Экологическая безопасность ракетно-космической техники.

экологическая безопасность изделий ракетно-космической техники: Свойства изделий РКТ обеспечивать предотвращение (снижение до необходимого уровня) вредного воздействия на окружающую среду и человека на всех стадиях жизненного цикла при установленном состоянии организационно-технических мероприятий по обеспечению их экологической безопасности.

требования по экологической безопасности изделий ракетно-космической техники: Совокупность требований, предъявляемых к изделиям РКТ, а также к процессам их разработки, эксплуатации, ремонта, утилизации и уничтожения с целью предотвращения или обеспечения допустимого уровня воздействия опасных и вредных факторов на окружающую среду и население.

Производство, испытание и эксплуатация РКТ имеет свои специфические факторы негативного влияния на окружающую среду, среди которых наиболее весомыми являются:

• загрязнение атмосферного воздуха и поверхностных водоемов в процессе изготовления элементов РКТ и продуктами выбросов ракетных двигателей;

• риск возникновения аварийных ситуаций во время изготовления и хранения ракетного топлива;

• риск возникновения аварийных ситуаций во время наземных испытаний ракетных двигателей;

• локальное загрязнение атмосферы во время запуска ракет-носителей (PH);

• негативное влияние на состояние озонового слоя Земли;

• отчуждение территорий и загрязнение плодородного слоя почвы в зоне падения частей ракет;

• отделение фрагментов конструкции либо отделяющейся части ракетоносителя или космического аппарата (космический мусор);

• работа радиоэлектронных средств.

Экологические последствия перечисленных выше факторов воздействий РКТ на окружающую среду существенно зависят от конкретных условий: гелиогеофизических, погодно-климатических, физико-географических, пространственно-временных и т.д. К гелио- геофизическим факторам относят: солнечную активность, сейсмичность, магнитную активность, сезон, время суток; к погодно-климатическим факторам — осадки, ветер, температуру воздуха; к физико- географическим факторам — природную зону, в которой расположен район эксплуатации изделия РКТ; тип и кислотность почвы; геоморфологическую и гидрологическую характеристики местности.

Использование систем выведения спутиков на околоземную орбиту оказывает существенное влияние на приземную атмосферу, особенно на космодромах в начале полета PH. Выбросы при сгорании топлива могут вызывать выпадение токсичных дождей, повышение содержания в воздухе взвешенных веществ, изменение погодных условий на прилежащих территориях.

Следует обратить внимание на негативное влияние РКТ на места падения отработанных частей ракетных двигателей. При их падении происходит механическое загрязнение твердыми фрагментами. Па- ралельно с этим отмечается диффузия ядовитого ракетного топлива в почву с последующей химической трансформацией компонентов, переносом вредных веществ потоками атмосферы и воды, что в значительной мере расширяет зону загрязнения. Некоторые ксенобиотики поглащаются и аккумулируются растительностью, а их поедают травоядные животные. Таким способом они могут попадать в организм человека.

https://mai.ru/upload/iblock/2a6/metodika-kolichestvennoy-otsenki-ekologicheskoy-bezopasnosti-proizvodstvennykh-aerokosmicheskikh-obektov.pdf

 

Методы и аппараты очистки сточных вод.

Очистка сточных вод осуществляется на специальных очистных сооружениях.

Процесс очистки делится на 4 этапа:

· механический

· биологический

· физико-химический

· дезинфекция сточных вод.

Механический этап

Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание грубых и тонкодисперсных примесей.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

· решётки (или УФС — устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;

· песколовки;

· первичные отстойники;

· фильтры;

· септики.

Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей — сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, битое стекло и т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.

Первичные отстойники, куда на следующем этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные резервуары глубиной три-пять метров, радиальной или прямоугольной формы. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более лёгкие, чем вода, загрязнения в бункер.

Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20-40 %[источник не указан 2875 дней].

В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

Биологический этап

Биологическая очистка является основным этапом очистки сточных вод. Предполагает очистку растворённой части загрязнений сточных вод (органические загрязнения — ХПК, БПК; биогенные вещества — азот и фосфор) специальным биоценозом (бактерий, простейших и многоклеточных организмов), который называется активным илом или биоплёнкой.

Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные бактерии, в зависимости от наличия или отсутствия кислорода воздуха в иловой смеси (смеси активного ила и сточной воды). На этом основана реализация процессов аэробной очистки от органических веществ и нитрификации (окисления органических загрязнений и аммонийного азота в аэробных условиях) и денитрификации (окисления нитратов до газообразного азота в аноксидных условиях).

С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются варианты со свободно плавающим илом — активный ил (аэротенки), с прикреплёнными микроорганизмами на специальных носителях — биофильтры и метантенки (анаэробное брожение). Последние используются для получения из осадков природного газа (метана), так называемого биогаза.

Системы со свободно плавающим активным илом могут реализовываться в проточном режиме (аэротенк-отстойник) и в циклическом режиме (реакторы периодического действия).

Также в биологической очистке после аэротенков существует вторичные отстойники. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников и возврат в аэротенк (возвратный ил). Лишний прирощенный ил выводится из системы (избыточный ил).

Биологическая очистка основана на способности активного ила к осаждению, поэтому всегда процесс биологической очистки включает два этапа: 1. контакт активного ила с загрязнённой водой определённое время (рассчитывается по различным методикам), 2. отстаивание (процесс гравитационного разделения активного ила и очищенной воды. Для ускорения процесса илоразделения самой современной является технология мембранного разделения с применением ультрафильтрационных мембран.

Метод позволяет очистить воду от примесей железа, сероводорода, аммония, марганца, уменьшить жесткость воды, удалить привкусы и цвет, обеззаразить от бактерий.

Метод заключается в переработке загрязнений микроорганизмами активного ила и последующем разъединении прореагировавшей смеси. Механизм процесса состоит из нескольких стадий:

· Сорбционное накопление загрязняющих веществ на поверхности биомассы

· Расщепление высокомолекулярных органических веществ за счет внешних ферментативных воздействий до молекул небольших размеров и проникновение их внутрь клетки

· Реакции с внутренними ферментами клетки, сопровождающиеся окислением низкомолекулярных веществ до Н2О, СО2 и синтезом новых клеточных веществ

Подробнее о биологической очистке

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРУДЫ

Биологический пруд – искусственно созданный резервуар малой глубины, предназначенный для очистки и доочистки сточных вод. Такая очистка является биологической очисткой первой категории. Биопруды должны содержать большое количество водорослей, которые синтезируют кислород – без него невозможно создать комфортные условия для жизни микроорганизмов. Так как водоросли используют углекислый газ и аммонийный азот, выделяющиеся в результате разложения органических веществ, необходимо соблюдать оптимальные условия температуры и рН-среды. Наличие фильтрационных полей – одно из обязательных условий работы биологического пруда, на них сбрасываются стоки.

 

Биопруды из-за небольшой глубины применяются для очистки впадающих в водохранилище рек и промышленных стоков. Ряд недостатков биопрудов:

· Относительно малая производительность

· Необходимость больших площадей земли

· Сезонность – наибольшая результативность проявляется летом

Существует несколько типов прудов:

· Контактные водоемы – стоячая вода позволяет ускорить биохимическое окисление

· Проточные водоемы – стоки разбавляют речной водой

· Анаэробные пруды – применение анаэробных методик, небольшая глубина 2-3 м

· Проточные пруды – стоки не разбавляют речной водой

Пруды организовывают так, чтобы получилось несколько ступеней с общей продолжительностью пребывания стоков в них несколько дней.

АНАЭРОБНАЯ ОЧИСТКА

Такой процесс очистки ведется при помощи бактерий, которым для жизнедеятельности не требуется кислород. Его принято называть брожением.

Анаэробные процессы необходимы для перевода трудно окисляемых веществ до легко усваиваемых на следующей аэробной зоне. Часть органики подвергается деструкции, а остальная используется на прирост биомассы. Часто такие аппараты проектируются в две ступени. На первой - в цилиндрическую емкость организуется рецикл иловой смеси, для наращивания концентрации биоценоза. Перемешивание организуется мешалками или насосным оборудованием. Вторая оборудована конусным днищем, где происходит накопление осадка. На этой ступени наблюдается доокисление органических веществ, а также осаждение и уплотнение скопления микроорганизмов.

Очистку проводят в метантенках – закрытый резервуар с трубой для отвода биогаза, образующегося в результате брожения. Степень очистки составляет 85%.

АЭРОБНАЯ ОЧИСТКА

Происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила в присутствии кислорода.

При анаэробной очистке сточных вод протекают два процесса – сорбция загрязнений активным илом и их внутриклеточное окисление микроорганизмами.

В ходе аэробной очистки растворенные органокомплексы, а также не осаждающиеся твердые вещества переходят в биомассу активного ила. В таких сооружениях обычно устанавливается загрузка, на которой непрерывно развиваются прикрепленные аэробно-факультативные микроорганизмы, обеспечивающие совместно с рециркулируемым активным илом деструкцию органических загрязнений. Для протекания биоокислительных процессов и перемешивания сточных вод с активным илом в зоны аэрации блоков биоочистки постоянно должен подаваться сжатый воздух. Очистку проводят в аэротенках и биофильтрах. Степень очистки достигает 99%.

Физико-химический этап

Данные методы используют для доочистки от растворённых примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.

 

В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:

· Аэрация

· флотация;

· сорбция;

· центрифугирование;

· ионообменная и электрохимическая очистка;

· гиперфильтрация;

· нейтрализация;

· экстракция;

· эвапорация;

· выпаривание, испарение и кристаллизация.

Важным этапом при очистке сточных вод является механическое обезвоживание осадка. На данный момент существует несколько технологий обезвоживания — с помощью камерных фильтр-прессов, с помощью дисковых шнековых дегидраторов, с помощью ленточных прессов и с помощью центрифуг (декантеров). Каждая технология имеет свои плюсы и минусы (занимаемая площадь, энергопотребление, стоимость и т. п.). При обезвоживании обычно используют реагент (флокулянт) для увеличения эффективности обезвоживания. В настоящее время широкое применение получает использование центрифуг для обезвоживания. Качество разделения жидкой и твёрдой фракции самое высокое из вышеупомянутых технологий.