Касимов А.М. и др. Современные проблемы и решения в системе управления опасными отходами

Подождите немного. Документ загружается.

- 241 -

– участки складирования, обезвреживания и захоронения

собственных ПО.

Основными источниками воздействия перерабатывающего

предприятия на ОПС являются организованные и неорганизованные

пылегазовые выбросы, сбросы сточных вод и поверхностных стоков с

территории ШН, собственные отвалы шламов, пылей, шлаков, изъятие

природных ресурсов – природного газа, нефти, воды, дополнительных

сырьевых материалов, отводимых земельных участков для размещения

производственных комплексов и жилой зоны.

Главными видами воздействия источников на ОПС являются

поступление в атмосферу, водный бассейн, грунтовые воды и на земную

поверхность токсичных компонентов сырья, полупродуктов, готовой

продукции, собственных отвалов и ПО деятельности вспомогательных

производств.

Индикаторами загрязнения ОПС могут являться химические

соединения, отвечающие составу сырья, полупродуктов, готовых

продуктов и собственных ПО с учетом фона в районе размещения данного

предприятия.

Объектами ущерба являются приземная атмосфера, близлежащие

земельные площади, водоемы и водотоки в пределах рассеяния

индикаторов загрязнения в диапазоне установленных ПДК, антропогенные

объекты, природные ландшафты. Вероятный эколого-экономический

ущерб

объектам ОПС при разработке техногенных месторождений (ТеМ)

определяется, как сумма затрат на природоохранные мероприятия, плата за

размещение различных видов отходов, сбросы и выбросы.

В общем случае определяют потенциальный, предотвращаемый,

компенсируемый, ликвидируемый и остаточный виды ущерба. Виды

воздействия на ОПС со стороны шламонакопителя крупного предприятия

приведены на рис.4.16 и 4.17.

Потенциальным является теоретический размер ущерба,

наносимого объектам ОПС при отсутствии природоохранных

мероприятий. Предотвращенный – это недопущенный или сокращенный

ущерб с учетом компенсационных и ликвидационных мероприятий при

реализации природоохранных мер. Остаточный ущерб – это ущерб,

оставшийся после реализации природоохранных мероприятий,

компенсации и ликвидации причиненного ущерба, реабилитационных мер

и т.п.

Вероятные величины ущерба в физическом выражении определябт в

каждом конкретном случае путем анализа экологических последствий

применяемых технологий, моделирования ситуации с использованием

аналогов.

Прогнозная оценка предотвращенного и остаточного ущерба,

выполненная по аналогии с известными реально действующими

- 242 -

объектами, сравнивается с затратами на природоохранные мероприятия,

проектирование, строительство и обслуживание природоохранных

объектов и мероприятий, совершенствование технологий переработки

сырья малоотходными способами, рекультивацию высвобождаемых

земель и т.п.

Рис. 4.16. Факторы воздействия шламонакопителя на окружающую среду

Количественные методы определения предотвращенного ущерба

объектам ОПС связаны с оценкой величин приведенных масс выбросов и

сбросов загрязняющих веществ в результате реализации природоохранных

мероприятий и с учетом предполагаемого сокращения площадей

деградированных земель и использованием показателей удельного ущерба.

Основными мерами по предупреждению ущерба являются [17-19]:

– разработка альтернативных технологий с сокращением объемов

образования ПО или снижением класса их опасности;

- 243 -

– разработка способов, аппаратурно-технологических схем и

устройств для отвода подотвальных вод, станций по их очистке и

возврату в основное производство;

– размещения шламонакопителей и шлакоотвалов в выработанных

объемах карьеров с учетом общего планирования рельефа;

– вынос агропромышленных объектов из районов влияния

шламонакопителей.

Рис. 4. 17. Общий вид хвостохранилища

К мерам по ограничению ущерба ОПС относятся:

– утилизация ценных компонентов из отвалов, использование

нейтральных шламов и пустой породы как закладочного

материала;

– использование обезвоженных шламов для строительства

водоотводных сооружений, дорог в районе предприятия –

хозяина» шламов;

– расположение площадок под расширяющиеся шламонакопители с

учетом стоимости отводимых земель, объемов, рельефа местности,

розы ветров.

Размещение ОпО следует производить с предварительным снятием и

складированием плодородного слоя почвы на возвышенных сухих местах.

Особое внимание необходимо уделять раздельному складированию ОпО

по видам для формирования потенциальных техногенных месторождений

ценных компонентов, что упрощает процессы их последующей

утилизации. Меры по компенсации наносимого ущерба должны

увязываться с вложением финансовых и других средств.

Меры по ликвидации ущерба определяются характером отводимых

земель и свойствами шламов и включают:

– планирование рельефа с рекультивацией и использованием

территорий в рекреационных целях;

– консервацию токсичных шламов с обваловкой, захоронением и

использованием образующихся участков в хозяйственных целях;

- 244 -

– биологическую рекультивацию с учетом будущей пригодности

получаемых земель (засыпка песком, гипсование и др.);

– захоронение ОпО в специальных хранилищах, оборудованных под

размещение конкретных видов;

– утилизацию жидкой фазы шламов;

– рекультивацию сельскохозяйственных угодий в зоне влияния

шламонакопителя.

тратегическим направлением оздоровления экологической

обстановки остается разработка технологий, снижающих объемы или

исключающих образование ПО, одним из путей повышения качества

экологического состояния ОПС – разработка технологий их утилизации

[17-19]. По нашему мнению самым информативным показателем

реального загрязнения почв является не общее содержание токсичных

соединений, а изменение степени их подвижности по сравнению с

подвижностью, соответствующей природному равновесию.

Основными причинами сложившейся ситуации на Украине

являются:

– высокий удельный вес горно-металлургического и энергетического

комплексов с крупнотоннажными потоками сырья и отходов;

– недооценка долговременных технических, социально-

экономических и эколого-гигиенических последствий накопления

ОпО и ТО и нарушение экологических норм обращения с ними;

– несовершенство системы управления ПО на уровне предприятий,

регионов, государства, недостаточное внимание развитию

нормативно-правовой базы;

– неэффективность экономических механизмов стимулирования при

решении проблемы ОпО и недостаточность финансового

обеспечения мероприятий;

– неполнота информационно-аналитического обеспечения при

исследовании процессов образования и накопления ПО и ТО и их

воздействия на ОПС;

– неразвитость инфраструктуры системы сбора, утилизации,

обезвреживания и хранения ПО и ТО и специализированных

комплексов по их переработке;

– отсутствие научно-технической и производственной базы для

создания объектов, технических средств, практического опыта и

квалифицированных кадров для комплексного решения проблемы

обращения с ПО.

На территории Украины размещены огромные техногенные запасы

ценного металлсодержащего сырья, представляющие собой

крупнотоннажные отходы горнодобывающего комплекса, черной и

цветной металлургии, химической промышленности, энергетического

комплекса.

- 245 -

Эти месторождения могут обеспечить потребности промышленного

производства в таких дорогостоящих и дефицитных для Украины

элементах, как Zn, Pb, Fe, Sc и др. Отходы горнометаллургических

производств наносят значительный вред ОПС и здоровью человека в связи

с отводом земель под шламонакопители, которые занимают огромные

площади, загрязняют токсичными соединениями ТМ и другими

компонентами почву, водный и воздушный бассейны, повышают

себестоимость готовой продукции предприятий в результате значительных

затрат на транспортировку, размещение и хранение промышленных

отходов.

В работах [12, 13, 16-18] нами рассмотрены проблемы

предотвращения ущерба ОПС в районах размещения хранилищ твердых и

жидких отходов крупных промышленных предприятий, представляющих

собой в ряде случаев техногенные месторождения (ТеМ). Освоение

техногенного месторождения определяется не только экономической, но и

экологической целесообразностью. Затраты на предотвращение,

ограничение, компенсацию и ликвидацию ущерба объектам ОПС не

должны превышать определенной доли дохода, получаемого при

утилизации ценных компонентов данного техногенного месторождения.

Для разработки системного подхода к эколого-экономической

оценке освоения ТеМ необходимо осуществить ряд научно-

исследовательских и проектно-сметных работ, включающих:

– разработку новых, выбор современных технологий утилизации

ценных компонентов из объема ТеМ, включая стадии определения

запасов каждого из них (по видам, химическому составу,

агрегатному состоянию и др.);

– определение методов складирования, хранения, обезвреживания и

уничтожения собственных ПО;

– оценку исходного состояния объектов ОПС в районе размещения

ТеМ и предприятия по его разработке и последствий его

реализации;

– определение источников, типов, индикаторов воздействия

выбросов, сбросов, ПО предприятия на ОПС;

– эколого-экономическую (финансовую) оценку последствий

воздействия источников выбросов (по видам) на состояние ОПС в

районе размещения предприятия с оценкой потенциального,

предотвращенного и остаточного ущерба объектам ОПС;

– составление рекомендаций по природоохранным мерам для

создания предприятия по разработке техногенного месторождения.

При создании предприятия по утилизации ценных компонентов из

ШН или шлакоотвалов предприятий черной и цветной металлургии,

химической промышленности необходимо учитывать следующие

источники его воздействия на ОПС:

- 246 -

– установки, агрегаты, механизмы забора исходного сырья из

шламонакопителя (в зависимости от агрегатного состояния сырья),

– участки и механизмы складирования, хранения, подготовки и

дозировки компонентов сырья для текущей деятельности,

– участки, агрегаты, установки сушки сырья, приготовления и

складирования шихтовых смесей,

– агрегаты термической обработки шихты (спекание, обжиг,

прокалка, плавка и др.),

– участки гидрометаллургической обработки суспензий шихты

(

выщелачивание, гидролиз, экстракция, электролиз и др.),

– участки и агрегаты очистки, подготовки, дозировки и упаковки

готовой продукции,

– участки, установки и агрегаты собственного энергетического

хозяйства (котельные, компрессорные и т.д.),

– участки складирования, хранения, обезвреживания и захоронения

собственных отходов.

Одним из перспективных направлений утилизации породных

отвалов является изготовление из их массы строительных материалов По

составу строительные материалы из отходов горнодобывающего

комплекса делятся на 3 категории: стеновые, тротуарные и

антисейсмичные. Рекомендуемый в Англии состав прессуемой смеси для

стеновых материалов приведен на рис. 4.18.

Рис. 4.18. Состав прессуемой смеси для стеновых материалов

1 – 84% – основное сырье (например, отсевы известняка); 2 – 1% – пигмент (например,

красный); 3 – 7% – цемент марки портланд 300 (не менее); 4 – 8% – вода.

Рекомендуемый компонентный состав прессуемой смеси для

тротуарных материалов приведен на рис. 4.19.

Рекомендуемый компонентный состав прессуемой смеси для

антисейсмичных материалов приведен на рис. 4.20.

Для созревания сформированных под прессом материалов,

технология не нуждается ни в обжиговых печах, ни в камерах с

повышенным давлением водяного пара, требуется только складское

помещение на 3-5 сут. с нормальными климатическими условиями жилого

помещения (наиболее благоприятной является увлажнённая среда).

- 247 -

Рис. 4.19. Состав прессуемой смеси для тротуарных материалов.

1 – 64% – основное сырье (например, отсевы гальки); 2 – 20% – цемент марки портланд

300 (не менее); 3 – 15% – вода; 4 – 1% – пигмент (например, зеленый).

Рис. 4.20. Состав прессуемой смеси для антисейсмичных материалов

1 – 75% – основное сырье (например, отсевы известняка); 2 – 1% – пигмент (например,

красный); 3 – 12% – вода; 4 – 20% – цемент марки портланд 500 (не менее).

Через 3-5 сут. вновь сформированные материалы приобретают 50-

60%

своей прочности и могут отпускаться строителям. Полная прочность

достигается этими материалами на 28-29 сут. Дозревание материалов

реализуется в самой кладке.

ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 4

1. Бент О.И. Охрана окружающей среды. Экотехнологии и

ресурсосбережение. Научно-технический журнал. №5, 1998,

С. 48-51.

2. Данилишин Б.М., Дорогунцов С.И., Мищенко В.С. Природно-

ресурсний потенцiал сталого розвитку України. – К.: РВПСУ,

НАНУ, 1999. 716 с.

Касимов А.М., Семенов В.Т, Романовский А.А Промышленные

отходы. Проблемы и решения. Технологии и оборудование. – Х.:

ХНАГХ. 2007. 411 с.

4. Куруленко С.С. Бородай Г.И. Состояние обращения с отходами в

Донецкой области/ Научно-практический журнал «Регион:

проблемы и перспективы», 2002, С.20-23.

- 248 -

5. Цыганков В.Н., Антимонова Н.Г., Пустовойтова С.Ю. Оценка

техногенно-экологической опасности накопителей промотходов,

размещенных на побережье Азовского моря//Сб. научн. тр. XIII

междунар. научно-технич. конф. «Экология и здоровье человека.

Охрана водного бассейнов. Утилизация отходов». Том 1. – Х.:

УкрВОДГЕО. 2005. С. 157-163.

Касимов А.М., Романовский А.А. Мероприятия по снижению

степени отрицательного воздействия на окружающую среду

шламонакопителей промышленных предприятий//Вісник міжнар.

словянського університету. –Х.: Сер.”Технічні науки”. Т.УП,

2004,

№1, С.37-40.

7. Атабекян Т.В., Еременко Г.К. Формы нахождения токсичных

металлов в загрязненных почвах Донецко-Макеевской и

промышленно-городской агломерации//Экологические аспекты

загрязнения окружающей среды. Тез. докл. Международн. научн-

практ. конфер. Ч.2. – К.:, С.24-25.

Касимов А.М., Романовский А.А. Изучение основных свойств

экологически опасных отвалов металлургических

заводов//Вестник НТУ «ХПИ». 2004. №47, С. 9-13.

Касимов А.М., Романовский А.А. Пути сокращения ущерба

окружающей среде при размещении шламонакопителей

промышленных предприятий//Зб.наук. пр. „Проблеми охорони

навколишнього середовища та єкологічної безпеки”. – Х.: Факт,

2004,

С.237-244.

10. Касимов А.М., Джафаров В.Ю., Носова А. В. Воздействие

накопителей промышленных отходов на окружающую

среду//Людiна i довкiлля. Проблеми неоекологii. Вип. 5. 2004,

С. 64-67.

11.

Тетянчук Н.С. Перспектива развития минерально-сырьевой базы

редких и редкоземельных металлов Донецкой области//Редкие

металлы Украины – взгляд в будущее. – К.: ИГН НАНУ, 2001,

С. 92-93.

12.

Горовой А.Ф., Горовая Н.А. Твердые промышленные отходы

Донбасса – нетрадиционный источник минерального

сырья//Тез.докл. II Междунар. конфер. „Сотрудничество для

решения проблемы отходов”.-Х.: ИД „ИНЖЭК”, 2005, С.142-146.

13.

Касимов А.М. Эколого-экономическая оценка освоения

техногенного месторождения ценных компонентов//Экология и

здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов.

Утилизация отходов. – Х.: УкрГНТЦ «Энергосталь». 2002.,

С. 507-511.

14.

Касимов А.М., Александров А.Н Эколого-экономическая оценка

эффективности освоения техногенного месторождения ценных

- 249 -

элементов//Тр. Х Междунар. научно-технич. конфер. «Экология и

здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов.

Утилизация отходов». – Щелкино, АР Крым, 2002, С. 507-510.

15.

Касимов А.М., Леонова О.Е. Терриконы и шламонакопители

промышленных отходов предприятий Украины – сырьевая база

редких и рассеяных металлов//Зб.наук.статей. «Екологична

безпека: проблеми ш шляхи виришення. Міжнар. науково-

практична конфер. Алушта, АР Крим. Том П. – Х.: УкрНДИЕП,

2005,

С. 35-42.

16.

Касимов А.М., Леонова О.Е., Коваленко А.М. Перспективы

развития минерально-сырьевой базы редких и рассеянных

элементов на основе отходов горнометаллургического

комплекса.//Сб. научн. ст. Международн. научно-практич. конфер.

Обращение с отходами – проблемы и решения ХХ1 века». –

Одесса: «Экспоцентр-Одесса», 2005. С. 112-119.

17.

Касимов А.М. Отходы горнометаллургического комплекса –

потенциальная сырьевая база развития производства редких и

тяжелых металлов. Восточно-Европейский журнал передовых

технологий, №4/2(16), 2005, С. 147-150.

18.

Россман Г.И., Петрова Н.В., Самсонов Б.Г. Экологическая оценка

рудных месторождений. – М.: РАН. 2000. 338 с.

19.

Касимов А.М., Леонова О.Е., Носова А.В. Роль породных отвалов

в формировании экологической ситуации в г. Ровеньки Луганской

области//Зб. наук.статей. «Екологична безпека: проблеми i шляхи

виришення. Міжнар. науково-практ. конфер. Алушта, АР Крим.

Том 11. – Х.: УкрНДИЕП, 2007, С. 35-39.

20.

Коршунов Б.Г., Резник А.М., Семенов С.А. Скандий. М:

Металлургия, 1987. – 183 с.

21.

Комиссарова Л.Н., Шацкин В.М., Гурен Г.Ф. Выделение скандия

из золы каменного угля//Изв. вузов. Цв.металлургия, №4, 1969,

С. 90-91.

22. Lash L.D., Ross J.R. Scandium recovery from uranium

solutions//Jornal of Metals. 1971,

№8, vol.13, p.555-566.

23.

Касимов А.М. Управление промышленными отходами. Учебное

пособие. Кн.2. Технологии обезвреживания и утилизации

промышленных отходов. – Х.: РИП «Оригинал», 2000. 318 с.

24.

Касимов А.М, Леонова О.Е. Терриконы и шламонакопители

промышленных отходов предприятий Украины – минерально-

сырьевая база редких и рассеянных металлов//Зб. наук. ст.

Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення. Міжнар. наук.-

практ. Конференція м. Алушта, АР Крим. Т.2, – Х.:, УкрНДІЕП,

2005,

С. 35-41.

- 250 -

РАЗДЕЛ 5

ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭНЕРГЕТИКА. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ

ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ, УТИЛИЗАЦИИ И

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ

В мировом масштабе более 80% тепловой и электрической энергии

получают путем сжигания органического топлива и превращения его

химической энергии в тепловую и электрическую. При этом более 80%

всех видов загрязнений биосферы обусловлены собственно

энергетическими процессами. В результате интенсивного использования

невозобновимых ископаемых энергоресурсов их количество значительно

уменьшилось. В структуре использования ископаемых энергоресурсов

около 45% составляет нефть, 18% – природный газ, 37% – уголь.

Мировое потребление топлива иллюстрируется данными табл. 5.1 и

5.2.

Структура использования ископаемого топлива в ряде стран приведена

в табл. 5.3, в табл. 5.4 – данные об использовании органического топлива

на предприятиях промышленной энергетики Украины [1].

Таблица 5.1

Мировые энергоресурсы

Источники энергии

Ресурсы,

ЭДж*

Невозобновляемые:

Ядерное топливо

Химическая энергия органического топлива

1,97*10

5,21*10

Неисчерпаемые:

Термоядерная энергия синтеза

Геотермальная энергия

3,6*10

2,9*10

Возобновляемые:

Солнечная энергия, достигающая Земли и превращающаяся в тепловую

Энергия морских приливов

Ветровая энергия

Энергия рек

Биоэнергия лесов

2,4*10

2,5*10

6,1*10

1,2*10

1,5*10

*ЭДж – эксаДжоуль (10

Дж)

Таблица 5.2

Мировое потребление топлива

Показатель/годы 1900 1950 1975 1990 2000

Суммарное энергопотребление, млн. т у. т.

0,95 2,86 8,6 17,0 30,0

Население Земли, млрд. чел. 1,62 2,5 3,8 4,6 6,0

Энергозатраты, т. у. т/чел.

год 0,59 1,16 2,32 3,7 5,0