ОСНОВНЫЕ ОТХОДЫ, ОБРАЗУЮЩИЕСЯ В ПРОЦЕССЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Источник:Основные отходы, образующиеся в процессе химических производств [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://industryall.biz/...

Все известные технологические процессы химического производства сопровождаются образованием большого количества отходов в виде вредных газов и пыли, шлаков, шламов, сточных вод, содержащих различные химические компоненты, загрязняющие атмосферу, воду и поверхность земли.

Химическая промышленность влечет значительные загрязнения метаном, аммиаком, пылью. Общие объемы промышленных выбросов в воздушное пространство колоссальные. Наиболее опасными загрязнителями атмосферы являются кислотообразующие оксиды – азота, серы, а также углекислый газ, угарный газ, аммиак, фтор, хлор и промышленная пыль. Их поступление в воздух заметно изменило состав современной атмосферы по сравнению с доиндустриальным периодом.

Основным источником загрязнения атмосферы выбросами металлургических заводов являются коксохимическое, агломерационное, сталеплавильное и другие производства.

Коксохимическое производство загрязняет атмосферу оксидом и диоксидом углерода, оксидом серы. На 1 т перерабатываемого угля выделяется около 0,75 кг диоксида серы и по 0,03 кг различных углеводородов и аммиака. Вблизи коксохимических заводов средние уровни содержания в воздухе диоксида серы (сернистого газа) составляют от 0,05 до 0,2 мг/м³.

Цеха сероочистки коксохимических заводов обычно оборудованы электрофильтрами, через которые в атмосферу попадают сернистый газ, сероводород, диоксид азота, аэрозоль серной кислоты. По данным, содержание сероводорода в уходящих газах составляет 0,14 мг/м³, а диоксид азота – 0,9 мг/м³. Расчеты показывают, что на расстоянии 1 км от цеха сероочистки в воздухе может содержаться до 0,2 мг/м³ серного газа. Кроме газов, коксохимическое производство выбрасывает в атмосферу большое количество пыли. Например, при производстве кокса на 1 тонну переработанного угля выделяется около 3 кг угольной пыли. Большое количество пыли выделяется при разгрузке угля, в среднем 0,005% от массы разгруженного угля.

Источниками загрязнения воздушного бассейна на аглофабриках является агломерационные ленты, барабанные и чашевые охладители агломерата, обжиговые печи, узлы пересылки, транспортировки, сортировки агломерата и других компонентов, входящих в состав шихты. Количество агломерационных газов – 2,5-4,0 тыс. м³ на 1 тонну получаемого агломерата с содержанием в них пыли от 5 до 10 г/м³. В состав газов входят оксиды серы и углерода, а пыль содержит железо и его оксиды, а также оксиды марганца, магния, фосфора, кальция, иногда частицы титана, меди, свинца.

Сернистый газ SО₂ образуется как побочный продукт при металлургическом производстве и сжигании каменного угля или нефти, содержащих примеси серы. Объемы выбросов сернистого газа остаются большими в промышленно развитых странах, несмотря на введение жесткого государственного контроля и экономических санкций на сверхнормативные выбросы окислов серы.

Производство стали сопровождается выделением в атмосферу значительного количества газов и пыли. Выплавка одной тонны стали связана с выбросами в атмосферу 0,04 т твердых частиц, 0,03 т диоксида серы, около 0,05 т оксида углерода. Пыль содержит соединения марганца, железа, меди, цинка, кадмия, свинца и других соединений. При выплавке высоко-и сложнолегированная сталь в пыль, кроме оксидов железа, попадают и диоксиды кремния, соединения серы, фосфора, оксиды ванадия, соединения хрома, никеля, молибдена, селена, теллура и др.. Количество газов, образующихся, и содержание в них твердых частиц зависит от способа производства стали, использование кислородного дутья и других факторов.

Загрязнения окружающей среды вокруг предприятий черной металлургии в зависимости от преобладающего направления ветров ощущается в радиусе 20-50 км. На 1 км² этой территории в сутки выпадает 5-15 кг пыли.

Вокруг металлургических заводов формируются своеобразные техногенные области, во всех поверхностных образованиях которых (почве, снегу, воде, растительности) содержится широкий набор вредных веществ, включая такие чрезвычайно опасные, как свинец и ртуть.

Черная металлургия является одним из крупнейших потребителей воды. Современный завод на производство 1 т стали тратит 180-200 м³ воды. Несмотря на то, что на металлургических заводах широко используется оборотное водоснабжение, количество сточных вод очень велика. Они содержат механические примеси органического происхождения, а также гидроксиды металлов, стойкие и легкие нефтепродукты, растворенные токсичные соединения органического и неорганического происхождения. Сточные воды имеют примерно одинаковый качественный состав загрязнения, однако концентрация загрязняющих веществ, как правило, изменяется в широком диапазоне в зависимости от видов и особенностей технологических процессов.

Сточные воды аглофабрик содержат железо, оксид кальция, углерод. На коксохимических заводах сточные воды образуются от химических цехов (фенольные сточные воды) и от процесса тушения кокса. Расходы свежей воды на одну тонну кокса составляют 1,2-1,6 м³ (при использовании фенольной воды для тушения кокса). В процессе очистки коксового газа от сероводорода мишьякосодовим методом образуется за час 4-6 м³ сточных вод, в которых содержатся фенолы, аммиак, сероводород, цианиды, бензольные углеводы, которые являются канцерогенными веществами.

Сточные воды в процессе производства стали образуются при очистке газов мартеновских печей, конвертеров, охлаждении и гидроочистке изложниц, устройств непрерывной разливки стали и омовение котлов-утилизаторов. При кислородно-конверторов выплавке стали содержание взвешенных частиц в сточной воде систем очистки газа достигает 7000 мг / л.

При сбросах загрязненных сточных вод металлургических предприятий в водоеме увеличивается количество взвешенных частиц, значительное количество которых опадает вблизи места сброса, повышается температура воды, ухудшается кислородный режим, от выноса с водой смазочных продуктов из прокатных цехов образуется масляная пленка на поверхности водоема. Вредных веществ может привести к гибели водных организмов и нарушения естественных процессов самоочищения водоемов. Вредное воздействие на людей, животных, макро-и микроорганизмы, растительный мир имеют много металлов, их соединения и другие неорганические вещества, содержащиеся в сточных водах металлургических предприятий.

При технологических процессах химической промышленности образуется большое количество твердых отходов, которые складируются на больших площадях и в большинстве случаев вредно влияют на почву, растительность, водные источники и воздушный бассейн. Свалки твердых отходов занимают сейчас тысячи гектаров полезного грунта. В них накоплено около 500 млн. т шлаков.

Шламопилови отходы образуются практически на всех стадиях производства. Сейчас в нашей стране ежегодно образуется около 80 млн. т доменных, сталеплавильных и ферросплавных шлаков, а также 1 млн. т шламов, 110 тыс. т пыли. Шлам содержит большое количество железа (почти 50%).

При производстве стали шлаков образуется в два раза меньше, чем в доменном производстве. их выход на год составляет 25 млн. т, из них 66,5% мартеновские шлаки, 30% – конверторные и 3,1% – электросталеплавильные. К 1975 г. основная масса шлаков (около 87,6%) направлялась на свалки.

Доменные, ферросплавные, мартеновские шлаки содержат значительные количества соединений фосфора и оксида кальция, а также другие элементы, используемые в качестве удобрения в сельском хозяйстве.

Наибольшую опасность для почв представляют антропогенные загрязнители. Наиболее токсичными для почвы (1 класс опасности) является свинец, ртуть, уран, торий, кадмий, бериллий, хром, никель и кобальт. Токсичные также германий, олово, вольфрам, молибден, литий, висмут, марганец, медь, мышьяк, селен, алюминий. Большинство этих веществ концентрируется в трофических цепях. Хотя сами по себе тяжелые металлы не являются ксенобиотиками, но в повышенных концентрациях они наносят биологической вреда всем живым организмам.