4. Внедрение прогрессивных технологий, включая оборудование регенерации или обезвреживания отходов. Для реализации этих направлений в 1995 году была разработана "Программа природных мероприятий на гальванохимических производствах предприятий Санкт-Петербурга в 1995-2000 гг. для оздоровления бассейна Балтийского моря". Программа и положения данной программы могут быть использованы при подготовке проектных решений предприятиями в Санкт-Петербурге [6].
Уже около десяти лет решается в регионе проблема переработки токсичных промышленных отходов. Распоряжением Правительства Ленинградской области от 14 июля 1995 года N 713-р был утвержден акт выбора площадки под проектно-изыскательские работы для строительства предприятия по переработке промышленных токсичных отходов в районе поселка Красный Бор Тосненского района общей площадью 20,4 гектара, в том числе 13,25 гектара с северной стороны существующего полигона под строительство предприятия и 7,15 гектара с западной стороны для захоронения переработанных отходов с последующей прирезкой территории по мере ее использования [10].
В 1995 году на государственную экологическую экспертизу поступило ТЭО создания производства по переработке и захоронению промышленных отходов Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Комплексная технология по переработке промышленных токсичных отходов органического и неорганического характера и утилизации образующихся вторичных отходов разработана РНЦ "Прикладная Химия" с учетом собственного и зарубежного опыта. В основу предлагаемой технологии переработки 100 тыс.тонн отходов в год заложены принципы минимизации отходов и перевода их в менее токсичные формы, что достигается:
для 70 тыс.тонн органических отходов - методом термического обезвреживания с последующей очисткой дымовых газов;
для 30 тыс.тонн неорганических отходов - методом физико-химической обработки различными реагентами и последующей концентрацией [10].
3.2 Оценка эффективности развития технологий очистки гальванических стоков
Организация гальванических производств, отвечающих требованиям экологической безопасности, и современных очистных сооружений с обязательным использованием средств автоматизации и компьютеризации основных производственных процессов позволит решить экологические проблемы с минимальными затратами.
Важным фактором в решении этой проблемы является совместная работа технологов основного производства и экологов уже на начальной стадии выбора технологических решений. Необходимо, чтобы главным принципом организации производств было максимальное предотвращение попадания загрязнений на очистные сооружения, так как экономически выгоднее предотвратить загрязнение воды, чем потом очищать загрязненную воду [ 3, c. 140].
Важным моментом является использование схем, позволяющих исключить или максимально снизить сброс таких компонентов, как кадмий, никель, медь, цинк, хром. Исключение или снижение содержания тяжелых металлов в осадке позволяет классифицировать их как осадки 3 – 4 класса опасности для окружающей среды, что снижает плату за их захоронение. При ужесточении требований к накоплению и хранению таких осадков, данный фактор существенно повышает экономическую эффективность реализации технических решений при несомненном высоком экологическом эффекте.
Примером эффективных решений является использование локальных систем очистки сточных вод. Установка локальных систем очистки (выпарные установки небольшой мощности, модули С.С.Кругликова) позволяет вернуть не только воду на повторное использование, но дорогостоящие компоненты технологических растворов. Но основное природоохранное значение определяется исключением сброса в окружающую среду опасных тяжелых металлов [10].
На предприятии г.С-Петербурга использование выпарной установки производительностью 25л/ч позволяет исключить сброс на очистные сооружения и вернуть в технологические ванны 1300кг/год хромового ангидрида. Упаривание промывной воды после никелирования обеспечивает возврат в технологические ванны 890кг/год сернокислого никеля и 160кг/год хлористого никеля. Для снижения энергозатрат используются выпарные установки с тепловым насосом, упаривание осуществляется при температуре 35-45°С. Перед подачей на упаривание промывная вода очищается на ионообменных смолах, что исключает накопление примесей в концентрате.
Использование локальных оборотных систем позволило снизить количество осадка, образующегося при обезвреживании стоков на очистных сооружениях, с ~23,5т/год до ~16,5т/год, и что особенно важно снизить сброс тяжелых металлов.
Организация циркуляционных систем также позволяет снизить или исключить попадание тяжелых металлов в гальваностоки.
Однако, необоснованное завышение производительности оборотных систем или неправильный выбор габаритов и типа оборудования для подготовки воды оборотных систем даже при наличии значительного экологического эффекта (снижение сброса загрязняющих компонентов) может привести к отрицательному экономическому эффекту за счет увеличения расходов на систему подготовки воды.
Использование линий, отвечающих требованиям экологической безопасности, в которых удельный расход воды на промывные операции 10-20л/кв. м позволяет резко сократить требуемые площади под очистные сооружения. В некоторых случаях очистные сооружения располагаются вдоль линии, как на данном предприятии г.С-Петербург (производственная программа увеличена до 400мыс.кв./год, расход воды 1 куб.м/ч, циркуляционная система 1,5 куб.м/ч) [10].
Эффективность предварительного просчета конечных результатов для выбора оптимальных экологических и экономических технических решений комплекса гальваническое производство – очистные сооружения, лишний раз подчеркивает необходимость совместной работы технологов и экологов.
Обоснованные технологические решения позволяют проводить реконструкцию гальванических производств, обеспечивая максимальную этологическую эффективность без увеличения себестоимости покрытий.
Заключение
Гальваническое производство характеризуется широкой распространенностью, значительным разнообразием технологических процессов, составов растворов и электролитов, образованием достаточно токсичных отходов самого разнообразного состава. Основной набор электролитов и технологических растворов можно считать сложившимся и в ближайшее время вряд ли следует ожидать радикальных изменений в области создания электролитов, которые вызвали бы резкий скачок в развитии гальванотехники. С другой стороны, развитие технологии и оборудования по переработке отходов гальванического производства в настоящее время осуществляется быстрыми темпами.
Однако до сих пор не создано универсального очистного оборудования, способного обезвредить всю гамму (по составу и объёму) гальванических отходов. Поэтому стараются применять очистное оборудование со значительным запасом как по производительности, так и по универсальности, что вступает в противоречие с экономическими возможностями заводов. В сегодняшних условиях рыночной экономики (когда на первый план выходят не монотонность и ритмичность, а гибкость производства, не производство любой ценой, а получение прибыли или просто выживаемость) требование повышения универсальности и производительности очистного оборудования ещё в большей степени усиливается.
Раздельное, а порой и независимое друг от друга развитие прикладной гальванотехники и охраны окружающей среды очень часто приводит к производственным конфликтам между специалистами этих видов технологий, что ещё больше усугубляет неблагоприятную экологическую обстановку. Главными задачами гальваников являются повышение производительности процессов, снижение себестоимости и достижение требуемого качества продукции. В подавляющем числе случаев решение только этих задач приводит к перегрузке и снижению эффективности работы очистных сооружений, к росту платы за загрязнение окружающей среды и в конечном итоге к повышению себестоимости продукции.
В подавляющем числе случаев решение только технических задач (повышение производительности процессов, снижение себестоимости и достижение требуемого качества продукции) приводит к перегрузке и снижению эффективности работы очистных сооружений.
Достижение устойчивого развития возможно лишь путём переориентации промышленных процессов производства товаров и услуг на новые модели, которые будут способствовать снижению нагрузки на окружающую среду и повышению эффективности промышленного производства. Необходимо внедрение экологически чистых технологий, обеспечивающих создание безопасных для окружающей среды производств, предотвращающих загрязнение природы и обеспечивающих более эффективное использование сырья.
Для снижения экологической опасности гальванического производства необходимо заменить наиболее токсичные электролиты. Наиболее остро стоит проблема замены электролитов хромирования на основе соединений шестивалентного хрома. Её нерешённость потребовала разработки электролитов хромирования на основе соединений трёхвалентного хрома, которые позволили бы хотя бы в некоторых случаях заменить электролиты на основе соединений шестивалентного хрома.
Бессистемность и нерегулярность смены технологических растворов, а также их высокая экологическая опасность потребовала усовершенствования и упрощения методик очистки электролитов от загрязнений, определения срока службы технологических растворов и разработки путей рекуперации отработанных растворов, содержащих однотипные компоненты.