Утилізація відходів нафтопереробки та нафтохімії

Вступ.

1. Проблема утилізації промислових відходів.

2. Утилізація відходів паливно-енергетичного комплексу.

3. Утилізація відходів металургійного комплексу.

4. Утилізація відходів хімічного виробництва.

5. Утилізація відходів переробки деревини.

Висновки.

Список використаних джерел.

Вступ

Екологічна безпека та охорона довкілля є однією з ключових умов сталого поступу сучасного українського суспільства. Курс на євроінтеграцію та прагнення приєднатися до європейської спільноти вимагають від України чіткого дотримання міжнародних екологічних норм і стандартів.

Основними забруднювачами навколишнього середовища виступають підприємства хімічної, металургійної, нафтогазовидобувної, вугільної та інших індустріальних галузей. Негативний вплив проявляється через викиди промислових газів в атмосферу, скидання стічних вод із токсичними сполуками у водойми, а також накопичення величезних обсягів відходів, що становлять серйозну загрозу для природних екосистем.

Проблема утилізації цих відходів має як економічний, так і екологічний вимір і досі не знайшла свого остаточного вирішення. Одним із перспективних підходів є залучення промислових відходів для створення нових ефективних матеріалів. За підрахунками, з усієї маси придатних для повторного використання відходів нині переробляється лише близько 30%. Решта 70% не використовуються, що робить їх джерелом забруднення та підвищеної небезпеки для мешканців промислових регіонів. Це завдає значної шкоди здоров'ю людей, виводить із господарського обігу землі, особливо сільськогосподарські угіддя, виснажує природні ресурси та перешкоджає сталому розвитку як окремих регіонів, так і держави загалом.

1. Проблема утилізації промислових відходів

Україна належить до індустріально-аграрних держав. Ще нещодавно частка важкої промисловості у валовому внутрішньому продукті сягала 60%, що значно перевищує показники західноєвропейських країн, де вона становить близько 35%. Концентрація підприємств чорної та кольорової металургії, теплоенергетики, хімічної та нафтохімічної галузей, гірничодобувної промисловості та цементних заводів, де зношеність обладнання сягає 50-70%, суттєво впливає на екологічну ситуацію в багатьох містах.

Згідно зі статистичними даними, близько 90% усіх газоподібних, рідких і твердих відходів утворюється в містах, і лише 10% — у сільській місцевості. Тому питання захоронення виробничих і побутових відходів сьогодні стоїть особливо гостро. Причому доведено, що складність цієї проблеми зростає пропорційно до чисельності населення та промислового потенціалу міста. У металургії та теплоенергетиці до 40% території підприємств відводиться під складування відходів. Площі, зайняті кар'єрами, розрізами, відвалами, хвостосховищами, шлаконакопичувачами, териконами та смітниками, до кінця XX століття становили близько 8% усієї території України.

Враховуючи, що відходи виробництва, які забруднюють довкілля, можуть бути корисними для народного господарства, проблема їх утилізації є надзвичайно актуальною.

Використання відходів як вторинних матеріальних ресурсів дозволяє вирішити низку важливих завдань: економити сировину, запобігати забрудненню водойм, ґрунтів і повітря, нарощувати обсяги виробництва деталей і виробів, освоювати випуск нових товарів.

Розвиток промисловості та урбанізація в будь-якій країні неминуче супроводжуються екологічними проблемами. За останні 15 років стратегія поводження з відходами зазнала значних змін як у розвинутих, так і в країнах, що розвиваються. Основними причинами стали забруднення довкілля та його вплив на здоров'я населення, зміни в екологічній політиці та законодавстві, активізація громадського руху на захист природи. У промислово розвинутих країнах політика у сфері відходів спрямована на скорочення їх обсягів та вдосконалення методів утилізації, що дозволяє знизити потік відходів на поховання до 40% за відносно невеликих витрат.

Сучасним глобальним трендом у світі є перехід від поховання та спалювання відходів до їх промислової переробки з метою подальшого використання.

Відповідно до законодавства України, утилізація відходів означає їх використання як вторинних матеріальних чи енергетичних ресурсів.

Питання утилізації відходів виробництва та споживання останніми роками набувають вирішального значення для зменшення антропогенного тиску на середовище існування людини, а також через зростання цін на сировину, що супроводжує виснаження природних ресурсів.

Оскільки найбільший вплив на забруднення довкілля справляють підприємства металургійного комплексу, енергетики, паливної та хімічної промисловості, у цій роботі розглянуто окремі напрямки утилізації відходів, що утворюються саме в цих галузях.

Через велике різноманіття промислових відходів у роботі висвітлено питання утилізації окремих їх видів за промисловими комплексами та джерелами утворення.

Прикладом комплексного підходу до вирішення цієї проблеми є створення на основі відходів аміачного та коксохімічного виробництва нових ефективних інгібіторів корозії та солевідкладення серій АКС і КТІ-С. Ці інгібітори, отримані шляхом технологічної переробки відходів, є екологічно безпечними та застосовуються для захисту обладнання нафтодобувних підприємств, що контактує з агресивними пластовими водами. Окрім первинного екологічного ефекту — усунення загрози забруднення довкілля токсичними відходами, застосування інгібіторів дає додатковий ефект: зниження забруднення водойм і ґрунтів нафтою та агресивними водами через зменшення кількості аварій обладнання, спричинених корозією.

Практика свідчить, що використання хімічних і коксохімічних відходів як вторинної сировини є одним із найраціональніших способів їх утилізації. Це дозволяє, з одного боку, суттєво зменшити екологічне навантаження на природу (через скорочення або повну ліквідацію місць розміщення відходів), а з іншого — забезпечити ефективніше використання дефіцитних і невідновлюваних природних ресурсів, замінюючи первинну сировину вторинною.

2. Утилізація відходів паливно-енергетичного комплексу

У цій галузі відходи утворюються під час видобутку, збагачення та спалювання вугілля.

1. Відходи видобутку

Відходи видобутку, залежно від способу розробки, називають розкривними або шахтними породами. Вони накопичуються у значних обсягах, тому відвали займають великі території, піддаються водній та вітровій ерозії, забруднюючи прилеглі землі. Особливої шкоди довкіллю завдають самозаймання териконів, тому навколо відвалів створюють захисні зони, що ще більше збільшує площу відчужених земель.

Тверді відходи вуглевидобутку використовують як низькосортне паливо. У світовій практиці їх також застосовують для закладки вироблених шахтних просторів.

2. Відходи вуглезбагачення

Відходи вуглезбагачення виникають під час збагачення вугілля для коксування, енергетичних та інших потреб. Вони являють собою суміш осадових порід, частинок вугілля та вугільно-мінеральних зростків.

Ці відходи використовують як енергетичну сировину шляхом спалювання чи газифікації, направляють на повторне збагачення, з них отримують сірку, будівельні матеріали, використовують для насипів, закладки підземних виробок та рекультивації земель.

Щорічний обсяг відходів гірничих підприємств країн СНД становить близько 2,5 млрд м³. Під час видобутку кам'яного вугілля утворюється величезна кількість териконів, у яких накопичено понад 3 млрд м³ пустої породи.

Значні обсяги відходів утворюються внаслідок промислової діяльності — виробництва кислот, мінеральних добрив, пігментів, металів тощо. На кожну тонну калійних добрив припадає 3-4 т галітових відходів, у яких переважає хлорид натрію. У місцях видобутку калійних руд їх накопичилося близько 250 млн т. Великотоннажним відходом виробництва фосфорних добрив є фосфогіпс: на кожну тонну екстракційної фосфатної кислоти утворюється 4,3-5,6 т фосфогіпсу. У виробництві титанового пігменту на кожну тонну продукції припадає понад 12 т сульфатних відходів у вигляді твердого сульфату феруму та відпрацьованих розчинів сульфатної кислоти. Під час збагачення мідних руд у відходи потрапляє флотаційний сірчаний колчедан, який використовують для виробництва сульфатної кислоти. Прожарювання сірчаного колчедану супроводжується утворенням колчеданного недогарку в кількості 0,75 т на 1 т піриту. Щороку його накопичується до 5 млн т. Колчеданні недогарки використовують неповністю, хоча вони містять до 55% оксиду феруму, а також кольорові та дорогоцінні метали, і за вмістом заліза наближаються до якісних руд. На заводах чорної металургії країн СНД щороку утворюється близько 70 млн т шлаків. Приблизно стільки ж шлаків і попелу утворюється на електростанціях. Для розміщення цієї маси відходів щороку виділяють 2000 га орних земель. Значна кількість твердих відходів утворюється в нафтопереробному виробництві, коксохімії, органічному та нафтохімічному синтезах, у виробництві гумотехнічних виробів, пластмас та інших полімерних матеріалів. У нафтопереробній і нафтохімічній промисловості як відходи утворюються кислі гудрони — смолоподібні маси, що містять сульфатну кислоту, воду та різні органічні речовини в кількості від 10 до 93%. Щороку в країнах СНД їх утворюється понад 300 тис. т, а переробляється не більш як 28%. На нафтопереробних заводах утворюються нафтові шлами (близько 0,007 т на 1 т перероблюваної нафти). Нині таких відходів у країнах СНД накопичилося понад 4 млн т. У цих шламах міститься 10-56% нафтопродуктів, 30-85% води та 1,3-46% твердих домішок.

На металургійних заводах країн СНД щороку утворюється понад 70 млн т металургійних шламів і близько 20 млн т шламів із вмістом заліза до 50%. Загалом на металургійних виробництвах на 1 т сталі утворюється 0,4 т відходів. У кольоровій металургії кількість відходів шламів на 1 т металу становить 10-200 т. У відвалах шлаків країн СНД знаходиться понад 27 млн т заліза, 335 тис. т міді й 2 млн т цинку. Шламові відвали свинцевих заводів містять понад 3 млн т заліза, понад 900 тис. т цинку, 150 тис. т свинцю і 70 тис. т міді. Вміст окремих компонентів у відвальних шлаках вищий, ніж у видобувних рудах, тому такі шлаки доцільно переробляти.

У промислових твердих і рідких відходах трапляються різні токсичні речовини, що несприятливо впливають на здоров'я людей та розвиток рослин і тварин. Так, у відходах металургійної промисловості наявні солі та оксиди феруму, кольорових і важких металів. Відходами машинобудування є металобрухт, вагранкові шлаки, травильні розчини та гальванічні стоки, в яких містяться ціаніди, хром, нікель, залізо, мідь, цинк, арсен, берилій тощо.

3. Золошлакові відходи

Золошлакові відходи утворюються при спалюванні твердого палива в топках теплових електростанцій при температурі 1200-1700°C.

Одним із найперспективніших напрямків утилізації золошлакових відходів є виробництво з них пористих заповнювачів для легких бетонів.

Нині золошлакові відходи широко застосовуються в дорожньому будівництві, де їх використовують як засипку при влаштуванні основи для асфальтобетонних покриттів. Золу також використовують як наповнювач для виробництва рулонних покрівельних матеріалів.

2. Утилізація відходів металургійного комплексу

Основну масу відходів цього комплексу становлять розкривні породи та породи, що вміщають руди, відходи їхнього збагачення, а також металургійні шлаки.

1. Відходи видобутку залізної руди

Відходи видобутку залізної руди — це породи, що попутно добуваються разом із рудою та складуються у відвали.

Основний напрямок їх утилізації — використання для влаштування дамб, гребель, насипів, основ доріг, а також для виробництва будівельних матеріалів (як заповнювачі у важких та особливо важких бетонах).

2. Відходи збагачення руди

Відходи збагачення руди, так звані «хвости», утворюються при отриманні залізного концентрату методами електромагнітної чи магнітної сепарації та займають величезні площі. При цьому підтоплюються прилеглі території, забруднюються підземні води, що суперечить законодавству України.

Основний напрямок використання «хвостів» — застосування їх як вторинної сировини для виробництва будівельних матеріалів. Піски з відходів збагачення можуть використовуватися в кладкових і штукатурних розчинах, при приготуванні бетонів, отриманні силікатної цегли.

3. Металургійні шлаки

Металургійні шлаки утворюються при виплавці металів і є продуктами високотемпературної взаємодії руди, порожньої породи, флюсів і палива. Основний споживач шлаків — цементна промисловість. Ці шлаки також використовують для виробництва шлакової вати. З розплавлених металургійних шлаків відливають камені для бруківки доріг, бордюрний камінь, жаростійкі плитки, труби та інші вироби.

3. Утилізація відходів хімічного виробництва

Через значне різноманіття відходів цього виробництва розглянуто відходи виробництва та споживання пластмас, а також відходи виробництва та споживання гуми.

1. Відходи виробництва і споживання пластмас

Відходи виробництва та споживання пластмас утворюються при підготовці сировини у вигляді злитків, брил, бракованих волокон, а також при формуванні виробів у вигляді обрізків і браку. Ці відходи використовуються для виробництва того самого продукту або виробів менш відповідального призначення. При утилізації без поділу за типами пластмас відходи подрібнюють, відокремлюють домішки, гранулюють і використовують для виробництва тари, підстилок, сувенірів, іграшок. Відходи синтетичних матеріалів легкої та інших галузей промисловості у вигляді волокон, пряжі, обрізків можуть використовуватися для очищення промислових стічних вод.

Пластмасові відходи відрізняються підвищеною стійкістю та довговічністю.

2. Відходи виробництва і споживання гуми

Відходи виробництва та споживання гуми утворюються в процесі виробництва гумовотехнічних виробів, товарів народного споживання, у шинній промисловості та в процесі споживання. До них належать зношені покришки, гумове взуття, відпрацьовані конвеєрні стрічки, приводні ремені, прогумована тканина.

Найціннішими компонентами гумових відходів є каучук і тканини. Відходи виробництва — невулканізовані та вулканізовані — відрізняються за цінністю та складністю переробки.

Незважаючи на практично необмежені можливості переробки відходів виробництва гуми, значну їх частину вивозять на смітники та спалюють. Тоді як повністю зношені автопокришки містять близько 75% каучуку та інших цінних інгредієнтів. При піролізі гумових відходів при температурі 400-450°C отримують гумові масла, що використовуються як пом'якшувач при регенерації гумових відходів і в гумових сумішах. Іншим напрямком переробки гумових відходів є розмелювання їх у крихту.

4. Утилізація відходів переробки деревини

Відходи деревини утворюються на всіх стадіях її заготівлі та переробки. Одним з основних способів переробки й утилізації відходів деревини є отримання штучної деревини — міцного матеріалу. Представлений далеко не повний перелік напрямків утилізації промислових відходів свідчить про широкі можливості їхнього використання в народному господарстві.

Однак, попри різноманіття наявних методів і технологій утилізації відходів, найпоширенішим і досі залишається метод складування на спеціальних полігонах. Причина такого стану — дефіцит бюджетних коштів, що не дозволяє вирішити проблему утилізації відходів виробництва та споживання. Ситуація ускладнюється відсутністю спеціальних полігонів для поховання промислових відходів. Найчастіше складування здійснюється в невідведених місцях із порушенням санітарних норм, що негативно впливає на середовище існування та стан підземних водоносних горизонтів, зумовлюючи еколого-гігієнічні проблеми утилізації відходів сучасних виробництв.

Що таке кислі гудрони? Це продукт, який зберігається у відкритих амбарах. Це чорне озеро великої площі, яке займає кілька гектарів землі, глибина — 5-7 метрів. І все це заповнено кислою смолою. Таке зберігання при природних катаклізмах (скажімо, землетрус чи великі дощі, які можуть переповнити це озеро, прорвати дамбу, і це все може потекти) може спричинити екологічну катастрофу. Це з одного боку. З іншого — воно вже дало пропуски кілька років тому. Коли у Львові був невеликий землетрус, а гудрони — це така маса, що дала пропуски, які виявлено в ярах у напрямку Брюховицького лісу. І це проблема, яку треба вирішувати негайно. Вважаю, що в будь-якій новій роботі завжди є якісь нюанси. Це потім, коли діяльність налагоджується, люди вивчають усі аспекти, бачать ті чи інші недоліки і складають відповідні інструкції. Тоді робота стає якіснішою. Тим паче, що це кислі гудрони. Для України це нове.

Підвищеної уваги вимагають питання використання й утилізації токсичних відходів. Тому при великому різноманітті технологічних рішень пріоритетними способами утилізації небезпечних відходів повинні стати технології, що забезпечують:

- високу екологічну безпеку запропонованого технологічного процесу;

- утилізацію небезпечних відходів безпосередньо на місці їхнього скупчення;

- уніфіковану технологію для утилізації широкого діапазону небезпечних відходів, що мають різний хіміко-мінералогічний склад;

- максимально низьку енергоємність самого процесу утилізації;

- безвідхідний технологічний процес;

- отримання вихідних продуктів, що мають комерційну цінність.

Висновки

Щорічно в Україні утворюється близько мільярда тонн відходів виробництва та споживання, з яких не більш як 10% використовуються як вторинні матеріальні ресурси, а решта надходить на захоронення.

На сучасному етапі розвитку людства однією з основних вимог стає ресурсозберігаюче ставлення до природи. У зв'язку з цим утилізація відходів, що утворюються у сфері виробництва та споживання, має найважливіше значення для вирішення екологічних проблем, а також раціонального ресурсоспоживання. Переробка відходів, що в багатьох випадках є цінною сировиною для виготовлення товарної продукції, економічно доцільна, якщо вартість отриманих виробів перевищує витрати на утилізацію.

Широке застосування у всіх галузях народного господарства ресурсозберігаючих технологій може стати вирішальним фактором поліпшення екологічної обстановки в країні. Ці технології, окупаючись у короткий термін, здатні забезпечити найбільший вихід кінцевого продукту в розрахунку на одиницю вихідної сировини та одиницю трудовитрат. Однак залучення у виробничий процес вторинних матеріальних ресурсів при всій своїй доцільності сьогодні стримується економічними можливостями суспільства.

Список використаних джерел

1. Білявський Г.О. та ін. Основи загальної екології: Підручник /Г.О. Білявський, М.М. Падун, Р.С. Фурдуй,- 2-е вид., зі змінами. К.: Либідь, 1995.- 368 с.
2. Бобович Б.Б., Девяткин В.В. Переработка отходов производства и потребления: Справочное издание /Под ред. док. техн. наук, проф. Б.Б. Бобовича. - М.: Интермет Инжиниринг, 2000. - 496 с.
3. Гирусов Э.В. Экология и экономика природопользования: Учебник для вузов / Под ред. проф. Э.В. Гирусова. - М.: Закон и право, ЮНИТИ, 1998. - 455 с.
4. Закон України "Про відходи" № 187/98-ВР от 05.03.98
5. Закон України "Про Загальнодержавну програму поводження з токсичними відходами" № 1947-Ш от 14.09.2000 р.
6. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии: Учеб. для вузов / Под ред. И.И. Мазура - М.: Высш. Шк., 1999. - 447 с.
7. Рудюк Н.В., Бабий В.П., Маркина Л.Н. Новая технология утилизации опасных органических отходов / Збірник матеріалів конференції "Нові технології та обладнання по переробці промислових відходів і їх медико-екологічне забезпечення". -Київ: Товариство «Знания України», 2001. - 152 с.
8. Утилизация твердых отходов / Под ред. Д. Вилсона - М.: Стройиздат, 1982. - 348 с.