Загрязняющие вещества при производстве цемента

Очистка стоков деревообрабатывающей промышленности

Деревообрабатывающая промышленность включает в себя несколько отраслей, каждая из которых характеризуется похожим составом загрязняющих веществ в сточных водах. К таким отраслям относятся:

• лесопильные предприятия;
• производство древесно-стружечных плит и фанеры;
• производство древесно волокнистых плит;
• мебельное производство;
• целлюлозно-бумажные комбинаты.

Кроме загрязняющих веществ, поступающих в стоки непосредственно из древесины и коры, в стоки попадают продукты обработки дерева, которые имеют свой состав для каждого отдельного производства.

Лесопильные предприятия

К лесопильным предприятиям относят вырубки, места складирования лесоматериалов, лесопилки и запани. Сточные воды образуются в результате естественных атмосферных осадков и обработки лесоматериала химическими веществами.

Нарушение правил хранения древесины приводит к поражению деревогрызущими насекомыми и дереворазрушающими грибками. При поражении древесины грибком повышается содержание в стоках взвешенных и растворенных веществ. Это связано с увеличением количества коротких волокон древесины и уменьшением их диаметра по сравнению со здоровыми волокнами. Также возникает необходимость изменения нормы расхода обеззараживающих химических веществ, что является дополнительным источником загрязнения.

Для предотвращения порчи леса заболонными грибками и насекомыми используют следующие вещества:

• ароматические углеводороды;
• пентахлорфенол;
• пестициды и фунгициды, содержащие хром, медь, мышьяк.

Поверхностный сток содержит вымываемые из древесины токсичные соединения: танины, фенолы, органические смолы и жирные кислоты, а также механические примеси: грунт, опилки, частицы коры.

Стоки лесопильных предприятий имеют высокие показатели БПК (160 -5000 мг/л) и ХПК (850 – 7500 мг/л).

Производство ДСП, фанеры

При производстве древесностружечных плит и клееной фанеры применяются органические смолы, карбамидный и фенолформальдегидный клеи, вследствие чего сточные воды характеризуются высокой мутностью, низкими органолептическими показателями, большим содержанием органических и взвешенных веществ. Основными загрязняющими веществами стоков при производстве фанеры и ДСП являются:

• формальдегид;
• фенол;
• ацетон;
• уксусная и муравьиная кислоты;
• отходы бакелитовых смол;
• древесные отходы в виде механических примесей.

Источниками загрязнения являются валки для нанесения клея, лаконаливные машины, гидропресс, тепловые установки, ремонтные мастерские.

Производство ДВП

Сточные воды при производстве древесно волокнистых плит образуются при промывке щепы (после отстойника используются в оборотном водоснабжении), разведения древесно волокнистой массы, охлаждения оборудования, гидропресса. Для проклеивания массы используют парафиновые добавки или гидрофобные продукты переработки нефти, из-за чего технологические сточные воды загрязнены нефтепродуктами.

Загрязняющими веществами, содержащимися в стоках заводов по производству ДВП являются:

• целлюлоза, лигнин, гемицеллюлоза в виде коллоидных растворов;
• фенолоспирты;
• альдегиды;
• серная кислота;
• дубильные вещества;
• сульфат аммония;
• парафин и нефтепродукты;
• древесные волокна;
• механические примеси.

Нарушение технологического процесса проклейки ДВП приводит к повышению концентрации химических загрязнителей в сточных водах.

Мебельное производство

При производстве мебели может использоваться как цельный массив дерева, так и ДСП и ДВП. Обязательными материалами являются клеи, краски и лаки, растворители. В сточных водах мебельного производства содержаться:

• формальдегиды;
• аммиак;
• анилин;
• синтетические смолы;
• древесные отходы в виде механических примесей.

Загрязнение воздуха

Загрязнение воздуха относится к антропогенным выбросам, которые разрушают атмосферу. Низкое качество воздуха — это огромная опасность для здоровья, на которую ежегодно приходится более 4 миллионов случаев преждевременной смерти во всем мире. Кроме того, загрязнение воздуха значительно способствуют негативному изменению климата.

Поскольку строительные работы вносят значительный вклад в загрязнение воздуха, организации в этом секторе несут ответственность за ограничение объема производимой ими продукции. Поэтому предприятиям необходимо знать о выбросах, создаваемых их деятельностью, и принимать меры предосторожности для ограничения вредного воздействия.

Источники загрязнения воздуха при строительстве

Строительные работы, которые способствуют загрязнению воздуха, включают:

• Использование транспортных средств. На стройплощадке постоянно находятся такие машины, как грейдеры, бульдозеры, самосвалы и экскаваторы. Машины и оборудование, которые используются на строительных площадках, не контролируются правительством в той же степени, что и другие транспортные средства. Из-за масштаба многих строительных проектов оборудование часто работает и загрязняет воздух в течение длительного времени. Поскольку большая часть этой тяжелой техники и других транспортных средств на площадке работает на дизельных двигателях, они выделяют загрязняющие вещества в воздух. Ими являются окись углерода, углекислый газ, оксиды азота и углеводороды.
• Расчистка территорий и выравнивание земли. Поскольку земля часто должна быть очищена и сделана пригодной для строительства, этот процесс должен осуществляться таким образом, чтобы обеспечить минимальное воздействие на окружающую среду. Как и при строительстве зданий, при разрушении земли и сносе существующих зданий образуется высокий уровень пыли.
• Химические вещества. Вполне вероятно, что вы будете использовать опасные химические вещества на строительных площадках. Это может включать краски, клеи, масла, разбавители и пластмассы, которые все производят вредные пары.

Тонкодисперсные частицы PM ₁₀

PM ₁₀ — это частицы размером менее 10 микрометров в диаметре, которые не видны невооруженным глазом. Большие объемы строительной пыли от цемента, бетона, кремнезема и древесины классифицируются как PM ₁₀ .

Выхлопные газы дизельных двигателей автомобилей и других транспортных средств также вносят большой вклад в выбросы PM ₁₀ , выделяющегося на строительных площадках. Дизельное топливо содержит сульфаты и силикаты, которые в конечном итоге попадают в атмосферу.

Последствия загрязнения воздуха

Влияние на рабочих

Исследование PM ₁₀ показало, что он может глубоко проникать в легкие тех, кто вдыхает загрязненный воздух. Для работников, регулярно работающих на строительных площадках, существует повышенный риск развития осложнений со здоровьем. Плохое качество воздуха из-за загрязнения может вызвать следующие проблемы со здоровьем:

• Кашель, хрипы и одышка.
• Сердечно-сосудистые и респираторные заболевания.
• Рак легких.
• Пневмония.
• Обострение астмы.

Действительно, 56% случаев профессионального рака у мужчин приходится на строительную отрасль. Это включает мезотелиому, тип рака, который развивается на слизистой оболочке легких и груди, и единственной известной причиной этого является воздействие асбеста.

Частое воздействие пыли и волокон, таких как кремнезем и асбест, а также паров и газов, выделяемых транспортными средствами и механизмами, объясняет, почему рак легких особенно распространен среди строителей. Действительно, те, кто работает в строительной отрасли, потенциально могут подвергаться воздействию 15-20 канцерогенов в результате обычной рабочей деятельности.

Влияние на местных жителей

Люди, живущие поблизости от строительных площадок, также могут испытывать воздействие загрязнения воздуха. Хотя местные жители не будут находиться в такой непосредственной близости от загрязняющих веществ, как рабочие, они могут испытывать последствия плохого качества воздуха еще долго после завершения проекта.

PM ₁₀ и другие загрязнители воздуха распространяются ветром в окружающую среду и могут затем осесть на территории близлежащих участков. Местные жители часто неосознанно вдыхают их и могут затем развиться в кашель или одышку как краткосрочное последствие. Важно проводить измерение пыли на строительных площадках чтобы оставаться в пределах допустимых норм.

Влияние на экологическую обстановку

Наряду с последствиями для здоровья человека, следует помнить о влиянии загрязнения воздуха на окружающую среду. На строительные площадки приходится 14,5% PM _2,5 (частицы размером 2,5 микрометра в диаметре) и 8% выбросов PM ₁₀ .

Большая часть тонкодисперсных частиц поступает от строительной техники и генераторов, работающих на дизельном топливе, при этом 1% представляет собой пыль от строительных работ, таких как снос. И растения, и животные изо всех сил пытаются выжить в результате этого загрязнения, что приводит к потере биоразнообразия и нарушению пищевой цепи.

Цемент значит CO2

Цемент для производства бетона создается путем измельчения клинкера и гипса. Для того чтобы из глины и известняка сделать клинкер, их необходимо нагреть до 1400°C. Такие температуры требуют больших затрат энергии, а это значит, что в атмосферу попадает огромное количество углекислого газа. За 2015 год 8% всего высвобожденного человечеством CO2 пришлось исключительно на производство клинкера. Если бы бетон был страной, он занимал бы третье место по уровню выбросов — после США и Китая.

Итак, с экологическими проблемами при производстве разобрались. Но что же происходит после того, как бетон уже залит, здания построены, и шоссе забетонированы? Казалось бы, худшее уже позади, но на самом деле проблемы только начинаются.

Север

Сложно определить, какие из химических предприятий является в Клину самым вредным и загрязняющим, так как за последние десятилетия здесь открылся ряд подобных производств. На улице Терешковой находятся «Рекитт Бенкизер» — самое большое химпредприятие в России по производству бытовой химии), и «Грофиллекс СНГ» — крупное предприятие по производству изделий из поливинилхлорида (ПВХ). В Клинском же районе расположены Троцеллен РУС (город Высоковск) и «Эй Джи СиФлэт Гласс Клин» — самый большой не только в России, но и в Европе завод по производству и химической обработке стекла (село ).

В городе и районе сильно превышен уровень формальдегида, нередки залповые выхлопы соединений хлора. Также наблюдается повышенный уровень диоксида серы, оксида углерода, диоксида и оксида азота, ртути, формальдегида и бензапирена. За последние десятилетия сильно увеличилась заболеваемость, в том числе, и эндокринной системы у детей в возрасте младше 14 лет. По итогам прошлого года степень загрязнения атмосферного воздуха района оценивалась как высокая, также город является одним из лидеров области по выбросам сернистого ангидрида.

Автор: Щеглова Екатерина специально для Kvartirazamkad.ru

Подробно о том, чем опасны различные загрязнители атмосферы читайте здесь.

Негативное влияние по отраслям промышленности

Воздействие на окружающую среду распределяется в зависимости от конкретной отрасли.

Энергетика

Энергетические объекты становятся источниками риска для населения и природы. Энергетика задействована в развитии всех отраслей промышленности, сельского хозяйства и транспорта, поэтому имеет большую значимость.

Объем влияния тепловых станции по выработке электричества меняется в зависимости от типа и количества сжигаемого топлива. Твердое топливо выбрасывает в атмосферу летучую золу (иногда содержит мышьяк), оксиды азота, ангидриды, соединения фтора и другие опасные вещества.

Во время горения мазутов с дымовыми выбросами в атмосферу уходят оксиды азота, элементы ванадия, сернистый и серный ангидриды, соли натрия.

При разложении природного газа серьезным загрязнителем атмосферы выступает оксид азота. В энергетике все заводы, на которых сжигается топливо, считаются источниками загрязнения природы. Их выбросы виновны в формировании парникового эффекта, а также разрушении защитного слоя земли. Из атмосферы соединения оседают в почву и воду в виде кислотных дождей.

Транспорт

Это значимая производственная единица. Без транспорта не представляется возможным работа современной промышленности. Существует две главные формы его влияния на окружающий мир:

• транспортные средства;
• коммуникационные линии.

К транспортным сетям относят автомобильные и железные дороги, трубопроводы и аэродромы. Для размещения коммуникационных линий нужны значительные площади. Во время строительства люди разрушают почву.

Основной актуальный источник загрязнений – автомобильный транспорт. Выхлопные газы включают в себя вредные элементы: оксиды азота и углерода, свинец и др. Часть из веществ, выбрасываемых в природу, характеризуется мутагенностью. Для борьбы с таким загрязнением ученые стараются разрабатывать новые технологии.

Важно вводить в эксплуатацию новые виды транспорта, которые гораздо слабее будут влиять на окружающую среду. Также требуется правильно управлять линиями и перейти на более экологически безопасные формы топлива.

Промышленность

В РФ выделяется две главные ветви:

• добывающая;
• обрабатывающая.

Первая строится на добыче минерального сырья, которое считается невозобновляемым источником. Предприятия этой ветви строятся прямо на месторождении. Срок эксплуатации таких заводов зависит от объема минеральных ресурсов в источнике.

Добывающие предприятия пагубно сказываются на природе. Они нарушают целостность земных источников, загрязняют поверхность планеты (почву и воду), а в атмосферу выбрасываются опасные элементы.

Обрабатывающая промышленность делится на такие виды:

• химическая;
• машиностроительная;
• деревообрабатывающая;
• легкая;
• пищевая и др.

У каждого вида имеются отдельные технологические особенности и характер влияния на среду.

Производство цемента на заводах

Выпуском цементной смеси занимаются специализированные предприятия. Чтобы получить качественный продукт требуется специальное оборудование и знание технологии. От мощности предприятия и качества сырья зависит выбор способа производства цемента.

1. Добыча сырья, в состав которого входит гипс, глина, известняк.
2. Дробление известняка с приданием полученному продукту необходимой влажности.
3. Измельчение известняка. Смешивание его с глиной. Концентрация компонентов может меняться. Все зависит от характеристик используемого сырья. В основном соотношение составляет 3:1. В результате получается комбинированный, сухой или мокрый шлам.
4. Обжиг. Сырьевая масса отправляется в печь, разогретую до 1500 градусов, где спекается и превращается в гранулированную фракцию — клинкер.
5. Измельчение. Клинкер в специальных мельницах измельчается до порошкообразного состояния.
6. Подготовленные ингредиенты смешиваются в соответствии с рецептурой марки будущего цемента. В процессе смешивания добавляется гипс и специальные минеральные добавки.

Сухой способ

При производстве не используется вода. Основные материалы — глина и известняк, дробятся на специальном оборудовании. Сушатся, перемалываются в муку. Смешиваются при помощи пневматического инструмента и подаются на обжиг.

Клинкер, что образовался после обжига, измельчается до установленной фракции, фасуется в подготовленную тару и перевозится на склад. Производство цемента сухим способом позволяет снижать производственные затраты. Но требует повышенной однородности основных материалов. К тому же является опасным, с точки зрения экологии.

Мокрый способ

Преимуществом данного метода изготовления цемента является возможность точно подобрать необходимый состав шлама, несмотря на неоднородность исходного сырья. Шлам при таком способе приобретает жидкую консистенцию. В нем содержится около 40% жидкости.

Температура обжига превышает 1000 градусов, поэтому изготовление цемента мокрым способом требует больших энергозатрат. Но дает возможность получать продукт высокого качества.

Комбинированные способы

Технология предполагает объединение сухого и мокрого способов производства цемента. Один из них может быть взят за основу, а второй — выступать в качестве дополнения. На разных предприятиях эти способы имеют различия. Все зависит от особенностей имеющегося оборудования для производства цемента, близости к месту добычи сырья, а также от потребностей на установленные марки продукта.

Если за основу взят мокрый метод, то сырье вначале смешивается, а затем обезвоживается в специальных сушилках с фильтрами почти до сухого состояния. Только после этой процедуры отправляется в печь. Такая технология позволяет уменьшать теплозатраты, поскольку в процессе обжига почти нет испарений.

Когда в основе лежит сухой способ, в процессе гранулирования готовой смеси используется вода. В обоих случаях влажность клинкера, отправляющегося в печь, около 10-18%.

Что такое RDF-топливо

С 2006 по 2016 годы занимался общественной природоохранной деятельностью в Архангельске в экологической организации «Этас» (сегодня — «Движение 42»). В 2014-2016 годах координировал со стороны общественности проект по внедрению раздельного сбора отходов в Архангельске. С мая 2016 года работает в Greenpeace России. Эксперт проекта «Ноль отходов». Взаимодействует с инициативными группами по внедрению раздельного сбора отходов в городах России.

Мнение эксперта 6 минут 16/09/2021
читать и обсуждать наши новости в телеграме читайте наши новости в телеграме

Чиновники очень хотят выполнить поставленную президентом задачу — сократить захоронение отходов на полигонах на 50% к 2030 году — и ищут быстрые и, на их взгляд, правильные решения. Одно из таких — RDF-топливо. Объясняем, что это такое и почему ещё раз стоит подумать, прежде чем повсеместно его использовать.

Что такое RDF-топливо?

RDF или Refuse-derived fuel переводится с английского как «топливо, полученное из отходов». Его производят на мусоросортировочных комплексах в Калужской, Ленинградской и Московской областях.

Во время сортировки из общей массы отходов выбирают пластик, который чаще всего берут на переработку (ПЭТ, ПНД), макулатуру, металл, стекло, органические отходы, камни, песок, керамику. Всё, что остаётся — загрязнённая бумага, дерево, ткань, резина и неперерабатываемый пластик — отправляют на производство топлива. Эти фракции хорошо горят.

Отходы, которые попадают в RDF-топливо

Получившуюся смесь отходов прессуют в брикеты, её также могут дробить на мелкие хлопья или делать из неё гранулы.

В топливо попадают и опасные отходы — батарейки, градусники, электронные отходы и токсичный пластик поливинилхлорид (ПВХ). В России их системно не собирают отдельно, поэтому эти вещи оказываются в общем потоке отходов, и на практике их невозможно оттуда достать. Даже при раздельном сборе отходов, доступность которого в России низкая, нет никаких гарантий, что на сортировке удастся извлечь опасные отходы.

Готовое RDF-топливо в брикетах

По этим причинам фактически состав RDF-топлива зависит от того, какие отходы окажутся в смешанном потоке мусоре.

А что потом делают с RDF-топливом?

В мировой практике у него два пути: топливо отправляют на цементные и металлургические заводы, где его сжигают, чтобы получить тепловую энергию, которая нужна для производства. RDF также могут отвозить на тепловые электростанции (ТЭЦ) и в районные котельные. Там его тоже жгут, а тепло используют, чтобы обогревать дома.

В России чиновники планируют отправлять RDF-топливо на цементные заводы и уже заключили соглашение с первым из них — заводом «ЛафаржХолсим» в Калужской области. Пока что это единственный в стране производитель цемента, который использует такое топливо. Так предприятие «экономит» природный газ на 15—25%.

Сторонники топлива из отходов считают, что это отличная альтернатива ископаемому топливу, которая поможет не только сохранить невозобновляемые ресурсы, но и сократить полигонное захоронение и достичь целей нацпроекта «Экология».

И что не так с этим топливом?

1. Использование RDF-топлива противоречит государственным приоритетам и принципам экономики замкнутого цикла.

В иерархии обращения с отходами на первом месте стоят приоритетные способы — «максимальное использование исходного сырья и материалов» и «предотвращение образования отходов». Это означает, что в первую очередь нужно уменьшить появление отходов, которые нельзя или сложно переработать. Именно из них и производят RDF-топливо.

2. Нет механизма контроля использования RDF-топлива

Применение топлива из отходов не регулируется так же строго, как прямое мусоросжигание с получением энергии на мусоросжигательных заводах (МСЗ). Это значит, что на практике могут происходить нарушения. Например, ради экономии на цементных заводах и теплоэлектростанциях будут устанавливать менее качественное очистное оборудование, а сам процесс сжигания топлива будут хуже контролировать. И за это никто не будет нести ответственность.

Помимо этого, сейчас нет требований к печам, в которых производят цемент и планируют утилизировать отходы. Из-за отсутствия таких норм токсичные химические соединения из RDF-топлива могут попадать в цемент, который позже используют для строительства домов, торговых центров или тротуаров.

3. Сжигание топлива из отходов опасно для здоровья и окружающей среды

Мы часто говорим о вреде сжигания мусора в печах классических мусоросжигательных заводов (МСЗ) и призываем отказаться от такой технологии в России. Она губительна для здоровья и окружающей среды, так как в основном МСЗ выбрасывают тонны пыли, тяжёлых металлов и других токсичных органических соединений: диоксины, диоксид серы, ртуть и свинец. И это лишь малая часть.

С RDF-топливом дела обстоят ещё хуже. Согласно итальянскому исследованию, при сжигании топлива на цементных заводах в атмосферу попадает в девять раз больше ртути, в три раза больше кадмия и в 203 раза больше свинца по сравнению с МСЗ. Это происходит из-за того, что в RDF из отходов попадают токсичные тяжёлые металлы в высоких концентрациях.

В другом исследовании, которое проводили по заказу ассоциации производителей цемента Канады и компании «Холсим», говорится, что использование топлива из отходов меняет структуру загрязняющих веществ в выбросах цементных заводов и приводит к увеличению выбросов диоксинов, кадмия, бензола, которые высокотоксичны для человеческого организма.

4. Для производства и использования RDF-топлива потребуется господдержка

Без субсидий от государства производство и использование топлива из отходов на цементных заводах нерентабельно в России. Поэтому из-за социально-экономической ситуации госкомпания Российский экологический оператор (ППК РЭО), ответственная за выполнение мусорной реформы, рассматривает возможность производства топлива из отходов за счёт компенсаций расходов предприятиям. Деньги понадобятся на платежи цементным заводам за утилизацию, вынужденную модернизацию предприятий и на перевозку топлива.

Средства на это планируют брать из экологического сбора (экосбор) в рамках расширенной ответственности производителей и импортёров товаров и упаковки, который должен в первую очередь идти на развитие переработки и поддержку перерабатывающих предприятий.

5. Такие объёмы RDF-топлива не нужны

В России ежегодно образуется 35 миллионов тонн неперерабатываемых отходов, из которых потенциально могут производить RDF-топливо. При этом всем существующим цементным заводам (в России их 58) столько топлива не нужно — они способны принять лишь 25—30% от этого объёма.

И что же делать?

Полностью отказаться от производства, использования и субсидирования RDF-топлива средствами экосбора. Эти деньги не должны расходоваться на проекты энергетической утилизации и производства топлива из отходов. Такой подход к утилизации отходов препятствует становлению экономики замкнутого цикла. Вместо этого средства экосбора необходимо направлять на проекты, которые предотвращают образование отходов и занимаются материальной утилизацией (например, переработкой бутылки в бутылку).

И чтобы действительно решить мусорную проблему, не нужно искать, куда бы направить отходы, которые нельзя переработать: нужно ограничить неперерабатываемые товары и упаковку и сосредоточиться на развитии системы многоразового использования.

Оставшиеся товары и упаковку стоит стандартизировать. Это упростит их сбор, сортировку и повысит показатели переработки.