5. Охрана окружающей среды от промышленных загрязнений

5.1. Введение

Ущерб окружающей среде наносится керамической промышленностью на всех стадиях производства. При добыче сырья остаётся большое количество пустых ям огромных размеров. В связи с этим в окрестности наблюдается падение общего уровня грунтовых вод. Частичное решение этой проблемы – заполнение водой этих карьеров.

Проблемами, возникающие при сушке и обжиге, являются тепловые потери и отходящие газы (продукты горения топлива – CO, CO2, водяной пар). Проблема

после обжиговой	обработки	– очистка	вод от твердых частиц,	смачивающих
и охлаждающих	жидкостей.	Сложность	в том, что отходы не	стабильны по

химическому составу, агрегатному состоянию и размерам частиц.

Однако керамическая промышленность имеет и свои плюсы. Золы и шлаки можно использовать в качестве сырья. В качестве выгорающих добавок могут использоваться отходы бумажной промышленности. Брак, при производстве керамики, часто используется как сырьё.

В керамических производствах традиционно воздействие на окружающую среду оказывает пыль, возникающая при дозировке, смешивании, измельчении материалов и других процессах. Для предотвращения выбросов пыли в атмосферу обычно применяют различные виды очистных сооружений, затраты на которые приводят к увеличению себестоимости продукции. Поэтому для предупреждения загрязнения окружающей среды и снижения затрат на производство требуется создание безотходных технологий, к числу которых относятся так называемые “мокрые технологии”, а также технологии, основанные на процессах замкнутых газовых потоков.

70

5.2.Экологическое обоснование темы работы и предполагаемых технологических решений

В настоящей работе изучается получение керамических подложек для мембран. В результате этого для получения такой керамики используются менее дефицитное сырье, относительно дешёвые и менее токсичные реактивы.

Внедрение результатов работы не приведет к возникновению новых воздействий на окружающую среду, за исключением незначительных выбросов пыли. Кроме того, получаемая продукция, может быть использована в том числе, для очистки сточных вод.

Для уменьшения наносимого ущерба окружающей среде используются пылеулавливающие электрические фильтры и циклоны. Кроме того, применение малоотходной и безотходной технологии позволят не только решить проблему защиты окружающей среды, но и обеспечить высокую экономическую эффективность производства [64].

5.3.Экологическое обоснование разработанной технологической схемы

Технологическая блок - схема производства корундовых подложек для мембран представлена на рис. 5.1.

71

	Корунд			Глина			ПВС
	Дозирование			Дозирование			Дозирование
									Вода
				Помол			Растворение
				Сушка			Дозирование
				Дозирование
					Смешение
				Прессование
				Сушка

Обжиг

Рисунок 5.1 - Технологическая схема

5.4. Токсикологическая характеристика сырья и реагентов

Токсикологическая характеристика сырья и реагентов приведена в разделе “Охрана труда”.

Охрана атмосферного воздуха от загрязнения В ходе технологического процесса в окружающую среду выделяется пыль,

которая образуется на стадиях дозировки и помола.

Приведен расчет количества пылевых выбросов на одну тонну шихты с учетом потерь при прокаливании, которые составляют ППП(Глина) = 9,70 %

1.Для приготовления одной тонны шихты требуется: содержание Al2O3 составляет 80 масс. %;

1000·0,8 = 800 кг (Al2O3), 1000·(1-0,8) = 200 кг (глины)

2.Унос шихты на стадии дозировки составляет 1 % от ее массы:

72

унос m[Al2O3] = 800·0,01 = 8,00 кг; унос m[Глина] = 200·0,01 = 2,00 кг

Глина имеет размер частиц не более 1 мкм, поэтому для их улавливания возможно использование электрофильтров со степенью очистки η = 99,9 %. Вся уловленная пыль возвращается на стадии смешивания.

Корунд имеет размер частиц 9,3 ± 1,0 мкм, поэтому для его улавливания используются циклоны.

5.5. Охрана водоёмов от загрязнения сточными водами

Жидких отходов в данной технологии не образуется. 5.6. Экологическое безопасное обращение с отходами

В данной технологии образуется пыль.

5.7. Экономическая оценка природоохранных мероприятий

Величину ущерба окружающей среде от выброса в атмосферу пыли рассчитываем по соотношению [65]:

	У возматм =У возду.т. ∑σiзазвозд ∑ f i M i		(5.1)
Где У возду.т.	– ущерб от выброса в атмосферу 1-ой условной тонны загрязняющих
веществ, У возду.т. = 144 руб./у. т. [66];
σiзазвозд – показатель относительной опасности		загрязнения	для различных
реципиентов	в зоне активного загрязнения. Для	территорий	промышленных

предприятий и промузлов σвоздiзаз = 4;

fi – поправка на характер рассеивания i-й примеси в атмосфере;

Mi – приведенная масса выброса i-го вредного компонента, усл. т. Приведенную массу выброса М вычисляют по соотношению:

73

n
M =∑ Aiвозд mi	(5.2)

i=1

где mi – количество поступающего в атмосферу i-го компонента;

Aвоздi – показатель относительной агрессивности i-го вещества – характеризует количество оксида углерода, эквивалентное по воздействию на окружающую среду одной тонны этого вещества, усл. т/т.

Aiвозд=aiαiδiλiβi

(5.3)

где ai – относительная опасность присутствия примеси в воздухе;

αi – поправка, учитывающая вероятность накопления исходной примеси или вторичных загрязнений в компонентах окружающей среды;

δi – поправка, характеризующая вредное воздействие на всех реципиентов, кроме человека;

λi – поправка на вероятность вторичного выброса примесей в атмосферу после их оседания;

βi – поправка на вероятность образования вторичных загрязнений, более опасных, чем исходные вещества.

Показатель ai задает уровень опасности для человека вещества i-го типа по отношению к опасности оксида углерода:

	ПДКс.с.СО ПДК р.з.СО	0,5	60		0,5
ai=(		)
	ПДК c.c.i ПДК р.з.i		=(		)	(5.4)
				ПДКc.c.i ПДК р.з.i

Для многих веществ, вовлечённых в техногенные циклы, нормированы лишь допустимые пределы их содержания в воздухе рабочей зоны. В этом случае

74

временно допустимую концентрацию в атмосферном воздухе ВДКав ≈ ПДКс. с.

можно рассчитать по следующему уравнению:

lg ПДК с.с.=0,62 lg ПДК р.з.−1,77

(5.5)

Величины ai, αi, δi, λi, βi, ПДКс. с. i, ПДКр. з. i, Аi представлены в таблице 5.1.

				Таблица 5.1 - Справочные данные для расчёта ущерба
	№	Вещество	ПДКр.з.,	ПДКс.с.,	ai	αi	δi	λi	βi	Аi, усл. т/т
			мг/м3	мг/м3
	1	Al2O3	10	0,15	6,32	2	1,2	1	1	15,18
	2	Глина	6	0,15	8,16	2	1,2	1	1	19,60

По формуле (5.2) величина возможного выброса вредных компонентов М составляет:

М = (15,18·8,00 + 19,60·2,00)·10–3 = 0,166 усл. т/т шихты.

При значении коэффициента очистки η < 70 %, то есть в отсутствии очистки, поправка на характер рассеяния примесей f = 10.

По формуле (5.1) возможный ущерб с учётом коэффициента инфляции Кинф = 2,05 составит:

Увозм = 144·4·10·0,166·2,05 = 1956 руб./т шихты

При установке электрического фильтра с η = 0,999 для глины и циклона с 75

η = 0,98 для корунда, количества поступающих в атмосферу веществ составляют: m[Al2O3] = 8,00·0,02 = 0,16 кг,

m(Глина) = 2,00·0,001 = 0,002 кг,

По формуле (5.2) приведенная масса выброса вредных компонентов составит:

М = (15,18·0,16 + 19,60·0,002)·10-3 = 0,0025 усл. т/т шихты.

Величина поправки на характер рассеяния примесей при значении коэффициента очистки η > 90 %:

f =		100		×	4		(5.6)
	[100
			+ϕ h ] [1+v ]

где υ – скорость ветра (υ = 3 м/с);

h – геометрическая высота устья источника по отношению к среднему уровню ЗАЗ (h = 20 м).

Уровень теплового подъема факела выброса в атмосферу:

	ϕ=1+	T	(5.7)
		75

где	Т	–	разность температур в устье источника и в окружающей среде
на уровне устья,			Т = 40 °C.
ϕ=1+	40	=1,53 O C
	75

76

f =[100+1001,53 20 ]×[1+4 3 ]=0,77

По формуле (5.1) фактический ущерб с учетом коэффициента инфляции Кинф

= 2,05 составит:

Уф = 144·4·0,77·0,0025·2,05 = 0,70 руб./т шихты.

Предотвращенный ущерб составит:

Упред = Увозм – Уф = 1956 – 0,70 = 1955,30 руб./т шихты. Общий ущерб составит:

Уо = Увозм. - Упред = 1956 – 1955,30 = 0,70 руб./т шихты 5.8. Риски Риски в данной работе отсутствуют.

5.9. Заключение Благодаря принятым мероприятиям внешнее воздействие на окружающую

среду не превышает санитарных норм.

77