Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Волгоградский государственный технический университет
Кафедра промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности
Рабочий проект по дисциплине «Экология»
на тему
«Охрана окружающей среды»
Волгоград 2009 г.
Содержание
Общие сведения о выбранном предприятии
Краткая характеристика физико-географических и климатических условий района
Характеристики источников выброса загрязняющих веществ в атмосферу и обоснование данных о выбросах вредных веществ
Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения
Загрязняющие вещества
Образование промышленных и бытовых отходов
Охрана почвы
Законодательство в области охраны окружающей природной среды
Источники информации
Общие сведения о выбранном предприятии
Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» является одним из крупнейших производителей качественного металлопроката специальных марок стали для предприятий автомобилестроения и авиационной промышленности, химического, нефтяного и энергетического машиностроения, нефтегазодобывающей промышленности в нашей стране.
История предприятия насчитывает более ста лет. Основан завод 30 апреля 1897 года французским акционерным «Уральско - Волжским металлургическим обществом» на окраине г. Царицына, а в ноябре 1898 г. была пущена первая мартеновская печь. За годы первых пятилеток (1929-1940 гг.) завод был коренным образом реконструирован и превращён в важнейшую базу производства высококачественной стали для предприятий автомобильной, тракторной промышленности, с.-х. машиностроения. Наращивая темпы производства, к 1941 г. предприятие становится единственным металлургическим гигантом юга страны, производящим 9% всей выпускаемой стали для оборонной промышленности СССР.
Во время Великой Отечественной войны 1941-45 гг. завод был полностью разрушен, но уже через 5 мес. после окончания Сталинградской битвы 31 июля 1943 завод выдал первую плавку стали, а 31 августа - первую тонну проката. К 1949 г. был превзойден довоенный уровень производства.
Свою действующую структуру и окончательную специализацию завод получил уже в послевоенное время. Основные производственные мощности были запущены в 50 - 70-е годы. К 1986 году завод располагал производственным потенциалом, способным обеспечить в год выплавку стали в объеме 2 млн. тонн, проката - 1,5 млн. тонн. Его доля составляла 12 % производства качественных сталей в стране, в т. ч. Нержавеющих сталей - 14 %, стали электрошлакового переплава - 52 %. В сортаменте завода насчитывалось 500 марок стали, выпускаемой по стандартам РФ, Германии, США, Японии.
Завод награждён орденом Ленина (1939) и орденом Трудового Красного Знамени (1948), в 1985 ВМЗ «Красный Октябрь» был удостоен ордена «Отечественной войны» I степени за заслуги в обеспечении Советской Армии и военно-морского флота в годы II-ой Мировой войны.
После акционирования предприятие пережило несколько собственников, в том числе - арбитражное управление в 1998 - 1999 годах. В феврале 2007 года 100 % акций ЗАО «ВМЗ «Красный Октябрь» приобрела компания «РусСпецСталь». Генеральный директор ЗАО «РусСпецСталь» – Сергей Константинович Носов.
Сегодня количество выпускаемых марок стали увеличилось в два раза, по сравнению с 2003 годом, завод производит более 650 марок. Объем производства также возрос в два раза и достиг 715 тыс. тонн стали в год (по итогам 2006 года). На предприятии работает 7 900 человек.
На заводе разработана и планомерно осуществляется долгосрочная экологическая программа: так, 4 января 2006 года ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» получил сертификат соответствия системы экологического менеджмента требованиям международного стандарта ИСО 14001 : 2004. Эта сертификация подтверждает, что на предприятии была успешно внедрена система управления окружающей средой (так называемая система экологического менеджмента), которая гарантирует снижение риска неблагоприятного воздействия на окружающую среду и экономию энергетических, материальных и природных ресурсов в процессе производства продукции.
Однако, в марте 2009 года, сразу три прокуратуры – Волжская межрегиональная природоохранная, Волгоградская межрайонная природоохранная и прокуратура Краснооктябрьского района – выдвинули в отношении завода «Красный Октябрь» жесткие требования экологического характера. Дело в том, что по предельно допустимому содержанию фтористого водорода в выбросах металлургического завода выявлено превышение в два раза, по оксиду алюминия – в 7,7 раза, по оксиду углерода – в 49,7 раза. Кроме того, в выбросах завода был зафиксирован один из самых опасных углеводородов – бензопирен, не учтенный в проекте нормативов по выбросам предприятия.
Краткая характеристика физико-географических и климатических условий района
Металлургический завод «Красный Октябрь» расположен в Волгоградской области, город Волгоград.
Климатические условия Волгограда характеризуются значительной континентальностью, нарастающей от северо-западных районов к юго-восточной части территории. Лето продолжительное, жаркое и сухое, зима холодная и малоснежная, с частыми оттепелями в первой половине. Наиболее отличительной и неблагоприятной для сельскохозяйственного производства особенностью климата является резкий дефицит влаги поздней весной и в начале лета. Агроклиматические условия ухудшаются активным ветровым режимом, частыми суховеями, что усиливает испарение и резко снижает запасы продуктивной влаги в почве.[1]
Самым жарким месяцем является июль среднемесячная температура составляет +24,5... +25,0 градусов Цельсия. Наиболее холодный месяц январь, когда температура снижается до -38° С. Для абсолютного минимума температуры не отмечается строгая пространственная закономерность. Самая низкая за последние 100 лет опускалась до -36... -40° С. В отдельные годы она может повсеместно опускаться до отрицательной в мае и сентябре, а в некоторых районах и в июне. Вероятность этого явления один-два раза за сто лет. В июле и августе не бывает резких похолоданий, когда температура опускается ниже 0° С.
Самое характерное для климата Волгограда - малое количество осадков, выпадающих чаще в виде ливней, сопровождающихся шквальным ветром и бурями. Годовое количество осадков составляет в среднем 478 мм. Май, июнь, июль, август - месяцы наибольшего выпадения осадков (227 мм), но выпадают они в виде кратковременных ливней, вода не успевает глубоко промочить почву и стекает в овраги и балки. Весной, при быстром таянии снега, мерзлая земля также не может полностью впитать талые воды.
Относительная влажность имеет хорошо выраженный годовой ход, особенно в зонах с большим дефицитом влаги. В зимнее время вследствие низких температур воздуха она достигает максимального значения и составляет 82 - 86%, а в течение двух месяцев весны (марта и апреля), в связи с заметным увеличением температуры, быстро понижается и в мае устанавливается ее летний режим.
Наибольшие скорости ветра наблюдаются в зимне-весенний период (максимум приходится на февраль), наименьшие скорости отмечаются в конце лета - начале осени. Вторжение на территорию южных циклонов и стационирование азиатского антициклона в зимнее время определяют преобладание широтного переноса воздушных масс и почти одинаковую вероятность западных и восточных ветров. В летнее время циркуляция воздушных масс ослаблена, и на большей части территории преобладают ветры западных и северо-западных румбов. Но и летом ветры восточных румбов имеют значительную повторяемость и обычно обусловливают жаркую и засушливую погоду.
В переходные сезоны года ветровой режим характеризуется определенным своеобразием. Характерной особенностью является наиболее высокая повторяемость ветров восточного направления в ранневесенний и весенний периоды и западных-северо-западных ветров - осенью.
В годовом выражении более всего дней с сильным ветром наблюдается в зимнее время. В феврале-марте их может быть 2-7, тогда как в августе-сентябре всего 1-2.
Высокая температура воздуха, низкая относительная влажность, постоянные шквалистые ветры приводят к быстрому просушиванию поверхностного слоя почвы. Осадки, выпадающие в конце весны и начале лета, в период вегетации, имеют исключительно большое значение для роста и развития древесно-кустарниковых пород. Отсутствие их в этот период приводит к засухам. Ресурсы тепла обеспечивают в течение года испарение в открытой водной поверхности (реки, водохранилища, пруды) в 2-2,5 раза больше чем выпадает с осадками. Это свидетельствует о том, что климатические условия Волгограда характеризуются резким недостатком осадков, сильной засушливостью, особенно в весенне-летний период.
Характеристики источников выброса загрязняющих веществ в атмосферу и обоснование данных о выбросах вредных веществ
Особенностью отечественного металлургического производства является негативное воздействие на все составляющие окружающей среды. Это загрязнение почв по причине массового складирования отходов, сброс недостаточно обработанных производственных вод в естественные водоемы, а также выбросы в атмосферу большого количества вредных веществ. Так, например, для металлургических предприятий актуальна проблема переработки техногенных образований. Известно, что для выработки одной тонны стали традиционным способом в производство вовлекается более трех тонн первичных природных сырьевых ресурсов. Образующиеся после выплавки стали доменные шлаки накапливаются в отвалах и шламохранилищах, отнимая при этом городские и сельскохозяйственные земли и создавая дополнительную нагрузку на территорию (так, только на территории металлургических предприятий Уральского региона скопилось свыше 6 млрд тонн подобных отходов). Металлургия использует 25% от всей потребляемой российской промышленностью воды. При этом в большинстве случаев после промышленного использования эта вода не обрабатывается должным образом и загрязненная попадает в поверхностные и грунтовые воды. Тяжелые металлы, нефтеотходы, фенолы и ряд других элементов, присутствующих в сбрасываемой воде, делают ее непригодной для дальнейшего использования, а порой становятся причиной массовой гибели биоресурсов в близлежащих водоемах. Очевидно, что важнейшими пунктами экологических программ металлургических предприятий должно стать сокращение объема забора свежей технической воды и снижение объема сброса производственных вод. Установлено, что предприятия черной металлургии выбрасывают в атмосферу до 25% металлосодержащей пыли и окиси углерода от общего количества этих веществ, попадающих в атмосферу в результате промышленных процессов. На металлургию приходится распространение в атмосфере почти 50% неутилизируемых промышленностью окислов серы. Кроме того, технологический цикл подразумевает выбросы в атмосферу целого спектра токсичных для человеческого организма веществ включая бензопирен, фториды, соединения марганца, ванадия и хрома.
Подобное загрязнение воздуха крайне негативно сказывается на здоровье населения, проживающего в непосредственной близости от металлургических предприятий, многие из которых имеют статус градообразующих.
Следует отметить, что в последние годы предприятиями металлургического комплекса проделана большая работа в интересах снижения вредного воздействия производства на окружающую среду.
Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения
Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ. В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.
Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой кач
Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны – аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии. Опасность для водной среды так же представляют ртуть, свинец и их соединения. Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.
Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека. Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота.
Загрязняющие вещества
На предприятиях металлургической и машиностроительной промышленности одной из основных категорий сточных вод являются маслосодержащие стоки.
По концентрации основного загрязнения (масла) они делятся на малоконцентрированные и концентрированные. Малоконцентрированные стоки образуются при промывке металлических изделий после их термической обработки и после расконсервирования.
Концентрированные сточные воды содержат масел до 50 г/л. Это отработанные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), а также отработанные моющие растворы, представляющие собой стойкие эмульсии типа «масло в воде».
Их расход составляет 0,5 - 200 м3/сут в зависимости от мощности предприятия и типа его продукции.
На многих предприятиях концентрированные маслосодержащие стоки разбавляются большим количеством условно чистых вод и превращаются в малоконцентрированные. Содержание в них масел обычно колеблется от 10 до 500 мг/л. Объем этих сточных вод достигает 5 - 10 тыс. М3/сут.
Основное количество концентрированных маслоэмульсионных сточных вод на предприятиях машиностроения и металлообработки сбрасывается в виде отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей. Свежие СОЖ приготовляют из технических продуктов - эмульсолов, представляющих собой эмульсии типа «вода в масле». При смешивании 3-10% эмульсола, 90 - 95% воды и 0,3% соды образуются эмульсии типа «масло в воде». Для придания эмульсии устой живости необходимо добавление к ней еще одного компонента - эмульгатора, способного сорбироваться на поверхности обеих - несмешивающихся жидкостей. Помимо указанных компонентов, в состав СОЖ входят различные стабилизаторы, а также большое количество присадок (антикоррозионные, бактерицидные, противоизносные, противозадирные).
Средний срок использования СОЖ колеблется от двух недель до полутора месяцев. Основными причинами замены смазочно-охлаждающих жидкостей при холодной обработке металлов являются наличие в них большого количества взвешенных веществ (металлическая пыль, сажа, частицы абразивных материалов), расслаивание СОЖ и их загнивание.
Регенерация отработанных СОЖ, заключающаяся в удалении из них посторонних примесей, позволяет возвращать их в производство, достигая тем самым экономии минеральных масел и других компонентов, входящих в состав эмульсолов. Кроме того, предотвращаются затраты на приготовление, складирование и перевозку новых партий эмульсола.
Основной причиной сброса СОЖ является их загнивание, которое можно предупредить с помощью бактерицидных добавок. В качестве таких добавок используются гексахлорофен, фурацилин, бактерициды типа «Вазин» и «Азин».
Образование промышленных и бытовых отходов
ТПО(твёрдые промышленные отходы) металлургических производств можно несколько условно подразделить на 2 группы:
· ТПО в черной металлургии.
· ТПО в цветной металлургии.
Отходы в черной металлургии образуются уже на стадии добычи руды. При этом следует отметить, что ~70% вскрытых пород и отходов обогащения можно использовать для производства строительных материалов. Так например породы железной руды Курской магнитной аномалии можно использовать для этой цели. Агломерационные производства также дают большой процент отходов. Так очистка агломерационных газов от пыли, которая содержит железосодержащий компонент осуществляется сухим или мокрым способом. Очистка газа с использованием электрофильтров и способ сухой транспортировки сорбируемой пыли позволяет устранить почти полностью сброс сточных вод.
В черной металлургии применяется большое количество огнеупорных материалов, которые сравнительно быстро изнашиваются. Поэтому для того, чтобы использовать их повторно предложена технология применения этих изношенных состарившихся огнеупорных материалов в производстве огнеупорного бетона в строительной отрасли производства. Для этого огнеупорные состарившиеся материалы дробятся, а затем смешиваются с высокими марками цемента и замешивается обычный цементный раствор в 2-х лопастном смесителе Вернера - Пфлейдерера. Раздробленные огнеупорные материалы служат наполнителем в таком строительном растворе. Из полученного раствора формуется огнеупорный бетон или отдельные огнеупорные изделия. В металлургическом производстве 80% от общего количества ТПО составляют шлаки. Шлаки определяют практически сущность организации безотходного металлургического производств. Доменный шлак широко применяется для массового производства широкого ассортимента строительных деталей (блоков, плит и т.п.). Главными товарными изделиями для реализации из ТПО металлургии являются следующие (в процентах):
· Различные виды гранулированного шлака - 54,
· Щебень - 35,
· Шлаковая пемза - 3,6,
· Обратный продукт для металлургии - 4.
В значительной степени используются и перерабатываются доменные шлаки. Все серьезные металлургические производства имеют участки по переработке доменных шлаков. Особенно важным товарным продуктом, получаемым на основе доменных шлаков есть гранулированный шлак. У нас в 90-х годах около 30% цемента производилось на основе шлаков. При условии введения в шихту до 30% шлака энергетические затраты на производство особых видов шлакоцемента снижается на 20%.
Образующиеся ферросплавные шлаки, содержащие значительный процент ценнейших элементов и большой процент железа целесообразно использовать в самой металлургии. Использование при выплавке чугуна, содержащего существенный процент углерода, шлаков ферросицилия, смеси силикатов - 40-60%; корольков - 30-45%; и карбида кремния от 3 до 16% позволяет существенно увеличить производительность доменной печи и снизить расход кокса, при одновременном уменьшении расхода кварцита. Шлаки от производства марганцовых сплавов применяются при их производстве и при плавке чугуна. Это позволяет значительно экономить марганец в металлургическом производстве.
При производстве цветных металлов также имеются ТПО. Так например, обогащение руд цветных металлов расширяет применение предварительной концентрации в тяжелых средах, и различных видов сепарации. Процесс обогащения в тяжелых средах позволяет комплексно использовать сравнительно бедную руду на обогатительных фабриках, которые перерабатывают никелевые, свинцово-цинковые руды и руды других металлов. Легкая фракция, получаемая при этом, используется в качестве закладочного материала на рудниках и в строительной индустрии. В Европейских странах используются отходы, образующиеся при добыче и обогащении медной руды, для закладки выработанного пространства и опять таки в производстве строительных материалов, в дорожном строительстве.
Охрана почвы
Важным шагом использования шламов, содержащих железо и улавливания всеми способами пыли является присадка этих шламов к агломерационной шихте. Кроме того, необходимо, чтобы все шлаки и пыль, улавливаемые всевозможными способами полностью утилизировались по прямому назначению. Из мировой практики известно, что в ряде стран Европы пыль из рукавных фильтров ферросплавленных печей используется для выплавки углеродистого ферромарганца. Применяется также пыль магнетизирующего обжига железоборитовой руды на одном из производств Европы. Известно также, что пыль аморфного кремнезема, который получается как отход ферросицилия, применяется при получении ряда пластических масс в качестве наполнителя.
Шлак широко применяется для получения такого продукта, как шлаковая пемза. Шлаковая пемза используется как пенистый наполнитель ряда конструкционных бетонов. При этом старение таких бетонов в отличие от наполнителей на основе синтетических полимерных материалов не сопровождается выделением каких-либо продуктов синтетической химии. Тяжелые фракции шлаковой пемзы применяются для получения минеральной ваты. Шлаковый щебень, получаемый медленным охлаждением шлака способствует образованию кристаллической структуры. Щебень получается из жидких шлаков, из остывших шлаков и из отвалов. Широкое применение шлакового щебня позволяет избежать строительства новых карьеров. В металлургических производствах работают установки по производству минеральной ваты из огненно-жидких шлаков. Использование жидких шлаков позволяет не только экономить сырье, но и снизить энергетические затраты.
Трудоемкость производства минеральной ваты на основе жидких доменных шлаков ниже, чем изделий из щебня. За последние десятки лет возросла переработка шлаков сталеплавильного производства. Конвертерные шлаки, содержащие 40-50% CaO; 25% Fe2O3; 8% MnO2; ~ 8% Fe используются для выплавки чугуна в аглошихте. Это восстанавливает имеющееся в шлаках содержание марганца, а дополнительное металлическое железо позволяет уменьшить потребность во флюсе. В 90-е годы возросла переработка ферросплавных шлаков. Они перерабатываются на оборотный продукт для металлургии, для производства щебня, гранулированного шлака для стройиндустрии. При переработке шлаков из них извлекаются металлические включения различными способами в том числе магнитными сепараторами.
Примером безотходного производства в черной металлургии является бездоменный способ получения железа на Оскольском электрометаллургическом комбинате на основе высокосортных железных руд КМА. Применение бездоменной (бескоксовой) технологии получения стали обеспечивало в течение ряда лет отечественные предприятия высококачественной металлургической продукцией. Одновременно такая технология является более прогрессивной так как наносит меньше вреда окружающей природной среде.
Законодательство в области охраны окружающей природной среды
1.«ОБ ОТХОДАХ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ». Федеральный Закон от 24.6.1998 N 89-ФЗ
2.«ОБ ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ». Федеральный Закон от 10.02.02 №7-ФЗ.
3.ВОДНЫЙ КОДЕКС РФ от 16.11.1995 N 167-ФЗ (С ИЗМЕНЕНИЯМИ НА 30 ДЕКАБРЯ 2001 ГОДА)
4.О НЕДРАХ Федеральный Закон от 21.02.92. N 2395-1
5.О ЗАЩИТЕ ТЕРРИТОРИИ И НАСЕЛЕНИЯ ОТ ЧС ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА Федеральный Закон от 21.12.94. N 68-ФЗ
6.О ПРИРОДНЫХ ЛЕЧЕБНЫХ РЕСУРСАХ, ЛЕЧЕБНО-ОЗДОРОВИТЕЛЬНЫХ МЕСТНОСТЯХ И КУРОРТАХ. Федеральный Закон
7.О РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ. Федеральный Закон
8.ОБ ОТХОДАХ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ. Федеральный Закон от 24.6.1998 N 89-ФЗ
Источники информации
1.«Путеводитель по Волгограду» – http://web2.0volgograd.ru/?p=69
2.«Википедия», статья «Волгоград» – http://ru.wikipedia.org/wiki/Волгоград
3.Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» – http://www.vmzko.ru
4.«ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО РОССИИ» - http://ecobez.narod.ru/ecolaw.html
[1]
См. №1 в главе «Источники информации»