Реферат: Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологии
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 (К2 SO4 , KHSO4 , диорганилсульфаты и органилсульфаты). | Сульфат-целлюлозное производство. |
| Хлориды (KCl, NaCl) и хлораты (KClO3 , NaClO3 ). | Отбельный цех. |
| Нефтепродукты. | ИРП (мазут). |
| Фенолы. | Лигнин (Сульфат-целлюлозное производство). |
| Органические соединения (жирные кислоты, сульфатное мыло, ароматические соединения, клейкие вещества и др.). | Производство побочных продуктов, варочно-промывной цех, РП. |
| 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 предприятий, а также токсичности выпускаемой продукции.
Очистка выбросов в атмосферу на ЦБК.
Очистка газов от паров летучих органических соединений (ЛОС).
Общая методология.
Адсорбционные методы: это, прежде всего классические рекуперационные методы очистки, основанные на улавливании паров ЛОС активным углем, с последующей десорбцией уловленных веществ водяным паром при повышенных температурах (105 – 120 0 С). После совместной конденсации паров воды и десорбированных ЛОС, полученный конденсат органических соединений отделяют в сепараторе от водной фазы. Если десорбируемые органические соединения растворимы в воде, то для выделения органических соединений конденсат подвергают дистилляции.
Если в очищаемом газе концентрация ЛОС мала (<1 г/м3 ), то нецелесообразно проводить регенерацию адсорбента водяным паром, а необходимо провести десорбцию горячим (200 – 250 0 С) инертным газом (обычно дымовыми газами).
Десорбированные пары ЛОС не утилизируют, а сжигают каталитическим либо термическим методом.
Адсорбционной разновидностью очистки газов является адсорбционно-каталитический процесс. В этом случае в качестве адсорбента используются оксидные катализаторы, которые в процессе очистки накапливают пары ЛОС, а при регенерации, за счёт нагрева катализатора, происходит каталитическое окисление уловленных ЛОС, на этом же бифункциональном адсорбенте-катализаторе.
Окислительные методы: эта группа методов основана на полной окислительной деструкции молекул ЛОС до СО2 и Н2 О.
- Термические методы – методы сжигания органических загрязнителей воздуха. Обычно используется, когда источник выделения загрязнённого воздуха располагается вблизи какого-либо топочного устройства. В этом случае загрязнённый воздух используется как дутьевой.
- Каталитические методы – методы дожигания конкретных органических соединений на известных катализаторах, в том числе блочных.
- Гомогенные низкотемпературные окислительные процессы .
1. Введение озона в очищаемый газ. При концентрации озона 10 –20 мг/м3 очищаемого газа, эффективность очистки 90 –95 % по фенолу и формальдегидам.
2. Очистка с помощью высокочастотного стримерного разряда. В зоне действия разрядов происходит эффективная очистка от паров органических соединений, таких как бензол, толуол, фенол, стирол. При этом фенол конвертируется в аэрозоль гидрохинона, а стирол в аэрозоль полистирола. Диоксины и фураны переходят в конденсированные соединения.
- Жидкофазное окисление.
1. Процессы, основанные на абсорбции и последующем окислении паров ЛОС, обычно используют для очистки отходящих газов с малой концентрацией веществ с резким неприятным запахом.
2. Очистка водным раствором гипохлорита натрия. Так сернистые соединения улавливаются на 99 %, карболовые кислоты на 98 %, альдегиды и кетоны на 90 %, а фенолы и спирты на 85 %.
- Биохимические методы – методы, основанные на способности некоторых организмов поглощать и окислять ЛОС.
Особенности очистки воздуха на ЦБК.
Из приведённого ранее, очевидна необходимость разработки несложного, доступного и эффективного способа и аппарата для очистки выбросов в атмосферу от пыли и серосодержащих соединений, ликвидации избыточной влаги парогазового потока и теплового загрязнения. Отличительными особенностями выбросов сульфатно-целлюлозного производства являются многочисленность источников и многокомпонентность выбрасываемых газовых смесей. Кроме того, выбросы от различных источников отличаются по объёму, качественному составу и концентрациям вредных веществ. Подход к очистке выбросов в атмосферу различен в зависимости от качественных характеристик выбросов, подразделяемых на две группы, парогазовые и газопылевые. Такое разделение основывается на различных методах подхода к обезвреживанию выбросов данных групп. Парогазовым выбросам присуще наличие значительных количеств водяного пара, а для ряда выбросов характерно состояние насыщения водяным паром. Большинство вредных веществ в выбросах представляет собой серосодержащие соединения, которые являются токсичными веществами, неблагоприятно влияющими на жизнедеятельность растительного и животного мира.
В настоящее время к вопросу очистки дурнопахнущих парогазовых выбросов сульфат-целлюлозного производства существует двоякий подход: первое – обезвреживание с получением какого-либо ценного побочного продукта; второе – доведение выбросов вредного вещества до санитарных норм, в лучшем случае с рекуперацией уловленного компонента в производство.
Очистка газопылевых выбросов предусматривает несколько иной подход.
Используют пылеулавливающие установки. Современные установки для улавливания серосодержащих газообразных компонентов, присутствующих в дымовых газах СРК, основаны на абсорбционном методе очистки. Различаются эти установки между собой аппаратурным оформлением, режимами управления и свойствами абсорбента, причём последние являются определяющими при выборе схемы газоочистки. В настоящее время для промывки дымовых газов СРК применяются как щёлочные, так и нейтральные растворы, в ряде случаев в щёлочную орошающую жидкость добавляются твёрдые вещества, способные сорбировать и окислять серосодержащие газообразные компоненты.
Однако возникает ряд трудностей, сопряжённых с традиционным подходом к проблеме очистки: образование труднообрабатываемых стоков и шламов при абсорбционном методе очистки, необходимость регенерации адсорбента, влияния высокого содержания водяных паров на эффективность пылеулавливания, отсутствие утилизации тепла парогазовых выбросов и, как следствие, тепловое загрязнение атмосферы.
В настоящее время в ЦБП для очистки выбросов из РП СРК применяются:
- Одноступенчатые схемы в целях утилизации тепла и очистки от пылевых частиц плава и серосодержащих газов;