Ökoloogia ja keskkonnakaitse tehnoloogia 2. kontrolltöö konspekt (0)

Keskkonnajuhtimine

• organisatsiooni igapäevase juhtimistegevuse osa, aitab tõhustada keskkonna- ja majandustegevust; säästva arengu kindlustamiseks. Eesmärgiks minimiseerida mõju väliskeskkonnale. Seda mõjutab seadusandlus ( maksud , lõivud, maksusoodustused, rahaline toetus).
  
• Säästev areng – nii tänaste kui ka homsete inimeste vajaduste saavutamine ja jätkuv rahuldamine
  
• Ökoloogiline jalajälg – tarbimine territooriumil võrrelduna bioloogiliselt produktiivse maa või mere pindalaga (globaalsetees hektarites); Eestil > 6 ha ehk u 50% suurem meie bioloogilisest tootlikkusest
  
• Juhtimine võib olla
  
  • globaalne
    
  • regionaalne (Keskkonnaministeerium – seaduste väljatöötamine (Marko Pomerants ))
    
  • munitsipaalne (nt jäätmekäitlus)
    
  • ettevõtte või ärifirma tase
    
  • kodumajapidamise tase
    
• Keskkonnajuhtimine
  
  • indikaatorite/näitajate väljavalimine
    
  • seire ning mõõtmine (seire - tähtsamate keskkonnaparameetrite korrapärane fikseerimine ja nende muutuste vaatlemine ; öko-, geosüsteemid, elustik, keskkonnategurid , loodusressursid, saasteallikad ; lokaalsed, distantsmeetodid)
    
  • keskkonnamõju hindamine
    
  • keskkonnakaitse strateegia ettevõtetes , organisatsioonides ( audit , töötajate kaasamine probleemide lahendamisel)
    
  • „roheline“ toodang (võimalikult minimaalne kahju väliskeskkonnale, ökomärgis )
    
  • ökodisain (tarbija-, keskonnasõbralik, kergus, kerge taaskasutatavus, vähem materjali, ressurssi)
    
  • ökoloogilised märgised
    

• Seadused:
  
  • Keskkonnamõju hindamise ja keskkonnajuhtimissüsteemi seadus
    
  • Looduskaitseseadus (uuendatud 2004)
    
  • Keskkonnaseire seadus
    
  • Keskkonnajärelvalve seadus
    
  • Keskkonnatasude seadus
    
• Looduskaitse
  
  • Kuni II ms (klassikaline):
    
    • looduse säästmine
      
    • loodusmälestised
      
    • haruldased liigid
      
    • maastikukaitse
      
  • Pärast II ms
    
    • lisaks keskkonnakaitse (vesi, õhk, pinnas)
      
• Kaitsealad
  
  • rahvuspark
    
  • looduskaitseala
    
  • maastikukaitseala ehk looduspark
    
• Eesti NATURA 2000
  
  • EL programm elukeskkonna kaitseks
    
  • haruldaste või ohustatud lindude, loomade ja taimede ning nende elupaikade ja kasvukohtade kaitse
    
• Keskkonnakaitsetehnoloogia lähenemisviisid
  
  • heitmete lahjendamine
    
  • heitmete puhastamine
    
  • saastumise vältimine või minimiseerimine
    
  • tehnoloogia täiustamine
    

Olulisemad õhu saasteained ja nende liigitus

• Lisandite looduslikku fooni ületav sisaldus õhus alates teatud kontsentratsioonist avaldab inimese tervisele kahjulikku toimet. Selle kontsentratsiooni määrab saasteainete piirväärtus (SPV - µg/m3)
  
• Saasted /lisandid paiknevad õhus ebaühtlaselt
  
• Esmatähtsad saasteained
  
  • vääveldioksiid
    
  • lämmastikoksiidid
    
  • peened tahked osakesed (hõljuvad)
    
    • kuni 10 µm – mõjuvad hingamissüsteemile (kopsudele), nt tsemenditööstuse peentolm
      
    • kuni 2,5 µm – osakesed jõuavad vereringlussüsteemi
      
  • osoon
    
  • benseen
    
  • süsinik (mono) oksiid
    
  • PAH-d
    
  • raskemetallid
    
• Seadusandlus
  
  • Välisõhu kaitse seadus (2004)
    
  • Atmosfääri õhu kaitse seadus
    

Õhu puhastamine aerosoolidest

• Heterogeensete gaasisegude lahustamine – erinevat tüüpi seadmed järjestikku
  
  • sadestamine (gravitatsioonipuhastus)
    
    • tolmussadestuskambrid (puhastusaste 99%, ka alla 0,1 µm osakesed)
      
• Aerosooli üks tähtsaim omadus on osakeste sadenemiskiirus, st osakest mõjutava jõu väljas viibimise aeg peab olema piisav, et teatud kiirusega liikudes jõuaks osake sadeneda ega läheks õhuvooga kaasa
  

Gaasiliste lisandite eemaldamine absorptsiooniga

• Homogeensest süsteemist gaasilise lisandi eemaldamine vedelikuga kontakteerumisel (gaasifaasist vedelfaasi siirdumine, lahustumine, neeldumine )
  
  • Füüsikaline
    
    • kontakteerumine absorbentidega (vesilahustega)
      
    • vaja on valida õige absorbent (vesi, lubjapiim , lubjakivi suspensioon , ammoniaakvesi, viskoossed õlid )
      
    • orgaaniliste ühendite absorbeerimiseks kasutatakse orgaanilisi vedelikke – ei tohi tekitada sekundaarset saastet
      
    • Neeldunud komponendi võib absorbendist eraldada:
      
      • puhtalt või kontsentreeritult
        
      • vähelahustuva ühendina, nagu sademe või mudana
        
      • käsitleda saastunud absorbenti reoainena ja suunata see omakorda puhastusprotsessi
        
    • aeglane
      
    • saab kiirendada rõhu tõstmise või intensiivse segamisega
      
  • Keemiline – kemosorptsioon
    
    • absorbeeritava gaasi ja absorbendi vahel toimub keemiline reaktsioon (näiteks happeliste väävelgaaside SO2 ja SO3 sidumine leelisega reaktsioonil lubjapiimaga)
      
    • neutraliseerimise tahke jääk on veerohke muda. Puhastusefekt ~90%.
      
    • keemiline reaktsioon lahuses kiirendab gaasilise komponendi lahustumist
      
• Olenevalt konkreetsest olukorrast absorberid: täidiskolonn, taldrikkolonn, pihustustorn, Venturi pesur, mehaaniline segur jt
  
• Desorptsioon – neeldunud aine siirdumine gaasifaasi
  

• pöörduv protsess; gaasilise aine sidumine tahke ainega
  
• Kasutatakse
  
  • madalate jääkkontsentratsioonideni (lõhn) puhastamiseks
    
  • respiraatorid ( mürkained )
    
  • radioaktiivsetest ainetest puhastamiseks
    
  • kõrvaldatavate ainete utiliseerimiseks ( lahustid )
    
  • adsorbendid nt aktiivsüsi , silikageel, kaltsiumiühendid – sõmermaterjali või tolmuna
    
  • täidetud püst- või rõhtmahutid
    

Gaasiliste lisandite eemaldamine põletamisega

• Tööstuslike heitgaaside kahjulike orgaaniliste lisandite hävitamiseks
  
• Kui põletusprotsess kulgeb täielikult, tekivad süsihappegaas ja vesi
  
• Heitgaase võib põletada
  
  • leegiga
    
    • nafta töötlemisel
      
    • kui gaasi energiasisaldus on piisav
      
    • kui põlemisel ei teki kahjulikke aineid
      
  • termiliselt
    
    • lakivärvi-, keemia-, elektroonikatööstuses
      
    • 650-850 °C
      
    • 1200- 1400 °C
      
    • tekkivat soojust saab ära kasutada
      
  • katalüütiliselt
    
    • autode heitgaasid
      
    • plaatinametallid, metallioksiidid
      
    • 350-650 °C nähtava leegita katalüsaatori pinnal
      
    • gaas ei tohi sisaldada katalüsaatorimürke
      

Gaaside puhastamine väävel- ja lämmastikoksiididest

• satub keskkonda suures osas fossiilsete kütuste põletamisest
  
• Eestis on peamiseks saasteallikaks olnud soojuselektrijaamad ( põlevkivi )
  
• põhiline osa kütuse väävlist väljub suitsugaasidega, väike osa jääb seotuna tuhka
  
• regeneratiivsed (elemendiline väävel, väävelhape , vedel vääveldioksiid – Na, K, NH3 -sooladega), mitteregeneratiivsed eraldusmeetodid ( ladustamine )
  
• vääveldioksiidi eraldumise vähendamine
  
  • väävli eraldamine kütusest enne põletamist
    
  • väiksema väävlisisaldusega kütuse kasutamine
    
  • väävlit siduva põletamistehnoloogia kasutamine
    
  • vääveldioksiidi kinnipüüdmine suitsugaasidest – odavaim , efektiivseim (kaltsiumühenditega sidumine)
    
    • märg - (levinuim, 90-95% puhastus, kallis)
      
    • poolkuiv- (lubjapiim, vesi aurustub kuumade gaaside toimel, kuiv lõppsaadus)
      
    • kuivmeetod (adsorptsiooniprotsess), Eestis põlevkivituhk
      

• satub keskkonda fossiilsetest kütustest NOx-na
  
• keskkonnaohtlikud NH3 ja HCN
  
• Tekkimine
  
  • termiline
    
  • spontaanne
    
  • kütuse NOx – kütuses olev lämmastik oksüdeerub
    
• Moodustamise takistamine (primaarmenetlus) ja tekkinud lämmastikoksiidi töötlemine (sekundaarmenetlus)
  
• Teket mõjutavad
  
  • põlemistemperatuur (hoida alla 1300 °C)
    
  • viibimisaeg kõrge temperatuuriga piirkonnas (kuni 1s)
    
  • hapniku juuresolek (põlemisõhu reguleerimine)
    

• Eemaldamine
  
  • katalüütilised meetodid
    
    • plaatinametallid
      
    • eraldub vaba lämmastik N2
      
    • Katalüsaatorimürgid – raskemetallid (plii, elavhõbe, seatina)
      
  • taandamine
    
    • selektiivne mittekatalüütiline - ammoniaagi abil (950-1050 °C)
      
    • selektiivne katalüütiline – ammoniaagi abil (300-400 °C) katalüsaatoriga
      

Reovete koostis ning omadused

• Jaguneb
  
  • olmereovesi
    
    • kergeltlagunevad komponendid
      
    • pole raskemetalle
      
    • ülekaalus süsivesikud , proteiinid, vabad aminohapped jt orgaanilised ühendid
      
  • tootmisreovesi
    
    • raskeltlagunevad komponendid
      
  • sademevesi
    
    • väetised
      
• Reostusnäitajad
  
  • orgaanilise aine sisaldus
    
  • taimetoitainete sisaldus (N, P)
    
  • heljumisisaldus
    
  • vee bakteriaalne reostus
    
• Reovee omadused
  
  • heljum
    
  • aurutusjääk ( kuivaine )
    
  • lahustunud ained
    
  • kuumutusjääk, -kadu
    
• Seadused
  
  • Veeseadus
    

Reovete eeltöötlemismeetodid

• settimine
  
• filtrimine
  

• võred, sõelad, liiva- ja rasvapüünised, setitid, flotaatorid , filtrid
  

Reovete keemiline puhastus

• Keemiline sadestamine
  
  • Koagulatsioon - alumiinium -, raua-, kaltsiumisoolade lisamine
    
    • liituvad suuremateks helvesteks
      
  • heljum settib
    
  • vaja hästi segada
    
• Neutraliseerimine
  
  • kui pH erineb 7-st olulisel määral
    
  • lubjakivi, lubi , seebikivi , sooda
    
  • CO2, happed
    
• Oksüdatsioon ja taandamine
  
  • hapendamine – klooriühendid, vesinikperoksiid, kaaliumpermanganaat
    
  • taandamine – vääveldioksiid, naatriumvesiniksulfit, rauasoolad
    
• Desinfitseerimine
  
  • hävitatakse patogeenseid või muul viisil ohtlikke mikroorganisme
    
  • vanasti kloor
    
  • osoon, UV
    

Aktiivmudaprotsess

• aeroobne biopuhastusprotsess
  
• Mikroorganismid kasutavad reovee orgaanilist ainet oma elutegevuses ja paljunemiseks
  
• Etapid
  
  • eelsetiti
    
  • aerotank
    
    • aereeritud – hapnik, muda liikumine
      
    • aktiivmuda
      
      • mikroorganismide biomass
        
      • bakterid , algloomad , harvem vetikad , ussikesed
        
  • järelsetiti
    
• Toitainete hulk muda kohta
  
  • kõrge-
    
  • normaal -
    
  • madalakoormuseline
    
• Tööparameetrid
  
  • mudakoormus - ööpäevane siseneva lahustunud toitainete hulga ja muda hulga suhe
    
  • muda vanus - muda viibeaeg biopuhastis, ööpäevades
    
  • hapnikutarve (min 1-2 mg/l)
    
  • mudaindeks - muda sadenemisomadusi hinnatakse mudaindeksiga, mida väiksem on mudaindeks, seda paremini ta settib, ~100 - 200 ml/g
    

Biokileprotsessid ja biofiltrid reovee puhastamisel

• Levinuimad biofilter, biorootor
  
• Biokileprotsessides kinnituvad mikroobid tahke kandja või täiteaine pinnale
  
• kasutatakse tugevalt saastunud reovee eelpuhastitena enne selle suunamist aktiivmudapuhastisse
  

Fosfori ja lämmastiku ärastus reovetest

• Fosfori ja lämmastiku kui tähtsamate toitainete eraldamine veest on kaasaegse reoveepuhastuse üks peaeesmärke
  
• fosfori põhiosa tuleneb fekaalidest, ülejäänu pesemisvahenditest, kalakasvatusest ja põllumajandusest
  
• Fosforiärastus
  
  • keemiline sadestus – enim kasutatud
    
    • sadestuskemikaalidega (Al-, Fe- sulfaadid , lubjapiim), mis muudavad lahustunud P-ühendid raskelt lahustuvateks.
      
  • bioloogiline sidumine
    
    • vahelduvalt anaeroobne ja aeroobne keskkond, mille tulemusena fosfaadid akumuleeruvad baktermassis ja kõrvaldatakse süsteemist koos liigmudaga
      
• Lämmastiku kõrvaldamiseks sobib kõige paremini bioloogiline meetod
  
  • nitrifikatsiooni-denitrifikatsiooni protsess
    
  • nitrifikatsioon - (ammooniumioon → nitraatioon), aeroobne keskkond
    
  • denitrifikatsioon – denitrifitseerivate bakterite abil, tekib vaba lämmastik, anoksilises keskkonnas
    

Reovete looduslikud puhastid

• Biotiik
  
  • lihtsa konstruktsiooniga, hõlbus hooldada , väga levinud minevikus
    
  • külmal aastaajal ei vasta biotiikide puhastusefekt kaasaja nõuetele, näiteks perioodilise reovee äravoolu puhul (kämpingud, puhkelaagrid) sobivad nad praegugi.
    
  • Mõnikord piiravad biotiikide kasutamist pinnasetingimused. Filtreeriva pinnase ja põhjavee reostamise ohu korral on vaja tiigi põhi katta plastkilega, mis suhteliselt suure tiigipinna puhul osutub kalliks.
    
  • fakultatiivsed – aeroobsed – anaeroobsed
    
• Pinnaspuhastus –
  
  • Imbväljak (osaliselt puhastatud vesi)
    
  • Niisutusväljak (bioloogiliselt puhastatud ja desinfitseeritud vesi)
    
  • Pinnasfilter (väikese tarbimise korral)
    
• Tehismärgala (maapinna ja taimestiku isepuhastusvõime - järvepilliroog)
  

Reovee puhastamisel tekkinud jääkmuda käitlus

• Muda
  
  • eraldatud reoained ja kasutatud kemikaalid
    
  • solgiveega sarnane (95% vett)
    

• toormuda (käitlemata, kõrge reostusega)
  
  • ei sobi vahetult kasutamiseks ega looduses ladustamiseks
    
  • muda veesisaldus on liiga suur
    
  • sisaldab patogeenseid mikroorganisme
    
  • levitab ebameeldivat haisu
    
• mehaaniline muda (eelsetitist)
  
• bioloogiline muda (biopuhastusjääk)
  
• segamuda (mehaanilise ja/või bioloogilis-keemilise muda segu)
  
• settekaevu muda
  
• Töötlemine
  
  • tihendamine – segamisel settebasseinis, suureneb kuivainesisaldus
    
  • stabiliseerimine –
    
    • lubja abil – ajutine
      
    • mädandamine – metaan ja süsihappegaas
      
    • kompostimine – soojus
      
    • aeroobne stabiliseerimine - aereerimine
      
  • konditsioneerimine
    
    • keemiline – mikroobide ümber koondunud geelitaoline struktuur rikutakse kemikaalide abil.
      
      • tuntumateks kemikaalideks on raudkloriid ja lubi, kaasajal kasutatakse peamiselt orgaanilisi polümeere
        
    • füüsikaline – külmutamine ja kuumutamine
      
  • tahendamine ( kuivatamine )
    
    • niiske mulla sarnane
      
    • mudaväljakud
      
    • mehaanilised tahendamisseadmed
      
  • lõppkäitlemine (kompostimine, põletamine , ladustamine)
    

Jäätmete definitsioon ja liigitamine, jäätmekäitlemise eesmärgid

• Põhimõtteliselt on jäätmed kõik esemed või ained, mis nende valdaja on ära visanud või kavatseb ära visata või millele ei leita edasist kasutust . Ohtlikud ja tavajäätmed
  
• Liigitamise aluseks
  
  • koht, protsess, kust jäätmed pärinevad
    
  • jäätmete kasutusviis
    
    • taaskasutatavateks, põletatavateks, kompostitavateks ja prügilasse ladestatavateks jäätmeteks
      
  • materjal, keemiline koostis
    
    • orgaaniline
      
    • mineraalne
      
• Põhigrupid töötlemist või kasutamist silmas pidades
  
  • olmejäätmed , segamajandusjäätmed – KOV vastutab
    
    • igapäevase elutegevuse käigus, segamajandus (koolid, söögikohad, majutusasutused, kauplused, büroo), ehitusjäätmed
      
  • tootmisjäätmed
    
    • põllumajandus ja metsatööstus
      
  • ohtlikud jäätmed
    
    • võivad füüsikaliste, keemiliste või bioloogiliste omaduste poolest põhjustada ohtu inimeste ja teiste elusorganismide tervisele või oluliselt kahjustada keskkonda
      
  • erijäätmed
    
    • heitvete puhastusseadmete muda
      
    • suuremahulised jäätmed (näiteks mööbel, külmutuskapid, jms)
      
    • vanad transpordivahendid
      
    • liiklusvahendite rehvid
      
    • haiglajäätmed – võivad olla nakkusohtlikud või mõnel muul moel ohustada inimeste tervist
      
• Eestis kehtiv ametlik jäätmete liigitamine on toodud Jäätmeklassifikaatoris - 20 gruppi, iga jäätmeliik on identifitseeritav 6-kohalise (ka enama) arvkoodiga. Kaks esimest numbrit jäätmete päritolu ning järgmised täpsustavad jäätmeid
  
• Jäätmeseadus (2004)
  
• Eesmärgiks jäätmete tekkimise vältimine, nende hulga vähendamine, keskkonnasõbralike toodete kavandamine
  

Jäätmete eeltöötlemise meetodid

• Jäätmete eeltöötlemise eesmärgiks on kergendada jäätmete transporti, nende edasist käitlemist ja kasutamist.
  
• Eeltöötlusmeetodid
  
  • sorteerimine (ka sortimine )
    
    • jäätmevoo komponentide eraldamine või üksteisest lahus hoidmine
      
    • tekkekohal või sorteerimiskeskuses
      
    • käsitsi või
      
    • mehaaniliselt
      
      • osakeste suurus – sõelumine
        
      • tihedus – setitamine
        
      • kiirendus – ballistiline sortimine
        
      • elastsus
        
      • optilised omadused – optiline separeerimine
        
      • magnetilised omadused – magnetiline sortimine
        
  • tihendamine
    
  • purustamine
    
  • pressimine
    

Olmejäätmete lõppkäitlemise viisid

• Lõppkäitlemise viisid
  
  • termilised meetodid
    
    • mahu ja kaalu vähendamine
      
    • 800-850 °C
      
  • bioloogilised meetodid
    
    • kompostimine
      
      • lagundatakse orgaanilised jäätmed, sh reoveesetted, mikroobide abil aeroobses keskkonnas
        
      • eraldub soojust, tekib süsinikdioksiidi, vett, anorgaanilisi sooli ja huumust sisaldavat materjali (kompostimuld)
        
      • aunkompostimine, reaktorkompostimine
        
      • Mõjutavad tegurid: hapniku hulk, toitainete sisaldus, niiskussisaldus , pH tase, temperatuur, tekstuur
        
    • anaeroobsetes tingimustes lagundamine – jäätmetest eraldatakse eelnevalt mittelagunevad ained, peenestatakse
      
  • ladustamine prügilasse
    
    • kasutusaeg min 25 a
      
    • jäätmed tihendatud
      
    • õhu ja põhjavee seire
      
    • nõrgvee puhastamine
      
• Iru elektrijaama jäätmeenergiaplokk
  

• Ohtlike jäätmete all mõeldakse jäätmeid, mis oma keemiliste või muude omaduste tõttu võivad põhjustada erilist ohtu või kahju inimeste tervisele või keskkonnale.
  
• Ohtlike jäätmete käitlemisega tegelevad ettevõtted peavad taotlema tegevuseks litsentsi.
  
• Tööstuses tekkivaid ohtlikke jäätmeid võidakse käidelda nende tekkimiskohas ka tootja enese poolt.
  
• Omavalitsused on kohustatud korraldama kodumajapidamistes tekkivate ohtlike jäätmete vastuvõttu
  
  • aegunud arstimid, õlid, akud , raskmetalle sisaldavad materjalid (päevavalguslambid, termomeetrid, patareid ), värvi- ja lakijäätmed, majapidamises tarvitatavad mürkained jne
    
• Jäätmete töötlemine:
  
  • keemiliselt (neutraliseerimine, stabiliseerimine)
    
  • põletatakse (üle 1100 °C, mürgised ühendid lagunevad)
    
    • Põletamisel tekkiv koldetuhk ja suitsugaaside puhastamisel tekkiv kips ladestatakse erimatmiskohta.
      
  • maetakse erimatmiskohtadesse (näiteks suletakse betoonsarkofaagi, jms).
    
• Vaivara ohtlike jäätmete kogumiskeskus (VOJK)
  

Eesti keskkonnakaitse seadusandlus

• Keskkonnajuhtimine
  
  • Keskkonnamõju hindamise ja keskkonnajuhtimissüsteemi seadus
    
  • Looduskaitseseadus (uuendatud 2004)
    
  • Keskkonnaseire seadus
    
  • Keskkonnajärelvalve seadus
    
  • Keskkonnatasude seadus
    
• Õhusaaste
  
  • Välisõhu kaitse seadus
    
  • Atmosfääriõhu kaitse seadus
    
• Veereostus
  
  • Veeseadus
    
• Jäätmed
  
  • Jäätmeseadus
    
  • Tööstusheiteseadus
    
  • Pakendiseadus
    

Keskkonnaprobleemid põlevkivitööstuses