Анализ экологической безопасности на предприятии ООО «Спецсталь конструкция»

2 Анализ экологической безопасности на предприятии ООО «Спецсталь конструкция»

Основная продукция ООО «Спецсталь конструкция»– стальная проволока, стальные канаты, металлокорда, товары народного потребления.

Технологический процесс производства проволоки включает термообработку, подготовку поверхности металла к дальнейшей обработке методом кислотного травления, нанесения горячих и гальванических покрытий. В травильных отделениях для травления применяется серная кислота. Для уменьшения выделений серной кислоты применяются присадки.

Основным технологическими процессами, связанными с потреблением воды на предприятии является:

Подготовка поверхности металла к волочению в садочных отделениях;

Термическая обработка с подготовкой поверхности металла к волочению в протяжных агрегатах;

Нанесение горячих и гальванических покрытий;

Обработка металла методом холодной деформации (волочение проволоки).

Подготовка поверхности металла к волочению в садочных травильных агрегатах заключается в полном удалении окалины и окислов с поверхности катанки, проволоки и нанесение на нее буры, извести, создающих смазочный слой в процессе ее волочения. В цехах для травления используется серная кислота и незначительно соляная кислота. Вода используется для промывки металла после травления. Сточные воды, образующиеся в травильных отделениях, являются химически загрязненными. Эти сточные воды делятся на промывные и отработанные травильные растворы.

Промывные сточные воды содержат 0,5-1,0 г/л серной кислоты и 0,8-5,0 г/л сульфата железа.

Стоки ванн травления с содержанием серной кислоты до 5 г/л сливаются в кислотную канализацию. Из некоторых ванн, в которых содержание железного купороса достаточно для производства и варки товарного железного купороса поступают на имеющуюся на территории предприятия купоросную установку. Кроме этого, вода используется на мокрую очистку воздуха, отсасываемого из ванн с серной кислотой и омеднения перед выбросом в атмосферу.

Вода используется на охлаждение оборудования, промывки металла, приготовление растворов. Сточные воды после охлаждения оборудования являются условно чистыми, а после промывки металла в травильных отделениях – химически загрязненными (поступают на станцию нейтрализации проектной производительности 6658 тыс. м/год). Очистка производится путем нейтрализации серной кислоты и сернокислого железа известковым молоком.

  2.1 Система водоснабжения завода

Характеризуя существующую схему водоснабжения ООО «Спецсталь конструкция» можно выделить следующие основные раздельные системы водоснабжения:

·          производственно-противопожарный водопровод;

·          оборотная система условно-чистых вод №1;

·          оборотная система условно-чистых вод №2;

·          местная оборотная система условночистых вод для компрессорной станции;

·          оборотная система с нейтрализацией и очисткой кислотных (промывных) вод;

·          хозяйственно-питьевой водопровод;

Приведем краткую характеристику перечисленных систем водоснабжения.

Источником производственного водоснабжения завода является вода из Зуевского водохранилища, получаемая из сетей райуправления ПО "Вторчермет". Подача воды осуществляется от насосной станции 1 подъема и от напорных водопроводов ПО " Вторчермет ". Свежая вода поступает в брызгальный бассейн и резервуар запаса воды, из которых насосами 2 подъема подается на производственные и противопожарные нужды завода. Противопожарный запас воды хранится в брызгальном бассейне. Разводящая сеть кольцевая, оборудована пожарными гидрантами. Оборотная система условно-чистых вод обслуживает цеха СПЦ-1, СПЦ-2, металлопокрытий. Система состоит из насосной станции, брызгального бассейна и разводящей сети. Насосы оборотного водоснабжения находятся в здании насосной станции 2 подъема. Производительность системы 450 м./час. В настоящее время брызгальный бассейн как охладитель не работает, а выполняет функции запасного резервуара.

Оборотная система условно-чистых вод № 2 обслуживает СПЦ-3, СПЦ-4, ЦМК. Состав сооружений:

градирня трехсекционная, вентиляторная с площадью сечения 12 х 12 м;

насосная станция, подающая воду на градирню;

насосная станция, подающая охлажденную воду в сеть, проектной производительностью 1000 м./час, фактически около 500 м;

резервуар запаса свежей производственной воды емкостью 6000 м.

Местная оборотная система условно-чистых вод компрессорной станции состоит из насосной станции, размещенной в помещении компрессорной, двухсекционной, вентиляторной градирни с площадью секции 16 м. и циркуляционной сети. Производительность системы 60 м./час.

 
2.2 Альтернативные варианты проектируемой деятельности

Одним из вариантов очистки гальваностоков является мембранная технология. Это экологически безопасная переработка стоков гальванических производств с получением концентратов солей, пригодных для повторного использования. Описание разработки следующее: с помощью специально организованного процесса электродиализа из смешанных промывных вод гальванических производств выделяются концентраты солей тяжелых металлов. Достигнутая селективность разделения солей цинка, меди и никеля - 80%. Полученные и планируемые результаты позволят создать промышленную технологию разделения смешанных гальваностоков на индивидуальные компоненты с возвратом их в гальваническое производство, что обеспечит его экологическую чистоту.

Рисунок 1 – Мембранная технология очистки гальваностоков

Другим методом из этой же технологии является использование керамических мембран, аппаратов и установок для очистки гальванических сточных вод. Мембранные керамические фильтры, кассета и аппарат, входящие в состав установки мембранной очистки (УМО), предназначены для очистки следующих жидкостей:

·          Питьевой воды;

·          Отработанных эмульсий предприятий;

·          Сточных вод предприятий, нефтебаз, станций технического обслуживания, АЗС;

·          Отработанных моющих растворов и смазочно-охлаждающих жидкостей;

·          Обезжиривающих растворов;

·          Высококонцентрированных щелочных растворов;

·          Лакосодержащих растворов;

·          Радиоактивных отходов;

Данные фильтры прошли необходимые промышленные испытания, которые показали, что по своим характеристикам они не уступают аналогичным фильтрам западных фирм (Таталь, Франция; Нортон, США; Мицубиси, Япония), однако обеспечивают по сравнению с зарубежными аналогами:

Меньший расход энергии на 1 м3 фильтрата (на 18-20%);

Большую производительность;

Более высокую ремонтоспособность, регенерацию и дефектоскопию мембран.

Мембраны имеют стенки толщиной около 1 мм (зарубежные аналоги около 2 мм).

Таблица 2.1 – Технические характеристики

Наименование	Значение
Общая площадь мембранной поверхности	> 15 м2
Рабочее давление в магистрали	0,6 МПа
Давление воздуха при очистке аппаратов ультрафильтров продувкой	> 0,25 МПа
Производительность при очистке	0,5-3 м3/ч
Мощность основного электрооборудования	1,5 кВт
Мощность нагревателей (устанавливаются по дополнительному требованию)	10,5 кВт
Гарантийный срок службы мембран	2 года
Габаритные размеры	1690 х 700 х 1720 мм
Масса	480 кг

Довольно распространена биологическая очистка.

Предназначена для утилизации загрязнений из сточных вод.

Установка включает:

основные рабочие модули:

Биореактор-биофильтр с иммобилизованной на специально подобранных носителях биомассой рабочих микробных культур;

Фильтр тонкой биологической доочистки воздуха;

Фильтр тонкой доочистки вод;

Другое типовое оборудование, необходимое по расчетам технологического процесса. Выполняется в виде локальных установок, позволяющих резко снизить загрязненность по компонентам с последующим возвратом вод в технологический цикл, либо подачей на типовые очистные сооружения.
Утилизируемые загрязнения: фенол и его нитро- и хлорпроизводные; крезолы, ксилолы, толуол и другие ароматические соединения, ацетон и сложные кетоны, спирты и другие растворители, жирные кислоты, алканы, нефть и нефтепродукты, СОЖи и масла, лаки и краски, другие соединения. Степень очистки до 0,2-0,5 ПДК. Сточные воды, одновременно загрязненные тяжелыми металлами и R-нуклидами (малой активности) очищаются на 98% и более.

Отличительные особенности:

·          Наличие сертифицированных устойчивых ассоциаций штаммовбиодеградантов;

·          Использование нового поколения биосорбентов и носителей биомассы;

·          Отработка технологии с учетом “индивидуального” состава сточных вод;

·          Комплексная очистка потоков первичных и вторичных загрязнений;

·          Моделирование и масштабирование процесса с учетом ингибированного метаболизма ассоциации в условиях высокозагрязненных стоков.

Поскольку гальваностоки ООО «Спецсталь конструкция» содержат большое количество цинксдержащего оксидного сырья, возможна следующая технология их комплексной переработки.

Новая пирометаллургическая технология разработана для переработки шлаков, кеков, шламов, руд и других полупродуктов и отходов, содержащих оксиды железа и цинка с целью извлечения цинка, железа. Разработанная технология основана на использовании высокоинтенсивного процесса углетермического восстановления в режиме вспененной шлаковой ванны. Предлагаемый процесс электропечной переработки цинксодержащего оксидного сырья характеризуется высокими показателями использования электроэнергии, экологической чистотой, минимально возможным количеством отходящих газов, несущих цинковые возгоны, а также высокой удельной производительностью (на уровне автогенных процессов) чистотой получаемых продуктов, возможностью использования в качестве восстановителя широкого спектра углеродистых материалов, включая уголь. Продуктами переработки являются деметаллизированный шлак, цинковые возгоны, пригодные для получения пигментного оксида цинка или металлического цинка и железо в виде чугуна или стали.

Основой технологии является создание в электропечи вспененного шлакового слоя, в котором замешиваются частицы углеродистого восстановителя и науглероженного железа, что приводит к значительной интенсификации процесса углетермического восстановления. Вспененный шлаковый слой создается не за счет принудительного дутья, а за счет выделяющихся газообразных продуктов реакции восстановления оксидов под слоем шлака. Высокие адсорбционные и теплоизолирующие свойства шлаковой пены обеспечивают отсутствие пылевыноса и низкие тепловые потери. Последнее обуславливает долговечность футеровки печи и низкие энергозатраты на плавку. Низкая теплопроводность вспененного шлакового слоя позволяет поддерживать относительно низкую температуру шлака (1200-1300° С) при значительном перегреве металлического слоя на подине печи (1400-1650oС). Это позволяет получать и легко выпускать из печи чугун или сталь.

Селективность восстановления оксидов цинка и железа позволяет организовать процесс с получением только цинковых возгонов без значительного восстановления оксидов железа. Минимально возможное количество отходящих газов из-за отсутствия дутья для образования вспененного слоя позволяет эффективно улавливать цинковые возгоны.

Отсутствие пылевыноса и брызгоуноса позволяет использовать в качестве сырья и восстановителя пылевидные материалы, а также получать высокочистые возгоны цинка. Технология плавки во вспененном шлаковом слое позволяет извлекать цинк до остаточных содержаний в шлаке 0.01-0.05 мас.% с производительностью в 3-5 раз выше, чем при традиционной электроплавке (рис.1) при одновременном снижении энергозатрат в 1.5-1.8 раз.

Низкие энергозатраты позволяют эффективно реализовать технологию, как на крупных, так и на небольших печах (емкостью 0.5-1 т).

Технология может быть использованы для прямого получения железа из руд и концентратов, комплексной переработки руд, шлаков, шламов и др., дезактивации токсичных отходов с извлечением цветных металлов и железа.
Технология опробована в укрупненно-лабораторном масштабе электропечи мощностью 100 квт применительно к переработке цинксодержащих шлаков медного производства, шлаков никелевого производства и железорудного концентрата для прямого получения железа.

По данным проектам были построены линии гальванических покрытий на АО "Авиастар", СПО "Прогресс", АООТ "Гидроавтоматика" и др.

Рассмотрение альтернативных вариантов технологических процессов

Разрабатываются проекты автоматических и полуавтоматических линий гальванических покрытий, которые предназначены для нанесения защитных покрытий, предохраняющих от воздействий газовой, атмосферной коррозии и высоких температур. Применение данных линий позволяет повысить производительность и гибкость производства, оптимизировать технологический процесс, улучшить рабочие условия и снизить затраты труда рабочих. В состав оборудования включаются сооружения для очистки стоков гальванического производства и утилизации отходов.

Заключение

В данной работе по оценке окружающей среды при внедрении на предприятии ООО «Спецсталь конструкция» новой установки по комплексному обезвреживанию и утилизации сточных вод были рассмотрены исходные положения касающиеся данного вопроса, предложены различные альтернативы предлагаемого проектного положения.

Для ознакомления и представления экологической ситуации на предприятии были приведены данные о сбросах.

Поскольку данная работа касается сточных вод была представлена схема действующей системы нейтрализации

В данном проекте необходимо разработать схему комбинированной очистки сточных вод ООО «Спецсталь конструкция», содержащих ионы тяжелых металлов (Ni2+, Zn2+, Fe2+).

Предлагаемая схема очистки должна обеспечивать возможность не только вернуть очищенную воду в водооборот предприятия, но и утилизировать ценные вещества с целью их продажи или возврата в основное производство.

Внедрение новой технологии по утилизации сточных вод обеспечит экономию средств на сырье, таком как цинк, медь, хром, травильные кислоты. Поскольку при данном способе утилизации не образуются отходы, следовательно нет нужды тратиться на их размещение и обезвреживание. Меньше плата в экологические фонды, более широкий круг сбыта продукции. Со временем после ряда изменений можно будет сертифицировать продукцию по стандарту ISO 14000. Однако, установление, закупка и монтаж данного оборудования требует значительных капиталовложений. В последствии все затраты окупятся.

Предлагаемая схема очистки сточных вод комбинированным методом позволяет очистить воду до требований ГОСТа 9.314-90 технической воды II категории «Вода для гальванического производства и гальванических промывок», что позволяет возвратить ее в основное производство. Так как при применении данного способа очистки осадков не образуется, необходимость в их утилизации отпадает. Ценные компоненты, теряемые при реагентном способе очистки, по предлагаемой технологии извлекаются в виде элюатов и направляются на повторное использование.

Список использованной литературы

 

1.       Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов М.: Стройиздат 2007

2.       Проблемы развития безотходных производств Б.Н. Ласкорин, Б.В. Громов, А.П. Цыганков, В.Н. Сенин М.: Стройиздат 2005

3.       Кафаров В.В. Принципы создания безотходных химических производств М.: Химия 2004

4.       Беспамятнов Г.П.,Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Л.: Химия 2007.

5.       Абрамович С.Ф. Раппорт Я.Д. Тенденции развития водоснабжения городов за рубежом. Обзор М.: ВНИИИС 2007

6.       Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод М.: Стройиздат 2004

7.       Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат. 2007

8.       Евилович А.З. Утилизация осадков сточных вод М.: Стройиздат 2004

9.       А.Г. Банников, А.К. Рустамов, А.А Вакулин Охрана природы М.: Агропромиздат 2007

10.    Коротков Э.М. Концепции экоменеджмента // Проблемы ОС и природных ресурсов. 2006. №4.

11.    Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М., 2008.

12.    Осипов Ю.Б, Львова Е.М. Управление природоохранительной деятельностью в Российской Федерации. М.,2006.

13.    Основные положения концепции Федеральной целевой программы «Охрана окружающей природной среды РФ» // Зеленый мир. 2007. №26.

14.    Реймерс Н.Ф. Экология.Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. М., 2004.

15.    Сергиенко Л.И. Теоретические вопросы экологии: водный аспект. Волгоград, 2004 г.

16.    Снакин В.В. Экология и охрана природы: Словарь – справочник. М., 2000.

[1] Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов М.: Стройиздат 2007, стр. 18

[2] Кафаров В.В. Принципы создания безотходных химических производств М.: Химия 2004 стр. 3

[3] Беспамятнов Г.П.,Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Л.: Химия 2007. стр. 162

[4] Абрамович С.Ф. Раппорт Я.Д. Тенденции развития водоснабжения городов за рубежом. Обзор М.: ВНИИИС 2007 стр. 36

[5] Проблемы развития безотходных производств Б.Н. Ласкорин, Б.В. Громов, А.П. Цыганков, В.Н. Сенин М.: Стройиздат 2005, стр. 70

[6] Кафаров В.В. Принципы создания безотходных химических производств М.: Химия 2004, стр. 16

[7] Беспамятнов Г.П.,Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Л.: Химия 2007, стр. 65

[8] Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод М.: Стройиздат 2004 стр. 58

[9] Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат. 2007 стр. 41