennyvíz jellemzői. Vegyes lefolyási szennyező anyagok koncentrációinak meghatározása.

absztrakt, hozzáadva: 2009.07.24


Fiziko-kémiai és mechanikai módszerek alkalmazása ipari szennyvíz tisztítására, oldatlan ásványi és szerves szennyeződések előállítására. Finoman diszpergált szervetlen szennyeződések eltávolítása koagulációval, oxidációval, szorpcióval és extrakcióval.

tanfolyami munka, hozzáadva 2011.10.03


A szennyvíz összetétele és tisztításának főbb módjai. Szennyvíz kibocsátása a víztestekbe. A szennyvíztisztítás alapvető módszerei. A környezetvédelmi intézkedések hatékonyságának növelése. Hulladékszegény és nem-hulladék bevezetése technológiai folyamatok.

absztrakt, hozzáadva: 2006.10.18


Környezetvédelmi technológiai folyamatok intenzívebbé tételének elvei. A hulladékgáz semlegesítésének heterogén katalízise. Gázok tisztítása lángban történő utóégetéssel. Biológiai szennyvíztisztítás. A környezet védelme az energiahatásoktól.

absztrakt, hozzáadva: 2012.12.03


A modern szennyvízkezelés jellemzői a szennyeződések, szennyeződések és káros anyagok eltávolítására. A szennyvíztisztítás módszerei: mechanikai, kémiai, fizikai-kémiai és biológiai. Flotációs és szorpciós folyamatok elemzése. Bevezetés a zeolitokba.

absztrakt, hozzáadva: 2011.11.21


Ipari és biológiai katalizátorok (enzimek), szerepük a technológiai és biokémiai folyamatok szabályozásában: Adszorpciós-katalitikus módszerek alkalmazása ipari termelésből és szennyvíztisztításból származó toxikus kibocsátások semlegesítésére.

tanfolyami munka, hozzáadva 2011.02.23


A levegőszennyezés típusai és forrásai, tisztításának alapvető módszerei és módszerei. Gáztisztító és porgyűjtő berendezések osztályozása, ciklonok működése. Az abszorpció és adszorpció lényege, levegőtisztító rendszerek portól, ködtől és szennyeződésektől.

tanfolyami munka, hozzáadva 2011.12.09


A környezetvédelmi problémák általános jellemzői. Ismerkedés a Dysh mező szennyvízképződő vizek kezelésének és ásványtalanításának technológiai sémájának fejlesztési szakaszaival. Az olajtermelő vállalkozások szennyvizének tisztítási módszereinek mérlegelése.

szakdolgozat, hozzáadva: 2016.04.21


A lakosság környezetszennyezésből eredő környezeti kockázatainak elszámolása és kezelése. Módszerek az OAO Novoroscement füstgázainak tisztítására és semlegesítésére. Beszívott levegő és kipufogógázok portól való tisztítására használt készülékek és eszközök.

szakdolgozat, hozzáadva 2010.02.24


Folyadékkromatográfiás módszerek alapfogalmai és osztályozása. A nagy teljesítményű folyadékkromatográfia (HPLC) lényege, előnyei. A kromatográfiás komplexek összetétele, a detektorok típusai. A HPLC alkalmazása környezeti objektumok elemzésében.

Az ember ősidők óta hatással volt a környezetre. A világ állandó gazdasági fejlődése javítja az emberi életet és bővíti azt természetes környezetélőhely, hanem a korlátozott természeti erőforrások állapota és fizikai képességek. A fokozottan védett területek létrehozása, a vadászati ​​tilalom és az erdőirtás az ősidők óta bevezetett ilyen hatások korlátozásának példája. Ez azonban csak a huszadik században történt tudományos alapon ezeket a hatásokat, valamint az ezek nyomán felmerült problémákat, és a jelen és a jövő generációinak érdekeit figyelembe véve fenntartható megoldást dolgoznak ki.

Az 1970-es években sok tudós szentelte munkáját a korlátozott természeti erőforrások és a környezetszennyezés kérdéseinek, hangsúlyozva ezek fontosságát az emberi életben.

Az „ökológia” kifejezést először E. Haeckel biológus használta: „Ökológia alatt azt értjük általános tudomány az organizmus és a környezet kapcsolatáról, ahol a szó tág értelmében vett „létfeltételek” minden részét belefoglaljuk.” ("General Morphology of Organisms", 1866)

Az ökológia modern definíciója többet tartalmaz tág jelentése mint e tudomány fejlődésének első évtizedeiben. Klasszikus meghatározásökológia: az élőlények közötti kapcsolatokat vizsgáló tudomány és élettelen természet. http://www.werkenzonderdiploma.tk/news/nablyudaemomu-v-nastoyaschee-83.html

Ennek a tudománynak két alternatív meghatározása:

· Ökológia – a természet gazdaságának ismerete, az élőlények és a szerves, ill. szervetlen komponensek környezet... Egyszóval az ökológia egy olyan tudomány, amely a természet összes összetett összefüggését vizsgálja, amelyeket Darwin a létért folytatott küzdelem feltételeinek tekint.

· Ökológia -- biológiai tudomány, amely a rendszerek szupraorganizmus szintű (populációk, közösségek, ökoszisztémák) felépítését és működését vizsgálja térben és időben, természetes és ember által módosított körülmények között.

Az ökológia a tudományos munkákban logikusan fogalommá változott fenntartható fejlődés.

Fenntartható fejlődés - ökológiai fejlődés- magában foglalja a jelen szükségleteinek és törekvéseinek kielégítését anélkül, hogy veszélyeztetné a jövő nemzedékek azon képességét, hogy kielégítsék szükségleteiket. Átmenet a fenntartható fejlődés korszakába., R.A. Flight, p. 10-31 // Oroszország a minket körülvevő világban: 2003 (Elemző Évkönyv). - M.: MNEPU Kiadó, 2003. - 336 p. http://www.rus-stat.ru/index.php?vid=1&id=53&year=2003 A környezeti problémákkal kapcsolatos aggodalom fokozódásával az elmúlt évtizedekben egyre nyilvánvalóbbá vált a jövő generációinak sorsa és a természeti erőforrások nemzedékek közötti igazságos elosztása iránti aggodalom.

Koncepció biológiai diverzitás- biodiverzitás - az életformák sokfélesége, amely növények, állatok és mikroorganizmusok millióiban fejeződik ki, valamint ezek genetikai alapja és összetett ökoszisztémája.

A biológiai sokféleség fenntartása ma már legalább három okból globális igény. Ennek fő oka az, hogy minden fajnak joga van a rá jellemző körülmények között élni. Másodszor, többes számú alakok az élet fenntartja a kémiai és fizikai egyensúlyt a Földön. Végül a tapasztalat azt mutatja, hogy a maximális genetikai készlet fenntartása gazdasági érdek Mezőgazdaságés az orvosi ipar.

Napjainkban sok ország szembesül a környezetromlás problémájával és a megelőzés szükségességével további fejlődés ez a folyamat. A gazdasági fejlődés környezeti problémákhoz vezet, vegyi szennyezést okoz, és károsítja a természetes élőhelyeket. Veszélyt jelent az emberi egészségre, valamint számos növény- és állatfaj létezésére. A korlátozott erőforrások problémája egyre akutabb. A jövő generációinak már nem lesz olyan természeti erőforrás-tartaléka, mint az előző generációknak.

Számos környezeti probléma megoldására az Egyesült Államokban energiatakarékos technológiát alkalmaznak, hangsúlyt fektetnek a biomérnökségre. A fejlődő országok és az átmeneti gazdaságú országok azonban nem ismerték fel a környezeti hatások fontosságát. Ezekben az országokban a problémák megoldását gyakran befolyásolja külső erők, nem kormányzati politika. Ez a hozzáállás még nagyobb szakadékhoz vezethet a fejlett és a fejlődő országok között, és ami ugyanilyen fontos, a környezet fokozott leromlásához vezethet.

Összefoglalva meg kell jegyezni, hogy a gazdasági fejlődés Az új technológiák fejlődésével a környezet állapota is változik, nő a környezetromlás veszélye. Ugyanakkor új technológiák születnek a környezeti problémák megoldására.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete