Природоохранная деятельность градообразующих предприятий

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ВолгГТУ) 

Кафедра промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности 
 

Реферат по экологии

На тему:

«Природоохранная деятельность градообразующих предприятий». 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

студент группы ИВТ-463

Сидорин Р.О. 

Проверила:

Даниленко Т.И. 
 
 
 
 

Волгоград 2011

Содержание

Введение. 3

1 . Воздействие на окружающую среду градообразующих предприятиями чёрной металлургии. Пути решения экологических проблем. 5

1.2.  Характер загрязнений и их воздействие на человека. 5

1.3. Выбросы в атмосферу. 6

1.4. Стокообразование и водоотведение на предприятиях черной металлургии. 8

1.4.1. Влияние выпуска сточных вод металлургических предприятий на санитарное и общеэкологическое состояние водоемов. 9

1.4.2. Организационные и технические мероприятия по внедрению рациональных и экологически эффективных схем водопотребления и водоотведения. 10

1.5. Твёрдые отходы черной металлургии и их применение. 12

Заключение. 15

Список литературы. 16

Введение.

     К середине 20 века и, особенно в последние  десятилетия в результате быстрого развития промышленности, транспорта, энергетики резко усилилась антропогенная  нагрузка на природу; стала очевидной  опасность истощения естественных ресурсов, необратимого загрязнения  и изменения окружающей среды.

     Статистические  данные свидетельствуют о том, что  на планете ежегодно сжигается около 1 млрд. тонн условного топлива, выбрасывается  в атмосферу десятки млн. тонн окислов азота и серы (часть  из них возвращается в виде кислотных  дождей), более 400 млн. тонн золы, сажи и  пыли. Загрязнение атмосферного воздуха, пресной воды, плодородной почвы  приняло глобальный характер. При  этом масштабы загрязнений столь  велики, что естественные способности  биосферы к нейтрализации вредных  веществ и самоочищению практически  исчерпаны[2].

     Одним из наиболее масштабных и значительных является загрязнение окружающей среды  выбросами металлургических предприятий. Загрязнение природной среды  выбросами металлургических предприятий  оказывает вредное действие на людей, животных, растения, почву, здания и  сооружения, снижает прозрачность атмосферы, повышает влажность воздуха, увеличивает  число дней с туманами, уменьшает  видимость, вызывает коррозию металлических  изделий.

     Крупнейшие  металлургические заводы России - это, как правило, градообразующие предприятия. При этом металлургические предприятия  из-за своего устаревшего оборудования являются главными источниками загрязнения.

     Особенностью  отечественного металлургического  производства является негативное воздействие  на все составляющие окружающей среды. Это загрязнение почв по причине  массового складирования отходов, сброс недостаточно обработанных производственных вод в естественные водоемы, а также выбросы в атмосферу большого количества вредных веществ.

     Сложившаяся ситуация требует поиска новых путей  и подходов к решению экологических  проблем, связанных с промышленным производством. Очевидно, что это  должен быть целый комплекс организационных  и технических мероприятий, направленных на предотвращение или существенное снижение неблагоприятного воздействия  производственной деятельности на окружающую среду и, как следствие, на здоровье человека.

     Тем не менее, российские металлурги в силу своих возможностей начали предпринимать  меры для охраны природы, сокращения вредных выбросов в атмосферу  и водоемы. Для улучшения экологии металлургическим комбинатам, прежде всего, необходимо провести техническую  реконструкцию производства, заменить устаревшее оборудование, построить  новые очистные сооружения.

1 . Воздействие на окружающую среду градообразующих предприятиями чёрной металлургии. Пути решения экологических проблем.

1.1. Требования руководящих  документов в области  экологии предприятий  металлургической  промышленности.  

     В основе, существующей на сегодняшний день законодательной базы, в области экологической безопасности металлургического производства лежит Закон РФ «Об охране окружающей среды». В нем сформулированы общие требования, обязывающие предприятия принимать необходимые меры по соблюдению технологических режимов и проведению мероприятий по охране окружающей среды.

     Важнейшим документом в области природоохранной  деятельности металлургических предприятий  в РФ является экологический стандарт ГОСТ Р ИСО 14001, разработанный на базе международной системы стандартов ISO 14000, которой, в свою очередь, руководствуются страны Европейского Союза, Японии, США и мн.др. Особенностью данной системы стандартов является ее ориентирование не на конкретные технологии или количественно - качественные показатели (объем выбросов, концентрации веществ и т.п.), а на систему экологического менеджмента (СЭМ) (или СУОС - система управления охраной окружающей среды - в редакции ГОСТ Р ИСО 14001). [1]

1.2.  Характер загрязнений  и их воздействие  на человека.

     По  материалам Всероссийской научной  конференции «Проблемы экологически обусловленных нарушений состояния здоровья населения промышленных городов Южного Урала с развитой отраслью черной металлургии», прошедшей в ноябре 2004 года и организованной Магнитогорским государственным университетом и Южно-Уральским научным центром Российской Академии Медицинских Наук.

     Химические  загрязнения в условиях промышленного  города с развитой отраслью черной металлургии (загрязнения воздуха, воды, почвы) имеют глобальный  стабильный, постоянно действующий характер.

     Токсическую ситуацию в регионе определяет устойчивая совокупность органических (ПАУ, диоксиды азота, фенола, формальдегид) веществ  и солей тяжелых металлов (Cr,Ni, Be, As, Sb, Pb, Cd, Cu, Fe, Si). Основными загрязнениями являются органические и неорганические химические токсические вещества, большая часть которых обладает канцерогенным, мутагенным, тератогенным действием, эмбрио- и гонадотоксичностью[4].

 
1.3. Выбросы  в атмосферу.

     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.

     При выплавке одной тонны стали, в  атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых  частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида углерода, а также  в небольших количествах такие  опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и  др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые  смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных  веществ.  
Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются

следующие:

     а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы, и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

     б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 5 млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах.

     в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

     Борьба  с пылегазовыми выбросами в черной металлургии требует больших  капитальных и эксплуатационных затрат и осложняется тем, что  выбросы образуются на всех стадиях  металлургического передела и зачастую носят неорганизованный характер.

     Основными на сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том  числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение  различных очистных сооружений и  правовая защита атмосферы. Среди эффективных методов борьбы с выбросами окисленной серы в атмосферу через дымовые трубы следует отметить различные газоочистители, такие, как электрические фильтры, вакуумные, воздушные или жидкие фильтры-скрубберы. В последних газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО4. Этот метод позволяет удалить до 95% SО2, но является дорогостоящим (снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительных затрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSO4) и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий. Такой же дорогостоящий метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощью изоциановой кислоты НNСО (удаляется до 99% оксидов азота, превращающихся в безвредные азот и воду).[4]

  1.4. Стокообразование и водоотведение на предприятиях черной металлургии.

     Черная  металлургия является одним из крупнейших потребителей воды. Из общего количества воды, потребляемой предприятиями из источников, до 10-15 % составляют безвозвратные потери, связанные с испарением и каплеуносом в системах оборотного водоснабжения, приготовлением химически очищенной воды, потерями в технологических процессах и др. Остальная вода после использования возвращается в водоем в виде сточных вод.. Сточные воды образуются при обогащении руд, очистке технологических газов и аспирационного воздуха, гидротранспортировке различной пыли, золы и других материалов, грануляции шлаков охлаждения прокатного оборудования, отделке проката, разливке чугуна и сплавов, а также при охлаждении доменных и мартеновских печей, конверторов и др. Доля водопотребления и водоотведения составляет: на охлаждение оборудования – 49%, очистку газов и воздуха – 26%, обработку и отделку металла – 12%, гидравлическую транспортировку отходов производства – 11%, прочие нужды – 2% [3]

1.4.1. Влияние выпуска  сточных вод металлургических  предприятий на  санитарное и общеэкологическое состояние водоемов.

     При сбросе загрязненных сточных вод  металлургических комбинатов в водоеме  резко увеличивается содержание взвешенных веществ, значительная часть  которых осаждается вблизи места  выпуска. Отложения осадка в водоеме  могут достигать нескольких десятков сантиметров и служить источником вторичного загрязнения. Параллельно  с этим отмечаются уменьшение прозрачности и появление специфической бурой  окраски воды.

В водоеме, куда сбрасываются стоки металлургических заводов, могут наблюдаться также  повышение температуры воды, некоторое  увеличение окисляемости и биологической  потребности кислорода, ухудшение  кислородного режима. В отдельных  случаях отмечается наличие маслянистой  пленки на поверхности воды и появление  токсичных веществ. Поступление  токсичных веществ наряду с наличием высоких концентраций мелкодисперсной  взвеси, может привести к гибели водных организмов и нарушению естественных процессов самоочищения.

     Особо неблагоприятные условия могут  создаваться при сбросе сточных  вод металлургических заводов в  водохранилище. Наблюдаемые в таких зарегулированных водоемах слабое перемешивание и замедленное течение приводят к резкому ухудшению санитарно-гигиенического состояния водного объекта.

     Поступление в поверхностные водоемы, особенно маломощные, больших количеств загрязненных сточных вод металлургических заводов  может заметно ухудшить санитарный режим на значительном протяжении, затрагивая интересы многих водопользователей.

     Этим  определяется важность проведения технологических  мероприятий с целью исключения отрицательного влияния сброса сточных вод металлургических заводов на санитарные условия водопользования и здоровье населения.

1.4.2. Организационные  и технические  мероприятия по  внедрению рациональных  и экологически  эффективных схем  водопотребления  и водоотведения.

     Высокие нормы удельного водопотребления  и большие объемы сбросов в  водоемы есть результат несовершенства технологических процессов и  схем, на которых построено промышленное производство. Большое количество отходов  при современных методах промышленного  производства не является неизбежным, оно может быть сокращено путем  создания новых, более современных  технологических методов. Важнейшей  составной частью перестройки технологических  процессов на безотходный режим  является сокращение водопотребления, направленное, в конечном счете, на создание производства без сброса сточных  вод в водоемы.

     Расход  воды, идущей на охлаждение металлургических агрегатов, может быть значительно  сокращен за счет расширения объема внедрения  испарительного охлаждения доменных, мартеновских и нагревательных печей.

     Использование сухих методов очистки газов  позволяет сократить водопотребление  на 15-20 % .

     Одним из основных путей сокращения расхода  свежей технической воды до уровня неизбежных безвозвратных потерь является комплексное использование внутри предприятия и внедрение систем очистки и стабилизации воды, отвечающих требованиям производственной и  экологической надежности. В зависимости  от конкретных условий металлургического  предприятия комплексное использование  воды достигается следующими путями:

     1) последовательная передача избыточной  или продувочной воды от потребителей  с более высокими требованиями  к качеству воды потребителям  с более низкими требованиями;

     2) переход от локальных к централизованным  системам водоснабжения групп  цехов с идентичными требованиями  к качеству воды (при этом происходит усреднение качества воды, что, как правило, способствует ее стабилизации и интенсификации процесса очистки);

     3) централизованная аккумуляция случайных  сбросов, дренажных вод, поверхностного  стока и их очистка с целью  дальнейшего использования . 

Системы оборотного водоснабжения  и комплексной  очистки сточных  вод.

     Создание  систем бессточного водоснабжения  требует глубокой оценки качества воды, точного определения источников и величины безвозвратных потерь, максимально возможного упрощения  общезаводской схемы водоснабжения. Основным требованием к качеству воды, определяющим необходимость продувки систем оборотного водоснабжения, является ее стабильность: химический состав оборотной  воды должен исключать образование  отложений и коррозию.

     Для предотвращения отложений в системах оборотного водоснабжения металлургических предприятий целесообразно использовать реагенты на основе композиций из фосфорсодержащих и поверхностно-активных реактивов. Метод основан на непрерывной  гидрофобной защите поверхностей от карбонатных отложений путем  введения в оборотную воду кроме  фосфатов оксигидрильных поверхностно-активных реагентов, снижающих энергию взаимодействия защищаемой поверхности и кристаллизующихся солей. Поверхностно-активные вещества прочно адсорбируются на защищаемой поверхности, и при взаимодействии солей образуются не плотные отложения, имеющие прочное сцепление с поверхностью, а рыхлые, шламистые, легко выносимые из системы потоком воды.

     Наиболее  эффективная гидрофобная защита достигается при использовании  омыленных кубовых остатков от производства синтетических жирных кислот. Кроме  того, для широкого внедрения на металлургических предприятиях рекомендуется  реагент ИОМС – ингибитор отложений  минеральных солей, показавший высокую  эффективность в системах водоподготовки для промышленных котельных. Создание замкнутых бессточных и безотходных систем водного хозяйства металлургических предприятий предусматривает обессоливание продувочных вод на заводских деминерализационных установках с возвратом полученной чистой воды в производственный процесс. С целью снижения капитальных затрат на сооружение выпарных установок можно рекомендовать использовать дебалансовые и продувочные воды в качестве исходной воды для промышленных котельных и котлов-утилизаторов, стоящих за металлургическими печами. Пройдя обычную водоподготовку с применением механических, сорбционных и натрий-катионитовых фильтров, слабозагрязненные дебалансовые воды могут быть доведены по качеству до стандартов питательной воды для котлов среднего давления.

     Использование данного приема позволяет с минимальными затратами увеличить степень  использования воды в обороте  и значительно сократить сброс  сточных вод. Одним из основных направлений  промышленной экологии является внедрение  современных методов очистки  промышленных сточных вод, что уменьшает  степень загрязнения водоемов-приемников сбросов металлургических предприятий.

     Для интенсификации механической очистки  сточных вод можно рекомендовать  новые конструкции сооружений, характеризующиеся  повышенной пропускной способностью и  высокой эффективностью: безнапорные  гидроциклоны, радиальные отстойники с камерой флокуляции, фильтры с плавающей пенополистирольной загрузкой, сетчатые самопромывающиеся фильтры, магнитно-дисковые аппараты и т.д. Эти сооружения требуют меньших площадей и меньших капитальных и эксплуатационных затрат.

1.5. Твёрдые отходы  черной металлургии  и их применение.

     На  предприятиях черной металлургии нашей  страны ежегодно образуется свыше 70 млн. т металлических шлаков. Для различных  нужд народным хозяйством используется около половины (53%) эти шлаков, а остальное выбрасывается в отвалы. При этом использование доменных шлаков достигает 80%, а сталеплавильных - 20-30%. Если учесть, что кроме шлаков в металлургическом производстве образуется еще много и других видов твердых отходов агломерационного, доменного, сталеплавильного производства, горячего проката, травления металлов в виде различных по составу шламов, пылей, то общий объем современного использования твердых отходов металлургического цикла можно принять равным 35-55%. В среднем на 1 т чугуна образуется около 400-500 кг шлаков.

     К твердым отходам сталеплавильного производства следует отнести мартеновские шлаки (кислые и щелочные). Это кусковой материал размером порядка 500 мм, плотностью 3,5-4 г/см3 и температурой плавления 1500-16000С.

     В настоящее время применяется  несколько методов их переработки  в зависимости от цели использования.

     Расплавленный шлак, выходящий из доменной печи, можно  охлаждать на воздухе. При этом шлак дробят, электромагнитами извлекают  из него включения железа. Дробленный доменный шлак используют на строительных работах взамен щебня или заполнителя  в бетоны; в качестве фильтрующего материала для очистки сточных  вод; как сырье для производства шлаковой изоляционной ваты, кровельных материалов.

При обработке  расплавленного шлака водой или  паром получают пористый шлак, который  используется в производстве легкого  кирпича, пемзы, легкого бетона, фильтрующих  материалов.

     В настоящее время основным способом переработки шлаков является их гранулирование - получение в виде мелких зерен  размерами около 1 см. Такие гранулированные  доменные шлаки в комбинации с  каменными материалами пригодны для устройства дорожных покрытий. После обработки вязкими битумами гранулированные доменные шлаки  с успехом могут заменять горячие  асфальтобетонные смеси, причем битумошлаковое покрытие в 2.5 раза дешевле асфальтобетонных.

     Из  доменных шлаков можно также получать стеклокристаллические материалы  с хорошими физико-химическими и  физико-механическими свойствами. Такие  минераловатные изделия употребляют в строительстве в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов.

     Возможна  переработка доменных шлаков на удобрения, в основном тех, которые содержат фосфаты. Кроме того, наличие в  шлаке до 60% СаО не только способствует питанию растений, но и снижает кислотность почвы, разрыхляет ее, способствует удержанию влаги. Содержание в шлаке магния и других микроэлементов необходимо для многих процессов жизнедеятельности растений.

     Металлические шлаки являются эффективным заменителем  природных каменных материалов, используемых при строительстве автомобильных  и железных дорог. Такой шлаковый щебень легко уплотняется в процессе укатывания и образует прочное монолитное дорожное основание. В Англии, США, Японии, Германии используют в основном для  автодорожного строительства именно шлаковый щебень, поскольку дороги на его основе отличаются высокой  прочностью, большой морозостойкостью, длительными сроками службы и  меньшими затратами на сооружение (на 14-15%).

     Около половины сталелитейных шлаков идет на изготовление щебня, примерно 1/3 - в  виде флюса в доменную шихту, а  остальное перерабатывают на минеральные  удобрения и раскислители почвы.

Заключение.

     Охрана  природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова  мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас  считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.

     Однако  воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и  продуманные действия. Ответственная  и действенная политика по отношению  к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим  надёжные данные о современном состоянии  среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

     Чтобы сократить загрязнение окружающей среды отходами металлургического  производства необходимо:

1. Увеличить затраты на охрану природы и ускорить темпы строительства природоохранных объектов, оборудования.
2. Проводить независимые научные комплексные экологические экспертизы с целью складывания экологического прогноза и изготовления рекомендаций локального масштаба (во всех регионах силами местных экологов).
3. Экономически стимулировать проведения экологических мероприятий, как это уже эффективно практикуется в США, Германии, Японии (поощрение комплексного использования сырья, отходов, вторичного сырья, переходы на малоотходные и безотходные технологии)
4. Запретить любые отклонения от проектов, в ущерб окружающей среде, суровое соблюдение рекомендаций ОВОС (оценка воздействия на окружающую среду).

Список  литературы.

1. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  ЗАКОН "ОБ ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ  СРЕДЫ"

от 10.01.2002 N 7-ФЗ (Принят ГД ФС РФ 20.12.2001)

2. Государственный  доклад «О состоянии окружающей  природной среды Российской Федерации  в 2003 году». – М., 2004.

3. Журнал  «Эксперт Сибирь» № 25 (213), 23 июня 2008.

4. Вронский В.А., Войткевич. « Основы учения о биосфере» - учебное пособие для студентов вузов. Издательство "Феникс" 2004г.

5. Е.А. Епифанова «Экологические основы природопользования» курс лекций. Оренбург-2003г.