Приоритетные показатели эколого – аналитического контроля состава сточных вод в технологическом нормировании деятельности предприятий ЦБП

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

Приоритетные показатели эколого - аналитического контроля состава сточных вод в технологическом нормировании деятельности предприятий ЦБП

05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

Соболева Татьяна

Архангельск - 2007

Работа выполнена на кафедре теоретической и прикладной химии Архангельского государственного технического университета и ОАО «Архангельский ЦБК». загрязняющий переработка древесина сточный

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки РФ, доктор химических наук,

профессор

Боголицын К.Г.

Научный консультант

кандидат технических наук

Личутина Т.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор

Богданович Н.И.

кандидат технических наук

Драчев А.П.

Ведущая организация:

ОАО Всероссийский научно-исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности (ВНИИБ)

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Предприятия ЦБП занимают одно из первых мест по водоемкости производства и по объему образующихся сточных вод. Международное и зарубежное национальное экологическое законодательство в странах с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью основывается на нормировании удельного сброса загрязняющих веществ по интегральным показателям для отдельных видов продукции, и одновременно поощряет действия, направленные на предотвращение образования загрязнения в основной технологии или сведения его к минимуму. Для реализации такого подхода разработаны удельные нормы сброса загрязняющих веществ для всех видов продукции, соответствующие принципам наилучших существующих технологий (НСТ). При таком подходе к нормированию технический уровень развития обеспечивает регламентируемый уровень загрязнения водных объектов.

В Российской Федерации с целью оценки и регулирования воздействий, влияющих на состояние водных объектов, устанавливаются нормативы допустимой антропогенной нагрузки на водный объект, при соблюдении которых обеспечивается выполнение нормативов качества воды в водном объекте. В перечень параметров оценки качества сточных вод предприятий ЦБП включено 15 - 20 показателей. Однако многовариантность показателей, по которым производится оценка, наряду с невысокими точностными характеристиками многих стандартизированных методик, приводит к трудностям в получении надежной и достаточной для принятия практических решений информации. Эти недостатки исключаются при разработке системы экологического нормирования качества сточных вод на основе удельных нормативов сброса загрязняющих веществ по перечню интегральных показателей. Это соответствует задачам гармонизации природоохранного законодательства Российской Федерации с международными нормами в области природопользования и охраны окружающей среды и в первую очередь с нормами Европейского Сообщества.

Цель и задачи исследований

Целью данной диссертационной работы является совершенствование принципов экологического нормирования и контроля деятельности целлюлозно-бумажных предприятий путем обоснования и внедрения перечня приоритетных показателей эколого - аналитического контроля качества сточных вод.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

· анализ нормативно правовой базы экологического контроля состояния водных сред в процессе производственной деятельности целлюлозно-бумажных предприятий;

· анализ источников образования, характеристика компонентного состава и свойств сточных вод при осуществлении комплексных технологий химической переработки древесины;

· выбор и обоснование объекта для проведения исследований;

· выбор и обоснование возможности применения приоритетных эколого-аналитических показателей качества сточных вод предприятий ЦБП;

· проведение сравнительного анализа отечественных и зарубежных методик определения приоритетных показателей;

· обоснование использования ХПК как приоритетного интегрального показателя для экологического контроля качества сточных вод;

· разработка технологических нормативов сброса загрязняющих веществ целлюлозно-бумажными предприятиями по перечню приоритетных эколого-аналитических показателей.

Научная новизна

С использованием современных физико-химических методов анализа исследованы основные закономерности формирования компонентного состава сточных вод в процессах комплексной химической переработки древесины. В соответствии с международными стандартами научно обоснованы и экспериментально подтверждены перечень приоритетных показателей эколого - аналитического контроля качества сточных вод ЦБП и методики их определения. Установлен вклад в значение параметра ХПК индивидуальных компонентов и отдельных фракций веществ различной химической природы, показан приоритетный характер применения данного параметра для целей экологического контроля. Установлены корреляционные зависимости основных показателей качества сточных вод от значения ХПК.

Практическое значение

Разработаны технологические нормативы и методологические приемы их использования для оценки соответствия производственной деятельности предприятий ЦБП международным экологическим требованиям на основе наилучших существующих технологий.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительные оценки на международных конференциях РАР-FOR в 2004 и 2006 г.г. (г. Санкт - Петербург), Международном Форуме «Рациональное природопользование» в 2005 г. (г. Москва).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы. Содержание изложено на 126 страницах, включает 38 рисунков, 43 таблицы, библиография содержит 90 наименования.

На защиту выносятся:

- результаты анализа нормативно-правовой базы экологического контроля состояния водных сред в процессе производственной деятельности целлюлозно-бумажных предприятий;

- анализ технологических аспектов формирования состава сточных вод предприятий ЦБП;

- методические основы проведения эколого-аналитического контроля состава сточных вод предприятий ЦБП;

- обоснование использования ХПК как приоритетного интегрального показателя для контроля качества сточных вод;

- технологические нормативы сброса загрязняющих веществ на примере ОАО «Архангельский ЦБК» по перечню приоритетных эколого-аналитических показателей.

Личный вклад автора

Автор принимал непосредственное участие в обосновании и постановке цели и задач исследования, получения основного массива экспериментальных данных, их интерпретации, подготовке публикаций по теме диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой главе выполнен анализ международного природоохранного законодательства стран с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью и природоохранного законодательства Российской Федерации в части нормирования и контроля состоянии водных сред. Отражены основные принципы нормирования сброса загрязняющих веществ со сточными водами в Российской Федерации и других странах с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью. Отмечено, что действующая за рубежом процедура выдачи разрешений на право хозяйственной деятельности позволяет государственным контролирующим органам и субъектам хозяйственной деятельности планировать мероприятия по уменьшению воздействий на объекты окружающей среды на основе устанавливаемых нормативов и принятых стандартов, используя передовой отечественный и зарубежный опыт. Приведены основные нормативные акты, определяющие процедуры выдачи разрешений на право хозяйственной деятельности в странах Европейского Сообщества, США, Российской Федерации. Приведены действующие нормативы сброса загрязняющих веществ в странах Европейского Сообщества, США, нормативы, установленные Руководящим органом Конвенции по защите морской среды района Балтийского моря, - Хельсинской комиссией (Хелком), для стран - членов Хелком, также нормативы, установленные национальным законодательством в ряде стран. Дано определение наилучшей существующей технологии и приведен перечень наилучших существующих технологий для производства сульфатной целлюлозы. На основании анализа природоохранного законодательства сделан вывод о необходимости гармонизации законодательства Российской Федерации с законодательством развитых зарубежных стран и в первую очередь стран ЕС.

Вторая глава включает постановку цели и задач исследования. В качестве объекта исследований предложено ОАО «Архангельский ЦБК» как предприятие, на котором реализованы технологические процессы комплексной химической переработки древесины и производства всех видов целлюлозно-бумажной продукции (товарная беленая целлюлоза, картон и бумага).

В третьей главе рассмотрены основные аспекты формирования состава сточных вод предприятий ЦБП. Отмечено, что воздействие на окружающую среду хозяйственной деятельности целлюлозно-бумажных предприятий связано как с присутствующими в газовых выбросах и сточных водах серо- и хлорсодержащими реагентами, используемыми для проведения основных технологических процессов (варка и отбелка), так и с продуктами их химических реакций с компонентами древесины. Наиболее значимыми из них являются: сероводород, меркаптаны, диметилсульфид и другие летучие серосодержащие органические соединения, а также экстрактивные вещества, лигнин, фенолы, хлорорганические соединения и т. д. Объем и качество производственных сточных вод определяются целым рядом факторов: видом сырья и вырабатываемой продукции, производственной мощностью предприятия, нормами водопотребления, совершенством технологического процесса и др. Рассмотрен технологический цикл производства целлюлозы с точки зрения формирования качества сточных вод.

На основании представленной информации сделан вывод, что сточные воды, из-за особенностей реализуемых на предприятиях ЦБП технологий, представляют собой многокомпонентную водную систему, содержащую следующие основные группы веществ:

· взвешенные вещества (частички коры, ила, наполнителей, целлюлозные волокна);

· неорганические компоненты (серо- и хлорсодержащие соединения);

· органические компоненты (лигнинные вещества, фенолы и их производные, углеводы, смоляные и жирные кислоты, серо- и хлорорганические соединения, метанол, скипидар, формальдегид и пр.).

В четвертой главе, в соответствии с предложенной классификацией группового компонентного состава сточных вод ЦБП, рассмотрены методические основы эколого-аналитического контроля их качества. Отмечено, что в связи с большим разнообразием состава и свойств сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты, возникает необходимость в выделении ограниченного числа обобщенных, репрезентативных показателей, с помощью которых можно получить объективную оценку качества воды, имеющего связь с источником загрязнения. Приведены литературные данные, свидетельствующие о возможности такого подхода. В Международных природоохранных соглашениях для оценки качественного состава сточных вод предприятий ЦБП принят перечень из шести показателей: взвешенные вещества (ВВ), химическое потребление кислорода (ХПК), биохимическое потребление кислорода (БПК₅), общий азот (N), общий фосфор (Р), адсорбируемый органически связанный хлор (АОХ). По аналогии с перечисленными шестью показателями в России контроль осуществляется по взвешенным веществам (ВВ), химическому потребление кислорода (ХПК), биохимическому потреблению кислорода (БПК _п), ионам аммония (NH₄^-) , нитрит - ионам (NО₂^-), нитрат - ионам (NО₃^-), фосфатам (РО₄^3-).

Для оценки соответствия методических подходов при организации экологического контроля выполнен сравнительный анализ методик количественного химического анализа, регламентированных отечественными руководящими документами, и методик количественного химического анализа, регламентированных международными стандартами. При этом анализ проводился на основе методик ПНД Ф, внесенных в Государственный реестр методик количественного химического анализа и допущенных для целей государственного экологического контроля, и методик, включенных в Перечень стандартов Международной организации по стандартизации ИСО.

Химическое потребление кислорода. Для выявления сопоставимости результатов измерений проведено определение величины ХПК в пробах сточной воды после сооружений биологической очистки (диапазон определяемых значений свыше 100 мгО₂/дм³⁾, проб речной воды р. Северная Двина (диапазон определяемых значений ниже 50 мгО₂/дм³), при этом использовались:

ПНД Ф 14.1:2:4.190-03 «Методика определения бихроматной окисляемости (химическое потребление кислорода) в пробах природных, питьевых и сточных вод фотометрическим методом с применением анализатора жидкости “Флюорат - 02”».

ИСО 6060 : 1989 «Качество воды. Определение химического потребления кислорода».

Установлено, что значения экспериментальных величин определенных с помощью ПНД Ф 14.1: 2:4.190-03 с допустимой достоверностью совпадают со значениями величин, определенными по международной методике ИСО 6060:1989 (рис. 1).

Рисунок 1 - Корреляция методик определения загрязняющих веществ по показателю ХПК в поверхностных водах по ПНД Ф 14.1:2:4.190-03 и ИСО 6060:

а -диапазон измерений до 50 мгО₂/дм³ б - диапазон измерений свыше 50 мгО₂/дм³

Содержание соединений фосфора. В отличие от международных природоохранных соглашений, согласно которым в сточных водах оценивается общее содержание фосфора, в России нормируются его минеральные растворимые формы.

При этом в Государственный реестр методик количественного химического анализа включены методики: ПНД Ф 14.1: 2.112 - 97 (издание 2004 г.) «Методика выполнения измерений массовой концентрации фосфат-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом восстановлением аскорбиновой кислотой»; ПНД Ф 14.1:2:4.165 - 2000 «Методика выполнения измерений суммарной массовой концентрации минерального и органического фосфора (общего фосфора) в пробах питьевых, природных и сточных вод фотометрическим методом».

Техническим комитетом ТК 147 международной организации по стандартизации ИСО для определения фосфора подготовлен Международный стандарт ИСО 6878:1998 «Качество воды. Определение фосфора и фосфатов». Принципиальных различий в методах определения содержания фосфатов и общего фосфора в сточных водах по методикам ПНД Ф и ИСО нет.

Для выявления сопоставимости результатов измерений проведено определение содержания общего фосфора в биологически очищенных сточных водах ОАО «АЦБК» по методикам ПНД Ф 14.1:2.106-97 и ИСО 6878, показавшее достаточно хорошую сходимость (рис. 2). С учетом отсутствия загрязнения сточных вод органическим фосфором выполнено сравнение результатов определения фосфатов по методике ПНД Ф 14.1:2. 112-04 и общего фосфора по методикам ПНД Ф 14.1:2.106-97 (в пересчете на фосфор) и ИСО 6878. (рис. 3).



Рисунок 2 - Корреляция методик определения содержания общего фосфора (мг/дм³) в сточных водах по ПНД Ф 14.1:2.106-97 и ИСО 6878

Рисунок 3 - Корреляция методик определения содержания соединений фосфора (мг/дм³) в сточных водах: а - ПНД Ф 14.1:2.112-97 и ПНД Ф 14.1:2.106-97; б - ПНД Ф 14.1:2.112-97 (фосфаты в пересчете на фосфор) и ИСО 6878 (общий фосфор)

Определение соединений азота. Для выявления сопоставимости результатов измерений проведено определение содержания азота общего по методикам:

ПНД Ф 14.1:2.206 - 04 «Методика выполнения измерений массовой концентрации общего азота в природных и сточных водах титриметрическим методом». Методика предполагает определение азота, присутствующего в воде в виде нитритов, нитратов, аммиака, органических азотосодержащих соединений.

ИСО 10048:1984 «Качество воды. Определение азота по Кьельдалю». Методика ИСО предполагает определение азота, присутствующего в воде в виде азота органического и азота аммонийного (азот по Кьельдалю).

В результате исследований установлено, что методика ПНД Ф 14.1:2.206 - 04 не дает корректных и воспроизводимых результатов для сточных вод ЦБП. В дальнейших исследованиях установлена высокая сходимость результатов определения общего азота в сточных водах ЦБП по методике ИСО 10048 с суммой форм азота, определенных по ПНД Ф 14.1.1 - 95 «Методика выполнения измерения массовой концентрации ионов аммония в очищенных сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера», ПНД Ф 14.1:2.3 - 95 «Методика выполнения измерения массовой концентрации нитрит-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Грисса», ПНД Ф 14.1:2.4 - 95 «Методика выполнения измерения массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой».

Биологическое потребление кислорода. Для определения БПК использованы следующие методики:

ПНД Ф 14.1:2:3:4.123 - 97 «Методика выполнения измерений биохимической потребности в кислороде после n дней инкубации (БПК_п) в поверхностных пресных, подземных (грунтовых), питьевых, сточных и очищенных сточных водах».

ИСО 5815:1989 «Качество воды. Определение биохимической потребности в кислороде через 5 суток (БПК₅)».

Установлено отсутствие принципиальных различий в методиках и высокая сходимость результатов определения БПК₅.

Таким образом, полученные в исследованиях результаты сравнения зарубежных и российских методик убедительно показывают идентичность отечественного и международного подхода к определению приоритетных показателей, установленных для контроля качества сточных вод ЦБП. Российская методика определения азота общего требует доработки.

В пятой главе, с целью обоснования использования ХПК в качестве приоритетного показателя для осуществления эколого-аналитического контроля сточных вод, выполнена оценка вклада неорганической и органической составляющих в его значение. В соответствии с классификацией группового состава сточных вод ЦБП проведена оценка вклада в ХПК фракции взвешенных веществ по разнице определяемого параметра во взболтанной и фильтрованной (отстоянной) пробах сточной воды. Установлено, что вклад взвешенных веществ составляет:

- для сточных вод усреднителя сооружений биологической очистки 35-40 %;

- для стоков после I ступени биологической очистки 40-43 %;

- для сточных вод после биологической очистки 9-3 %.

Для выявления вклада неорганических компонентов в значение параметра ХПК исследован ионный состав сточных вод до и после биологической очистки (табл.1). Определение катионного состава проводили методом капиллярного зонного электрофореза с косвенным фотометрическим детектированием в соответствии с ПНДФ 14.1:2:4:167-2000 на приборе «Капель-104Т», анионного состава - методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с кондуктометрическим детектированием на ионном хроматографе «Стайер-CD» в соответствии с МВИ 4-99. Концентрацию сульфид-ионов определяли потенциометрическим методом с использованием в качестве измерительного электрода ионоселективный электрод марки CRYTUR (тип 16 - 27), а электрода сравнения - хлорсеребряный электрод ЭВЛ-1-MЗ. ЭДС растворов измеряли на иономере ЭКСПЕРТ-001, откалиброванном на сульфид-ион.

Для разделения органической и неорганической составляющих сточных вод использовался метод ионной хроматографии. В качестве ионообменника использовали катионит марки КУ-2-8 (ГОСТ 20298 -74) и анионит марки АВ-17-8 (ГОСТ 20301-74).

Эффективность процесса разделения минеральной и органической компоненты сточных вод оценивали с помощью метода ионной хроматографии и определения ХПК (табл. 2).

Таблица 1- Средний ионный состав (мг/дм³) сточных вод станции биологической очистки ОАО «Архангельский ЦБК»

Показатель	Сточная вода усреднителя	Сточная вода рассеивающего выпуска
Анионы
Хлорид	74,8	69,8
Нитрит	0,04	0,07
Нитрат	0,4	2,0
Сульфат	250,5	224,7
Сульфиды	0,012	0,005
Катионы
Калий	9,96	10,99
Натрий	206,3	258,2
Магний	17,72	15,66
Кальций	94,98	78,16
Аммоний	-	1,03
Железо (II)	-	-

Таблица 2 - Среднее значение ХПК (мг О₂/дм³) проб сточной воды до и после ионного обмена

Сточная вода	Исходная сточная вода	После ионного обмена
Усреднитель	70 -1050	410-680
После биологической очистки	120-210	70-90

Установлено, что снижение параметра ХПК после обработки по сравнению с исходной водой происходит в 1,5-2 раза, при этом большая часть минеральной составляющей извлечена из сточных вод. Остаточное содержание минеральных компонентов можно рассматривать как фоновый уровень, который вносит вклад в значение бихроматной окисляемости, сравнимый с погрешностью определения ХПК (10-15%).

Полученные результаты позволили определить вклад неорганических компонентов в интегральную величину ХПК, составляющий для сточной воды усреднителя 30-50%, после биологической очистки 40-60%.

Для оценки вклада индивидуальных компонентов и групп органических фракций в величину химического потребления кислорода выполнено фракционирование сточных вод ОАО «Архангельский ЦБК» с выделением репрезентативных групп органических компонентов самой различной химической природы (нейтральных веществ, фенолов, лигнинных веществ, конденсированных и неконденсированных смоляных и жирных кислот) и дальнейшим их изучением. Легколетучие вещества при разделении объединялись в отдельную представительную фракцию. Применение подобной схемы позволило получить полную характеристику стоков предприятия и выявить основные классы загрязнителей, влияющих на формирование значений интегральных показателей качества воды.

Определение вклада индивидуальных веществ и групп органических компонентов в интегральный показатель химического потребления кислорода проводилось путем измерения как величины ХПК исходной воды, так и значений ХПК каждой индивидуальной фракции веществ, присутствующих в анализируемой воде.

Анализ математического баланса значения ХПК по среднесуточным пробам сточных вод (табл. 3, рис. 4), показал, что максимальный вклад в значение ХПК оказывают фракции хлорпроизводных и лигнинных веществ (в сумме до 70-85 % для любого типа сточной воды).

Установлена корреляционная зависимость показателя ХПК сточных вод со специфическими показателями (табл. 4).

Таблица 3 - Математический баланс параметра ХПК (мг О₂/дм³) сточных вод ОАО «АЦБК» (данные 2000-2002 гг.).

Компонент	Сточные воды III очереди	Усреднитель	После биологической очистки
ХПК (исходное)	480-620	350-485	126-210
Хлориды и титруемые хлорпроизводные	210-320	84-200	94-151
Лигнинные вещества	85-135	36-143	12-40
Летучие вещества	140-230	75-140	5-20
Летучие фенолы	0,2-2,5	0,21-0,64	0-0,03
Скипидар	10-45	3,8-45	0-13
Метанол	2-12	0,43-1,85	0,02-0,1
Нелетучие фенолы	5-20	5,5-2,4	1,6-3,2
Нейтральные вещества	10-12	4,5-5,6	1,6-16
Смоляные и жирные кислоты	35-40	0,6-3,2	0,4-0,9
Окисленные кислоты	32-37	16-21	2,0-5,7

Таблица 4 - Регрессионные уравнения связи ХПК с другими показателями состава сточных вод после биологической очистки (по данным ОАО «Архангельский ЦБК»)

Рассчитываемый показатель	Вид регрессионного уравнения с учетом ошибки определения 95 % обеспеченности	Коэффициент корреляции
Фенолы, мг/л	С = (0,0002ХПК - 0,0287) 0.0149	0,813
Лигнин сульфатный	С = (0,236ХПК + 2,32) 23.48	0,806
БПКП	С = (0,2153ХПК + 2,68) 23.62	0,730
Взвешенные вещества, мг/л	С = (0,2125ХПК + 6,53) 17.84	0,728
Нефтепродукты	С = (0,0008ХПК - 0,053) 0.056	0,721

Выполненные исследования свидетельствуют о том, что показатель ХПК действительно является интегральной величиной, т.е. функцией концентраций загрязняющих веществ различной химической природы, содержащихся в стоке, и может быть использован в качестве приоритетного показателя в системе эколого-аналитического контроля состава сточных вод ЦБП.

Рисунок 4. Материальный баланс ХПК сточной воды:

а - III очередь производства, б - усреднитель сооружений биологической очистки, в - после биологической очистки.

В шестой главе, на основе обоснованного в диссертационной работе перечня приоритетных показателей качества сточных вод, разработаны технологические нормативы сброса загрязняющих веществ предприятий ЦБП на примере ОАО «Архангельский ЦБК».

Выполненный в период 2001-2006 г на ОАО «Архангельский ЦБК» комплекс мероприятий, направленный на внедрение ресурсосберегающих технологий и сведение к минимуму образования загрязняющих веществ, повышение эффективности сооружений биологической очистки и создание современной системы управления окружающей средой, позволил в значительной мере повысить экологическую эффективность производства. При этом осуществлялся мониторинг удельного сброса загрязняющих веществ со сточными водами, по перечню приоритетных показателей предприятия в целом, отдельных производств и цехов. Удельные показатели сброса, достигнутые ОАО «Архангельский ЦБК», сравнивались с нормативами, установленными для аналогичных производств стран Европейского Сообщества. Отмечено, что за период наблюдений показатели удельного сброса предприятия снизились по взвешенным веществам на 77%, по показателю ХПК на 44%, показателю БПК₅ на 60%. Установлено, что удельный сброс загрязняющих веществ по показателям ХПК, БПК, азот, фосфор с биологически очищенными сточными водами всего производства в целом в 2006 г. соответствует технологическим нормативам сброса загрязняющих веществ, установленным на основе наилучших существующих технологий для производства беленой сульфатной целлюлозы в странах Европейского Сообщества. Превышение нормативов ЕС отмечается по сбросу взвешенных веществ и расходу сточных вод.

С учетом того, что ОАО «Архангельский ЦБК» является комплексным предприятием, выпускающим различные виды продукции, наиболее важным моментом в исследовании явилось определение удельных сбросов загрязняющих веществ от конкретных производств и цехов с целью установления соответствия нормативам НСТ, выявления источников, дающих наибольший вклад в загрязнение, и принятия мер, направленных на снижение количества загрязнений.

Результаты исследований показывают, что удельные показатели сброса загрязняющих веществ производства целлюлозы с 2004 г. соответствуют нормативам ЕС по всем показателям, кроме взвешенных веществ и расхода сточных вод. При этом удельный сброс взвешенных веществ за период наблюдений снизился на 70,7%, по показателю ХПК на 59,4%, показателю БПК₅ на 71% (рис. 5).

По результатам исследований установлено, что основной вклад в удельный сброс по показателю ХПК вносят: древесно-подготовительный цех №3 (36%), отбельный цех (33,5%), тепло-электростанция №3 (21%). Основной вклад в удельный сброс взвешенных веществ вносят древесно-подготовительный цех №3 (49%); цех каустизации и регенерации извести (35%).

На производстве картона удельные показатели сброса загрязняющих веществ не соответствуют нормативам ЕС по всем показателям (рисунок 6), кроме азота и фосфора. При этом за период наблюдений удельный сброс взвешенных веществ снизился на 46,6%; удельный сброс по показателям ХПК и БПК₅ на 32,9 и 52% соответственно. Основной вклад в удельный сброс по показателю ХПК и взвешенным веществам дают: цех бумаги и картона (50 и 45 % соответственно), древесно-подготовительный цех №2 (26 и 46 %) и тепло-электростанция №2 (21% по ХПК).



Рисунок 5 - Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с

биологически очищенными сточными водами производства целлюлозы:

а - взвешенные вещества, б - ХПК, в - БПК₅



Рисунок 6 - Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с

биологически очищенными сточными водами производства картона:

а - взвешенные вещества, б - ХПК, в - БПК₅

Таким образом, установлено, что реализация принципов технологического нормирования, а именно внедрение наилучших существующих технологий; реализация мероприятий, направленных на рациональное природопользование; создание современной системы управления, осуществление мониторинга удельных показателей сброса загрязняющих веществ с биологически очищенными сточными водами, на основе перечня приоритетных показателей, позволили ОАО «Архангельский ЦБК» повысить экологическую эффективность производства. На предприятии за период с 2001 г.по 2006 г.:

· удельный сброс взвешенных веществ сократился на 63,4%;

· удельный сброс по показателю ХПК сократился на 45,6 % и соответствует европейскому нормативу предельно-допустимого сброса для производства беленой сульфатной целлюлозы;

· удельный сброс легкоокисляемых органических соединений по показателю БПК₅ сократился на 60,7 % и соответствует европейскому нормативу предельно-допустимого сброса для производства беленой сульфатной целлюлозы;

· удельный сброс сточных вод превышает регламентируемый интервал европейского норматива, но сократился за эти годы на 19,3 %.

Работы по определению удельных показателей сброса загрязняющих веществ по интегральным приоритетным показателям качества сточных вод и сравнение полученных показателей с нормативами ЕС позволили предприятию выявить наиболее проблемные участки с точки загрязнения сточных вод. Это в свою очередь, позволило составить план природоохранных мероприятий на 2007-2009 г.г. и предложить технологические нормативы (табл. 6) на период выполнения мероприятий 2007-2008 г.г. Выполненные мероприятия позволят производству целлюлозы и картона обеспечить достижение нормативов сброса загрязняющих веществ по приоритетным показателям, установленным для предприятий ЕС.

Таблица 6 - Технологические нормативы поступления и сброса загрязняющих веществ (на тонну в.с. целлюлозы) в 2007 - 2009 г.г.

Производство	Сточные воды, м3/т	ХПК	ВВ	БПКп	БПК5
		кг/т
Поступление на биологическую очистку
Целлюлоза	115,5	70,5	31,8	44,7	31,9
Картон	82,0	91,1	34,4	53,5	39,1
Бумага	119,5	35,4	15,2	20,9	13,0
Биологическая очистка сточных вод	125.8	94,4	39,4	54,1	40,4
Сброс в водоем
Целлюлоза	115,5	12,3	2,0	2,2	0,8
Картон	82,0	15.0	2.3	2,5	1,0
Бумага	119,5	6,2	1,0	1,1	0,4
Биологическая очистка сточных вод	125,8	16,4	2,6	2,7	1,1

ВЫВОДЫ

1. На основании выполненных комплексных химико-аналитических исследований формирования и трансформации компонентного состава производственных сточных вод целлюлозно-бумажного предприятия определен и экспериментально подтвержден перечень основных интегральных показателей эколого-аналитического контроля качества сточных вод: ХПК, БПК₅, взвешенные вещества, Р общий, N общий.

2. Выполнен сопоставительный анализ отечественных (ПНДФ) и международных (ISO) методик определения основных показателей качества сточных вод ЦБП и установлены границы их применимости для эколого-аналитического контроля.

3. Обоснован приоритетный для целей экологического контроля характер параметра ХПК. Установлен вклад в значение ХПК индивидуальных компонентов и отдельных фракций веществ различной химической природы.

4. С использованием метода экспертных оценок установлены корреляционные зависимости параметра ХПК с другими показателями качества сточных вод.

5. Разработаны технологические нормативы, соответствующие международным требованиям достижения НСТ. На примере ОАО «Архангельский ЦБК» показана возможность применения данных подходов для оценки эффективности производственной деятельности предприятий ЦБП.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Ильин В.В., Соболева Т.В. Переход к экологически безопасному производству беленой целлюлозы на Архангельском ЦБК //Мат-лы 6-ой конф. «PAP-FOR», г. Санкт-Петербург, 2000. С. 26-28.

Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Пунанцева Е.А., Елькин Е.Б., Демашев О.А.,Соболева Т.В. Обеспечение экологической безопасности производства беленой целлюлозы на Архангельском ЦБК // Мат-лы 7-ой конф. «PAP-FOR», г. Санкт-Петербург, 2002. С. 70-71.

Троянская А.Ф., Белоглазов В.И., Соболева Т.В. Переход на бесхлорную отбелку в условиях ОАО «Архангельский ЦБК» // Мат-лы научно-технической конференции «Нормирование водоотведения на целлюлозно-бумажных предприятиях бассейна реки Северная Двина в рыночных условиях», г. Архангельск, 2003 г., с. 22 - 26.

Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Белоглазов В.И., Соболева Т.В. Экологические аспекты бесхлорной отбелки целлюлозы. Часть III. Переход на бесхлорную отбелку на Архангельском ЦБК // Целлюлоза. Бумага. Картон., Москва, 2006, №1., с. 68 - 74.

Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Никитина И.А., Соболева Т.В., Цыганов СП.Устойчивые хлорорганические соединения при производстве сульфатной беленой целлюлозы // Химия и технология растительных веществ: Тез. IV Всерос. научной конф. Сыктывкар, 2006. С. 462.

Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Белоглазов В.И., Соболева Т.В., Кузнецов А.В. Цыганов СП. Реализация модели технологического нормирования для обеспечения экологической безопасности производства сульфатной целлюлозы на предприятиях севера России // PAP-FOR-2006: Пленарные доклады 9 международной научно-технической конференции, г. Санкт-Петербург, 20-21 ноября 2006 г. С.43-48.

Личутина Т.Ф., Бровко О.С., Гусакова М.А., Парфенова Л.Н., Мискевич И.В., Миняев А.П., Соболева Т.В., Дробешкина Т.А., Рябов Н.А., Кузнецов А.В. Опыт технологического нормирования сброса загрязняющих веществ биологически очищенных сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий бассейна реки Северная Двина. // PAP-FOR 2004: Пленарные доклады 8 Международной научно-техническая конференция, г. Санкт-Петербург, 22-23.ноября 2004 г. С.58 - 66.

Личутина Т.Ф., Бровко О.С., Гусакова М.А., Соболева Т.В. Оценка методической базы контроля и мониторинга сточных вод ЦБП и поверхностных вод на соответствие стандартам Европейского Сообщества // PAP-FOR-2006: Пленарные доклады 9 Международной конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития российской целлюлозно-бумажной промышленности» г.Санкт-Петербург, 20-21.ноября 2006 г. С. 37 - 42.

Боголицын К.Г., Айзенштадт М.А., Почтовалова А.С., Соболева Т.В. Применение европейских подходов для оценки экологической эффективности производственной деятельности предприятий ЦБП.// Целлюлоза. Бумага. Картон., Пилотный научный выпуск. Москва, 2006 С.56-60.

Размещено на Allbest.ru