Пути рационального использования отходов производства строительных материалов для снижения выбросов в окружающею среду

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПУТИ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Ділд?бек Д.С., Жайлаубаев Ж.Ж., Т?легенова З.С.

ТарГУ им. М.Х. Дулати, г.Тараз.

В производстве строительных материалов образуется очень много пыли и мельких частиц загрязняющих окружающую среду. В то же время многие из них как пыль цемента, отсюда как известковые являются очень вредными. А также эти мелкие частицы оказывают отрицательное влияния на оборудование, которое способствует быстрому износу вращающихся частей механизма тем самым усиливая трение, в результате чего из - за большого скопления строительных отходов в виде пыли увеличивается пожаро-взрывоопасность производства.

Выполнение мероприятий по предотвращению и снижению выбросов загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников с качественным улучшением состояния атмосферного воздуха в крупных городах, промышленных центрах и зонах экологического бедствия, а также при введении режима чрезвычайной экологической ситуации.

Разработка, изготовление и внедрение оборудования, установок и устройств очистки, по утилизации попутных газов, нейтрализации отработанных газов, подавлению и обезвреживанию выбросов загрязняющих веществ и их соединений в атмосферу от стационарных и передвижных источников загрязнения.

Принятие мер, направленных на предотвращение загрязнения атмосферного воздуха при транспортировке, хранении и использовании химических средств защиты растений, минеральных удобрений и других препаратов. [1]

Оптимизация технологического процесса, обеспечивающее снижение выбросов загрязняющих веществ при добыче полезных ископаемых, производстве взрывных работ, размещении и эксплуатации терриконов, отвалов и свалок.

Проведение работ по пылеподавлению на горнорудных и теплоэнергетических предприятиях, объектах недропользования и строительных площадках, в том числе хвостохранилищах, шламонакопителях, карьерах и внутрипромысловых дорогах.

Внедрение и совершенствование технических и технологических решений (включая переход на другие (альтернативные) виды топлива, сырья, материалов, и пр.) позволяющих снижать негативное воздействие на окружающую среду, не предусмотренные проектной документацией.

Приобретение современного оборудования, замена и реконструкция основного оборудования, обеспечивающих эффективную очистку, утилизацию, нейтрализацию, подавление и обезвреживание загрязняющих веществ в газах, отводимых от источников выбросов, демонтаж устаревших котлов с высокой концентрацией вредных веществ в дымовых газах.

Внедрение технологий по сбору, транспортировке, обезвреживанию, использованию и переработке любых видов отходов, в том числе бесхозных.

Строительство, реконструкция заводов, цехов и производств, приобретение и эксплуатация установок:

- полигонов для складирования любых видов отходов;

- по сбору, транспортировке, переработке, сортировке, утилизации и захоронению отходов производства и потребления;

- по сбору и переработке вторичных материальных ресурсов;

- по сбору, транспортировке, переработке и ликвидации жидких производственных отходов, загрязняющих водоемы или подземные воды;

- по получению сырья или готовой продукции, связанного с извлечением полезных компонентов из отходов производства и потребления (переработкой хвостов обогащения, вскрышных и вмещающих пород, золошлаков, металлургических шлаков, техногенных минеральных образований).

Нейтрализация и ликвидация запрещенных и пришедших в негодность пестицидов и тары из под них.

Реконструкция, модернизация оборудования и технологических процессов, направленных на минимизацию объемов образования и размещения отходов производства и потребления.

Проведение мероприятий по ликвидации несанкционированных (стихийных) свалок и исторических загрязнений, недопущению в дальнейшем их возникновения, своевременному проведению рекультивации земель, нарушенных в результате загрязнения производственными, твердыми бытовыми и другими отходами.

Разработка региональных научно-обоснованных мероприятий по управлению твердыми бытовыми отходами и создание систем сбора, перевозки, хранения и учета твердых бытовых отходов, а также стимулирование минимизации, утилизации и переработки отходов предприятиями.

Выполнение предписаний и предложений уполномоченных органов в области охраны окружающей среды, направленных на утилизацию отходов, приведение порядка обращения с отходами в соответствие с требованиями действующего экологического законодательства.

Применение технологий согласно утвержденного Перечня наилучших доступных технологий (отечественных и зарубежных существующих и не внедренных экологически эффективных и ресурсосберегающих технологий, производств видов сырья, материалов, продукции и оборудования). [1]

Авторы [2,3,] предлагают использование несколько видов фильтров которые позволяют снизить уровень запыленности до минимума в производстве. Для тонкой очистки газов от частиц и капельной жидкости применяют различные фильтры. Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через них дисперсных сред. Принципиальная схема процесса фильтрования в пористой перегородке показана на рис. 1. Фильтр представляет собой корпус 1, разделенный пористой перегородкой (фильтроэлементом) 2 на две полости. В фильтр поступают загрязненные газы, которые очищаются при прохождении фильтроэлемента. Частицы примесей оседают на входной части пористой перегородки, образуя на поверхности перегородки слой 3, и задерживаются в порах. Для вновь поступающих частиц этот слой становится частью фильтровой перегородки, что увеличивает эффективность очистки фильтра и перепад давления на фильтроэлементе.

отход строительный выброс загрязняющий

Рис. 1. Схема фильтра

Классификация фильтров основана на типе фильтровой перегородки, конструкции фильтра и его назначении, тонкости очистки и др.

По типу перегородки фильтры бывают следующих разновидностей: с зернистыми слоями (неподвижные, свободно насыпанные зернистые материалы, псевдоожиженные слои); гибкими пористыми перегородками (ткани, войлоки, волокнистые маты, губчатая резина, пенополиуретан и др.); полужесткими пористыми перегородками (вязаные и тканые сетки, прессованные спирали и др.); жесткими пористыми перегородками (пористая керамика, пористые металлы и др.).

Классификация фильтров основана на типе фильтровой перегородки, конструкции фильтра и его назначении, тонкости очистки и др.

По типу перегородки фильтры бывают следующих разновидностей: с зернистыми слоями (неподвижные, свободно насыпанные зернистые материалы, псевдоожиженные слои); гибкими пористыми перегородками (ткани, войлоки, волокнистые маты, губчатая резина, пенополиуретан и др.); полужесткими пористыми перегородками (вязаные и тканые сетки, прессованные спирали и др.); жесткими пористыми перегородками (пористая керамика, пористые металлы и др.).Наибольшее распространение в промышленности для сухой очистки газовых выбросов получили рукавные фильтры (рис. 2). [3,4]

Рис. 2 рукавный фильтр 1-рукав, 2- корпус, 3- выходной патрубок, 4-блокрегенерации, 5- входной патрубок.

Аппараты мокрой очистки газов -- мокрые пылеуловители -- имеют широкое распространение, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсных пылей с d_H> 0,3 мкм, а также возможностью очистки от пыли нагретых и взрывоопасных газов. Однако мокрые пылеуловители обладают рядом недостатков, ограничивающих область их применения: образование в процессе очистки шлама, что требует специальных систем для его переработки; вынос влаги в атмосферу и образование отложений в отводящих газоходах при охлаждении газов до температуры точки росы; необходимость создания оборотных систем подачи воды в пылеуловитель.

Аппараты мокрой очистки работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность либо капель, либо пленки жидкости. Осаждение частиц пыли на жидкость происходит под действием сил инерции и броуновского движения.

Среди аппаратов мокрой очистки с осаждением частиц пыли на поверхность капель на практике более применимы скрубберы Вентури (рис. 3). Основная часть скруббера -- сопло Вентури 2. В него подводится запыленный поток газа и через центробежные форсунки 1 жидкость на орошение. В конфузорной части сопла происходит разгон газа от входной скорости (W_r=15ч20 м/с) до скорости в узком сечении сопла 80-200 м/с и более. [3]

Рис. 3 Схема скруббера Вентри

Все рассмотренные меры по снижению загазованности и запыленности на производстве с использованием различных фильтров зависит от производства выпускаемых материалов. В производстве строительных материалов самым наилучшим является использование рукавного фильтра, так как он до 90% процентов удерживает, взвешенные частицы пыли тем самым улучшает работу производства. Которое благоприятно действует на работников тем самым улучшение рабочей среды, а также на окружающую среду.

В работе [4] автора предлагают из отходов производства использовать как сырье для строительных материалов. Которое рационально использовать отходы для нужд хозяйства. В этой концепций рассматривается отходы в виде пыли которое в дальнейшим возможно использовать для материалов строительство к примеру для облицовки зданий.

Одним из путей снижение вредных воздействий на окружающею среду и на организм человека является утилизация отходов. Утилизация цементной пыли. Основным направлением утилизации пыли, образуемой при обжиге цементного клинкера в вращающихся печах, является использование ее в самом процессе производства цемента. Пыль из пылеосадительных камер возвращается во вращающуюся печь вместе со шламом. Основное же количество пыли улавливается в электрофильтрах. Эта пыль имеет высокую дисперсность и содержит повышенное количество свободного оксида кальция, щелочей и серного ангидрита. Добавка 5--15% пыли к сырьевому шламу вызывает его коагуляцию и уменьшение текучести. При повышенном содержании в ней щелочных оксидов снижается качество клинкера.

Сейчас на цементных заводах с мокрым способом производства применяются различные способы возврата пыли в печь. Для предотвращения зарастания труб, замазывания цепей и образования шламовых колец пыль можно вводить в виде пульпы. Влажность шлама эффективно снижается за счет разжижителей. [4]

Компоненты, составляющие цементную пыль, гидратируются при запаривании и активно реагируют с кремнеземом, образуя гидросиликаты и гидроалюмосиликаты. Это позволяет частично или полностью заменять известь в производстве силикатных кирпича и бетонов, что значительно повышает их прочность. Применение цементной пыли эффективно и при изготовлении ячеистых силикатных бетонов. Для предотвращения неравномерности изменения объема силикатные материалы из смесей, содержащих цементную пыль, производят по гидратной схеме с принудительным гашением или с длительным вылеживанием пыли до полной гидратации оксида кальция.

Количество щелочных оксидов в пыли для производства вяжущих известково-шлакового и известково-пуццоланового типа должно составлять не более 2-4%. Высокощелочную пыль можно использовать как калийное удобрение и для получения электротехнического фарфора. Одним из наиболее рациональных направлений использования высокощелочной пыли является изготовление на ее основе шлакощелочных (пылешлаковых) вяжущих.

Содержание щелочных оксидов в пыли разных заводов не одинаково. Они связаны в виде щелочных сульфатов, хлоридов я карбонатов. Количество щелочных соединений увеличивается с ростом дисперсности пыли. Наиболее высокими прочностными показателями обладают шлакощелочные вяжущие при соотношении основного доменного гранулированного шлака и щелочной пыли 3:1. При этом удельная поверхность шлака должна составлять около 3000, пыли - до 9000 см2/г. Наибольшим активизирующим действием обладают щелочные карбонаты, наименьшим - сульфаты. Влияние щелочных карбонатов уменьшается с ростом содержания в пыли сульфата кальция.

Пылешлаковые вяжущие характеризуются следующими особенностями: рост их активности прямо пропорционален концентрации щелочей; они обладают высокой прочностью на изгиб и низкой водопотребностью. На основе этих вяжущих можно получать бетоны с широким диапазоном марок по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости, обладающие высоким сцеплением с арматурой и надежно защищающие ее от коррозии. В бетонах на пылешлаковых вяжущих могут применяться как обычные, так и дисперсные заполнители.

Материалы из асбестоцементных отходов. В производстве асбесто-цементных изделий образуются отходы в виде влажной смеси асбеста и цемента, оседающей в отстойниках при очистке сбрасываемой в них воды, а также брак изделий, обрезки труб и стружка, получаемые при их механической обработке.

Количество сухих отходов составляет 2,6-4% массы выпускаемых изделий. Объем влажных отходов, являющихся осадком сточных вод в пересчете на сухое вещество достигает 1,5-2% массы сырья. [4]

Наиболее целесообразно возвращать отходы в основное производство. Влажные асбестоцементные отходы с большим содержанием воды (до 300% по массе) необходимо возвратить в технологический процесс как можно скорее после завершения фильтрации, чтобы эффективнее использовать негидратированную часть цемента.

Свойства материалов на основе асбестоцементных отходов в значительной степени зависят от их подготовки асбестоцементных отходов к введению в технологический процесс.

Влажные и молотые сухие асбестоцементные отходы имеют высокую удельную поверхность, что является причиной повышенной водопотребности материалов, полученных на их основе. Поэтому для получения строительных материалов с требуемыми физико-механическими характеристиками приходится применять жесткие смеси и прибегать к интенсивным методам уплотнения, в частности прессованию. Причем прессующее давление должно быть в пределах 30- 50 МПа. Однако таким образом целесообразно изготовлять лишь небольшие по размеру изделия - плиты, кирпичи, стеновые камни и др.

Асбестоцементные отходы содержат большое количество гидратированных цементных минералов и асбеста. При обжиге они приобретают вяжущие свойства в результате обезвоживания гидратных составляющих цемента и асбеста. Оптимальная температура обжига 600-700 °С. В этом температурном диапазоне завершается дегидратация гидросиликатов, разлагается асбест и образуется ряд минералов, способных к гидравлическому твердению. [5]

Вяжущее с выраженной активностью можно получить смешиванием термически обработанных асбестоцементных отходов с металлургическим шлаком и гипсом при содержании в нем асбестоцементных отходов 40-50%, 50-60% шлака и 5% гипса. Активность вяжущего при 28-суточном водном твердении достигает 20-25 МПа.

Из асбестоцементных отходов изготавливают облицовочные плитки и плитки для пола. Твердые сухие отходы дробят и тонко измельчают, а затем смешивают с портландцементом (15-20%) и увлажняют до 10-12%.

Из смесей сухих асбестоцементных отходов и различных вяжущих можно изготовить легкие облицовочные изделия. [5]

Все эти рассмотренные мероприятия наилучшим образом влияют на производство и в целом на окружающею среду. Так как улучшается, рабочая зона работников производства тем самым повышается, уровень труда и производительность.

Путем утилизации, переработки, использования отходов производства строительных материалов является одним из путей снижения вредных негативных факторов на окружающую среду, на здоровья работников, а также улучшению условий труда.

Литература

1. Экологический кодекс Республики Казахстан. - Алматы: ЮРИСТ,2007.

2. Пчелинцев В.А., Виноградов Д.В., Коптев Д.В. Охрана труда в производстве строительных изделий и конструкций. М.,1986.

3. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): учебник / С.В. Белов.- 2-е изд., испр. Доп. - М: Издательство Юрайт, 2011. - 680 с.

4. Ділдабек Д.С., Жайлаубаев Ж.Ж. Узенбеков Ш.Б.: Влияние производственных выбросов ТОО «Завод строительных конструкций» Материалы: Международной научно-практической конференции «II УРКУМБАЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ» II том 22-23 ноября. 2013. - Тараз.

5. Гринин, A.C. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация, переработка. Текст. / Гринин A.C., Новиков В.Н. М.:ФАИР-ПРЕСС, 2002.-336 с.

Размещено на Allbest.ru