Начала экскретологии
Шрифт:
– 1). процесс поступления с некоторой скоростью какого-либо (практически любого) вещества или продукта из источника в окружающую среду;
– 2). материальный объект в виде некоторого объёма, поступивший или поступающий в окружающую среду.
В этой книге в зависимости от контекста нами будут использованы оба этих значения.
Что касается выбросов мусора, то нами используется следующее его определение. Мусорный выброс: – 1). процесс поступления
2). объём мусора, поступающий (или поступивший) в окружающую среду.
В соответствии с этим определением практически все твёрдофазные выбросы объектов народного хозяйства являются мусорными, так как они при работе загрязняют, захламляют и заражают природу продуктами горения, химических реакций или биологическими ингредиентами.
Мусорные выбросы в понимании процесса могут быть подразделены по продолжительности процесса поступления вещества (продукта) на:
– мгновенные;
– кратковременные;
– продолжительные;
– постоянные.
Антропогенный мусор, как правило, имеет сложный состав, то есть является гетерогенной смесью. Он состоит в основном из твёрдых веществ с некоторыми количествами жидкостей и газов. Они представлены в объёме выброса в разных долях и комбинациях.
Природный мусор часто однороден и может моделироваться гомогенным выбросом.
В природные среды отходы, отбросы и мусор попадают, как правило, в виде выбросов, в которых загрязняющие вещества представляют собой смесь твёрдых тел, жидкостей и газов. Характеристикой, определяющей принадлежность выброса к объектам мусора, является, очевидно, степень его «твёрдости», то есть доля твёрдого вещества в нём. Опишем эту характеристику математически.
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:
= Мт/М;
= Мж/М;
= Мг/М,
можно формулу (1) представить так:
1 = + + .
Откуда выражение для доли твёрдой фазы в выбросе записывается в следующем окончательном виде:
=1--. (2).
При получении этих соотношений предполагалось, что выброс представляет собой компактный объём с примерно равномерным распределением в нём различных компонентов, а его газовая составляющая – это смесь воздуха с газами, выделяющимися из твёрдой и жидкой фаз.
Соотношения параметрова, и 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
>= *,
где
* – 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
< 0,7 (* = 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:
+ >= 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 (на практике почти всегда присутствие газа в твёрдофазных и жидкостных выбросах носит «следовый» характер), то есть считать, что < 1 то, приходим к приближённой оценке «твёрдости» мусорных отходов:
>= 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
«Жидкими отходами» \liquid waste\ признаются отходы, содержащие менее 1 % твёрдого вещества, то есть при
<0,01 ( + > 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.