CC BY
6
The article discusses the basic principles of obtaining pultruded material, the production stages for obtaining a profile from pultruded material and a comparison of its characteristics with other actively used materials in production. Key words: pultrusion, composite material, production, filament extrusion device, fiberglass.
Shaidullin Timur Khalilovich, specialist, operator, era [email protected], Russia, Anapa, FGAU «MIT«ERA»,
Fetisov Maksim Grigorievich, specialist, senior operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA»,
Shulepin Yuri Sergeevich, specialist, senior operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA»,
Markarov Grigoriy Avanesovich, magistr, operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA»
УДК 504.054
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-8-409-410
УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА
А.А. Чуканов, М.Д. Лутфулин, И.Е. Игнатенко, М.Г. Фетисов
В статье рассмотрены различные виды отходов производства и их воздействие на окружающую среду. На конкретных примерах разобрано возникновение отходов, способы борьбы с ними и виды очистки, переработки или уничтожения.
Ключевые слова: отходы производства, окружающая среда, влияние отходов производства на окружающую среду, утилизация отходов производства, экология.
1. Введение. С ростом и необходимостью в потребления продукции, производимой предприятиями, увеличивается и необходимость роста её количества и объема, а с ним так или иначе встает вопрос о нереализованном товаре, неиспользованном или отработанном сырье, места которым в процессах производства не находится.
Данная статья написана с целью обращения внимания на проблему загрязнения окружающей среды отходами производства, а также их влияния на экологию в целом. В ней рассмотрены типы, характеристики и причины образования отходов, их вредоносное воздействие на экосистему, а также на примерах нескольких отраслей производств представлены способы решения проблемы утилизации и устранения негативной стороны промышленного роста.
2. Виды и характеристики отходов производства. Чтобы дать точное определение обратимся к федеральному закону от 24.06.1998 N 89-ФЗ [1], согласно которому отходом производства является вещество или предмет, образовавшийся в процессе производства или в процессе потребления, предназначенные для удаления в соответствии с настоящим Федеральным законам. Исключения в этом плане составляют внешние и вмещающие горные породы, донный грунт, подлежащие использованию в соответствии с Законом Российской Федерации от 21 февраля 1992 года N 2395-I "О недрах" [2].
В зависимости от своего физического состояния отходы производства делятся на жидкие и твердые. Также отходы делятся на группы в зависимости от причины их возникновения.
Промышленные - это отходы, образованные в результате работы промышленных производств, такие как металлы, кислоты, щелочи. Примечательно, что в структуре себестоимости продукции легкой промышленности удельный вес сырья и материалов занимает 80-85% [3], следовательно, вопрос образования отходов в таких производствах стоит особенно остро. В качестве примера можно привести машиностроение, для производств которого характерно образование металлической стружки в больших объемах при контакте режущего инструмента с поверхностью заготовки.
Биологические - это отходы, образованные в процессе работы сельскохозяйственных производств, такие как останки животных, птиц и растений. К ним также относится и, к примеру, нефтяная промышленность, по уровню загрязнения окружающей среды занимающая одно из первых мест среди отраслей народного хозяйства. Главной причиной является образование нефтешламовых отходов в области месторождений и на производственных площадках по переработке нефти. Нефтешламы это сложные элементы, в состав которых входят нефтепродукты, песок, глина, ил и другие, соотношение которых колеблется в очень широких пределах. Наибольший негативный эффект из них имеют минеральные соли, нефть и нефтепродукты.
Бытовые - это отходы, образованные в результате повседневной жизнедеятельности, такие как бумага, ткань, остатки пищевой продукции. Не каждый элемент данной группы несет опасность напрямую, например, пищевые продукты, ввиду непродолжительного периода разложения (1-2 недели), для экосистемы не представляет проблем, однако они привлекают к себе внимание паразитов и бактерий, которые уже могут нанести ощутимый вред человеку. Подобным образом обстоят дела и с бумагой, сама по себе она разлагается достаточно быстро, без особой опасности для экосистемы, однако покрытие этой бумаги краской или воском значительно увеличивает время разложения, вплоть до трех лет с выделением токсичных паров. Бытовые отходы, несмотря на свою, на первый взгляд, безобидность, также наносят значительный вред окружающей среде [4]. Главным источником опасности в данной группе является пластмасса за счет своего периода распада, протекающего на протяжении нескольких десятилетий, не говоря уже о вредоносных парах, нарушающих естественные процессы в почве и воде [5].
Отдельной категорией выделяются радиоактивные отходы, содержащие в себе радиоактивные изотопы химических элементов. Эта категория отличается особой сложностью в хранении и переработке.
3. Способы утилизации металлической стружки для производств машиностроения. Для производств машиностроения в отношении переработки металлической стружки рассмотрим следующие несколько способов
409
Известия ТулГУ. Технические науки. 2024. Вып. 8
утилизации: переработка путем металлургического переплава и дробление в металлический порошок, для дальнейшего использования в порошковой металлургии. Переплав является более традиционным методом, но дробление представляет большую экономическую выгоду, так как требует меньших затрат по времени, экономию на хранении, транспортировке и меньшем количестве сырья на преобразование. Для переплава используются печи, а для получения порошков - диспергирующее оборудование, такое как дробилки и мельницы.
Наиболее используемыми видами диспергирующего оборудования являются молотковые, щековые и барабанные измельчители. Данные устройства обеспечивают необходимый размер зерна, но требуют больших энергетических и временных затрат, а также должны быть смонтированы на специальные фундаменты, что ограничивает их возможное расположение только до пределов первого этажа.
4. Способы утилизации отходов нефтяной промышленности. Для установления способов утилизации отходов нефтяной промышленности нужно определить причины их образования. Условно по причинам образования нефтешламы отходы делятся на три группы - грунтовые, придонные и резервуарного типа.
Основными методами переработки и утилизации, в зависимости от состава, являются:
1. Термические - при которых производится сжигание отходов или их пиролиз;
2. Механические - при которых отходы подразделяются на фракции, обезвоживаются и сушатся;
3. Биологические - при которых отходы подвергаются воздействию биологически активных препаратов;
4. Химическое - при которых отходы подвергаются воздействию химических реагентов;
5. Захоронение отходов.
Термический метод переработки является наиболее эффективным, его сущность заключается в температурной обработке шлама вплоть до 500°С, что полностью избавляет его от углекислого газа и органических соединений, превращая их в твердые отходы. Такой метод подходит для переработки твердых органических, жидких и газообразных отходов любых типов. Для разработки аппаратов по термическому обезвреживанию необходима характеристика отходов [6].
Главной проблемой механического метода является трудность разделения нефтешлама, представляющего из себя эмульсию, свойства которой зависят от причины его возникновения. Помимо этого, перед разделением, шлам требует специальных взрывобезопасных установок для фильтрации и сортировки [7].
Биологические методы основаны на свойствах микроорганизмов разлагать органические загрязнители, с образованием серводорода и аммиака в процессе. Чаще всего такая очистка применяется для обезвреживания органических токсикантов, тяжелых металлов, азотных и фосфорных соединений почвы.
Суть химического метода обезвреживания заключается в добавлении химических реагентов к нефтесо-держащим отходам. Далее, в зависимости от загрязнителя, происходит осаждение окисление-восстановление, замещение или комплексообразование [8].
Хоть захоронение и указано как способ утилизации, но оно не предотвращает загрязнения экосистемы в связи со свойством твердых нефтесодержащих продуктов мигрировать в почвогрунты, тем самым продолжая причинять вред [9].
4. Способы утилизации твердых бытовых отходов. Способы утилизации твердых бытовых отходов идентичны способам утилизации продуктов нефтяной промышленности. Для них применяются меры, зависящие от степени их опасности для окружающей среды, всего их предусмотрено 5.
Практически не влияющий на экосистему мусор относится к 5 степени опасности, разлагается в течении нескольких недель. К 4 степени опасности относятся отходы, разлагающиеся естественно менее чем за 3 года. Они несут незначительную опасность для окружающей среды. Опасными отходами, после обезвреживания источников которых экосистема восстанавливается от 10 лет являются отходами третьей степени опасности, от 30 лет - второй степени опасности, от последствий отходов первой степени опасности она не восстанавливается [10].
Заключение. В результате проведенных исследований были выделены видов отходов различных производств и их воздействие на экосистему. Выявлены характеристики промышленных, биологических и бытовых отходов на конкретных примерах, а также их подразделение на подгруппы.
На основе вышеприведенного были рассмотрены методы утилизации и переработки для отходов нефтяной промышленности, отходов производств машиностроения и твердых бытовых отходов.
Список литературы
1. Российская Федерация. Законы. Об отходах производства и потребления: Федеральный закон № 89-Ф3: [принят Государственной думой 24 июня 1998 года].
2. Российская Федерация. Законы. О недрах: Федеральный закон № 23954: [принят Государственной думой 21 февраля 1992 года].
3. Шеремет А.Д., Суйц В.П. Анализ хозяйственной деятельности предприятия: Учебное пособие. М.: Ин-фра, 2002. 392 с.
4. Бобович Б.Б., Девяткин В.В. Переработка отходов производства и потребления. М.: «Интермед Инжиниринг», 2000. 496 с.
5. Вилсон Д.Г. Утилизация твердых отходов: справочник / Сокр. пер. с англ. Э.Г. Тетерина, А.С. Скотников; под общ. ред. А.П. Цыганкова. М.: Стройиздат, 1985. 336 с.
6. Аверко-Антонович И.Ю. Методы исследования свойств полимеров. Казань, 2002. 604 с.
7. Казанцев Е.А. Сорбционные материалы на носителях в технологии обработки воды / Е.А. Казанцев, В.П. Ремез // Химия и технология воды. 1995. Т. 17, № 1. С. 50-58.
8. Рабек Я.Н. Экспериментальные методы в химии полимеров. М.: Мир, 1983. 430 с.
9. Позднышев Г.Н. Извлечение нефти из замазученных грунтов / Г.Н. Позднышев, Л.М. Сергеева // Тез. докл. Всесоюзной конф. по проблемам комплексного освоения природных битумов и высоковязких нефтей. Казань, 1991.
10. Вилсон Д.Г. Утилизация твердых отходов: справочник / Сокр. пер. с англ. Э.Г. Тетерина, А.С. Скотников; под общ. ред. А.П. Цыганкова. М.: Стройиздат, 1985. 336 с.
410
Чуканов Антон Александрович, бакалавр, оператор, [email protected], Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»,
Лутфулин Марат Данисович, специалист, оператор, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»,
Игнатенко Илья Евгеньевич, магистр, оператор, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»,
Фетисов Максим Григорьевич, специалист, старший оператор, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»
UTILIZATION OF INDUSTRIAL WASTE
A.A. Chukanov, M.D. Lutfulin, I.E. Ignatenko, M.G. Fetisov
Different types of industrial waste and their impact on the environment are reviewed in this article. Examined on a specific examples the origin and means of minimizing the impact, cleaning, recycling or erasing the industrial waste.
Key words: Industrial waste, environment, impact of the industrial waste on the environment, utilization of the industrial waste, ecology.
Chukanov Anton Alexandrovich, bachelor, operator, [email protected], Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA», Lutfulin Marat Danisovich, specialist, operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA», Ignatenko Ilya Evgenievich, magister, operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA», Fetisov Maksim Grigorievich, specialist, operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA»
УДК 004.932
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-8-411-412
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НА ИЗОБРАЖЕНИИ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ
Г.А. Митряев, Д.К. Мельников
В работе исследуется возможность распознавания объектов интереса на изображениях без применения технологий нейронных сетей. Представлены методы обнаружения с использованием различных алгоритмов расчёта схожести или различия объектов с исходными шаблонами и заданными заранее коэффициентами. На примере задачи обнаружения кораблей на радиолокационных снимках рассматриваются алгоритмы, сравнивающие объект на изображении с заранее заготовленными шаблонами объекта, частями этого объекта, находящие перепады контраста, углы и контуры, по форме напоминающие искомый объект.
Ключевые слова: обнаружение объекта, схожесть с шаблоном, перепады яркости, ключевые точки, нахождение контуров.
В современном мире широко применяются технологии компьютерного зрения, которые играют ключевую роль в различных сферах, таких как автономные транспортные средства, системы безопасности, медицинская диагностика и другие. Одной из его основных задач является обнаружение объектов на изображениях и видео. Для решения этой задачи используются алгоритмы машинного обучения, свёрточные нейронные сети. Однако в некоторых случаях использование машинного обучения нежелательно, например когда требуется высокая надёжность определения, нет возможности собрать большой набор данных, достаточный для достижения нейронной сетью хороших результатов или вычислительный комплекс не может обеспечивать заданную мощность. Кроме того для решения некоторого рода задач использование машинного обучения будет слишком громоздким и перегруженным [1].
Особенностями задачи обнаружения кораблей на радиолокационных снимках являются четко определённая форма объекта, угол под которым объект будет наблюдаться на изображении, высокая контрастность объекта относительно фона и малое количество мешающих факторов. В этой статье рассматриваются различные методы обнаружения объектов на изображениях без использования алгоритмов машинного обучения, которые при правильной реализации могут значительно превзойти результаты работы нейронных сетей.
1. Метод Template Matching. Метод Template Matching (сопоставления шаблонов) является наиболее простым для решения задач обнаружения объекта на изображении. Его несомненными преимуществами является быстродействие и простота реализации [2].
Для работы этого алгоритма нам необходимо два изображения:
1) исходное изображение: на нем будем искать объект;
2) изображение шаблона: это изображение мы будем искать на исходном (рис. 1).
Чтобы обнаружить объект, изображение шаблона скользит по исходному слева направо сверху вниз. В каждой точке (x, y) высчитывается показатель, который отражает насколько хорошим или плохим является совпадение. Обычно, для определения «схожести» пикселей двух участков используется нормализованный коэффицент корреляции:
Zx' V ' (T'(x', y ') х I'(x + x', y + y '))
R( x, y) = ■ x ,y 2
yzx ',y 'T(x ',y ')2 xZx,y 'I'(x + x ',y + y '))2
