Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологии

вытяжные трубы и выбрасывается  в атмосферу.  Пылевой  унос  из  растворителя

плава на 90 % состоит из соды.  В  зелёном  щёлоке  содержится  значительное

количество сульфида  и  меркаптида  натрия,  что  предопределяет  содержание

сероводорода в газовой  фазе.

Известерегенерационные  печи  (ИРП).  В  печах  при  обжиге  каустизационного

шлама  и  природного   известняка   образуются   дымовые   газы.   Основными

компонентами дымовых  газов  являются  пыль  кальциевых  солей  (12  г/нм3),

образующаяся в результате механического уноса газовым  потоком,  и  сернистый

ангидрид   (0.86   г/нм3   сухого   газа),   образующегося   при    сжигании

высокосернистого мазута, а также сероводород и другие серосодержащие газы.

Отбельный цех. В процессе отбеливания целлюлозы традиционно  используют  либо

сам хлор, либо его производные (оксид хлора, хлораты и гипохлориты).

 

Одним из наиболее опасных  с точки зрения охраны  окружающей  среды  объектов

сульфат-целлюлозного производства является содорегенерационный  котлоагрегат

и его технологический  узел – бак-растворитель плава (РП СРК).

Из результатов обследования количества и  состава  парогазовых  выбросов  РП

СРК  ведущих  предприятий  сульфат-целлюлозного  производства  следует,  что

расходы выбросов  зависят  от  мощности  котлоагрегата,  высоты  и  диаметра

вытяжной трубы, по которой  они выводятся из бака растворителя  в  атмосферу,

угла раскрытия шиберных устройств на этих  трубах,  состава  слабого  белого

щёлока  и  уровня  его  в  баке-растворителе,   времени   года   и   региона

расположения производства.

 

 

                 Вредные вещества, попадающие в  атмосферу на

                      сульфат-целлюлозном производстве.

                                                                  Таблица 4.

|Ингредиент             |Источник выбросов      |ПДК, мг/м3             |

|Пыль нетоксичная       |Зола (сульфат и        |0.5                    |

|                       |карбонат натрия) СРК,  |                       |

|                       |соли натрия из РП, пыль|                       |

|                       |(соли кальция) ИРП.    |                       |

|Диоксид серы           |СРК, ИРП               |0.5                    |

|Сероводород            |Дымовые газы СРК, ИРП, |0.008                  |

|                       |парогазы РП.           |                       |

|Метилмеркаптан         |Сульфат-целлюлозное    |0.9*10-9               |

|                       |производство.          |                       |

|Диметилсульфид         |                       |0.08                   |

|Диметилдисульфид       |                       |0.7                    |

|Метанол                |                       |1.0                    |

|Скипидар               |Сульфат-целлюлозное    |2.0                    |

|                       |производство,          |                       |

|                       |производство побочных  |                       |

|                       |продуктов.             |                       |

|Оксид углерода         |Утилизационные котлы,  |5.0                    |

|                       |СРК, ИРП.              |                       |

|Хлор                   |Цех отбелки            |0.1                    |

|                       |сульфат-целлюлозного   |                       |

|                       |производства.          |                       |

|Диоксид хлора          |                       |                       |

 

Кроме того, режим работы, состав и количество выбросов  из  РП  СРК  зависят

от:

-  мгновенного  выделения   значительного  количества   парогазовой   смеси,

   особенно при больших  стоках плава;

- непрерывности и неравномерности  подачи плава  и  белого  щёлока  в  РП  и

   отведения зелёного  щёлока, что приводит к изменению  свободного объёма над

   растворяющей жидкостью  и влияет на количество подсосов  воздуха.

 

Парогазовые выбросы из РП СРК согласно удельным  отраслевым  нормам  состоят

из:

- водяных паров 70…90 % (1.87 кг/нм3 сухого газа (с.г.));

- подсосов воздуха 5…25 %;

- пылевых частиц плава  – до 1.9 % (19 г/нм3 с.г., 4500 г/т целлюлозы);

- сероводорода – 0.006 % (0.25 г/нм3 с.г., 56.5 г/т целлюлозы);

- сернистого ангидрида  – 0.005 % (0.18 г/нм3 с.г., 40.3 г/т целлюлозы;

 

Пылевые частицы состоят  в объёмных процентах из:

- карбоната натрия –  70 %;

- сульфида натрия –  23 %;

- сульфата натрия –  5 %;

- нерастворимых частиц (огарка) – 2 %.

 

Температура парогазовых  выбросов может меняться от 85 до 125 0С. В  среднем,

количество  парогазовых  выбросов  из  РП  на  1т  вырабатываемой  целлюлозы

составляет 226 нм3 с.г.

 

            Сбросы в гидросферу и педосферу  в сульфат-целлюлозном

                                производстве.

 

Основными  источниками  загрязнения  гидросферы  и  педосферы   в   сульфат-

целлюлозном производстве являются отбельный, варочный и кислотный  цеха.

Варочный  и  кислотный  цеха.  В  сток  попадают  органические   соединения,

образующиеся при варке, и остаточные химикаты. Так при  выпуске 3 млн.  т.  в

год целлюлозы образуется 3.5 млн. т. в год отработанных щёлоков  в  пересчёте

на сухое вещество или  около 7 млн. т. в год в пересчёте  на 50 %  концентрат.

Из них около 2 млн. т. в  год можно утилизировать  в  виде  спирта,  кормовых

дрожжей и технических  лигносульфонатов. Остальные 70 – 75  %  сухих  веществ

отработанных щёлоков  сбрасывается в очистные сооружения или  непосредственно

в водоёмы.

Отбельный цех. В процессе отбеливания целлюлозы традиционно  используют  либо

сам хлор, либо его производные (оксид хлора, хлораты и гипохлориты),  а  при

делигнификации древесины  содержащей фенольные фрагменты  лигнин  (содержание

которого в древесине  лиственных пород  20 – 30 %, в хвойных  породах – до  50

%) взаимодействует с хлорными  реагентами, образуя диоксины и  фураны (или  их

предшественников), которые  являются высокотоксичными экотоксикантами.

 

Сбросы в реки и почву  с  ЦБК  увеличивают  содержание  взвешенных  веществ,

сульфатов,   хлоридов,   нефтепродуктов,   органических   соединений,   ряда

металлов, веществ метоксильных, карбоксильных и  фенольных  групп.  По  этим

параметрам ПДК превышены  в несколько раз.

 

Самыми  опасными  и  заслуживающими  дальнейшего   рассмотрения   токсинами,

безусловно, являются диоксины и фураны.

Диоксины  –  группа  высокотоксичных  экотоксикантов   –   полихлорированных

дибензодиоксинов (ПХДД, I) и  дибензофуранов (ПХДФ, II).

 

 

 

                                             O

 

 

    Cln

       Cln

 

 

                                             O

                       ПХДД (I)

 

 

 

   Cln                                                                 Cln

 

 

                                       O

                                    ПХДФ (II)

 

Здесь n = 2…4. Причём  фуранами  мы  называем  дибензофураны,  хотя  это  не

совсем корректно. Диоксины и фураны  могут  иметь  в  своём  составе  чётное

(обычно 4,  6 и 8) или нечётное (как правило, 5 или 7) число   атомов  хлора.

Для обозначения положения  атомов хлора  в  бензольных  кольцах  диоксинов  и

фуранов используют цифры  в соответствии с правилами «Женевской  номенклатуры

органических соединений». Нас интересуют  следующие  изомеры  хлорзамещённых

соединений:

ТХДД (III) – тетрахлор дибензодиоксин, ПХДФ (IV) –  пентахлор  дибензофуран,

ГкХДД (V) – гексахлор дибензодиоксин, ГпХДФ (VI) – гептахлор дибензофуран  и

ОХДФ (VII) – октахлор дибензофуран.

Необходимо заметить, что  предельно допустимая концентрация  (ПДК)  диоксинов

и фуранов для взрослого  человека составляет 320 триллионных  частей грамма  в

день и что такая  ежедневная доза  приводит  к  риску  возникновения  рака  и

других онкологических заболеваний. Если  сопоставить  два  вида  смертельных

доз диоксинов и фуранов: минимальную  летальную  дозу  MLD  (характеризующую

общую токсичность) и  половину  полной  летальной  дозы  LD50  (при  которой

погибнет 50  %  исследуемых  живых  организмов).  Оказалось,  что  по  общей

токсичности (MLD, моль/кг) диоксины и фураны  (3.1*10-9)  превосходят  самые

сильные химические яды: кураре (7.2*10-7),  стрихнин  (1.5*10-6),  цианистый

натрий  (3.1*10-4)  и  боевое  отравляющее  вещество   диизопропилфторфосфат

(1.6*10-5). Что касается значений LD50  (мг/кг),  то  они  для   диоксинов  и

фуранов изменяются следующим  образом: 0.5 (куры), 0.3 (собаки),  0.1  (кошки

и мыши), 0.05 (крысы) и 0.001 (морские  свинки).

 

 

                Допустимая суточная доза диоксинов  и фуранов.

 В США эта доза  равна 0.006 пкг на килограмм   веса  человека,  тогда  как   в

России она существенно  выше – 10 пкг/кг. Норма загрязнения  питьевой  воды  в

нашей стране – 20 пкг/л, а  ПДК для атмосферы – 0.5 пкг/м3.  Поэтому  человек

весом в 60 кг при условии, что он потребляет три литра воды  в  день,  может

получить с водой лишь 10 % диоксинов и фуранов от  суточной  нормы.  В  тоже

время  расчёты  показывают,  что  при  потреблении  даже  нежирной  рыбы  (с

количеством жира до 5 %), в  которой количество  диоксинов  и  фуранов  может

быть около 50 пкг/г жира, 500 граммов рыбы даст уже  1250  пкг  токсикантов,

что в 2 раза превышает допустимую суточную дозу, а если речь идёт о  рыбе  с

количеством  жира  50  %,  которая  легко  биоаккумулирует  хлорорганические

экотоксиканты, в этом случае имеют место существенно  более  высокие  уровни

накопления  диоксинов  и  фуранов,   а,   следовательно,   более   серьёзные

экотоксилогические эффекты.

Кроме  химического  загрязнения  водоёмов  происходит  тепловое  загрязнение

воды.  Это  происходит  вследствие  использования  больших  объёмов  воды  в

течение  технологического   процесса,   а   также   использования   воды   в

теплообменниках и конденсаторах  для охлаждения,  после  чего  нагретая  вода

попадает со стоком предприятия  в гидросферу.

 

        Сбросы  в водоёмы и почву в сульфат-целлюлозном  производстве.

                                                                  Таблица 5.

|Ингредиент                        |Источник сбросов                   |

|Взвешенные вещества.              |Сульфат-целлюлозное производство   |

|                                  |(нерастворимые частицы).           |

|Сульфаты (К2SO4, KHSO4,           |Сульфат-целлюлозное производство.  |

|диорганилсульфаты и               |                                   |

|органилсульфаты).                 |                                   |

|Хлориды (KCl, NaCl) и хлораты     |Отбельный цех.                     |

|(KClO3, NaClO3).                  |                                   |

|Нефтепродукты.                    |ИРП (мазут).                       |

|Фенолы.                           |Лигнин (Сульфат-целлюлозное        |

|                                  |производство).                     |

|Органические соединения (жирные   |Производство побочных  продуктов,   |

|кислоты, сульфатное мыло,         |варочно-промывной цех, РП.         |

|ароматические соединения, клейкие |                                   |

|вещества и др.).                  |                                   |

|Диоксины и фураны.                | (фенолы + хлорные реагенты).      |

|                                  |Сульфат-целлюлозное производство,  |

|                                  |отбельный цех.                     |

|Металлы (Mg, Zn).                 |Сульфат-целлюлозное производство.  |

|Тёплая вода.                      |Газоконтактный испаритель,         |

|                                  |варочно-промывной цех, выпарной    |

|                                  |цех, РП СРК, ИРП.                  |

 

 

 

                       Природосберегающие технологии.

 

Мы  разобрались  с  тем,  какие  вредные  и  опасные  вещества  попадают   в

атмосферу, гидросферу и педосферу  в  процессе  работы  целлюлозно-бумажного

комбината. Теперь необходимо  разобраться,  что  необходимо  сделать,  чтобы

уменьшить влияние на  окружающую  среду  вредного  производства.  Для  этого

существуют два пути. Первый – совершенствование очистительных  установок  по

очистке выбросов  и  сбросов  от  токсикантов.  Второй  –  совершенствование

технологического  процесса  производства,  разработка  экологически   чистых

методов  производства,  методов  по  уменьшению  отходности  предприятия   и

безопасных промышленных установок.

Кроме этого, необходимо затронуть  вопросы  переработки  макулатуры,  отходов

бумажных  фабрик  (их  уменьшения  и  переработки)  и   деревообрабатывающих