Что такое ОВОС и зачем он нужен
Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) — это процедура, которую проходят проекты, способные повлиять на экологию. В ходе ОВОС определяют возможное воздействие планируемой деятельности, прогнозируют изменения среды и принимают решение: можно ли реализовать проект в предложенном виде или нужны корректировки.
Разберём это на конкретном примере — заводе по производству свинца и сплавов из отработанных аккумуляторов. Мощность — 10 тысяч тонн свинца в год. Проект размещается на площадке бывших ремонтных мастерских.
Почему проект вообще требует ОВОС
Свинец и его соединения — токсичные вещества 1-го класса опасности. Предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны — от 0,3 до 2 мкг/м³, в питьевой воде — от 0,03 до 0,5 мг/л. Любое производство, связанное со свинцом, автоматически попадает в категорию объектов, требующих тщательной экологической оценки.
При этом проект решает и экологическую задачу: сегодня в стране накоплено 60–70 тысяч тонн отработавших аккумуляторов, ежегодно добавляется ещё 10–12 тысяч тонн. Сбор и переработка составляют не более 50% от накопления. Остальное — угроза для почвы, воды и воздуха.
Как устроена технология
Для переработки аккумуляторного лома в мире используют два принципиально разных подхода.
Без разделки лома. Аккумуляторы после слива кислоты направляют в шахтную печь. Главный недостаток — образование большого количества хлорсодержащих пылей, в которых концентрируется мышьяк. Высока опасность образования диоксинов: сжигание поливинилхлорида и летучие хлориды свинца дают до 15–20% таких пылей от количества получаемого свинца. Эти пыли плавят с содой, получая водорастворимые натриевые шлаки, которые затем выщелачивают водой. Хлорсодержащие воды сбрасываются в водоёмы.
С разделкой лома. Аккумуляторы разделяют на металлическую фракцию и оксидно-сульфатную пасту, отделяют электролит и органику. Это в 2–3 раза снижает энергозатраты на получение чернового свинца и в 5–6 раз — количество вредных выбросов.
Именно второй вариант выбран для проекта.
Сердце производства — роторная наклоняющаяся печь
Ключевое оборудование — роторная наклоняющаяся печь. В отличие от стационарных печей, здесь для нагрева расплава используется не только радиационное тепло, но и физическое тепло стенок, нагреваемых факелом при вращении.
Свинец и расплавленный шлак всегда находятся в нижней части печи. Нагретая стенка погружается в расплав и отдаёт ему тепло, а остывшая стенка вновь нагревается факелом. Происходит постоянный подогрев расплава изнутри и его перемешивание. Процессы идут быстрее и с меньшим расходом топлива.
Использование кислорода в дутье сокращает объём отходящих газов в 3–4 раза, а значит, и затраты на их очистку. Петлеобразное движение дымовых газов увеличивает время пребывания горючих газов в печи и повышает КПД на 20–30%.
Полезная ёмкость печи — 3 м³. Это позволяет загружать 10–12 тонн свинецсодержащего сырья и до 2–3 тонн прочих шихтовых материалов. Цикл плавки — от 3 до 6 часов. Выход чернового свинца: от 60–65% при переплавке пасты до 85–95% при переплавке металлического лома.
Что происходит с расплавом дальше
Черновой свинец сливается в проливные ковши и выдерживается на обогреваемом стенде. Это даёт три эффекта:
свинец остаётся жидким, и не нужно тратить энергию на повторное расплавление;
из шлака извлекается максимум свинца (остаточное содержание — не более 3%);
экономится около 20 м³ газа на тонну свинца.
Затем жидкий свинец передаётся в рафинировочные котлы. Там последовательно удаляют медь, сурьму, олово и другие примеси, а затем вводят нужные элементы для получения марочных сплавов. Разливка — на конвейере в изложницы по 30–35 кг.
Экологические решения: что заложено в проект
Очистка газов. Две автономные системы аспирации и очистки мощностью 35 и 34 тыс. м³/ч обслуживают роторную печь, рафинировочные котлы, разливочный конвейер, стенд обогрева ковшей и участок дробления шлака. В составе систем — циклоны-пылеосадители и тканевые рукавные фильтры с импульсной регенерацией. Эффективность очистки от пыли — не менее 99,7%. Концентрация пыли на выходе — не более 2 мг/м³.
Обращение с отходами. Шлак свинцовый (2-й класс опасности) — около 2300 т/год. Пыль свинецсодержащая и съёмы с рафинировочных котлов (2-й и 3-й класс опасности) — около 2200 т/год. Эти отходы содержат 50–70% свинца и возвращаются в производство. Захоронению подлежат только отходы, не содержащие свинец: лом шамотного кирпича, бытовые отходы, сметы с территории.
Водопотребление. Производственные стоки отсутствуют. Вода используется в замкнутых контурах охлаждения горелки и разливочного конвейера. Хозяйственно-бытовые стоки идут на очистные сооружения. Дождевые воды проходят очистку на станции, включающей коалесцентный отстойник, сепаратор и сорбционную колонну.
Тепловыделения. Роторная печь и стенд подогрева ковшей — основные источники тепла в цехе. Суммарные тепловыделения — около 400 МДж в час. Для снижения влияния на микроклимат предусмотрены местные отсосы и общеобменная вентиляция с трёхкратным воздухообменом.
Что показали расчёты рассеивания
Прогнозные расчёты выполнены по стандартной методике с использованием специализированного программного обеспечения. Расчётная площадка — 3000×3000 м с шагом 50 м.
Результаты: приземные концентрации загрязняющих веществ на границе санитарно-защитной зоны и в районе жилой застройки не превышают ПДК. Максимальные расчётные концентрации в долях ПДК:
диоксид азота — 0,44;
оксид углерода — 0,46;
диоксид серы — 0,34;
твёрдые частицы — 0,66;
свинец и его соединения — 0,59.
С учётом фоновых концентраций, которые значительно ниже ПДК, суммарные показатели также остаются в пределах нормы.
Санитарно-защитная зона: почему её сократили
Нормативная санитарно-защитная зона для производств по вторичной переработке цветных металлов мощностью более 3000 т/год — 1000 м. Но расчёты рассеивания показали: нормативы качества воздуха в районе жилой застройки выдерживаются при меньшем размере зоны.
Предлагается установить санитарно-защитную зону 610 м от источников выбросов. Это обосновано результатами расчётов прогнозируемых уровней максимальных приземных концентраций с учётом фоновых значений.
Прогноз состояния почв
По оценкам, за 40 лет работы завода содержание свинца в 20-сантиметровом слое почвы на прилегающих территориях будет на уровне 0,3–0,5 ПДК. Максимальное прогнозируемое содержание цинка — 0,7 ОДК, кадмия — 0,6 ОДК, меди — 0,3 ОДК.
На промышленной площадке максимальные концентрации свинца, кадмия и меди будут на уровне 0,4 ПДК/ОДК, цинка и меди — 0,6 ОДК. Растительный грунт с площадки снимается и используется для озеленения и укрепления откосов.
Главные выводы
ОВОС — это не формальность, а рабочий инструмент. Расчёты рассеивания позволяют обосновать сокращение санитарно-защитной зоны с 1000 до 610 м и при этом доказать, что нормативы качества воздуха соблюдаются.
Выбор технологии — ключевой фактор. Переработка разделанного лома вместо неразделанных аккумуляторов снижает энергозатраты в 2–3 раза и выбросы в 5–6 раз.
Оборудование определяет экологию. Роторная наклоняющаяся печь с петлеобразным движением газов и кислородным дутьём даёт высокую эффективность теплообмена, низкий пылеунос и экономию топлива.
Система очистки газов с тканевыми рукавными фильтрами обеспечивает эффективность очистки от пыли не менее 99,7% и концентрацию пыли на выходе не более 2 мг/м³.
Отходы возвращаются в производство. Шлак, пыль и съёмы с котлов содержат 50–70% свинца и переплавляются. Захоронению подлежат только отходы, не содержащие свинец.
Мониторинг — обязательная часть проекта. Контроль атмосферного воздуха — раз в квартал, контроль воздуха рабочей зоны — раз в смену.
Проект решает двойную задачу: обеспечивает страну собственным свинцом и ликвидирует экологическую угрозу от накопленных аккумуляторных отходов.