Касимов А.М. и др. Современные проблемы и решения в системе управления опасными отходами
Подождите немного. Документ загружается.
- 151 -
Концентрации
Доли общего объема
а)
Концентрации
Доли общего объема
б)
Концентрации
Доли общего объема
в)
Рис. 2.12. Выбросы, концентрация и объем выпадений Б[a]П
на территории Украины:
а) выбросы мкг/м
2
* год; б) концентрация в воздухе, пг/м
3
;
в) объем выпадений, г/км
2
* год.
- 152 -
Рис. 2.13. Административно-территориальное размещение
трансформаторов, содержащих ПХД, шт/кг по данным
инвентаризации 2006 г.
Рис. 2.14. Административно-территориальное размещение конденсаторов,
содержащих ПХД, шт/кг ПХД
Термическая переработка отходов в герметичных термолизных печах
без доступа кислорода имеет перед прямым сжиганием существенное
преимущество: при таком процессе диоксинов образуется на несколько
порядков меньше. Хотя диоксины все же будут возникать в процессе
- 153 -
термолиза ПО в широком интервале температур, максимум их образования
будет совпадать с периодом наибольшего выхода летучих, имеющих
температуру 650-750°С.
Рис. 2.15. Административно-территориальное размещение синтетических
растворов, содержащих ПХД, кг ПХД
Поэтому остаточное содержание диоксинов и диоксинобразующих
веществ в твердом остатке термолиза – твердом термолизном топливе – в
конце стадии термолиза при 900-1000°С будет минимальным. Эти
вещества будут полностью разрушены на следующей стадии – при
сжигании топлива в топке с кипящим слоем.
В ДонНТУ разработан процесс комплексной переработки ОпО на
основе термической деструкции и синтеза органического вещества в
термолизных печах с получением полезных химических продуктов и
энергии.
С учетом изложенных выше особенностей образования диоксинов и
сведений об их физико-химических свойствах можно определить реальные
возможности снижения диоксиновой опасности технологий термической
переработки органических промышленно-бытовых отходов:
– уменьшение в исходном сырье доли С1- Вг-содержащих
материалов и катализаторов, способствующих образованию
диоксинов (например, соединений меди); целесообразно
перерабатывать эти материалы отдельно;
– минимизация объемов образования золы и дымовых газов;
– обеспечение при сжигании органических веществ полного их
сгорания и применение дожигания отходящих газов;
- 154 -
– управление процессом переработки сырья с нагревом получаемых
продуктов, содержащих диоксины, выше 1250°С с выдержкой
более 2 с;
– предотвращение повторного синтеза диоксинов при охлаждении
дымового газа или летучих продуктов термической переработки;
– обеспечение герметичности агрегатов в течение всего процесса
переработки;
– улавливание летучих соединений в замкнутом цикле химической
очистки.
Наличие окислительной среды при коэффициенте избытка воздуха
более 1,05-1,2 обеспечивает лучшее сгорание и меньшее образование
диоксиноподобных веществ. Принципиальное для данной технологии
разделение теплоносителя и перерабатываемой массы приводит к
минимальному образованию летучих веществ, содержащих диоксины.
При этом летучие компоненты, образующиеся при термолизе,
значительно меньше загрязнены летучей золой, чем при сжигании,
поскольку процесс ведется с уплотнением сырья.
Это обеспечивается прессованием рыхлой массы ПО и слоевым
спеканием перерабатываемой массы, что практически полностью
исключает образование пылевидных фракций в газовых продуктах.
Конструкция блока термолизных агрегатов позволяет при незначительных
затратах нагревать летучие, поступающие из всех камер наклонных
термолизных печей, до 1200-1300°С.
Мировой опыт и работы, выполненные в бывшем Министерстве
электротехнической промышленности СССР показывают, что наилучшей
альтернативой ПХБ – диэлектрикам является пожаробезопасная
силиконовая (кремнийорганическая) жидкость.
Для РФ, как и для США и Канады, проблема СОЗ и, в частности,
такого органического соединения как ПХБ особенно актуальна. Именно
эти страны используют большой протяженности электрические сети
высокого напряжения, в которых применяются мощные трансформаторы с
наполнением из полихлорбифинила.
Оценка технологий обезвреживания СОЗ по критериям:
использование материалов, эксплуатационный процесс (материалы,
электроэнергия), эффективность, выбросы, сбросы, конечный продукт,
анализ жизненного цикла, затраты средств свидетельствуют, что все они
имеют технологические недостатки, требуют значительных объемов
финансирования, что ограничивает их использование на территории
Украины.
Сущность процесса, заложенного в основу конструкции одной из
установок, базируется на термохимическом методе преобразования
сложных химических веществ и их смесей при высоких температурах, т.е.
Т=2500-3500°С, в высокоскоростном движущемся потоке. При таких
- 155 -
условиях химические вещества быстро распадаются, происходит их
"
атомизация", за которой следует окисление и связывание до безопасных
побочных продуктов (рис. 2.16).
Рис. 2.16. Технологическая схема обезвреживания СОЗ
Термический режим установки занимает промежуточное положение
между обычным сжиганием или пиролизом при температурах 1200-1700°С
и плазменным обезвреживанием ТО при температуре 5000-10000°С. В то
же время процессы образования горючей смеси и перемешивания
продуктов сгорания в установке значительно отличаются от традиционных
процессов, которые проходят по условной схеме «горение в объеме».
Основное отличие состоит в том, что все физико-химические процессы
обезвреживания ТО протекают в высокотемпературном газовом потоке,
движущемся со сверхзвуковыми и близкими к звуковым скоростями
(M>0,8).
Высокая энергонасыщенность и теплонапряженность реакционной
камеры обеспечивает полноту физико-химических превращений и
перемешивания продуктов реакции с последующим быстрым охлаждением
(«
замораживанием»), что практически исключает возможность
образования вторичных токсичных химических соединений (диоксины и
фураны).
Газодинамический тракт установки представляет собой
последовательную цепь агрегатов: газогенератор, реакционная камера,
камера дожигания, нейтрализатор и блок мокрой очистки.
Высокотемпературные процессы, определяющие качество обезвреживания
высокотоксичных веществ, осуществляются в первых трех звеньях
газодинамического тракта. Ввод компонентов (кислород-керосин-
обезвреживаемое вещество-воздух) осуществляется при строгой
регулировке параметров, что обеспечивает степень перемешивания вплоть
до молекулярного уровня и необходимые условия для полного протекания
реакций термохимического разложения и доокисления.
После камеры дожигания продукты реакции поступают в блок
нейтрализации и очистки. На входе в нейтрализатор установлен ряд
форсунок, через которые в поток продуктов сгорания подается щелочной
раствор для связывания кислых компонентов, которое происходит в
нейтрализаторе и завершается в блоке мокрой очистки. При
производительности установки до 1 т/ч обезвреживаемого вещества
габариты технологического модуля составляют 4,5×2,0×1,5 м. Схема
потоков через установку при утилизации совтола приведена на рис. 2.17.
- 156 -
Рис. 2.17. Принципиальная схема установки
Компания ООО «ЭЛФА» (Российская Федерация) создана в 1991 г. с
целью осуществления научно-исследовательских и опытно-
конструкторских разработок в области охраны ОПС. Базовой основой в
работе компании явились высокие достижения Российской ракетно-
космической техники, опираясь на которые была разработана
принципиально новая технология и установка на базе ракетного двигателя
для обезвреживания ОпО.
Работы по созданию и использованию новой технологии
осуществляются в сотрудничестве с Центральным научно-
исследовательским институтом машиностроения (ЦНИИМАШ, г. Королев,
Московской обл.) и др. российскими предприятиями. Технология и
установка защищены патентом РФ №2005519 от 15.01.94 г. на «Способ
термохимического обезвреживания высокотоксичных веществ и
устройство для его осуществления».
Первый экземпляр промышленной установки запущен на
металлургическом комбинате «Северсталь» (г. Череповец) в 1998 г. с
соблюдением необходимых нормативно-правовых, инструктивно-
методических и нормативно-технических документов. На этом объекте
осуществляется обезвреживание наиболее распространенного
супертоксиканта – совтола-10. Эффективность разложения и удаления
ПХБ составляет величину не ниже 99,9999%, что соответствует высшим
мировым достижениям техники обезвреживания хлорорганических
веществ, в том числе ПХБ.
Благодаря освоению этой технологии, в 2003 г. утилизировало 120 т
совтола и выведено из эксплуатации 43 единицы морально устаревшего
оборудования. Стоимость переработки 1 т совтола в условиях комбината
«
Северсталь» составляет $1,5 тыс., а в США и Канаде – $4 тыс. По
результатам измерений, подтвержденная полнота сгорания совтола
составляет 99,9999%, что соответствует достижениям мирового уровня.
Для опорожнения трансформаторови полной ликвидации ПХБ "НПО
Петрохимтехнология" заключило с комбинатом «Северсталь» договор. В
рамках договора разработана технология очистки трансформаторов.
Согласно технологии проектируется промышленная установка.
Разработана программа дальнейшей утилизации совтолсодержащего
оборудования, которую планируется реализовать до конца текущего
- 157 -
десятилетия. В целом по РФ замена оборудования с токсичными
диэлектриками планируется к 2025 г., полная ликвидация ПХБ – к 2028 г.
В РФ на Новолипецком металлургическом комбинате (НЛМК)
продолжается уничтожение супертоксикантов – совтола и совола.
Разработанная специалистами НЛМК и НПП «Экоспектр» технология по
безопасному обезвреживанию совола и совтола является ноу-хау, не имеет
аналогов и позволяет без ущерба для ОПС уничтожать 99,99995% ОпО.
Основным отличием метода является то, что процесс происходит в
фурменной зоне доменной печи, что позволяет внедрить его и на других
металлургических комбинатах. Ежегодные затраты НЛМК на уничтожение
супертоксикантов составляют около 2,7 млн. руб.
Организация НПК «СОФЭКС» (РФ) предлагает для использования в
пожаробезопасных трансформаторах экологически безопасный жидкий
диэлектрик «Софэксил ТСЖ». Это полидиметилсилоксановая
(
кремнийорганическая) жидкость, которая относится к классу
пожаробезопасных трансформаторных жидкостей с температурой
вспышки более 300°C.
Трансформаторная жидкость «Софэксил ТСЖ» не классифицируется
как опасная для ОПС и не включена в списки опасных и токсических
материалов. Она может быть использована:
– для разработки новых пожаро- и экологически безопасных
трансформаторов с жидким силиконовым диэлектриком;
– для заполнения трансформаторов ранее заполненных минеральным
маслом;
– для заполнения трансформаторов ранее заполненных совтолом.
Это позволяет понизить уровень совтола до допустимых значений и
перевести трансформаторы в класс не зараженных ПХБ.
ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 2
1. Гончарук Е.И. Гигиеническое нормирование химических веществ
в почве, как средство для предотвращения загрязнения
ландшафтов//Химия в сельском хозяйстве. 1981. №10, С. 19-21.
2.
Шелюк М.Я. ПДК Mn и V в почвах Юго-Восточной
Украины//Химия в сельском хозяйстве. 1982. №3, С. 25-26.
3.
ГОСТ 17.4.1.02.-83. Почва. Охрана природы. Классификация
веществ для контроля загрязнения.- М.: Госкомстандарт. 1983.
4.
Зырин Н.Г., Каплунова Е.В., Сердюкова А. В. Нормирование
содержания тяжелых металлов в системе почва-растение//Химия в
сельском хозяйстве. 1985. №2, С. 17-21.
5. Ильин В.В. Определение допустимых концентраций тяжелых
металлов в почвах//Химия в сельском хозяйстве. 1982. №3, С. 5-7.
- 158 -
6. Лунев М.И., Спыну Е.И., Моложанова Е.Г. Нормативы
допустимого содержания токсикантов в почве//Химия в сельском
хозяйстве. 1985. №2, С.18.
7.
Временные гигиенические нормативы содержания некоторых
химических веществ в пищевых продуктах. – М., 1982, С. 6.
8. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения
почвы химическими веществами. – М.: 1987, С. 25.
9.
Оценка степени загрязнения почв химическими веществами
(
тяжелые металлы и пестициды), – М.: 1992, С. 25.
10.
Предельно допустимые концентрации химических веществ в
почве (ПДК).- М.: 1985, С. 17.
11. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК)
химических веществ в почве. – М.: Минздрав СССР. 1991, С.17.
12.
Мудрецов Л.Ф. Проблемы экономической оценки
землересурсного потенциала//Совершенствование методов
управления. – М.: ЦЭМИ.1986, С. 256 – 257.
13.
Глазовская М.А. Почвенно-геохимическое районирование
нечерноземной зоны для целей охраны почы от
загрязнения//Вопросы географии. №108. 1978,.С. 127 – 129.
14.
Воробьева Л.А. О химической характеристике почвы//Научные
докл. Высшей школы. Биологические науки.- М.: 1989. №3, С. 11-
20.
15.
Гапонюк О.И. О мониторинге состояния почв при
эагрязнении//Химия в сельском хозяйстве. 1987, №4, С. 17-18.
16. Соколов М.С., Стрекозив Б.П. Последовательность и некоторые
принципы нормирования пестицидов в почве//Химия в сельском
хозяйстве. 1975. №5. С. 63-66.
17.
Отчет ВНИИМЗ. Гос. peг. номер 0184.007.4.357.— Калинин, 1984,
С. 129.
18.
Временная типовая методика оценки экономического ущерба,
причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей
среды, и определения эффективности природоохранных
мероприятий.- М.: ЦЭМИ АН СССР, 1987, С. 97.
19.
Балацкий О.Ф., Мельник Л.Г. Оценка отрицательного воздействия
промышленных загрязнений на сельскохозяйственное
производство//Вестник сельскохозяйственных наук. 1986. №11, С.
26-33.
20.
Балацкий О.Ф., Дегтяренко А.Г. Актуальные вопросы экономики
природопользования: Теоретические и практические аспекты.-
Сумы, 1990.
21.
Рыбалов А. Л. Экологические аспекты землересурсного
потенциала страны и методические принципы оценки
- 159 -
экономического ущерба от техногенных нагрузок на почву//- Х.:
НТИДОР 1989.
22.
Балацкий О.Ф. и др. Эколого-экономические проблемы
сельскохозяйственного производства. – К.: Урожай, 1992.
23.
Устименко В.A., Таpxoв П.В. Практические вопросы оценки
негативных последствий загрязнения атмосферы статистическими
методами//Актуальные вопросы экономики природопользования:
теоретические и практические аспекты. – Сумы, 1990, С. 120-132.
24.
Отчет НИИ ОКГ АМН. Гос. номер peгистр: 0182.306.5821.- М.:
1985.
25.
СОЗ: в опасности наше будущее. П/ред. О.Сперанской.-М.:
«Экосогласие», 2003.
26.
СОЗ: Шляхи вирішення проблеми стійких органічних
забруднювачів в Україні. Проект №РО/3100-97-58-2203, Підрозділ
ЮНЕП з хімічних речовин (UNEP Chemicals).
27.
Касимов А.М., Полищук О.М. Современные проблемы обращения
с непригодными пестицидами и агрохимикатами//Проблеми
охорони НПС та екологічної безпеки: Зб. наук. пр. УкрНДІЕП.-Х.:
Факт. 2004.
28.
Касимов А.М., Носова А.В., Александров А.Н. Возможные пути
решения проблемы непригодных и запрещенных к применению
агрохимикатов: тактика и стратегия.//Тез. докл. Конфер. с
междунар. участием «Сотрудничество для решения проблемы
отходов». – Х.: 2004, С. 229-231.
29. Касимов А.М., Леонова О.Е., Полещук О.С. Современные
проблемы обращения с непригодными пестицидами и
агрохимикатами//Проблеми охорони навколишнього природного
середовища та техногенної безпеки: Зб. наук. пр./УкрНДІЕП. – Х:
„
Факт”. 2004, С. 193-200.
30.
Касимов А.М., Сталінський Д.В., Варнавська І.В. Сучасні
проблеми поводження з непридатними пестицидами і
агрохимікатами//Тез. докл. ХУ междунар. научно-практ. Конфер.
«
Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного
бассейнов. Утилизация отходов». Т. П. –Х.: УГНТЦ Энергосталь.
2007,
С. 421-426.
31.
Касимов А.М., Варнавская И.В. Современные проблемы Украины
при обращении с непригодными и запрещенными к применению
средствами защиты растений// Зб.наук.ст. «Екологична безпека:
проблеми, шляхи виришення. Міжнар. науково-практ. Конфер.
Том 11. –Х.: УкрНДИЕП, 2007, С. 40-44.
32.
Касимов А.М., Полещук О.С., Коваленко А.М. Проблема СОЗ на
Украине и международное сотрудничество. Восточно-
- 160 -
Европейский журнал передовых технологий, №3/1(15), 2005,
С. 65-69
33.
Касимов А.М., Семенов В.Т., Александров А.Н. и др. Твердые
бытовые отходы. Проблемы и решення. Технологии и
оборудование. – Х: ХНАГХ. 2006. 308 с.
34. Белан С.Р., Грапов А.Ф. Новые пестициды. – М.: ВНИИХСЗР,
2001. 196
с.
35.
ГОСТ 12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и
общие требования безопасности.
36.
Краткая токсикологическая характеристика ХСЗР. – М.:
Госхимкомиссия.1966. 91 с.
37. Никитин Ю.А. Пожарная опасность пестицидов. – М.:
Росагропромиздат, 1988. 125 с.
38.
Справочник по пестицидам. Под ред. А.В.Павлова. – К: Урожай,
1986. 432
с.
39.
Химические средства защиты растений, М.:
Госкомсельхозтехника, 1979. 432 с.
40.
Мельник Н.Н., Новожилов К.В. Справочник по пестицидам. – М.:
Химия, 1985. 352 с.
41.
Правила приема, хранения и отпуска пестицидов на складах
объединений «Сельхозхимия». М.: Агропромиздат, 1985. 16 с.
42.
Медведь Л.И. Справочник по пестицидам. Киев: Урожай, 1974.
448
с.
43.
Мельников Н.Н., Новожилов К.В., Белан С.Р., Пылова Т.Н.
Справочник по пестицидам. – М.: Химия, 1985. 352 с.
44.
Мельников Н.Н., Новожилов К.В., Белан С.Р. Пестициды и
регуляторы роста растений. Справочник. – М.: Химия, 1995. 576 с.
45.
Минеральные удобрения и химические средства защиты
растений. Государственные стандарты СССР. – М.: Изд-во
стандартов 1971. 463 с.
46.
Мартыненко В.И., Промоненков В.К., Куруленко С.С. и др.
Пестициды: Справочник. – М.: Агропромиздат 1992. 368 с.
47.
Химические средства защиты растений. – М.:
Госкомсельхозтехника, 1979, 432 с.
48.
Шамшурин А.А., Кример М.З. Физико-химические свойства
пестицидов. Справочник. – М.: Химия, 1976. 328 с.
49.
ГОСТ 14189 –81. Пестициды. Правила приемки, отбора проб,
упаковки, маркировки, транспортирования и хранения.
50.
ГОСТ 19433-88. Грузы опасные. Классификация и маркировка.
51.
Калинин В.А. Классификация пестицидов. Защита и карантин
растений. 2001, №3, С. 45-47.
52.
СОЗ і Стокгольмська конвенція. Харківська міська екологічна
громадська організація «МАМА-86». Харків, 2004.