Основным принципом формирования программы является разработка и внедрение таких организационно-технических решений, которые способствуют целенаправленному и планомерному снижению общего и удельного негативного техногенного воздействия предприятия на окружающую природную среду и определяют постоянное совершенствование системы экологического менеджмента предприятия с её подготовкой к последующей сертификации на соответствие требованиям международного стандарта ISO 14001:2004.

Основными целевыми экологическими показателями, которые планируется достичь ОАО "Каустик" в результате выполнения Программы, являются следующие:

- сохранение объема выбросов загрязняющих веществ на уровне или ниже установленных нормативов;

- снижение удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосфе-ру;

- снижение удельного водопотребления и водоотведения;

- снижение содержания загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в гидротехнические сооружения;

- обеспечение нормативной очистки сточных вод и газовых выбросов на вновь вводимых и существующих производственных объектах;

- сокращение и мониторинг техногенного воздействия предприятия на подземные природные воды хазарского горизонта;

- утилизация и переработка образующихся и накопленных на предприятии жидких и твердых отходов;

- поэтапная рекультивация объектов размещения отходов производства и возвращение некультивированных земель в хозяйственный оборот;

- предотвращение и снижение экологических рисков, техническая готовность к ликвидации загрязнений и выбросов при аварийных ситуациях;

- поэтапное и сбалансированное снижение сырьевого индекса реализуемых технологических процессов.

Анализируя провозглашенные цели и мероприятия можно сделать вывод о том, что основной упор в природоохранной деятельности предприятия делается на внедрение промышленных установок и проведение дорогостоящих технических мероприятий, направленных на уменьшение уже образовавшихся отходов [40]. Такой подход является не вполне рациональным, так как направлен на борьбу с последствиями эколого-экономической деятельности предприятия. Работа ОАО "Каустик" должна заключаться в предотвращении образования отходов, в том числе с помощью принятия организационно правильных управленческих решений.

Для стратегического планирования в сфере управления отходами ОАО "Каустик" необходимо внедрить следующие принципы планирования:

- планировать деятельность по обращению с отходами до их образования;

- планировать деятельность в сфере управления отходами на средне- и долгосрочную перспективу;

- планировать внедрение современных технологий, модернизацию производственного процесса на всех стадиях обращения с отходами;

- формировать системы экономических и регулирующих инструментов, применение которых позволит обеспечить соответствие стратегическим целям обращения с отходами предприятия всех участников этого процесса.

Планирование стратегии в области обращения с отходами должно производиться на основании анализа широкого спектра данных, отражающих особенности технологических процессов ОАО "Каустик", требования к качеству производимой продукции, количество и характеристики образующихся отходов.

На основании имеющейся информации и анализа аналогичных и альтернативных технологий должны быть определены нормативы образования отходов. Нормирование образования отходов необходимо для решения задач в области минимизации их образования, планирования обращения с отходами и лимитирования их размещения [62].

В результате сбора и анализа данных на ОАО "Каустик" могут быть сформированы две базы данных - текущая и прогнозная. Создание прогнозной базы данных производится на основании принятых нормативных показателей с учетом необходимых для их достижения изменений качества сырьевых материалов, технологического регламента процесса производства продукции. Прогнозная информационная база позволит разрабатывать планы модернизации и перестройки производственных процессов, определить потребность в оборудовании и технологиях для переработки, обезвреживания или захоронения отходов.

С целью улучшения системы экологического управления предприятия на основе принципов и требований экологического менеджмента и международного стандарта ISO 14 001:2004 нами был составлен План совершенствования системы управления отходами, представленный в Приложении 4.

6. Реализация действий. Осуществление деятельности в области охраны окружающей среды на ОАО "Каустик" должно осуществляться в соответствии с разработанными стратегическими планами, и не должно противоречить основным производственным планам предприятия. Реализация действий должна быть подкреплена разработками новых технологий и видов продукции, приобретением необходимых технических средств, финансовыми, материальными и кадровыми ресурсами, обеспечением которыми должно заниматься руководство предприятия.

7. Оценка результатов и корректировка действий. ОАО "Каустик" должно измерять, контролировать и оценивать эффективность своей деятельности в сфере управления отходами. Для этого должны быть разработаны методы измерения или оценки количества отходов, а также методы их ресурсной (материальной и энергетической) и экономической оценки [30]. Оценка должна производиться путем сравнения нормативных и фактических показателей по удельному образованию отходов на единицу продукции (1 т каустической соды, хлора и т.д.), по доле вторичного использования или рециклинга отходов, по уровню рентабельности мероприятий по переработке, обезвреживанию или захоронению отходов с учетом снижения негативного воздействия на окружающую среду и экологических платежей. Оценки суммируются и формируется общая оценка текущей ситуации. По ее результатам при необходимости должна происходить корректировка намеченных мероприятий.

8. Пересмотр управления. ОАО "Каустик" должно анализировать и постоянно улучшать свою систему управления отходами с целью повышения своей общей экономической и экологической эффективности. По окончании реализации действий и выполненной оценки их эффективности производится пересмотр управления отходами с переходом на более высокую ступень управления отходами, обеспечивающую больший эффект в снижении потребления природных ресурсов и снижении воздействия на окружающую среду.

На предприятиях, имеющих в своем составе целый ряд производств и цехов, должна действовать система управления отходами каждого технологического процесса.

Как видно из представленной на рис. 11 схемы, процесс управления отходами должен начинаться с организации, наряду с учетом продукции, единой системы первичного производственного учета отходов, включающей количественную оценку образования отходов на каждой технологической операции.

Рис. 11. Схема управления отходами отдельного производственного процесса [8, стр. 9]

На стадии становления первичного производственного учета в цехе или производстве могут быть использованы различные методы определения количества отходов:

- непосредственное измерение количества отходов путем взвешивания или приборного контроля;

- расчеты по существующим методикам, если они имеются;

- расчеты на основании удельных показателей аналогичных процессов или существующих нормативных показателей [48].

При этом в единый производственный учет отходов должны быть объединены данные технических отчетов цехов и производств, статистических данных структур экологического управления, результатов научно-исследовательских работ.

На основании результатов количественной оценки отходов, а также данных о поступающих в процесс материальных и топливно-энергетических ресурсов и количестве произведенной в данном производственном процессе продукции составляется материально-сырьевой баланс, который позволяет проверить полноту учета и выявить не учитываемые потери. На основании данных материального баланса выполняется ресурсная оценка от ходов, заключающаяся в оценке потерь с отходами материальных ресурсов. В ходе ресурсной оценки с использованием баз данных информационно-аналитического обеспечения выполняется сравнительный анализ удельных показателей образования отходов с показателями аналогичных производств в мире, а также анализ зависимости удельного образования отходов от качества сырья и технологических параметров, на основании которых выявляются неточности и искажения производственного учета отходов и выполняется корректировка материально-сырьевого баланса. Материально-сырьевой баланс используется также для экономической оценки отходов, заключающейся в расчете затрат, связанных с образованием того или иного отхода, включая стоимость потерянных с отходами сырьевых компонентов, затрат по данному металлургическому переделу, затрат на транспортировку, обезвреживание, захоронение отходов и т.д.

Экономическая оценка отходов является основой взаимодействия между цехами при передаче отходов внутри предприятия, определения цены отходов при их продаже на сторону, количественного учета обращения с отходами, оценки существующих и обоснования перспективных способов обращения с отходами на предприятии.

Наконец, выполняется экологическая оценка всех видов отходов, включающая определение их класса опасности и уровень негативного влияния процессов их утилизации или захоронения на окружающую среду и здоровье человека. При выполнении энергетической, экономической и экологической оценки отходов также используется информационно-аналитическое обеспечение данного технологического процесса.

На основании результатов ресурсной, энергетической, экономической и экологической оценки отходов разрабатываются нормативы образования для каждого вида отхода, целью которых является минимизация образования, потерь материальных и энергетических ресурсов, затрат, связанных с его образованием, экологической опасности данного отхода [4]. При разработке нормативов также используется информационно-аналитическое обеспечение. Нормативы используются при разработке планов снижения образования отходов, а также планов их вторичного использования, рециклинга и размещения. В планы, возможно, целесообразно включать не все отходы сразу, а лишь отходы, оказывающие наиболее значимое влияние на технико-экономические показатели производства или наибольшее негативное влияние на окружающую среду. Для выбора приоритетных видов отходов производится их ранжирование с учетом следующих характеристик:

1. Количество отхода, или удельное образование на 1 тонну произведенной продукции.

2. Содержание ценных для технологического процесса компонентов.

3. Степень влияния на потери энергии технологического процесса.

4. Величина затрат, связанных с образованием и удалением.

5. Опасность отхода для окружающей среды.

Отходы, занимающие первые места по перечисленным показателям, подлежат прежде всего включению в систему управления и являются ее объектами. Затем в отношении каждого выбранного объекта управления, то есть каждого вида отхода, выполняется анализ возможных способов управления в соответствии с иерархией управления отходами: способов сокращения образования, переработки, включая вторичное использование, рециклинг или обезвреживание, а также способов безопасного захоронения. В отношении отходов химического производства, как правило, характеризующихся высоким классом опасности, поэтому целесообразнее рассматривать способы переработки данных отходов, позволяющих снизить класс их опасности.

Затем производится оценка наиболее перспективных вариантов управления каждым видом отхода с точки зрения технологической и технической возможности осуществления, выполняется их предварительная экономическая оценка, анализируется внешняя информация (законы, нормативы, информация из органов экологического контроля, наличие потребителей данного вида отхода и др.) осуществляется выбор наиболее привлекательных способов. Выбранные в отношении каждого отхода способы управления включаются в планы управления отходами, которые могут разрабатываться по четырем направлениям: снижения образования, вторичного использования, рециклинга и размещения отходов [65]. Эти планы могут служить основанием для разработки новых нормативных показателей образования отходов, которые могут в дальнейшем включаться в производственные задания цеха. После реализации каждого запланированного мероприятия описанный процесс повторяется, переходя на новый более высокий уровень управления отходами, сопровождаемый их сокращением. При разработке планов также используется информационно-аналитическое обеспечение. Планы снижения образования отходов и их вторичного использования в данном производственном процессе реализуются с использованием механизма экономического стимулирования персонала, оказывая корректирующие воздействия на качество и расход сырья и топлива, а также на процесс управления данным технологическим процессом. Планы рециклинга и размещения неутилизируемых отходов реализуются, как правило, во внешней среде, то есть за пределами данного цеха или производства. План рециклинга отходов должен обеспечить продажу отходов или производимой из них продукции. План размещения отходов должен обеспечить их экологически безопасную консервацию для использования будущими поколениями.

Неуправляемое образование отходов и обращение с ними влечет за собой не только экологические, но и экономические последствия, проявляющиеся в ресурсоемкости производства, увеличении доли материальных затрат в себестоимости продукции вследствие повышенного расхода материально-сырьевых ресурсов. В современных российских условиях, когда плата за загрязнение окружающей среды чрезвычайно низка и практически не стимулирует промышленные предприятия искать пути ее снижения, только уменьшение себестоимости продукции может заставить промышленные предприятия снизить негативное влияние процессов на окружающую среду. Организация системы комплексного управления отходами на каждом химическом предприятии позволит решить обе эти задачи, обеспечив эффективное развитие экономики и экологическую безопасность.

3.2 Повышение эффективности производства, связанного с переработкой отходов

Согласно Уставу ОАО "Каустик" основной целью предприятия, как и любой коммерческой организации, является получение прибыли. Причем данная цель может быть достигнута как за счет осуществления основной деятельности по производству химической продукции, так и за счет развития дополнительных второстепенных направлений функционирования предприятия. Одним из таких направлений деятельности ОАО "Каустик" является переработка, хранение и утилизация промышленных и бытовых отходов.

В настоящее время предприятие принимает на очистку сточные воды от промышленных предприятий и жилого комплекса Красноармейского, Кировского и Светлоярского районов города. Так, в 2010 г. общее количество принятых сточных вод по всем абонентам составило 52590,88 тыс. м³ (см табл. 5). Таким образом, наибольший объем сточных вод поступает на биологические очистные сооружения ОАО "Каустик" из сферы хозяйственно-бытового обслуживания (рис. 12).

Особо следует отметить требования к качественному составу сточных вод абонентов. Сброс сильно загрязненных стоков может привести к гибели микроорганизмов и остановке работы всех сооружений, поэтому в цехе 40 ОАО "Каустик" происходит постоянный периодический отбор проб на качество поступающей на биологические очистные воды. Определенные сложности связаны с контролем качественного состава хозяйственно-бытовых стоков, т.к. населением в канализацию могут сбрасываться различные, в том числе и опасные вещества и соединения, которые не могут быть подвержены контролю и регулированию.

Таблица 5 Прием сточных вод по ОАО "Каустик" в 2010 г. [71]

Наименование предприятия	Пришло стоков в цех 40, тыс. мЗ	Поступило в приемники, тыс. мЗ
	Общее кол во	Поступило на БОС	Поступило на очистку в к-с 3-16	Поступило в цех 40	Пруд-накопит. (после БОС)	Пруд-накопит. (испарит) секция 2 и 2а	Иловые пруды	Всего
ОАО "Промстрой конструкция"	162,00	162,00			162,00			162,00
Пласткард (ртутные)	0,26		0,26			0,26		0,26
Пласткард (химгрязные)	2909,70	2909,70			2909,70			2909.70
ООО "Лукойл-ВНП"	3228,70	3228,70			3228,70			3228,70
ООО "Омсктехуглерод"	393,60	393,60			393,60			393,60
ОАО "Химпром"	1179,30	1179,30			1179,30			1179,30
МУП "Горводоканал"	39689,16	39689,16			39592,36	96,80		39689,16
МУП "Горводоканал" (п. Южный)	368,68	368,68			368,68			368,68
МУП "Метроэлектротранс"	0,74	0,74			0,74			0,74
"Северсталь Метиз"	653,60	653,60			653,60			653,60
ОАО "Каустик"	3800,14	3655,40	108,74	36,00	3531,50	268,64	0,00	3800,14
ОАО "Пласткаб"	2,75	2,75			2,75			2,75
ТОО "Астек"	0,10	0,10			0,10			0,10
ОАО "Волгохимремонт"	7,10	7,10			7,10			7,10
ООО "Полимер"	0,28	0,28			0,28			0.28
ЧП Еременко	3,51	3,51			3,51			3,51
НП "Соцгарант"	0,96	0,96			0,96			0,96
ООО "Садко"	0,18	0,18			0,18			0,18
ЗАО "Никопласт-Волга"	0,00	0,00			0,00			0,00
ООО "Зиракс"	122,82	122,82			122,82			122,82
ООО "ЕХК"	12,04	12,04			12,04			12,04
ООО "Поволжье"	2,60	2,60			2,60			2,60
ЗАО "Силд Эйр Каустик"	46,20	46,20			46,20			46,20
ООО "Виклон"	1,81	1,81			1,81			1,81
ОАО "НикоМаг"	4,40	4,40			4,40			4,40
ЗАО "Волго-Холдинг"	0,25	0,25			0,25			0,25
Всего по всем абонентам	52590,88 52445,88| 109,00| 36,00	52445,88	109,00	36,00	52225,18 365,70	365,70	0,00	52590.88

Цена услуги по биологической очистке сточных вод для хояйственн-бытовых сточных вод составляет в 2010г. 7,4 руб. за м³ без учета НДС. Необходимо отметить, что данная цена является заниженной для населения и регулируется Службой регулирования тарифов Администрации Волгоградской области. Цена очистки сточных вод от промышленных предприятий является дифференцированной, и устанавливается исходя из показателя БПК и количества сточных вод. Так, средняя цена такой очистки в 2010г. составила около 90 руб. кг. Следует отметить, что ОАО "Каустик" в определенной степени является монополистом в области очистки сточных вод от южных районов города Волгограда.



Рис. 12. Прием стоков ОАО "Каустик" в 2010 г. (cоставлен автором)

ОАО "Каустик" в качестве дополнительного направления деятельности может осуществлять переработку ртутьсодержащих ламп. Принятие Федерального Закона от 23 ноября 2009 г. № 261 "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" поставило вопрос о ртутьсодержащих отходах перед каждой организацией. Согласно закону уже с 2011 года в России вводится запрет на оборот электрических ламп накаливания в пользу энергосберегающих ламп, многие из которых являются ртутьсодержащими [65]. Массовое применение ртутных ламп (особенно низкого давления) во многом обусловлено их высокой световой отдачей, большим сроком службы. В свою очередь, вышедшие из строя ртутные лампы являются потенциальным источником поступления токсичной ртути и других вредных веществ в среду обитания, что определяет необходимость их селективного сбора и переработки [66].

Ртуть металлическая является ядовитым веществом, отличается высокой токсичностью для любых форм жизни. Основное значение имеет опасность поступления ртути в организм человека через дыхательные пути в виде паров. Предельно допустимая максимально-разовая концентрация паров ртути в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 0,01 мг/м³, среднесменная концентрация паров ртути в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 0,005 мг/м³ [31]. По современной классификации ртуть металлическая относится по токсичности к I классу опасности (чрезвычайно токсичные вещества). Особенно сильно ртуть поражает нервную и выделительную системы. При воздействии ртути возможны острые и хронические отравления, которые приводят к нарушениям нервной системы (дрожание рук, языка, век, даже ног и всего тела, неустойчивый пульс, тахикардия, возбужденное состояние, психические нарушения, гингивит). Кроме того, могут развиваться апатия, эмоциональная неустойчивость (ртутная неврастения), головные боли, головокружения, бессонница, возникает состояние повышенной психической возбудимости, нарушается память.

Каждая компактная люминесцентная лампа содержит 3-5 мг ртути, находящейся в агрегатном состоянии в виде паров. В России отработанные и бракованные ртутные лампы и люминесцентные ртутьсодержащие трубки включены в "Федеральный классификационный каталог отходов" как отходы, обладающие первым классом опасности для окружающей среды, и подлежат обязательному обезвреживанию (переработке) с использованием соответствующих технологий с целью извлечения из них токсичной ртути. Отработанные люминесцентные лампы включены также в Перечень опасных отходов, ввоз (транзит) которых на территорию (по территории) страны запрещен, а вывоз подлежит государственному регулированию [45]. Обращение с ртутьсодержащими отходами осуществляется в соответствии с требованиями Постановления Правительства Российской Федерации от 03.09.2010 № 681 "Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде", ГОСТ 12.3.002-75 "Процессы производственные. Общие требования безопасности", ГОСТ 12.3.031-83 "Работы со ртутью. Требования безопасности", Санитарных правил при работе со ртутью, ее соединениями и приборами с ртутным заполнением от 04.04.1988 № 4607-88 [44].

В Волгограде прием и переработку ртутных ламп помимо ОАО "Каустик" осуществляют следующие организации: ООО "Бам-Актив-Эко", ИП Евсеенко Анатолий Анатольевич, ООО "Волгохимторг", ООО НПЭК "Эко-Каскад"[74]. Однако переработкой ртутьсодержащих отходов в Волгограде занимается только ОАО "Каустик". Все вышеперечисленные организации обязаны заключить с ним договор. Однако проверки показали, что на ОАО "Каустик" сдается лишь малая часть ртутных отходов.

Сказанное определяет необходимость создания системы сбора, хранения, транспортировки и переработки использованных ртутных ламп. Особое внимание при формировании данной системы необходимо уделить процессу утилизации промежуточных и конечных продуктов переработки ламп (ртутьсодержащего люминофора, ртутной ступпы и др.), сделав его обязательным для всех демеркуризационных организаций.

Проектная производительность установки утилизации 45000 штук ламп в год или 15 000 тонн в год. Однако данная производительность при необходимости может быть увеличена в сравнительно короткие сроки.

В основу процесса положен способ демеркуризации ртутьсодержащих отходов раствором хлорного железа с целью перевода ртути в растворенные в воде хлорсодержащие соединения, обезвреживаемые раствором гидросульфида натрия в щелочной среде. Проект во всех частях выполнен ПКО ОАО "Каустик" (проект № 31785-14-16).

За основу при проектировании принято рацпредложение № 2/99 "Обезвреживание использованных люминесцентных ламп с целью снижения загрязнения ртутью окружающей среды". В настоящее время установка загружена на 65%.(рис. 13, 14).



Рис. 13. Прием ламп на обезвреживание предприятием в 2010 г. (составлен автором)

Следует отметить, что в структуре перерабатываемых ртутных ламп доля ламп, принимаемых от населения ничтожно мала. Это объясняется тем, что на данный момент данная категория пользователей просто не имеет возможности сдать ртутьсодержащие отходы, так как в населенном пункте фактически отсутствуют пункты приема ртутьсодержащих отходов. В настоящее время, из-за отсутствия централизованной сети сбора и переработки, плохой информированности и безответственности граждан, отработанные лампы выбрасываются вместе с обычным мусором с последующим размещением на полигонах твердых бытовых отходов, что недопустимо. Так, неправильное обращение с ртутьсодержащими отходами, является нарушением ст. 51 Закона РФ №7-ФЗ "Об охране окружающей среды" [64] от 10.01.2002г. и образует состав административного правонарушения, ответственность за которое предусмотрено ст.8.2.КоАП РФ и влечет наложение административного штрафа на граждан от 1 до 2 тыс. рублей, на должностных лиц от 10 до 30 тыс. рублей, на лиц осуществляющих предпринимательскую деятельность без образования юридического лица от 30 до 50 тыс. рублей, или приостановление деятельности на срок до 90 суток, на юридические лица от 100 до 200 тыс. рублей или административное приостановление деятельности.



Рис. 14. Распределение полученных на переработку ртутных ламп по собственникам (составлен автором)

Совещание по вопросам загрязнения окружающей среды ртутью состоялось 30 сентября 2010 года в Волгограде. В нем приняли участие представители Облкомприроды, городского департамента по охране окружающей среды, комитета муниципального заказа, Росприроднадзора, Роспотребнадзора, службы спасения, администрации Волжского, предприятий, осуществляющих деятельность в области обращения с ртутьсодержащими отходами (ОАО "Каустик", ИП Евсеенко А.А., ООО "Бам-Актив-Эко" и ООО НПЭК "Эко-Каскад") и общественных организаций.

Участники совещания высказали свое мнение о сдерживающих факторах в развитии полноценной системы сбора ртутьсодержащих отходов не только от предприятий, а в первую очередь от населения Волгоградской области. Обращением с ртутьсодержащими отходами должны заниматься лица, прошедшие соответствующее обучение и имеющие лицензию на осуществление данного вида деятельности. Таким образом, организацию сбора ртутьсодержащих ламп от населения следует организовать через соответствующие управляющие компании, которые в свою очередь будут заключать договора с перерабатывающими предприятиями.

ОАО "Каустик" может развивать деятельность в направлении переработки ртутьсодержащих ламп путем организации пункта приема, предоставление транспорта для сбора отработанных ламп, заключение договоров по обслуживанию абонентов. Предприятие обладает достаточными преимуществами по сравнению с мелкими и средними фирмами, занимающимися переработкой ртутьсодержащих отходов, что может выражаться в установлении привлекательной для потребителей цены.

Еще одним направлением экологической деятельности ОАО "Каустик" является захоронение отходов производства на специализированном полигоне секции № 2 пруда-накопителя. Согласно действующему законодательству при размещении посторонних промышленных отходов на полигоне, они переходят в собственность ОАО "Каустик", что порождает дополнительные сложности для предприятия. В этом случае цена за размещение отходов складывается исходя из затрат на услуги по захоронению отходов и внесение платежей за их размещение. В тоже время в специальном договоре с посторонними организациями может оговариваться пункт, согласно которому передаваемые отходы остаются собственностью производящей их организации. В этом случае цена на захоронение отхода устанавливается исходя из класса его опасности и степени приближенности к предприятию. Применим также и обратный подход, согласно которому образующиеся на постороннем предприятии отходы по договору являются собственностью ОАО "Каустик". В этом случае данному предприятию не требуется оформлять разрешительную документацию на обращение с полученными отходами, а деятельностью по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов занимается ОАО "Каустик". Таким образом, предприятие в силу своей специфики имеет значительный потенциал в области переработки отходов, очистки сточных вод, захоронения отходов. Развитие деятельности организации в этой сфере даст дополнительные преимущества и доходы, которые могут быть направлены на выполнение природоохранных мероприятий и защиту окружающей среды.

3.3 Модернизация основного производства и переход на новые технологии

Одним из негативных моментов в деятельности ОАО "Каустик" является сильная изношенность его основных средств. Несмотря на то, что в целом по отрасли коэффициент изношенности находится на приемлемом уровне (62%), его значение очень велико. Помимо этого в практике предприятия используются устаревшие технологии производства химической продукции.

При производстве хлора и каустической соды на ОАО "Каустик" используются диафрагменный и ртутный методы. Рассмотрим их сущность. В первом случае пористая диафрагма разделяет ячейку, которая содержит рассол в анодной и катодной части. При пропускании тока через рассол, ионы хлора и натрия направляются к электродам. Газообразный хлор образуется на аноде, в то время как ионы натрия взаимодействуют с водой, образуя щелочь. При этом в растворе щелочи остается некоторое количество соли, которое можно удалить в последующих стадиях [69].

В ртутном процессе ртуть, текущая по дну ячейки, служит катодом. Когда электрический ток проходит через рассол, хлор образуется на аноде, а натрий растворяется в ртути, образуя амальгаму. Далее амальгама попадает в емкость разделения, там она распадается на натрий и ртуть. Натрий реагирует с водой в емкости, образуя чистейшую щелочь, в то время как ртуть возвращается в электролизную ячейку. Перспективным с точки зрения использования в производстве является мембранный метод. В мембранном процессе анодная и катодная части разделены мембраной. Рассол прокачивается через анодную часть, при этом только ионы натрия могут пройти сквозь мембрану в катодную часть, которая содержит чистую воду. Благодаря этому получаемая щелочь содержит мало соли. Возможно прокачивание рассола через обе части ячейки. Тогда ионы натрия будут проходить через мембрану в направлении катода, образуя в катодной части щелочь, а ионы хлора - в направлении анода, образуя в анодной части газообразный хлор [77].

Рис. 15. Схемы основных методов хлорно-щелочного электролиза [77]

Такая схема проще, поскольку не требует подачи чистой воды. Из трех рассмотренных процессов предпочтительнее использовать мембранный, поскольку в дополнение к уже описанным достоинствам этого процесса мембранный электролиз потребляет меньше электроэнергии в пересчете на тонну произведенного хлора.

Ртутное производство является экологически опасным из-за загрязнения окружающей среды ртутью. Следует отметить, что потери ртути напрямую связаны со сверхнормативным сроком работы оборудования. Кроме того, в 80-х годах ртутный метод был признан бесперспективным - производства работают с повышенными расходными коэффициентами по ртути. Страны ЕС на технологию получения хлора без использования ртути перейдут до 2025 года, а пока предприятиям предписано снизить эмиссию ртути в окружающую среду до 1 г на тонну производимого хлора. В странах ЕС диафрагменный метод производства признан бесперспективным по экологическим и экономическим показателям [73, 81]. В ближайшее время альтернативы мембранному методу производства хлора нет. Этот способ является не только экологически безопасным, но и имеет более высокие технико-экономические показатели, в том числе и по расходу электроэнергии. Однако производство хлора по мембранному методу требует значительных капитальных вложений. Поскольку отечественного оборудования нет, приходится ориентироваться только на импортное. Затраты на модернизацию производств хлора с использованием мембранных технологий, даже при сохранении ряда технологических стадий, превышают 50 млн. евро [66].

С целью выбора наиболее прогрессивного, экологичного и экономически выгодного метода получения хлора и каустической соды нами приведены краткие характеристики трех технологических вариантов: мембранный, диафрагменный и ртутный. Даны прогнозные оценки воздействий на окружающую среду (выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, водопотребление и водоотведение, отходы производства).

При получении хлора и каустической соды ртутным методом в настоящее время ОАО "Каустик" в атмосферу в процессе производства выделяется ртуть металлическая в количестве 0,11 т/год, водород хлористый 0,69 т/год, хлор 0,396 т/год, сода кальцинированная 0,209 т/год.

При применении мембранного способа получения хлора и каустической соды постоянные выбросы загрязняющих веществ будут осуществляться только от установки синтеза соляной кислоты. Выбросы будут представлены хлором 0,003 т/год и хлористым водородом 0,001 т/год. От установки абсорбции абгазного хлора предполагаются только аварийные выбросы хлора на санитарные колонны. С учетом таких выбросов около 3 часов в год в атмосферный воздух будет поступать 0,00002 т/год хлора при эффективности очистки 99,99%.

При диафрагменном методе постоянно действующими источниками выбросов загрязняющих веществ являются: установка электролиза, вентсистемы корпуса электролиза и цеха очистки рассола. От установки электролиза выбросы осуществляются через санитарные колонны. Загрязняющим веществом является хлор. Выброс хлора в атмосферу составляет 0,058 т/год.

Из приведенных параметров выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух очевидно, что при реализации планируемой конверсии производства хлора и каустической соды ртутным методом на мембранную технологию будут исключены выбросы в атмосферный воздух ртути металлической и соды кальцинированной (в связи с применением при очистке рассола уже готового раствора). Выбросы хлора будут сокращены на 0,393 т/год, выбросы хлористого водорода - на 0,69 т/год. Выбросы хлора при мембранном методе меньше, чем при диафрагменном.

На предприятии при использовании метода ртутного электролиза образуется 1874,35 м³/сут. производственных сточных вод, из которых ртутьсодержащих сточных вод, направляемых на локальную очистку, - 435,3 м³/сут.

При внедрении мембранного метода получения хлора и каустической соды водопотребление (свежая вода) составит 183 м³/сут. водоотведение (на очистные сооружения) составит 27 м³/сут., данные стоки будут загрязнены H₂SO₄ и NaOH. Основной объем стоков - 79568 м³/сут. будет направляться в оборотную систему водоснабжения, треть стоков (237 м³/сут.) вместе с анолитом будет направляться в скважины рассолопромысла.

Объемы водопотребления при производстве хлора и каустической соды диафрагменным методом ориентировочно составляют 1560 м³/сут. Сточные воды состоят из постоянных стоков в объеме 288 м³/сут., загрязненных NaCl и NaOH , разовых стоков по 10 м³ раствора 0,5 г/л уротропина 4 раза в год, периодических стоков от промывки оборудования до 5 м³/сут. (4 раза в год), загрязненных NaCl, периодических стоков от смыва полов и ливневых стоков с открытых площадок, загрязненных NaCl с рН 8-10.

Таким образом, наиболее приемлемым в плане рационального водопотребления и водоотведения является мембранный метод.

Общий объем образующихся от ртутного производства отходов составляет 4702,2 т/год. Из них ртутьсодержащих отходов, которые направляются на термическую регенерацию, - 108,6 тонн/год.

В результате проведения термической регенерации ртутьсодержащих отходов образуются огарки печей регенерации, годовой объем которых составляет 78,2 т/год. Содержание ртути в огарке 0,4-0,6 масс. Огарок направляется на складирование.

При использовании мембранного метода получения хлора и каустической соды отходы основного производства будут представлены шламом рассолоочистки в объеме 2084,4 т/год, отработанным вспученным перлитовым песком в объеме 22 т/год, тканью полипропиленовой в объеме 250 м³/год, мембранами электролизеров в объеме 2м³ 1 раз в 4 года.

Общий объем образующихся отходов составляет 2086,6 т/год. Для складирования отходов ОАО "Каустик" может быть использована секция № 2 пруда-накопителя. Высокоопасных отходов образовываться не будет.

При внедрении диафрагменного метода образуются отходы от очистки сырого рассола в объеме 35000 т/год и асбестовый шлам в объеме 35 т/год. Общий объем производственных отходов составляет 38074,25 т/год. Асбестовые шламы являются отходами рассолоочистки в объеме 16912 т/год, песок кварцевый и мраморная крошка в объеме 22 т/год, ртутьсодержащие шламы очистки обратного рассола в объеме 62,1 т/год, отработанные ртутьсодержащие сорбенты в объеме 47,4 т/год, отработанные масла (нефтепродукты) в объеме 8 т/год, отработанная серная кислота в объеме 2542 т/год, ртутьсодержащие прокладки мембран электролизеров и отработанное анодное покрытие в объеме 15 т/год, отходы гумированного материала в объеме 16 т/год.

В технологическом плане также выигрывает мембранный метод, так как для получения товарной каустической соды здесь необходима выпарка электролитической щелочи по двухступенчатой схеме (табл. 6). При диафрагменном методе электролитическая щелочь содержит еще часть неразложившегося хлорида натрия, и в этом случае требуется ее выпарка в многоступенчатых выпарных установках с четырехкратным применением пара.

Эксплуатация производства становится дороже, так как потребляется больше электроэнергии и пара, который также нужно производить. Кроме того, мембранный электролитический хлор может подаваться на производство винилхлорида напрямую, минуя стадию сжижения, что исключает проблему утилизации абгазов от сжижения хлора и, как следствие, позволит исключить выбросы абгазов в атмосферу от установки получения дихлорэтана.

Таблица 6 Расходные нормы основных видов сырья, энергоресурсов (на 1 т 100% NaOH) [38, стр. 33]

Показатель	Ед. измерения	Метод производства
		Диафрагменный	Мембранный	Ртутный
Соль поваренная в перерасчете на 100 % NaCl	кг	1600	1470	1600
Серная кислота 100% H2SO4	кг	25-30	1-5	25-30
Электроэнергия постоянного тока	Вт/ч	2640	2200	3500
Пар	т	3,0	0,6	2,5

Немаловажную роль здесь играет и экономический аспект проблемы. Наиболее выгодным в финансовом отношении также является внедрение мембранного метода. Мембранные электролизеры могут закупаться по импорту. Размещение оборудования планируется в существующем зале ртутного электролиза, строительные конструкции и оборудование которого предполагается подвергнуть демеркуризации. Неиспользованную ртуть из электролизеров целесообразно сливать в герметичную спецтару, складировать на специально для этого оборудованной площадке с целью ее дальнейшей реализации. В плане надежности и долговечности также выигрывает мембранный способ получения хлора и каустической соды, так как срок службы электролизеров у данного метода неограничен (табл. 7).

Таблица 7 Срок службы основных элементов электролизеров

Наименование элемента	Срок службы лет
	Диафрагменный	Мембранный	Ртутный
Анод	4	8	1
Катод	5	8	4
Мембрана (диафрагма)	1	4	-
Ячейки, электролизер	10	не органичен	10

При работе ртутного производства хлора и соды каустической ОАО "Каустик" вынуждено ежегодно платить за выбросы ртути 66046,62 руб.

Капитальные затраты на переход с ртутного метода производства хлора и каустической соды на мембранную технологию составляют 2 122 390 тыс. руб. Прибыль предприятия в 2009 г. составила 1 032 355 тыс. руб. Однако ОАО "Каустик" могут быть привлечены заемные средства, в том числе средства управляющей компании "НИКОХИМ", включающей также такие крупные предприятия как ОАО "Пласткард", ОАО "ПЛАСТКАБ", ЗАО "НИКОМАГ", ООО "ЕХК". ОАО "Каустик" является основополагающим предприятием, выпускающим продукцию, которая служит сырьем для перечисленных организаций. Таким образом, модернизация ОАО "Каустик" может служить основой для развития и совершенствования всей названной группы компаний. Данное положение особенно актуально в условиях продекларированных "НИКОХИМ" целей на создание химического технопарка [1]. Период окупаемости конверсии производства хлора и каустика с ртутного на мембранный метод составит 5-7 лет.

Российские правила ПБ 09-594-03 "Правила безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении хлора" предписывают, что все вновь проектируемые и реконструируемые производства хлора должны оснащаться мембранными или диафрагменными электролизерами, исключающими использование ртути [46].

Можно сделать вывод о том, что в дальнейшем неприемлем метод ртутного электролиза, а из оставшихся двух приоритеты нужно отдать мембранному методу, так как производственные отходы при реализации этого метода по своему объему меньше, чем при диафрагменном, и менее опасны.

Таким образом, объективной необходимостью является техническое перевооружение предприятия и переход на новый способ производства хлора и каустика.

Следует отметить, что объем затрат на техническое и технологическое перевооружение значительный, поэтому предполагается перевод на мембранный способ последовательно ртутного, а затем диафрагменного производства. Оборудование предполагается взять в лизинг, данный вариант решения проблемы перевооружения является наиболее эффективным.

В качестве поставщика электролизеров может быть выбрана компания "ASAHI Kasei"(Япония). Это единственная в мире компания, производящая все детали электролизеров, а также мембраны. Другие компании используют мембраны фирм DU PONT (США) и "ASAHI Kasei". Кроме того, электролизер компании "ASAHI Kasei" единственный в мире снабжен гидравлической системой для обеспечения герметизации ячеек, что позволяет включать электролизер после ремонта сразу на высокие плотности тока.

Технические характеристики электролизера МL-32NC:

количество ячеек - 136; площадь мембраны - 2,7 кв.м; плотность тока максимальная - 6 кА; производительность электролизера по хлору - 345тонн в сутки; производительность электролизера по каустику - 390 тонн в сутки; усилие сжатия ячеек (гидравлическое) - 140 кгс/кв. см [37].

Конверсия ртутного производства может также предусматривать поставку дополнительного оборудования, включвющего: установку ионообменной очистки рассола (фирма KB-tec, Германия); установку выпаривания раствора едкого натра (фирма Bertrams, Швецария).; установку синтеза соляной кислоты(фирма SGL Carbon Германия).

ОАО "Каустик" может собственными силами с помощью разработок научно-производственного и проектно-технического отделов организовать и реконструировать следующие объекты: установка содово-каустической очистки рассола и механической фильтрации осветленного рассола; установка охлаждения и осушки хлора; установка рассолодобычи; установка обесхлоривания анолита и стадия аварийной абсорбции хлора; установка компримирования хлора.

Исходные данные для внедрения мембранного метода:

* Мощность по хлору -150 тыс. тонн в год.

* Мощность по соде каустической-169 тыс. тонн в год.

* Диапазон изменения мощности +70-105%.

* Количество электролизеров МL32NC- 8 штук.

* Сырье - анолит, насыщенный NaCL до концентрации 305±5 г/л.

* Электролитический хлор концентрацией 98,5% на производство винилхлорида (ВХ).

* Водород: часть осушается, компримируется и подается на производство ВХ; остальной водород подается на утилизацию (парогенератор).

* Сода каустическая 32% (католит): часть подается на внутризаводское потребление; остальное подается на выпаривание до 50% конц. и отгружается как товар.

* Анолит конц. 160 г/л после обесхлоривания подается на донасыщение в скважины солерудника [72].

Фактически производство должно быть полностью перестроено так, чтобы увеличить эффективность производства и энергосбережения. Блок-схема мембранного производства каустика и хлора показана на рис. 16.

природоохранный переработка отходы производство



Рис. 16. Блок-схема мембранного производства каустика и хлора [72]

Основная задача ОАО "Каустик" в случае конверсии производства состоит в обеспечении подготовки всех стадий мембранного процесса, переводе в краткие сроки остановленного ртутного производства на мембранную технологию. Предложения в области организации конверсии ртутного производства собственными силами:

· в качестве растворителя на стадии рассолопромысла возможно использование обедненного анолита мембранного производства, обеспечив его донасыщение в скважинах;

· в качестве основных аппаратов содово-каустической очистки рассола возможно применение осветлителей рассола КС 300. Данные устройства при небольших габаритных размерах обеспечивают высокую производительность очистки рассола;

· в рамках проекта возможно максимальное использование сточных вод с возвратом их в производство. Сточные воды могут доводиться до регламентного значения, нейтрализоваться и отправляться с анолитом на донасыщение в скважины рассолопромысла;

· при учете работы мембранных электролизеров под давлением возможна схема подачи водорода на производство пара и на синтез соляной кислоты без компрессоров;

· основная задача на стадии охлаждения, сушки и компримирования хлора состоит в обеспечении надежности работы и адаптации их в систему управления. Перевод хлорных копрессоров на автоматическое управление, а также использование принципа работы электролизеров под давлением позволит повысить эффективность системы сушки хлора и обеспечить устойчивость работы хлорных компрессоров;

· работа отделения химического и вакуумного обесхлоривания анолитаможет быть существенно улучшена путем внедрения автоматической системы управления технологическим процессом (АСУТП);

· установка система аварийного поглощения хлора может быть адаптирована в АСУТП для формирования аварийной и предупредительной сигнализации по состоянию оборудования и технологических параметров;

· для проведения демеркуризационных работ целесообразно обратиться к СП "Еврохим" г. Киев. Данное предприятие, единственное в СНГ, занимающееся ликвидацией ртутных загрязнений и имеющее опыт выполнения проектов по демеркуризации очагов ртутных загрязнений [3].

Этапы демеркуризации очагов загрязнения:

1. демеркуризация корпусов, в которых будут размещаться установки по осуществлению мембранного электролиза;

2. остановка ртутного производства, демонтаж оборудования с демеркуризацией строительных конструкций;

3. экранирование площадей, а также полигона захоронения ртутьсодержащих отходов.

Все мероприятия должны сопровождаться созданием сети мониторинга, осуществляемого на базе ЭЦАК.

Таким образом, из вышеизложенного видно, что реализация проекта конверсии ртутного метода производства хлора и каустической соды на мембранную технологию эффективна с эколого-экономической точки зрения. Переход ОАО "Каустик" на мембранную технологию снизит водопотребление и энергопотребление производства, улучшит экологическую обстановку на территории предприятия и в его ближайшем окружении посредством полного исключения поступления ртути в окружающую среду, ликвидации существующего загрязнения ртутью посредством демеркуризационных мероприятий, исключения выбросов ртути в атмосферный воздух.

Заключение

В настоящей работе была подробно рассмотрена действующая природоохранная служба ОАО "Каустик", проведен анализ существующей системы управления отходами предприятия основанный на применении методов оценки материально-сырьевого баланса и матрицы экспресс-оценки. Результатом анализа явилась разработка рекомендации по организации системы управления отходами на предприятии и совершенствованию ее отдельных элементов.

Оценка материально-сырьевого баланса основных производств и сравнение показателей образования отходов ОАО "Каустик" с общеотраслевыми позволила выявить значительное превышение последних. Так, при производстве каустической соды диафрагменным методом превышение удельных показателей составили для шлама очистки рассола на 26%, а для отходов сульфатного рассола - в 5,8 раза. При производстве винилиденхлорида в цехе № 18 на предприятии образуется на 38% больше отходов едкого натра и 46% больше отхода известкового молока.

С помощью применения матрицы экспресс-оценки системы управления отходами нами была проведена оценка экологической эффективности деятельности ОАО "Каустик" по 20 показателям и 38 критериям природоохранной деятельности. Сумма баллов по всем критериям позволила получить итоговую качественную оценку экологической эффективности соответствующую 57%. Данный уровень близок к нижней границе приемлемой эффективности и означает, что осуществляемая предприятием природоохранная деятельность в целом эффективна, но при этом имеются неиспользованные существенные возможности для ее дальнейшего улучшения.

Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:

- низкая эффективность производства обосновывается в первую очередь изношенностью основных производственных фондов предприятия (62%), состояние которых оказывает непосредственное влияние на количество образующихся отходов;

- основные возможности совершенствования природоохранной деятельности предприятия связаны с организационными и управленческими аспектами функционирования системы управления окружающей средой.

В рамках развития данных направлений нами были предложены следующие рекомендации по совершенствованию системы управления отходами ОАО "Каустик":

1. Совершенствование системы экологического менеджмента ОАО "Каустик" с помощью разработанного нами Плана, основанного на применении матрицы экспресс-оценки системы управления отходами с учетом принципов и требований международного стандарта ISO 14001:2004.

2. Переориентация профиля предприятия и развитие направлений функционирования предприятия, связанных с переработкой сточных вод на биологических очистных сооружениях, демеркуризацией ртутных ламп, захоронением промышленных отходов на собственном объекте секции №2 пруда-накопителя, способных направить дополнительные средства на осуществление природоохранных мероприятий и модернизацию производства.

3. Проведение конверсии имеющегося ртутного производства на мембранный метод, как наиболее прогрессивный, экологически чистый и экономически выгодный способ получения хлора и каустической соды. Переход ОАО "Каустик" на мембранную технологию снизит водопотребление и энергопотребление производства, улучшит экологическую обстановку на территории предприятия и в его ближайшем окружении посредством полного исключения поступления ртути в окружающую среду, ликвидации существующего загрязнения ртутью посредством демеркуризационных мероприятий, исключения выбросов ртути в атмосферный воздух.

4. Применение разработанного нами в соответствии с ISO 14001:2004 Стандарта организации в области управления отходами, рассматривающего процессы образования и порядок дальнейшего обращения с отходами как неотъемлемую часть всех основных и вспомогательных технологических процессов производства.

Выполнение настоящих требований и развитие предприятия в обозначенных областях позволят не только улучшить показатели экологической эффективности и безопасности труда, экономить энергию и ресурсы, в том числе направляемые на природоохранные мероприятия, за счет более эффективного управления ими, но и может рассматриваться как одно из условий подготовки предприятия к сертификации в области экологического менеджмента.

Таким образом, на основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Раскрыта и конкретизирована сущность понятия "отходы" с точки зрения экологического законодательства, которое включает в себя не только твердые промышленные и бытовые отходы, регулируемые федеральным законом "Об отходах производства и потребления", но выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, сбросы в водные объекты.