книги / Снижение экологической нагрузки при обращении со шлаками черной металлургии

4

3

2

1

5

Рис. 4.13. Соединение дренажных коллекторов и дрен для сбора фильтрата на полигоне:

1 – дренажный коллектор d = 200 мм; 2 – дрена d = 100 мм с перфорацией;

3 – угол примыкания дрены к коллектору 60°;

4 – перфорированный участок коллектора;

5 – сборный колодец d = 1200 мм

Система из дренажных труб более эффективна, чем дренажная траншея в пониженной части основания полигона, так как она исключает скопление значительных объемов фильтрата в теле полигона, снижает гидростатическое давление на водонепроницаемый экран, что уменьшает вероятность возможной инфильтрации в подземные горизонты (рис. 4.13–4.15).

По дренажным трубам фильтрат поступает в контрольнорегулирующие пруды.

161

1

4

5

2

							6
					7
	3

Рис. 4.14. Конструкция основания полигона: 1 – тело дамбы (грунт); 2 – перекрывающий дренажный слой (щебень); 3 – перфорированная труба для сбора фильтрата; 4 – рядовая дрена; 5 – грунт естественного залегания; 6 – коренные породы; 7 – геомембрана

1	2

4

3

Рис. 4.15. Дренажная труба для сбора фильтрата: 1 – дренажный слой; 2 – фильтрующий материал; 3 – экран; 4 – дренажная труба

Целевое назначение контрольно-регулирующего пруда:

−накопление всех видов сточных вод полигона (фильтрата, загрязненных ливневых и хозяйственно-бытовых вод);

−усреднение состава стоков и равномерная подача их на очистные сооружения;

162

Посев трав по слою растительного грунта 0,25 м

Изолирующий слой суглинка 0,5 м

Выравнивающий слой 0,2 м (местные грунты)

Слой уплотненных ТБО

Песок карьерный среднего модуля крупности

ПГС 0,3 м

Щебень 0,4 м (фракция 40–70 мм) ГОСТ 8267–93

Труба d = 0,2 м полиэтиленовая напорная по ГОСТ 18599–83

Щебень 0,3 м (фракция 40–70 мм) ГОСТ 8267–93

ПГС 0,3 м

Уплотненный суглинок 2 м

Аргиллит

Щебень 0,3 м (фракция 40–70 мм)

Щебень 0,3 м (фракция 40–70 мм)

ГОСТ 8267–93

ГОСТ 8267–93

Уплотненный суглинок

Уплотненный суглинок

Водоотводной канал

Нагорная канава

Рис. 4.16. Комплексная схема инженерных сооружений по сбору и отводу сточных вод полигона [2]

163

− первичная очистка стоков в результате длительного отстаивания.

Контрольно-регулирующий пруд должен иметь противофильтрационную защиту. Конструкция фильтрационного экрана пруда может быть аналогична конструкции противофильтрационной защиты основания полигона [4]. Из контрольно-регули- рующего пруда с помощью насосных станций вода перекачивается на очистные сооружения. Проблема отвода ливневых вод с поверхности полигона решается с помощью нагорных канав, лотков, перепускных труб (рис. 4.16).

* * *

Рассмотренные схемы размещения металлургических шлаков позволяют минимизировать вредное воздействие на окружающую среду при кратковременном и долгосрочном хранении. Многолетняя практика складирования отходов металлургии на неподготовленных площадках привела к загрязнению почвы, подземных вод и поверхностных водоемов, не только граничащих со шлакоотвалами, но и значительно удаленных от них. При использовании стратеги устойчивого развития необходимо прекратить использование неподготовленных площадок даже для временного размещения отходов металлургии.

Список литературы

1.Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.7.1322–03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления».

2.Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Зомарев А.М. Реализация стратегии устойчивого развития при захоронении твердых бытовых отходов: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн.

ун-та. , 2007. – 500 с.

3.Cтроительные нормы и правила СНиП 2.01.28–85 «Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию».

4.Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов; АКХ им. Памфилова. – М., 1998.

164

5. ВОЗДЕЙСТВИЕ ШЛАКОВ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Экологические проблемы в европейской промышленности начали проявляться на рубеже 50–60-х гг. XX в. Те страны, которые своевременно и объективно оценивали складывающуюся обстановку, смогли в некоторой степени предотвратить надвигающуюся опасность. В СССР первые действия в области охраны окружающей среды были предприняты в начале 70-х гг. Тогда был издан ряд постановлений правительства, направленных на предотвращение загрязнения Черного и Каспийского морей, а также охрану природы отдельных территорий Урала и Кузбасса. Однако фактическому выполнению принятых решений мешало устоявшееся пренебрежительное отношение к этой проблеме. Преобладало мнение о том, что природные богатства страны неисчерпаемы, а обширные территории могут воспринять любую экологическую нагрузку без последствий для природы и здоровья населения. Производители старались произвести больше продукции при минимуме затрат любыми способами, в том числе и за счет неумеренного потребления ресурсов, которые в то время ничего не стоили. В период принятия хозяйственных решений экологический фактор не учитывался. Продолжалось наращивание мощностей на действующих предприятиях и развитие городов вблизи промышленных центров. Соблюдение экологического законодательства по экологической безопасности считалось необязательным.

В 60–70-е гг. в СССР происходило значительное увеличение объемов производства металла, которое не сопровождалось достаточными мерами по предотвращению загрязнения окружающей среды. Например, при интенсификации мартеновского процесса кислородом, реконструкции мартеновских печей и пе-

165

ределке их на двухванные не устанавливались эффективные газоочистки. В результате подобных действий Министерства черной металлургии (МЧМ) СССР экологическая обстановка в таких центрах отрасли, как Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, приближалась к критической.

Постепенно проблема приобретала все большее значение, и в 1980 г. для организации и координации природоохранных работ в составе МЧМ СССР был создан Отдел охраны природы. На предприятиях появились подразделения по охране природы, увеличились соответствующие инвестиции. Первые годы шло накопление опыта и информации. Министру С.В. Колпакову удалось сделать охрану природы приоритетным направлением развития черной металлургии. Под его руководством в 1987–1988 гг. было завершено формирование отраслевой системы управления природоохранной деятельностью. На предприятиях достаточно эффективно начали работать экологические лаборатории

ислужбы, был поднят статус их руководителей, а в ряде НИИ образовались экологические подразделения. Существенно расширилась сеть специализированных управлений по строительству и ремонту природоохранных объектов. Кроме того, был создан отраслевой экологический надзор с достаточно широкими полномочиями. К концу 80-х годов природоохранные службы могли самостоятельно проводить научные исследования, проектирование и изготовление оборудования, строительство, монтаж и ремонт своих объектов. Металлургам удалось приостановить рост загрязнения окружающей среды и стабилизировать экологическую обстановку в экологических центрах. Выбросы вредных веществ предприятиями в атмосферу и водоемы снизились на 20–25 %.

Важнейшими достижениями того времени стали разработка

иначало реализации отраслевой долгосрочной экологической программы на период до 2005 г. В ней предусматривалось внедрение новых и совершенствование существующих ресурсосберегающих процессов и технологий с минимальным воздействи-

166

ем на природу, предотвращение и локализация промышленных выбросов в окружающую среду, их очистка от токсичных примесей, образование которых не удалось предотвратить, комплексное использование сырья и утилизация отходов, образующихся в процессе производства. Позднее с учетом этих принципов были разработаны федеральные целевые программы по оздоровлению экологической обстановки в таких городах, как Магнитогорск, Нижний Тагил, Новотроицк и др.

Однако не все руководители понимали необходимость экологической программы. Когда в 1996 г. были ликвидированы отраслевые промышленные комитеты и создано Министерство промышленности РФ, экологической службе, которая должна координировать охрану природы всей промышленности России, нашли место только в Управлении кадров. Тогда же в отрасли предпринимались попытки пойти по другому пути – пути вывода из эксплуатации экологически неблагоприятных предприятий и производств. Но этот путь мог привести только к социальной напряженности – массовой безработице, ухудшению условий жизни, росту преступности и т.д.

Вместе с тем в 90-е гг. (время экономического спада) состояние окружающей среды несколько стабилизировалось, хотя свертывание производства означало неизбежную утрату финансовых возможностей для реконструкции и модернизации предприятий и одновременно застой в экологической деятельности.

Подъем промышленности, имевший место в конце 90-х гг., привел к ухудшению экологической обстановки. Затраты на охрану природы требуют значительных средств, которые может дать только само предприятие. При этом необходимо соблюдение непременного условия: рост промышленного производства должен сопровождаться сокращением вредных выбросов.

Сейчас, когда Россия готовится к вступлению во Всемирную торговую организацию (ВТО), неудовлетворительные по сравнению с зарубежными экологические показатели могут отрицательно сказаться на конкурентоспособности отечественной

167

продукции. Это может послужить причиной пренебрежительного отношения к российскому металлу. Поэтому предусматривается проведение сравнительного анализа состояния окружающей среды и управления природоохранной деятельностью в черной металлургии Европейского союза и РФ.

Развитие человеческого общества происходило и происходит в постоянном взаимодействии с природой. Влияние человека на природу, окружающую среду неизбежно, оно усиливается по мере развития производительных сил и увеличения массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот. В настоящее время воздействие человека на природу приобретает такие масштабы, что в отдельных регионах возможны нарушения существующего в природе относительного равновесия, причем эти нарушения могут стать необратимыми. При этом чем менее совершенна технология и чем меньше внимание (в правовом, административном, воспитательном и других отношениях) этим проблемам уделяется, тем большие потери (часто невосполнимые) несет все общество. Поэтому в настоящее время промышленно развитые страны расходуют значительные средства, достигающие 2,0–2,5 % по отношению к валовому национальному продукту, на решение проблем, связанных с охраной природы.

Одной из отраслей, к деятельности которой в экологическом плане человечество предъявляет серьезные претензии, является металлургия. По степени ущерба, наносимого окружающей среде, черная металлургия в нашей стране занимает второе место среди отраслей промышленности после топливноэнергетического комплекса, отличаясь высокой ресурсоемкостью и, как следствие, большими отходами.

Ухудшение качества окружающей среды ведет к росту заболеваемости населения. По мнению медиков, более половины всех болезней вызывается вредным воздействием химических, физических и логических факторов среды. Сегодня в черной металлургии часто может оказаться более целесообразным при-

168

менить процесс, менее загрязняющий окружающую среду, чем контролировать с большими затратами уровень загрязнений традиционных процессов и организовывать борьбу с этими загрязнениями. В отраслях металлургии в настоящее время большим спросом пользуется разработка малоотходных технологий. Под малоотходным понимается производство, вредное воздействие которого на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарными нормами, но определенная часть отходов все же имеет место (соответственно, имеются отвалы, захоронения отходов и т.п.).

Металлургия, наряду с химией, – одна из наиболее водопотребляющих отраслей промышленности. Черная металлургия страны потребляет 13–15 % общего количества воды, расходуемого всеми отраслями промышленности. В настоящее время удельный расход воды на 1 т стали, включая все технологические операции по добыче и подготовке руды, кокса, а также дальнейшему переделу чугуна в сталь, а далее – в прокат, трубы, метизы и т.д., превышает 260 м3. К сожалению, это число включает значительное количество воды из природных источников. Несмотря на предпринимаемые меры по эффективному использованию оборотной воды, более 4 % общего потребления воды из природных источников приходится на черную металлургию.

Важная роль в проблеме рационального использования и охраны водных ресурсов принадлежит нормированию водопотребления и водоотведения, использованию нетрадиционных источников водоснабжения, таких как поверхностный сток, сточные воды городовпосле биологической очистки.

Черная металлургия – одна из отраслей промышленности, потребляющая огромное количество материалов, по массе своей значительно превышающих массу готового продукта. В числе отходов металлургического производства особое место занимают шлаки. Количество образующихся шлаков весьма велико. Металлургические шлаки содержат ряд компонентов, которые могут быть эффективно использованы. Поэтому шлакоперера-

169

ботка и утилизация металлургических шлаков получила в цивилизованном мире широкое распространение, и сегодня на большинстве металлургических заводов Европы и Америки не только утилизируются все образующиеся шлаки, но и разрабатываются старые шлаковые отвалы. В шлаковых отвалах на заводах нашей страны еще хранятся сотни миллионов тонн шлака, отвалы занимают значительные площади. Переработка и использование шлаков (и уловленной плавильной пыли) в настоящее время представляют собой самостоятельную подотрасль металлургического производства.

Токсические свойства и классы опасности шлаков по данным ФККО (Федеральный классификационный каталог отходов) – код 312 029 00 01 01 4 – металлургические шлаки, съемы и пыль.

Примеры близких по составу отходов черной металлургии:

−351 311 00 01 00 4 – отходы, содержащие черные металлы (втом числе чугунную и/или стальную пыль), несортированные;

−351 312 00 01 99 5 – отходы, содержащие черные металлы в кусковой форме;

−351 315 00 08 99 5 – опилкичерныхметалловнезагрязненные;

−351 316 00 11 00 4 – пыль черных металлов незагрязненная;

−351 318 00 01 99 5 – скрапчерныхметалловнезагрязненный;

−351 320 00 01 99 5 – стружкачерныхметалловнезагрязненная;

−351 503 01 08 00 4 – металлическая дробь с примесью шлаковой корки (дробеструйная обработка).

Федеральный классификационный каталог отходов – перечень образующихся в Российской Федерации отходов, систематизированных по совокупности приоритетных признаков: происхождению, агрегатному и физическому состоянию, опасным свойствам, степени вредного воздействия на окружающую природную среду. Тринадцатизначный код определяет вид отходов, характеризующий их общие классификационные признаки.

170