Оптимизация механизмов обезвреживания технологических отходов производства предприятий радиоэлектроники и приборостроения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.22, кандидат технических наук Жукова, Юлия Михайловна

• Жукова, Юлия Михайловна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Жукова, Юлия Михайловна

Введение.

Глава 1. Основные проблемы обеспечения безопасности и экологич-ности функционирования технологических процессов основных, вспомогательных и обслуживающих производств предприятий радиоэлектроники и приборостроения.

1.1. Технологические отходы производства предприятий радиоэлектронного профиля.

1.1.1. Отходы из загрязняющих веществ и аэрозолей воздуха.

1.1.2. Твердые производственные отходы.

1.1.3. Жидкие технологические отходы и сточные воды.

1.2. Об определении возможного вреда отходов радиоэлектронного производства, причиняемого ОС.

1.3. Основные методы и технологии очистки и обеззараживания жидких • # „ отходов предприятии радиоэлектроники, реализуемые на вспомогательных и обслуживающих производствах.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Роль биологического процесса в технике очистки жидких сред от тяжелых металлов и вредных органических веществ.

2.1. О механизмах самоочищения воды.

2.2. Биологическая очистка воды в аэротенках.

2.3. Биологические пруды и биоинженерные сооружения.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Характеристика объекта исследования и техника $ эксперимента.

3.1. Объект исследования.

3.2. Некоторые подходы к исследованию основных свойств объекта.

3.3. Аппаратура и методики исследований.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Оптимизация механизмов очистки фильтрата регионального полигона промышленных отходов.

4.1. О механизме изменения свойств технической воды при магнитной обработке.

4.2. Биологическая обработка фильтрата после его очистки в магнитном поле.

4.2.1. Особенности свойств фильтрата на этапе биологической очист- 116 ки.

4.2.2. Теоретические предпосылки биологической очистки фильтрата. Выбор оптимальных ВВР.

4.2.3. О модели распада веществ в биосооружении.

4.2.4. Выбор биоиндикатора для оценки качества очистки фильтрата

4.2.5. Изучение возможностей природных сорбентов.

4.2.6. Моделирование процессов в лабораторных условиях. Механизм очистки фильтрата в биосооружении.

4.3. Ультрафиолетовая обработка фильтрата полигона промышленных отходов

4.4. Нанофильтрация очищенных сточных вод.

4.5. Очистка фильтрата от Калужского регионального полигона промышленных отходов в практическом исполнении.

4.5.1. Предпроектные исследования.

4.5.2. Особенности конструкции биосооружения для реализации очистки фильтрата от полигона промышленных отходов.

Выводы к главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация механизмов обезвреживания технологических отходов производства предприятий радиоэлектроники и приборостроения»

В электронной и радиоэлектронной промышленности России за последние годы произошли позитивные изменения. В связи с общим ростом экономики возникла потребность в отечественных приборах и радиокомпонентах, с одной стороны, и, с другой, - появились отечественные, пользующиеся широким спросом, новые уникальные радиоэлектронные устройства, приборы и системы широкого спектра применения. Те радиоэлектронные предприятия, которые адаптировались к новым экономическим условиям, пройдя различные этапы акционирования и приватизации, и нашли ниши в мировом рынке для своей, как ранее выпускаемой продукции, так и для вновь созданной, ведут интенсивную производственную деятельность.

Возрастание мощности промышленного и сельскохозяйственного потенциала России, после некоторого-спада в годы стагнации, вновь привело к резкому ухудшению состояния окружающей среды. Загрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы (т.е. воздуха, воды и почвы) твердыми, жидкими и газообразными отходами промышленной деятельности достигло угрожающего состояния, что может привести к далеко идущим отрицательным последствиям для нынешних и будущих поколений россиян. Это связано с тем, что эти процессы в конечном счете приводят к истощению полезных ископаемых, пресной воды и т.п. Защита от загрязнений и охрана природы стала важнейшей глобальной проблемой.

Решение ее - в снижении антропогенной нагрузки на биосферу путем всемерного сокращения выбросов в нее вредных загрязняющих веществ, на первом этапе, и создание малоотходных и безотходных технологий - на вто-\ ром. Для радиоэлектронных предприятий это связано с разработкой и внедрением технологических процессов получения элементов и приборов, обеспечивающих комплексную переработку исходных материалов (сырья) с замкнутой системой водооборота или с полным улавливанием и использованием отходов производства в циклах реутилизации на вспомогательных и обслуживающих производствах.

Таким образом, важность изучения характера образования технологических и других отходов, техники их учета, переработки, механизмов обезвреживания, способов хранения и утилизации связана не только с фундаментальными исследовательскими задачами, но и с практической потребностью радиоэлектронных предприятий в разработке и применении ресурсосберегающих и природоохранных технологий.

Особенно важно знать информацию о характере обращения с теми видами технологических отходов радиоэлектронных и приборостроительных предприятий, с переработкой которых они не могут справиться и направляют их на полигоны промышленных отходов.

Научно-техническая информация о современных способах обезвреживания и обеззараживания различных отходов, применяемых в мировой практике, также важна применительно к анализу методов обработки промышленных и других отходов, образующихся на радиоэлектронных предприятиях, используемых их вспомогательными и обслуживающими производствами (цехами). Это касается прежде всего методов обработки сточных вод предприятий, после которых очищенная вода сбрасывается в системы очистных сооружений «Водоканала».

Общие явления, происходящие в очищаемых сточных водах при физико-химических и биологических воздействиях, являются также сферой аналитического исследования, поскольку их результаты позволяют оптимизировать механизмы влияния на процессы очистки водных сред от загрязняющих веществ.

Поскольку было выявлено, что наиболее опасным, с точки зрения влияния на окружающую среду, является отход радиоэлектронного производства - гальваношламы - депонированный на полигоне промышленных отходов, образующий фильтрат (сточную воду) с широким спектром загрязняющих веществ, отравляющих и воздух, и почву, и воду, он был и выбран в качестве объекта исследования в данной диссертационной работе. Поскольку в Калужском регионе сосредоточено значительное количество предприятий радиоэлектроники и приборостроения, депонирующих влажные гальванош-ламы на едином полигоне промышленных отходов, то и цели работы ставились соответствующим образом.

Целью диссертационной работы является создание основ обезвреживания наиболее экологически опасных отходов (гальваношламов) предприятий радиоэлектроники и приборостроения путем совершенствования физико-химических и биологических механизмов очистки и обеззараживания фильтрата (сточных вод) от гальваношламов.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать особенности возникновения технологических отходов радиоэлектронного и приборостроительного производства, и прежде всего, образующихся при нанесении различных покрытий химическими и гальваническими способами, методы их утилизации вспомогательными и обслуживающими подразделениями предприятий радиоэлектроники на основе системного подхода, как методической основы оценки качества, и эффективности их функционирования.

2. Изучить существующие способы и процессы, а также механизмы освобождения от железа, других тяжелых металлов и органических загрязнителей пресных и сточных вод, и оптимизировать их применительно к очистке фильтратов и стоков полигонов промышленных отходов от таких загрязнителей.

3. Получить экспериментальные и аналитические данные, дающие возможность разработки единого, комбинированного способа очистки фильтрата гальваношламов от регионального полигона промышленных отходов, в котором были бы задействованы физико-химические и биологические механизмы очистки воды от загрязняющих веществ.

4. Уточнить режимы очистки фильтратов полигонов промышленных отходов с целью оптимизации механизмов физико-химических и биологических процессов, протекающих при очистке стоков от гальваношламов, депонированных в полигон регионального уровня.

Научная новизна данной диссертационной работы состоит в том, что:

- на базе комплексного изучения различных способов очистки промышленных (сточных) вод установлены и систематизированы закономерности очистки фильтратов от полигонов промышленных отходов (влажных гальваношламов) при применении физико-химических и биологических с использованием высших водных растений методов;

- теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены возможные механизмы очистки фильтрата (сточной воды) от влажных гальваношламов до уровней предельно-допустимых концентраций содержащихся в ней загрязняющих веществ. Обнаружено повышение глубины очистки фильтрата при определенной последовательности прохождения сточной водой операций «аэрация с применением озона - магнитная обработка в поле постоянных магнитов чередующейся полярности - взаимодействие с определенным образом высаженными и функционирующими в биопруду высшими водными растениями»;

- обнаружено, что полное обеззараживание воды, вышедшей из биопруда с высшими водными растениями и доведение ее параметров до требований рыбохозяйственных водоемов, перед сбросом в них, обеспечивается УФ-обработкой или ультрафильтрацией.

Практическая ценность работы заключается в том, что ее научные результаты могут быть использованы:

- для разработки технологий обезвреживания и обеззараживания фильтратов полигонов и свалок промышленных отходов в различных регионах, с обязательным учетом условий, обеспечивающих адаптацию там высших водных растений;

- при разработке технологий переработки отходов гальванических производств промышленных предприятий, использующих техпроцессы, сходные с характерными для радиоэлектронных заводов;

- в учебных и образовательных процессах вузов радиоэлектронного и экологического профилей (МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГИРЭА, МГИЭМ и ДР-)

Положения, выносимые на защиту:

1. Из всех технологических отходов, образующихся в радиоэлектронном производстве, одними из самых опасных по неблагоприятному воздействию на окружающую среду являются отработанные растворы и промывные воды операций химического или гальванического нанесения различных покрытий, в т.ч. гальваношламы.

2. Закономерности и механизмы очистки фильтратов гальваношламов от загрязняющих веществ.

3. Установленная последовательность извлечения из сточных вод железа, тяжелых металлов, других загрязняющих веществ и разрушения патогенных микроорганизмов.

4. Составляющие и конструктивные особенности физико-химико-биологического способа обезвреживания и обеззараживания "фильтрата гальваношламов от полигона регионального уровня.

Апробация работы и публикации.

Апробация работы произведена на различных научно-технических конференциях и симпозиумах, таких как Российская конференция молодых ученых по математическому моделированию (г. Москва, 2000г.); Региональная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Калуга, 2000г.); Всероссийская научно-техническая конференция «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Калуга, 2000г.); Региональная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Калуга, 2001г.); Тридцать четвертые чтения, посвященные разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского (г.Калуга, 1999г.); Всероссийская научно-техническая конференция «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Москва, 2004г.); Всероссийская научно-техническая конференция, посвященная 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Москва, 2005г.) и др. Материалы диссертации опубликованы в 16 научных работах, в том числе три из них - в журнале «Наукоемкие технологии».

Личный вклад автора. Автору принадлежит конкретизация решаемых задач, выявленные параметры процессов при оптимизации механизмов обезвреживания технологических отходов гальванического производства, данные аналитических и экспериментальных исследований, выполненных в работе, а также техника обработки и обобщения полученных результатов.

Заключение диссертации по теме «Организация производства (по отраслям)», Жукова, Юлия Михайловна

Основные выводы по работе

1. Исследованы особенности системного подхода в качестве методической основы оценки эффективности обращения с промышленными отходами, образующиеся в условиях работы предприятий радиоэлектроники с учетом длительности их жизненного цикла от сбора и переработки до утилизации. На основе выполненного анализа предложен детальный вариант структуры жизненного цикла жидких отходов гальванического производства промышленного предприятия - наиболее опасных веществ по своему воздействию на окружающую природную среду. Из предложенной структуры вытекает, что отходы химического нанесения покрытий являются как щелочными (рН - 8,5.9,2), так и кислотными (рН - 4,5.5,5) растворами, а отходы (оксиды или соли) гальваники, есть продукты, полученные методами рН-ного, реагентного и комбинированного осаждения из отработанных электролитов.

2. Наибольшую опасность загрязнения ОС тяжелыми металлами и другими ЗВ представляют собой отходы гальванических производств -гальваношламы, которые собираются и передаются вспомогательными производствами радиоэлектронных предприятий на полигоны токсичных отходов. Хотя, ионы хрома, меди, никеля, цинка - основы гальваношла-мов, являются прекрасными красителями, ввиду малочисленности лакокрасочных производств и преобладания на рынке импортных красок, гальваношламы отечественной промышленностью не востребованы

3. Исследованы особенности очистки фильтрата от гальваношламов физическими безреагентными методами (его аэрацией и воздействием магнитного поля, создаваемого постоянными ИсШеВ или 8шСо высокоэнергетическими магнитами с чередующейся полярностью) в лабораторных устройствах, спроектированных и изготовленных для этих целей. При этом выявлены возможности повышения эффективности очистки фильтрата от ионов железа использованием при аэрации и магнитной обработке озона.

Показано, что только применением при очистке физико-химических методов невозможно довести фильтрат до требований, предъявляемых к очищенной пресной воде.

4. Оптимизирован механизм полного обезжелезивания фильтрата, содержащего ионы Ре°, Ре3+, Ре2+, который обеспечивается окислением двухвалентного железа при аэрации и улавливанием крупных ферромагнитных частиц в магнитном фильтрате и, затем осаждением ферромагнетиков коллоидной дисперсности, образовавшихся путем разрушения крупных частиц в магнитном поле, непосредственно уже в воде биоинженерного сооружения, по флотационному принципу.

5. Выявлены условия, приводящие к очистке обезвоженного фильтрата от загрязняющих веществ, в т.ч. и ионов тяжелых металлов и органических веществ в водной среде, путем ее осветления из-за разрушения коллоидных систем с помощью биологических функций простейших активного ила и высших водных растений биоинженерного сооружения и его обеззараживания УФ-обработкой или ультрафильтрацией на финишных операциях.

6. Предложенная модель очистки фильтрата от гальваношламов физико-химико-биологическим способом принята за основу при исследовании вопросов совершенствования технологии очистки сточных вод на вспомогательных производствах радиоэлектронных предприятий и проектирования биоинженерных сооружений полигонов промышленных и бытовых отходов.

Полученные результаты в совокупности позволяют создавать более современные системы физико-химической и биологической очистки жидких отходов для отечественных предприятий радиоэлектроники.

168

Заключение и общие выводы по работе

Рассматривая итоги аналитических и экспериментальных исследований применительно к цели и задачам данной работы, резюмируем нижеследующее.

Предприятия радиоэлектронного профиля, судя по Калужскому региону Центрального Федерального Округа, представляют значительный сектор современной промышленности России. На каждом из обследованных 12 предприятий имеются экологический паспорт, где зафиксированы все виды образующихся технологических и других видов отходов, нормативы их образования и лимит на их размещение, а также паспорт опасных отходов и порядок их транспортирования.

В работе выполнены аналитические исследования в области обращения с отходами 1-5 классов опасности предприятий радиоэлектроники, где показаны возможные нарушения в ОС при контакте с веществами первых четырех классов опасности. Результаты этих исследований сведены в табл. 5. Кроме того, основываясь на данных, накопленных к настоящему времени, предложена формула определения степени опасности компонента того или иного отхода для ОС и обсужден экспериментальный метод отнесения веществ к классу опасности по коэффициентам табл. 6, практические итоги которого приведены в табл. 7.

Анализ функционирующих радиоэлектронных предприятий выявил три существенные особенности:

- сбором, обработкой и дальнейшим обращением со всеми видами технологических отходов занимаются вспомогательные и обслуживающие цеха;

- практически на всех обследованных предприятиях созданы чистые технологические помещения, оборудованные высокоэффективными воздушными фильтрами, улавливающими практически все загрязнения и отходы;

- технологические процессы предприятий строятся таким образом, чтобы преимущественно в них использовались детали, изготовленные в механико-заготовительно-сварочных цехах смежных заводов, что дало бы предприятиям радиоэлектронного профиля шанс к безотходному производству, если бы не существовало значительных объемов техногенных вод (см. табл. 4), в т.ч. от гальванических производств.

Хранение и утилизация промышленных отходов гальванических производств, накопленных приборостроительными предприятиями, обращаемые по цепочке (рис. 3.1) и отнесенные к 1 или 2 классу опасности по предложенной в данной работе методике, но имеющие все же невысокие нормативы оплаты за размещение (см. табл. 9), в связи с чем не доставляющие особых забот для руководителей радиоэлектронных предприятий, представляют на сегодняшний день сложную экологическую проблему.

Обогащенные цветными металлами отходы гальванических производств представляют собой ценное сырье. Однако, из-за многоступенчатости процесса экстракции металлов из гальваношламов, себестоимость техпроцесса очень высока, и он не нашел практического применения в металлургии.

Попытки утилизировать гальваношламы путем использования их в качестве добавок при производстве бетона, керамзита, цемента, дорожного покрытия, красного кирпича также не увенчались воспроизводимыми технологиями.

Связано это с тем, что гальваношламы имеют сложный оксидносолевой состав с аморфной составляющей. В процессе технологической обработки при получении, например продукции строительного профиля, когда происходит их взаимодействие с материалом основы, в композиции протекают непредсказуемые физико-химические процессы, что не обеспечивает получения воспроизводимых результатов.

Поэтому как богатые, так и бедные по содержанию цветных металлов шламы, являющиеся, как правило, осадками СВ очистных сооружений, подвергаются картовому захоронению.

Шламонакопители располагают в специальных глиняных карьерах (ямах), и, тем не менее, они загрязняют окружающую среду соединениями тяжелых металлов, и на их содержание расходуются значительные финансовые средства. Обычно картовому захоронению или депонированию подвергаются частично обезвоженные осадки (влажность 60.90%) - гальва-ношламы. Такая технология предусматривает пассивное складирование на долгие годы ценного минерального сырья, каковым и являются гальва-ношламы.

Но значительные количества влажных гальваношламов хранятся в специальных емкостях на промплощадках многих промышленных предприятий, которые при производственной деятельности имеют технологии нанесения металлических покрытий химическими или гальваническими способами.

Как показано в работе, повторному загрязнению ОС в многочисленных местах хранения соединениями тяжелых металлов в Калужском регионе был поставлен заслон, благодаря созданию единого полигона промышленных отходов в ОАО «Аромасинтез». Все 12 предприятий приборостроительного профиля, имеющие состав гальваноотходов, приведенный в приложении, депонируют их в региональном полигоне.

К 2002 году на полигоне промышленных отходов в ОАО «Аромасинтез» было депонировано более 4000 т гальваношламов, и по настоящее время это количество увеличивается по 150 т в год.

Возможно, в будущем отходы гальванических производств, обогащенные цветными металлами, будут успешно перерабатываться в товарную продукцию (пигменты для лакокрасочных материалов, высококонцентрированное сырье из цветных металлов) по технологиям, которые создаются рядом фирм, в т.ч. и на кафедре промышленной экологии КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Однако, до реализации в практику этих технологий необходимо предотвратить загрязнение почвы, поверхностных и подземных вод тяжелыми металлами, выделяющимися из фильтрата полигона промышленных отходов, и прежде всего, в весенние и осенние периоды, когда грунтовые воды, содержащие к тому же значительные количества железа, разбавляют фильтрат и уносят ЗВ на значительные расстояния.

Анализируя состав ЗВ от гальваношламов, исследовали возможность их удаления с помощью известных физико-химических способов. Оказалось, что даже применением ГХО фильтрат полигона сложно очистить от ЗВ, как и использованием других известных способов и технологий. Разумеется, поскольку полигон оснащен площадкой с электроэнергией и водяной скважиной, применение известных реагентных способов и использование химических веществ и флокулянтов не представляло бы особых трудностей для обезвреживания и обеззараживания фильтрата, но при этом произойдет уже третичное загрязнение ОС химическими соединениями от применяемых растворов.

В связи с этим в работе выполнены исследования, как аналитические, так и экспериментальные, по изучению возможности использования биологических методов для поставленной цели, чтобы предложить безреа-гентную технологию очистки и обеззараживания фильтрата полигона промышленных отходов, не противоречащую данным фундаментальных исследований, как физико-химическими (без использования химреактивов), так и биологическими, естественноприродными способами. Исходя из того, до какого уровня концентрации ЗВ должен быть очищен фильтрат (см. табл. 10-11), и выбиралась схема его обезвреживания.

В грунтовых водах Калужского региона и без того содержится значительное количество железа в самых различных его формах, в том числе и в соединениях, не обладающих ферромагнитными свойствами, оптимизация метода аэрации, обычно реализуемого с применением воздуха, в данной работе предусматривает аэрацию фильтрата с использование озона, что позволяет получать соединения трехвалентного железа и в такой форме улавливать его в магнитных ловушках, созданных на постоянных высокоэнергетических магнитах ИсШеВ или 8шСо. Анализируя предложенную схему очистки и обеззараживания фильтрата от гальваношламов, выполненную в виде алгоритма и представленную на рис. 3.2, видим, что выполненные исследования позволяют рекомендовать последующей операцией разбавление обезжелезенного фильтрата в экспериментальном биопруде с растущими там ВВР. ВВР поглощают своими корнями и фитомассой тяжелые металлы в биопруду, после чего вода из него сливается в специальные емкости и подвергается УФ-обработке. Обезвреженная вода подвергается тестированию на токсичность, и только потом сливается в поверхностный водоем. Предложенный алгоритм физико-химико-биологического способа очистки фильтрата от гальваношламов может быть опробован и непосредственно при реализации на приборостроительных предприятиях, где могут быть созданы минибиопруды, в дополнение к имеющимся там очистным сооружениям и устройствам. Такими устройствами на безреагентных способах очистки все в большей степени оснащаются в настоящее время обслуживающие и вспомогательные производства радиоэлектронных предприятий.

Существующие на них разработанные ранее очистные сооружения используют, разумеется, реагентные технологии [96] и, не имея на то достаточных финансовых средств, слабо применяют современные разработки, например, созданные НИЦ «Потенциал 2», где разработаны комбинированные комплексы (установки) типа УКОС-АВТО, УФИАН-М, УКОС-БИО-ФФ, реализующие самые надежные методы очистки любых СВ с эффективностью очистки до показателей, установленных для водоемов ры-бохозяйственного значения.

По данным выполненных исследований (см. рис. 3.6) и оценке строительно-монтажных работ по устройству БИС длиной 14 м, полное его обустройство (с укладкой активного ила и высадкой ВВР)обойдется предприятию дешевле рекомендуемых установок (СПР, ГХО и др.).

Однако, механизмы вывода ЗВ из фильтрата при реализации физико-химико-биологического метода будут несколько другими, чем указывалось выше, уже сразу после осуществления аэрации фильтрата с применением озона и воздействия магнитного поля, т.к. их воздействие влияет не только на состояние (химический состав) ЗВ, но и на водную составляющую фильтрата.

Методы исследований и примененная аппаратура, описанные в гл. 3, позволили оптимизировать механизмы физических (физико-химических) и биологических способов очистки при работе как непосредственно с фильтратом, так и с модельными растворами.

Важным результатом этих исследований является то, что удалось уточнить механизмы очистки фильтрата. Оказалось, что часть крупных ферромагнитных частиц из озонированных модельных растворов или фильтрата, улавливаются магнитной ловушкой, а часть, обладающих стержнеобразным строением и состоящих из скопления большого количества микрочастиц, после пребывания в магнитном поле разлагаются на частицы коллоидной величины и служат центрами коагуляции уже в водном биосооружении. Причем механизм улавливания, осаждения ЗВ и их поглощения активным илом и ВВР из озонированного и омагниченного фильтрата будет также несколько другим. Он будет отличаться как от еетественноприродного способа самоочищения воды, так и от общеизвестного механизма фильтрации, коагуляции и седиментации ЗВ в аэротенках и биопрудах с ВВР. Тем более этот механизм еще в большей степени будет отклоняться от общеизвестных, если в процессе физико-химико-биологической очистки будут использованы предложенные и исследованные в данной работе глины (см. рис. 4.1-4.6). В этих исследованиях экспериментальные химические препараты (ХП) испытаны не только на очи-щаемость от ЗВ, но и на улучшение основных, общепринятых для воды, свойств, а также применительно к созданию условий, приемлемых для выживания ВВР (см. табл. 28). Резюмируя результаты этих экспериментов, заметим, что и без применения химических реактивов можно подобрать природные компоненты (сплошные кривые на этих графиках), не менее активные по результатам воздействия.

Исходя из данных аналитических и экспериментальных исследований, на основе обработки всех результатов, предложен проект капитального БИС, который предназначен для многолетнего функционирования полигона с целью утилизации его фильтрата. Размеры БИС взяты из соображения очистки фильтрата в нем физико-химико-биологическим методом без использования химических реагентов (см. рис. 4.7-4.10), как для полного обезвреживания фильтрата непосредственно в БИС (в т.ч. с разбавлением его водой, согласно расчету с учетом выделенных позиций из табл. 19) или при разбавлении недоочищенного фильтрата (по выделенным позициям табл. 19) в реке Городенке, но так, чтобы не была превышана норма по ПДК, установленная для ЗВ, указанных в табл. 19. Все эти рекомендации носят исключительно одну цель - недопущение загрязнения ОС.

Сегодняшнее положение таково, что промышленность и экология -антагонисты. Это связано с тем, что, как было доказано в гл. 1, при любом радиоэлектронном или другом производстве, возникают отходы, которые справедливо считаются частью технологического процесса, и основное внимание производителей продукции направлено на их утилизацию или депонирование за пределами предприятия, как это было сделано с жидкими и сухими гальваношламами в Калужском регионе. Мероприятия по утилизации всех технологических отходов радиоэлектронных предприятий весьма сложны, но они вспомогательными производствами реализованы весьма эффективно. Они, с одной стороны, им не по средствам, а с другой - не защищают окружающую природную среду от вторичных загрязнений. Создание радиоэлектронными предприятиями единого регионального полигона промышленных отходов избавило природу Калужского региона от загрязнения ее в двенадцати местах. Предложенный физико-химико-биологический метод очистки фильтрата от гальваношламов по изысканиям данной работы и реализуемый в БИС, для двенадцати предприятий, жизнеспособен и по долевым финансовым затратам. Причем возможности, по произрастающему в природе региона количеству ВВР [97], оснащения БИС имеются значительные, так что тиражирование конструкторско-технологической документации и продажа ее на рынке приведут к быстрой окупаемости понесенных предприятиями затрат на разработку, строительство и оснащение БИС.

Из выполненного исследования можно сделать нижеследующие выводы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Жукова, Юлия Михайловна, 2005 год

1. Проблемы электронного материаловедения / Под ред. Ф.А. Кузнецова. Новосибирск: Наука, 1986.- 167 с.

2. Костин А.Б., Филимонова Т.А. Технологические установки для изготовления фотоэлектронных приборов методом переноса // Итоги науки и техники. Сер. Электроника. 1985. - Т. 15. - С. 217-254.

3. Волкова З.П., Хотин В.М. Технология электровакуумных материалов. JL: Энергия, 1972. - 216 с.

4. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. В 10 кн. Кн. 1. Общая Технология / И.Я. Козырь, Ю.И. Горбунов, Ю.С. Чернозубов и др. М.: Высшая школа, 1989. - 223 с.

5. Блискунов H.A., Каменецкий И.Я. Технология производства электровакуумных приборов. M.-JL: Госэнергоиздат, 1959. - 220 с.

6. Брук В.А., Гаршенин В.В., Курносов А.И. Производство полупроводниковых приборов: Учебник. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1973.-264 с.

7. Проектирование автоматизированных участков и цехов / В.П. Воро-ненко, В.А. Егоров, М.Г. Косов и др. / Под ред. Ю.М. Соломенцева. 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2000. - 272 с.

8. Александрова А.Т., Полотай Г.А. Заготовка деталей электровакуумных приборов. М.: Высшая школа, 1980. - 223 с.

9. Конструирование и расчет больших гибридных интегральных схем, микросборок и аппаратуры на их основе: Учебное пособие для вузов / Г.В. Алексеев, В.Ф. Борисов, Т.Л. Воробьева и др. / Под ред. Б.Ф. Высоцкого. -М.: Радио и связь, 1981. 216 с.

10. Филянд М.А., Семенова Е.И. Свойства редких элементов: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1964. - 912 с.

11. Электроника: Энциклопедический словарь / Гл. ред. Г.В. Колесников. М.: Советская энциклопедия, 1991. - 668 с.

12. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников: Учебное пособие для вузов. — Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1973. - 655 с.

13. Ангельм А.И. Введение в теорию полупроводников. M.-JL: Физ-матгиз, 1962.-418 с.

14. Фистуль Ф.И. Введение в физику полупроводников: Учебное пособие для специальностей полупроводниковой и электронной техники. М.: Высшая школа, 1975. - 296 с.

15. Карпец О.В. Реструктуризация современных промышленных предприятий: виды и методика проведения. Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета, 2003. - 353 с.

16. Систер В.Г., Мирный А.Н. Современные технологии обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов. М.: Изд-во Академии коммун, хоз-ва им. К.Д. Памфилова, 2003. - 303 с.

17. Определение показателей степени опасности отходов для окружающей природной среды: Методическое пособие по курсу «Промышленная экология» / Т.В. Дмитриева, A.B. Мешалкин, Е.К. Карпова и др. Калуга: Изд-во КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 315 с.

18. Меньшиков В.В., Савельева Т.В. Методы оценки загрязнения окружающей среды: Учебное пособие. М.: Изд-во МНЭГГУ, 2000. - 59 с.

19. Гончарук Е.И., Сидоренко Г.И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве. — М.: Медицина, 1986. 320 с.

20. Перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно-допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве. СанПиН 6229-91. -М.: Минздрав СССР, 1991. -29 с.

21. Пособие по проектированию полигонов по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. СНиП 2 01.28-85. М.: Госстрой СССР, 1990.-65 с.

22. Соболев П.А., Хомчик JI.M. Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 410 с.

23. Гигиеническая эффективность удаления сварочных аэрозолей фильтровентиляционными установками фирмы «Кемпер» / JI.H. Горбань, Т.К. Кучерук, П.П. Тихончук и др. // Сварочное производство. 1999. - № 1.- С. 32-33.

24. Из чего делают фильтры // Охрана труда и социальное страхование.- 2002. № 12.-С. 14-16.

25. Защита органов дыхания: респираторы АЭРУМ // Охрана труда и социальное страхование. 2004 - № 8. - С. 72-75.

26. Колодин Э.А., Алексеева И.С. Проблемы охраны труда в сборочно-сварочных технологиях на предприятиях России в условиях перехода к рыночной экономике // Сварочное производство. 1995. - № 5. - С. 39-40.

27. Перегуд Е.А., Гернет Е.В. Химический анализ воздуха промышленных предприятий. M.-JL: Химия, 1965. - 368 с.

28. Алексашина О.Ф., Мартынов В.В. Молекулярные загрязнения в атмосфере чистых технологических помещений микроэлектронных производств // Чистые помещения и технологические среды. 2002. - № 1-2. -С. 29-32.

29. Чантурия В.А., Соложенкин П.М. Гальванохимические методы очистки техногенных вод: Теория и практика. М.: ИКУ Академкнига, 2005. -204 с.

30. Вода: Экология и технология // Экватек-2002: Материалы конгресса / Под ред. проф. Л.И. Эльпинера. М.: Водоснабжение, 2002. - 948 с.

31. Соложекин П.М. Состояние и проблемы очистки сточных вод с применением эффекта макрогальванопары // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды: Обзорная информация. М.: ВИНИТИ, 2002. -Вып. 2.-С 51 - 107.

32. A.c. 456793 СССР. Способ очистки сточных вод / Р.И. Остроушко -1975.- №2.

33. Гальвано-коагуляционная очистка сточных вод / А.Л. Рязанцев, A.A. Батоева, В.Б. Батоев, Л.В. Турумова // Химия в интересах устойчивогоразвития. 1996. - Т 4, № 3. - С. 233-241.

34. Феофанов В.А., Давыдов Г.И., Чиляева Л.И. Очистка сточных вод методом гальванокоагуляции. Алма-Ата: Казмеханобр, 1991. - С. 53.

35. Зайцев Е.Д. Совершенствование метода гальванокоагуляции вредных примесей в сточных водах промышленных предприятий // Изв. Вузов. Цветня металлургия. 2000. - № 2. - С. 69-75.

36. О механизме процессов в гальванопаре железо-углерод (кокс) в аэрированном растворе, содержащем ионы тяжелых металлов / В.В. Зозуля, В.А. Прокопенко, E.H. Лавриненко, Н.В. Перцов // Укр. хим. журн. 2002. -Т. 66, № 7. - С. 48-50.

37. Исследование механизма извлечения компонентов кислых сточных вод в процессе гальванокоагуляционной очистки / Л.П. Соколова, Е.С. Сму-рова, Е.Б. Кокорина и др. // ЖПХ. 1991. - Т. 64, № 3. - С.551-555.

38. О природе оксогидратной фазы, образующейся при гальваноочистке сточных вод / Г.М. Курдюмов, О.П. Чернова, H.H. Разумовская, В.В. Мальцева // ЖПХ. 1993. - Т. 66, № 3. - С 1716-1721.

39. Патент 2079439 РФ. Способ гальванокоагуляционной очистки промышленной сточной воды / А.Л. Золотников, С.Л. Громов, И.Б. Короткевич и др. 1997.-№ 14.

40. Патент 2014285 РФ. Способ извлечения металлов из растворов / Г.М. Курдюмов, О.П. Чернова, A.B. Куликова и др. 1994. -№11.

41. Патент 2058265 РФ. Способ очистки сточных вод от фенола / Е.В. Айданова, Ф.К. Шмидт, Е.Х. Ким и др. 1996. -№11.

42. Патент 2112750 РФ. Способ очистки сточных вод / Ф.А. Дзыбин-ский, В.И. Калашников, В.И. Терехов, В.А. Феофанов. 1998. -№ 16.

43. Патент 2074125 РФ. Способ очистки сточных вод гальванокоагуляцией / В.И. Погорелов. 1997. - № 6.

44. Применение гальванокоагуляторов для очистки сточных вод /В.А. Феофанов, Л.П. Жданович, Б.С. Луханин, О.В. Донец // Цветная металлургия. 1987. - №6. - С. 47-49.

45. Луханин B.C., Феофанов Б.А., Жданович Л.П. Метод гальванокоагуляции для очистки хромсодержащих сточных вод // Цветная металлургия. -1988.-№7.-С. 52-53.

46. Чернова О.П., Похвиснева В.Б., Курдюмов Г.М. Гальваноочистка мышьяксодержащих сточных вод // Цветные металлы. 1997. - № 2. - С. 2830.

47. Очистка сточных вод завода «Рязцветмет» методом гальванокоагуляции / А.И. Гладышева, Н.Г. Спасская, Л.Ф. Воробьева и др. // Цветные металлы. 1992. - № 2. - С. 33-34.

48. Золотников А.Н., Громов С.Л. Установка для очистки сточных вод методом гальванокоагуляции // Хим. промышленность. 1993. - №3-4 (143). -С. 63-65.

49. Патент 2045479 РФ. Способ очистки сточных вод от органических красителей / С.Э. Хурзеева, Л.И. Гень. 1995. - №28.

50. Виноградова О.О., Погорелов В.И., Феофанов В.А. Применение гальванокоагуляции для очистки промышленных сточных вод // Цветные металлы. 1993.-№ 11.-С. 59-60.

51. Патент 2167110 РФ. Способ очистки производственных стоков и устройство для его осуществления / П.М. Соложенкин, И.П. Соложенкин, В.П. Топчаев и др. -2001. № 14.

52. Топчаев A.B. Автоматизированный технологический комплекс очистки промышленных стоков от ионов тяжелых металлов // Цветные металлы. 1999.-№8. -С 66-68.

53. Батоева A.A., Рязанцев A.A., Тумурова Л.В. Очистка сточных вод с использованием эффекта микрогальванопары // Экологически чистые технологические процессы в решении проблем окружающей среды: Материалы междунар. конф. Иркутск, 1996. - Т. 2. - С. 97-98.

54. Патент 2213062 РФ. Устройство для очистки сточных вод / К.Н. Трубецкой, В.А. Чантурия, П.М. Соложенкин, Г.М. Никитин. 2003. -№27.

55. Патент 2213703 РФ. Устройство для гальванохимической очистки сточных вод / П.М. Соложенкин, Г.М. Никитин, И.П. Соложенкин и др,-2003.-№28.

56. Патент 2142918 РФ. Способ очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов / С.Э. Харреева, B.C. Мальцева. 1999. - № 35.

57. Соложенкин П.М., Чантурия В.А., Соложенкин И.П. Новое поколение аппаратов для гальванохимической очистки сточных вод // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2001. - №8. - С. 37-41.

58. Рязанцев A.A., Батоева A.A., Жалсанова Д.Б. Окислительная деструкция токсичных органических загрязнителей природных и сточных вод // Человек — Среда — Вселенная: Тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. -Иркутск, 1997.-Т. 1.- С. 129-131.

59. Силин И.И. Экология и экономика природных ресурсов бассейна р. Протвы (Калужская и Московская области). Калуга: ВИЭМС, 2003. -С. 324.

60. Вода, ее параметры и способы их изменения // Водоочистка. 2005.- №9. С. 3-9.

61. Инфильтрация концентратов стоков свалки // Водоочистка. 2005. -№7. - С. 70-72.

62. Абрамов О.В. Использование мощного ультразвука в процессе очистки сточных вод // Современные проблемы общей и неорганической химии.- М.: Изд-во ин-та общей и неорг. химии Н. С. Курнакова, 2004. С. 390-399.

63. Хрусталев Е.А. Магнитная технология безреагентной водоподго-товки // Водоочистка. 2005. - №9. - С. 44-45.

64. Особенности создания магнитного активатора на постоянных магнитах и изучение его влияния на характеристики водно-дисперсных систем / H.A. Бычков, Ю.М. Жукова, В.Е. Ляховецкий и др. // Наукоемкие технологии. 2005. - № 3 - 4. - С.60-65.

65. Особенности применения отпаянных излучателей для обеззараживания различных сред / В.М. Алакин, A.B. Ершов, Ю.М. Жукова и др. // Наукоемкие технологии. 2005. - № 3 - 4. - С.39-46.

66. Андрианов А.И., Первов А.Ф. Методика определения параметров эксплуатации ультрафильтрационных систем очистки природных вод // Водоочистка. 2005. - №7. - С. 22-35.

67. Остроумов С.И. Кондиционирование воды в природе: как оно происходит? // Водоочистка. 2005. - №8. - С. 9-11.

68. Келль Л.Н., Шумов П.А. Экологические аспекты процесса биологической очистки сточных вод // Водоочистка. 2005. - №8. - С. 6-8.

69. Исследования процессов сорбции и десорбции в системе «Жидкость донные отложения» - основа для создания технологий защиты окружающей среды / Ю.М. Жукова, Н.И. Санжаров, С.И. Спиридонов и др. // Наукоемкие технологии. - 2005. - № 3-4. - С.90-94.

70. Жукова Ю.М. Статистическая модель расчета концентрации тяжелых металлов в резервуаре-смесителе // Тезисы докладов 1-ой Российской конференции молодых ученых по математическому моделированию. Калуга, 2000. - С.270.

71. Федосеев И.В., Жукова Ю.М., Моршна Л.А. Утилизация кеков водоочистки // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо-и машиностроении: Сборник тезисов докладов Всероссийской научнотехнической конференции. Калуга, 2000. - С.160.

72. Гудков Г.И. Методика оценки риска инновационного проекта // Наукоемкие технологии. 2005. - Т. 6, № 10. - С. 52-56.

73. Вайсман Я.И., Зайцева Т.А., Рудакова JI.B. Биодеградация загрязняющих веществ в фильтрационных водах // Экология и промышленность России. 2000. - №4. - С. 45-48.

74. Грибанова Л.П., Зрянин A.A. Геоэкологические исследования на Саларьевском полигоне твердых бытовых и промышленных отходов // Экология и промышленность России. 1997. - №3. - С. 8-10.

75. A.c. 2100292. Способ очистки сточных вод с использованием элементов естественной экологической системы / Л.П. Овцов, H.A. Сучилин и др.-Б.И.- 1996.

76. Эйнор Л.О. Ботаническая площадка биоинженерное сооружение для доочистки сточных вод // Водные ресурсы. - 1990. - №4. - С. 149-160.

77. Высшая водная растительность как элемент очистки промышленных сточных вод / В.В. Кравец, Л.Б. Бухгалтер, А.П. Акользин Б.Л. Бухгаль-тер // Экология и промышленность России. 1999. - №8. - С. 19-24.

78. Тушинский С.Г., Шинкар Г.Г. Загрязнение и охрана природных вод // Итоги науки и техники. Сер. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. 1982. - №12. - С. 1-305.

79. Шульгин И.А. Растения и солнце. Л., 1973. - 251 с.

80. Синельников В.Е. Механизм самоочищения водоёмов. М.: Строй-издат, 1980.-250 с.

81. Инюшин В.М., Ильясов Г.И., Непомнящих И.А. Биоэнергетические структуры теория и практика. - Алма-Ата: Казахстан, 1992. - 220 с.

82. Инюшин В.М. Гидроагроэлектростанции как центры биоэнергетической реабилитации среды и человека // Гидротехническое строительство. -1991.-№ 9.-С. 10-13.

83. Инюшин В.М. Как помочь Балхашу // Простор. КЗ. 1980. - С. 100110.

84. Шевырина О.Б., Галочка Л.Д. Влияние некоторых металлов на рост культуры синезеленой водоросли Scenedesmus quadricauda // Биологические науки. 1983. -№1.- С. 55-58.

85. Вахшина Е.П. Тяжелые металлы в системе «вода донные отложения» водоемов (обзор) // Гидробиологический журнал. - 1985. - №2. - С. 8090.

86. Жулидов A.B. Физико-химическое состояние металлов в природных водах: токсичность для пресноводных организмов. Экологическое нормирование и моделирование антропогенного воздействия на водные экосистемы. Д.: Гидрометеоиздат, 1988. - С. 78-82.

87. Пальдяева Н.П., Малинина И.В. Высокоэффективная технология очистки атмосферных, поливомоечных сточных вод и осадка // Чистый город. 1999. - №1(5). - С. 36-39.

88. Бекренев A.B., Конюхов М.Ю. Исследование возможности очистки отстойных вод с высоким содержанием органических веществ // Экологическая химия. 2001. - №10(4). - С. 238-247.

89. Будрин К.С. Основы биологического мониторинга. М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 1985. - 158 с.

90. Израэль Ю.А. Экология и контроль природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.

91. Лактин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. шк., 1990. - 352 с.

92. Федоров В.Д. Биологический мониторинг: обоснование опытов организации // Гидрологический журнал. 1975. - Т. 2. - №5. - С. 74-98.

93. Скурлатов Ю.И., Штамм Е.В. Ультрафиолетовое излучение технология настоящего и будущего в процессах водоподготовки и водоочистки // Экология и промышленность России. - 2000. - №4. - С. 24-27.

94. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности: Учебник для студентов технических и технологических специальностей. 3-е изд., перераб. и доп. - Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2000. - 800 с.

95. Акулов A.A., Кулиш В.Ф. Сидеральные культуры как элемент био-логизированной системы земледелия. Калуга: Изд-во КНИПТИ АПК, 2004. -78 с.