Безотходные территориально-промышленные комплексы
Территориально-промышленные комплексы и эколого-промышленные парки являются удобной формой организации производства внутри региона, когда отходы одних производств служат сырьем для других. При этом используется инфраструктура региона, транспортные пути, местные природные ресурсы.
Основным принципом организации территориально-промышленных комплексов является системность, в соответствии с которой отдельный процесс рассматривается как элемент более сложной производственной системы. При этом учитывается взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.
В рамках таких комплексов складываются наиболее благоприятные условия для кооперирования различных производств, эффективнее используются сырьевые и энергетические ресурсы, появляется возможность создания региональных центров по переработке и обезвреживанию отходов.
Таким образом, формируется рациональная организация и структура производств. При этом подразумевается, что увеличение объема выпуска целевой продукции не должно приводить к невосполнимым потерям внутри региона.
Примерами такой организации производства являются территориально-производственные комплексы, создающиеся на Кольском полуострове и в Сибири, Астраханский газодобывающий комплекс.
В настоящее время в мире насчитывается около 12 тыс. территориально-промышленных комплексов и эколого-промышленных парков, различающихся числом работающих и количеством производств. Крупнейший комплекс находится в Канаде и насчитывает около 1 300 производств.
Воздействие теплоэнергетики на окружающую среду
Теплоэнергетика - один из основных факторов загрязнения атмосферы (порядка 30% от общего объема загрязнений).
Основные компоненты загрязнений:
Содержание некоторых загрязняющих веществ (оксидов азота) в продуктах сгорания
| Топливо | Оборудование | Содержание NOx, мг/м3 | Выбросы на 1 т топлива, кг |
| уголь | большие промышленные печи малые промышленные печи | 200-1500 15-50 | 1,5 - 2,6 0,01 - 0,5 |
| нефть | большие промышленные печи | 250-500 | 7-14 |
| природный газ | промышленные печи | 25-200 | 0,1 - 6 |
| пропан | бытовые печи | 80-100 | 0,5 - 1 |
Стоимость ущерба от загрязнения (высокие и низкие источники)
| Источник | Стоимость ущерба, $/тонну | ||
| SO2 | твердые частицы | NOx | |
| Высокие промышленные трубы | |||
| Низкие бытовые трубы |
При использовании твердого топлива (каменный, бурый уголь; торф; горючие сланцы) образуется большое количество золошлаков. Их количество находится в прямой зависимости от величины зольной части исходного топлива.
Состав золошлаков:
1. Зола - порошковый пылевидный материал, улавливаемый из дымовых газов. Размер фракций, в основном, в интервале 0,01 - 0,1 мм. В зависимости от способа улавливания - зола сухая или мокрая (оксиды железа, известь, силикаты, алюмосиликаты, недожег (до 10%), стеклянные микросферы (до 70%).
2. Шлак - кусковой сыпучий материал с крупностью частиц до 40 мм, удаляемый в жидком или твердом состоянии через подтопок теплоагрегатов (полностью оплавлен).
3. Золошлаковая смесь (золошлаки) - смесь, образующаяся при совместном удалении золы и шлака гидротранспортом. Усредненное соотношение золы и шлака 4:1.
Ориентировочный химический состав золошлаков, %
50-60% - SiO2
25-33% - Al2O3
0,5-1,5% - CaO
3-5% - Fe2O3
1-5% - потери при прокаливании (вода, недожиг..)
Плотность золошклаков - 2 - 2,5 г/см3
Удельная поверхность - 1500-1600 см2/г
Компоненты золы:
1. Глинистое вещество (муллит 3Al2O3*SiO2, силиманит Al2O3*SiO2)
2. Стеклофаза
3. Кварц (SiO2)
4. Магнетит (Fe3O4)
5. Гематит (Fe2O3)
6. Силикаты, сульфаты, карбонаты кальция, магния.
7. CaO
8. Частицы несгоревшего топлива (недожег)
9. Ge, Mo, Ga, Sc (в некоторых месторождениях угля)
Среднее содержание металлов в золе от сжигания углей
| Металл | г/тонна |
| скандий | |
| германий | |
| молибден | 50-200 |
| галлий | |
| кобальт | |
| никель |
Шлаки: близки к мтеаллургическим (доменным шлакам): силикаты, ферриты, алюминаты, алюмосиликаты (CaO*Al2O3*SiO2).
Утилизация шлаков.
Существует около 400 технологий, используется всего 20.
Технологии позволяют использовать материал в дальнейшей производстве:
1. Использование шлаков в строительной индустрии (добавки к цементу, бетону)
2. Извлечение редких металлов
3. Шлакоблоки, дорожные покрытия (шлаки используются вместо гравия)
4. Используются как сырье для получения алюминия
5. Используются для производства тротуарной плитки
Загрязнение атмосферы.
Основными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферу от мартеновских печей, являются те же газообразные продукты сжигания топлива, что и на предприятиях теплоэнергетики. Значительными являются выбросы пыли, основная составляющая которых оксиды железа. Наибольшее пылевыделение - при погрузочно-разгрузочных работах, приготовлении шихты; пыли и газов - при обжиге известняка и производстве стального проката.
Сточные воды.
В процессе производства стали расходуется большое количество охлаждающей воды. На сталелитейных заводах, применяющих мартеновские печи, составляет 12-18 м3 на 1 тонну стали. Оборотная система водоснабжения - до 2% воды от количества стали.
Механическая обработка металла производится, как правило, вальцеванием на прокатных станах. Для охлаждения вальцов и их опор используется вода, расход которой составляет от нескольких сотен до 1000 м3 и более в час. Эта охлаждающая вода содержит вальцовочный шлак, окалину, мельчайшие частицы пыли, в зависимости от рода смазки вальцов и их опор - различные масла.
Содержание одной из самых тяжелых по удельному весу примесей сточных вод - окалины - составляет более 1 г/л. Ее охлаждение затруднено, иногда невозможно вследствие большой дисперсности, а также наличия на поверхности окалины пленки масел или жиров.
Загрязнение атмосферы.
Основные загрязнители - литейные, термические, гальванические цеха, участки покраски.
Литейные цеха.
Источники пылегазовыделения:
1) вогранки (печи)
2) электродуговые и индукционные печи
3) участки складирования и переработки шихты и формовочных материалов
4) участки выбивки и очистки литья
Количество выделений зависит также от типа оборудования.
Удельные выделения загрязняющих веществ
| Плавильный агрегат | пыль | CO | углеводороды | NOx | SO2 | прочие |
| при плавке чугуна, кг/т | ||||||
| Открытая вогранка | 2,4 | 0,014 | 1,5 | - | ||
| Электродуговая печь | 8,1 | 1,5 | - | 0,29 | - | - |
| при плавке цветных металлов, кг/т | ||||||
| Газомазутные печи | 2,8 | 1,4 | - | 0,6 | 0,6 | 0,18 |
| Электродуговые печи | 1,8 | 1,1 | - | 1,2 | 0,8 | 0,3 |
| Печи сопротивления | 1,5 | 0,5 | - | 0,5 | 0,7 | 0,3 |
Неорганизованные выбросы составляют до 40% от общего количества выбросов. Причины их образования: неплотность оборудования, выпуск металлов без очистки паров (разливка) - при этом образуются фенолы, формальдегиды и т.д. Количество и состав подобных загрязнений зависит от состава формовочных смесей, оборудования и способа выплавки.
Кузнечно-прессовые цеха.
Источники загрязнения атмосферы: печи по нагреву металла, оборудование по обработке металла.
Загрязняющие вещества: пыль, CO, SO2, оксиды азота и другие вещества.
Масса загрязняющих веществ зависит от типа оборудования, вида топлива, других показателей.
Как правило, на 1 тонну мазута образуется порядка 600 гр пыли, 12 кг CO, 20 кг SO2.
Термические цеха.
Основные производственные процессы: закалка, отпуск металла.
Источники: нагревательные печи, дробеструйные камеры, ванны масляные для закалки и отпуска металла.
В дробеструйных камерах: пылевые выделения (7-10 г/м3 камеры).
В ваннах: в отходящем воздухе концентрация масласоставляет 1%.
Гальванические цеха.
В гальванических цехах образуются наиболее опасные и токсичные загрязнения в виде туманов (тонкодисперсных), паров, газов. Наиболее интенсивно образуются в процессах травления металлов (кислотного и щелочного).
В процессах травления металла: пары и туманы кислот в концентрации до 20 г/мин*м2 площади (для соляной кислоты - HCl); для серной кислоты H2SO4 - концентрация меньше.
При нанесении гальванических покрытий (воронение, фосфатирование, анодирование) - HF, кислоты, соединения Cr и других тяжелых металлов, HCN.
При подготовительных операциях (механическая очистка и обезжиривание поверхности) - пыль, пары бензина, керосина, органических растворителей, туманы щелочей.
Участки пайки и лужения.
Основные выделения: CO, HF, аэрозоли (свинец).
В процессе пайки: выделения до 0,04 мг на 100 паек.
В процессе лужения (методом погружения в припой) - до 500 мг/ч*м2
8. Участки окраски (окрасочные цеха).
Основные загрязнения: пары органических растворителей (бензин, толуол) - до 10 г/м3.
Загрязнения образуются в процессе обезжиривания поверхностей, подготовки лакокрасочных материалов, нанесении лакокрасочных материалов на поверхность изделий, при сушке.
Если окраска производится распылением - выделяется окрасочный аэрозоль (до 1г/м3).
Сточные воды.
Сточные воды - нескольких видов:
- производственные (образуются в ходе использования воды для технологических нужд)
- бытовые (санузлы, душевые, столовые и т.п.)
- атмосферные (смыв загрязняющих веществ дождевыми и талыми водами) - взвеси (песок, ил), ГСМ.
Литейные цеха.
| Вид стоков | Основные примеси | Концентрация, кг/м3 | Температура, 0С |
| Мокрая газоочистка | мелкодисперсные минеральные взвеси, окалина | 2 - 5 | 60-65 |
| Гидровыбивка отливок и регенерация смеси | песок, глина, окалина, органические вещества | 0,05 - 16 | 20-30 |
Кузнечно-прессовые цеха.
Источники зарязнения: стоки от охлаждения оборудования и поковок.
Состав: взвешенные вещества минеральной природы (песок, глина) - концентрация 0,1 - 0,2 кг/м3; окалина - 5 - 8 кг/м3; масла - 10 - 15 кг/м3. Температура этих вод примерно 40 градусов.
Термические цеха.
Основные стоки:
- промывные растворы (окалина, масла, щелочи - 0,01-0,03 кг/м3; температура вод 50-600С).
- отработанные растворы закалочных ванн (взвешенные вещества минерального происхождения, тяжелые металлы, масла, цианиды). Концентрация растворенных примесей - 0,001-0,05 кг/м3; взвеси - до 0,25 кг/м3; температура - 30-400С.
Гальванические цеха.
Источник образования наиболее токсичных и массовых сточных вод.
| Вид стоков | Основные примеси | Концентрация, кг/м3 | температура, 0С |
| Отработанные травильные растворы | взвешенные вещества | 10-20 | 25-30 |
| эмульсии минеральных масел | до 10 | ||
| щелочи | 20-30 | ||
| кислоты | 30-50 | ||
| Промывные воды после травления | взвеси | 0,4 | 25-30 |
| минеральные масла | 0,05-0,1 | ||
| щелочи | 0,02-0,2 | ||
| кислоты | 0,02-0,2 | ||
| Промывные воды после хромирования | хроматы | 0,005-0,2 | 20-30 |
| Отработанные электролиты | тяжелые металлы | до 10 | 20-25 |
| кислоты | 0,04-20 | ||
| щелочи | 0,02-30 | ||
| масла | 0,02-0,03 | ||
| цианиды | 10-100 |
5. Цеха механической обработки.
Отработанные смазочно-охлаждающие жидкости. Взвешенные частицы - до 1 кг/м3; сода (5-10 кг/м3); масла (0,5-2 кг/м3).
Загрязнение атмосферы
| Источники загрязнения | Факторы загрязнения | Характеристика источников и факторов загрязнений |
| Вентиляционные выработки шахт и подземных рудников | Буровзрывные работы; отбойка, погрузка, транспортирование горных пород; выделение газов из массивов горных пород; обрушение кровли, разрушение целиков | Сосредоточенные пылегазовые выбросы постоянного действия |
| Трещины на поверхности, выходы пластов | Выделение газов из массива горных пород (СH4) | Локальные рассредоточенные газовые выделения постоянного действия |
| Техногенные образования из отходов горного производства (отвалы, терриконы, хвостохранилища, шламохранилища) | Эрозия поверхностей техногенных образований; самовозгорание горных пород в техногенных образованиях | Рассредоточенные выделения пыли периодического действия; рассредоточенные газовые выбросы постоянного действия |
| Склады продуктов горного производства | Эрозия поверхностей, погрузочно-разгрузочные работы | Рассредоточенные выделения пыли периодического действия; рассредоточенные пылегазовые выделения постоянного действия; сосредоточенные пылегазовыделения постоянного действия |
| Обогатительные, перерабатывающие, вспомогательные цехи горного производства | Технологические процессы производства | Сосредоточенные пылегазовыделения постоянного действия |
Загрязняющие вещества, выделяющиеся в атмосферу из горных выработок: CH4, CO, NOx, пыль.
Условия образования и состав сточных вод
Производственные сточные воды, полученные в результате использования воды в различных технологических процессах или попутно при добыче полезных ископаемых, можно разделить на загрязненные и нормативно чистые.
Загрязненные воды делятся на:
- загрязненные преимущественно минеральными компонентами
- загрязненные преимущественно органическими компонентами
- загрязненные минеральными и органическими компонентами
Воды, попутно извлекаемые при добыче полезных ископаемых, разделяются на шахтные, карьерные, дренажные.
Шахтные и карьерные воды образуются в результате попадания подземных и поверхностных природных вод в горные выработки, где они загрязняются в процессе горных работ (взвешенные частицы - 10-600 мг/л и выше (не более 1000 мг/л); нефтепродукты - от 0 до 0,8 мг/л; бактериальное загрязнение - до 4 мг/л (БПК).
Дренажные воды образуются за счет попадания подземных и поверхностных вод в те горные выработки, где не ведутся горные работы. Загрязнение таких вод в основном - бактериальное.
По величине рН шахтные, карьерные, дренажные воды делятся на:
- нейтральные (рН = 6,5-8,5)
- кислые (рН < 6,5)
- щелочные (рН > 8,5)
По степени минерализации делятся на:
- пресные (сухой остаток - до 1 г/л)
- слабосолоноватые (1-3 г/л)
- солоноватые (3-5 г/л)
- сильносолоноватые (5-10 г/л)
- соленые (10-25 г/л)
- сильносоленые (25-50 г/л)
- рассолы (>50 г/л)
Жесткость вод: 5-30 мг*экв/л.
Безотходные территориально-промышленные комплексы
Территориально-промышленные комплексы и эколого-промышленные парки являются удобной формой организации производства внутри региона, когда отходы одних производств служат сырьем для других. При этом используется инфраструктура региона, транспортные пути, местные природные ресурсы.
Основным принципом организации территориально-промышленных комплексов является системность, в соответствии с которой отдельный процесс рассматривается как элемент более сложной производственной системы. При этом учитывается взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.
В рамках таких комплексов складываются наиболее благоприятные условия для кооперирования различных производств, эффективнее используются сырьевые и энергетические ресурсы, появляется возможность создания региональных центров по переработке и обезвреживанию отходов.
Таким образом, формируется рациональная организация и структура производств. При этом подразумевается, что увеличение объема выпуска целевой продукции не должно приводить к невосполнимым потерям внутри региона.
Примерами такой организации производства являются территориально-производственные комплексы, создающиеся на Кольском полуострове и в Сибири, Астраханский газодобывающий комплекс.
В настоящее время в мире насчитывается около 12 тыс. территориально-промышленных комплексов и эколого-промышленных парков, различающихся числом работающих и количеством производств. Крупнейший комплекс находится в Канаде и насчитывает около 1 300 производств.
Дата: 2016-10-02, просмотров: 270.
