Повышение эффективности системы управления отходами на примере ОАО «Каустик»

За основу при проектировании принято рацпредложение № 2/99 «Обезвреживание использованных люминесцентных ламп с целью снижения загрязнения ртутью окружающей среды». В настоящее время установка загружена на 65%.(рис. 13, 14).

Рис. 13. Прием ламп на обезвреживание предприятием в 2010 г.

 (составлен автором)

Следует отметить, что в структуре перерабатываемых ртутных ламп доля ламп, принимаемых от населения ничтожно мала. Это объясняется тем, что на данный момент данная категория пользователей просто не имеет возможности сдать ртутьсодержащие отходы, так как в населенном пункте фактически отсутствуют пункты приема ртутьсодержащих отходов. В настоящее время, из-за отсутствия централизованной сети сбора и переработки, плохой информированности и безответственности граждан, отработанные лампы выбрасываются вместе с обычным мусором с последующим размещением на полигонах твердых бытовых отходов, что недопустимо. Так, неправильное обращение с ртутьсодержащими отходами, является нарушением ст. 51 Закона РФ №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [64] от 10.01.2002г. и образует состав административного правонарушения, ответственность за которое предусмотрено ст.8.2.КоАП РФ и влечет наложение административного штрафа на граждан от 1 до 2 тыс. рублей, на должностных лиц от 10 до 30 тыс. рублей, на лиц осуществляющих предпринимательскую деятельность без образования юридического лица от 30 до 50 тыс. рублей, или приостановление деятельности на срок до 90 суток, на юридические лица от 100 до 200 тыс. рублей или административное приостановление деятельности.

Рис. 14. Распределение полученных на переработку ртутных ламп

по собственникам (составлен автором)

Совещание по вопросам загрязнения окружающей среды ртутью состоялось 30 сентября 2010 года в Волгограде. В нем приняли участие представители Облкомприроды, городского департамента по охране окружающей среды, комитета муниципального заказа, Росприроднадзора, Роспотребнадзора, службы спасения, администрации Волжского, предприятий, осуществляющих деятельность в области обращения с ртутьсодержащими отходами (ОАО «Каустик», ИП Евсеенко А.А., ООО «Бам-Актив-Эко» и ООО НПЭК «Эко-Каскад») и общественных организаций.

Участники совещания высказали свое мнение о сдерживающих факторах в развитии полноценной системы сбора ртутьсодержащих отходов не только от предприятий, а в первую очередь от населения Волгоградской области. Обращением с ртутьсодержащими отходами должны заниматься лица, прошедшие соответствующее обучение и имеющие лицензию на осуществление данного вида деятельности. Таким образом, организацию сбора ртутьсодержащих ламп от населения следует организовать через соответствующие управляющие компании, которые в свою очередь будут заключать договора с перерабатывающими предприятиями.

ОАО «Каустик» может развивать деятельность в направлении переработки ртутьсодержащих ламп путем организации пункта приема, предоставление транспорта для сбора отработанных ламп, заключение договоров по обслуживанию абонентов. Предприятие обладает достаточными преимуществами по сравнению с мелкими и средними фирмами, занимающимися переработкой ртутьсодержащих отходов, что может выражаться в установлении привлекательной для потребителей цены.

Еще одним направлением экологической деятельности ОАО «Каустик» является захоронение отходов производства на специализированном полигоне секции № 2 пруда-накопителя.  Согласно действующему законодательству при размещении посторонних промышленных отходов на полигоне, они переходят в собственность ОАО «Каустик», что порождает дополнительные сложности для предприятия. В этом случае цена за размещение отходов складывается исходя из затрат на услуги по захоронению отходов и внесение платежей за их размещение. В тоже время в специальном договоре с посторонними организациями может оговариваться пункт, согласно которому передаваемые отходы остаются собственностью производящей их организации. В этом случае цена на захоронение отхода устанавливается исходя из класса его опасности и степени приближенности  к предприятию. Применим также и обратный подход, согласно которому образующиеся на постороннем предприятии отходы по договору являются собственностью ОАО «Каустик». В этом случае данному предприятию не требуется оформлять разрешительную документацию на обращение с полученными отходами, а деятельностью по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов занимается ОАО «Каустик». Таким образом, предприятие в силу своей специфики  имеет значительный потенциал в области переработки отходов, очистки сточных вод, захоронения отходов. Развитие деятельности организации в этой сфере даст дополнительные преимущества и доходы, которые могут быть направлены на выполнение природоохранных мероприятий и защиту окружающей среды.

3. Модернизация основного производства и переход на новые технологии

Одним из негативных моментов в деятельности ОАО «Каустик» является сильная изношенность его основных средств. Несмотря на то, что в целом по отрасли коэффициент изношенности находится на приемлемом уровне (62%), его значение очень велико. Помимо этого в практике предприятия используются устаревшие технологии производства химической продукции.

При производстве хлора и каустической соды на ОАО «Каустик» используются диафрагменный и ртутный методы. Рассмотрим их сущность. В первом случае пористая диафрагма разделяет ячейку, которая содержит рассол в анодной и катодной части. При пропускании тока через рассол, ионы хлора и натрия направляются к электродам. Газообразный хлор образуется на аноде, в то время как ионы натрия взаимодействуют с водой, образуя щелочь. При этом в растворе щелочи остается некоторое количество соли, которое можно удалить в последующих стадиях [69].

В ртутном процессе ртуть, текущая по дну ячейки, служит катодом. Когда электрический ток проходит через рассол, хлор образуется на аноде, а натрий растворяется в ртути, образуя амальгаму. Далее амальгама попадает в емкость разделения, там она распадается на натрий и ртуть. Натрий реагирует с водой в емкости, образуя чистейшую щелочь, в то время как ртуть возвращается в электролизную ячейку. Перспективным с точки зрения использования в производстве является мембранный метод. В мембранном процессе анодная и катодная части разделены мембраной. Рассол прокачивается через анодную часть, при этом только ионы натрия могут пройти сквозь мембрану в катодную часть, которая содержит чистую воду. Благодаря этому получаемая щелочь содержит мало соли. Возможно прокачивание рассола через обе части ячейки. Тогда ионы натрия будут проходить через мембрану в направлении катода, образуя в катодной части щелочь, а ионы хлора – в направлении анода, образуя в анодной части газообразный хлор [77].

Рис. 15. Схемы основных методов хлорно-щелочного электролиза [77]

Такая схема проще, поскольку не требует подачи чистой воды. Из трех рассмотренных процессов предпочтительнее использовать мембранный, поскольку в дополнение к уже описанным достоинствам этого процесса мембранный электролиз потребляет меньше электроэнергии в пересчете на тонну произведенного хлора.

Ртутное производство является экологически опасным из-за загрязнения окружающей среды ртутью. Следует отметить, что потери ртути напрямую связаны со сверхнормативным сроком работы оборудования. Кроме того, в 80-х годах ртутный метод был признан бесперспективным – производства работают с повышенными расходными коэффициентами по ртути. Страны ЕС на технологию получения хлора без использования ртути перейдут до 2025 года, а пока предприятиям предписано снизить эмиссию ртути в окружающую среду до 1 г на тонну производимого хлора. В странах ЕС диафрагменный метод производства признан бесперспективным по экологическим и экономическим показателям [73, 81]. В ближайшее время альтернативы мембранному методу производства хлора нет. Этот способ является не только экологически безопасным, но и имеет более высокие технико-экономические показатели, в том числе и по расходу электроэнергии. Однако производство хлора по мембранному методу требует значительных капитальных вложений. Поскольку отечественного оборудования нет, приходится ориентироваться только на импортное. Затраты на модернизацию производств хлора с использованием мембранных технологий, даже при сохранении ряда технологических стадий, превышают 50 млн. евро [66].

С целью выбора наиболее прогрессивного, экологичного и экономически выгодного метода получения хлора и каустической соды нами приведены краткие характеристики трех технологических вариантов: мембранный, диафрагменный и ртутный. Даны прогнозные оценки воздействий на окружающую среду (выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, водопотребление и водоотведение, отходы производства).

При получении хлора и каустической соды ртутным методом в настоящее время ОАО «Каустик» в атмосферу в процессе производства выделяется ртуть металлическая в количестве 0,11 т/год, водород хлористый 0,69 т/год, хлор 0,396 т/год, сода кальцинированная 0,209 т/год.

При применении мембранного способа получения хлора и каустической соды постоянные выбросы загрязняющих веществ будут осуществляться только от установки синтеза соляной кислоты. Выбросы будут представлены хлором 0,003 т/год и хлористым водородом 0,001 т/год. От установки абсорбции абгазного хлора предполагаются только аварийные выбросы хлора на санитарные колонны. С учетом таких выбросов около 3 часов в год в атмосферный воздух будет поступать 0,00002 т/год хлора при эффективности очистки 99,99%.

При диафрагменном методе постоянно действующими источниками выбросов загрязняющих веществ являются: установка электролиза, вентсистемы корпуса электролиза и цеха очистки рассола. От установки электролиза выбросы осуществляются через санитарные колонны. Загрязняющим веществом является хлор. Выброс хлора в атмосферу составляет 0,058 т/год.

Из приведенных параметров выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух очевидно, что при реализации планируемой конверсии производства хлора и каустической соды ртутным методом на мембранную технологию будут исключены выбросы в атмосферный воздух ртути металлической и соды кальцинированной (в связи с применением при очистке рассола уже готового раствора). Выбросы хлора будут сокращены на 0,393 т/год, выбросы хлористого водорода – на 0,69 т/год. Выбросы хлора при мембранном методе меньше, чем при диафрагменном.

На предприятии при использовании метода ртутного электролиза образуется 1874,35 м3/сут. производственных сточных вод, из которых ртутьсодержащих сточных вод, направляемых на локальную очистку, – 435,3 м3/сут.

При внедрении мембранного метода получения хлора и каустической соды водопотребление (свежая вода) составит 183 м3/сут. водоотведение (на очистные сооружения) составит 27 м3/сут., данные стоки будут загрязнены H2SO4 и NaOH. Основной объем стоков – 79568 м3/сут. будет направляться в оборотную систему водоснабжения, треть стоков (237 м3/сут.) вместе с анолитом будет направляться в скважины рассолопромысла.

Объемы водопотребления при производстве хлора и каустической соды диафрагменным методом ориентировочно составляют 1560 м3/сут. Сточные воды состоят из постоянных стоков в объеме 288 м3/сут., загрязненных NaCl и NaOH , разовых стоков по 10 м3 раствора 0,5 г/л уротропина 4 раза в год, периодических стоков от промывки оборудования до 5 м3/сут. (4 раза в год), загрязненных NaCl, периодических стоков от смыва полов и ливневых стоков с открытых площадок, загрязненных NaCl с рН 8-10.

Таким образом, наиболее приемлемым в плане рационального водопотребления и водоотведения является мембранный метод.

Общий объем образующихся от ртутного производства отходов составляет 4702,2 т/год. Из них ртутьсодержащих отходов, которые направляются на термическую регенерацию, – 108,6 тонн/год.

В результате проведения термической регенерации ртутьсодержащих отходов образуются огарки печей регенерации, годовой объем которых составляет 78,2 т/год. Содержание ртути в огарке 0,4-0,6 масс. Огарок направляется на складирование.

При использовании мембранного метода получения хлора и каустической соды отходы основного производства будут представлены шламом рассолоочистки в объеме 2084,4 т/год, отработанным вспученным перлитовым песком в объеме 22 т/год, тканью полипропиленовой в объеме 250 м3/год, мембранами электролизеров в объеме 2м3 1 раз в 4 года.

Общий объем образующихся отходов составляет 2086,6 т/год. Для складирования отходов ОАО «Каустик» может быть использована секция № 2 пруда-накопителя. Высокоопасных отходов образовываться не будет.

При внедрении диафрагменного метода образуются отходы от очистки сырого рассола в объеме 35000 т/год и асбестовый шлам в объеме 35 т/год. Общий объем производственных отходов составляет 38074,25 т/год. Асбестовые шламы являются отходами рассолоочистки в объеме 16912 т/год, песок кварцевый и мраморная крошка в объеме 22 т/год, ртутьсодержащие шламы очистки обратного рассола в объеме 62,1 т/год, отработанные ртутьсодержащие сорбенты в объеме 47,4 т/год, отработанные масла (нефтепродукты) в объеме 8 т/год, отработанная серная кислота в объеме 2542 т/год, ртутьсодержащие прокладки мембран электролизеров и отработанное анодное покрытие в объеме 15 т/год, отходы гумированного материала в объеме 16 т/год.

В технологическом плане также выигрывает мембранный метод, так как для получения товарной каустической соды здесь необходима выпарка электролитической щелочи по двухступенчатой схеме (табл. 6). При диафрагменном методе электролитическая щелочь содержит еще часть неразложившегося хлорида натрия, и в этом случае требуется ее выпарка в многоступенчатых выпарных установках с четырехкратным применением пара.