Фев 27 2004

БАЛАНСОВЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ И КОНТРОЛЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ – ШАГ К МИНИМИЗАЦИИ ОТХОДОВ

Опубликовано в 12:54 в категории Сбор и переработка отходов

БАЛАНСОВЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ И КОНТРОЛЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ – ШАГ К МИНИМИЗАЦИИ ОТХОДОВ

Д.В.Федосеенко, Ю.С.Голик, Д.Д.Федосеенко, О.Э. Ильяш

Полтавское отделение инженерной академии Украины, Полтава

Анализ экологических аспектов деятельности предприятия и разработка на его основе программы минимизации отходов имеют важное стратегическое значение для развития любого предприятия. Тонким местом такого анализа будет оценка неконтролируемых выбросов или залповых сбросов.

Проблема состоит в том, как определить неконтролируемые выбросы, без организации дорогостоящего и громоздкого аналитического контроля? При отсутствии данных об этих выбросах, т.е. при отсутствии причины загрязнения, а значит и возможности экологического риска –  нечего минимизировать!

Исходя из практического  опыта работы на промышленных предприятиях Украины, авторы полагают, что большинство предприятий, которые оснащены устаревшими технологиями с отсутствием надлежащего очистного оборудования, осуществляют вредные неконтролируемые или даже токсичные выбросы в окружающую среду. Эта практика ведения технологических процессов касается в первую очередь сбросов в канализационную систему. Такие залповые сбросы вредных химикатов, в первую очередь гальванических растворов, имеют объективные причины.  В настоящее время отсутствует непрерывный мониторинг в системах сбора сточных вод, персонал контролирующих органов имеет недостаточную подготовку для проведения анализа имеющегося множества индустриальных технологий и объективной оценки всей сложности текущей ситуации.

Кроме того, политика предприятий часто  направлена на имитацию очистных процессов и дискуссию о пределах «разрешенных» выбросов,  а не на действительное улучшение ситуации. Неэффективная работа очистных сооружений или их отсутствие замалчивается, а компоненты выбросов, которые не подлежат оценке контролирующими лабораториями, не афишируются, хотя могут составлять значительную долю общей эмиссии загрязнения и соответственно объемов образования отходов. 

Если мы хотим контролировать предприятие по всем видам отходов, то, в первую очередь, должны знать информацию о количестве входящих материальных потоков и количестве произведенной продукции, т.е. использовать метод материальных балансов.

Метод составления материальных балансов и использования соответствующих технологических расчетов является одним из наиболее ценных методов определения масштаба загрязнения, который позволяет составить полную картину загрязнения и определить стратегию природоохранных мер.

Важную роль в оценке и контроле потоков загрязнителей играет понимание технологий, умение проводить технологические расчеты. Специалист сможет подсчитать количество отходов, составив материальный баланс расхода реагентов, материалов, энергоресурсов. Такой баланс не обманешь, совершив неконтролируемый залповый сброс в канализационную систему или совершив несанкционированный вывоз отходов на свалку.

Порядок работы может быть таким: определение материальных потоков предприятия с выделением токсичных,  анализ технологий,  оценка отдельных технологических процессов или их элементов, как потенциальных источников  загрязнения, помощь предприятию в  составлении программы уменьшения – минимизации отходов. Программа может включать оптимизационные расчеты по расходу, например, промывной воды, рекомендации по замене технологий на менее вредные, информацию об оборудовании, фирмах–производителях очистного оборудования, рекомендации по совершенствованию технологических схем и улучшению условий труда и т.п. Дополнительно программа может включать экономические расчеты и рекомендации по совершенствованию контроля над выбросами, информацию по утилизации отдельных видов отходов.

Само предприятие самостоятельно не может составить такую программу, так как: во-первых,  не заинтересовано в том, чтобы информация становилась объектом для изучения широкими слоями специалистов и общественности; во-вторых, не имеет достаточно подготовленных специалистов; в-третьих, ограничено в средствах.

Поскольку работа заводов в Украине оживляется, необходимо уже сейчас оказать помощь предприятиям в направлении разработки программ минимизации отходов.  

Ниже приведен пример балансового подхода к оценке широко распространенного производственного процесса – электрохимического цинкования. Назначение процесса – защита от коррозии стальных изделий. Цинк в растворимой форме токсичен для теплокровных животных и человека.

Пример. Расчет необходимого количества промывной воды и  абсолютных количеств  образующихся отходов цинка.

Расчет проведен в соответствии с ГОСТ 9.314-90, исходя из следующих данных: поверхность детали №1= 1,4 дм2, 350000 штук/месяц; поверхность детали №2= 0,45 дм2, 1050000 штук/месяц.

Общая поверхность деталей, которую нужно покрыть цинком:

350000×1,4 дм2 + 1050000×дм2 = 962000 дм2 или 9620 м2/месяц

Состав электролита цинкования (исходные концентрации, принимаемые в расчет): ZnCl2 - 75  г/л; H3BO3 - 30 г/л; КCl -  245 г/л;

Концентрация цинка в ванне цинкования в расчете на металл составляет 40 г/л (по технологии) – СВ . Концентрация цинка в последней промывной ванне (проточной) должна составлять величину не менее 0,01 г/л в соответствии с ГОСТ 9.314-90 – СП . Критерий окончательной промывки  k =СВ/СП  = 40/0,01 = 4000

Принимая количество ванн улавливания, равное 3 (очень хороший вариант уменьшения количества выносимого в промывные воды цинка), корректируем критерий окончательной промывки с учетом коэффициента  0,06 (ГОСТ 9.314-90):     k = 4000×0, 06 = 240

Промывные воды будут содержать разрешенное к выбросу количество цинка, но если на предприятии отсутствуют очистные  сооружения, возникает проблема: куда девать электролиты ванн улавливания? Имеет смысл очищать электролиты ванн улавливания локально, по мере накопления цинка ( до 0,4 от СВ в соответствии с ГОСТ 9.314-90). Утилизацию можно проводить путем исчерпывающего осаждения цинка щелочью в виде гидроксида, который в свою очередь будет отделяться фильтрованием, и использоваться для приготовления исходного электролита цинкования  путем растворения в соляной кислоте.

Схема промывки деталей после нанесения покрытия в нашем примере включает три ванны улавливания и двухступенчатую промывку в проточной спаренной ванне. Тогда расход воды определяется по формуле: Q = q×F×√k(1-e-qFt/V),

где:  Q – расход промывной воды м3/час; F –промываемая поверхность деталей и подвески (в данном расчете поверхность подвески не учитываем из-за неопределенности) в м2/час; k – критерий окончательной промывки (240 с тремя ваннами улавливания);  V – объем ванны улавливания и промывки – в нашем примере  это каскадная ванна из двух ванн общим объемом 2 м3. Наличие трех ванн улавливания учитывается в коэффициенте  k;  q – удельный вынос электролита из рабочей ванны поверхностью деталей (при времени стекания электролита 15 сек принимаем 0,4 л/м2 в соответствии со справочными данными:  «Гальванотехника. Справочник. Изд. «Металлургия», 1987, с.684.); t – продолжительность работы со времени заполнения ванн улавливания чистой водой;

Рекомендованная для расчета формула даёт следующее значение времени работы ванны улавливания (ГОСТ 9.314-90):

t = 0,5·V/q·F = 0,5·1000/0,4·33,4 = 46 часов

Итак, ванна улавливания будет находиться в работе до 46 часов (3-4 дня при двухсменной работе). Рассчитываем расход промывной воды:

Q = 0,4л/час·33,4 м2/час√240(1 –e-240∙33.4∙30/2000) ≈207 л/час 

Количество промывной воды, стекающей из гальваники в месяц будет 207 л/час∙12час∙24дня=59616 л или 59,6 м3 в месяц. Исходя из первоначально заданного критерия окончательной промывки 10 мг/л, количество цинка, уносимого с промывными водами, составит  59616л∙10 мг/л = 596160 мг или 596,16 г. За год будет сброшено цинка в канализацию (стоки, при условии разбавления сточными водами предприятия,  будут содержать цинк на уровне ПДК) 596,16г∙12 = 7153,92 г или 7кг 154 г цинка в расчете на металл.

Общее количество уносимого цинка из рабочих ванн рассчитываем исходя из общей поверхности деталей №1 и №2, которую покрывают цинком и уноса 0,4 л/м2 и концентрации цинка в рабочей ванне 40 г/л.

МZn = 9620 м2/месяц∙0,4л/м2∙40г/л =153920 г/месяц или за год 153920∙12 = 1847040 г.

Количество гидроксида цинка, соответствующее полученной массе металлического цинка считаем исходя из молекулярных масс соответствующих продуктов: Zn-65, Zn(OH)2-99:

МZn(OH)2 =1847040∙99/65 = 2813184г или 2 тонны 813 кг и 184 г сухого продукта за год.Таким образом, исходя из общепринятых норм, мы рассчитали количество металлического цинка, которое предприятие сбросит по разрешению – 7 кг 154 г за год и количество цинка, которое предприятие должно предъявить в виде растворов или, например оксида цинка, если растворы подверглись очистке, а именно  2813,184 кг сухой гидроокиси цинка.

Понятно, что отсутствие на предприятии данных отходов при осуществлении выпуска упомянутого выше количества деталей №1 и №2, свидетельствует против производителя о неконтролируемых сбросах в канализацию растворов ванн улавливания.

Кроме отходов цинка мы можем проконтролировать направления движения 1т 385 кг 280 г борной кислоты и 11 т  313 кг и 120 г хлорида калия. Полученные цифры велики, но в то же время, например, борную кислоту не будут даже анализировать в лабораториях водоканала, так как нет простого и быстрого способа анализа.

Что касается балансового метода, его обмануть невозможно, если только не выпускать неучтенную продукцию, но с этим явлением уже должны бороться не экологи.

Таким образом, балансовый метод (метод материальных балансов) может сыграть положительную роль в объективной оценке и организации эффективного контроля над давлением предприятия на окружающую среду и, таким образом, стимулировать его к внедрению новых «чистых» технологий и к  прекращению неконтролируемых выбросов в окружающую среду.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.