Охрана окружающей среды

Остановимся на проблеме извлечения характерных представителей  редких металлов – германия и скандия [26].

Германий.   По  сырьевым ресурсам  распределение  германия (объем запасов, %) :  ископаемые угли и углистые  породы 85-88, железистые руды 8-12 и сульфидные руды (свинцово-цинковые, медно-цинковые) 1-3. При переработке углей германий переходит в золы уноса. С целью получения обогащенных германием продуктов на начальной стадии чаще  всего осуществляют  плавку  золы с добавкой 20-25 мас.% угля и подачей в реакционную зону горячего (600 ºС) воздуха.   При температуре 1180-1260 ºС в восстановительной атмосфере образуется  летучий оксид GeO. Возгоны германия по сравнению с исходной золой обогащены в 10-20 раз (рис. 2.1).

Улавливание  возгонов осуществляют в абсорбционных аппаратах орошением  раствором HCl. Германий (II) окисляют до германия (IV) продувкой раствора воздухом. Из полученного раствора осаждают германит магния. Этот германиевый концентрат (6-10% Ge) может быть переработан с применением известных процессов: сорбции, экстракции, дистилляции, ректификации, зонной плавки и др. В настоящее время объем производства  германия из зол достигает 20 % от всего его производства.

Рисунок 2.1 - Схема  извлечения германия из золы углей

Скандий.  Среднее содержание (в  скобках максимальное) скандия в  различном сырье, масс. %: бокситы 2·10^-3 (0,01), урановые руды  1·10^-3 (0,08), ильмениты 2·10^-3 (0,1), вольфрамиты, цирконы, касситериты 1·10^-2 (1,0), золошлаковые отходы 2·10^-4 (0,02).  В настоящее время нет действующих промышленных  установок по извлечению  скандия из золошлаковых отходов. Но результаты  исследований по разработке  технологических схем показывают технико-экономическую целесообразность  переработки золошлаковых отходов для извлечения скандия.

На  рис. 2.2 представлена  сорбционная схема извлечения  скандия  из золошлаковых отходов углей.

Рисунок 2.2 -  Схема сорбционного извлечения скандия из ЗШО

Применение сорбционного выщелачивания  с использованием  катионообменного сорбента, например сульфокатионита  КУ-2-8П в Н⁺ -форме, позволяет в мягких условиях (pH ~ 2,5) селективно, с малым расходом кислоты, не извлекая в раствор из золы железо и алюминий, перевести в ионит 85% скандия. 

Совместно со скандием сорбируется  кальций.  Однако на стадии элюации (извлечение элемента из ионита в раствор) можно отделит кальций от скандия. Из одноименного элюата скандий осаждают в виде оксалата. Извлечение скандия  из золы  в концентрат  составляет не менее 80%.

Золы - уноса используются в качестве дисперсной добавки для изготовления керамзитобетонных стеновых панелей  на заводах ЖБК. В ряде стран золошлаки  ТЭС широко используются для заполнения подземных пустот и горных выработок. Перспективной и широко распространенной областью использования является применение зол в дорожном строительстве. Они  могут быть использованы в качестве наполнителей асфальтобетонных смесей, оснований и подушек дорог. Представляется перспективным применение золошлаков для укрепления грунтов. Отмечен  высокий экономический и экологический  эффект использования золы для засыпок  свалок отходов бытового мусора. Достаточно большое количество золы некоторых  видов твердого топлива может  быть применено в сельском хозяйстве  для раскисления и структурирования почв, внесения в них микрокомпонентных  добавок.

Рассмотрены вопросы замены части  песка золошлаковой смесью и зол  гидроудаления в легких бетонах  для производства стеновых материалов. Отмечено положительное влияние  золошлаковой смеси на физико-механические свойства керамзитобетона и экономичность  бетона по расходу цемента.

Установлено оптимальное содержание золы - уноса в бетонах, способствующее улучшению их структурообразования и повышению морозостойкости.

Золы-уноса и золошлаковые отходы ТЭЦ Кузбасса целесообразно использовать в качестве мелкого заполнителя  как в тяжелых, так и в легких конструктивных и конструктивно - изоляционых  бетонах.

Сообщается о применение золы буроугольных ТЭС для изготовления камней для  мостовых, строительных блоков, керамических дренажных труб, цемента, удобрений, строительного раствора, а также  для рекультивации выработанных карьеров и защиты лесонасаждений от оползней.

Разработан способ приготовления  стабилизата для уплотнения основания  свалок. Стабилизат приготавливается из 90% золы  и 10% карбидной извести  с водой. Физико-химические свойства стабилизата делают его заменителем  глины и мергеля, применяемых  для герметизации котлованов.

Сообщается о применении золы и  шлака при возведении дамб золоотвалов. Длительные исследования механических и экологических свойств золошлаков позволяют использовать их при строительстве  новых участков Артемовской ТЭЦ  в Приморском крае. При этом уменьшается  объем привозного гравия, удешевляется строительство фундамента под новые  корпуса.

Предложен способ возведения насыпного  золошлакоотвала. Цель изобретения - повышение  эксплуатационной надежности сооружения за счет промораживания складируемых золошлаков, отвода загрязненных стоков и сохранения в "мерзлом состоянии" водонепроницаемого основания золошлакоотвала. Вначале возводят ограждающую дамбу "мерзлого типа", затем ведут  поярусную отсыпку массива золошлаков и рекультивации слоя. Золошлакоотвал разделяют на секции внутренними  дамбочками из фильтрующего материала. Золошлаки отсыпают на "мерзлое  основание" и промораживают. Загрязненные стоки через водопроницаемые  внутренние дамбочки отводят в последнюю  секцию и затем с помощью водосборной  трубы сбрасывают во внешнюю емкость.

Сообщаются результаты использования  безотходной переработки золоотвалов  методами флотации (реагенты - керосин  и пенообразователь Т-66) с получением угольной массы и алюмосиликатной  фракции, пригодной для производства цемента.

В работах  сообщается о применении золоотходов от сжигания твердого топлива  при производстве полимерных материалов и изделий, рулонных кровельных строительных материалов, асботехнических изделий.

 

2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Природно-климатическая характеристика расположения предприятия

Вагонный участок Ярославль  Северный филиал ОАО «ФПК» расположен на одной промышленной площадке и является проходящей станцией I класса, на которой находятся главный производственно - бытовой корпус, склад, прачечная ЗАО «Пассажир Сервис», гараж, административное здание (резерв проводников), ПТО, подсобные ПТО, цех обмывки вагонов, компрессорная, электростанция ЛОП, котельная (на газе). Общая площадь территории предприятия 2,1 га. (рис 2.3,2.4,2.4а,2.5,2.6)

Рисунок 2.3 – Резерв проводников (Административное здание)

Рисунок 2.4 – Прачечная ЗАО «Пассажир Сервис»

 

 

Рисунок 2.4а– ПТО

 

Рисунок 2.5 – Гараж

 

 

Рисунок 2.6 – Цех обмывки вагонов

Ярославская дирекция по обслуживанию пассажиров распологается  в Кировском районе города Ярославля. В северном направлении территория предприятия граничит  с мастерскими  дистанциями пути, с юга с дистанцией энергосбережения, а в восточном направлении располагается жилой массив (улица Угличская), с западной стороны железнодорожные пути. Промышленная площадка расположена в местности с ровным рельефом.

Ярославская дирекция по обслуживанию пассажиров располагается  в полосе отвода железной дороги, по характеру осуществляемых на предприятии технологических процессов и согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1.1200-03 «Санитарно защитные зоны  и санитарная классификация предприятия, сооружений и иных объектов» М,2003 г. относится к предприятиям  с размером санитарно- защитной зоны 100 м.

В перечень загрязняющих веществ, по которым устанавливается  фон, и веществ, обладающих суммацией  вредного действия по данным поста  наблюдений, входят: взвешенные вещества, оксид углерода, диоксид азота, оксид  азота, диоксид серы, формальдегид и  фенол. Фон определяется с учетом вклада предприятия, для которого он запрашивается.

  Фоновые концентрации взвешенных веществ, оксида углерода, диоксидов азота и серы, пыли неорганической (до 20% SiO₂ ), черный углерод (сажа), пыль древесная, корунд белый (пыль абразивная), приведены в табл.2.1

 

 

 

 

 

Таблица 2.1 - Фоновые концентрации загрязняющих веществ

Загрязняющее вещество	Фоновые концентрации (мг/м3) при скорости ветра (м/с)
	0-5	5-9
Пыль неорганическая: до 20%SiO2	0,79	0,18
Черный углерод(сажа)	0,67	0,42
Пыль древесная	0,36	0,18
Корунд белый( пыль абразивная)	0,06	0,04
Оксид углерода	0,05	0,03
Диоксид азота	0,1	0,06
Диоксид серы	0,11	0,07

Метеорологические характеристики и коэффициенты, определяющие условия  рассеивания загрязняющих веществ  в приземном слое атмосферы, представлены в табл.2.2

 

Таблица 2.2- Метеорологические  характеристики и коэффициенты

Наименование  характеристики	Величина
Коэффициент, зависящий от стратификации атмосферы, А	160
Коэффициент рельефа местности	1
Средняя максимальная температура воздуха  наиболее жаркого месяца года, ºС	25,4
Средняя температура наружного воздуха  наиболее холодного месяца года, ºС	-20,1
Продолжение таблицы 2.2
1	2
Повторяемость направлений ветра и штилей, %  С  СВ  В  ЮВ  Ю  ЮЗ  З  СЗ  Штиль	8  9  9  9 13 18 21 13 15
Скорость  ветра(м/с), повторяемость превышения которой составляет 5%	7

 

Годовая роза ветров приведена  на рисунке 2.7

 

 

Рисунок 2.7  Годовая роза ветров

2.2 Технологические процессы и виды образования отходов

Для выполнения функциональных задач Ярославская  дирекция по обслуживанию пассажиров имеет ряд цехов, вспомогательных  производств, обеспечивающих работоспособность предприятия в целом.

В структуру Ярославской  дирекции по обслуживанию пассажиров входят следующие  основные подразделения:

• Администрация
• Резерв проводников пассажирских вагонов
• Транспортный участок
• Технический парк по обслуживанию и ремонту пассажирских вагонов включающий в себя участок подготовки вагонов, участок единой технической ревизии, участок ремонта электрооборудования вагонов.
• База по обслуживанию пассажирских вагонов.

 

Администрация и служебные помещения  – жизнедеятельность персонала. Образующиеся отходы: мусор от бытовых  помещений организации несортированный, отработанные люминесцентные лампы.

Резерв проводников пассажирских вагонов – проведение инструктажей и технических занятий с проводниками пассажирских вагонов, руководство, организация  работы проводников. Образующиеся отходы: мусор от бытовых помещений организации  несортированный, отработанные люминесцентные лампы.

Транспортный участок (гараж) –  эксплуатация автотранспорта, его техническое  обслуживание, текущий ремонт автотранспорта, включающий в себя замену неисправных узлов и деталей новыми или заранее отремонтированными. Образующиеся отходы: лом черных металлов, огарки сварочных электродов, аккумуляторы свинцовые отработанные неповрежденные, с не слитым электролитом, покрышки отработанные, отработанные моторные и трансмиссионные масла, отработанные масляные фильтры, отработанный обтирочный материал, загрязненный маслами > 15% от бытовых помещений организации несортированный. Лом черных металлов и отходы электродов образуются при замене дефектных узлов и деталей транспортных средств, собираются в контейнер для сбора металлолома. Аккумуляторы свинцовые отработанные неповрежденные, с не слитым электролитом  образуются при эксплуатации автотранспорта, временно хранятся в закрытом металлическом контейнере. Отработанные покрышки временно хранятся на открытой площадке. Отработанные масла моторные и трансмиссионные  образуются при замене масел в двигателях и узлах автотранспорта. Отработанные  масла собираются в металлические ведра емкостью 0,001 м³, передаются в металлическую емкость объемом 0,2м³ на территории технического парка.

Используются на предприятии на технологические операции при проведении пассажирским вагонам ТО-3, ТО-2, ТО-1. Отработанный обтирочный материал, загрязненный маслами, хранится в закрытом металлическом ведре емкостью 10 литров. Отработанные масляные фильтры образуются в небольшом количестве, хранится в закрытом металлическом ведре емкостью 10 литров.