Проблема переработки отходов производства и потребления на предприятиях теплоэнергетики актуальна не только в России, но и носит глобальный характер. Данное производство оказывает значительное воздействие на окружающую среду и является причиной ухудшения здоровья населения, поскольку оно является основным источником загрязнения. В этой статье мы рассмотрим альтернативные решения проблемы и предложим меры по устранению последствий.
Ключевые слова: отходы производства и потребления, окружающая среда, предприятия теплоэнергетики, переработка отходов, здоровье населения.
Различные типы электростанций в настоящее время являются основой современной энергетики. С каждым годом увеличивается спрос на электроэнергию и тепло, увеличивается объем производства, что сопровождается увеличением выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
При сжигании топлива в ТЭС образуются продукты сгорания, которые содержат: летучую золу, частицы несгоревшего пылевидного топлива, серу и диоксид серы, оксид азота и неполные газообразные продукты сгорания. При сжигании мазута образуются соединения: ванадия, кокс, соли натрия и частицы сажи. Мышьяк, свободный диоксид кальция и свободный диоксид кремния содержатся в золе некоторых видов топлива. Кроме того, тепловые электростанции продолжают сталкиваться с основной проблемой образования большого количества отходов, связанных с различными классами опасности, значительную часть которых составляют отходы золы и шлака (ASM). Зольные и шлаковые отложения занимают большие площади, их удаление требует значительных эксплуатационных расходов, которые влияют на увеличение затрат на производство энергии [1, 2]. Рассмотрим возможные решения по утилизации отходов, возникающие при производстве тепловых электростанций.
Основная задача утилизации заключается в использовании переработанных отходов и получении высококачественных продуктов для дальнейшего использования в областях, в которых они первоначально применялись [3]. Производственные отходы могут получатся в различных агрегатных состояниях: твердые, жидкие и газообразные. Они возникают в результате химических, термических, механических и других превращений материалов природного и техногенного происхождения. Значительную часть потребительских отходов составляют коммунальные отходы, которые буквально образуются повсюду [4, 5]. Проблема образования, накопления, хранения и утилизации отходов является чрезвычайно актуальной для России и затрагивает практически все ее регионы (рис. 1). Одним из основных источников отходов является деятельность топливно-энергетического комплекса, в ходе производственной деятельности во многих регионах скопилось огромное количество золошлаковых смесей.
Основным методом распределения и утилизации золошлакоотвалов является хранение золошлаков на золошлакоотвалах с максимальной годовой емкостью в течение определенного периода времени, после которого необходимо использовать золошлаковые отходы, но такой метод имеет ряд проблем из-за размывания талыми водами золошлаковых хранилища, образуется накопления токсичных элементов I-II классов опасности в поверхностных и подземных водах. Также частицы пыли, несгоревшие микрочастицы, сделанные из угля, а также металлоорганические и хлорорганические вещества также попадают в поверхностный слой атмосферы, соединения, бенз(а)пирена особенно опасны. Подземные воды в районе ТЭС и в санитарно-защитных зонах часто не соответствуют санитарно-гигиеническим нормам.
Рис. 1. Объем образования и использования ЗШО в России
Одним из наиболее перспективных направлений использования золошлаковых смесей является их применение в качестве основного материала для производства сухих цементно-минеральных смесей, которые используются в следующих областях: строительные и отделочные работы, производство кирпича. Они также могут быть использованы в качестве материала для заполнения дорожного полотна в дорожном строительстве и в сельском хозяйстве при известковании кислых почв. Можно выделить следующий потенциал рынка золы: рынок цемента, рынок рекультивации, рынок дорожного строительства, рынок раскисления почв.
Основными причинами низкой утилизации ЗШО являются следующие факты:
- Котлы, которые были введены в эксплуатацию в 1950-х годах и позже, до сих пор работают на ТЭЦ, производство считается не модернизированым.
- В ТЭЦ нет установок для очистки воздуха от выбросов серы и оксидов азота.
- Гидравлическое удаление золошлака в шламонакопителе приводит к потере полезных потребительских свойств, которые могли быть использованы в качестве вторичного ресурса.
Решение проблемы использования золы ТЭЦ для производства новых товарных продуктов и их продажи на рынках сбыта возможно только при использовании наилучших доступных технологий (НДТ), которые представляют собой метод и технические системы сушки. Применяют удаление золы и производство товарной продукции в виде золошлаковых материалов для строительных материалов и дорожного строительства.
Для уменьшения негативного воздействия золошлака на окружающую среду были рассмотрены методы, которые направлены на использование отходов в качестве вторичного материала в строительстве и сельском хозяйстве. Это решение не только окажет положительное влияние на окружающую среду, но и принесет дополнительную прибыль для производства. Проблема утилизации отходов в энергосистеме будет оставаться актуальной в России в течение длительного времени, поскольку не хватает средств для развития обрабатывающей промышленности и отсутствует целенаправленная государственная политика в области использования природных и техногенных материалов для поддержания экологического баланса.
Литература:
- Галицкая И. В. Экологические проблемы обращения и утилизации бытовых и промышленных отходов // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2015, № 2, С. 144–147.
- Марьин В. К., Кузнецов Ю. С., Белоусов В. В., Калашников Д. В. Технологические основы переработки отходов: Учебное пособие. — Пенза: ПГУАС, 2014. — 204 с.
- Сметанин В. И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления. — М.: КолосС, 2013. — 230 с.
- Семенов В. Н. Современный комплекс для переработки бытовых и промышленных отходов // Технология машиностроения, 2015, № 1.
- Гринин, А. С. Промышленные и бытовые отходы: хранение, утилизация, переработка / А. С. Гринин, В. Н. Новиков. — М.: Фаир-пресс, 2002. — 336 с.
