Материал: Очистка и рекуперация промышленных выбросов методические указания к выполнению лабораторных работ

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова»

Кафедра целлюлозно-бумажного производства и биотехнологии

ОЧИСТКА И РЕКУПЕРАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов направлений подготовки 18.03.01 «Химическая технология», 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы

в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

Санкт-Петербург

2017

1

Рассмотрены и рекомендованы к изданию Институтом химической переработки биомассы дерева и техносферной безопасности

Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета

04 марта 2016 г.

С о с т а в и т е л и :

кандидат технических наук, доцент Ф. В. Шпаков, кандидат технических наук, доцент О. П. Ковалева

О т в . р е д а к т о р кандидат технических наук, профессор В. А. Елкин

Р е ц е н з е н т

кафедра целлюлозно-бумажного производства и биотехнологии СПбГЛТУ

Очистка и рекуперация промышленных выбросов: методи-

ческие указания к выполнению лабораторных работ для студентов направлений подготовки 18.03.01 «Химическая технология», 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» / сост.: Ф. В. Шпаков, О. П. Ковалева. – СПб.: СПбГЛТУ, 2017. – 24 с.

Изложены проблемы очистки и рекуперации промышленных выбросов предприятий химической переработки древесины. Приведено описание лабораторных работ по дисциплине «Очистка и рекуперация промышленных выбросов». Методические указания будут полезны для специалистов, аспирантов и студентов вузов и факультетов лесотехнического профиля.

Темплан 2016 г. Изд. № 45.

2

Введение

Методические указания предназначены для студентов, изучающих дисциплину «Очистка и рекуперация промышленных выбросов». Выполнение лабораторных работ позволит студентам приобрести практические навыки: студенты изучают загрязняющие вещества процессов химической переработки древесины и их влияние на человека и окружающую среду; санитарно-гигиеническое нормирование допустимого уровня загрязнений воды и атмосферного воздуха; экологические требования к технологическим процессам; основные методы очистки сточных вод и газопылевых выбросов.

Перед выполнением лабораторной работы (ЛР) студент в рабочем журнале приводит краткое описание работы, схему химической реакции основного процесса или схему лабораторного прибора и расчѐт необходимых количеств химических реагентов. В ходе выполнения лабораторных работ студент записывает в рабочий журнал наблюдения по ходу исследования и результаты исследований, а именно: расчѐт и построение графиков, расчѐт выхода целевого продукта в процентах от теоретического выхода, анализ полученного продукта, ответы на задания по работе. После окончания лабораторной работы студент оформляет еѐ в виде учеб- но-исследовательского отчета с обобщением полученных результатов и выводами.

Лабораторный практикум позволит в рамках учебной программы направленно организовать самостоятельную работу студентов как для углубленной проработки дисциплины, так и для выполнения науч- но-исследовательских работ.

1. Цели и задачи дисциплины, еѐ место в структуре образовательной программы

Целью преподавания дисциплины является изучение источников и видов веществ, загрязняющих окружающую среду, образующихся при эксплуатации предприятий химической переработки древесины.

Задачей изучения дисциплины является овладение методами решения задач, связанных с защитой окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами, с рекуперацией и использованием отходов промышленного производства.

Изучение дисциплины предназначено для формирования компетенций, предусмотренных ФГОС ВО по направлению соответствующей подготовки. Студент должен:

Знать: основные источники загрязнений и виды загрязняющих веществ при химической переработке древесины; способы очистки и реку-

3

перации промышленных выбросов, характерных для отрасли, принципы устройства и работы очистных сооружений.

Уметь: решать задачи, связанные с разработкой малоотходных технологий, очисткой или рекуперацией промышленных выбросов.

Владеть: методами анализа и контроля газовых выбросов и сточных вод. Для усвоения учебного материала необходимо иметь прочные знания по дисциплинам: "Процессы и аппараты химической технологии", "Ана-

литическая химия", "Физико-химические методы анализа", а также по специальным дисциплинам выпускающих кафедр. Дисциплина является предшествующей для производственной практики и используется при формировании содержания итоговой государственной аттестации.

2. Очистка и рекуперация промышленных выбросов

Проблемы, связанные с защитой окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами, разнообразны и сложны. Использование воды и воздуха современными промышленными предприятиями, в т.ч. предприятиями химической переработки древесины, можно охарактеризовать как повсеместное, многоцелевое и крупномасштабное, поэтому охрана воздушного и водного бассейнов от загрязнения жизненно важно для всего человечества.

Для эффективной защиты окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами необходима подготовка специалистов, сочетающих высокую инженерную квалификацию с надлежащим уровнем экологических знаний. Такие специалисты должны уметь не только решать задачи, связанные с совершенствованием технологических процессов, расчетом, проектированием и эксплуатацией очистных сооружений, но и учитывать особенности различных регионов и грамотно прогнозировать

4

возможные последствия воздействия промышленных выбросов на природные объекты.

Жизнь и хозяйственная деятельность человечества неразрывно связаны с использованием природных ресурсов и изменением состояния окружающей природной среды. Проявления негативного антропогенного воздействия на природу приняли за последние десятилетия грандиозные масштабы, что стало угрожать здоровью и благополучному существованию человека. Поэтому проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды повсеместно приобрели первостепенное значение.

Сточные воды и газопылевые выбросы предприятий химической переработки древесины активно воздействуют на окружающую природную среду: сбросы сточных вод оказывают ощутимое влияние даже на водоѐмы. Важной проблемой охраны окружающей среды является сокращение выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду до уровня, позволяющего достигнуть установленных для них величин предельно допустимых концентраций (ПДК). Поэтому на строительство очистных сооружений расходуются значительные средства, достигающие 10…20 % от стоимости промышленных предприятий.

В настоящее время ряд отечественных предприятий имеют внеплощадочные сооружения механической и биологической очистки, где перерабатывается более 80 % суммарного объема сточных вод, загрязненных органическими веществами. Необходимо повсеместно обеспечить на основном производстве условия проведения технологических процессов, исключающие утечки и переливы производственных вод, перерасход химикатов, залповые сбросы сточных вод и другие действия, нарушающие нормальную работу очистных сооружений.

Актуальными проблемами развития технологий очистки сточных вод являются разработка новых и совершенствование существующих методов очистки, в частности мембранных методов, заслуживающих более широкого применения; обеспечение очистных сооружений современной аппаратурой и контрольно-измерительными приборами; повышение инженер- но-технической и экологической грамотности обслуживающего персонала. Неотложной проблемой является совершенствование способов утилизации осадков и шламов, образующихся в процессах очистки сточных вод.

В отрасли химической переработки древесины уделяется значительное внимание охране атмосферного воздуха от загрязнения выбросами целлю- лозно-бумажных комбинатов, лесопромышленных комплексов, крупных деревообрабатывающих предприятий. Основные источники загрязнения воздуха взвешенными частицами и газообразными примесями оснащены установками очистки выбросов. Для предприятий разработаны нормативы предельно допустимых или временно согласованных выбросов загряз-

5