Экология промышленного производства

высят значений ПДК. Однако достижение санитарного благополучия путем разбавления не всегда оправдано.

Рис. 9.11. Водоотведение для общесплавной системы

Большинство токсичных веществ, находясь в начальный момент времени в состоянии равномерного распределения по объему воды, через определенный промежуток времени в естественных условиях перераспределяется неравномерно, сорбируясь на твердой фазе в концентрациях на 3–5 порядков выше, чем при равномерном распределении.

К недостаткам общесплавной системы отнесят сложнейшие проблемы утилизации осадков, так как их образование связано с присутствием в смеси сточных вод загрязнений различного происхождения, например, затрудняющих использование осадка в качестве удобрения.

Раздельные системы водоотведения могут быть различными. Особенности их зависят от вида сточных вод, образующихся на предприятии.

Раздельные системы водоотведения могут иметь несколько водоотводящих сетей для отвода производственных сточных вод от отдельных цехов. Такие сети называются производственными. Их

291

наименование дополняется словом, характеризующим основное загрязнение воды (например, производственные кислотосодержащие; производственные нефтесодержащие и т. д.). Бытовые и дождевые воды также отводятся по самостоятельным сетям, называемым бытовая сеть и дождевая сеть. При этом возможен совместный отвод нескольких видов сточных вод. Производственные сточные воды всего предприятия или отдельного цеха совместно с бытовыми водами отводятся производственно-бытовой сетью. Сеть, предна-

значенная для совместного отвода производственных и дождевых вод, называется производственно-дождевой.

Названные системы водоотведения следует рассматривать как приблизительные. В зависимости от конкретных условий на предприятиях возможно создание нескольких систем очистки с вариантами объединения различных видов сточных вод (в том числе бытовых и дождевых). Возможно создание и нескольких оборотных централизованных систем. В общем виде замкнутая система водопользования промышленного предприятия включает:

–локальные оборотные (замкнутые) системы;

–централизованные замкнутые системы;

–охлаждающие локальные (централизованные) оборотные (замкнутые) системы, а также системы последовательного использования воды в двух или нескольких технологических операциях с передачей воды из одной системы в другую.

При разработке раздельных систем водоотведения выбор схемы отведения и очистки поверхностного стока представляет собой сложную задачу, которая должна решаться на основе оценки технической возможности и экономической целесообразности следующих мер:

–локализации отдельных участков производственных территорий, где возможно попадание на поверхность специфических загрязнений, с отводом стока в производственную сеть;

–раздельного отведения стока с водосбросных площадок, отличающихся по характеру и количеству загрязнений территорий;

–самостоятельной очистки поверхностного стока;

–подачи поверхностного стока на общезаводские сооружения для совместной очистки с производственными сточными водами.

Вопрос о необходимости разделения или объединения отдельных потоков в один является наиболее актуальным. От правильного инженерного решения зависит число локальных очистных соору-

292

жений, их производительность и количество водоотводящих сетей. Таким образом, основным направлением в решении этой проблемы является выбранный метод производства продукции. При таком методе сырье и энергия используются настолько рационально, что объем выбрасываемых в окружающую природную среду загрязняющих веществ и отходов сведен к минимуму. Поэтому вводится понятие «безотходная технология», «замкнутые и оборотные циклы» водообеспечения промышленного предприятия.

9.4. Рациональное использование вод в промышленности

Для сокращения водопотребления и, следовательно, водоотведения в производственной сфере реализуется следующий комплекс мероприятий:

–усовершенствование существующих технологических процессов и оборудования с минимизацией использования воды;

–разработка новых технологий, характеризующихся низким потреблением воды либо ее полным отсутствием;

–организация замкнутых водооборотных систем, включающих сбор и соответствующую обработку сточных вод и атмосферных осадков с территории предприятия с последующим их повторным использованием на производстве;

–создание локальных систем очистки и обезвреживания сточных вод отдельных производств, включающих извлечение и утилизацию ценных компонентов и подготовку очищенной воды к повторному

ееиспользованию;

–широкое использование водооборотных охлаждающих систем водоснабжения;

–замена водяного охлаждения воздушным;

–использование эффективных методов очистки, обезвреживания, обеззараживания сточных вод с последующим их применением

впроизводстве либо сбросом в водоемы.

Для уменьшения выхода реакционных сточных вод необходимо выбирать такие химические реакции, которые протекают без образования воды. Так, при производстве бутадиена контактным разложением этилового спирта образуется реакционная вода. Однако бутадиен можно получить без образования реакционной воды путем дегидрирования бутана.

293

Для сокращения водоотведения производства сырье и исходные продукты необходимо предварительно обезвоживать.

С целью снижения расхода промывной воды следует повышать качество исходного сырья и продуктов, чтобы исключить необходимость их промывки, применять для промывки неводные растворители, широко использовать методы регенерационного выделения (адсорбция, ионный обмен и другие) или деструктивного разрушения (озонирование, хлорирование и другие) компонентов, загрязняющих сырье и продукты. Заменять периодические процессы промывки продуктов водой непрерывными с использованием противотока и более совершенной промывной аппаратуры.

Широкое применение аппаратов воздушного охлаждения (АВО) позволяет сократить потребность в охлаждающей воде на 60–75 %, а, следовательно, количество сточных вод на 25–45 %.

В настоящее время градирни, используемые для охлаждения оборотной воды, заменяются на АВО, что не только снижает потери от испарения и потребность в свежей воде, но и сохраняет стабильный солевой состав оборотной воды и уменьшает количество сточных вод, требующих глубокой очистки.

Еще одной возможностью сокращения расхода охлаждающей воды является добавление к ней искусственно получаемого холода. Холод можно получать из отработанного тепла (тепло дымовых газов, воды, воздуха). Для этого используются компрессорные аммиачнохолодильные установки, термохимические трансформаторы тепла и другие устройства. При понижении температуры охлаждающей воды на 10 °С расход воды снижается на 30 %, а количество сточных вод – на 20 %.

Если ранее производственный процесс оценивался с точки зрения технологичности, экономичности и безопасности, то теперь этих факторов уже недостаточно. Необходимо, чтобы технология имела максимально низкий материальный индекс производства, т. е. ми-

нимальное количество труднореализуемых отходов.

Поэтому широкое использование систем оборотного и повторного водоснабжения для промышленного производства с обязательной очисткой и обработкой воды имеет особое значение.

Создание замкнутых водооборотных систем является важнейшим путем защиты гидросферы от загрязнения.

294

Под водооборотным циклом понимают многократное использование одной и той же воды при минимальном восполнении потерь (подпитка). Из рис. 9.12, на котором приведена простейшая схема оборотного водоснабжения, видно, что насосная станция подает техническую воду на производство, затем она очищается и возвращается через насосную станцию на производство. Перед насосной станцией происходит восполнение потерь воды, которые, к сожалению, неизбежны, а из очистных сооружений шлам (ил, твердый осадок) удаляется либо на очистку, либо на захоронение.

Рис. 9.12. Схема оборотного водоснабжения

Для оценки эффективности использования воды в производстве применяются:

– коэффициент оборота воды

– коэффициент использования воды

Kи Qи Qcб 1;

Qи

– коэффициент кратности использования воды

295

n Qи Qcб Qc 1 ; Qи Qc

– коэффициент безвозвратного потребления воды и ее потери в производстве, %,

Kn Qи Qc 100 ,

Qи Qоб

где Qоб – количество оборотной воды, м3/ч;

Qи – количество воды, забираемой из источника водоснабже-

ния, м3/ч;

Qcб – количество воды, сбрасываемой предприятием, м3/ч; Qc – поступление воды из сырья, м3/ч.

Экологическое преимущество замкнутых водооборотных циклов перед разомкнутыми очевидно, так как очистка большого количества воды до необходимой кондиции перед сбросом в водоем является дорогостоящим мероприятием.

Создание водооборотных систем связано с большими трудностями. Для каждого типа воды необходима своя система очистки. Хотя требования, предъявляемые к качеству технической воды, включенной в водооборот, не такие жесткие, как к качеству питьевой воды, но они тоже достаточно высоки.

Внутри труб образуются отложения карбоната кальция, которые необходимо постоянно удалять. В связи с тем, что трубы корродируют, для снижения темпа коррозии в воду следует добавлять ингибиторы коррозии.

Часто воду из цикла приходится охлаждать в градирнях, при этом имеют место потери воды с брызгами.

Однако расходы на преодоление всех этих трудностей несоизмеримы с тем вредом, который принесло бы использование воды по разомкнутому циклу с обязательным загрязнением гидросферы.

Для предотвращения карбонатных отложений в системах оборотного водоснабжения применяется подкисление, декарбонизация, фосфатирование и комбинированная фосфатно-кислотная обработ-

296

ка. При применении ингибитора ИКБ-4В подкисление оборотной воды не производится.

Для систем оборотного водоснабжения характерно интенсивное развитие биологических обрастаний, что приводит к большим затруднениям в эксплуатации этих систем и наносит большой ущерб предприятиям. Для борьбы с биообрастанием в теплообменных аппаратах и трубопроводах наибольшее распространение получила обработка воды хлором. Для подавления развития водорослей на градирнях применяется обработка воды медным купоросом. Хлорирование оборотной воды производится периодически (2–6 раз в сутки) в зависимости от интенсивности развития биообрастаний. Продолжительность периода хлорирования 40–60 мин. Обработка медным купоросом должна производитьсявлетнеевремя3–4 разавмесяцвтечение1–2 ч.

Кроме организации специальных оборотных циклов загрязненных сточных вод большое значение имеет использование очищенных сточных вод в оборотных системах охлаждающей воды. Очищенные сточные воды используются для восполнения потерь воды на градирнях вследствие капельного уноса и испарения.

Дефицит воды и повышение ее стоимости стимулируют применение очищенных городских сточных вод для водоснабжения промышленных предприятий. Для доведения качества очищенных сточных вод до нормы, соответствующей требованиям при использовании их в промышленном водоснабжении, необходимо проводить их доочистку на фильтрах и обеззараживание.

10.ОТХОДЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

ИМЕТОДЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Основные положения об отходах и, в частности, об отходах промышленных предприятий отражены в Законе Республики Беларусь «Об обращении с отходами» № 371–3 от 20 июля 2007 г., а также

вряде последующих изменений и дополнений.

Всоответствии с законом:

Отходы – вещества или предметы, образующиеся в процессе осуществления экономической деятельности, жизнедеятельности человека и не имеющие определенного предназначения по месту их образования либо утратившие полностью или частично свои потребительские свойства.

297

В зависимости от происхождения отходы подразделяются на: Отходы потребления – отходы, образующиеся в процессе жизнедеятельности человека, не связанной с осуществлением экономической деятельности, отходы, образующиеся в гаражных кооперативах, садоводческих товариществах и иных потребительских кооперативах, а также уличный и дворовый смет, образующийся на

территориях общего пользования населенных пунктов.

Отходы производства – отходы, образующиеся в процессе осуществления юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями экономической деятельности (производства продукции, энергии, выполнения работ, оказания услуг), побочные и сопутствующие продукты добычи и обогащения полезных ископаемых.

10.1.Отходы и их классификация

Всоответствии со степенью опасности отходы подразделяются на опасные и неопасные.

Опасные отходы – отходы, которые в результате их реакционной способности или токсичности создают непосредственную и потенциальную опасность для здоровья человека или состояния окружающей среды самостоятельно либо при вступлении в контакт с другими веществами (отходами) и окружающей средой.

Опасные отходы классифицируются по классам опасности:

– первый класс – чрезвычайно опасные;

– второй класс – высокоопасные;

– третий класс – умеренно опасные;

– четвертый класс – малоопасные.

Классификатор отходов, образующихся в Республике Беларусь, утверждается Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды по согласованию с Министерством здравоохранения

иМинистерством по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь. Степень опасности отходов производства и класс опасности отхо-

дов производства устанавливается их производителями для всех образующихся отходов производства, если степень опасности этих отходов и класс опасности опасных отходов производства не указаны в классификаторе отходов, образующихся в Республике Беларусь.

Установление степени опасности отходов и класса опасности отходов осуществляется на основании определения опасных для

298

окружающей среды, здоровья граждан, имущества свойств отходов (токсичность, патогенность, взрывоопасность, пожароопасность, высокая реакционная способность, способность при обезвреживании образовывать стойкие органические загрязнители) и иных опасных свойств отходов.

По результатам определения опасных свойств отходов оформляются и выдаются заключения о степени опасности и классе опасности отходов.

Класс опасности отходов устанавливается исходя из наиболее высокого класса опасности, определенного по результатам исследования опасных свойств отходов.

Отходами производства являются остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, образовавшиеся в процессе производства продукции, утратившие исходные потребительские свойства, а также вещества, улавливаемые при очистке отходящих технологических газов и сточных вод.

Отходами потребления являются изделия и материалы, утратившие потребительские свойства в результате физического или морального износа. К вторичному сырью относятся вторичные материальные ресурсы, которыемогутбытьиспользованывпромышленности.

Основными поставщиками твердых отходов являются: энергетика (зола и шлаки, образующиеся при сжигании твердого топлива); черная и цветная металлургия (шлаки, формовочная земля, коксовые остатки); угледобывающая промышленность (отвалы), деревообрабатывающие производства (опилки, стружки); химическая промышленность (химические вещества в широком ассортименте, в том числе фосфогипс и галитовые отходы).

По физико-химическим свойствам состав твердых отходов весьма разнообразен: от очень активных, токсических (соединения мышьяка, фтора, фосфора, ртути) до инертных (мел, гипс, глинозем) веществ.

Отрицательное влияние твердых отходов на окружающую среду весьма значительно. В населенных пунктах твердые отходы накапливаются на санкционированных (убираемых) свалках которые состоят на учете санитарно-эпидемиологических служб и закреплены за конкретными предприятиями, организациями и службами. Гораздо более опасными являются несанкционированные (бесконтрольные) свалки, которые, несмотря на штрафные санкции, тем не

299

менее повсеместно возникают. Именно поэтому специалистыэкологи должны уделять им особое внимание.

Анализ динамики образования, использования и удаления отходов производства в Беларуси в последние годы свидетельствует о том, что количество образующихся и удаленных отходов из года в год возрастает и требует постоянно возрастающих затрат на их переработку и захоронение.

10.2. Сбор, обезвреживание и захоронение токсичных отходов промышленных предприятий

Сбор твердых токсичных отходов осуществляется с учетом класса опасности: отходы 1-го класса помещаются в тару – в стальные баллоны; 2-го класса – в прочные полиэтиленовые мешки. Допускаются также другие виды тары для хранения токсичных отходов, согласованные с органами санитарного надзора. Токсичные промотходы после затаривания взвешиваются, результаты вносятся в журнал учета. Сбор жидких и пастообразных токсичных отходов осуществляется в специальные емкости, обеспечивающие герметичность и коррозионную стойкость, которые устанавливаются в специально отведенном месте, согласованном с органами саннадзора. В соответствии с действующими Правилами токсичные отходы предприятий подлежат временному хранению на их территории до тех пор, пока не будет разработана технология по их утилизации или не будут созданы региональные полигоны для захоронения этих отходов. Предельное количество накопленных отходов на территории предприятия устанавливается в соответствии с нормативными документами.

На полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов принимаются только отходы 1–3-го классов опасности. Твердые промышленные отходы 4-го класса опасности по согласованию с органами санитарного надзора и коммунальными службами могут вывозиться на полигоны для складирования твердых бытовых отходов.

Складирование и захоронение промышленных отходов производится на платной основе в соответствии с разрешениями территориальных органов Министерство природы.

Согласно современным требованиям размещение используемых промышленных отходов осуществляется в пределах специальных

300