• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий


ИТС 47-2017

     
     
ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

     
     
СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ (ОБРАЩЕНИЯ) СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ И ОТХОДЯЩИМИ ГАЗАМИ В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

     
Processing system (treatment) with waste water and exhaust gases in the chemical industry



Дата введения 2018-07-01

Введение


Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям "Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности" (далее - справочник НДТ) является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технических, технологических и управленческих решений, применяемых на предприятиях химической промышленности.

Разработка справочника НДТ осуществлена в соответствии с Поэтапным графиком создания в 2015-2017 гг. справочников по наилучшим доступным технологиям, утвержденным распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. N 2178-р (ред. от 7 июля 2016 г.).

Структура настоящего справочника НДТ соответствует ГОСТ Р 56828.14-2016, формат описания технологий - ГОСТ Р 56828.15-2016, термины приведены в соответствии с ГОСТ Р 56828.13-2016.

Краткое содержание справочника НДТ

Введение. Приведено краткое содержание настоящего справочника НДТ и обзор законодательных документов, использованных при его разработке.

Предисловие. Указана цель разработки настоящего справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, описание конкретной проблемы межотраслевого характера, решаемой настоящим справочником НДТ, краткое описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также порядок его применения.

Область применения. Приведены области применения НДТ, на которые распространяется настоящий справочник НДТ.

В разделе 1 представлена общая информация о рассматриваемой отраслевой проблеме: обработке (обращении), включая очистку, выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, обезвреживании сточных вод предприятий химической отрасли промышленности.

В разделе 2 представлено описание технологических процессов, используемых в настоящее время для обработки (обращения), включая очистку, выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, сточных вод в основных производствах химической промышленности.

В разделе 3 приводятся характерные выбросы в атмосферный воздух и загрязняющие вещества, содержащиеся в сточных водах для предприятий химической промышленности.

В разделах 4-7 представлены подход к понятию наилучших доступных технологий (НДТ), экономические аспекты внедрения НДТ и информация о перспективных технологиях.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения об использованных материалах при подготовке справочника НДТ.

Библиография. В библиографии приведен перечень источников информации и нормативных правовых актов, использованных при разработке настоящего справочника НДТ.

Приложения. В приложении А приведены термины и определения, в приложении Б - выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, в 2016 г., в приложении В - перечень НДТ, позволяющих сократить эмиссии в окружающую среду.

Предисловие


Цели, основные принципы и порядок разработки информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. N 1458. Перечень областей применения наилучших доступных технологий определен распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р.

Основной целью разработки настоящего справочника НДТ является создание базового инструмента для внедрения НДТ в области создания систем обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности.

1 Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации и разработан в соответствии с положениями, требованиями и терминологией, изложенными в ГОСТ Р 56828.13-2016, ГОСТ Р 56828.14-2016, ГОСТ Р 56828.15-2016.

2 Информация о разработчиках

Настоящий справочник НДТ разработан технической рабочей группой "Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности" (ТРГ 47), состав которой утвержден в соответствии с протоколом совещания под председательством заместителя Министра промышленности и торговли Российской Федерации В.С.Осьмакова от 22 марта 2017 г. N 15-ОВ/12 "О формировании технических рабочих групп 2017 г.".

Настоящий справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее - Бюро НДТ) (www.burondt.ru).

3 Краткая характеристика

Настоящий справочник НДТ содержит описания используемых в настоящее время в Российской Федерации универсальных подходов и методов, применимых при обработке (обращении), включая очистку, выбросов и сбросов вредных (загрязняющих) веществ на предприятиях, относящихся к областям применения НДТ, определенным распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р. Из этих подходов и методов выделены решения, признанные наилучшими доступными технологиями для приоритетных областей применения НДТ, включая, по возможности, соответствующие параметры экологической результативности, ресурсо- и энергоэффективности, а также экономические показатели.

4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

Настоящий справочник НДТ разработан с учетом положений европейского справочника по наилучшим доступным технологиям "Европейская комиссия. Системы обработки/обращения со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности"*, исполнительного решения Европейской Комиссии 2016/902 от 30 мая 2016 г., устанавливающего выводы о выборе НДТ в соответствии с Директивой Европейского парламента и Совета ЕС 2010/75/ЕС "О промышленных выбросах" применительно к общепринятым системам обработки сточных вод и отходящих газов в химической промышленности и обращения с ними, Руководящего документа по технологиям регулирования выбросов серы, ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, летучих органических соединений, пыли из стационарных источников (Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.

5 Сбор данных

Информация о применяемых на промышленных предприятиях технологических процессах, оборудовании, а также об источниках загрязнения окружающей среды, технологических, технических и организационных мероприятиях, направленных на снижение загрязнения окружающей среды и повышение энергоэффективности и ресурсосбережения была собрана в процессе разработки справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстандарта от 23 июля 2015 г. N 863.

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разработанными или разрабатываемыми в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. N 2178-р, приведена в разделе "Область применения".

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Настоящий справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 15 декабря 2017 г. N 2846.

Настоящий справочник НДТ введен в действие с 1 июля 2018 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).

Область применения


Настоящий справочник НДТ распространяется на системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, в том числе при производстве:

- основных органических химических веществ;

- продукции тонкого органического синтеза;

- полимеров;

- основных неорганических химических веществ;

- неорганических кислот, минеральных удобрений;

- твердых и других неорганических химических веществ;

- специальных неорганических химикатов;

- прочих основных неорганических химических веществ.

Справочник НДТ рассматривает способы и системы обработки (обращения) сточных вод и условно чистых вод, газообразных выделений, отходящих газов (в соответствии с определениями, приведенными во введении и приложении А), образующихся при производстве различной химической продукции, а также рассматриваются способы организационно-управленческого и технологического характера. Область применения справочника НДТ в части обработки (обращения) сточных вод и условно чистых вод приведена на рисунке 1. Рисунок 1 также отражает взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ.

Настоящий справочник НДТ разработан в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. N 2178-р и включает в себя описание универсальных подходов и способов, применимых при производстве химической продукции на предприятиях, относящихся к областям применения НДТ, определенным распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р.

Настоящий справочник НДТ охватывает следующие аспекты хозяйственной деятельности:

- системы экологического менеджмента;

- производственный экологический контроль (ПЭК);

- решения по снижению потребления исходной (природной) воды;

- системы управления сточными водами, их сбор и обработку;

- системы управления выбросами в атмосферу, их сбор и обработку;

- термические способы обработки отходящих газов.

Настоящий справочник НДТ разработан с учетом следующих справочников НДТ:

1) ИТС 2-2015 "Производство аммиака, минеральных удобрений и кислот";

2) ИТС 8-2015 "Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях";

3) ИТС 18-2016 "Производство основных органических химических веществ";

4) ИТС 19-2016 "Производство твердых и других неорганических химических веществ";

5) ИТС 22-2016 "Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при производстве продукции (товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на крупных предприятиях";

6) ИТС 22.1-2016 "Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения".

Дополнительные виды деятельности, осуществляемые при обработке (обращении) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, и соответствующие им справочники НДТ, определенные распоряжением Правительства РФ от 31 октября 2014 г. N 2178-р, приведены в таблице 1.


Таблица 1 - Дополнительные виды деятельности при обработке (обращении) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности и соответствующие им справочники НДТ

Вид деятельности

Наименование соответствующего справочника НДТ

Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух

Справочник НДТ ИТС 22-2016 "Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при производстве продукции (товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на крупных предприятиях"

Очистка и утилизация сточных вод

Справочник НДТ ИТС 8-2015 "Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях"

Осуществление производственного экологического контроля

Справочник НДТ ИТС 22.1-2016 "Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения"


При разработке настоящего справочника использованы материалы европейского справочника по НДТ BREF CWW Common waste water and waste gas treatment/management systems in the chemical sector.

Рисунок 1 - Сфера распространения настоящего справочника в части обработки (обращения) со сточными водами

ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности


Рисунок 1 - Сфера распространения настоящего справочника в части обработки (обращения) со сточными водами

Раздел 1. Общая информация о рассматриваемой межотраслевой проблеме

1.1 Химическая промышленность Российской Федерации (текущее состояние)

1.1.1 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу


В таблице 1.1 представлен общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников в Российской Федерации в 2010-2016 гг. По объемам выбросов в атмосферу от стационарных источников первое место занимают обрабатывающие производства - 5777,7 тыс. т/год (в 2016 г. - 33,3% от общего количества выбросов), причем основным загрязнителем выступает металлургическая промышленность (в 2016 г. 66,2% выбросов обрабатывающих производств приходилось на металлургическое производство, а на химическое производство - 6,5%). В атмосферный воздух предприятиями химической промышленности в 2016 г. было выброшено 375,7 тыс. т загрязняющих веществ. Это составило 2,17% от общего количества загрязняющих веществ, выброшенных в атмосферный воздух от стационарных источников (см. рисунок 1.1). За период 2010-2016 гг. в среднем для отрасли химической промышленности наблюдался рост выброса загрязняющих веществ в атмосферу на 12%, что связано с увеличением объемов производства. Другой крупный блок источников загрязнения атмосферного воздуха образуют предприятия по добыче полезных ископаемых - 4911,9 тыс. т в 2016 г. (28,3%). Значительные объемы выбросов в атмосферу характерны для предприятий топливно-энергетического комплекса, связанных с производством, передачей и распределением электроэнергии, а также с транспортированием по трубопроводам газа и продуктов его переработки - 3645,9 тыс. т/год (21,01%).

Рисунок 1.1 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в 2016 г. (по данным Росстата "Сведения об охране атмосферного воздуха за 2016 г.")

ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности


Рисунок 1.1 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в 2016 г. (по данным Росстата "Сведения об охране атмосферного воздуха за 2016 г.")



Таблица 1.1 - Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, по видам экономической деятельности, тыс. т

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

Всего

19115,6

19162,3

19630,3

18446,5

17451,9

17295,7

17349,3

Обрабатывающие производства

6431,0

6523,1

6406,5

6218,8

5932,4

5968,6

5777,7

из них:

- металлургическое производство и производство готовых металлических изделий

4289,2

4365,4

4262,2

4114,6

3954,0

3994,3

3824,1

- производство кокса и нефтепродуктов

733,3

742,0

753,1

736,5

628,3

609,2

601,2

- химическое производство

334,6

338,2

338,7

335,3

361,6

368,9

375,7

- производство прочих неметаллических минеральных продуктов

418,6

436,7

435,0

425,0

390,0

402,6

354,7

- производство пищевых продуктов, включая напитки, и табака

138,2

147,1

140,1

140,7

142,8

146,0

156,1

- целлюлозно-
бумажное производство; издательская и полиграфическая деятельность

145,1

129,7

128,5

129,6

118,9

114,3

120,1

- обработка древесины и производство изделий из дерева

84,2

82,9

86,9

86,3

89,7

90,1

90,8

- производство транспортных средств и оборудования

93,1

86,0

89,9

85,8

78,8

74,6

75,9

Производство и распределение электроэнергии, газа и воды

4327,2

4071,2

4164,4

3868,7

3761,5

3671,5

3645,9

Добыча полезных ископаемых

5200,3

5616,0

6128,4

5265,9

4943,8

4754,7

4911,9

Транспорт и связь

2426,4

2248,0

2107,3

2219,9

1931,3

1885,4

1846,9

Сельское хозяйство

136,6

141,1

162,5

164,7

185,3

197,3

128,2


Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу стационарными источниками загрязнения, их очистка и утилизация в 2016 г. приведены в приложении Б.

На предприятиях химической промышленности в 2016 г. образовалось 2109,3 тыс. т твердых загрязняющих веществ, что составляет 9,9% от общего количества твердых загрязняющих веществ, отходящих от обрабатывающих производств. 98,3% твердых загрязняющих веществ уловлено в системах очистки, выбросы твердых загрязняющих веществ в атмосферу от предприятий химической промышленности составили 36,9 тыс. т (7,5% от выбросов твердых загрязняющих веществ в атмосферу воздух обрабатывающими производствами и 2,1% от общих выбросов твердых загрязняющих веществ в атмосферу). Объемы выбросов твердых загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями химической промышленности сопоставимы с объемами выбросов твердых загрязняющих веществ от сельского хозяйства, охоты и лесного хозяйства (35,4 тыс. т в 2016 г.) или от транспорта и связи (34,4 тыс. т в 2016 г.).

Количество образовавшихся газообразных и жидких загрязняющих веществ в 2016 г. от обрабатывающих производств составило порядка 10000 тыс. т. Преобладающий объем выбросов газообразных и жидких загрязняющих веществ в атмосферу среди обрабатывающих производств пришелся на металлургическое производство и производство готовых металлических изделий (68,5% от выбросов обрабатывающих производств). Предприятиями химической промышленности в 2016 г. выброшено 338,9 тыс. т газообразных и жидких загрязняющих веществ (6,4% - от выбросов обрабатывающих веществ, 2,2% - от общих выбросов газообразных и жидких загрязняющих веществ в атмосферу).

Диоксида серы предприятиями химической промышленности выброшено в 2016 г. 33,1 тыс. т, что составляет 1,4% выбросов диоксида серы обрабатывающими производствами и 0,8% от всех выбросов диоксида серы.

Выбросы оксида углерода в 2016 г. предприятиями химической промышленности составили 162,1 тыс. т (3,3% от всех выбросов оксида углерода).

Преобладающее количество выбросов оксидов азота (в пересчете на ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности) в атмосферу стационарными источниками в 2016 г. приходится на производство и распределение энергии, газа и воды (933,026 тыс. т, 51% от всех выбросов оксидов азота в 2016 г.). Выбросы оксидов азота предприятиями химической промышленности составили 51,1 тыс. т (2,8% от всех выбросов оксидов азота в 2016 г.). По количеству улавливаемых оксидов азота химическое производство значительно превосходит другие производства, процент улавливаемых оксидов азота на предприятиях по металлургическому производству и производству готовых изделий составил 0,5, при производстве и распределении электроэнергии, газа и воды - 0,2, при производстве древесины и производстве изделий из дерева - 0,4.

Выбросы углеводородов (без учета ЛОС) в атмосферу стационарными источниками загрязнения в 2016 г. составили 3406,1 тыс. т, при этом основное количество выбросов приходится на добычу полезных ископаемых (1477 тыс. т) и транспорт и связь (1192 тыс. т). Предприятиями химической промышленности было выброшено 10,9 тыс. т (0,3% от общего количества выбросов углеводородов (без учета ЛОС)).

Среди обрабатывающих производств основной объем выбросов ЛОС в 2016 г. приходится на производство кокса и нефтепродуктов (252 тыс. т), предприятиями химической промышленности было выброшено 31 тыс. т ЛОС, что составляет 14,6% от выбросов ЛОС от обрабатывающих производств и 4,7% от всех выбросов ЛОС в 2016 г. (см. рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу стационарными источниками загрязнения в 2016 г.

ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности


Рисунок 1.2 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу стационарными источниками загрязнения в 2016 г.


Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями химической промышленности, их очистка и утилизация приведены в таблице 1.2 и на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями химической промышленности (по данным "Сведения об охране атмосферного воздуха за 2016 г.")

ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности


Рисунок 1.3 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями химической промышленности (по данным "Сведения об охране атмосферного воздуха за 2016 г.")




Таблица 1.2 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями химической промышленности, их очистка и утилизация в 2016 г.

Количество загрязняющих веществ,

В том числе выбрасывается без очистки

Поступает на очистные сооружения

Из них уловлено и обезврежено

Всего выброшено в атмосферный

Уловлено в процентах к количеству

Вклад хим.
промыш-ти в объем общих

отходящих от стационарных источников загрязнения

Всего

В т.ч. от организованных источников выбросов

Всего

Из них утилизи-
ровано

воздух загрязняющих веществ за отчетный год

загрязняющих веществ

выбросов ЗВ
в РФ, %

Твердые ЗВ, тыс. т

2109,3

16,4

14,3

2092,9

2072,5

1276,5

36,9

98,3

2,14

Газообразные и жидкие ЗВ, тыс. т

1398,9

308,7

267,8

1090,3

1060,1

415,8

338,9

75,8

2,17

Диоксид серы, тыс. т

41,4

29,1

28,1

12,3

8,3

4,4

33,1

20,0

0,8

Оксид углерода, тыс. т

354,3

153,9

149,8

200,4

192,2

140,7

162,1

54,2

3,3

Оксиды азота (в пересчете на ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности), тыс. т

238,4

43,3

38,6

195,2

187,3

74,8

51,1

78,6

2,79

Углеводороды (без ЛОС), тыс. т

11,6

10,9

6,9

0,71

0,67

0,14

10,9

5,8

0,32

ЛОС, тыс. т

470,9

58,8

34,8

412,1

409,99

22,7

60,9

87,1

4,67

Прочие газообразные и жидкие вещества

282,4

.....*

.....*

.....*

.....*

.....*

.....*

.....*

12,5

________________
* Брак оригинала. - Примечание изготовителя базы данных.

1.1.2 Водопользование


В таблице 1.3 представлен общий объем сброса сточных вод в поверхностные водоемы в Российской Федерации в 2010-2015 гг. За последние пять лет объем сброса сточных вод сократился на 6 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности (сбросы сточных вод в 2010 г. составили 49,2 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, в 2015 г. - 42,9 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности). Самый большой объем сточных вод приходится на производство и распределение электроэнергии, газа и воды - 73,66% от общей суммы сброса. Объем сброса сточных вод предприятиями химической промышленности составил 0,6 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности (1,4% от общей суммы сброса).


Таблица 1.3 - Объем сброса сточных вод в поверхностные водоемы по видам экономической деятельности, млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Всего

49,2

48,1

45,5

42,9

43,9

42,9

из них по видам экономической деятельности:

Производство и распределение электроэнергии, газа и воды

35,7

35,3

33,5

31,5

32,1

31,6

Обрабатывающие производства

4,3

4,2

4,1

3,7

3,6

3,3

из них:

- целлюлозно-бумажное производство; издательская и полиграфическая деятельность

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

0,9

- металлургическое производство и производство готовых металлических изделий

0,9

0,9

0,9

0,9

0,8

0,8

- химическое производство

0,8

0,8

0,7

0,7

0,6

0,6

- производство кокса и нефтепродуктов

0,3

0,3

0,2

0,2

0,2

0,2

- производство транспортных средств и оборудования

0,3

0,3

0,2

0,2

0,1

0,1

- производство пищевых продуктов, включая напитки, и табака

0,1

0,1

0,09

0,09

0,08

0,06

- производство прочих неметаллических минеральных продуктов

0,06

0,06

0,05

0,05

0,06

0,06

- обработка древесины и производство изделий из дерева

0,04

0,03

0,03

0,02

0,03

0,03

Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство

4,2

3,8

3,3

2,9

3,3

3,2

Добыча полезных ископаемых

1,3

1,3

1,4

1,3

1,3

1,3

Транспорт и связь

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2


Объекты, относящиеся к виду деятельности "Обрабатывающие производства" в 2014 г. забрали из водных объектов 4,4 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, а в 2015 г. - 4,2 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности воды (в каждом году порядка 6% от общей величины по стране).

На обрабатывающие производства приходится самый большой объем оборотного и повторно-последовательного водоснабжения среди всех видов экономической деятельности. В 2014 г. соответствующая величина составила 44,4 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности (почти 33% от общей суммы по всем отраслям экономики), в 2015 г. - 45,1 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности (32%).

Сброс сточных вод от обрабатывающих производств в 2014 г. был на уровне 2,52 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, в 2015 г. - 2,54 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности. Это равнялось 17% и почти 18% от общего сброса данных стоков в Российской Федерации в 2014 и 2015 гг. соответственно (см. таблицу 1.4). Сброс сточныхвод, содержащих загрязняющие вещества, предприятиями химической промышленности составил 0,54 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, 3,7% от общего сброса данных стоков в 2015 г. (рисунке 1.4).


Таблица 1.4 - Сброс сточных вод в поверхностные водные объекты, млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности

2012

2013

2014

2015

Всего

15,68

15,19

14,77

14,42

из них по видам экономической деятельности:

Производство и распределение электроэнергии, газа и воды

8,73

8,41

8,31

8,03

Обрабатывающие производства

2,88

2,71

2,52

2,54

из них:

- целлюлозно-бумажное производство; издательская и полиграфическая деятельность

0,91

0,91

0,86

0,83

- металлургическое производство и производство готовых металлических изделий

0,79

0,73

0,66

0,73

- химическое производство

0,65

0,60

0,54

0,54

- производство кокса и нефтепродуктов

0,14

0,11

0,10

0,11

- производство транспортных средств и оборудования

0,11

0,09

0,08

0,078

- производство пищевых продуктов, включая напитки, и табака

0,053

0,052

0,051

0,040

- производство прочих неметаллических минеральных продуктов

0,042

0,042

0,045

0,048

- обработка древесины и производство изделий из дерева

0,020

0,015

0,022

0,023

Транспорт и связь

0,033

0,031

0,031

0,031

Предоставление прочих коммунальных, социальных и персональных услуг

1,85

1,865

1,75

1,72

Добыча полезных ископаемых

0,93

0,85

0,81

0,84

Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство

0,85

0,82

0,78

0,77


Рисунок 1.4 - Сброс сточных вод в поверхностные водные объекты в 2015 г. (по данным Росстат "Охрана окружающей среды")

ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности


Рисунок 1.4 - Сброс сточных вод в поверхностные водные объекты в 2015 г. (по данным Росстат "Охрана окружающей среды")


Сброс сточных вод по объектам, занимающимся производством и распределением электроэнергии, газа и воды, в 2014 и 2015 г. составлял соответственно 8,31 и 8,03 млрд мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, или 56% от общей величины по России в целом в каждом году.

Предприятия химической промышленности характеризуются значительным вводом в действие водоохранных объектов, особенно по водооборотным системам.

По вводу систем оборотного водоснабжения в 2013 г. основные мощности пришлись на предприятия химической промышленности (69% от общего итога), в 2014 г. отраслевыми лидерами по вводу оборотных систем были предприятия химической промышленности и металлургические предприятия (по 26% от суммарного объема вводов по стране). В 2015 г. предприятиями химической промышленности введено 63% от общероссийской величины ввода оборотных систем, металлургическими предприятиями - 17%.

Сброс основных загрязняющих веществ со сточными водами в водные объекты в 2015 г. приведен в таблице 1.5.


Таблица 1.5 - Сброс основных загрязняющих веществ со сточными водами в водные объекты в 2015 г.

Сульфаты, тыс. т

Хлориды, тыс. т

Азот общий, т

Нитрат-
анион (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности), тыс. т

Жиры/масла (природного происхождения), т

Фенол, т

Всего

1855,4

5570,2

25496,0

421,2

2050,0

16,1

из них по видам экономической деятельности:

Производство и распределение электроэнергии, газа и воды

1187,7

3886,0

11589,4

320,5

1901,6

5,9

Обрабатывающие производства

318,2

904,0

1077,0

36,8

29,9

8,3

из них:

- целлюлозно-
бумажное производство; издательская и полиграфическая деятельность

78,9

102,2

125,7

2,6

0,1

5,7

- химическое производство

83,0

701,0

597,6

18,9

0,4

1,1

- производство транспортных средств и оборудования

4,0

3,1

34,3

0,5

0,6

0,0

- производство прочих неметаллических минеральных продуктов

9,7

4,8

8,1

0,1

0,2

0,0

- производство пищевых продуктов, включая напитки, и табака

3,4

5,4

20,4

0,3

7,0

0,0

- производство кокса и нефтепродуктов

17,7

16,2

127,0

5,2

0,0

0,7

- обработка древесины и производство изделий из дерева

0,5

0,5

13,6

0,1

3,7

0,1

- металлургическое производство и производство готовых металлических изделий

109,1

56,1

47,6

7,8

11,5

0,5

Предоставление прочих коммунальных, социальных и персональных услуг

145,1

334,8

12144,1

42,8

85,9

1,1

Добыча полезных ископаемых

126,9

364,6

59,5

13,3

0,9

0,4

Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство

34,3

16,6

365,0

0,8

10,2

0,0

Транспорт и связь

11,8

3,5

77,1

0,4

1,5

0,1

1.2 Воздействие на окружающую среду

1.2.1 Отходящие газы


Выбросы в атмосферу, образующиеся при производстве химической продукции, подразделяются на организованные и неорганизованные. Организованные выбросы в атмосферу, как правило, образуются после обработки отходящих газов при производстве химической продукции. Уменьшение или предотвращение неорганизованных выбросов в атмосферу обеспечивают путем создания систем вентиляции и аспирации, что позволяет предотвратить не только загрязнение атмосферного воздуха, но и вернуть сырьевые продуктовые компоненты в производство.

Выбросы в атмосферу от крупнотоннажных производств неорганических веществ (аммиака, карбамида, неорганических кислот, удобрений и смежных с ними производств) включают в себя:

1) организованные выбросы в атмосферу:

а) выбросы в атмосферу, образующиеся непосредственно в технологическом процессе, например отходящие газы от стадий сушки или прокалки или газы от аспирации технологического оборудования, газы от регенерации катализаторов, отходящие газы от продувки или подогрева оборудования;

б) отходящие газы от вентиляции складов, хранилищ и обработки сырья, полупродуктов и готовых продуктов, общей вентиляции производственных помещений;

в) отходящие газы от энергогенерирующих установок, сопровождающих химические производства;

2) неорганизованные выбросы в атмосферу:

а) выбросы в атмосферу, образующиеся непосредственно в технологическом процессе, осуществляемые с большой поверхности или из открытого оборудования;

б) выбросы в атмосферу от неплотностей оборудования, которые технически не могут быть локализованы/захвачены для дальнейшей очистки.

Особенностью крупнотоннажных производств химической промышленности являются относительно большой объем выбросов в атмосферу.

Каждое производство конкретного вида продукции имеет свой характерный состав отходящих газов, что наряду с применением общепринятых способов очистки порождает необходимость в индивидуальном подходе при выборе метода (или комбинации методов) и оборудования для их очистки.

Производства неорганической химии

Производства аммиака, азотной кислоты, карбамида и аммиачной селитры могут характеризоваться выбросами в атмосферу, содержащими азотсодержащие соединения ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности.

При производстве серной кислоты газовые выбросы в атмосферу могут содержать ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, туман серной кислоты.

Для производств экстракционной фосфорной кислоты методом сернокислотного разложения и при получении азотно-фосфорнокислого раствора при разложении природных фосфатов азотной кислотой в выбросах в атмосферу характерно наличие газообразных фторидов (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, HF).

Производства сложных удобрений на основе переработки экстракционной фосфорной кислоты и на основе переработки азотно-фосфорнокислого раствора характеризуются выбросом в атмосферу аммиака, газообразных фторидов (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности).

В производстве соляной кислоты отходящие газы подвергают очистке от не поглощенного в абсорбере хлористого водорода.

В выбросах в атмосферу производств хлора электролизным методом может содержаться хлор, который выделяют из смеси (хлорид натрия и соляная кислота) в виде товарного продукта методом сжижения.

В производстве хлорной извести в выбросах в атмосферу также может содержаться свободный хлор.

Выбросы в атмосферу производств минеральных удобрений (комплексных удобрений, аммиачной селитры, карбамида, хлористого калия и др.), алюминия фтористого, а также технических, кормовых и пищевых фосфатов могут содержать твердые взвешенные частицы.

Химическая промышленность в целом потребляет относительно большое количество энергии, получаемой обычно за счет сжигания органического топлива с выбросами загрязнений, характерных для энергетической промышленности. Данные выбросы нельзя считать показателями, корректно определяющими уровень развития технологий в химической промышленности, так как они зачастую зависят от используемого сырья и вида топлива и определяют в большей степени технику и технологию генерации энергии (электрической или тепловой), что не является предметом настоящего справочника НДТ.

На предприятиях отрасли химической промышленности могут вырабатываться значительные количества диоксида углерода, при этом предприятия, представляющие собой производственные комплексы, частично используют образующийся ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности в качестве исходного сырья (например, для синтеза карбамида и затем меламина), что позволяет уменьшить выбросы в атмосферу диоксида углерода.

Производства органической химии

Выбросы в атмосферу от производств продуктов органической химии, таких как метанол, меламин, ацетилен, винилацетат, метилацетат, поливиниловый спирт, уксусная кислота и других, могут содержать остаточные содержания продуктов или сырьевых компонентов (например, выбросы от установок получения меламина содержат ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности и взвешенные вещества меламин и карбамид). Очистка отходящих газов от конденсируемых примесей осуществляется методом конденсации, от взвешенных веществ - при помощи методов газовой фильтрации, от растворимых газов - методом абсорбции.

Выбросы в атмосферу, образующиеся при производстве технического углерода, могут содержать взвешенные вещества (например, сажу).

Выбросы в атмосферу от производства каучуков содержат преимущественно мономеры, углеводороды, входящие в состав растворителя (для процессов растворной полимеризации), пыль полимерную, а также оксид углерода, диоксиды азота.

Производство синтетических моющих средств. Основное количество синтетических моющих средств получают методом распылительной сушки. При этом образуются отработанный теплоноситель, воздух из эрлифта, воздух из аспирационных систем, отсасываемый от узлов пыления при транспортировании и переработке исходных материалов и готового продукта.

Производство лакокрасочных материалов и их компонентов (например, пигментов, наполнителей, пленкообразующих, растворителей, пластификаторов, отвердителей и т.д.) сопровождается образованием значительного количества выбросов в атмосферу, которые могут содержать органические растворители, пыль пигментов, водорастворимые сульфаты.

В ИТС 22-2016 "Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при производстве продукции (товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на крупных предприятиях" приведены основные способы очистки выбросов. Специфические способы очистки газовых выбросов в атмосферу рассматриваются в отраслевых справочниках. В данном справочнике НДТ рассмотрены способы, являющиеся общими для химической промышленности.

1.2.2 Сточные воды


Как правило, химические предприятия имеют интегрированную систему водоснабжения и водоотведения, при этом сточные воды, содержащие загрязненные вещества, могут собираться и/или усредняться в единый поток (или несколько потоков). При необходимости их либо подвергают обработке с последующим использованием, либо очистке перед сбросом в водный объект, либо передают на очистку в специализированную организацию. Возможны другие методы обращения со сточными водами.

Основное количество загрязненных вод при производстве химической продукции не образуется непосредственно из реакции химического синтеза, за исключением случаев, когда вода получается в результате химической реакции. Вода используется как для осуществления физико-химических и физико-механических процессов при получении продукции, так и при проведении вспомогательных операций и технологических процессов. Аналогичным образом можно классифицировать источники образования сточных вод, содержащих загрязненные вещества:

1) прямое образование сточных вод:

а) маточные растворы;

б) промывные воды от очистки (промывки) продукции;

в) паровые конденсаты (соковый пар);

г) закалочные жидкости;

д) воды от промывки/очистки отходящих газов;

2) косвенное образование сточных вод:

а) промывные воды от очистки оборудования;

б) воды от создания вакуума в вакуумных системах;

в) воды от процессов водоподготовки (концентраты, регенерация систем по получению умягченной и обессоленной воды);

г) продувки котлов и охлаждающих водооборотных циклов;

д) хозяйственные, поливомоечные воды (включая воды от уборки производственных помещений);

е) дренажные воды с территорий предприятий.

Достаточно большое количество воды используется для вспомогательных технологических операций, образуя потоки воды с низким уровнем загрязнения (условно чистые воды). К ним относятся:

- воды от генерации вакуума;

- воды от абсорбционной очистки отходящих и аспирационных газов;

- воды из охлаждающих систем, например охлаждения насосов.

Данные потоки могут использоваться повторно в технологических процессах напрямую без очистки или проходя дополнительную очистку.

Состав сточных вод является характерным для каждого производства конкретной продукции. Вышеуказанное приводит к необходимости применения (кроме общих принципов) индивидуального подхода при выборе метода и оборудования для обработки/очистки сточных вод или их использования.

В ИТС 8-2015 "Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях" сформулированы основные принципы обращения со сточными водами и их очистки. Специфические способы обращения со сточными водами должны быть рассмотрены в отраслевых справочниках. В данном справочнике НДТ рассмотрены способы, являющиеся общими для химической промышленности.

Производства неорганической химии

Сточные воды от установок аммиака, азотной кислоты, азотсодержащих удобрений (аммиачная селитра, карбамид и др.) характеризуются содержанием иона аммония (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности), нитрат-иона (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности) и нитрит-иона (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности).

При производстве серной кислоты характерным является наличие в сточных водах сульфат-иона (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности).

Сточные воды от производства экстракционной фосфорной кислоты, фосфорсодержащих минеральных удобрений, технических, кормовых и пищевых фосфатов содержат фосфат-ион (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности) и фторид-ион (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности).

Производство хлористого калия сопровождается образованием сточных вод, содержащих хлорид-ион (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности).

Сточные воды от производств алюминия фтористого и фтористых соединений содержат фторид-ион (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности).

Для подавляющего большинства производств химической промышленности характерно наличие в сточных водах взвешенных веществ.

Производства органической химии

Сточные воды, содержащие загрязняющие вещества, могут образовываться на производствах основного органического и нефтехимического синтеза: производство акрилонитрила, синтетических жирных кислот, бутадиена, изопрена, фенола и ацетона, производство искусственных волокон, синтетических полимеров и пластмасс, минеральных пигментов; производство масляных и водоэмульсионных красок, капролактама; производство метанола, поверхностно-активных веществ (ПАВ), горного воска и др.

Способы снижения образования сточных вод приведены ниже:

- снижение образования сточных вод за счет вторичного использования в производственных процессах, организации и/или модернизации водооборотных циклов (в частности внедрение бессточных систем);

- использование локальных очистных сооружений с последующим использованием очищенных вод в производственных процессах;

- удаление в изолированные водовмещающие пласты горных пород.

Особенностями крупнотоннажных производств химической промышленности являются большие объемы образующихся сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, и объединение их потоков до и (или) после соответствующей очистки. Последнее порождает затруднение в определении количественной и качественной составляющих производства (установки) по производству конкретного продукта в суммарном потоке вод при рассмотрении комплексного производства (предприятия).

1.2.3 Отходы


При очистке сточных вод и отходящих газов от загрязняющих веществ возможно образование отходов, вид и возможность использования которых зависит, в том числе, от применяемых технологических решений по водо- и газоочистке.

При получении экстракционной фосфорной кислоты при очистке отходящих газов от фтористых неорганических соединений (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности, HF) образуются растворы кремнефтористоводородной кислоты (ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности), утилизация которых зависит главным образом от спроса на продукты их переработки. Избыточное количество растворов кремнефтористоводородной кислоты направляется на нейтрализацию Ca-содержащими компонентами, в результате которой образуются смесь нерастворимых кремнегеля и фторида кальция. Вода после очистки используется в технологическом процессе.

Очистка сточных вод от сульфат-иона посредством нейтрализации известковым молоком приводит к образованию сульфата кальция, использование которого зависит от присутствия в нем примесных компонентов.

В процессе химической водоочистки стоков, содержащих фосфат-ион, образуются фосфатсодержащие осадки, которые могут быть использованы при производстве экстракционной фосфорной кислоты и фосфорсодержащих удобрений.

Сточные воды, содержащие биоразлагаемые компоненты, обычно подвергаются биохимическим методам очистки. В результате очистки в качестве отхода может образоваться избыточный активный ил.

1.3 Системы экологического менеджмента при обращении со сточными водами и отходящими газами


Система экологического менеджмента (СЭМ) является частью единой системы менеджмента компании. В СЭМ отражается организационная структура, ответственность, методы, процедуры, процессы и ресурсы для развития, способы достижения, обратная связь и мониторинг текущей ситуации. По отношению к области применения настоящего справочника СЭМ может устанавливать правила для следующих процессов: поиск решений, планирование, оценка, проектирование, строительство, операционное управление производством. СЭМ, в частности, помогает при:

а) определении возможного воздействия на окружающую среду при планировании новых производств или реконструкции существующих;

б) выборе решений по использованию (замене) того или иного вида сырья;

в) выборе решений по планируемым производственным процессам;

г) выборе решения по внедрению процессно-интегрированных технологий;

д) выборе решения о способах производства;

е) выборе решения о способах обработки и контроля сточных вод/отходящих газов;

ж) выборе решения по созданию необходимой инфраструктуры или по изменению существующей инфраструктуры;

з) оценке перекрестных эффектов на разных стадиях производства;

и) выборе решения по предотвращению/снижению неорганизованных выбросов в атмосферу.

Как видно из приведенных выше примеров, основная цель СЭМ - это помощь в формировании пути принятия решений из существующих возможных вариантов в каждой конкретной ситуации. Решения, безусловно, должны приниматься с учетом экономической целесообразности и конкурентноспособности. Система экологического менеджмента должна помогать в формировании ответа на вопрос о том, как проводить операционное управление комплексным химическим производством, снабжением его ресурсами, удалением или утилизацией его отходов, сточных вод, сокращения выбросов в атмосферу для снижения общего воздействия на окружающую среду с наибольшей экономической эффективностью и без потерь в качестве продукции?.

1.4 Методы обработки (обращения). Общие принципы


В химической промышленности эмиссии формируются от совершенно различных источников и представляют собой совершенно различные композиции химического и физического воздействия на окружающую среду. Для снижения эмиссий следует использовать комплексный подход, основанный на формировании решений в рамках системы менеджмента, существующей в компании, осуществляющей операционное управление производством химической продукции. В качестве мероприятий по снижению эмиссий могут выступать организационно-управленческие и технические (процессно-интегрированные решения и методы обработки на "конце трубы").

1.4.1 Процессно-интегрированный метод


Процессно-интегрированный метод является оптимальным с точки зрения его использования в части снижения эмиссий как для вновь строящихся установок, так и для уже действующих. Они призваны уменьшать или полностью предотвращать образование технологических потоков, которые не могут быть использованы в данном технологическом процессе до момента их удаления. Использование этих методов позволяет в целом повышать экономическую эффективность производства.

Распространенные виды применений процессно-интегрированного метода (возможные физические, химические, биологические и инженерные способы) приведены ниже:

- разработка новых способов синтеза;

- использование более чистых или просто других видов сырья и материалов;

- использование более чистых или эффективных видов топлива;

- оптимизация стадий процесса;

- усовершенствование методов контроля;

- применение более эффективных катализаторов и/или растворителей;

- рециклинг или повторное использование вспомогательных потоков (промывных вод, инертных газов, растворителей, отработанных катализаторов);

- использование остатков в качестве сырья для других производственных процессов;

- использование остатков в качестве источника генерации энергии.

Для химической промышленности не все описанные выше применения являются обоснованными в силу присущих данной отрасли особенностей, связанных с крупнотоннажностью некоторых продуктов и комплексностью производств. Например, разработка новых способов синтеза не всегда является экономически оправданным мероприятием, а переход на более чистые виды сырья или просто другие виды сырья зачастую невозможны в связи с тем, что зачастую являются экономически нецелесообразными.

1.4.2 Методы "на конце трубы"


В силу того что применением процессно-интегрированного метода не всегда возможно достичь нормативов допустимого воздействия на окружающую среду, в том числе образования сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, газообразных выделений и отходящих газов, применяется метод очистки "на конце трубы". Данный метод позволяет выделить из отходящего потока загрязняющие вещества, после чего становится возможным его использование в технологическом процессе или соблюдаются нормативы допустимого воздействия на окружающую среду.

Очистка отходящих газов

Очистка отходящих газов в химической промышленности в первую очередь связана со снижением содержания в них взвешенных частиц (пылей, аэрозолей) и газообразных компонентов.

Как правило, очистку отходящих газов проводят в непосредственной близости от источника образования. Потоки отходящих газов с различными характеристиками редко подвергают очистке в централизованной системе.

Известные и доступные способы очистки подробно приведены в общедоступных литературных источниках. Так же как и в случае со сточными водами общеизвестные методы не всегда экономически обоснованы. Обоснованность применения того или иного метода очистки зависит от наличия загрязняющих веществ, их количества, постоянства состава и расхода.

Очистка сточных вод, содержащих загрязняющие вещества

Предприятия химической отрасли прибегают к использованию метода обработки сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, "на конце трубы" для снижения количества сточных вод, загрязняющих веществ, содержащихся в них, и извлечения полезных компонентов. Этот метод охватывает как предобработку рядом с источником образования, так и конечную очистку собранных вод перед их сбросом в водный объект. Основные возможные способы очистки сточных вод приведены в различных общедоступных источниках, в частности в информационно-технических справочниках по наилучшим доступным технологиям РФ, и применительно к химической промышленности рассмотрены в разделе 2 настоящего справочника НДТ.

На химических предприятиях существует, как правило, система сбора и обработки различных вод. Существует несколько подходов к их обработке со своими преимуществами и недостатками, зависящими от ситуации, в том числе включающие:

- децентрализованные системы водоотведения, обрабатывающие сточные воды у источника их образования и направляющие отходящий поток в водные объекты;

- системы, подобные централизованным системам водоотведения, предполагающие наличие на площадке централизованной установки сбора и очистки (зачастую такие системы принимают стоки от соседних предприятий и/или муниципальные стоки от городских поселений);

- централизованные системы водоотведения с установленными выше по течению установками предварительной обработки потока у источника или объединенных потоков (аналогично предыдущему пункту, могут принимать стоки от субабонентов);

- системы с передачей вод на доочистку на централизованные, в том числе муниципальные, очистные сооружения;

- системы с предварительной локальной очисткой вод с последующей передачей на доочистку на централизованные, в том числе муниципальные, очистные сооружения.

Преимущества децентрализованных систем обработки сточных вод и систем с предварительной обработкой локальной очисткой непосредственно на источнике образования:

- оператор производственной установки показывает более ответственную позицию по отношению к эффективности очистки, когда он непосредственно отвечает за качество сбрасываемых вод;

- сток не разбавляется другими стоками и веществами и позволяет обрабатывать концентрированные потоки, к примеру делает экономически целесообразным извлечение ценных сырьевых и продуктовых компонентов физико-химическими методами или же упрощает удаление загрязнений. Более того при высокой степени извлечения загрязнений может появиться возможность повторного использования воды на этой или же другой установке, что не только снижает нагрузку на водные объекты в части сброса сточных вод, но и снижает объемы забора исходной воды, таким образом эффект от внедрения таких мероприятий усиливается многократно;

- снижение риска неконтролируемого загрязнения сточных вод высокими концентрациями загрязнителей при отклонениях от технологических режимов;

- большая гибкость при необходимости расширения производства или большая оперативность по отношению к изменяющимся условиям;

- системы для обработки сточных вод, находящиеся у источника проектируются непосредственно под параметры стока и благодаря этому часто показывают более высокие эксплуатационные качества, чем стандартные методы;

- исключается дополнительное разбавление потоков сточных вод, за счет чего увеличивается эффективность обработки.

Преимущества централизованных систем обработки вод:

- наличие синергетического эффекта при переработке смеси сточных вод, содержащих биоразлагаемые компоненты, с учетом того, что потоки сточных вод содержат только биоразлагаемые компоненты или загрязняющие вещества, не снижающие степень очистки;

- наличие положительных эффектов от смешения потоков, таких как корректировка температуры, pH среды и выравнивание солесодержания;

- более эффективное использование химикатов (т.е. биогенных элементов) и оборудования и, следовательно, снижение соответствующих операционных затрат;

- возможно возникновение дополнительных эффектов очистки при совместной очистке промышленных и муниципальных стоков, выражающиеся в эффекте сорбирования и "обезвреживания" вредных компонентов на активном иле в процессе биологической очистки, к примеру, согласно ИТС 10 такая очистка способствует значительному снижению в очищенных стоках ионов тяжелых металлов.

Необходимо отметить, что не все известные и применяемые способы очистки имеют экономически обоснованное применение. Обоснованность применения того или иного метода зависит от состава примесей, их количества, постоянства состава, расхода и физических параметров.

1.4.3 Термические методы очистки сточных вод


Сточные воды химических предприятий, содержащие различные (включая различные загрязняющие вещества) минеральные соли, а также органические вещества, могут обрабатываться термическими методами: концентрированием сточных вод с последующим выделением растворенных веществ в виде твердых солей, окислением органических веществ в присутствии катализатора при атмосферном и повышенном давлении, жидкофазным окислением органических веществ, огневым обезвреживанием. Выбор метода обработки зависит от состава, концентрации и объема сточных вод, их коррозийной активности, требуемой степени очистки, а также экономической целесообразности и природоохранной эффективности рассматриваемого метода.

1.4.4 Бессточные схемы производства


При использовании совокупности указанных выше методов можно добиться отсутствия сточных вод, сбрасываемых с площадки предприятия на централизованные системы очистки либо непосредственно в водные объекты. Формирование бессточной схемы водоснабжения и водоотведения - комплексная и достаточно сложная задача. В частности, имеются граничные условия по климатическим, гидрологическим и другим условиям местности, в которых эксплуатируется технология/комплекс технологических процессов, связанных с образованием сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, по возможности использования оборотных, а также повторных систем/циклов, вод с повышенным солесодержанием, технической возможности утилизации концентрированных растворов или отходов, образующихся в результате промежуточной обработки воды перед ее вторичным использованием.

Рассматривая практически все способы очистки сточных вод и анализируя способы создания бессточных схем на предприятиях химической промышленности следует указать на ряд общих недостатков:

- многие способы очистки сточных вод предполагают перевод растворенных примесей в малорастворимые соединения и выделение последних путем седиментации, фильтрации, центрифугирования или флотации, при этом неизбежно образуются отходы, которые необходимо утилизировать или размещать на объектах размещения;

- создание бессточных схем сопряжено с необходимостью создания полей испарения либо внедрение энергоемких процессов (в том числе связанных с сжиганием топлива), предполагающих высокие испарения, что в свою очередь сопряжено с сопутствующими проблемами очистки так называемых "вторичных выбросов", а также связанные с эксплуатацией выпарных и пылегазоочистных систем;

- и первое и второе так или иначе связано с выведением относительно больших площадей под создание полей испарения или под размещение отходов.

1.4.5 Обработка вод с использованием метода закачки с целью изоляции в глубоких пластах-коллекторах


Одним из эффективных методов, предотвращающих негативное воздействие сточных вод на окружающую среду, в том числе поверхностные и подземные водные объекты является метод, при котором воды нагнетаются путем закачки в изолированные пласты горных пород.

Целью подземной изоляции является удаление использованных вод из среды непосредственного обитания человека, надежная неограниченная во времени изоляция их в недрах, предотвращающая поступления компонентов сточных вод в зону активного водообмена и биологические цепочки.

Воды с высокой минерализацией практически не подвергаются биологической очистке. Утилизация и обезвреживание таких сточных вод высокозатратна, химическое осаждение, как правило, приводит к образованию большого количества отходов при этом стоимость утилизации или обезвреживания может превышать стоимость производимой целевой продукции. Сброс таких сточных вод в водные объекты требует значительного разбавления, т.е. нерационального использования исходных - природных вод и может привести к засолению, деградации и выводу из хозяйственного оборота значительных территорий. Поэтому изоляция в глубоких коллекторах является безусловной альтернативой накоплению сточных вод или многотоннажных продуктов их переработки на поверхности земли или сбросу их в водные объекты и, таким образом, имеет природоохранную направленность.

Рассматриваемый метод предусматривает реализацию системы обеспечения экологической безопасности включающей три основные мероприятия: обоснование выбора геологической структуры, техническое соответствие участка недр требованиям локализации стоков и их изоляции, создание эффективной системы мониторинга геологической среды в периоды жизненного цикла использования глубинной изоляции.

Мировой опыт и результаты практического применения рассматриваемого метода (с начала 20-х годов 20-го века) подтверждают вывод о том, что технологии глубинной изоляции являются для определенного состава вод единственным прогрессивным, природоохранным и экономически целесообразным методом.

Рассматриваемый метод успешно реализуется в Российской Федерации при производстве соды, каустика, добыче и переработке солей (хлоридов калия, натрия, магний и д.р.), для сточных вод, образующихся в процессе восстановления катионитов и анионитов при деионизации воды, а также является эффективным методом обработки сточных вод, содержащих устойчивые к биологической деградации органические вещества (к примеру, солесодержащие сточные воды с незначительным содержанием фенолов) различной природы, может быть экономически не выгодно концентрировать, испарять, подвергать абсорбционным методам, а каталитическим и другим методам (деструкции могут мешать содержащиеся в сточных водах минеральные вещества и взвеси).

Эффективность метода в основном определяется за счет снижения капитальных и текущих затрат по сравнению с альтернативными методами очистки и утилизации сточных вод и отходов. При этом также необходимо учесть практически полное исключение возникновения риска загрязнения окружающей среды и, как следствие, снижение возможных затрат на устранение последствий загрязнения от возникновения ситуаций, связанных с нарушениями технологических режимов на очистных установках, и от аварий.

Для каждого отдельного объекта такой расчет будет уникален, в виду уникальности и неоднородности геологических условий на различных территориях. В то же время строительство одиночных скважин, как эксплуатационных, так и наблюдательных, а также стоимость возведения объектов инфраструктуры может быть достаточно точно рассчитана на основании экспертных оценок.

Рассматриваемый метод осуществляется в соответствии с требованиями нормативно-правовых актов Российской Федерации, при наличии соответствующей лицензии на вид деятельности и право пользование недрами. При этом отсутствие негативного воздействия на окружающую среду должно подтверждаться результатами мониторинга.

Возможность отнесения метода закачки стоков к области НДТ, равно как и безопасность применения метода, обеспечивается при выполнении следующих условий:

- надлежащий выбор пласта - коллектора (геологической структуры участка недр);

- соответствие технических решений требованиям локализации сточных вод и их надежной изоляции от биосферы;

- наличие эффективной системы мониторинга недр в периоды жизненного цикла объекта.

Для выполнения этих условий предусматривается целый комплекс научно обоснованных мероприятий как на стадии проектирования объектов изоляции сточных вод в глубоких пластах-коллекторах, так и на стадии их строительства и последующей эксплуатации. Сущность указанных мероприятий представлена в таблице 1.6.


Таблица 1.6 - Основные аспекты системы обеспечения экологической безопасности, рационального использования и охраны недр

Условия обеспечения экологической безопасности, рационального использования и охраны недр

Мероприятия по выполнению условий

Проектно обоснованный выбор пласта - коллектора (геологической структуры участка недр)

Выбор пласта-коллектора, обеспечивающего приём заданного расхода, количества и состава сточных вод, при наличии надёжной естественной гидродинамической изоляции пласта-коллектора, предотвращающего поступление компонентов сточных вод в зону активного водообмена и биологические цепочки.

Соответствие технических решений и прогнозов эксплуатации требованиям безопасности, рационального использования и охраны недр

Выбор технических и конструкционных решений-системы нагнетания объекта (поступление и локализация сточных вод в выбранном пласте-коллекторе), обеспечивающих безопасное, рациональное использование и предотвращение загрязнения недр при проведении работ, связанных с пользованием недрами, при сбросе сточных вод. Экспертно подтвержденные положительные результаты регулярной оценки (обоснования) эксплуатации объекта.

Наличие эффективной системы мониторинга геологической среды

Создание проектнообоснованной сети наблюдательных скважин. Разработка и утверждение программы мониторинга состояния недр. Проведение гидрогеологического, гидрохимического, геофизического и других видов контроля в объеме и в соответствии с программой мониторинга. Осуществление контроля технического состояния объекта. Анализ и представление информации о результатах мониторинга в органы государственной власти.

Раздел 2. Описание организационных и технологических процессов, используемых для решения рассматриваемой межотраслевой проблемы

2.1 Системы экологического менеджмента (СЭМ)


В данном разделе приводятся более подробные сведения в добавление к общим описаниям в разделе 1 и рассматриваются аспекты управления сточными водами и выбросами в атмосферу, подчеркивается важность достижения высокого уровня защиты окружающей среды в целом при операционном управлении химическим предприятием. Там, где это возможно, поддерживается совместный подход к водным и газообразным эмиссиям. Специфика среды учитывается только в тех случаях, когда задействуются стратегия или инструменты, характерные только для данной среды.

Данный раздел описывает управление защитой окружающей среды как взаимодействие между системами управления и инструментами управления, не ограничиваясь проблемами сточных вод и выбросов в атмосферу. В противном случае он не будет соответствовать цели интегрированного подхода.

Внедрение СЭМ на каждом конкретном объекте зависит от воздействия ведущейся деятельности на окружающую среду и должно учитывать конкретную экологическую ситуацию на территории производственной площадки и вокруг нее. В этой главе представлены общие принципы и относящиеся к ним инструменты, необходимые для внедрения СЭМ и подходящие для химических производств.

СЭМ является методом, позволяющим операторам установок решать экологические проблемы на систематической и очевидной основе. СЭМ являются наиболее действенными и эффективными, когда они образуют неотъемлемую часть общей системы менеджмента и операционного управления производством.

СЭМ фокусирует внимание оператора на экологических характеристиках установки. В частности, путем применения четких рабочих процедур как для нормальных, так и для нестандартных условий эксплуатации, а также путем определения соответствующих линий ответственности.

Все действующие СЭМ включают концепцию непрерывного совершенствования, а это означает, что управление окружающей средой - это непрерывный процесс, а не проект, который в конечном итоге подходит к концу. Существуют различные схемы процессов, но большинство СЭМ основаны на цикле PDCA (Планируй - делай - проверяй - исполняй), который широко используется в других контекстах менеджмента организаций. Цикл представляет собой итеративную динамическую модель, где завершение одного цикла происходит в начале следующего (см. рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Модель системы экологического менеджмента

ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности


Рисунок 2.1 - Модель системы экологического менеджмента


СЭМ может принимать форму стандартизированной или нестандартной ("настраиваемой") системы. Внедрение и соблюдение международно признанной стандартизированной системы, такой как EN ISO 14001:2015, может повысить доверие к СЭМ, особенно при условии надлежащей внешней проверки. EMAS обеспечивает дополнительную достоверность в связи с взаимодействием с общественностью посредством заявления об охране окружающей среды и механизма обеспечения соблюдения применимого природоохранного законодательства. Однако нестандартизированные системы могут в принципе быть одинаково эффективными при условии того, что они должным образом разработаны и внедрены.

Стандартизированные системы (EN ISO 14001:2015 или EMAS) и нестандартизированные системы в принципе применяются к организациям, настоящий документ использует более узкий подход, не считая всех видов деятельности организации, например, в отношении их продуктов и услуг.

СЭМ может содержать следующие компоненты:

I. заинтересованность руководства, включая высшее руководство;

II. экологическую политику, которая включает в себя постоянное совершенствование установки посредством менеджмента;

III. планирование и установление необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями;

IV. выполнение процедур, требующих особого внимания:

а) структура и ответственность;

б) набор, обучение, информированность и компетентность;

в) связи;

г) участие сотрудников;

д) документы;

е) эффективный контроль процесса;

ж) программы технического обслуживания;

з) готовность к чрезвычайным ситуациям и реагирование;

V. обеспечение соблюдения природоохранного законодательства;

VI. проверку работоспособности и принятие корректирующих мер с уделением особого внимания к следующим действиям:

а) мониторинг и измерение,

б) корректирующие и превентивные действия,

в) ведение записей,

г) независимый (когда это практически возможно) внутренний и внешний аудит для определения независимо от того, соответствует ли СЭМ запланированным мероприятиям и надлежащим ли образом внедряется и поддерживается;

VII. обзор СЭМ и ее постоянную пригодность, адекватность и эффективность со стороны высшего руководства;

VIII. подготовку регулярной экологической декларации;

IX. валидацию органом по сертификации или внешним верификатором СЭМ;

X. следование за развитием более чистых технологий;

XI. рассмотрение воздействия на окружающую среду от возможного снятия с эксплуатации установки на этапе проектирования нового завода и на протяжении всего срока его службы;

XII. применение отраслевого бенчмаркинга на регулярной основе;

XIII. план управления отходами.

В частности, для сектора химической промышленности также важно учитывать следующие потенциальные особенности СЭМ:

XIV. на установках/объектах с несколькими операторами, создание объединений, в которых определяются роли, обязанности и координация операционных процедур каждого оператора установки в целях расширения сотрудничества между различными операторами;

XV. инвентаризацию сточных вод и выбросов в атмосферу.

СЭМ содействует и поддерживает постоянное улучшение экологических характеристик установки. Если установка уже имеет хорошие общие экологические характеристики, СЭМ помогает оператору поддерживать высокий уровень производительности.

2.2 Производственный экологический контроль


Производственный контроль в области охраны окружающей среды (производственный экологический контроль, ПЭК) осуществляется в целях обеспечения выполнения в процессе хозяйственной и иной деятельности мероприятий по охране окружающей среды, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов, а также в целях соблюдения требований в области охраны окружающей среды, установленных законодательством в области охраны окружающей среды. Он также связан инструментами стратегии и безопасности.

Основная часть информации, которая позволяет оценивать достижение целей, поставленных СЭМ, собирается посредством системы измерений. Вероятно, наиболее важным вопросом является контроль правильной работы процессов производства, проверка соответствия установленных экологических целей, выявление и помощь в отслеживании несчастных случаев и инцидентов. Соответственно, производственный контроль технологических процессов и ПЭК являются взаимоувязанными процедурами.

Из множества организационных и технических подходов и решений, применимых для организации ПЭК, необходимо выбирать те, которые наилучшим образом отвечают поставленным задачам, имеют технологическую, отраслевую, подотраслевую и региональную специфику, а также соответствуют мощности производства.

Для различных подотраслей химической промышленности число и перечень параметров, подлежащих определению в процессе проведения ПЭК, изменяется в весьма широких пределах. При этом во всех случаях первоочередное внимание следует уделять наиболее существенным и значимым параметрам, характеризующим экологические аспекты предприятия. Согласно требованиям, установленным Федеральным законом от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ (ред. от 29 июля 2017 г.) "Об охране окружающей среды", ст.67, п.5, "при осуществлении производственного экологического контроля измерения выбросов, сбросов загрязняющих веществ в обязательном порядке производятся в отношении загрязняющих веществ, характеризующих применяемые технологии и особенности производственного процесса на объекте, оказывающем негативное воздействие на окружающую среду (маркерные вещества)". Поэтому в процессе проведения ПЭК внимание следует уделять методам контроля, направленным, прежде всего, на определение маркерных веществ, характерных для данного производства.

Критерий промышленного внедрения играет большую роль при рассмотрении вопроса по оснащению стационарных источников объектов I категории "автоматическими средствами измерения и учета объема или массы выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ и концентрации загрязняющих веществ, а также техническими средствами фиксации и передачи информации об объеме и (или) о массе выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ и о концентрации загрязняющих веществ в государственный фонд данных государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды)" в соответствии с пп.9 и 10 ст.67 Федерального закона от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ (ред. от 3 июля 2016 г.) "Об охране окружающей среды". Массовый (обязательный) переход к внедрению автоматических средств измерений потребует определенного времени, что обусловлено необходимостью не только четко обосновать, какие именно параметры, в каких условиях и на каких постах (в каких точках) целесообразно определять, но и установить, какие автоматические средства измерений могут быть доступными и экономически обоснованными для объектов I категории и применимыми в целях передачи информации в фонд данных государственного экологического мониторинга. Речь идет о наличии предложений на рынке оборудования, характеристиках средств измерений, их производителях, возможностях сервисного обслуживания, стоимости и пр.

Для средств измерений, которые предполагают процедуры отбора проб с последующим аналитическим определением выбранных показателей, критерий внедрения является менее существенным, так как большинство предприятий, которые относятся к объектам I категории, либо располагает собственными аккредитованными лабораториями, либо прибегает к услугам аккредитованных центров, представляющих услуги в соответствующей области.

По ряду вопросов осуществления ПЭК большое значение имеет использование косвенных (расчетных параметров), которые позволяют получать необходимую для целей экологического контроля информацию без привлечения дополнительных ресурсов.

Основные принципы выбора наилучших подходов и методов для включения в ПЭК включают:

- наличие показателя в перечне загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды;

- существенность показателя для выполнения условий комплексного экологического разрешения и подтверждения соответствия установленным требованиям;

- обязательность контроля маркерных веществ;

- возможность контроля рисков возникновения тяжелых неблагоприятных последствий при отклонении параметра от заданного (нормального) интервала значений;

- учет временных характеристик технологических процессов;

- учет особенностей измерений в различных средах;

- учет метрологических требований;

- учет требований в области промышленной безопасности и охраны труда;

- обязательность организации непрерывных (автоматических) измерений;

- период внедрения (прежде всего, относится к непрерывным измерениям);

- целесообразность (возможность) аутсорсинга;

- экономическую целесообразность.

Для надлежащей эксплуатации систем очистки сточных вод и систем очистки отходящих газов требуется контроль параметров технологического процесса и целенаправленная корректировка параметров ведения процесса. Измерение необходимых параметров может быть выполнен посредством онлайн-измерений (которые облегчают быстрое вмешательство и контроль) или аналитических результатов, полученных из проб технологических потоков в соответствии с программой контроля. Параметры, подлежащие контролю, способ и частота их измерения зависят от характеристик потоков, подлежащих обработке, методов очистки/обработки, технической возможности оптимального использования тех или иных средств измерения. Важную роль играет также экономическая составляющая, в частности объем капитальных вложений и операционные затраты.

2.3 Водопотребление. Образование сточных вод. Способы обращения и очистки


По информации, приведенной в ИТС 8, промышленные предприятия используют для технологических нужд как воду из поверхностных и подземных источников, так и ливневые и вторичные воды после использования, прошедшие предобработку. Предприятия химической промышленности не являются исключением.

Для промышленного предприятия крайне важна организация системы водоиспользования, учитывающая имеющиеся процессы на предприятии, качество и доступность исходной потребляемой воды, объемы потребления, климатические условия, доступность и целесообразность применения тех или иных технологий, требования законодательства в области промышленной безопасности и охраны окружающей среды, а также массу других аспектов. Основной целью системы водоиспользования должно быть снижение потребления исходной воды (как в валовом, так и в удельном отношении), забираемой из внешних источников. Удельное и валовое потребление исходной воды - один из наиболее объективных показателей эффективности системы водоиспользования предприятия.

2.3.1 Методы снижения потребления исходной воды


При управлении предприятием, проектировании нового и оптимизации существующего производства следует уделить особое внимание следующим аспектам водоиспользования, которые влияют на объем потребляемой исходной воды:

1) контроль объема потребляемой воды (использование приборов измерения потока);

2) возможность разделения потоков загрязненных вод, сточных вод и условно чистых вод; возможность разделения потоков сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, и условно чистых вод;

3) совершенствование стратегий по снижению потребления исходной воды, например:

а) переход к технологиям, которые позволяют снизить количество потребляемой воды;

б) прямое использование сточных вод, в случае если это возможно (т.е. если состав загрязнений не влияет на технологический процесс);

в) предобработка сточных вод с последующим использованием, приводящим к снижению потребления исходной воды;

г) промывка под высоким давлением и при низком общем расходе;

д) использование систем создания вакуума без использования воды;

е) использование вакуумных систем с закрытым водяным циклом;

ж) использование систем с противоточной промывкой;

з) использование CIP-систем (Cleaning-ln-Place).

4) использование способов очистки газовых выбросов в атмосферу, не предполагающих применение исходной воды (т.е. не использование абсорбционных методов).

Процедура рассмотрения и принятия решений при разработке стратегии оптимизации системы водоиспользования и, в частности, снижения потребления исходной воды и уменьшения стоков может быть упрощенно отражена в виде блок-схемы, приведенной на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Блок-схема процедуры оптимизации системы водоиспользования

ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности


Рисунок 2.2 - Блок-схема процедуры оптимизации системы водоиспользования


На многих предприятиях внедряются СЭМ, в том числе сертифицированные на соответствие ГОСТ Р ИСО 14001 (см. 2.1). При этом следует ожидать позитивных результатов как с точки зрения финансовых показателей (снижение платы за негативное воздействие на окружающую среду), так и по натуральным показателям: сокращение объема сточных вод, сокращение потребления исходной воды, повышение объема воды, используемой в оборотном водоснабжении.

Ниже перечислены распространенные способы оптимизации системы водоиспользования.

В целях сокращения потребления оборотной охлаждающей воды применяют рекуперацию тепла экзотермических реакций посредством выработки технологического пара, использования избыточного технологического пара, энергетически зависимой дистилляции.

В целях сокращения потребления исходной воды и образования сточных вод производят отделение сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, от условно чистых ливневых или иных вод, а также проводят мероприятия по предупреждению загрязнения условно чистой воды.

В целях сокращения потребления исходной воды создают замкнутые системы водооборота, применяют системы рециркуляции воды, а также используют в технологических процессах условно чистую воду, отводимую с крыш и навесов.

Создают системы сбора и разделения сточных вод, в том числе ливневых и дренажных вод в производственных коллекторах водостока для их обработки и последующего использования. Можно предусмотреть разделение потоков воды по степени загрязненности с последующей очисткой на локальных очистных сооружениях, что, в свою очередь, снижает гидравлическую нагрузку на водосборные объекты и объекты по обработке сточных вод.

Для упрощения повторного использования воды производят раздельный отвод технологических вод (например, конденсата и охлаждающих вод). Перед повторным использованием воды проводится контроль содержания растворенных солей методом измерения электропроводности. Следует уделять внимание максимально возможному извлечению из сточных вод загрязняющих веществ, возникающих вследствие потерь сырья или продукта, для их последующего использования.

В целях постоянной оптимизации процесса обработки сточных вод и обеспечения стабильного и бесперебойного функционирования объекта обработки сточных вод на предприятиях применяется ПЭК (см. 2.2); при этом показатели, подлежащие контролю, а также периодичность контроля различаются в зависимости от предприятия и зависят, в частности, от объема сточных вод, видов и количества загрязнений и требований к качеству их очистки. Постоянный контроль качества сбрасываемых сточных вод осуществляют в коллекторе, сборной камере или колодце на выпуске с очистных сооружений.

Важен контроль и учет объемов потребления различных вод. Для определения расходов воды применяют традиционные методы: ультразвуковые или индукционные расходомеры.

Одним из способов снижения потребления исходной воды является внедрение системы контроля целостности и герметичности оборудования, включая трубопроводные системы и насосные установки. То же относится и к оснащению отстойников и других узлов обработки вод, где могут иметь место утечки.

Предприятия могут проводить мероприятия по предотвращению чрезвычайных ситуаций (например, оборудуют резервные хранилища на случай чрезвычайной ситуации для аккумулирования сбросов сточных вод и (или) для обеспечения противопожарных мер для их последующей очистки, обработки и использования).

При снижении общего и удельного потребления исходной воды ожидаемо снижается количество сточных вод, направляемых после очистки на сброс.

2.3.2 Методы на "конце трубы"


Выбор технологических подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на очистку сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, определяется составом и особенностями потоков, рассмотренных ниже.

При оценке качества вод принимаются во внимание следующие основные характеристики:

1) общие показатели: pH, минерализация (сухой остаток), БПК, ХПК, соотношение БПК:ХПК, содержание взвешенных веществ;

2) неорганические показатели: азотная группа (аммоний-ион, нитраты, нитриты, общий азот), общий фосфор, сульфиды, хлориды, сульфаты, фториды, металлы (Na, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn);

3) органические показатели: общий органический углерод, содержание нефтепродуктов, АОХ, фенолов, ПХДД/ПХДФ.

Значимость этих параметров и применимость их для контроля зависит от специализации конкретного предприятия и используемых им технологий, которые также определяют перечень ЗВ и их концентрацию до очистки.

Ниже рассмотрены основные способы обработки сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, перед их повторным использованием или сбросом, применяемые в химической промышленности. Выбор технологических подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на обработку вод, определяется составом и особенностями сточных вод конкретных возможностей применения. Данные способы относятся к методам "на конце трубы" (см. 1.4.2), которые используются в случае, если предотвращение образования сточных вод невозможно или нецелесообразно по разным причинам. Воды после очистки могут быть использованы в производственных процессах.

Способы очистки вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические или биохимические. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения. Чаще всего применяется комбинация различных способов.

2.3.2.1 Безреагентные методы физико-механической обработки

2.3.2.1.1 Процеживание

Для улавливания крупных загрязнений и мусора предприятия применяют процеживание, представляющее собой процесс фильтрования воды через сетки и решетки. Используют решетки с механизированным и ручным удалением задержанных загрязнений. Зазор между прутьями решеток может варьироваться от 2 до 16 мм. Использование решеток с меньшим зазором позволяет оптимизировать дальнейшую очистку вод за счет размещения решеток с малым зазором (2-4 мм) после решеток с большим зазором, что предотвращает переполнение подводящего лотка.

2.3.2.1.2 Отстаивание

Для выделения взвешенных веществ на большинстве предприятий применяют отстаивание - процесс выделения в отстойниках взвешенных загрязнений под действием гравитационных сил за счет разности плотностей загрязнений и воды. Отстойники могут выполнять функции усреднителей.

На предприятиях используют горизонтальные, радиальные и вертикальные отстойники, отличающиеся направлением потока очищаемой воды. Горизонтальные и радиальные отстойники применяют при больших расходах воды. При этом горизонтальные отстойники при равной пропускной способности характеризуются меньшей эффективностью очистки в сравнении с радиальными за счет меньшей длины водосливной кромки. Их используют в тех случаях, когда их компактность является неоспоримым преимуществом. Вертикальные отстойники, ограниченные величиной расхода до 1000 мИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности/ч, чаще всего применяют при выделении аморфных гидроксидных осадков, не поддающихся транспортированию скребками. При необходимости выделения мелкодисперсных загрязнений перед отстаиванием применяют коагулирование и флокулирование. В этом случае конструкция отстойника иногда включает камеру хлопьеобразования.

Для удаления песка и крупнодисперсных загрязнений используют песколовки, а для удаления больших количеств жиров и нефтепродуктов применяют нефтеловушки и жироловушки соответственно, или совмещенные аппараты.

2.3.2.1.3 Гидроциклонирование

Для выделения взвешенных веществ применяют гидроциклонирование, представляющее собой процесс выделения взвесей за счет разницы их плотности с плотностью воды во вращающемся потоке, образованном тангенциальным впуском исходной воды, в цилиндрический корпус аппарата. Используют открытые безнапорные и напорные гидроциклоны.

В безнапорных гидроциклонах процесс выделения загрязнений происходит под действием гравитационных сил; центробежные силы малы и на процесс практически не влияют.

В напорных гидроциклонах процесс выделения взвесей протекает под действием центробежных сил; при этом в аппаратах малых диаметров эти силы могут превосходить гравитационные в сотни и тысячи раз.

2.3.2.1.4 Центрифугирование

Для выделения взвешенных веществ применяют центрифугирование, представляющее собой процесс выделения загрязнений за счет разницы плотностей в поле центробежных сил, возникающих в центрифуге при вращении ротора. Центробежные силы могут превышать гравитационные в 100-3000 раз и более. Центрифугирование применяется главным образом для обезвоживания осадка, выделенного на очистных сооружениях.

2.3.2.1.5 Флотационные методы очистки

Для очистки сточных вод от жидких (масел, нефтепродуктов и проч.) и иных загрязнений многие предприятия применяют флотационные методы, основанные на выделении из жидкости веществ с помощью диспергированного воздуха.

Применяют напорную, импеллерную флотацию и электрофлотацию, использование которых зависит от объема поступающих сточных вод, исходного качества загрязнений, а также необходимой степени очистки.

Образующийся в процессе флотационной очистки воды поверхностный продукт (флотопена), содержащий выделенные загрязнения и часто полезные компоненты (например, нефтепродукты, жиры и т.д.), направляют на утилизацию. Выделившийся во флотаторе донный осадок также направляют на обработку.

Для интенсификации и повышения эффективности очистки воды процесс флотации используют в сочетании с реагентами (коагуляция, флокуляция), поскольку при этом обеспечивается высокий эффект очистки и сокращаются потери воды с отводимыми выделенными загрязнениями (в виде пены) в сравнении с процессом отстаивания.

2.3.2.1.6 Фильтрование

Фильтрование представляет собой процесс улавливания загрязнений в пористой среде, которая может быть образована зернистыми минеральными, искусственными полимерными и волокнистыми материалами. Процесс очистки происходит за счет адгезии загрязнений к поверхности загрузки, а также вследствие их механического улавливания в ее порах.

В качестве зернистых загрузок используют песок, керамзит, цеолит, гравий, горелые породы, антрацит и т.д.; многие предприятия используют искусственные загрузки (полистирол, пенополиуретан, волокнистые отходы синтетических волокон).

2.3.2.1.7 Магнитная сепарация

Для безреагентной очистки сточных вод используют высокоградиентные магнитные сепараторы. Для очистки вод, содержащих ферромагнитные или парамагнитные вещества, используют электромагниты либо постоянные магниты.

2.3.2.2 Физико-химические методы обработки

Для удаления из сточных вод коллоидных и растворенных загрязнений, исходя из свойств удаляемых веществ, характеристик обрабатываемых сточных вод, технико-экономических соображений, а также местных условий, применяют физико-химические методы.

Физико-химические методы подразделяют на регенеративные и деструктивные.

Регенеративные методы основаны на применении химических, физических и физико-химических процессов, в которых удаляемое вещество извлекается из воды без изменения структуры, свойств и химического состава с целью дальнейшего использования. К ним относят коагулирование, флокулирование с отстаиванием и флотацией, фильтрованием, а также ионообменное извлечение и концентрирование, мембранные методы извлечения и концентрирования, адсорбцию, экстракцию, отгонку, отдувку с поглощением (дегазацию), отгонку с паром (эвапорацию), ректификацию, кристаллизацию и др.

Деструктивные методы базируются на химических и физико-химических процессах, в результате которых удаляемые вещества претерпевают изменения, превращаясь в другие соединения или вещества, часто переходящие в иное фазовое состояние. К ним относят нейтрализацию кислот и оснований, химическое осаждение загрязняющих воду веществ в виде труднорастворимых соединений, электрохимическое и гальванохимическое осаждение, химическое окисление, электрохимическое окисление, жидкофазное окисление, сжигание, химическое восстановление, электрохимическое и гальванохимическое восстановление.

2.3.2.2.1 Коагуляция и флокуляция

Коагуляция - процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Коагуляцию применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляция может происходить самопроизвольно, под влиянием химических и физических процессов. В процессах очистки сточных вод коагуляция проводится под влиянием добавляемых к ним специальных веществ - коагулянтов. Коагулянты в воде образуют хлопья гидратов окисей металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, а хлопья коагулянтов обладают слабым положительным зарядом, то между ними возникает взаимное притяжение. В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, железа или их смеси. Выбор коагулянта зависит от его состава, физико-химических свойств и стоимости.

Флокуляция - это процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами (полиэлектролитами). В отличие от коагуляции при флокуляции агрегация происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и в результате взаимодействия молекул адсорбированного на частицах флокулянта. Для очистки вод используют природные и синтетические флокулянты. При выборе состава и дозы флокулянта учитывают свойства его макромолекул и природу диспергированных частиц.

Флокуляцию проводят для интенсификации процесса образования хлопьев гидроокисей алюминия и железа с целью повышения скорости их осаждения. Использование флокулянтов позволяет снизить дозы коагулянтов, уменьшить продолжительность процесса коагулирования и повысить скорость осаждения образующихся хлопьев.

2.3.2.2.2 Электродиализ

Процесс очистки сточных вод электродиализом основан на разделении ионизированных веществ под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны мембран.

2.3.2.2.3 Ионный обмен

Ионный обмен представляет собой процесс взаимодействия раствора с твердой фазой, обладающей свойствами обменивать ионы, содержащиеся в ней, на другие ионы, присутствующие в растворе. Вещества, составляющие эту твердую фазу, носят название ионитов. Поглотительная способность ионитов характеризуется обменной емкостью, которая определяется числом эквивалентов ионов, поглощаемых единицей массы или объема ионита.

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу spp@kodeks.ru

ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности

Название документа: ИТС 47-2017 Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности

Номер документа: 47-2017

Вид документа: Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям

Принявший орган: Росстандарт

Статус: Действующий

Дата принятия: 15 декабря 2017

Дата начала действия: 01 июля 2018
Информация о данном документе содержится в профессиональных справочных системах «Кодекс» и «Техэксперт»
Узнать больше о системах