Отработанный песок с литейного производства, в котором используют песчаные формы, составляет существенную часть совокупного объема отходов. Песок для форм и стержней составляет от 65 до 80% от общего количества отходов литейного производства черных металлов. Химически связанный песок для получения стержней или оболочковых форм трудно эффективно использовать вторично, и его обычно направляют в отходы после первого использования. Отходы песка при литье латуни и бронзы часто бывают опасными, и удалять их необходимо соответственным образом.

Рекомендуемые методы предотвращения загрязнения отходами песка и борьбы с ним включают следующее:

максимальное вторичное использование песка на предприятии;

следует рассмотреть возможность внешнего вторичного использования отработанного песка (например, в качестве материала для бетона и дорожного покрытия и для производства кирпича, бетонной отсыпки и строительной засыпки);

сырую формовочную смесь следует вторично использовать после отделения ее от металлической отливки и регенерации.

Метод регенерации песка состоит из первичной, например, с помощью вибрации, ротационного барабана и дробеструйной обработки и вторичной регенерации, например, переработка песка для удаления остаточного связующего, а также холодная механическая и термическая обработка либо обработка в мокром скруббере. Для восстановления химически связанного песка используют установки термической обработки.

Пыль из очистного оборудования (для борьбы с выбросами) может содержать цинк, свинец, никель, кадмий, медь, алюминий, олово, хром и другие металлы, и ее можно считать опасными отходами. Пыль из оборудования для борьбы с выбросами в литейном производстве цветных металлов часто содержит достаточно большие количества металлов, поэтому выделение этих металлов является экономически выгодным. Пыль из фильтров следует в максимально возможной степени направлять обратно в печь. Это позволяет с помощью вторичной переработки пыли выделять металлы и сводит к минимуму размещение пыли на полигонах.

Отходы шлака обычно имеют сложный химический состав и содержат разнообразные загрязняющие вещества из металлолома. Они могут составлять около 25% массы твердых отходов с литейного производства. К обычным составляющим шлака относятся оксиды металлов, расплавленные огнеупоры, песок и зола кокса (при использовании кокса). Для облегчения выемки шлака из печи могут добавляться флюсы. Шлак может быть опасным, если он содержит свинец, кадмий или хром из расплава стали или цветных металлов.

Рекомендуемые методы предотвращения загрязнения отходами шлака и борьбы с ним включают следующее:

необходимо сводить к минимуму производство шлака с помощью следующих мер по оптимизации технологического процесса:

сортировка металлолома повышает качество металла и снижает возможность образования и выброса загрязненного шлака. Металлолом электронного оборудования, окрашенный металлолом и металлолом отработавших свой срок автомобилей может оказаться источником загрязнения, и его следует тщательно осматривать и сортировать;

снижение температуры плавки металла;

оптимизация использования флюсов и огнеупорного покрытия;

необходимо вторично использовать шлак и извлекать из него ценные металлы. К вариантам вторичного применения могут, в зависимости от характеристик шлака, относиться: производство блоков, использование в качестве материала дорожного основания и крупного заполнителя.

Шлам от очистки сточных вод может содержать тяжелые металлы (например, хром, свинец, цинк и никель), а также нефтесмазочные материалы. Небольшую часть шлама от очистки сточных вод можно вторично использовать внутри предприятия, однако большую его часть направляют для захоронения на полигонах. Из него могут в существенных количествах выноситься металлы, и это необходимо учитывать при разработке варианта вторичного использования, а также при принятии решений в отношении применяемых изоляционных покрытий для полигонов и профилактических мероприятий по предотвращению выноса опасных веществ. Для вторичного использования шлама может потребоваться его предварительная обработка, которая обычно состоит в прессовании, сушке и гранулировании.

Технологические сточные воды. Самые большие количества воды используются в литейном производстве в системах охлаждения электрических печей (индукционных и дуговых), вагранок и в мокрых системах пылеудаления. На большинстве литейных предприятий мероприятия по рациональному использованию воды предусматривают ее повторное использование, что приводит к минимальному объему стоков.

Применение мокрых методов пылеудаления может увеличить использование воды и создать соответствующие проблемы при ее последующей очистке и удалении. При производстве стержней промывные растворы, сбрасываемые от холодных и горячих стержневых ящиков, содержат биологически разлагающиеся амины и фенолы. В процессе литья под давлением возникает поток сточных вод, требующий переработки для удаления органических веществ (например, фенола, масел) перед его сбросом.

Если форму охлаждают водой, могут образовываться сточные воды с содержанием металлов и взвешенных твердых частиц. Сточные воды с взвешенными и растворенными твердыми частицами и низким рН образуются также при использовании растворимых соляных стержней.

Сточные воды могут возникать при определенных операциях доводки, таких как закалка и зачистка, и они могут содержать в больших количествах масел и взвешенные твердые частицы.

Рекомендуемые методы предотвращения загрязнения стоками с литейных производств включают в себя следующее:

установку замкнутых контуров для охлаждающей воды, чтобы снизить потребление и сброс воды;

вторичное использование галтовочной жидкости с помощью удаления из неё взвешенных веществ осаждением либо центрифугированием с последующим фильтрованием;

хранение металлолома и других материалов (например, угля и кокса) на закрытых и/или защищенных от утечек площадках, чтобы ограничить загрязнение ливневых стоков и облегчить сбор дренажных стоков.

Методы очистки сточных вод с промышленных технологических процессов в этой отрасли включают раздельный сбор в зависимости от источников их образования и предварительную очистку потоков сточных вод для снижения содержания в них тяжелых металлов с помощью химического осаждения, коагуляции с флокуляцией и т.п.

К типичным методам очистки сточных вод относятся: нефтеловушки; устройства сбора с поверхности или отделения нефтепродуктов и всплывающих взвешенных твердых веществ; фильтрование для отделения фильтруемой фракции взвешенных твердых веществ; усреднение стоков по объему и составу; осаждение для снижения содержания взвешенных твердых частиц при использовании осветлителей; обезвоживание и размещение отходов очистки на специальных полигонах, предназначенных для захоронения опасных отходов.

Могут потребоваться дополнительные меры для дополнительного удаления металлов с помощью фильтрования через мембрану или с помощью других физико-химических методов очистки, удаления стойких органических веществ с помощью активированного угля или интенсивного химического окисления, удаления химических или биогенных веществ с целью снижения содержания азота и для снижения токсичности стоков с помощью надлежащей технологии (например, обратного осмоса, ионного обмена, активированного угля и т.п.).

Использование этих и других технологий и передовых практических методов обращения со сточными водами позволит предприятиям обеспечить соответствие сбросов сточных вод нормативным показателям, приведенным для данной отрасли промышленности в таблицах 1 и 2.

Загрязненные потоки необходимо направлять в систему очистки технологических сточных вод.

Ливневые стоки с участков открытого хранения угля могут быть загрязнены сильнокислотным фильтратом, содержащим полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и тяжелые металлы. Специальные рекомендации для отрасли включают следующее:

мощение технологических участков, разделение загрязненных и незагрязненных ливневых стоков, а также реализацию плана борьбы с разливами. Направление ливневых стоков с технологических участков в установку очистки сточных вод;

проектирование систем сбора фильтрата и расположения площадок для хранения угля так, чтобы предотвратить их воздействие на почву и водные ресурсы. Участки хранения угля в штабеле должны быть замощены, чтобы отделить ливневые стоки, которые могут быть загрязнены, и направить их для предварительной очистки и очистки в установке для очистки сточных вод.

В таблицах 1 и 2 приведены нормативы выбросов и сбросов в данной отрасли. Рекомендованные нормативы технологических выбросов и сбросов в данной отрасли соответствуют надлежащей международной отраслевой практике, которая зафиксирована в соответствующих стандартах стран с общепризнанной нормативно-правовой базой.

Таблица 1 - Уровни сбросов литейного производства

Примечание.

a. На границе научно установленной зоны смешивания с учетом качества воды водных объектов, типа водопользования водоприёмника, возможных потребителей воды и ассимилирующей способности.

b. Выплавка и разливка алюминия.

Таблица 2 - Уровни атмосферных выбросов литейного производства

Примечание.

1. Исходные условия для пределов. Для газов сгорания: сухие, температура 273 K (0°C), давление 101,3 кПа (1 атм.), содержание кислорода 3% по сухому весу для жидких и газообразных топлив, 6% по сухому весу для твердых топлив. Для других газов: без поправки на пары воды и содержание кислорода, температура 273 K (0°C), давление 101,3 кПа (1 атм.).

2. Выбросы твердых частиц при наличии токсичных металлов.

3. Выбросы твердых частиц в отсутствие токсичных металлов.

4. Плавка черных металлов. Максимальное содержание в выбросах для наилучшей разработанной технологии для бескоксовых вагранок.

5. Плавка цветных металлов (шахтные печи).

6. Из системы термического восстановления песка и с установок регенерации.

7. Максимальное содержание в выбросах для наилучшей разработанной технологии для вагранок на холодном дутье.

8. Плавка цветных металлов (шахтные печи)

9. Плавка черных металлов (вагранки)

10. Плавка цветных металлов (шахтные печи).

11. Плавка черных металлов (ЭДП). Для вагранок уровень выбросов может быть выше (до 1 000 мг/Нм3).

12. Плавка цветных металлов (шахтные печи).

13. Цех производства форм и стержней в холодном ящике.

14. Плавка цветных металлов (алюминий).

15. Системы термического восстановления песка и операции с растворителями для нанесения, скалывания и крепления огнеупорной смеси для выплавляемых моделей.

16. Для литья цветных металлов из лома действуют более высокие значения.

17. Для процесса производства меди и ее сплавов действуют более высокие значения.

18. Выбросы из печей, в которых используют хлоридный флюс.

19. Выбросы из печей, в которых используют фторидный флюс.

Итак, проблему охраны окружающей среды в литейном производстве необходимо решать комплексно: разрабатывать и использовать в производстве малотоксичные материалы, создать на всех участках цеха устройства по реализации и обезвреживанию газовыделений, эффективнее использовать материальные и топливно-энергетические ресурсы путем регенерации и утилизации отходов, не утилизируемые отходы складировать в отвалах, с наименьшим ущербом для окружающей среды.

Для предупреждения выделения вредностей, их локализации и обезвреживания, утилизации отходов применяется комплекс природоохранных мероприятий, включающий использование:

для очистки от пыли - искрогасителей, мокрых пылеуловителей, электростатических пылеуловителей, скрубберов (вагранки), тканевых фильтров (вагранки, дуговые и индукционные печи), щебёночных коллекторов (дуговые и индукционные электропечи);

для дожигания ваграночных газов - рекуператоры, системы очистки газов, установки низкотемпературного окисления СО;

для уменьшения выделения вредностей формовочных и стержневых смесей - снижение расхода связующего, окисляющие, связующие и адсорбирующие добавки;

для обеззараживания отвалов - устройство полигонов, биологическая рекультивация, покрытие изоляционным слоем, закрепление грунтов и т.д.;

для очистки сточных вод - механические, физико-химические и биологические методы очистки.

Список используемой литературы

1. Болдин, А.Н. Литейное производство с точки зрения экологии / А.Н. Болдин // Литейное производство. - 2005. - №3. - С.33-34.

2. Горкин, А.П. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкина. - М.: Росмэн-Пресс, 2006. - 624 с.

3. Инженерная экология: метод. указания к выполнению контрольной работы / сост. Л.А. Герасимова. - Красноярск: Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т., 2006. - 50 с.

4. Николайкин, Н.И. Экология / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. - М.: Дрофа, 2004. - 624 с.

5. Орехова, А.И. Экологические проблемы литейного производства / А.И. Орехова // "Экология производства". - 2005. - №1. - С.2-3.

6. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов / Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.

7. Экология литейного производства / под ред.А.Н. Болдина, С.С. Жуковского, А.Н. Поддубного и др. - Брянск: БГТУ, 2001. - 315 с.

Размещено на Allbest.ru