Загрязненность на предприятиях черной металлургии

Содержание:

Введение………………………………………………………………………………………….3

Загрязненность  на предприятиях черной металлургии…………………………………..…..4

Мероприятия по охране окружающей среды на металлургических предприятиях………..9

Заключение……………………………………………………………………………………...12

Использованная  литература……………………………………………………………………13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

  Жизнь человека на всех стадиях его развития была тесно связана с окружающей его природой.  С появлением индустриального, а затем и высокоиндустриального  общества, вмешательство человека в  окружающую среду усилилось, приобрело огромные масштабы и сейчас грозит стать глобальной проблемой всего человечества. Биосфера Земли с каждым годом подвергается все более усиливающемуся антропогенному воздействию, что незамедлительно сказывается на состоянии планеты в целом и на здоровье человека в частности.  Создаваемая человечеством тяжелая экологическая ситуация находит свое отражение на компонентах био-,  атмо-,  гидро- и литосферах. Изменяется их количественный и качественный состав, истощаются невозобновимые ресурсы, все большее количество животных заносится в Красную книгу.

  Промышленные  предприятия являются основными  источниками загрязнения окружающей среды. Загрязняют окружающую среду промышленные отходы предприятий металлургической, химической, нефтехимической, машиностроительной и других отраслей промышленности, которые выбрасывают в атмосферу огромное количество золы, сернистых и других вредных газов, выделяющихся при различных технологических производственных процессах. Эти предприятия загрязняют водоемы и подземные воды, оказывают влияние на растительный и животный мир. 

  Черная  металлургия являются самым загрязняющим производством и занимает первое место по выбросам отравляющих веществ. На долю металлургии приходится около 40% общероссийских валовых выбросов вредных веществ, в том числе по твердым веществам около 26% и по газообразным около 34%. Предприятия черной металлургии являются основными загрязнителями окружающей среды в тех городах и регионах, в которых они расположены. Строительство большинства из предприятий пришлось на первую половину прошлого века, когда вопросы природоохранной деятельности предприятий в лучшем случае были второстепенными. Об экологии задумались несколько позже, лишь в последние десятилетия прошлого столетия (например, история «Норильского никеля» свидетельствует о том, что металлургическое производство в Норильске было основано в 1935г., однако первые сероутилизирующие объекты появились только в начале 1980-х годов). Но развитие металлургического производства в России является необходимым дальнейшим этапом повышения благосостояния людей при условии создания экологически чистых систем производства на всех технологических переделах, что потребует не только больших финансовых затрат, но и разработку и внедрение в жизнь предприятий самых современных достижений науки и техники в производство.

1. Загрязненность на предприятиях черной металлургии

  Одной из острейших проблем на современном  этапе развития металлургического  комплекса России являются рациональное природопользование и охрана окружающей среды. По уровню выбросов вредных веществ в атмосферу и водоемы, загрязнению почв и образованию отходов металлургия превосходит все сырьевые отрасли промышленности, создавая тем самым высокую экологическую опасность ее производства и повышенную напряженность в районах действия металлургических предприятий.

  Любая стадия металлургического производства, начиная от подготовки сырья и  заканчивая производством готовой  продукции, является загрязнителем  атмосферы и водоемов. Кроме того, металлургические предприятия занимают большие производственные площади и отвалы, что предполагает отчуждение земель. Концентрации вредных веществ в атмосфере и водной среде крупных металлургических центров значительно превышают нормы. Все металлургические переделы являются источниками загрязнения пылью, оксидами углерода и серы. В доменном производстве выделяются дополнительно сероводород и оксиды азота, в прокатном — аэрозоли травильных растворов, пары эмульсий и оксиды азота. Наибольшее количество выбросов в коксохимическом производстве. Здесь, кроме перечисленных загрязнителей, можно отметить пиридиновые основания, ароматические углеводород, фенолы, аммиак, бензопирен, синильную кислоту и др.

  На  долю предприятий черной металлургии  приходится 15-20 % общих загрязнений  атмосферы промышленностью. В среднем  на 1 млн т годовой производительности заводов черной металлургии выделение пыли составляет 350 т/сутки, сернистого ангидрида — 200, оксида углерода — 400, оксидов азота — 42 т/сутки. Выброс пыли в расчете на 1 т полученного чугуна составляет 4,5 кг, сернистого газа — 2,7 кг и марганца — 0,6... 0,1 кг. Вместе с доменным газом в атмосферу выбрасываются соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, а также пары ртути, цианистый водород и смолистые вещества. Допустимая норма выброса сернистого газа при агломерации руды 190 кг на 1 т руды.

  Черная  металлургия является одним из крупнейших потребителей воды. Водопотребление её составляет 12-15 % общего потребления воды промышленными предприятиями страны. За 2003 г. общий объем водопотребления в отрасли составил 1031,4 млн. м3 . Из общего количества воды, потребляемой предприятиями из источников, до 10-15 % составляют безвозвратные потери, связанные с испарением и каплеуносом в системах оборотного водоснабжения, приготовлением химически очищенной воды, потерями в технологических процессах и др. Остальная вода после использования возвращается в водоем в виде сточных вод. Около 60-70 % сточных вод относятся к «условно чистым» стокам, то есть имеют только повышенную температуру. Остальные сточные воды (30-40 %) загрязнены различными примесями и вредными соединениями.

  Водоотведение в поверхностные источники от предприятий черной металлургии  России составило в 2003 году 747,3 м3 . Сточные  воды образуются при обогащении руд, очистке технологических газов  и аспирационного воздуха, гидротранспортировке различной пыли, золы и других материалов, грануляции шлаков охлаждения прокатного оборудования, отделке проката, разливке чугуна и сплавов, а также при охлаждении доменных и мартеновских печей, конверторов и др. Доля водопотребления и водоотведения составляет: на охлаждение оборудования – 49%, очистку газов и воздуха – 26%, обработку и отделку металла – 12%, гидравлическую транспортировку отходов производства – 11%, прочие нужды – 2% .

  Наибольшее  количество воды требуется в прокатном, доменном и сталеплавильном производствах. Все сточные воды насыщены взвешенными  частицами, образующимися при очистке  от пыли, золы и других твердых материалов.

  На  горно-обогатительных комбинатах образуется большой объем промышленных стоков, в частности минерализованные подземные воды, откачиваемые из шахт при их строительстве и обработке железорудных месторождений. Системой каналов эти воды отводят от предприятий в хвостохранилища горнорудных комбинатов. Процесс образования сточных вод имеет место также на рудопромывочных, рудообогатительных и аглофабриках. Сточные воды аглофабрик характеризуются содержанием хлоридов, сульфатов кальция, магния, гидратной щелочности. Взвесь сточных вод аглофабрик содержит железо, оксид кальция, углерод. Размер частиц взвешенных веществ довольно велик (частицы крупностью свыше 25 мкм составляют 80% и более), взвесь быстро осаждается, но для получения достаточного осветления оборотной воды необходима коагуляция. 
На фабриках окомкования горно-обогатительных комбинатов загрязненные сточные воды образуются при гидротранспортировке пыли, уловленной в очистных аппаратах аспирационной системы, и просыпи от обжиговых машин и пылевых мешков, при мокрой уборке помещений, вспучивании осадка в зумпфах и при других операциях, поглощающих и транспортирующих механическую примесь.  

  На  коксохимических заводах образуются сточные воды от химических цехов  и от тушения кокса. Основное количество сточных вод образуется за счет влаги  коксуемых углей и пирогенной влаги, а также вследствие конденсации  пара, используемого при загрузке коксовых печей шихтой и в процессе переработки химических продуктов. Количество сточных вод и концентрация в них загрязнений зависят  от качества коксуемых углей, состава цехов завода, состояния химического оборудования и условий эксплуатации. В ходе технологического процесса на коксохимпроизводстве на 1 тонну коксующейся шихты образуется 0,2-0,3 м3 сточных вод. В общезаводском стоке производственной канализации содержатся фенолы, аммиак, сероводород, цианиды, бензольные углеводороды и смолы. Последнее имеет особое значение, так как многочисленными исследованиями установлено, что основным носителем канцерогенных веществ в сточных водах являются именно смолы. 

  Сточные воды в доменном производстве образуются при газоочистке доменного газа, гидравлической сборке осевшей пыли и просыпи в подбункерных помещениях, а также от установок грануляции доменного шлака и разливочных машин. 
На 1000 м³ очищаемого газа образуется 4-6 м³ сточных вод. Стоки окрашены в красно-бурый цвет, для них характерно высокое содержание взвешенных веществ, кроме того в них присутствуют ионы кальция, магния, хлориды и сульфаты. От доменного цеха образуются также загрязненные воды из подбункерных помещений. При транспортировке, грохочении и дозировке шихты в подбункерных эстакадах выделяется пыль и просыпается некоторое количество материала на пол, который убирают водой смывом из дырчатых труб и сопел. Общее количество сточных вод, образующихся от смыва осыпи и пыли, составляет в среднем 300-360 м³/час на каждую доменную печь. Сточные воды загрязнены только механическими примесями – мелочью агломерата в виде частиц руды, кокса и известняка. В процессе грануляции доменного шлака сточные воды образуются в количестве 2 м³ на 1 т гранулированного шлака. Сточные воды имеют повышенную температуру (до 60 °С) и высокую концентрацию взвешенных частиц – до 2,0 г/л. 
Сточные воды разливочных машин получаются от охлаждения чугуна, разлитого в мульды на машине, и от охлаждения слитков чугуна после машины на вагонах с помощью душирующих устройств. количество сточных вод от данного технологического процесса составляет 70-80 % потребляемой на охлаждение воды. Сточные воды имеют высокую щелочность и содержат до 200 мг/л взвеси.

  Сточные воды в сталеплавильном производстве образуются при очистке газов  мартеновских печей, конверторов и  электроплавильных печей, охлаждении и гидроочистке изложниц, установок  непрерывной разливки стали и  при обмывке котлов-утилизаторов. Как известно, содержание мелкодисперсной  пыли в отходящих газах после  мартеновских печей достигает 30 г/м³. Удельный расход воды в системах газоочистки принят 2 м³ на 1000 м³ газа. При кислородно-конверторной выплавке стали жидкий чугун продувают воздухом, обогащенным кислородом. При этом образуются 1200-1600 м³ отходящих газов на 1 т выплавляемой стали. Газ содержит мелкую металлическую пыль, что обуславливает значительное содержание взвешенных веществ в сточной воде от очистки газа – до 7000 мг/л от одной очистки при производстве стали и 15000 мг/л – при выработке полупродукта. Аналогично производят очистку водой газов от электросталеплавильных печей.

  Количество  сточных вод от газоочистки составляет 4,5-6,5 м³ на 1 т выплавляемой стали. В сточных водах содержится от 200 до 500 мг/л взвешенных веществ. 
Для утилизации тепла отходящих газов почти за всеми мартеновскими печами, многими нагревательными печами и конверторами устанавливают котлы-утилизаторы. В результате их обмывки образуются сточные воды, загрязненные механическими и химическими примесями. Количество стоков от промывки одного котла составляет в среднем 70 м³/час. В настоящее время на многих металлургических заводах внедряются установки непрерывной разливки стали. Объем сточных вод от одной установки составляет до 300 м³/час. Самостоятельное значение имеют сточные воды ферросплавных заводов и флюсоплавильного производства. Эти предприятия обычно расположены отдельно от собственно металлургических заводов. Сточные воды образуются при очистке газов, разливке и грануляции ферросплавов и производстве электродной массы. Стоки их также характеризуются наличием взвешенных веществ, но состав их имеет некоторую специфику: стоки обладают щелочной реакцией, содержат повышенный сухой остаток и фенолы, цианиды и роданиды, марганец, фтор, хром, мышьяк, ванадий и др. 

  Сточные воды прокатных цехов образуются при охлаждении валков, шеек валков и подшипников, смыве и транспортировке  окалины, а также при охлаждении вспомогательных механизмов (пил, ножниц и др.). В трубопрокатном производстве образование сточных вод дополнительно  связано с процессом гидравлического  испытания труб.

  Прокатные цехи являются значительными потребителями  воды. Количество сточных вод от этих цехов колеблется от 3 до 16 м³ на 1 т прокатанного металла, а в целом объем сточных вод прокатного производства составляет от 30 до 50 % общего их количества от металлургического завода с полным технологическим циклом. Образующиеся в прокатных цехах сточные воды характеризуются значительным содержанием взвешенных веществ в виде крупной, средней и мелкой окалины, количество которой в зависимости от типа станов колеблется в пределах 2-4% веса прокатанного металла; наличием некоторого количества масел: в среднем 30-40 мг/л. Для охлаждения валков станов холодной прокатки листа и протяжки труб используют специальную эмульсию, содержащую до 5% эмульгированного масла. Эмульсия многократно циркулирует в системе охлаждения стана, а отработанная периодически удаляется из системы. В прокатных цехах образуются эмульсионные стоки двух видов: отработанная концентрированная эмульсия и вода от промывки эмульсионного хозяйства и маслоподвалов цехов.

  Металлургические предприятия с большим количеством цехов и вспомогательных служб занимают до 1 000 га. Площади земельных угодий, нарушенных горными работами, занятых отвалами, золо- и шлаконакопителями, огромны.

  Предприятия черной металлургии воздействуют на состояние подземных вод через фильтрующие накопители.

  Следует также отметить, что эта отрасль производства является источником загрязнения почвы. По данным аэрокосмической съемки, зона загрязнения почвенного покрова прослеживается на расстоянии до 60 км от источника загрязнения. Основными причинами значительных выбросов и сбросов загрязнителей, как объясняют специалисты, является неполная оснащенность предприятий очистными установками или их нерабочее состояние (по разным причинам). Только половина сточных вод очищается до нормы, а обезвреживание газообразных веществ составляет всего около 60% от общего выброса. 

  На  металлургических предприятиях образуются огромные массы отходов, а утилизируются  и обезвреживаются только 34 % их. Образующиеся отходы — это доменный газ и коксовый газ. Для литейного  производства применение лома составляет: мартеновской стали — до 500 кг/т, кислородно-конверторной — до 250, электростали — до 940, чугуна передельного — до 120, чугуна литейного — до 20, чугунного литья — до 700 кг/т.