Наука и технологии

 Материалы будущего

Издательство «Химия» 1985 г.

Сточные воды

При переработке минерального сырья возникают не только твердые, но и жидкие отходы, угрожающие рекам и озерам.

Упомянем здесь только об очень важном для ГДР побочном продукте калийной промышленности. В наследство от нее нам достается основной хлорид магния в виде раствора с достаточно высокой концентрацией. Попадая в гидросферу, он вызывает коррозионные явления, угрожает плодородию почв, приносит большой вред цементно-бетонному покрытию автострад. Достаточно эффективные методы его применения еще на разработаны, но путем электролиза расплава из хлорида магния можно получить металлический магний, который в будущем все шире будет применяться как компонент сплавов и в самолетостроении.

При переработке древесины в целлюлозу со сточными водами теряется около половины древесной массы, так как при выщелачивании, особенно сульфитном, растворяются лигнин и часть углеводов. Таким образом, мы подошли к проблеме загрязнения вод промышленными и бытовыми отходами. Углеводы из сульфитных щелоков большей частью перерабатывают сегодня путем биохимических процессов в спирты или белок. Несмотря на это в сточных водах все еще остается до 30% органического вещества древесины. Это наносит большой вред, поскольку на ее разложение расходуется содержащийся в воде кислород и из-за этого погибают рыбы и водные растения. До сегодняшнего дня не удалось еще использовать сульфитно-целлюлозные щелоки без остатка и таким образом предохранить наши реки. Единственным путем был бы переход к другим способам обработки древесины, например к экстрагированию целевых компонентов специальными растворителями, благодаря чему степень использования сырья была бы выше. В настоящее время все мероприятия по преобразованию сульфитно-целлюлозной промышленности наталкиваются на чрезвычайно высокие капиталовложения. Если бы удалось полностью и комплексно использовать древесину при ее переработке в целлюлозное волокно, то связанные с этим капиталовложения были бы экономически оправданы.

Многие химические и металлургические предприятия сбрасывают в реки значительные количества тяжелых металлов. Ртуть с установок электролитического получения хлора и гидроксида натрия также выпускают в отстойники. Потери таких относительно благородных металлов как медь, серебро и ртуть вызывают убытки не только на предприятиях, где спускают содержащие их сточные воды, но и на заводах, расположенных ниже по течению. Дело в том, что при их отложении на стальных и алюминиевых трубах создаются условия для контактной коррозии и разрушающих повреждений.

Надежных численных данных об этих дополнительных коррозионных потерях нет, поскольку трудно подчас установить ее причины. К сожалению, мы не можем подробно говорить о чрезвычайно вредных воздействиях этих металлов на животный и растительный мир водоемов. Однако необходимо указать на то, что наносимый ими ущерб сказывается, конечно, на количестве продуктов питания, добываемых из водных источников. А ведь рыба играет важную роль в питании многих народов.

Для выделения тяжелых металлов у нас в распоряжении кроме осаждения и фильтрации имеется еще целый ряд других способов: адсорбция на активном угле или аналогичных адсорбентах, ионный обмен и, при необходимости, дистилляция. Ионному обмену и ионообменным смолам уделяется в последнее время большое внимание. Эти вещества захватывают ион, который надо удалить, а вместо него отсылают в раствор другой, неопасный ион, чаще всего натрия или водорода. Этот способ применим, конечно, только тогда, когда либо ионообменник чрезвычайно селективен, либо в растворе содержатся в основном только ионы удаляемого элемента.

До сих пор речь шла о загрязнениях, влекущих за собой потери материалов, ущерб от коррозии и нарушение биологического равновесия. Саму воду как источник сырья мы упустили из виду. Вода безусловно необходима не только для всего живого на земле, но и является чрезвычайно важной вспомогательной средой в технологии. Казалось бы, в нашем распоряжении имеются несметные водные ресурсы, так как 70% земной поверхности (360 млн. км2) покрыто водой. Общий запас воды составляет 1,4 млрд. км3. На самом деле лишь незначительную часть этого количества можно применять без дополнительной обработки или использовать для питья. Это в первую очередь вода рек и озер (всего-навсего 1200 км3) и грунтовые воды (еще 60 млн. км3). К тому же эти запасы очень неравномерно распределены по поверхности планеты, так что нам остается только заботиться о бережном отношении к этому жизненно важному виду сырья. Морская вода с самого начала непригодна для промышленного применения, поскольку высокое содержание солей в ней ведет к сильной коррозии.

Ежегодная потребность человечества в воде составляет от 6 до 7 млрд. м3, из которых около 80% приходится на промышленность. Так, например, для производства 1 тонны стали необходимо от 150 до 200 м3 воды, для 1 тонны целлюлозы-100 м3, а для 1 тонны искусственного шелка-от 2000 до 6000 м3. Количество пресной воды на одного человека составляет на Земле в среднем 12000 м3, но на территории ГДР-только около 880 м3. Благодаря росту промышленного производства и уров-няжизник 1985 году ожидается повышение потребления воды еще на 50%. Не нужно забывать, что индивидуальный расход воды чрезвычайно вырос за счет различных санитарных сооружений. Раньше в сельской местности он составлял около 5 литров на человека в день, а сейчас в больших городах вырос до 200 литров в день.

Воду нужно поэтому тщательно охранять от загрязнений и при первой возможности пускать в кругооборот. Такую циркуляцию можно без особых затрат осуществить в большинстве отраслей промышленности. В любом случае необходимо также избегать загрязнения грунтовых вод.