Начала экскретологии - [14]
В общем случае масса М компактного объёма разнофазной смеси загрязняющих веществ выброса может быть записана в следующем виде:
М = Мт + Мж + Мг, (1)
где
Мт, Мж, Мг – соответственно, масса твёрдой, жидкой и газообразной его составляющих.
Вводя массовые концентрации отдельных фракций выброса с помощью выражений:
α = Мт/М;
β = Мж/М;
γ = Мг/М,
можно формулу (1) представить так:
1 = α + β + γ.
Откуда выражение для доли твёрдой фазы в выбросе записывается в следующем окончательном виде:
α=1-β-γ. (2).
При получении этих соотношений предполагалось, что выброс представляет собой компактный объём с примерно равномерным распределением в нём различных компонентов, а его газовая составляющая γ – это смесь воздуха с газами, выделяющимися из твёрдой и жидкой фаз.
Соотношения параметрова, β и γ в каждом конкретном выбросе загрязняющих веществ определяют его плотность («твёрдость») и следовательно принадлежность к одной из трёх категорий мусорных отходов: твёрдым, жидким или полужидким. Причём, объект является мусорным при
α ≥ α*,
где
α* – критическое значение массовой плотности загрязняющего выброса, задаваемое из физических или технологических соображений.
Необходимо отметить, что из-за слабой разработанности экскретной тематики в нашей стране эти термины нельзя считать устоявшимися и имеющими конкретные числовые значения. Для примера можно рассмотреть состояние этого вопроса в одной из наиболее «продвинутых в мусорном отношении» стран – в США, где традиционно используется классификация мусора на основе различных числовых значений записанных выше параметров.
При рассмотрении выбросов загрязняющих веществ в виде смесей твёрдых тел и жидкостей "твёрдыми отходамиАзоИй waste\ в США считаются «материалы, содержащие менее 70 % воды» [31], то есть со значением коэффициента
β < 0,7 (α* = 0,3).
При учёте формулы (2) и значения = 0,3 приходим к соотношению, определяющему твёрдость выброса, то есть принадлежность его к мусорному объекту. Оно записывается так:
α + γ ≥ 0,3. (3)
Из соотношения (3) следует, что при массовом содержании твёрдого вещества и газов в выбросе, превосходящем 30 %, его следует причислить к «твёрдым отходам» (в России – ТБО).
Если пренебречь газовой составляющей γ (на практике почти всегда присутствие газа в твёрдофазных и жидкостных выбросах носит «следовый» характер), то есть считать, что α < 1 то, приходим к приближённой оценке «твёрдости» мусорных отходов:
α ≥ 0,3. (4)
В эту категорию выбросов попадает большинство бытового, часть промышленного, горнорудного и прочего мусора (см. Таблицу № 1.2.).
Таблица № 1.2.
Содержания воды в физических телах при влажности окружающего воздуха 80 % [119] и соответствующие значения параметра β
«Жидкими отходами» \liquid waste\ признаются отходы, содержащие менее 1 % твёрдого вещества, то есть при
α <0,01 (β + γ > 0,9). (5)
Существуют также «полужидкие отбросы»\sludge\, содержащие от 3 % до 25 % твёрдых материалов:
0,25 ≤ а ≥ 0,03. (6)
(Неопределенность числовых значений этого параметра в диапазонах концентраций от 1 % до 3 % и от 25 % до 30 % – на совести авторов публикации [31]). Области определения параметра представлены на рисунке 1.2.2.
Рис. 1.2.2. Области определения параметра «твёрдости» выброса загрязняющих веществ: I– жидкие отходы; II– полужидкие отбросы; III– твёрдые отходы (мусор).
Сырьё – предметы, вещества, материалы или продукты, используемые в народном хозяйстве для получения изделий и(или) продуктов. Сырьё условно можно подразделить на первичное и вторичное. Первичным сырьём служат объекты природных сред, вторичное сырьё получают как из отходов, так и из некоторого мусора при его сортировке.
Повторно отбракованный мусор в безотходных (правильнее сказать в безмусорных) технологических процессах биологически разлагается, давая биологический газ или сжигается с выделением используемой в производствах тепловой энергии.
Характерное для современного мира расширение индустриального производства сопровождается использованием громадного количества сырья и энергетических ресурсов, направленных на производство материальных благ. Причём действует сложившийся веками стереотип, что именно экстенсивный рост промышленного производства определяет благосостояние общества. Промышленное производство считается основой экономического развития и социально-экономического уровня жизни общества, а объём потребляемых сырья и ресурсов расценивается как показатель экономического процветания. При этом забывается об огромных издержках в виде потерянной энергии, неутилизированных отходах, превращённых в мусор, и загрязнённых природных средах.
Рис. 1.2.3. Схема материального и энергетического оборота экскретов при хозяйственной деятельности
На рисунке 3 приведена схема материального и энергетического оборота объектов экскреции при хозяйственной деятельности. Они включают в себя мусор, отходы, отбросы, потерянные и выведенные из хозяйственного оборота изделия, вещества и продукты, а также использованные в производствах вода, воздух, грунт.
Из схемы видно, что в результате хозяйственной деятельности человека появляются изделия, продукты и товары, а также энергия различных видов (тепловая, электрическая, атомная и т. п.). Издержками процесса получения продукции являются отходы, мусор и энергетические затраты.
