поиск |
|
Продукция | Расход оборотной и последовательно используемой воды, м3 | Расход свежей воды из источника, м3 | Общий расход воды, м3/т | Безвозвратное потребление и потери воды, м3 | Кол-во сточных вод, м3 | ||
Удобрения | | | | | | ||
азотные | 57,3 | 4,3 | 61,6 | 3,4 | 0,9 | ||
сложные | 47 | 5 | 52 | 2,1 | 2,3 | ||
Хим. ср-ва защиты растений | 290 | 2 | 292 | 1,25 | 0,75 | ||
Сода | | | | | | ||
кальцинированная | 120 | 5 | 125 | 3 | 15,2 | ||
каустическая (известковый способ) | 122 | 1,5 | 123,5 | 1,5 | 0 | ||
Серная кислота | 72 | 5 | 77 | 2 | 3 | ||
Поликарбонатные и полиформальдегидные смолы | 1028 | 50 | 1078 | 39 | 11 | ||
Синтетич, волокна | 2300 | 290 | 2590 | 95 | 195 | ||
Нефтеперерабатывающих и нефтехим. произ-в (в расчете на 1 т нефти) | 51 | 1.4 | 52,4 | 1,1 | 0,3 | ||
Осн. направление рационального потребления воды-создание замкнутых систем водоснабжения, исключающих образование к.-л. отходов и сброс сточных вод в водоемы, т.е. многократное использование воды и переработка всех загрязняющих веществ. Удаление примесей из сточных вод осуществляют с помощью эффективных методов очистки. Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается при нехватке очищенных стоков для восполнения потерь воды в этих системах. Применение свежей воды возможно также в производств. процессах, в которых очищенные сточные воды нельзя использовать по условиям технологии или гигиены. Организация замкнутых систем целесообразна, если затраты на рекуперацию воды и веществ, выделенных из стоков и переработанных до товарных продуктов или вторичного сырья, ниже затрат на водоподготовку и очистку сточных вод до показателей, позволяющих сбрасывать их в водоемы без загрязнения последних. На действующих предприятиях внедрение замкнутых систем происходит поста-дийно с постепенным увеличением доли оборотного водоснабжения.
Очистка сточных вод. Классификация стоков. В зависимости от условий образования различают сточные воды: промышленные; атмосферные (образуются в результате выпадения атм. осадков и, загрязняясь минер. и орг. веществами, стекают с территории предприятий); хозяйственно-бытовые (содержат примерно 42% минеральных и 58% по массе орг. примесей).
Пром. сточные воды представляют собой жидкие отходы, которые образуются при переработке неорг. и орг. сырья. Источники сточных вод в технол. процессах: 1) воды, образующиеся при протекании хим. реакций (загрязнены их продуктами и исходными веществами); 2) воды, находящиеся в виде своб. и связанной влаги в сырье или исходных продуктах и выделяющиеся при их переработке; 3) воды от промывок сырья, продуктов и оборудования; 4) маточные водные растворы; 5) водные экстракты и абсорбенты; 6) хладагенты; 7) прочие-воды вакуум-насосов, конденсаторов смешения, установок гидрозолоудаления, от мытья тары и др. Кол-ва образующихся сточных вод определяются видом хим. произ-ва (см. табл.).
Сточные воды загрязнены исходным сырьем, всевозможными неорг. и орг. веществами. Напр., сточные воды произ-в неорг. солей содержат кислоты, щелочи. фториды. сульфаты и др.; сточные воды произ-в основного орг. и нефтехим. синтеза-жирные кислоты, спирты. альдегиды. кетоны, ароматич. соед. и т.п. В состав стоков произ-в мн. продуктов, кроме растворимых в воде, входят коллоидные примеси, а также взвешенные (мелко- либо грубодисперсные) вещества, плотность которых м. б. больше или меньше плотности воды. Концентрации в сточных водах указанных примесей весьма неодинаковы.
Ежегодно во внутр. водоемы и моря сбрасывают 150 км3 сточных вод, в т. ч. 40 км3 без к.-л. очистки. Сброс неочищенных сточных вод в водоемы изменяет качество прир. вод: снижается рН; повышается содержание тяжелых металлов и неметаллов (Pb, Hg, Cd, Zn, As), нитратов и нитритов, фосфатов, ПАВ, пестицидов и продуктов их распада; уменьшаются содержание кислорода и прозрачность; увеличивается кол-во вирусов и бактерий.
Классификация методов очистки. Для потребления в оборотных системах и технол. процессах сточные воды подвергают очистке до необходимого качества, которое зависит от вида хим. произ-ва. В промышленности применяют мех., хим., физ.-хим., биохим. и термич. методы очистки, подразделяемые на рекуперационные и деструктивные. Рекуперац. методы предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку всех ценных веществ. С помощью деструктивных методов вещества, загрязняющие сточные воды, подвергаются разрушению путем окисления или восстановления; продукты деструкции удаляются из стоков в виде газов или осадков.
Мех. методы используют для предварит. очистки сточных вод. Хим. и физ.-хим. методы очистки применяют раздельно, а также для достижения наиб. эффекта в сочетании с мех. и биохим. методами; физ.-хим. очистка благодаря определенным преимуществам (см. ниже) м. б. использована вместо биохимической. Классификация осн. методов очистки приведена на рис. 1.
Мех. очистку осуществляют методами процеживания, отстаивания и фильтрования для выделения из сточных вод нерастворимых грубодисперсных примесей.
Процеживание через наклонные решетки из металлич. прутьев (расстояние между ними 15-20 мм) или через сетки с отверстиями 0,5-1 мм проводят для защиты очистных сооружений от попадания со сточными водами камней, кусков дерева, тряпок и т. п.
Цель отстаивания (см. Осаждение) - удаление твердых и жидких нерастворимых примесей. Для этого используют отстойники периодич. и непрерывного действия, которые по направлению движения сточных вод делят на горизонтальные, вертикальные и радиальные. Загрязнения с плотностью, меньшей, чем у воды (нефтепродукты, смолы и др.), удаляют при всплывании их в горизонтальных и радиальных нефтеловушках, которые по устройству мало отличаются от отстойников. Нефтепродукты, всплывающие на пов-сть воды, с помощью нефтесборных труб удаляются на дальнейшую переработку. Степень очистки 60-70%.
Для повышения эффективности отстаивания и всплывания примесей применяют тонкослойные горизонтальные и радиальные отстойники и ловушки, состоящие из водораспре-делит., водосборной и отстойной зон. Последняя разделена трубчатыми или пластинчатыми элементами на ряд слоев небольшой глубины (до 150 мм), что ускоряет отстаивание и позволяет уменьшить размеры аппаратуры.
Осаждение взвешенных частиц из сточных вод интенсифицируют воздействием на них центробежных и центро-стремит. сил в низконапорных (открытых) и напорных гидроциклонах. Для выделения тяжелых примесей используют открытые гидроциклоны разл. конструкций, в т. ч. многоярусные, где реализован принцип тонкослойного отстаивания. Среди напорных гидроциклонов распространены конические, которые эффективнее открытых, но потребляют больше энергии. В ряде случаев осадки из сточных вод выделяют в отстойных центрифугах (см. Центрифугирование).
Тонкодиспергир. твердые или жидкие вещества выделяют из сточных вод фильтрованием через пористые перегородки под действием гидростатич. давления столба жидкости, повыш. давления над перегородками и вакуума после них. В качестве перегородок применяют металлич. перфорир. листы и сетки из кислотостойкой стали, алюминия, никеля, меди, латуни и др., разл. ткани, керамику и слои зернистых материалов (кварцевый песок, дробленый гравий, коксовая мелочь, бурый или каменный уголь, торф и т.д.). Выбор перегородок зависит от свойств сточных вод, температуры и давления фильтрования, а также от конструкций фильтров.
При больших объемах сточных вод используют фильтры с сетчатыми элементами (микрофильтры и барабанные сетки) и с зернистым слоем. Фильтр последнего типа представляет собой резервуар, в ниж. части которого размещено дренажное устройство для отвода воды. На дренаж укладывается слой поддерживающего материала, а затем фильтрующий материал. Фильтры с зернистым слоем подразделяют на открытые (высота слоя 1 -2 м), закрытые (0,5-1,0 м; напор воды создается насосами), медленные (для очистки некоагулир. сточных вод, скорость фильтрования 0,1-0,3 м/ч) и скоростные (12-20 м/ч). Промывку фильтров осуществляют очищенной водой, подавая ее в кол-ве 6-7 л/(м2·с) через зернистый слой снизу вверх; для облегчения промывки слой иногда разрыхляют путем продувки сжатым воздухом.
Для удаления примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются, используют флотацию. Наиб. распространены установки напорной флотации. В них сточные воды сначала насыщаются воздухом в напорной емкости при давлении 0,15-0,40 МПа, затем водовоздушная смесь поступает во флотац. камеру, работающую при атм. давлении. В камере воздух выделяется в виде пузырьков, которые, поднимаясь, захватывают взвешенные частицы. Пенный слой, образующийся на пов-сти воды и содержащий загрязнения, удаляется из камеры. Достоинства процесса: высокая степень очистки (85-98%), широкий диапазон выделяемых из воды примесей, небольшие капитальные затраты, большая скорость по сравнению с отстаиванием, возможность получения шлама меньшей влажности.
Для укрупнения дисперсных частиц с целью ускорения процессов осаждения тонкодиспергир. примесей используют разл. коагулянты (напр., оксихлорид и сульфат алюминия, алюминат натрия, сульфаты и хлорид железа) и флокулянты (полиакриламид и др.), дозы которых зависят от концентрации загрязнений. Напр., коагулянтная очистка включает след, стадии: дозирование и смешение коагулянтов со сточными водами (в дырчатых, перегородчатых, вертикальных и с лопастными мешалками смесителях); хлопьеобразование (в вихревых, перегородчатых, водоворотных камерах); осаждение (в отстойниках или гидроциклонах). При электрокоагуляции сточные воды пропускают через электролизер с растворимыми стальными или алюминиевыми анодами. Под действием электрич. тока металл растворяется, в результате чего в воду переходят катионы железа или алюминия; последние, встречаясь с группами , образуют хлопьевидные гидроксиды, и происходит интенсивная коагуляция.
Р-римые примеси удаляют из сточных вод с помощью хим. и физ.-хим. методов.
Химическая очистка связана с использованием разл. реагентов, которые вводятся в стоки и вступают во взаимод. с вредными примесями; последние окисляются или восстанавливаются с получением малотоксичных веществ либо переводятся в малорастворимые соед. и отделяются в виде осадков, которые захороняют, складируют или используют как сырье. Наиб. широко применяют методы нейтрализации и окисления активным хлором, кислородом воздуха, озоном и др.
Нейтрализацию проводят путем окисления кислых и щелочных сточных вод, добавления ряда реагентов [наиб. дешевый-известковое молоко, содержащее 5-10% активной Ca(OH)2], фильтрованием кислых вод через нейтрализующие вещества и поглощением кислых газов щелочными сточными водами или абсорбцией аммиак. кислыми водами.
Хлор, хлорную известь, гипохлориты, хлораты, диоксид хлора используют как окислители для очистки сточных вод от сер.водорода, неорг. гидросульфидов, метилсернистых соед., фенолов, цианидов и др. При очистке озоном последний в виде озоновоздушной или озонокислородной смеси, содержащей 3% по объему О3, подают в сточные воды; для увеличения пов-сти контакта газовую смесь диспергируют. Окисление с помощью озона позволяет одновременно обесцвечивать сточные воды, устранять привкусы и запахи, а также осуществлять деструкцию фенолов, нефтепродуктов, сер.водорода, соед. мышьяка, ПАВ, красителей, канцерогенных ароматич. углеводородов, пестицидов и др.
Физико-химическая очистка. Для глубокой очистки сточных вод от растворенных орг. веществ после биохим. очистки (см. ниже), а также в локальных установках, если концентрация этих веществ в стоках невелика и они биологически не разлагаются или сильно токсичны, применяют разл. адсорбц. процессы (см. Адсорбционная очистка, Адсорбция). Такая очистка м.б. рекуперативной, т.е. с извлечением из адсорбента примесей и их утилизацией, или деструктивной -с разрушением примесей и адсорбента и выбросом продуктов деструкции. В качестве адсорбентов используют активные угли, силикагель, цеолиты и др., а также некоторые отходы (шлаки, золы, опилки и т.д.).
Ионообменная очистка наиб, распространена для обессо-ливания воды (см. Ионный обмен). Разработаны процессы очистки с применением прир. и синтетич. ионообменных сорбентов (см. Иониты}. Для очистки сточных вод от фенолов, масел, орг. кислот и др. используют экстракцию жидкостную; она м. б. экономически целесообразна, если стоимость извлекаемых веществ компенсирует все затраты на его проведение. Обратный осмос и ультрафильтрацию (см. Мембранные процессы разделения) применяют для удаления из воды минер. солей и в локальных установках для извлечения др. примесей; эффективность очистки зависит от свойств мембран. Для удаления из стоков токсичных газов чаще всего проводят десорбцию с помощью инертного компонента в насадочных или тарельчатых колоннах при нагр. (см. Абсорбция).
Биохимическая очистка служит осн. методом обезвреживания сточных вод от орг. загрязнителей, которые окисляются микроорганизмами. На практике широко распространены аэробные процессы, протекающие в естеств. условиях на спец. участках земли (т. наз. полях орошения или фильтрации) либо в искусств. сооружениях (аэротенках и биофильтрах).
Аэротенки - железобетонные аэрируемые резервуары. Очистка происходит по мере прохождения через аэротенк аэрируемой смеси сточных вод и активного ила. Последний включает скопление микроорганизмов (в осн. 12 видов бактерий и простейших) и твердый субстрат (отмершая часть остатков водорослей и водных организмов). Хим. состав активного ила определяется составом сточных вод (см. также ниже); например, для стоков произ-в азотных удобрений ил имеет состав C90H167O52N24S8. Качество ила зависит от скорости его осаждения и степени очистки сточных вод, Орг. вещества с помощью белка-переносчика попадают внутрь клеток микроорганизмов, где происходит окисление примесей, сопровождаемое выделением энергии и синтезом новых веществ с затратой энергии. Роль катализаторов превращений орг. примесей выполняют ферменты. Для разрушения сложной смеси орг. веществ необходимо 80-100 разл. ферментов. Микроорганизмы потребляют только растворенный в стоках кислород; насыщение им воды осуществляют аэрацией. При очистке образуется избыток активного ила, который утилизируют (см. ниже).
В биофильтрах (колонны с фильтрующим материалом) очистка происходит при фильтровании стоков через слой загрузки (котельный шлак, щебень, гравий, керамзит и др.), покрытый пленкой микроорганизмов. Биопленка выполняет ту же ф-цию, что и активный ил. Однако в ней число микроорганизмов меньше, чем в иле, поэтому окислит. мощность биофильтров ниже мощности аэротенков.
Для интенсификации аэробной очистки сточных вод вместо воздуха начинают использовать техн. кислород.
Очистку высококонц. стоков и обезвреживание осадков осуществляют анаэробно, т. е. без доступа кислорода в спец. аппаратах - метантенках; образующийся газ (63-65% СН4, 32-34% СО2) м. б. использован для энергетич. нужд.
По сравнению с биохим. методами физ.-хим. методы очистки сточных вод обладают след. преимуществами: позволяют выделять токсичные, биохимически неокисляемые орг. загрязнения и рекуперировать разл. вещества; менее чувствительны к изменениям состава и кол-в стоков и обеспечивают их более глубокую и стабильную очистку; характеризуются лучшей изученностью кинетики, а также вопросов моделирования и оптимизации процессов очистки, что обеспечивает правильный выбор и расчет аппаратуры; не связаны с контролем за жизнедеятельностью микроорганизмов; позволяют полностью автоматизировать процессы очистки.
Термическая очистка. Сильно минерализованные и очень токсичные сточные воды, которые не удается очистить перечисл. методами, термически обезвреживают или закачивают в подземные скважины. При термич. обезвреживании жидкие отходы концентрируют с послед. выделением растворенных веществ; подвергают обработке с целью жидкофазного окисления орг. веществ, а также их окисления в присутствии катализатора при атм. или повыш. давлении; перерабатывают с помощью огневого метода непосредственным распылением в топочные газы. Концентрирование примесей производят в одно- и многоступенчатых выпарных установках, а выделение солей-в кристаллизаторах или распылит. сушилках. Установки жидкофазного окисления орг. веществ растворенным кислородом воздуха позволяют обезвреживать стоки с низким содержанием примесей без предварит. концентрирования; полученные при этом продукты остаются в сточных водах, но не содержат вредных веществ.
При огневом обезвреживании горючие пром. отходы, содержащие примеси мазута, масел и нефтепродуктов, отработанные растворители, спирты. эфиры сжигают в спец. установках без добавления топлива. Негорючие сточные воды распыляют в топочные газы с температурой 900-1000 °С. При этом вода полностью испаряется, орг. примеси сгорают, превращаясь в газообразные продукты, а минер. вещества образуют твердые или расплавл. частицы. Для сжигания горючих и негорючих сточных вод пригодны камерные, шахтные, циклонные печи и печи с пссвдоожиж. слоем. Установки м. б. с очисткой и без очистки отходящих в атмосферу газов, с рекуперацией и без рекуперации теплоты. Огневой метод требует большого расхода топлива (обычно 250-300 кг условного топлива на 1 т стоков) на испарение воды и полного сгорания токсичных примесей.
Эффективность методов очистки и их выбор. Перед подачей на очистные сооружения сточные воды обычно поступают в аппараты, в которых усредняются их состав и расход. Эффективность разл. методов очистки: механических-50-70%, химических-80-90%, физико-химических - 90-95%, биохимических - 85-95%.
Метод очистки и инженерное оформление соответствующего процесса выбирают, принимая во внимание: 1) санитарные и техн. требования к качеству очищенных вод и направления их дальнейшего использования; 2) кол-во стоков; 3) наличие на предприятии необходимых для их обезвреживания энергетич. и материальных ресурсов (пар, топливо, сжатый воздух, электроэнергия, сорбенты, реагенты), а также площадей для сооружения очистных установок; 4) эффективность обезвреживания сточных вод.
В качестве примера правильного учета упомянутых факторов, охраны и рационального использования водных ресурсов служит осуществленная в Первомайском пром. узле (Украина) замкнутая система водопотребления (рис. 2). В нее включены сточные воды города, ТЭЦ, хим. завода и иных пром. предприятий. В каждом хим. произ-ве предусмотрены самостоят. водооборотные циклы с локальными очистными установками и повторное использование очищенных стоков. На общезаводских сооружениях проводится биохим. очистка сточных вод предприятий пром. узла, а также городских вод. Минерализов. воды опресняют на термич. установке, а концентрир. рассолы захороняют в подземные скважины. Отходы после очистки сточных вод и отходы хим. произ-ва перерабатывают с получением белково-вита-минного концентрата, азотных удобрений, Na2SO4, поли-винилхлоридных плиток. В результате потребление пром. узлом свежей воды снизилось в 6 раз, а загрязнение водоемов сведено к минимуму.
Рекуперация твердых отходов
Общие положения. В связи с ускоренным развитием хим. отраслей промышленности кол-во твердых отходов произ-ва в мире возрастает, достигнув только в СССР 100 млн. т/год (1988). Поэтому их рекуперация занимает важное место в системе мероприятий по охране окружающей среды.
К числу твердых отходов хим. произ-в относят разл. осадки, шламы, огарки, золу, пыль, смолы, пластмассы, резин., хвосты флотац. обогащения и др. Часто в отходы попадают неиспользуемое сырье и бракованные готовые продукты. Все виды этих отходов м. б. использованы как исходное сырье в иных отраслях промышленности. Это позволяет значительно экономить первичные сырье и материалы и создавать экологически безопасные ресурсосберегающие произ-ва.
Переработка крупнотоннажных отходов. Экологически и экономически особенно важна переработка крупнотоннажных отходов, наиб. интересные примеры которой приведены ниже.
Пиритные огарки. При получении H2SO4 из сер.ого колчедана после выделения осн. кол-ва сер. остается твердый рассыпчатый порошок - пиритный огарок (на каждую тонну кислоты 0,6 т огарка). Последний содержит 40-63% Fe, 1-2% S, 0,33-47% Сu, 0,42-1,35% Zn, 0,32-0,58% Pb, 10-20 г/т драгоценных металлов. Огарки используют в осн. в цементной промышленности (минерализующая добавка к порт-ландцементной шихте); предложены процессы извлечения цветных металлов, а также произ-ва чугуна и стали. Начинают функционировать установки по комплексной переработке пиритного концентрата методом плавки в жидкой ванне.
Фосфогипс-отход произ-ва экстракционной фосфорной кислоты сер.окислотным способом. На 1 т кислоты при переработке апатитового или фосфоритового концентрата получают соотв. 4,25 и 5,6 т фосфогипса-CaSO4·2H2 О с примесями фосфатов. Осн. масса фосфогипса сбрасывается в отвалы; организация таких отвалов требует больших капитальных и эксплуатац. затрат. Наиб. рациональные направления утилизации фосфогипса - получение гипсовых вяжущих веществ и цемента (по этой технологии перерабатывают 2,5% производимого в мире фосфогипса). Др. направления использования: для произ-ва H2SO4 и извести восстановлением CaSO4 x 2Н2О с помощью кокса или продуктов конверсии прир. газа; для получения сульфата аммония обработкой суспензии фосфогипса раствором (NH4)2CO3 (процесс не получил пром. развития из-за невысоких агрохим. качеств сульфата аммония и больших объемов его получения в др. произ-вах, например при очистке коксового газа); для внесения в почву как местное минер. удобрение (содержит 0,5% по массе неотмытой Н3РО4); для хим. мелиорации солонцовых почв (при внесении гипса в такие почвы образуется Na2SO4, который легко из них вымывается; для гипсования солонцов на 1 га почвы вносят 6-7 т фосфогипса). В с. х-ве, цементной и др. отраслях промышленности СССР использовалось более 2 млн. т фосфогипса (1990).
Галитовые отходы образуются в произ-ве хлорида калия из сильвинита (2,5-3,0 т на 1 т удобрения.. Они содержат в осн. NaCl, а также небольшие кол-ва КСl, MgCl2, CaSO4 и др. Большую часть отходов складируют в отвалах (в СССР св. 500 млн. т, 1990), направляют на захоронение в выработанные шахты или растворяют в воде и закачивают в подземные поглощающие горизонты. Для складирования и захоронения таких отходов необходимы значит. площади земель, которые выводятся из с.-х. произ-в. Направления использования: выработка техн. или пищевой поваренной соли. приготовление рассолов для получения кальцинир. соды или хлора и каустич. соды (диафрагменный электролиз растворов NaCl). Из ежегодно образуемых 50-60 млн. т отходов В СССР использовалось до 20 млн. т (1990).
Отходы пластмасс подразделяют на производственные и потребления. Направления утилизации технол. отходов (глыбы, слитки, обрезки и др.): мех. переработка с целью приготовления той же продукции, при получении которой они образовались, и менее ответств. изделий (напр., с.-х. пленка и мешки для минер. удобрений, тара для упаковки хим. реактивов и товаров бытовой химии. детские игрушки); хим. переработка с получением чистых полимеров, пластификаторов, мономеров и их производных; термич. переработка, например пиролиз с образованием сырья для орг. синтеза и углеродсодержащего остатка (основа активных углей, используемых в системах очистки отходящих газов и сточных вод). Загрязненные пром. и бытовые отходы применяют для строит. нужд (наполнители; разл. изделия -плиты, блоки, трубы, кровля и др.); переработка таких отходов наиб. трудоемка, поскольку связана с их сбором, сортировкой, очисткой от посторонних примесей, уплотнением и гранулированием. Некоторые виды пластмасс (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид) способны к биодеструкции, т. е. могут разлагаться под действием бактерий, плесени и грибков; для интенсификации процесса добавляют крахмал и Fe2O3, которые служат центрами биораспада. Разрушение пластмасс возможно под действием УФ излучения; однако продукты распада отходов загрязняют окружающую среду. Осн. направления переработки: пиролиз, деполимеризация с получением исходных продуктов; вторичная переработка.
Отходы резин.вых технических изделий. Из таких отходов на долю изношенных покрышек приходится 90%. Для переработки покрышки превращают в резин.вую крошку; при этом текстильный и металлич. корд отделяют соотв. воздушными и магн. сепараторами. Крошку используют для произ-ва регенерата и строит. работ (битумно-резиновые антикорроз. мастики, гидроизоляц. и кровельные рулонные материалы и др.). Некоторое кол-во отходов применяют для изготовления изделий широкого потребления (резиновых трубок, ковриков, рукавиц, фартуков и т.д.). Остальную часть этих отходов вывозят на свалки или сжигают. Одно из возможных направлений их использования - пиролиз с получением жидких углеводородов (топливо) и твердого остатка - кокса (сырье для получения сажи или активного угля).
Кислые гудроны-один из осн. отходов, образующихся при сер.окислотной очистке масел, парафинов, керосино-газойлевых фракций, а также в произ-вах сулъфонатных присадок, синтетич. моющих ср-в, флотореагентов. Эти отходы представляют собой смолообразные вязкие массы, содержащие H2SO4 (15-70%), воду и орг. вещества (сернистые соед., смолисто-асфальтеновые вещества и др.). Наиб. перспективные продукты утилизации: SO2, перерабатываемый в H2SO4, высокосернистые коксы, дорожные битумы.
Отходы очистки сточных вод. К этим отходам относятся многочисл. осадки, состав которых весьма разнообразен. Напр., при биохим. очистке сточных вод образуется избыточный активный ил, содержащий 99% влаги и ок. 160 г биомассы на 1 м3 жидкости; в расчете на сухое вещество в состав ила входят 37% белков, 20-35% аминокислот и витамины группы В. Для обеззараживания ил обезвреживают, уплотняют, стабилизируют и подвергают термич. переработке с получением белково-витаминных кормовых продуктов для с.-х. животных и техн. витамина В12.
Кроме перечисл. твердых отходов для хим.-лесного комплекса характерна также обширная номенклатура др. отходов, которые еще недостаточно используются.
Охрана окружающей среды от теплового загрязнения
Тепловое загрязнение окружающей среды происходит в результате протекания экзотермич. технол. процессов, потерь теплоты от нагретых пов-стей оборудования (печей, реакторов, сушилок, теплообменников и т. п.), с топочными газами, с готовой продукцией и отходами, с горячей водой и паром, отработанными в технол. установках, и др. Наиб. кол-во теплоты выделяется в произ-вах аммиак., азотной и сер.ой кислот, соды, мономеров для СК и т.д. Вся выделяющаяся теплота представляет собой вторичные энергетич. ресурсы (ВЭР) к, наряду с горючими отходами, утилизируется.
Для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду технол. оборудование уплотняют и изолируют; охлаждают горячую воду в теплообменниках, градирнях и прудах-испарителях; разрабатывают технол. процессы с выделением миним. кол-в отходящих газов, горячей воды и горючих отходов; используют ВЭР в замкнутых энерготехнол. циклах (см. Эксергетический анализ); сжигают горючие отходы всех видов в установках, снабженных котлами-утилизаторами, с выработкой пара, горячей воды и электроэнергии; используют теплоту дымовых газов в рекуператорах для подогрева воздуха, топлива или технол. сырья, а также для выработки пара. Степень утилизации горючих ВЭР составляет: на предприятиях по произ-ву минер. удобрений-50%, в нефтепереработке и нефтехимии -90%, на химических -92% (1988). В меньшей степени утилизируется теплота отходящих газов.
Роль химии в защите окружающей среды
Хим. отрасли промышленности относятся к отраслям х-ва, оказывающим отрицат. влияние на природу. Одновременно они имеют важное значение для осуществления мероприятий по ее охране: в разнообразную гамму хим. продукции входят разл. реагенты, сорбенты, ионообменные материалы, катализаторы и др., которые широко используются в системах очистки отходящих газов и сточных вод. На основе достижений хим. науки и произ-ва разработаны и создаются экологически чистые виды топлив (см., например, Альтернативные топлива, Водородная энергетика); новые электрохим. источники энергии, например свинцово-кислотные аккумуляторы для применения на транспорте (в т. наз. электромобилях); методы локализации загрязнений Мирового океана нефтью и нефтепродуктами; новые методы опреснения воды (подсчитано, что благодаря эффективному опреснению площади, пригодные для проживания, могут возрасти не менее чем на 20%). Одно из важных ср-в контроля за состоянием окружающей среды - аналит. химия загрязнений. Малоотходные процессы и эффективные методы переработки отходов разрабатывают в н.-и. и проектных организациях; в вузах и техникумах хим.-технол. профиля готовят специалистов для решения проблем охраны окружающей среды.
Лит.: Цыганков А. П., Балацкий О. Ф., Сенин В.Н., Технический прогресс-химия-окружающая среда, М., 1979; Химия окружающей среды, под ред. Дж. Бокриса, пер. с англ., М., 1982; Коузов П.А., Малыгин А.Д., Скрябин Т. М., Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности, Л., 1982; Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении, М., 1983; Наркевич И. П., Печковский В. В., Утилизация и ликвидация отходов в технологии неорганических веществ, М., 1984; Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов, М., 1985; Пономарев В. Г., Иоакимис Э. Г., Монгайт И.Л., Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, М., 1985; Ковалева Н.Г., Ковалев В. Г., Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности, М., 1987; Цыганков А. П., Сенин В. Н., Циклические процессы в химической технологии. Основы безотходных производств, М., 1988; Стадницкий Г. В., Родионов А. И., Экология, М., 1988; Горная энциклопедия, т. 4, М., 1989, с. 35-40; Родионов А. И., Клушин В. Н., Торочешников Н.С., Техника защиты окружающей среды, 2 изд., М., 1989; Шевченко М. А., Таран П.Н., Гончарук В. В., Очистка природных и сточных вод от пестицидов, Л., 1989; Бретшнайдер Б., Курфюрст И., Охрана воздушного бассейна от загрязнений: технология и контроль, пер. с англ., Л., 1989; Маршалл В., Основные опасности химических производств, пер. с англ., М., 1989. А. И. Родионов.