Воздействие отраслей промышленности на окружающую среду

 

Значительной дополнительной проблемой  являются высокотоксичные добавки (например, тетраэтилсвинец), являющиеся очень выгодным способом повышения  октанового числа бензина. Их широкое  использование, в том числе нелегальное, создает серьезные дополнительные проблемы.

 

Воздействие машиностроения на окружающую среду

Загрязнение атмосферы.

 

Основные загрязнители - литейные, термические, гальванические цеха, участки  покраски.

 

1. Литейные цеха.

 

Источники пылегазовыделения:

1) вогранки (печи)

2) электродуговые и индукционные  печи

3) участки складирования и переработки  шихты и формовочных материалов 

4) участки выбивки и очистки  литья

 

Количество выделений зависит  также от типа оборудования.

 

Удельные выделения загрязняющих веществ

 Плавильный агрегат пыль  CO углеводороды  NOx  SO2  прочие

при плавке чугуна, кг/т

 Открытая вогранка 19  200  2,4  0,014  1,5  -

 Электродуговая печь 8,1 1,5  - 0,29  -  -

при плавке цветных металлов, кг/т 

 Газомазутные печи 2,8  1,4   - 0,6  0,6  0,18

 Электродуговые печи 1,8 1,1  - 1,2 0,8 0,3

 Печи сопротивления 1,5 0,5  - 0,5 0,7 0,3

 

 

 

 

Неорганизованные выбросы составляют до 40% от общего количества выбросов. Причины  их образования: неплотность оборудования, выпуск металлов без очистки паров (разливка) - при этом образуются фенолы, формальдегиды и т.д. Количество и состав подобных загрязнений зависит от состава формовочных смесей, оборудования и способа выплавки.

 

2. Кузнечно-прессовые цеха.

 

Источники загрязнения атмосферы: печи по нагреву металла, оборудование по обработке металла.

Загрязняющие вещества: пыль, CO, SO2, оксиды азота и другие вещества.

Масса загрязняющих веществ зависит  от типа оборудования, вида топлива, других показателей.

Как правило, на 1 тонну мазута образуется порядка 600 гр пыли, 12 кг CO, 20 кг SO2.

 

3. Термические цеха.

 

Основные производственные процессы: закалка, отпуск металла.

Источники: нагревательные печи, дробеструйные  камеры, ванны масляные для закалки  и отпуска металла.

В дробеструйных камерах: пылевые  выделения (7-10 г/м3 камеры).

В ваннах: в отходящем воздухе  концентрация масла составляет 1%.

 

4. Гальванические цеха.

 

В гальванических цехах образуются наиболее опасные и токсичные  загрязнения в виде туманов (тонкодисперсных), паров, газов. Наиболее интенсивно образуются в процессах травления металлов (кислотного и щелочного).

 

В процессах травления металла: пары и туманы кислот в концентрации до 20 г/мин*м2 площади (для соляной  кислоты - HCl); для серной кислоты H2SO4 - концентрация меньше.

 

При нанесении гальванических покрытий (воронение, фосфатирование, анодирование) - HF, кислоты, соединения Cr и других тяжелых металлов, HCN.

 

При подготовительных операциях (механическая очистка и обезжиривание поверхности) - пыль, пары бензина, керосина, органических растворителей, туманы щелочей.

 

5. Цеха механической обработки.

 

При механической обработке металлов образуются пыль, туманы масел.

При обработке древесины, графита - образуется в основном пыль.

При обработке полимерных материалов - пыль, пары различных химических веществ, входящих в состав обрабатываемых материалов (фенол, формальдегид, стирол и др.)

 

6. Участки сварки и резки металлов.

 

Основные загрязнения: сварочный  аэрозоль, вредные газы.

На 1 кг электродов образуются: 40г пыли, 2г HF, 1,5г оксидов азота и CO (при  ручной сварке). При автоматической сварке - в 1,5-2 раза меньше.

 

Состав сварочной пыли:

99% - частицы размером 10-3-1 мкм

1% - частицы размером 1-5 мкм

 

Химический состав определяется составом сварочных материалов и типом  свариваемых металлов (Cr, Mg, фториды  и т.д.)

 

При резке металлов образуется пыль (конденсат оксидов металла), вредные газы (CO, NOx, при плазменной резке - озон).

 

7. Участки пайки и лужения.

 

Основные выделения: CO, HF, аэрозоли (свинец).

В процессе пайки: выделения до 0,04 мг на 100 паек.

В процессе лужения (методом погружения в припой) - до 500 мг/ч*м2

 

8. Участки окраски (окрасочные  цеха).

 

Основные загрязнения: пары органических растворителей (бензин, толуол) - до 10 г/м3.

Загрязнения образуются в процессе обезжиривания поверхностей, подготовки лакокрасочных материалов, нанесении  лакокрасочных материалов на поверхность изделий, при сушке.

Если окраска производится распылением - выделяется окрасочный аэрозоль (до 1г/м3).

Сточные воды.

 

Сточные воды - нескольких видов:

- производственные (образуются в  ходе использования воды для  технологических нужд)

- бытовые (санузлы, душевые, столовые  и т.п.)

- атмосферные (смыв загрязняющих  веществ дождевыми и талыми  водами) - взвеси (песок, ил), ГСМ.

 

1. Литейные цеха. 

Вид стоков Основные примеси Концентрация, кг/м3 Температура, 0С

Мокрая газоочистка мелкодисперсные минеральные взвеси, окалина 2 - 5 60-65

Гидровыбивка отливок и регенерация  смеси песок, глина, окалина, органические вещества 0,05 - 16 20-30

 

 

 

2. Кузнечно-прессовые цеха.

 

Источники зарязнения: стоки от охлаждения оборудования и поковок.

Состав: взвешенные вещества минеральной  природы (песок, глина)  - концентрация 0,1 - 0,2 кг/м3; окалина - 5 - 8 кг/м3; масла  - 10 - 15 кг/м3. Температура этих вод  примерно 40 градусов.

 

3. Термические цеха.

 

Основные стоки:

- промывные растворы (окалина, масла, щелочи - 0,01-0,03 кг/м3; температура вод 50-600С).

- отработанные растворы закалочных  ванн (взвешенные вещества минерального  происхождения, тяжелые металлы,  масла, цианиды). Концентрация растворенных  примесей - 0,001-0,05 кг/м3; взвеси - до 0,25 кг/м3;  температура - 30-400С.

 

4. Гальванические цеха.

 

Источник образования наиболее токсичных и массовых сточных  вод.

Вид стоков Основные примеси Концентрация, кг/м3 температура, 0С

Отработанные травильные растворы взвешенные вещества 10-20 25-30

эмульсии минеральных масел до 10

щелочи 20-30

кислоты 30-50

Промывные воды после травления взвеси 0,4 25-30

минеральные масла 0,05-0,1

щелочи 0,02-0,2

кислоты 0,02-0,2

Промывные воды после хромирования хроматы 0,005-0,2 20-30

Отработанные электролиты тяжелые металлы до 10 20-25

кислоты 0,04-20

щелочи 0,02-30

масла 0,02-0,03

цианиды 10-100

 

 

 

5. Цеха механической обработки.

 

Отработанные смазочно-охлаждающие  жидкости. Взвешенные частицы - до 1 кг/м3; сода (5-10 кг/м3); масла (0,5-2 кг/м3).

Твердые отходы и осадки сточных вод.

 

Основная доля (20%) - металлоотходы (стружка) - находят широкое вторичное  применение (утилизация).

 

Отходы древесины, пластмасс, пропитанная  маслами ветошь, резина, бумага; шламы (сильно обводненные), образующиеся при  очистке сточных вод и при использовании мокрых методов очистки газовых выбросов (водные суспензии с объемной концентрацией полидисперсной твердой фазы 0,5-10%).

 

Химический состав осадков определяется составом очищаемых стоков, методами очистки, используемыми реагентами.

 

 

 

Из большого объёма промышленных выбросов, попадающих в окружающую среду, на машиностроение приходится лишь незначительная его  часть — 1-2%. Однако на машиностроительных предприятиях имеются основные и  обеспечивающие технологические процессы и производства с весьма высоким уровнем загрязнения окружающей среды. К ним относятся:

 

— внутризаводское энергетическое производство и другие процессы, связанные  со сжиганием топлива;

 

— литейное производство;

 

— металлообработка конструкций и  отдельных деталей;

 

— сварочное производство;

гальваническое производство;

 

— лакокрасочное производство.

 

По уровню загрязнения окружающей среды районы гальванических и красильных цехов как машиностроительных в  целом, так и оборонных предприятий  сопоставимы с такими крупнейшими  источниками экологической опасности, как химическая промышленность; литейное производство сравнимо с металлургией; территории заводских котельных — с районами ТЭС, которые относятся к числу основных загрязнителей.

 

Таким образом, машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных отраслей промышленности, как его неотъемлемая составляющая часть, являются потенциальными загрязнителями окружающей среды:

 

— воздушного пространства (выбросы  газа, парообразных веществ, дымов, аэрозолей, пыли и т.п.);

 

— поверхностных водоисточников (сточные воды, утечка жидких продуктов или полуфабрикатов и т.п.);

 

— почвы (накопление твердых отходов, выпадение токсичных

 

веществ из загрязнённого воздуха, сточных вод). При всём многообразии подотраслей машиностроения и в том числе военно-ориентированных, оборонных предприятий по

p>228

 

специфике загрязнения окружающей среды их можно разделить на две  группы: ресурсы и накопление.

 

Гальваническое производство - один из наиболее крупных источников образования  сточных вод в машиностроении. Основными загрязнителями сточных вод гальванических производств являются ионы тяжёлых металлов, неорганических кислот и щелочей, цианиды, поверхностно-активные вещества.

 

Загрязнители, образующиеся в процессе обезжиривания поверхностей, определяются типами используемых растворителей, в качестве которых наиболее широко применяются растворы щелочей, хлорорганические растворители и фреоны.

 

Основными загрязнителями красильных производств машиностроительных предприятий  являются лакокрасочные материалы и их составляющие: синтетические смолы, органические растворители, пластификаторы, катализаторы и инициаторы плен-кооброзования, неорганических пигментов.

 

Наибольшую экологическую опасность  при пескоструйной и гидроабразивной  очистке поверхности представляет образование в ходе данных процессов пылевидных частиц.

 

Наиболее экологически опасными загрязнителями, образующимися в литейном производстве, являются оксид и двуокись серы и  оксиды азота, а также твердые  вещества, входящие в состав литейных форм. Основными загрязнителями, образуемыми в процессе производства энергии из ископаемого топлива на предприятиях машиностроения, являются двуоксид серы, оксиды азота, взвешенные частицы, оксид углерода и углеводороды.

 

Наиболее экологически опасные  загрязнители при металлообработке — индустриальные масла, металлическая пыль и др.

 

Твердые отходы машиностроительного  производства содержат амортизационный  лом (модернизация оборудования, оснастки, инструмента), стружки и опилки металлов, древесины, пластмасс и т. п., шлаки, золы, шламы, осадки и пыль (отходы систем очистки воздуха и др.).

 

На машиностроительных предприятиях

55 % амортизационного лома образуется  от замены технологической оснастки  и инструмента. Безвозвратные  потери металла вследствие трения

 

229

 

и коррозии составляют примерно 25 % от общего количества амортизационного лома.

 

Размеры отходов металла в производстве зависят от количества металлов и  сплавов, подлежащих переработке и  установленного коэффициента отходов. В основном машиностроительные предприятия образуют отходы от производства проката (концы, обрезки, обдирочная стружка, опилки, окалина и др.); производства литья (литники, сплески, шлаки и съёмы, сор и др.); механической обработки (высечки, обрезки, стружка, опилки и др.). На предприятиях машиностроения отходы составляют до 260 кг на 1 т металла, иногда эти отходы составляют 50 % массы обрабатываемых заготовок (при листовой штамповке потери металла достигают 60 %). Основными источниками образования отходов легированных сталей являются металлообработка (84 %) и амортизационный лом (16 %).

 

Шламы из отстойников очистных сооружений и прокатных цехов содержат большое  количество твердых материалов, концентрация которых составляет от 20 до 300 г/л. После  обезвреживания и сушки шламы  используют в качестве добавки к агломерационной шихте и удаляют в отвалы. Шламы термических литейных и других цехов содержат токсичные соединения свинца, хрома, меди, цинка, а также цианиды, хлорофос и др.

 

В небольших количествах промышленные отходы могут содержать ртуть, вылитую из вышедших из эксплуатации приборов и установок.

 

Проблема минимизации экологического ущерба в условиях промышленного  производства и в том числе  машиностроительных и военно-промышленных отраслях может решаться в двух направлениях за счет:

 

—повышения эффективности существующих методов очистки промышленных выбросов в окружающую среду (сточные воды, отработанные газы, дым и др. взвешенные частицы), ликвидации (переработки) твердых отходов;

 

— внедрения новых альтернативных технологий (экологически чистых, безотходных).

 

Угольная промышленность

 

Формирование техногенно-геохимических  обстановок

Миграция вещества в ходе технологических  операций. Разработка месторождений  сопровождается перемещением значительных объемов вещества. В ходе подземной  добычи угля из недр извлекается уголь, вмещающие породы, подземные воды, в атмосферу откачивается или самопроизвольно поступает метан, углекислый и другие газы, шахтная пыль (табл. 2).

В недра земли поступает или  нагнетается воздух, кислород которого является окисляющим агентом. На тонну добываемого угля попадает до 10 м3 воздуха [1]. В шахтах в качестве закладочного материала используют породы отвалов. В геохимических процессах участвует различное эксплуатируемое или оставляемое в шахте оборудование — трубы, рельсы, механизмы и др., которые корродируются и влияют на состав шахтных вод.