Борьба с загрязнением атмосферы отходящими газами — одна из серьезнейших проблем современности. Ежегодно на земном шаре в воздух выбрасывается 250 млн. т золы, десятки миллионов тонн сернистого газа, оксидов азота и других веществ, способных загрязнить большие территории, сделать их непригодными для жизни людей, животных и растений, вызвать коррозию металла машин, строений и аппаратов. Наиболее радикальная защита воздуха от газовых выбросов — совершенствование производственных процессов. Например, совсем недавно в нашей стране была разработана технология использования диоксида серы, выбрасываемого с отходящими газами заводами цветной металлургии. Технология позволяет ликвидировать этот источник загрязнения воздуха и получить дешевую серную кислоту (см. Безотходная технология).
Если подобный путь неосуществим, то отходящие газы необходимо подвергать очистке. Вредные вещества, которые содержатся в газообразном виде, удаляют путем абсорбции и адсорбции или же подвергают каталитической реакции, в результате которой они превращаются в неопасные соединения. Очистку газов от пылей, дымов и туманов проводят с по мощью гидромеханических процессов в циклонах, фильтрах и т. п. (см. Химическая технология). Например, на крупных современных тепловых электростанциях (ГРЭС) и теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) нашей страны, сжигающих твердое топливо, применяют высокоэффективные электрофильтры, обеспечивающие очистку дымовых газов от золы на 99%. А ведь недавно ТЭЦ были основным источником загрязнения воздуха.
В наши дни при проектировании любого завода одновременно планируются тип и мощность очистных сооружений, необходимых для полного обезвреживания жидких и газообразных отходов. Этого требуют законы нашей страны, где забота о здоровье человека — важнейшая задача государства.
Еще совсем недавно считалось, что человечество обеспечено водой навечно. Однако теперь в промышленно развитых капиталистических странах ощущается ее дефицит. Вода многих рек и озер не только непригодна для питья, но и купаться в ней опасно. Главная причина этого — сброс в водоемы неочищенных сточных вод. Так, например, ежегодно в Японии заболевают и умирают сотни людей от ядовитых веществ, попавших в водоемы. Иногда японские рыбаки вылавливают рыб-уродов невиданной ранее формы, изменившихся под влиянием загрязнений. Реки Потомак в США, Рейн в Европе превратились в сточные канавы. Таковы последствия бездушного хозяйничанья монополий в капиталистических странах, где борьба с загрязнениями водоемов ведется неудовлетворительно.
В нашей стране государство ежегодно выделяет миллиарды рублей на охрану окружающей среды. И значительная часть этих средств расходуется на очистку сточных вод.
Основные «поставщики» промышленных сточных вод — нефтеперерабатывающие, химические, металлургические и целлюлозно-бумажные предприятия. Эти же предприятия и потребляют больше всего воды: на 1 т стали ее расходуется 20 м3, на 1 т бумаги — 250 м3, на 1 т аммиака — 1500 м3. Поэтому очистка вод нужна не только для предотвращения загрязнения водоемов, но и для возвращения воды в технологический процесс.
Применяются механические, физико-химические, химические, биохимические и термические методы очистки.
Механические методы очистки включают отстаивание и фильтрование. С их помощью очищают воду от взвешенных твердых частиц.
Физико-химические методы используют массообменные процессы. Адсорбция и экстракция требуют дорогих реагентов и сравнительно сложной аппаратуры. Их целесообразно применять для очистки воды от небольших количеств растворенных в ней токсических веществ. Так, путем адсорбции на активированных углях из сточных вод цветной металлургии извлекают цинк, медь, свинец, никель и другие металлы. Ядовитый фенол удаляют с помощью его экстракции минеральными маслами или бензолом.
В последние годы начали применяться более экономичные массообменные процессы — обратный осмос и электродиализ.
Химические методы очистки заключаются в обработке сточных вод химическими реагентами. В результате реакций нейтрализации, окисления, восстановления ядовитые вещества переходят в нетоксичные продукты или же выпадают в осадок, который отделяется механическими методами.
При биохимической очистке воду направляют в большие железобетонные бассейны — аэротенки. На дне бассейнов уложены трубы, по которым непрерывно подается воздух. Он необходим для жизнедеятельности особых бактерий, которые размножаются в аэротенках. Пищей для бактерий служат органические вещества, содержащиеся в стоках. В результате растворенные органические вещества переходят в бактерии, их становится все больше, а загрязнений — все меньше. Избавиться же от бактерий, или, как их называют ученые, активного ила, очень просто: этот ил тяжелее воды и довольно легко осаждается в отстойнике. Часть ила из отстойника вновь подают в аэротенк, а часть высушивают и используют как удобрение.
На большинстве очистных станций на этом очистка кончается. Очищенную воду хлорируют, чтобы убить болезнетворные бактерии, и сбрасывают в реку.
Термический метод очистки сточных вод наиболее эффективен, но и наиболее дорог. Воду сжигают, получая нетоксичные газообразные продукты горения и твердой осадок. Этот способ целесообразно использовать в случаях, когда в стоках содержится много органических веществ, которые служат топливом.
Хотя правильно выбранные методы очистки позволяют устранить опасность сильного загрязнения водоемов, главный путь борьбы со стоками — создание безводных технологических процессов. Так, например, в последние годы начал применяться способ сухого формования бумаги, при котором потребность в воде вообще отпадает, а следовательно, и нет вредных сточных вод. Интересно, что этот способ имеет и еще одно немаловажное преимущество — он улучшает качество бумаги.
Действенным способом борьбы с загрязнением водоемов является также создание на предприятиях водооборотных систем, которые не имеют стока, а циркулирующая в них вода непрерывно подвергается очистке. Причем выделенные из воды загрязнения нередко используются как вторичные ресурсы для получения ценных продуктов.