Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный институт электронной техники

(технический университет)

Кольцов В.Б.

Учебно-методические разработки для самостоятельной работы студентов по курсу «Теоретические основы защиты окружающей среды»

Часть II

Специальные методы очистки сточных вод и основные методы сепарации твердых отходов

Москва 2007

УДК 658.362.3

Рецензенты: д.х.н., проф. Минаев В.С.,

д.х.н., проф. Потемкин А.Я.

канд.т.н., доц. Девисилов В.А.

Учебно-методическая разработка для самостоятельной работы студентов по курсу «Теоретические основы защиты окружающей среды», часть II (Специальные методы очистки сточных вод и основные методы сепарации твердых отходов). - М.: МИЭТ, 2007.-400 с: ил.

Учебно-методическая разработка для самостоятельной работы студентов.

Рассмотрены фундаментальные проблемы специальных методов очистки сточных вод (химические и электрохимические методы, методы очистки на основе осмотических явлений), а также описаны теоретические концепции переработки твердых отходов (дробления, измельчения, сепарации и классификации материалов различными современными физическими методами).

Разработка предназначена для студентов, обучающихся по специальности 28020265 «Инженерная защита окружающей среды». Она может быть также полезно студентам и аспирантам других технических специальностей вуза.

© МИЭТ, 2007

Введение

Данное учебное пособие рассматривает различные аспекты в области обязательного экологического образования инженера по специальности 28020265 - «Инженерная защита окружающей среды», что обеспечивает стабильный минимально необходимый уровень природоохранной подготовки специалистов по всем отраслям науки, техники, производства, строительства и т.д. с учетом новых концепций управления техносферным развитием на локальном, региональном и глобальном уровнях.

Вместе с тем данное пособие ориентированно на подготовку инженеров-экологов по защите окружающей среды в области микроэлектроники и электронной техники, которая обладает определенными специфическими особенностями.

В современной твердотельной электронике, как известно, используется большое количество различных материалов, как простых, так и сложных, состоящих из многих компонентов. Непрерывно возрастают требования к получению материалов с точно заданным составом, когда изменение в содержании компонента в пределах одного грамма на тонну материала (10^-4 %) может резко повлиять на его свойства. Жесткие требования предъявляются к структурному совершенству монокристаллов. Наличие дефектов в пластине полупроводника при изготовлении на ней интегральной микросхемы может вызвать брак, при котором размер дефекта сопоставим с размером элементов микросхемы. Переход к субмикронным размерам элементов ужесточает требования к структурному совершенству материала. Кроме того, в электронной технике широко применяются керамические материалы, а следовательно, получили широкое распространение методы и приемы порошковой металлургии. Высокие требования к получению материалов электронной техники приводят к образованию сложного спектра промышленных отходов: газообразных, жидких и твердых, которые нередко попадают в среду обитания человека.

Вторая часть данного пособия по «Теоретическим основам защиты окружающей среды» посвящена специальным методам очистки сточных вод (химическая, электрохимическая очистка, очистка с использованием осмоса), а также методам переработки твердых отходов, включая процессы дробления и измельчения материалов, классификации и сепарации различными современными физическими методами. В задачу курса входит ознакомление студентов с теорией и методами расчета процессов, рассмотренных в вышеперечисленных разделах.

В настоящее время всему человеческому сообществу ясно, что время «покорения природы» безвозвратно прошло, и начался период глубокого заинтересованного познания ее законов. Однако на практике объем отходов в мире растет в 2÷3 раза быстрее, чем объект производства и численность населения. Лавина отходов загрязняет природу, их вредные токсические компоненты отравляют землю, воздух, реки, моря и озера. Разумный человек не должен считать выгодой уничтожение всего живого (и себя в том числе) и бесконтрольное использование ресурсов, не только своих, но и принадлежащих будущим поколениям.

Пришло время коренным образом изменить свой подход к понятию выгодности, когда речь идет о природопользовании. Человечество должно перейти к рациональному природопользованию, т.е. к планомерному научно обоснованному преобразованию окружающей среды по мере совершенствования материального производства на основе комплексного неиспользования невозобновимых ресурсов в цикле производство - потребление - вторичные ресурсы при условии сохранения и воспроизводства возобновимых природных ресурсов.

Важнейшая проблема, стоящая перед инженером - правильная постановка и решение задачи аппаратно-технического оформления процесса. В связи с огромным и непрерывно расширяющимся ассортиментом продукции решение задачи возможно лишь на основе углубленного изучения типовых процессов химической технологии (сюда же относятся процессы, проводимые для защиты окружающей среды). Зная эти закономерности и умея анализировать и рассчитывать отдельные типовые стадии процессов в химической технологии, можно строить из них любой производственный процесс, реализуя на практике малоотходную технологию производства продуктов потребления.

Авторы считают своим долгом выразить благодарность своим рецензентам профессору доктору химических наук Минаеву В.С., профессору доктору химических наук Потемкину А.Я. и доценту кандидату технических наук Девисилову В.А. за ценные рекомендации при подготовке пособия, а также аспирантам кафедры ПЭ Вахрамеевой М.Г., Майер Т.Ю. и студентам группы ЭТМО-42 за подготовку и редактирование пособия в электронном виде.