Термическое загрязнение
Термическое загрязнение является формой промышленных отходов, определяемой как вредное повышение или понижение нормальной (обычной) температуры воды в принимающей воде, вызванное отведением теплоты из созданных человеком сооружений. Предприятиями, производящими больше всего загрязняющей теплоты, являются электростанции, работающие на ископаемом (нефть, газ и уголь) и ядерном топливе, сталепрокатные цеха, нефтеочистные, химические, целлюлозо-бумажные и перегонные заводы, и прачечные.
Воздействие тепловых отходов на принимающую воду.
В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озёра горячих стоков с промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим, времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают.
Тепловой шок - это крайний результат теплового загрязнения. Результатом сброса в водоёмы нагретых стоков могут быть иные, более коварные последствия. Одним из них является влияние на процессы обмена веществ. Согласно закону Ван Хоффа, скорость химической реакции удваивается с увеличением температуры на каждые 10 С. Поскольку температура тела холоднокровных организмов регулируется температурой окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных. В свою очередь это повышает их потребность в кислороде. В то же самое в результате повышения температуры воды содержание в ней кислорода падает, тогда как потребность в нём живых организмов возрастает. Возросшая потребность в кислороде, его нехватка вызывают жестокий физиологический стресс и даже смерть. В летнее времяповышение температуры воды всего на несколько градусов может вызвать 100%-ную гибель рыб и беспозвоночных, особенно тех, которые обитают у южных границ температурного интервала.
Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб - вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию. Если разрушающая сила электростанций превышает способность видов к самовосстановлению, популяция приходит в упадок.
Повышение температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоёмов. Характерные для холодной воды водоросли заменяются более теплолюбивыми и, наконец, при высоких температурах полностью ими вытесняются.
Контроль термического загрязнения
Основными подходами к осуществлению контроля термического загрязнения являются:
· обеспечение более высокого коэффициента полезного действия электростанций
· использование охлаждающих башен
· использование изолированных охлаждающих прудов
· изучение альтернативных методов производства энергии, например, гидроэлектростанций.
Установлены пределы теплового загрязнения. Они относятся, как правило, к режимам водоёмов, так как по сложившейся технологии отвода «тепловых отходов» водоёмы (реки, озёра, моря) принимают основную часть сбросного тепла и наиболее страдают от теплового загрязнения. Принято, что вода водоёма не должна подогреваться больше, чем на 3°С по сравнению с естественной температурой водоёма.
Радикальным методом защиты от теплового загрязнения вод является система оборотного водоснабжения.
Способы утилизации тепловых отходов электростанций:
1) орошение сельскохозяйственных земель (правда, это ведёт к возрастанию безвозвратных потерь воды, раздел;
2) использование в тепличном хозяйстве;
3) подогрев свежей воды, поступающей на электростанцию, для предупреждения осаждения солей на стенках трубопроводов;
4) поддержание северных морских гаваней в свободном ото льда состоянии;
5) перегонка мазута и других тяжёлых нефтепродуктов;
6) аквакультура – разведение рыб для вылова, выращивание тепло-любивых видов в северных районах;
7) получение дополнительной электроэнергии, например, с помощью термоэлементов;
8) защита животных в природе путём устройства подогреваемых зимой прудов для водоплавающей птицы;
9) ликвидация туманов и очистка посадочных и рулевых дорожек при обеспечении безопасности в аэропортах.
Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий (Родионов)
Основным направлением уменьшения сброса сточных вод и загрязнения ими водоемов является создание замкнутых систем водного хозяйства.
Под замкнутой системой водного хозяйства промышленного предприятия понимается система, в которой вода используется в производстве многократно без очистки или после соответствующей обработки, исключающей образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем.
Под замкнутой системой водного хозяйства территориально-промышленного комплекса, района или центра понимается система, включающая использование поверхностных вод, очищенных промышленных и городских сточных вод на промышленных предприятиях, на земледельческих полях для орошения при выращивании сельскохозяйственных культур, для полива лесных угодий, для поддержания объема (уровня) воды водоемов, исключающих образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем.
Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается в случае, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды в этих системах, допускается также расход ее в технологических операциях, в которых очищенные сточные воды не могут быть использованы по условиям технологии или гигиены. Свежая водарасходуется только для питьевых и хозяйственно-бытовых целей.
Необходимость создания замкнутой системы производственноговодоснабжения обусловлена: дефицитом воды; исчерпанием ассимилирующей разбавляющей и самоочищающей способности водногообъекта, принимающего сточные воды; экономическими преимуще-ствами перед очисткой сточных вод до требований, предъявляемыхводоохранным контролем. Таким образом, организация замкнутойсистемы целесообразна, когда затраты на рекуперацию воды и веществ, выделенных из сточной воды и переработанных до товарногопродукта или вторичного сырья, ниже суммарных затрат на водоподготовку и очистку' сточной воды до показателей, позволяющих
сбрасывать ее в водные объекты без загрязнения последних. В тех случаях, когда создание замкнутых систем водоснабжения диктуется экологическими требованиями, должен быть выбран оптимальный вариант с экономической точки зрения.
Замкнутая система должна обеспечить рациональное использование воды во всех технологических процессах, максимальнуюреку перацию компонентов сточных вод, сокращение капитальных и эксплуатационных затрат, нормальные санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала, исключение загрязненияокружающей среды.
Очищенная вода должна соответствовать качеству' технологической воды. Замкнутые системы водного хозяйства следует вводить навновь строящихся предприятиях и на действующих, подлежащих реконструкции. В последнем случае, внедрение замкнутых систем идетпостадийно с постоянным увеличением оборотного водоснабженияпо мере усовершенствования технологии.
Оценка систем водного хозяйства проводится путем сравненияследующих показателей: удельного расхода воды, в том числе свежей, на единицу продукции; удельного расхода реагентов, электроэнергии и тепла на очистку сточных вод; абсолютного количества
товарного продукта, получаемого при очистке сточных вод; экономических показателей, в том числе себестоимости, рентабельности,фондоемкости, фондоотдачи; годового экономического эффекта поприведенным затратам; экологических показателей (о закачке жидких отходов в подземные горизонты, складировании твердых отходов, о состоянии воздушного бассейна, флоры и фауны).