54774319 masinstvo i zastita zivotne sredine

Seminarski Rad iz Mainskih Elemenata II

Decembar 2009

UVODMaine, ureaji, energetski, tehnoloki, proizvodni mainski sistemi predstavljaju tehnika sredstva, pomou kojih ovek koristi prirodne izvore energija i sirovina, olakava i nadoknauje ljudski rad, proizvodi korisne proizvode, trasportuje materijale i ljude, titi i ureuje ivotnu sredinu, sakuplja i iri informacije. Sa gledita efekata u ivotnoj sredini razlikujemo tri kategorije mainskih sistema: 1. Mainski sistemi, koji mehanikim dejstvom, produkcijom otpadnih materija i otpadne energije deluju kao izvori degradacije i zagaivanja ivotne sredine (saobraajne, energetske proizvodne maine i sistemi). 2. Specifini mainski sistemi koji slue za ograniavanje otpadnih materija i otpadne energije koja se oslobaa iz tehnikih izvora (preteno iz drugih mainskih sistema) u ivotnu sredinu (separatori i filteri emisija u vazduh, postrojenja za preiavanje ispirajuih i industrijskih otpadnih voda, ureaji za priguivanje buke i vibracija i slino). 3. Specifini mainski sistemi koji slue za odravanje istoe vazduha i mikroklime u unutranjem stambenom i radnom prostoru (ventilacioni, klimatizacioni i grejni sistemi).

1. Karakteristike mainskih sistema1


Decembar 2009

Mainski sistemi prema nameni, za svoju funkciju koriste sledee fizike i hemijske principe: promenu i prenos energije (promenu jednog oblika energije u drugi npr. promenu toplotne energije u mehaniku u toplotnim turbinama, prenos toplote npr. prenos toplote kod izmenjivaa kod hemijskih i energetskih sistema). promenu i prenos materija (promene hemijskog sastava materija npr.kod prerade sirovina u hemijskoj proizvodnji, prenos gasnih, tenih i vrstih materija u separatorima, filterima za vazduh i vode). mehanika prerada materija promenom oblika i veliine sastava, pri emu ne dolazi do promene hemijskog sastava (obrada metala, drveta, prerada tekstilnih vlakana i sl.). prenos i obrada informacija (u tehnikim sredstvima, informacionim sistemima i sistemima automatskog upravljanja). U optem sluaju je mogue mainu (mainski sistem) okarakterisati kao mehaniki sistem koji transformie jednu vrstu energije u drugu ili sistem koji obavlja razne (radne) operacije. Pod ureajem podrazumavamo sloeniji tehniki sistem koji ne obavlja rad, ali primenom fizikih ili hemijskih delovanja postie zahtevani uinak (npr. optiki, merni, regulacioni, medicinski ureaji i dr.). Trend kod razvoja maina vodi formiranju celina sa meusobno nadovezujuim principima promena, prenosa i prerada. Nastaju agregati, linijesistemi snabdeveni mernim i regulacionim ureajima i sistemima automatskog upravljanja. U optem sluaju ove celine oznaavamo kao mainske sisteme. Ako se oni koriste za realizaciju nekog tehnolokog procesa, to su onda tehnoloki sistemi, a ako su namenjene za proizvodnju proizvoda, onda su to proizvodni sistemi. Kao primer jednog mainskog sistema moe se navesti energetski sistem za snabdevanje toplotnom energijom koji obuhvata: kotao na vrsto gorivo (promena hemijske energije goriva u toplotnu i njen prenos), odvajanje vrstih hemijskih neaktivnih estica (pepela) iz paljevine (prenos materije, hemijska prerada materije ), odvajanje gasnih primesa (sumpornog oksida, oksida ugljenika) iz paljevina (prenos; promena hemijskog sastava), grejna tela, izmenjivai toplote (prenos toplotne energije), i ureaji za merenje i automatsko upravljanje (prenos, prerada i obrada informacija).

Slika 1. Toplotna turbina - Primer promene jednog oblika energije u drugi (toplotne u mehaniku)

1.1 Glavne grupe mainskih sistema

2


Decembar 2009

Prema nameni mogu se razlikovati glavne grupe mainskih sistema: toplotni energetski sistemi (sistemi za spaljivanje, kotlovi, toplotne turbine, nuklearni reaktori, izmenjivai toplote, toplotni energetski sistemi toplotnih i nuklearnih elektrana toplana, kao i sistema za spaljivanje). sistemi za hlaenje (kompresorski i apsorpcioni rashladni sistemi, toplotne pumpe, rashladni izmenjivai), hidrauline i pneumatske maine i sistemi (pumpe, vodene turbine, hidraulini mehanizmi, kompresori), saobraajna tehnika (motori sa unutranjim sagorevanjem, turbine, motorna vozila automobili, traktori, motocikli, inska vozila, brodovi), avio tehnika (avioni, motori aviona), precizna mehanika i optika (mehaniki ureaji, elektromehaniki, optiki, optoelektrini, tehnika u zdravstvu), maine i sistemi za hemijsku, prehrambenu i potroaku industriju (preraivake maine, proizvodne maine, i proizvodne linije prehrambene, hemijske i potroake industrije), maine i sistemi proizvodnog mainstva (maine alatke za obradu rezanjem, prese, maine za livenje i zavarivanje, industrijski roboti i manipulatori), tekstilne maine (maine za praonice, tkanice, pletionoce i proizvodnju konfekcije), transportne i graevinske maine (dizalice, kranovi, liftovi, graevinske maine za zemljane radove, za gradnju i odravnje puteva, maine za osnivanje gradilita i proizvodnju graevinkih elemenata, maine za podzemne radove i za povrinske i jamske kopove), poljoprivredne maine (maine za obradu zemlje i distribuciju masa, maine za zatitu biljaka, maine za sakupljanje biljaka), tehnika zatita ivotne sredine (maine i sistemi za ograniavanje i korienje otpadnih materija i otpadne energije i filterski sistemi za emisije u vazduh, postrojenja za preiavanje otpadnih voda, sistemi za preradu vrstog otpada, sistemi za sniavanje buke i vibracija, sistemi za korienje alternativnih izvora energije, mainski sistemi za regulisanje istoe vazduha i mikroklime u unutranjoj sredini, samosistemi za provetravanje, klimatizaciju i grejanje).

1.2 Funkcije mainskih sistema u ivotnoj srediniMainski sistemi, slino kao i drugi tehniki sistemi, karakteriu se svojom namenskom funkcijom i funkcijom u ivotnoj sredini (tzv. primarnom i sekundarnom funkcijom). Aspekti koji se odnose na namensku primarnu funkciju mainskih sistema, odavno su savladani. Sve vie panje se posveuje funkcijama ovih sistema u ivotnoj sredini - sekundarnoj funkciji. Pri tome je sve prisutnija potreba da se funkcije vezane za ivotnu sredinu svrstaju u primarne funkcije i da sa namenskim funkcioniu u interaktivnom skladu. Iz prakse proizilazi da osnovni i najvei deo optereenja ivotne sredine, direktno ili indirektno, izazivaju mainski sistemi (proizvodnjom poizvoda). Glavni razlozi ove nepovoljne situacije mogu biti razni. Procesi promene i prenosa energija i materija, procesi mehanike prerade materija u mehanikim sistemima, uvek su praeni otpadom. Energetske promene i prenosi se realizuju sa efikasnou manjom od 100 %. Izgubljena energija u tom sluaju optereuje ivotnu sredinu (npr. izgubljena toplotna energija kod proizvodnje elektrine energije u termoelektranama). Promenom elektrine energije za pogon maina (npr. maina alatki u proizvodnim halama) nastaje toplotno optereenje unutranje sredine. Promena hemijskog sastava materije praena je nastankom sporednih (otpadnih) materija, esto sa veim negativnim uticajem na ivotnu sredinu, nego to je imala polazna supstanca materija (npr. nastanak sumpornog oksida kod sagorevanja sumpornog uglja). Kod mehanike obrade materijala nije uvek mogue u potpunosti iskoristiti osnovni materijal, te nastaje otpad, koji ne moe uvek biti u potpunosti recikliran. Kvalitet mainskih sistema, sa gledita njihove sekundarne funkcije u ivotnoj sredini, ne odgovara u mnogim sluajevima savremenim zahtevima u vezi sa zatitom ivotne sredine. Mainski sistemi se iroko koriste u svim oblastima ljudskog rada, u industriji, graevinarstvu, poljoprivredi, u slubama graanstva u stambenim i zajednikim objektima. Mnogi sistemi su svojom koncepcijom i tehnikim nivoom reenja zastareli i ne odgovaraju higijenskim propisima, odnosno propisima za zatitu ivotne sredine. Neodgovarajue korienje mainskih sistema tj. greke i nedostaci za njihovu potpunu (primarnu) funkciju vode ka degradaciji i zagaivanju ivotne sredine. Kao primer se moe navesti nepravilno doziranje hemijskih sredstava kod tretiranja

3


Decembar 2009

zatite biljaka poljoprivrednim mainama, neispravno eksploatisanje sagorevajuih sistema (kotlova, energetskih sistema, automobilskih motora), kvarovi sistema za filtriranje emisija u vazdunu sredinu, kvarovi funkcija postrojenja za preiavanje industrijskih i otpadnih voda i slino. Naruavanje eksplotacione discipline i tehniki kvarovi mogu dovesti do havarija sa posledinim mehanikim (destruktivnim) dejstvima i produkcijom otpada u ivotnu sredinu. Maina, mainski sistem, kao antropogena komponenta ivotne sredine, deluje interaktivno na oveka i druge komponente ivotne sredine svojim mehanikim, materijalnim, funkcionalnim i estetskim faktorima. Uzajamna dejstva izmeu maine, ostalih komponenata ivotne sredine i oveka prikazuje sl. 2. Kao primer za konkretizaciju mogue je navesti automobil. U automobilu na oveka direktno deluju ergonomski faktori (uticaj oblika sedita, razmetaj upravljakih elemenata, komandi) i oscilatorni procesi (vibracije, buka). Posredstvom drugih komponenti sredine (vazduha) ovek je u automobilu pod uticajem izduvnih emisija automobilskog motora (gasovi CO i NOx), buke i mikroklimatskih faktora koji su rezultat delovanja sistema grejanja (respektivno klimatizacije i spoljanje klime). Posredstvom vazduha na oveka (graanina) u okolini automobila deluju buka i izduvne emisije. Kod upravljanja automobilom, ovek promenom reima rada motora utie na izduvne emisije, buku i vibracije. Mikroklimatske faktore uslovljava ovek upravljanjem jainom grejanja, odnosno klimatizacije. Izduvne emisije automobila deluju kroz vazduh na druge komponente ivotne sredine, pre svega na floru u blizini saobraajnica (kamilica, zova i druge biljke u blizini saobraajnica sadre poveane koncentracije Pb2+, Cr6+ i drugih toksinih tekih metala i tetnih supstanci). ovek kao konstruktor, projektant kod projektovanja automobila, utie na produkciju izduvnih emisija i buke, pri emu je delovanje oveka na prirodne komponente ogranieno i odnosi se na odstranjivanje posledica devastacije flore.

Slika 2. Odnosi u sistemu: maina - komponente ivotne sredine - ovek

Detaljnije je mogue posmatrati funkciju maina u ivotnoj sredini pomou sistema prenosa: izvor polje prenosa objekat gde izvor i objekat moe biti ovek i bilo koja komponenta ivotne sredine. U ovom sistemu veina mainskih sistema svojom proizvodnjom otpadne energije, otpadnih materija i mehanikim uticajima, predstavlja izvor koji deluje kroz polje prenosa (vazduh, vodu, zemljite) na objekte. Specifini mainski sistemi (npr. postrojenja za preiavanje otpadnih voda), svojom funkcijom u polju prenosa, slue ogranienju toka otpadne energije i otpadnih materija iz izvora na objekte, kao i na ureivanje stanja ivotne sredine istoe vazduha i mikroklime (sistemi provetravanja, klimatizacije, grejanja). Direktni odnos maine i oveka (koji rukuje i upravlja mainom) je predmet posebne ergonomske analize.

1.3 Maina izvor otpadnih materija i otpadne energijeDelovanje mainskih sistema u industriji, energetici, saobraaju, poljoprivredi i slubama za stanovnitvo na ivotnu sredinu, moe se odnositi na vie osnovnih problemskih oblasti: vazduh, voda,

4


Decembar 2009

sredstva za hlaenje i podmazivanje, vrsti otpad, buka, vibracije, radioaktivno i elektromagnetno zraenje i druge. Kao abiotiki antropogeni izvori degradacije ivotne sredine, maine utiu na vitalne komponente ivotne sredine i deluju na oveka. Nacionalna i meunarodna legislativa (ugovori, zakoni) vode ka sniavanju savremene produkcije otpadnih materijala i otpadne energije. Analiza emisionih i imisionih podataka u navedenim problemskim oblastima omoguuje da se mainski sistemi ureuju kao celine, a takoe i da se odredi grupa ureaja koji su sa gledita degradacije ivotne sredine odluujui.

2. Zagaenje vazduhaGlavni izvori zagaivanja vazduha su: stacionarni procesi sagorevanja (proizvodnja elektrine energije, industrijski kotlovi, zagrevanje stambenih i industrijskih objekata). saobraajni sistemi (automobili, avioni, inska vozila, brodovi). industrijska preduzea (svi procesi sagorevanja u metalurgiji, proizvodnji plastinih masa, u industriji cementa, rafinerijama nafte, saobraaju i skladitenju). prerada vrstih otpada. ostali izvori (preteno manjeg obima u proizvodnji i slubama za graanstvo). Glavni zagaujui elementi, koji se emisijom oslobaaju u vazduh industrijski najrazvijenijih zemalja su: aerosoli, preteno vrste, delimino tene agregacije sumporni oksidi SOx (preteno SO2, delimino SO3) azotni oksidi NOx (preteno NO, NO2), organske materije, pre svega ugljovodonici Cx Hy ugljen monoksid CO teki metali - kadmijum, olovo, hrom, bakar, cink i druge Limitirajue ili granine vrednosti emisije ili imisije zagaujuihSlika 3. Glavni zagadjivai vazaduha

materija u vazduhu su odreene standardima. Pored delovanja materija koje, pre svega, zagauju slojeve atmosfere iznad zemlje, poslednjih godina dolazi do atmosferskih promena, globalnog otopljavanja u atmosferi i naruavanja sloja stratosferskog ozona. Ove promene su uslovljene poveanjem koncentracija nekih gasova, koji se nalaze u atmosferi u vrlo malim koncentracijama, ali su vrlo uticajni na uslove ivota na zemlji. Meu njih pre svega spadaju: ugljen dioksid CO2, azot oksid NOx (NO, NO2) metan CH4, halogeni ugljovodonici CFC, HCFC, HFC (freoni). Izvori i ovih materija su tehniki ureaji - sistemi za spaljivanje, motori, rashladni sistemi, rasprivai i sl. Osnovne energije koje kontaminiraju vazduh ili se prenose njime su: toplotna energija i akustika energija. Nasuprot tome da se mehanika energija maina najee menja u toplotnu i akustiku energiju, prenos toplote sa mainskih sistema ima znaajan

5


Decembar 2009

uticaj na toplotno zagaivanje atmosfere. Iz glavnih energetskih izvora (elektrana) toplota se u atmosferu odvodi isparavanjem vodene pare u rashladnim tornjevima, to prouzrokuje zagaenje atmosfere produkovanom parom (sa lokalnim posledicama na klimu u zavisnosti od metereolokih uslova). Ozbiljniji problem u atmosferi je produkcija CO 2 koji, kao takav, izaziva efekat staklene bate i deluje na poveanje globalne temperature atmosfere zemlje. Topla voda iz rashladnih sistema elektrana i industrijskih preduzea (npr. fabrika celuloze) u povrinske vode, predstavlja direktno, ozbiljno zagaenje ivotne sredine sa lokalnim dejstvom. Atmosferom - vazduhom se prenosi i akustina energija koja znaajno zagauje ivotnu sredinu.

2.1 Zagaenje vodaPrema poreklu vode se dele na: prirodne (atmosferske, podzemne, povrinske) otpadne (komunalne, industrijske)

2.1.1 Otpadne vodeVode koje se odvode nakon primene, sa pogoranim osobinama pod dejstvom antropogene aktivnosti, nazivaju se otpadne. Dele se na: komunalne vode iz domainstva, javnih zgrada, socijalnih ustanova, zavoda (kuhinja, toaleta, kupatila, umivaona), industrijske vode teni otpadi, koji nastaju kod prerade sirovina, vode zaprljane u proizvodnim procesima i poljoprivrednoj proizvodnji, gradske vode vode, koje teku u gradskoj kanalizaciji, tj. Meavina komunalnih i industrijskih otpadnih voda. Sadraj zagaujuih materija u otpadnim vodama pre njihovog isputanja u recipiente (obino povrinskihSlika 4. Pomor ribe koji izazivaju otpadne vode

vodenih tokova), ne sme prekoraiti Maksimalno Dozvoljene Koncetracije (MDK). Kod komunalnih voda i gradskih otpadnih voda MDK zagaenja zavisi od izvora zagaenja odnosno prema broju Ekvivalentnih Stanovnika (ES). Podatak ES pokazuje specifino zagaenje BPK5, produkovano jednim stanovnikom na dan. Zagaujue organske materije u komunalnim vodama su preteno fekalnog porekla. Neorganske materije predstavljaju: hloridi, natrijum, kalijum i neorganski oblici azota. Poveanje neorganskih materija potie iz fekalnih otpadnih voda, kuhinjskih otpada, sredstava za ienje i pranje kao i pranja prljavih ulica i javnih prostora. ienje ispirajuih voda se realizuje biolokim procesima u gradskim postrojenjima za preiavanje otpadnih voda. Industrijske otpadne vode imaju (za razliku od komunalnih voda) vrlo razliit sastav u zavisnosti od vrste tehnologije. Sa ovog gledita ih delimo na vode sa: preteno neorganskim zagaenjem i preteno organskim zagaenjem Pokazatelji industrijskih otpadnih voda (MDK) odreene su normativima na bazi preraenih sirovina i tehnolokog procesa proizvodnje. U glavne grupe proizvodnje spadaju: vaenje (crpljenje) i prerada ruda (ukljuujui i rude urana), vaenje (crpljenje) i prerada uglja (ukljuujui fabrike za briketiranje i toplane), toplane i elektrane (ukljuujui i preiavanje voda), metalurka proizvodnja (elik, obojena metalurgija), mainska i elektrohemijska proizvodnja (mainska obrada, povrinska zatita materijala), hemijska industrija (rafinerija nafte, petrohemija, skladita naftnih materijala, proizvodnja celuloze, papira i drugi hemijski proizvodi),

6


Decembar 2009

potroaka proizvodnja (tekstili, stakla, keramike), prehrambena industrija (mlekare, pivare, prerada mesa, alkohola, kvasca, skroba) i druga.

3. SHP sredstva kao fluidni industrijski otpadSredstva za hlaenje i podmazivanje (SHP) su fluidi koji se primenjuju u procesu obrade metala rezanjem i deformisanjem, sa ciljem da obezbede podmazivanje, odnosno smanjenje trenja izmeu alata i obratka, hlaenje, odnosno odvoenje toplote generisane tokom procesa obrade i ispiranje i transport strugotine. Pored navedenih primarnih zahteva, SHP sredstva treba da ispune i odreene sekundarne zahteve, kao to su: postojanost na visokim temperaturama, otpornost na mikroorganizme, antikoroziona svojstva, odreeno ponaanje pri ienju, ponaanje pri prisustvu stranih ulja, ponaanje pri meanju (voda/ulje), pH vrednost, odsustvo negativnog dejstva na zdravlje radnika, odsustvo negativnog dejstva na ivotnu sredinu i dr. Gotovo sva SHP sredstva mogu se svrstati u jednu od sledee etiri vrste: 1) ulja za rezanje i deformisanje (mineralna ulja, masna ulja, meavine ulja) 2) sintetika (hemijska) SHP sredstva (sadre vodu i malo ili nimalo mineralnih ulja) 3) uljne emulzije (disperzije dve uzajamno nerastvorljive tenosti, npr. ulja i vode) 4) gasna SHP sredstva (vazduh pod pritiskom, emulziona ili uljna magla, ugljen-dioksid (CO 2), argon (Ar) i azot (N2)). Ispunjavanje velikog broja razliitih, kako primarnih tako i sekundarnih zahteva koji se postavljaju pred SHP sredstva, ostvaruje se dodavanjem razliitih dodataka tzv. aditiva. Pod aditivima se podrazumevaju razliite supstance i jedinjenja koja se dodaju SHP sredstvima sa ciljem da: obezbede karakteristike koje odreeno SHP sredstvo ne poseduje, da pojaaju odreene karakteristike koje odreeno SHP sredstvo ve poseduje ili da potisnu (spree) odreene nepoeljne osobine SHP sredstva. Aditivi predstavljaju vrlo znaajan segment pri izuavanju zdravstvenih i ekolokih aspekta SHP sredstava, jer su esto upravo aditivi ti koji negativno utiu na zdravlje oveka i ivotnu sredinu. U zavisnosti od svoje uloge, aditivi se mogu podeliti u nekoliko grupa Naini primene SHP sredstava pri obradi metala skidanjem strugotine se razlikuju u zavisnosti od vrste obrade, dimenzija obratka, materijala obratka i sl. Najei naini primene SHP sredstava su: primena irokim mlazom (potapanjem), sprejna primena i primena usmerenim mlazovima (slika 5).

a)

b)Slika 5. Naini primene SHP sredstava: a) primena irokim mlazom b) sprejna primena c) primena usmerenim mlazovima

c)

3.1 Preiavanje SHP sredstava7


Decembar 2009

S obzirom da je jedan od primarnih zahteva koji se postavljaju SHP sredstvima - transport strugotine, neminovno je da odreena koliina strugotine dospe u SHP sredstvo. Pored strugotine, tokom procesa rezanja, u SHP sredstvo dospevaju i drugi strani materijali, kao to su: opiljci, strana ulja (mainsko, hidraulino), grafit itd. Ovi strani materijali ostavljaju negativne posledice na tehnike karakteristike SHP sredstava. Zbog svega navedenog, neophodno je vriti preiavanje zaprljanog SHP sredstva.

Slika 6. Centrifugalno preiavanje SHP sredstava

4. vrsti otpadOtpad nastaje kod vaenja sirovina za potrebe industrije, kod proizvodnje energije, u graevinarstvu, u poljoprivredi, domainstvu i kod ostalih svakodnevnih aktivnosti oveka. Statistikim istraivanjima od 1982. do 1987. godine, dokazano je da se, u nekim srednje razvijenim industrijskim zemljama, broj razliitih otpadnih materija kretao do 500. Iako se pod optim pojmom otpada mogu svrstati otpadne materije i otpadne energije, u optem sluaju ovaj pojam se odnosi na sledee otpadne materije: otpadne i posebne vode, materije koje zagauju vazduh (atmosferu), otpad skupocenih metala, radioaktivni otpadi, otpadi koji se odlau u podzemnim prostorijama, odvodi, deponije, itd. Raspolaganje sa ovim otpadima odreuju posebni zakoni. Otpadne materije prema stanju mogu se podeliti na vrste, tene i gasovite materije. S obzirom na tehnologije prerade, pod vrstim otpadom podrazumevamo bilo koji vrsti otpad ukljuujui i kaaste materije i stara preraena ulja, tj. sve osim gasovitih otpada koji odlaze uSlika 7. Deponije cvrstog industrijskog odpada

atmosferu i vodu i otpadne vode. U literaturi postoje razliiti podaci o koliini otpada. Ovi podaci nisu formirani na bazi neke jedinstvene metodike, a ujedno i veliki broj vrsta otpada znatno smanjuje pouzdanost.

8


Decembar 2009

4.1 Vrste otpadaU smislu Zakona o postupanju sa opasnim materijama (Slubeni glasnik R. Srbije br.25/96) otpadne materije jesu materijali koji nastaju tokom obavljanja proizvodne, uslune ili druge delatnosti, predmeti iskljueni iz upotrebe, kao i otpadne materije koje nastaju u potronji, a mogu se neposredno ili uz odgovarajuu doradu i preradu upotrebljavati kao sirovine u proizvodnji ili kao proizvodi (u daljem tekstu otpad). Otpadom, u smislu ovog zakona, smatraju se i materijali koji nemaju upotrebnu vrednost. Postoje razne podele otpada, a po jednoj od njih otpad se deli na: opasan, poseban i ostali otpad. Opasan otpad je poseban otpad koji svojim osobinama moe biti ili je opasan za zdravlje stanovnitva ili ivotnu sredinu. Poseban otpad je vrsta otpada koja zahteva poseban tretman kod raspolaganja sa njim, iz drutveno privrednih razloga ili zatite ivotne sredine. Ostali otpad je vrsta otpada koja obuhvata sav ostali manje tetan otpad. U zavisnosti od porekla, otpadi se mogu grupisati na sledei nain: 1. Otpadi biljnog i ivotinjskog porekla (otpad od hrane, stona hrana, otpad iz biljnih i ivotinjskih masnih produkata, otpad iz hrane, otpad iz ishrane ivotinja, otpad koe, biljni otpad, otpad celuloze i papira itd.). 2. Otpad mineralnog porekla, ukljuujui i procese oplemenjivanja (otpad iz ruda, energetike i mainstva bez metalnih elemenata, otpad sa sadrajem metala gvoa, drugih metala, muljevi sa sadrajem metala). 3. Otpadi iz hemijskih procesa (oksidi, hidroksidi, soli, kiseline, otpad sredstava za zatitu biljaka i protiv tetoina, farmaceutski otpad, otpad prerade i korienja nafte, procesa oplemenjivanja uglja, Otpad iz transporta nafte i gasa, otpad iz organskih rastvaraa, namaznih masa, lepila, gita, otpadi plastinih masa i tekstilni otpad). 4. Radioaktivni otpad (otpad kod vaenja i prerade rude urana). 5. Otpad iz naselja (komunalni otpad, otpad iz pripreme vode, preiavanja otpadnih voda i odravanja vodenih tokova, otpad iz zdravstvenih ustanova). Prethodni pregled govori o irokom spektru otpadnih materija i raznolikosti izvora njihovog nastajanja. To su procesi promene i prenosa materije, mehanike prerade materija i procesi promene i prenosa energije. Do produkcije otpada od strane mainskih sistema, dolazi sa jedne strane direktno u proizvodnji (proizvoda, energije), a sa druge strane posredno kod korienja proizvoda. Ukupno gledano, vrsti otpad se moe podeliti na: industrijski, komunalni, poljoprivredni, ostali otpad. Sastav industrijskog otpada zavisi od vrste industrije. Znaaj smanjivanja tetnog dejstva industrijskih otpada ne proizilazi samo od njihove koliine, odnosno mase. Mnogo otpada nije mogue preraditi bez prethodne mehanike ili hemijske prerade. Nove probleme donosi, na primer, razvoj automobilske industrije (unitavanje olupina, starih guma, ulja, akumulatora, itd.) i ograniavanje proizvodnje i primene freonskih materija (smanjivanje tetnog dejstva freonskih rashladnih sistema, unitavanje izbaenih rashladnih sistema). Od otpada koji se moe dalje preraditi ili na neki drugi nain iskoristiti, mogue je stvarati sekundarne sirovine.

9


Decembar 2009

Slika 8. Primer opasnog hemijskog otpada (Zvezda-Hellios,Gornji Milanovac)

Otpad od kojeg se mogu praviti sekundarne sirovine ostaje otpad sve do njegove prerade i podlee zakonskim zahtevima u vezi rukovanja (ophoenja) sa otpadom. Za daljno korienje otpada prioritet treba dati elinom otpadu, otpadu obojenih metala, otpadu iz graevinarstva, pepela elektrana, ljaka iz visokih pei i drveta. Komunalni otpad ine: otpadi stanovanja, drutvenih ustanova (kole, hoteli, administracija i sl.) i tehnikih sistema (otpadne korpe, ienje saobraajnih komunikacija-ulica itd.). Sa aspekta strukture to su: vikovi jela, kuhinjski otpad, otpad od papira, ambalaa, pepeo, plastika, drvo, koa, krpe, staklo, metali. Ostali otpadi ove vrste su sa gradskih zelenih i rekreacionih povrina, bata i saobraaja (ambalaa ulja, autokozmetika, ulja, pneumatike). Sa trendom porasta na znaaju dobija kabasti otpad koji nastaje unitavanjem stare opreme stambenog prostora (nametaj, poreti, maine za pranje, bojleri i sl.). Poljoprivredni otpad, u zemljama slinim naoj, procenjuje se na 15 % od ukupne koliine otpada. Pre svega se radi o otpadu iz poljoprivredne proizvodnje koji se ne moe vratiti u zemlju uobiajenim metodama (otpadi sa farmi koji obuhvataju ne samo fekalije, ve i otpad iz proizvodnog procesa koji je u vezi sa ivotinjskom proizvodnjom otpad kod proizvodnje stone hrane i kod klanica). Takoe su bitni i otpadi iz prehrambene industrije.

4.2 Upravljanje otpadomU osnovne naine korienja i smanjivanja tetnog dejstva vrstog otpada spadaju: 1. reciklaa, 2. zakopavanje, 3. kompostiranje, 4. spaljivanje, 5. piroliza. Cilj upravljanja otpadom je njegov tretman u cilju minimiziranja tetnih dejstava na ivotnu sredinu. Kod korienja otpada kao sekundarne sirovine, sledee dobre osobine na ivotnu sredinu se mogu istai: smanjuje se tetno dejstvo otpada na ivotnu sredinu, tede se prirodni izvori sirovina i energije i na taj nain i ivotna sredina, smanjuje se optereenje (zagaivanje) ivotne sredine otpadnim materijama i energijom kod prerade primarnih sirovina. Reciklaa otpada predstavlja ponovno ili sledee korienje proizvodnih, preradljivih i upotrebljivih otpada bez obzira na mesto ili vreme njihovog nastanka ili primene. Prema prvobitnom shvatanju, pod reciklaom se podrazumevalo vraanje otpada u proces u kojem su nastali. Reciklaa se realizuje pomou tehnologija za reciklau proizvodnih procesa koji menjaju otpad u sekundarnu sirovinu. Tehnologija sa malim otpadom - malootpadna tehnologija, je proces kod kojeg je, korienjem primarnih sirovina i energije, nastanak otpada minimiziran i ne dolazi do poremeaja ivotne sredine. Pojam malootpadne tehnologije je znaajniji za proizvodne procese, oznaavane jo i kao bezotpadne (bezotpadni proizvodni i energetski procesi u praksi nisu mogui). Drugi bliski pojmovi su ista tehnologija, ekoloki orijentisana tehnologija, itd. Zakopavanje je najstariji nain unitavanja otpada. U evropskim zemljama se jamira 40 90 % svih otpada. Plansko zakopavanje se i danas smatra za ekoloki i ekonomski odgovarajuu tehnologiju. Uslov je da jama bude pravilno izolovana od gornjeg nivoa. Za razliku od spaljivanja posebnog nesortiranog otpada, eventualno naruavanje ivotne sredine se ne remeti drastino, a kod kvalitetnih jama ne bi trebalo do njega da doe. Ukoliko spaljivanje treba da bude ekoloko, ono zahteva efikasnu filtraciju emisija (gasova i vrstih estica). Zahvaeni pepeo u filtrima sadri elemente (teke metale) i mora se smetati u specijalne jame. Kompostiranjem se u zemljite vraa organska materija i hranjive materije neophodne za rast biljaka. Ako otpad (vrst kuni otpadi, kanalizacioni muljevi) ne sadri nepogodne primese (npr. masti, plastine mase), u veim koncentracijama sadri elemente (natrijum, mangan i druge) i eventualno teke metale (hrom, bakar, nikl i druge). Njihovo kompostiranje je vrlo pogodan nain za

10


Decembar 2009

iskoriavanje njihovog dejstva. Tehnologija kompostiranja obuhvata mainske sisteme i ureaje za drobljenje, sortiranje, separaciju, vlaenje, meanje, dovoenje vazduha i zrenje komposta. Spaljivanje je destruktivni proces kojim se smanjuje zapremina otpada. Veina hemijskih i biolokih materija se razlae i prelazi u relativno manje tetne materije u pepelu i u paljevinama. Kod spaljivanja (uz pomo dodatnog goriva za stabilizaciju procesa sagorevanja), dolazi do oksidacije vrstih i tenih otpada koji sadre ugljenik do ugljendioksida, vode i pepela. Druge hemijske materije u procesu spaljivanja mogu produkovati tetne emisije koje treba selektovati ili iste materije pre spaljivanja izdvojiti. Praktino sve izlaze kod pei za spaljivanje otpada (gasne emisije, pepeo, ljaka itd.) je neophodno kontrolisati zbog moguih negativnih dejstava na ivotnu sredinu. Piroliza je toplotna prerada otpadnih materija u piroliznoj pei (na temperaturi od 250C do 1650C) bez prisustva vazduha ili kod ogranienog prisustva vazduha i kod snienog atmosferskog pritiska. Rezultat piroliznog razlaganja su tene materije (pirolizno ulje) i gasne materije (pirolizni gas). Ove materije je mogue iskoristiti kao sekundarnu sirovinu (za proizvodnju benzola, toluena i slino). Pored toga, oni se mogu efikasno (bez izrazite emisije) spaljivati u kotlovima za proizvodnju toplotne energije. Veina tekih metala prelazi u vrste pirolizne vikove i nije sadrana u emisijama. Piroliza je perspektivna tehnologija, pre svega za eliminisanje tetnog dejstva rizinih otpada.

5. Buka i vibracijePod bukom podrazumevamo svaki zvuk, koji deluje na oveka neprijatno, uznemiravajue i tetno. Taj isti zvuk pod raznim okolnostima moe delovati prijatno ili neuznemiravajue. U sutini postoje dva izvora buke: 1. Vibrirajue povrine maina i tehnolokih sistema, zgrada i drugih predmeta (izvor buke su neuravnoteeni rotirajui delovi maina, kotrljajni leajevi, zupasti mehanizmi kod naglog ubrzanja). Nastajanje buke se obavlja po principu mehanikog oscilovanja tela. 2. Neprekidno strujanje tenosti, posebno kod relativno veih brzina strujanja (ventilatori, rejaktori, izduvavanje i usisavanje klipnih maina itd), tj. aerodinamika buka, koja nastaje kod kretanja vrstog tela gasnom ili tekuom sredinom, ili obrnuto, kretanjem tenosti u vrstim telima. U mnogim sluajevima razliiti mainski sistemi produkuju akustinu energiju iz oba gore navedena razloga (npr. ventilatori). Zvuni talasi se od izvora do oveka ire ili direktno vazduhom, ili preko mainske, odnosno graevinske konstrukcije i dalje opet vazduhom. Pod vibracijama podrazumevamo irenje zvuka po vrstim materijalima. Izvori vibracija su isti kao i izvori buke. Kod smanjivanja vibracija se smanjuje i akustina energija produkovana oscilirajuim povrinama maina i konstrukcija. Ukoliko za sniavanje buke postoje razlozi, pre svega fizioloki (zatita sluha oveka), za sniavanje vibracija su razlozi ne samo fizioloki (ograniavanje direktnog prenosa vibracija iz pneumatskih maina, maina alatki i slino), ve i konstrukcioni, jer vibracije mogu prouzrokovati i oteenja mainskih sistema i konstrukcija. Buka, kao aspekt tetnog delovanja na oveka, deluje najee preko njegovog organa sluha. Kod veih inteziteta buke, prenos buke se manifestuje kosturom lobanje. Organ za sluh je tako ureen da oseaj sluha oveka nije direktno proporcionalan intezitetu zvuka, respektivno akustinom pritisku u sredini. Subjektivno ulo prema Weber Fehnerovom fiziolokom zakonu je proporcionalno logaritmu akustinog podsticaja (akustinom pritisku). Ova pojava je osnova za vrednovanje zvuka u decibelima (dB).

5.1 Izvori bukeBuka mehanikog porekla nastaje pri kretanju mehanizma sa promenljivim ubrzanjem, neuravnoteenou rotora, periodinim udarima raznih mehanizama , trenjem u kotrljajnim leajevima i slino. Kao primer moe se navesti buka zupastih prenosnika, koji je kod mnogih saobraanih sistema pretean izvor. Buka prenosnika tramvaja i autobusa dostie npr. 85 dB, turbokompresora i od 100 dB. Ovde buka nastaje postepenim sprezanjem zuba, kada dinamike sile pobude pojedine delove prenosnika. Vibracije se prenose na kuite i emituju povrinom kao buka prenosnika. Pojavu dinamikih sila nije mogue spreiti, mogue je samo priguiti vibracije kod prenosa i emisije. Pored kontinualnog dela spektra buke, pojavljuju se diskretne oscilacije koje odgovaraju zahvatu pojedinih

11


Decembar 2009

zuba ili druge oscilacije (oscilacije zupastih venaca zupastih prenosnika, rezonantne oscilacije kuita i poklopca i rezonantne oscilacije vazdune zapremine kuita). Buka, izazvana aerodinamikim dejstvima, nastaje kod turbulencije ili pri pulsirajuem isticanju vazduha i gasova iz otvora i dizni u okolinu. Takoe nastaje kod nestacionarnog strujanja tenosti kod obstrujavanja rebara, lopatica, mrea kod turbulentnog strujanja u graninom sloju i kod kretanja vrstog tela u tenostima, kod sagorevanja itd. Kao primer produkcije buke, koji nastaje aerodinamikim dejstvima, moe se navesti buka ventilatora. Nivo akustine snage ventilatora u usisnom i izduvnom grlu odreen je samoempirijskom zavisnou (jednainom) samo od protoka transportovanog medijuma (m3s-1) i ukupnog trasnportnog pritiska ventilatora (Pa). Produkciju aerodinamike buke nije mogue sniziti ukoliko treba da budu odrani parametri protoka i transportnog pritiska ventilatora. Ograniavanje aerodinamike buke je mogue instalacijom priguivaa buke. Kod sniavanja broja obrtaja dolazi i do sniavanja mehanikog oscilovanja kuita ventilatora, a time se sniava emisija buke mehanikog porekla. Ovom izrazito doprinosi primena kliznih leita umesto kotrljajnih. Neophodan uslov za snienje mehanikog oscilovanja je dinamiko uravnoteenje rotora ventilatora. Kod radijalnih ventilatora se pojavljuju i diskretne komponente u frekventnom spektru buke, odreene brojem prolaza lopatica u blizini prelaza spiralnog kuita u izduvno (potisno) grlo.1-buka motora, 2-buka ventilatora, 3-usisna buka, 4-izduvna buka, 5-buka hidraulike, 6-buka transmisije, 7-strukturalna bukaSlika 9. Izvori unutranje buke poljoprivrednih traktora

Izolacija i priguenje buke i vibracija na mainama alatkama jedan od uspenih naina izolovanja vibracija je instalisanje maina na podlogama koje svojim prisustvom redukuju protok energije na susedne objekte i ivotnu sredinu. U ovom sluaju vibroizolaciono sredstvo vibroizolator, je specijalni deformabilni element ija je krutost srazmerno manja od krutosti elemenata vibro aktivnog sistema. U globalnom smislu, sistemi aplikovani u funkciji izolovanja vibracija mogu se podeliti na aktivne i pasivne. Aktivni sistemi vibroizolacije, podrazumevaju sisteme koji se pridodaju pobudi sa takvim karakteristikama (masa, krutost) sopstvenom frekvencijom, koja je bliska, odnosno jednaka prinudnoj frekvenciji pobude. Ovakvi sistemi se instaliraju najee u sluajevima i konstrukcijama kada nije mogue ukloniti poremeajnu silu. Pasivni sistemi vibroizolacije, podrazumevaju sisteme kod kojih je masa pobude znatno vea od mase tela koje je predmet vibrozatite. U tehnikoj praksi to su najee sluajevi zatite od vibracija radnog mesta ili precizne opreme. Primarni cilj ovog vida vibrozatite je smanjenje amplituda koje se prenose na okolne sisteme. Kod aktivne izolacije moraju se najpre odstraniti uzroci tj. unutranje pobude, dok je kod pasivnih potrebno eliminisati izvor spoljnjih pobuda. Oba vida izolacije se efikasno reavaju primenom pogodno odabranih naina oslanjanja:

12


Decembar 2009

Slika 10. Kruti temelj

Slika 11. Elastini temelj Slika

Slika 12. Elastini podmeta

Elastian temelj je vrlo slian stabilnom temelju sa tom razlikom to su kod njega elastine i prigune osobine dobijene oslanjanjem betonskog bloka na uplja elastina tela, oblika cilindra od specijalne gume. Drugi nain smanjenja buke i vibracija na mainama alatkama je u njihovom samom postolju - noseoj konstrukciji maine alatke. Od postolja se trai: visoka krutost; visoko priguenje; toplotna stabilnost; tehnologinost izrade; niska cena. elik i liveno gvoe do sada najvie su primenjivani materijali za izradu postolja - nosee konstrukcije maina alatki imaju samo neke od navedenih osobina. Tu su u prvom redu visoke vrstoe odnosno modul elastinosti, dok je npr. priguenje loa strana ovih materijala. Od nedavno se dolo do saznanja da postoje i drugi materijali koji imaju bolje tehniko tehnoloke karakteristike za izradu postolja, pre svega za priguenje buke i vibracija. To su u prvom redu armirani beton i polimerbeton. Koliina armature u postolju maine alatke zavisi od oblika postolja i namene maine (slika 13 i slika 14). to je vie armature, temelj postaje vri, ali se smanjuje priguenje i poveava se cena izrade.

Slika 13. Stolna builica

Slika 14. Strug

U zemljama gde je industrija smola dovoljno razvijena za izradu postolja maina alatki koristi se polimerbeton. Sredstvo za vezivanje je najee araldit a armatura nije potrebna. Karakteristike temelja od polimerbetona su: visoko priguenje, visoka krutost, jednostavna izrada, toplotna i hemijska stabilnost. Metalni delovi koji se smetaju u temelj mogu se stavljati u oplatu u procesu

13


Decembar 2009

formiranja temelja ili se naknadno zalepiti za maine ija su postolja raena od betona ili polimerbetona. Mnogo lake se temelje za pod proizvodne hale, ili temeljenje uopte nije potrebno.

ZAKLJUAKTehnoloki proizvodni procesi, koriteni u mainskim preduzeima, vrlo su raznorodni, jer u njima nastaje vrlo iroki asortiman proizvoda, od proizvodnje metala i odlivaka, sve do najrazliitijih tipova raunara. Preteni deo tehnologija ima negativni uticaj na dinmiku ravnoteu prirode, a zavisi samo od inteziteta materijalnih i energetskih tokova, da li i kada e se stabilnost ekosistema naruiti, da li e i kada priroda nadvladati ove nepovoljne uticaje. Da se ovi uticaji ne bi manifestovali, ili barem minimizirali, koriste se u tehnolokim procesima razne tehnike, bioloke i druge mere zatite.

14


Decembar 2009

SADRAJ Uvod....................................................................................................................................1 1.Karakateristike Mainskih sistema................................................................................2 1.1.Glavne grupe mainskih sistema.........................................................................3 1.2.Funkcije mainskih sistema u ivotnoj sredin....................................................3 1.3.Maina izvor otpadnih materija i otpadne energije......................................5 2.Zagaenje vazduha........................................................................................................5 2.1.Zagaenje voda......................................................................................................6 2.1.1Otpadne vode..................................................................................................6 3.SHP sredstva kao fluidni industrijski otpad.................................................................7 15


Decembar 2009

3.1.Preiavanje SHP sredstava.............................................................................8 4.vrst otpad......................................................................................................................8 4.1.Vrste otpada.........................................................................................................9 4.2.Upravljanje otpadom..........................................................................................10 5.Buka i vibracije.............................................................................................................11 5.1 Izvori buke.......................................................................................................12 ZAKLJUAK.............................................................................................................15 LITERATURA...........................................................................................................17 SADRAJ.................................................................................................................18

LITERATURA

[1] BAI ., VUJI G., DVORNI A., LOAJI A., VUJI G.: Prirunik za izradu procene stanja ivotne sredine pri investicionim operacijama, Fakultet tehnikih nauka, Novi Sad, 2002. [2] BESEDA, J.: Toxikolgia. TU Zvolen 1994. [3] BUDAK, I.: Ekoloki i zdravstveni aspekti sredstava za hlaenje i podmazivanje pri obradi rezanjem, Seminarski rad na poslediplomskim studijama, Fakultet tehnikih nauka, Novi Sad, 1999. [4] BUDAK, I.; HODOLI, J.; MILIKI, D.; ANTI, A.: Prilog analizi ekolokih i zdravstvenih aspekata primene sredstava za hlaenje i podmazivanje pri obradi rezanjem, VII meunarodna konferencija MMA 2000, Zbornik radova, Fakultet tehnikih nauka, Novi Sad, 2000. [5] ASNJI, F.: Ergonomski nedostaci poljoprivrednih traktora, Monografija, fakultet tehnikih nauka, Novi Sad, 1991. [6] Cuttings Fluids in Maschings, Michigan Technological University, Michigan (http://www.mfg.mtu.edu/marc/testbeds/cfest/fluid.html) [7] CVETKOVI D., PRAEVI M.: Buka i vibracije, Zbirka zadataka sa teorijskim osnovama, Izdavaka jedinica Univerziteta u Niu, Ni, 1998. [8] DIRNER, V. A. a kol.: Ochrana ivotnho prosted. Zklady plnovn, technologie, ekonomika, prvo a management. Vysok kola bsk,

16


Decembar 2009

TU Ostrava. Ostrava 1997. [9] Environmental Management System. Slovensk centrum istejej produkcie, Bratislava 1997.

17

54774319 masinstvo i zastita zivotne sredine

Documents