Главная страница » Что оценивается при производственном эколога аналитическом контроле сточных вод в канализацию

Что оценивается при производственном эколога аналитическом контроле сточных вод в канализацию

  • автор:

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

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

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор химических наук, профессор Боголицын К.Г.
Научный консультант кандидат технических наук Личутина Т.Ф.
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Богданович Н.И. кандидат технических наук Драчев А.П.
Ведущая организация: ОАО Всероссийский научно-исследовательский институт целлюлозно–бумажной промышленности (ВНИИБ)

Защита диссертации состоится «26» октября 2007 г в 13:00 на заседании диссертационного совета Д.212.008.02 в Архангельском государственном техническом университете (163002, г.Архангельск, Набережная Северной Двины, 17).

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке Архангельского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_____» 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

канд. хим. наук, доцент _________________ Скребец Т.Э.

Общая характеристика работы

Актуальность темы

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

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

Цель и задачи исследований

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

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

  • анализ нормативно правовой базы экологического контроля состояния водных сред в процессе производственной деятельности целлюлозно–бумажных предприятий;
  • анализ источников образования, характеристика компонентного состава и свойств сточных вод при осуществлении комплексных технологий химической переработки древесины;
  • выбор и обоснование объекта для проведения исследований;
  • выбор и обоснование возможности применения приоритетных эколого–аналитических показателей качества сточных вод предприятий ЦБП;
  • проведение сравнительного анализа отечественных и зарубежных методик определения приоритетных показателей;
  • обоснование использования ХПК как приоритетного интегрального показателя для экологического контроля качества сточных вод;
  • разработка технологических нормативов сброса загрязняющих веществ целлюлозно–бумажными предприятиями по перечню приоритетных эколого–аналитических показателей.

Научная новизна

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

Практическое значение

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

Апробация работы

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

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем диссертации

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

На защиту выносятся:

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

— анализ технологических аспектов формирования состава сточных вод предприятий ЦБП;

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

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

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

Личный вклад автора

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

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

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

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

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

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

  • взвешенные вещества (частички коры, ила, наполнителей, целлюлозные волокна);
  • неорганические компоненты (серо- и хлорсодержащие соединения);
  • органические компоненты (лигнинные вещества, фенолы и их производные, углеводы, смоляные и жирные кислоты, серо- и хлорорганические соединения, метанол, скипидар, формальдегид и пр.).

В четвертой главе, в соответствии с предложенной классификацией группового компонентного состава сточных вод ЦБП, рассмотрены методические основы эколого–аналитического контроля их качества. Отмечено, что в связи с большим разнообразием состава и свойств сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты, возникает необходимость в выделении ограниченного числа обобщенных, репрезентативных показателей, с помощью которых можно получить объективную оценку качества воды, имеющего связь с источником загрязнения. Приведены литературные данные, свидетельствующие о возможности такого подхода. В Международных природоохранных соглашениях для оценки качественного состава сточных вод предприятий ЦБП принят перечень из шести показателей: взвешенные вещества (ВВ), химическое потребление кислорода (ХПК), биохимическое потребление кислорода (БПК5), общий азот (N), общий фосфор (Р), адсорбируемый органически связанный хлор (АОХ). По аналогии с перечисленными шестью показателями в России контроль осуществляется по взвешенным веществам (ВВ), химическому потребление кислорода (ХПК), биохимическому потреблению кислорода (БПК п), ионам аммония (NH4-), нитрит – ионам (NО2-), нитрат – ионам (NО3-), фосфатам (РО43-).

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

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

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

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

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

 Корреляция методик определения загрязняющих веществ по-0  Корреляция методик определения загрязняющих веществ по-1
Рисунок 1 – Корреляция методик определения загрязняющих веществ по показателю ХПК в поверхностных водах по ПНД Ф 14.1:2:4.190-03 и ИСО 6060: а -диапазон измерений до 50 мгО2/дм3 б — диапазон измерений свыше 50 мгО2/дм3

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

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

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

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

 Корреляция методик определения содержания общего фосфора-2

Рисунок 2 – Корреляция методик определения содержания

общего фосфора (мг/дм3) в сточных водах по ПНД Ф 14.1:2.106-97 и ИСО 6878

 Корреляция методик определения содержания соединений -3  Корреляция методик определения содержания соединений фосфора-4
Рисунок 3 – Корреляция методик определения содержания соединений фосфора (мг/дм3) в сточных водах: а — ПНД Ф 14.1:2.112-97 и ПНД Ф 14.1:2.106-97; б — ПНД Ф 14.1:2.112-97 (фосфаты в пересчете на фосфор) и ИСО 6878 (общий фосфор)

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

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

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

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

Биологическое потребление кислорода. Для определения БПК использованы следующие методики:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 Материальный баланс ХПК сточной воды: а – III очередь-5

 Материальный баланс ХПК сточной воды: а – III очередь-6

 Материальный баланс ХПК сточной воды: а – III очередь-7

Рисунок 4. Материальный баланс ХПК сточной воды:

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

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

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

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

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

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

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

 Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с -8

 Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с -9

 Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с -10

Рисунок 5 – Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с

биологически очищенными сточными водами производства целлюлозы:

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

 Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с -11

 Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с -12

 Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с -13

Рисунок 6 – Показатели удельного сброса загрязняющих веществ с

биологически очищенными сточными водами производства картона:

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

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

  • удельный сброс взвешенных веществ сократился на 63,4%;
  • удельный сброс по показателю ХПК сократился на 45,6 % и соответствует европейскому нормативу предельно-допустимого сброса для производства беленой сульфатной целлюлозы;
  • удельный сброс легкоокисляемых органических соединений по показателю БПК5 сократился на 60,7 % и соответствует европейскому нормативу предельно-допустимого сброса для производства беленой сульфатной целлюлозы;
  • удельный сброс сточных вод превышает регламентируемый интервал европейского норматива, но сократился за эти годы на 19,3 %.

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

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

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

Выводы:

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

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

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

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

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

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

  1. Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Ильин В.В., Соболева Т.В. Переход к экологически безопасному производству беленой целлюлозы на Архангельском ЦБК //Мат-лы 6-ой конф. «PAP-FOR», г. Санкт-Петербург, 2000. С. 26-28.
  2. Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Пунанцева Е.А., Елькин Е.Б., Демашев О.А.,Соболева Т.В. Обеспечение экологической безопасности производства беленой целлюлозы на Архангельском ЦБК // Мат-лы 7-ой конф. «PAP-FOR», г. Санкт-Петербург, 2002. С. 70-71.
  3. Троянская А.Ф., Белоглазов В.И., Соболева Т.В. Переход на бесхлорную отбелку в условиях ОАО «Архангельский ЦБК» // Мат-лы научно-технической конференции «Нормирование водоотведения на целлюлозно-бумажных предприятиях бассейна реки Северная Двина в рыночных условиях», г. Архангельск, 2003 г., с. 22 – 26.
  4. Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Белоглазов В.И., Соболева Т.В. Экологические аспекты бесхлорной отбелки целлюлозы. Часть III. Переход на бесхлорную отбелку на Архангельском ЦБК // Целлюлоза. Бумага. Картон., Москва, 2006, №1., с. 68 – 74.
  5. Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Никитина И.А., Соболева Т.В., Цыганов СП.Устойчивые хлорорганические соединения при производстве сульфатной беленой целлюлозы // Химия и технология растительных веществ: Тез. IV Всерос. научной конф. Сыктывкар, 2006. С. 462.
  6. Троянская А.Ф., Рубцова Н.А., Белоглазов В.И., Соболева Т.В., Кузнецов А.В. Цыганов СП. Реализация модели технологического нормирования для обеспечения экологической безопасности производства сульфатной целлюлозы на предприятиях севера России // PAP-FOR-2006: Пленарные доклады 9 международной научно-технической конференции, г. Санкт-Петербург, 20-21 ноября 2006 г. С.43-48.
  7. Личутина Т.Ф., Бровко О.С., Гусакова М.А., Парфенова Л.Н., Мискевич И.В., Миняев А.П., Соболева Т.В., Дробешкина Т.А., Рябов Н.А., Кузнецов А.В. Опыт технологического нормирования сброса загрязняющих веществ биологически очищенных сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий бассейна реки Северная Двина. // PAP-FOR 2004: Пленарные доклады 8 Международной научно-техническая конференция, г. Санкт-Петербург, 22-23.ноября 2004 г. С.58 – 66.
  8. Личутина Т.Ф., Бровко О.С., Гусакова М.А., Соболева Т.В. Оценка методической базы контроля и мониторинга сточных вод ЦБП и поверхностных вод на соответствие стандартам Европейского Сообщества // PAP-FOR-2006: Пленарные доклады 9 Международной конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития российской целлюлозно-бумажной промышленности» г.Санкт-Петербург, 20-21.ноября 2006 г. С. 37 — 42.
  9. Боголицын К.Г., Айзенштадт М.А., Почтовалова А.С., Соболева Т.В. Применение европейских подходов для оценки экологической эффективности производственной деятельности предприятий ЦБП.// Целлюлоза. Бумага. Картон., Пилотный научный выпуск. Москва, 2006 С.56-60.

Автор выражает благодарность и признательность руководству и сотрудникам отдела экологии ОАО «Архангельский ЦБК», сотрудникам лаборатории химии лигнина ИЭПС УрО РАН и сотрудникам кафедры теоретической и прикладной химии АГТУ за помощь при выполнении и оформлении работы.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах с заверенной гербовой печатью подписями просим направлять по адресу: 163002 г.Архангельск, набер. Северной Двины,17, АГТУ, диссертационный совет Д.212.008.02.

Аналитический контроль сточных вод, сбрасываемых в городскую канализацию: устанавливаем периодичность проведения

В соответствии со статьей 2 Водного кодекса Республики Беларусь от 30 апреля 2014 г. отношения, связанные с охраной и использованием вод, возникающие при эксплуатации коммунальных систем водоотведения, в том числе при сбросе производственных сточных вод в окружающую среду через систему канализации населенных пунктов, регулируются законодательством в области коммунального хозяйства, если иное не установлено законодательством об охране и использовании вод. Таким образом, взаимоотношения субъекта хозяйствования с организацией в области водного хозяйства не являются предметом природоохранного законодательства.

Что касается вопросов аналитического контроля, то следует обратиться к статье 96 Закона «Об охране окружающей среды» от 26 ноября 1992 г. № 1982-XІІ, в соответствии с которой а налитический (лабораторный) контроль в области охраны окружающей среды включает в себя:

отбор проб и проведение измерений в области охраны окружающей среды;

оценку соблюдения нормативов качества окружающей среды;

оценку соблюдения нормативов допустимых выбросов и сбросов химических и иных веществ в окружающую среду;

оценку эффективности природоохранных мероприятий;

комплексную оценку воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности, осуществляемой на основании комплексных природоохранных разрешений;

оценку соответствия фактических параметров работы очистных сооружений, машин, механизмов параметрам, утвержденным в составе проектной документации;

оценку соблюдения требований при обращении с отходами;

оценку соблюдения технических требований к составу топлива;

оценку эффективности производственного контроля в области охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов;

оценку соблюдения иных требований и нормативов в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов.

Периодичность осуществления аналитического (лабораторного) контроля в области охраны окружающей среды устанавливается Минприроды в зависимости от объекта контроля и его характеристик.

В соответствии с Положением о порядке осуществления аналитического (лабораторного) контроля в области охраны окружающей среды, утвержденном постановлением Совмина от 20.06.2013 № 504 , объектами аналитического контроля являются:

выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников выбросов;

выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от мобильных источников выбросов;

выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников выбросов до и после газоочистных установок;

атмосферный воздух в границах зоны воздействия;

поверхностные воды в районе расположения источников сбросов сточных вод;

подземные воды в районе расположения выявленных или потенциальных источников их загрязнения;

сброс сточных вод в поверхностные водные объекты, в том числе до и после очистных сооружений сточных вод;

земли (включая почвы) в районе расположения выявленных или потенциальных источников их загрязнения;

отходы, направляемые природопользователями на хранение, захоронение, использование и (или) обезвреживание.

Кроме объектов, указанных выше, объектами аналитического контроля является также документация по:

аналитическому контролю, осуществляемому природопользователем в области охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов;

отбору проб и проведению измерений в области охраны окружающей среды, включая акты отбора проб и протоколы проведения измерений;

выполнению измерений на определяемый показатель, включая технические нормативные правовые акты в области охраны окружающей среды и методики выполнения измерений;

оценке соответствия фактических параметров работы очистных сооружений, машин, механизмов параметрам, утвержденным в составе проектной документации, технических нормативных правовых актов, паспортов заводов-изготовителей и инструкции по эксплуатации на данный вид оборудования;

оценке на основании измерений в области охраны окружающей среды соблюдения нормативов качества окружающей среды; нормативов (временных нормативов) допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, нормативов (временных нормативов) допустимых сбросов химических и иных веществ в составе сточных вод; эффективности природоохранных мероприятий; требований при обращении с отходами; требований технических нормативных правовых актов к составу топлива по содержанию веществ, влияющих на количественный и качественный состав выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, образующихся при сжигании топлива.

Таким образом, при наличии у предприятия очистных сооружений по очистке сточных вод, поступающих в системы коммунального водоотведения, оценка их фактических параметров работы производится посредством проведения аналитического контроля.

Что касается периодичности аналитического контроля, то следует отметить, что данный вопрос отрегулирован ЭкоНиП 17.01.06-001-2017 Охрана окружающей среды. Требования экологической безопасности (далее ЭкоНиП). В соответствии с пунктом 12.1 ЭкоНиП для обеспечения экологической безопасности должно быть организовано проведение аналитического (лабораторного) контроля и локального мониторинга окружающей среды в соответствии с:

— перечнем загрязняющих веществ и показателей качества, подлежащих контролю инструментальными методами;

— периодичностью отбора проб и проведения измерений в области охраны окружающей среды в зависимости от объекта контроля при осуществлении аналитического (лабораторного) контроля в области охраны окружающей среды;

— периодичностью отбора проб и проведения измерений в области охраны окружающей среды, определяемой при подготовке территориальными органами Минприроды заявок на проведение аналитического контроля.

Периодичность отбора проб регулируется пунктом 13 ЭкоНиП, а именно:

п.13.5 — при проведении контроля качества поверхностных вод в районе расположения источников сбросов сточных вод и/или контроле сброса загрязняющих веществ в составе сточных вод в поверхностные водные объекты;

п.13.6 — при осуществлении контроля качества сточных вод, поступающих на очистные сооружения сточных вод и сбрасываемых после очистки в поверхностные водные объекты;

п.13.7 — при осуществлении контроля подземных вод в районе расположения выявленных или потенциальных источников их загрязнения.

Периодичность контроля сброса сточных вод с очистных сооружений в системы коммунального водоотведения ЭкоНиП не установлена. Ее следует устанавливать самостоятельно, исходя из особенностей очистных сооружений и порядка их эксплуатации.

Также нет указанных норм и в санитарно – эпидемиологическом законодательстве. П орядок организации и проведения производственного контроля за соблюдением санитарных правил, технологических регламентов, выполнением санитарно-противоэпидемических и профилактических мероприятий установлен Санитарны ми правила ми 1.1.8-24-2003 , утвержденными постановлением Минздрава от 22.12.2003 г. № 183 Указанными нормами и правилами не установлена необходимость разработки программы производственного контроля в отношении субъектов хозяйствования, осуществляющих сброс сточных вод в систему коммунальной канализации.

Таким образом, в действующем природоохранном и санитарно-эпидемиологическом законодательстве не установлена периодичность контроля за сбросами сточных вод в систему коммунального водоотведения.

Вопросы аналитического контроля частично затронуты в Правилах пользования централизованными системами водоснабжения, водоотведения (канализации) в населенных пунктах, утвержденных постановлением Совмина от 30 сентября 2016 г. № 788. В соответствии с пунктом 65 указанных правил абонент обязан осуществлять лабораторный контроль за составом сбрасываемых в централизованную систему водоотведения (канализации) сточных вод, в том числе сточных вод субабонентов, и представлять организации ВКХ сведения о результатах такого контроля, если это предусмотрено договором между абонентом и организацией ВКХ. В соответствии с пунктом 73 того же положения абонент имеет право за счет собственных средств производить одновременно с организацией ВКХ отбор контрольных проб сточных вод и их испытание в независимой аккредитованной в установленном порядке лаборатории.

Резюмируя сказанное выше, следуют выводы:

— периодичность аналитического контроля при сбросе сточных вод в систему коммунального водоотведения законодательно не установлен;

— если на предприятии предусмотрена очистка сточных вод, то периодичность аналитического контроля следует устанавливать в зависимости от особенностей работы очистных сооружений;

— при отсутствии очистных сооружений необходимость осуществлять контроль и его периодичность может быть установлена организацией ВКХ;

— наиболее оптимальным будет отбирать пробы одновременно с организацией ВКХ.

Рабочая документация производственного экологического контроля.

Для обеспечения эффективности природоохранной деятельности на предприятии и предотвращения применения штрафных санкций со стороны контролирующих органов целесообразно создание экологической службы предприятия (или введение в штатное расписание должности эколога), который будет оформлять и хранить документацию по вопросам охраны окружающей среды.

Ориентировочный перечень документации по организации экологической службы и обеспечению производственного контроля на предприятии.

Экологическая служба предприятия организовывается на основание:

· приказа руководителя предприятия о назначении ответственного по организации экологической службы предприятия (эколога предприятия);

· должностных инструкций сотрудников экологической службы предприятия (эколога предприятия),

· документов, подтверждающих необходимую профессиональную подготовку или переподготовку сотрудников экологической службы предприятия (эколога предприятия).

Рабочая документация производственного экологического контроля.

В части охраны атмосферного воздуха:

— проект «Предельно-допустимые выбросы (ПДВ)»,

— разрешение на выброс загрязняющих веществ в атмосферу,

— план-график контроля за соблюдением нормативов ПДВ на источниках выбросов и ПДК в контрольных точках (на постах),

— проект «Обоснование размеров санитарно-защитной зоны предприятия»,

— паспорта газоочистных установок,

— график планово-предупредительных ремонтов (ППР) газоочистных установок,

— график контроля за соблюдением нормативов выброса и эффективности работы ГОУ.

— план мероприятий по предупреждению аварийных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу,

— план мероприятий по временному сокращению выбросов загрязняющих веществ объекта в периоды НМУ.

Документация по охране атмосферного воздуха при эксплуатации автотранспортных средств:

— журнал ежедневного учета использования автотранспортных средств,

— журнал ежедневного расхода горючего,

— журнал пройденного километража,

— журнал записи результатов проверок автомобилей с бензиновыми двигателями на соответствие экологическим требованиям,

— журнал учета измерений дымности при проверке автомобилей с дизельными двигателями.

В части охраны поверхностных вод и рационального природопользования:

Лицензионные документы и договоры:

— лицензия на пользование водными объектами,

— лицензионное дело на пользование водными объектами,

— договор на пользование водными объектами,

— договор на пользование городской системой водоснабжения и канализации,

— договор на проведение аналитического контроля (при отсутствии собственной лаборатории).

— лимиты водопотребления и водоотведения при сбросе сточных вод в поверхностные объекты,

— балансовая схема водоснабжения и водоотведения с указанием и нумерацией мест измерения забора (приема) и сброса воды и точек передачи ее другим потребителям,

— проект нормативов допустимых сбросов (ПДС) в окружающую среду со сточными водами при сбросе сточных вод в поверхностные объекты,

— норматив на предельно допустимый сброс веществ (ПДС), поступающих в водный объект со сточными водами по выпускам (разрешение на сброс загрязняющих веществ) при сбросе сточных вод в поверхностные объекты,

— паспорт водного хозяйства предприятия, допустимый сброс (ДС) загрязняющих веществ, отводимых в систему городской канализации,

— схема-график аналитического контроля за соблюдением нормативов сброса загрязняющих веществ со сточными водами и их влиянием на водные объекты и эффективностью работы очистных сооружений при сбросе сточных вод в поверхностные объекты,

— паспорта на очистные сооружения,

— график планово-предупредительного ремонта (ППР) водных коммуникаций и очистных сооружений.

В части охраны окружающей среды от негативного воздействия отходов:

Правоустанавливающие, лицензионные документы и договоры:

— документы на право владения или пользования земельным участком,

— лицензия на деятельность по обращению с опасными отходами,

— выписка из реестра на деятельность по обращению с опасными отходами,

— положительное заключение государственной экологической экспертизы материалов обоснования намечаемой деятельности по обращению с опасными отходами, выданное лицензиату для получения лицензии,

— свидетельства (сертификаты) на право работы с опасными отходами для лиц, допущенных к деятельности по обращению с опасными отходами,

— документы, подтверждающие наличие производственных помещений, объектов размещения отходов, соответствующего техническим нормам и требованиям оборудования, транспортных средств, необходимых для осуществления лицензируемой деятельности,

— свидетельство о регистрации объекта размещения отходов в государственном реестре объектов размещения отходов (для индивидуальных предпринимателей или юридических лиц, имеющих на своем балансе или осуществляющих эксплуатацию объектов захоронения или длительного хранения отходов (полигоны, шламохранилища, хвостохранилища, иловые карты, золоотвалы и т.д.),

— договоры на размещение, переработку, обезвреживание отходов со сторонними организациями.

— заключения контролирующих органов о загрязненности почвы (территории предприятия),

— протоколы аналитического контроля химического, биологического, радиоактивного загрязнения почвы,

— проект нормативов образования отходов и лимитов на их размещение,

— лимиты размещения отходов,

— паспорта опасных отходов.

— перечень отходов, образующихся на предприятии, в соответствии с федеральным классификационным каталогом отходов,

— журнал «Движения отходов»

— материалы по определению класса опасности отходов,

— справки, накладные, квитанции, письма о количестве и виде отходов, направленных на размещение, переработку, обезвреживание.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *