Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Характеристика стеклотарной промышленности и ее влияние на окружающую среду (литературный обзор) 10
1.1. Стекло — незаменимый материал народного хозяйства 10
1.2. Положение стекольной промышленности на мировом уровне и ее место в экономике России 10
1.3. Особенности и структура стекольной промышленности 12
1.4. Доля стеклотарной отрасли в стекольной промышленности 13
1.5. Развитие стекольной промышленности Владимирской области 16
1.6. Основные принципы технологии стеклотары 17
1.6.1. Приготовление шихты 18
1.6.2. Варка стекломассы 19
1.6.3. Формование стеклоизделий 21
1.6.4. Термическая обработка стеклоизделий 22
1.7. Экологические проблемы производства стеклотары 23
1.7.1. Классификация отходов в стеклотарном производстве 25
1.7.2. Экологические проблемы стадии приготовления шихты 25
1.7.3. Экологические проблемы стадии стекловарения 30
1.7.3.1. Характеристика выбросов при производстве стеклоизделий 30
1.7.3.2. Промышленные стоки стеклотарных предприятий 34
1.7.3.3. Проблема обращения с отходами стеклотарного производства..35
1.7.4. Экологизация стеклотарного производства 36
Выводы к главе 38
Глава 2. Объекты и методы исследования 39
2.1. Основная характеристика объектов исследования 39
2.1.1. Краткая характеристика ОАО «Красное Эхо» 41
2.1.2. Краткая характеристика ЗАО «ВСЗ» 42
2.1.3. Краткая характеристика ООО «Русджам» 43
2.1.4. Характеристика выбросов стеклотарных предприятий 44
2.1.5. Водопотребление и водоотведение 46
2.1.6. Твердые отходы стеклотарного производства. .47
2.1.7. Экологическая компонента стеклотарных предприятий ...49
2.2. Методы исследования .- 50
Выводы к главе ...56
Глава 3. Анализ воздействия стеклотарного производства на окружающую среду 57
3.1. Влияние производства стеклотары на окружающую среду 57
3.1.1. Анализ снежного покрова . 57
3.1.2. Анализ почвогрунта 62
3.1.3. Определение загрязнения р. Побойка 68
3.2. Жизненный цикл стеклотарной продукции 69
3.2.1. Стадия обработки и подготовки сырьевых материалов 70
3:2.2 Стадия варки стекла 72
3;2.3. Вспомогательные цеха 74'
3.2.4. Водопотребление и водоотведение 77
3.3. Оценка экологичности стеклотарного производства 83
3.4. Оценка влияния выбросов стекольных предприятий Владимирской области на состояние окружающей среды и здоровье населения. 87
Выводы к главе 89
Глава 4. Разработка мероприятий по повышению экологичности стеклотарного предприятия 91
4.1. Совершенствование системы газоочистки стеклотарного производства 91
4.2. Совершенствование системы обращения с отходами стеклотарного производства 92
4.3. Совершенствование системы очистки промышленных стоков стеклотарных предприятий 94
4.3.1. Расчет решетки 97
4.3.2. Расчет песколовки и емкости для сбора взвешенных веществ 98
4.3.3. Расчет нефтеловушки и емкости для сбора нефтешлама 100
4.3.4. Расчет усреднителя 101
4.3.5. Расчет вертикального отстойника 103
4.3.6. Расчет адсорберов 105
Общий объем сорбента на один цикл сорбции составит: 106
4.3.7. Расчет эффективности реализации рекомендаций по повышению экологичности стеклотарного производства 106
4.4. Разработка системы экологического менеджмента на стеклотарном предприятии 107
4.4.1. Составление экологического паспорта 107
4.4.2. Разработка системы управления охраной окружающей среды на стеклотарном предприятии 109
4.4.2.1. Общие требования при разработке основных направлений внедрения системы экологического менеджмента на стеклотарном предприятии 110
4.4.2.2. Оценка текущей,экологической ситуации на стеклотарном предприятии 111
4.4.2.3. Экологическая политика стеклотарного предприятия как основа для внедрения системы экологического менеджмента 112
4.4.2.4. Выявление основных экологических аспектов на стеклотарном предприятии 115
4.4.2.4.1. Экологические аспекты производства стеклотары 116
4.4.2.4.2. Ранжирование экологических аспектов 118
4.4.2.5. Выявление основных целей и задач экологического менеджмента на стеклотарном предприятии 121
4.4.2.6. Составление программы экологического менеджмента 121
4.4.2.7. Основополагающие документы, необходимые для функционирования системы экологического менеджмента 126
4.4.2.8. Повышение квалификации персонала как основа функционирования системы экологического менеджмента 128
4.4.2.9. Экологическое аудирование как элемент экологической безопасности стеклотарного предприятия 132
4.4.2.10. Совершенствование системы экологического менеджмента 133
Выводы к главе 136
ВЫВОДЫ 137
Список использованной литературы 139
ПРИЛОЖЕНИЯ 155
- Положение стекольной промышленности на мировом уровне и ее место в экономике России
- Анализ снежного покрова
- Совершенствование системы обращения с отходами стеклотарного производства
Введение к работе
Актуальность работы. Стекольная промышленность - одна из быстро развивающихся отраслей народного хозяйства, она является неотъемлемой частью мирового промышленного производства. Эта отрасль характеризуется широким ассортиментом продукции, потребность в которой в настоящее время увеличивается за счет развития других отраслей промышленности. Открываются все новые возможности использования стекла и ситаллов.
Увеличение спроса на стекольную продукцию влечет за собой расширение стекольного производства, а, следовательно, увеличение энерго-, водо- и ресурсопотребления. Технологический' процесс производства стеклоизделий несовершенен в плане создания труда работающих и оздоровления окружающей среды [Чехов О.С., Шапилова М.В., Тимофеева И.Т., Гулоян Ю.А., Мелконян Р.Г., П. Бингхем, др.]. Рост мощностей стекольных заводов, использование разнообразных сырьевых материалов, высокопроизводительного оборудования, применение химических процессов привели к тому, что стекольные заводы стали источниками загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов, почвы, а также источниками шума и вибрации. Поэтому дальнейшее развитие стекольной промышленности должно быть тесно связано с решением задач повышения экологической безопасности производств.
Стекольная промышленность - одна из приоритетных, динамично развивающихся и прибыльных отраслей народного хозяйства Владимирской области. На территории области действуют 22 стекольных предприятия, выпускающих широкий ассортимент продукции: стеклотару, стекловолокно, кварцевое стекло, сортовую посуду из хрусталя и цветного стекла, оптическое стекло, строительное стекло, листовое стекло, медицинскую стеклянную тару, сувенирно-художественные изделия и многое другое.
Наиболее востребовано стеклотарное производство, которое составляет 60% объёма (по весу) среди основных видов изделий стекольной промышленности. Владимирская область дает 40% всех мощностей Центрального региона, выпускающего около 30% бутылок России. Вместе с тем отечественная стекольная продукция имеет низкую, конкурентоспособность на мировом рынке. Только 30% применяемых в отрасли технологических схем соответствуют современному мировому уровню, а 28% являются устаревшими и не имеют резервов для модернизации. Серьезной проблемой является негативное воздействие производства на окружающую среду. По этому параметру отечественная стекольная промышленность в 2 раза превышает показатели ведущих зарубежных стекольных компаний [Гулоян Ю.А.].
Таким образом, целесообразно проводить оценку воздействия стеклотарного производства.на окружающую среду с целью повышения его экологичности. В настоящее время для Владимирской области эта задача является весьма актуальной.
Цели и задачи исследований. Цель настоящей работы - провести комплексную экологическую оценку воздействия стеклотарного производства Владимирской области на окружающую среду и разработать научно-практические рекомендации по повышению экологичности данной отрасли промышленности.
Поставленная цель определила следующие задачи:
провести анализ влияния стеклотарного производства Владимирской области на окружающую среду с выявлением приоритетных загрязнителей;
описать жизненный цикл стеклотарной продукции;
оценить экологичность и безопасность стеклотарного производства Владимирской области;
разработать основные рекомендации по повышению экологичности стеклотарного производства Владимирской области.
Научная новизна работы. В работе впервые реализован комплексный подход, в котором проведена оценка техногенной нагрузки стеклотарных предприятий Владимирской области на объекты окружающей среды:
осуществлена оценка экологичности стеклотарного производства;
разработан жизненный цикл стеклотары и схема входных и выходных потоков основного производства предприятий;
разработана методика определения комплексного коэффициента экологичности применительно для* оценки экологической эффективности стеклотарного производства;
разработаны рекомендации по повышению экологичности стеклотарного производства.
Практическая значимость работы. Путем проведения комплексной оценки показана степень влияния стеклотарного производства на объекты окружающей среды. Результаты работы позволяют: 1) с помощью анализа жизненного цикла продукции выявлять основные экологические аспекты; 2) с помощью разработанной методики расчета комплексного коэффициента экологической эффективности стеклотарного производства стало возможным объективно оценить степень экологичности данного производства и выявить основные причины неудовлетворительной экологической ситуации стеклотарных предприятий; 3) разработаны мероприятия по повышению экологичности стеклотарного производства: -система очистки продувочных вод водооборотной системы; - разработаны и внедрены экологические паспорта стеклотарных предприятий, которые выпущены отдельными книгами и переданы заказчикам; - для стеклотарного производства разработана система управления охраной окружающей среды в соответствии с требованиями международных стандартов.
Результаты работы могут быть использованы для экологической оценки воздействия на окружающую среду других предприятий стекольной* промышленности.
Результаты работы могут быть рекомендованы при организации системы управления охраной окружающей среды на предприятиях стекольной промышленности.
Защищаемые положения.
Комплексная оценка воздействия стекл отарного производства на окружающую среду.
Жизненный цикл производства стеклотары.
Методика расчета комплексного коэффициента экологической эффективности предприятий, специализирующихся на производстве стеклотары.
Рекомендации по повышению экологичности стеклотарного производства, в том числе система управления охраной окружающей среды.
Апробация- работы. Основные научные и практические результаты
докладывались: на III Международной научно-практической конференции
«Экология речных бассейнов» (Владимир, 2005г.), X Международной
экологической конференции студентов и молодых ученых «Экологическая
безопасность как ключевой фактор устойчивого развития» (Москва, 2006г.),
Международной научно-практической конференции «Современные
проблемы экологии, биологии и образования» (Санкт-Петербург, 2006г.),
Всероссийской научно-технической конференции «Наукоемкие технологии
XXI века» (Владимир,2006г.), IV Международной научно-практической
конференции «Экология речных бассейнов» (Владимир, 2007г.), 2-ой
Международной научно-технической конференции-совещании
«СтеклоТехнолог- ХХІ-2» (Белгород, 2008).
По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 179 страницах машинописного текста, включает 28 таблиц, 22 рисунка. Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы и приложений. Список
литературы содержит 170 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
Положение стекольной промышленности на мировом уровне и ее место в экономике России
В современных условиях международного разделения труда, одной из отраслей специализации России является- национальная, стекольная промышленность. Продукция российского стекла составляет значительную долю в мировом производстве и торговле.
В 2004 году в России было произведено около 136 млн. м" плоского стекла и 9,2 млрд. штук стеклянной тары, в том числе, 8,1 млрд. штук узкогорлой и свыше 1,1 млрд. штук широкогорлой тары или 3,7 % мирового выпуска (14 место в мире). При этом из общего объема производства стекла экспортировалось 15 %, что составляет около 0,8 % мировой торговли (18 место в мире) [6, 67, 88, 107]. Таким образом, отечественная стекольная промышленность функционирует в общей системе мировых хозяйственных связей, и ее состояние В значительной степени зависит от тенденции развития мировойстекольной отрасли.
Основная цель стекольной отрасли в период с 2000 по 2007 годы -развитие внутреннего- рынка: увеличение потребления, стекольной продукции на душу населения. Вместе с тем, наблюдается парадоксальная-ситуация, когда объемы производства продукции из стекла растут, а состояние стекольных предприятий ухудшается. Дело в том, что в отрасли идет мощная реконструкция заводов. Работа на оборудовании, физический и моральный износ которого составляет свыше 60 %, приводит к тому, что средняя энергоемкость варки стекла в России выше на 20-30 %, средняя производительность труда ниже в 1,5-2 раза, а негативное воздействие на окружающую среду выше в 2 раза, чем в западноевропейских странах [89]. Временной фактор окончания технического перевооружения производства стекольной продукции затягивается.
Только 62 % применяемых в стекольной индустрии технологических схем соответствуют современному мировому уровню, а 28 % являются устаревшими и не имеют резервов для модернизации. Недостаточно высокий технологический уровень производства обуславливает значительное отставание по ряду основных технико-экономических показателей российской стекольной индустрии.
Одной из причин недостаточной конкурентоспособности отечественных изделий из стекла является сложное состояние минерально-сырьевой базы [119, 123, 126]. Важным фактором развития стекольной промышленности с позиции ее ресурсного обеспечения является расширение использования вторичного сырья [20, 77]. Все же стекольная промышленность остается одной из базовых отраслей экономики и играет важную роль в; формировании макроэкономических показателей России. В 2004 году в общем объеме промышленной продукции: России доля; изделий из стекла составила 7 %, численность, трудящихся в промышленности - 6;9 %. Предприятия отрасли: обеспечили 5;4 % налоговых, поступлений промышленности в консолидированный бюджет. Особенностями; стекольной промышленности являются высокие капитало-, материало1 и энергоемкость: производства. Стекольная промышленность в. значительной, степени определяет уровень- загрузкиї производственных мощностей: ряда базовых отраслей экономики. На производство продукции стекольного комплекса расходуется 4,9 % топлива- 8 3 % электроэнергии от их общего потребления в промышленности, 7,2 % сырья и минеральных ресурсов от общего их потребления в стране. Стекольные предприятия? обеспечивают около 8; % грузооборота/ железнодорожного? транспорта; Стекольная промышленность Россиишо состоянию на 1.01.2005 г. включает около двух тысяч предприятий, в том числе около 500 крупных и средних [4].
Анализ снежного покрова
Основными сырьевыми материалами стеклотарных предприятий являются: кварцевый песок, кальцинированная сода, доломит, глинозём, мел, известняк, сульфат натрия, стеклобой. Поскольку ОАО «Красное-Эхо» и ЗАО «ВСЗ» специализируются на выпуске бесцветной- тары дополнительными материалами являются- осветлители (оксиды, селена и кобальта). Для получения зеленого и коричневого стекла на ООО «Русджам» в. шихту вводят красители - хромит, гематит. Сырьевые материалы доставляются на предприятия автомобильным и железнодорожным транспортом. Частично сырье поступает россыпью (песок, сода, доломит, известняк, мел, стеклобой), частично в бумажных и полипропиленовых мешках (гематит, осветлители); частично в хопрах (сода, глинозем, сульфат натрия, хромит, антрацит).
Сырьевые материалы подвергаются растариванию. Разгрузку соды, доломита и глинозема производят в-силосные башни (ОАО «Красное,Эхо», ЗАО «ВСЗ»), при этом происходит пыление материала. Выбросы пылевоздушной смеси от данных источников- проходят предварительную очистку бункерными фильтрами. Разгрузка сырья (за исключением соды и глинозема) на 000 «Русджам» производится в крытых разгрузочных павильонах, которые закрываются дверью. Образующаяся пыль через местные отсосы при помощи вытяжной вентиляции подается на фильтровальные очистные установки. Воздух, очищенный до ПДК рабочей зоны, выбрасывается в закрытое помещение. Источники загрязнения атмосферного воздуха отсутствуют. Сода и глинозем растариваются вручную и пневмотранспортом подаются в силосы составного цеха. Пыль, образующаяся при растаривании соды и глинозема через проем полузакрытого склада попадает в атмосферу - единственный источник загрязнения в составном цехе предприятия.
На стадии растаривания происходит образование отходов сырьевых материалов, которые используются предприятиями на благоустройство дорог и частью отходят в ТБ0; упаковка с остатками токсичных веществ передается на переработку.
Все сырьевые материалы ОАО «Красное Эхо», ЗАО «ВСЗ» проходят стадии обработки и подготовки к использованию: дроблению, сушке, измельчению, просеву, дозировке и смешиванию. Дробление и измельчение происходит в молотковых дробилках, а сушка - в сушильных барабанах. Кварцевый песок и сульфат натрия подвергаются сушке; стадию дробления проходят доломит, песок, сода, сульфат натрия, глинозем (приложение 11).
Просеивание сырьевых материалов проводится для получения необходимой гранулометрической фракции. Все сырьевые материалы дозируютсяі(на стадии дозировки также образуются отходы вентиляционной системы составного цеха, которые вывозятся на свалку ТБО) и транспортёрами подаются в смесители, где перемешиваются и увлажняются.
Стадия обработки сопровождается сильным пылением, поэтому здесь располагаются1 группы циклонов, и фильтров. Все линии обработки сырья оснащены одно- или двухступенчатой очисткой, включающей циклоны на первой ступени очистки и рукавные фильтры на второй. Пыль составного цеха содержит диоксид кремния различного содержания, карбонат натрия f и сульфат натрия. Наиболее интенсивным, источником газовых выбросов являются сушильные барабаны, так как в процессе сушки кроме пыли выделяются продукты сжигания природного газа (оксиды азота, серы, углерода).
Поскольку на ООО «Русджам» используется кондиционное сырье, не требующее обработки, стадии подготовки сырьевых материалов (за исключением стеклобоя) отсутствуют. Линии транспортировки сырья и шихты снабжены фильтровальными установками, работающими без выброса ЗВ в атмосферу.
При производстве стекла используются собственный (возвратный) и привозной стеклобой. Возвратный стеклобой — это забракованные холодные изделия и горячий стеклобой от стеклоформующих машин. При недостатке возвратного стеклобоя на предприятиях используется привозной стеклобой. Посты приема стеклобоя являются источниками выброса неорганической пыли, содержащей свыше 70 % диоксида кремния.
Полученная шихта и стеклобой элеваторами транспортируются в машино-ванные цеха. Шихта, не соответствующая требованиям, сбрасывается по течке в металлические контейнеры и хранится на открытых площадках (источниками выброса неорганической пыли, содержащей 20-70 % диоксида кремния).
Совершенствование системы обращения с отходами стеклотарного производства
Наши исследования показывают, что сырьевые материалы для приготовления шихты используются нерационально. Примерно 16 % (см. главу 2) исходного сырья уходит в отход, причем обычно отходы сырьевых материалов вывозятся на полигоны ТБО. Этот отход можно повторно использовать в процессе производства стеклотары, предварительно подготовив (отходы вентсистем составного цеха возможно использовать без дополнительной обработки). Тогда автоматически увеличивается выход готовой продукции за счет снижения образования отходов производства (при этом технологический выход продукции Мможет достигать значение 0,95-1,0).
При существующих технологиях производства стеклотары контроль состава шихты остается несовершенным (долговременным). Если шихта не соответствует технологическим нормативам, некачественную стекломассу и шихту отправляют в отход. При этом происходит простаивание процесса производства, стеклоизделии и загрязнение территории промышленных; площадок отходами сырьевых материалов. Поэтому считаем целесообразным внедрение экспресс-анализа шихты, при котором эти проблемы исключаются:.
Использование стеклобоя. В мировой: практике сложилась тенденция/ увеличения использованиям стеклобоя; (до 90/ % в странах Европы; для отечественной- промышленности доля; загружаемого стеклобоя составляет в. среднем. 10-25 %):. Єтеклобой имеет более; низкие; требования по? энергии;, необходимой: для? плавления; чем; сырьевые материалы поскольку уже; прошли эндотермические реакции;, связанные с формированием стекла; и масса; стеклобоя уже; меньше приблизительно на 20 % по сравнению- с: эквивалентным количеством шихты; Таким образом;: увеличение доли; стеклобоя; в загружаемых материалах позволяет, экономить энергиюs (каждые дополнительные: СтеклобояшриводяткснижениЮ ПОтребления.знергииї печью=на;2,5-3;0і%)і . На стеклотарных предприятиях стеклобоя образуется не так; много; поэтому используется привозной (сторонний): Состав стороннего стеклобоя менее точно определен; что ограничивает его применение. При этомшмеется; ряд; преимуществ:
- снижение выбросов диоксидов азота и. углерода;
— сокращение воздействия на окружающую среду вследствие снижения потребности:в сырьевых материалах (природных ресурсов);.
— предотвращение размещения стеклобоя на полигонах ТБО.
К сожалению,, для получения тары, высокого качества; используются более низкие, доли; стороннего стеклобоя по сравнению со стандартной продукцией; Поэтому для отечественной стекольной промышленности целесообразно строительство заводов по переработке стеклоотходов» до качественного сырья (за; рубежом-уже действуют такие перерабатывающие предприятия). При таком подходе к данной проблеме решаются и экологические, и энергетические проблемы.
