Этапы развития стратегий по обращению с отходами

В 1970-е гг. (этап II) для борьбы с отходами начали приме­нять концевые технологии, с помощью которых улавливались выбросы в атмосферу, очищались сточные воды, обезврежи­вались отходы, идущие на свалку. Благодаря использованию концевых технологий удалось значительно смягчить влия­ние объектов экономики и, прежде всего, промышленности на природную среду. В этот период началось нормирование выбросов и сбросов, возникла промышленная отрасль, про­изводящая оборудование для защиты окружающей среды. Началось производство пылеуловителей, адсорберов и дру­гого очистного оборудования.

Концевые технологии имеют ограниченную эффектив­ность, требуют собственных расходов и не уменьшают про­изводственные и бытовые отходы, а лишь переводят их из одной формы в другую (например, скруббер Вентури пере­водит пыль в шлам - смесь жидкости и твердых частиц).

Поскольку концевые технологии требуют свалочных ем­костей, в конце 1970-х гг. (этап III) начинают развиваться технологии вторичного использования отходов, направлен­ные, в конечном итоге, на создание малоотходного произ­водства. Технологии вторичного использования снижают общее количество отходов и потребление нового сырья.

В 1990-е гг. берет начало принципиально новая стратегия по совершенствованию промышленных предприятий - стра­тегия создания малоотходного производства (полностью безотходное производство создать невозможно в принципе). Цель этой стратегии (этап IV) - экономически выгодное преобразование промышленного производства на основе локализации отходов в месте их образования и их использо­вания с целью минимизации всех отходов. На рис. 3.22 по­казан принцип реализации такого производства.

Рис. 3.22. Принцип реализации малоотходного производства

В результате стратегии малоотходного производства удается уйти от принципа «загрязнитель - платит» к прин­ципу «предотвращение загрязнения - выгодно».

Результаты внедрения малоотходного производства пока­зывают, что в среднем 20-40% отходов и загрязнений мож­но избежать с использованием мер, не требующих капита­ловложений (организационные меры и рационализация технологии). Снижения отходов еще на 30% можно достичь за счет капиталовложений в оборудование и технологии.

Кроме сокращения отходов, применение малоотходного производства позволяет сократить расходы на сырье, умень­шить расходы на концевые отходы, улучшить имидж предприятия, снизить негативное воздействие предприятия на человека и окружающую среду.

Наилучшие доступные технологии. В последние годы возникло и получило признание понятие наилучшие из до­стигнутых современные технологий (НИДСТ). НИДСТ - это технология, основанная на последних достижениях на­уки и техники, направленная на снижение негативного воз­действия на ОС и имеющая практическое применение с учетом экономических и социальных факторов.

При определении НИДСТ следует принимать во внима­ние следующие основные положения:

• наличие сравнимых технологических процессов, производственного оборудования или методов эксплуатации, которые были успешно апробированы на промышленном уровне;

• стимулирование вовлечения в хозяйственный оборот
сбросов, выбросов и отходов, образующихся в процессе хозяйственной деятельности;

• исключение использования токсичного сырья;

• использование малоотходной технологии; объемы потребления и эффективность использования сырья (включая воду и энергоносители), применяемого в технологическом процессе;

• учет времени, необходимого для внедрения наилучших из доступных современных технологий;

• предотвращение аварий и сведение к минимуму их последствий для населения и ОС.

Вопрос выбора НИДСТ является ключевым для субъек­та хозяйственной деятельности и должен соответствовать следующим основным требованиям:

1) оправданность применения данной технологии с точ­ки зрения охраны человека и ОС, т.е. минимизация негативного техногенного воздействия;

2) соответствие технологии новейшим отечественным и зарубежным разработкам в данной отрасли производства;

3) экономическая и практическая приемлемость данной технологии для предприятия.

В России Федеральный закон «Об охране окружающей среды» позволяет, наряду со сложившейся практикой уста­новления нормативов допустимых выбросов (ПДВ) и допу­стимых сбросов (ПДС) веществ, проводить техническое вне­дрение НИДСТ. Законом предусмотрено использование технологических нормативов, которые устанавливаются на основе наилучших существующих технологий (НСТ) с уче­том экономических и социальных факторов. Терминологи­ческая трактовка термина НИДСТ отличается от термина НСТ, применяемого в законе. Наилучшие из разработан­ных технологий часто могут быть недоступны для пользо­вателей из-за отсутствия полного комплекта необходимого оборудования либо по финансовым причинам.

В Российской Федерации с 2010 г. приступили к разра­ботке справочников НСТ, которые, по мнению Д. А. Медве­дева, должны носить «обязательный характер» для бизнеса.

Согласно ГОСТ 14.13-2007 «Экологический менеджмент. Оценка интегрального воздействия объектов хозяйствен­ной деятельности на окружающую среду в процессе произ­водственного экологического контроля» оценка работниками предприятия интегрального воздействия объекта хозяйст­венной деятельности на окружающую среду должна преду­сматривать оценку возможности использования НДТ (наи­лучшие доступные технологии, ранее - НИДСТ). С учетом возможных затрат и выгод необходимо принимать во вни­мание следующие ключевые соображения. НДТ должны быть ориентированы на комплексный подход к предотвращению или минимизации негативного техногенного воздей­ствия и основаны на сопоставлении эффективности прини­маемых мер по охране окружающей среды с затратами, ко­торые несет хозяйствующий субъект для предотвращения или минимизации оказываемого им техногенного воздействия.

НДТ для объектов хозяйственной деятельности должны учитывать все технологические операции и соответствую­щее оборудование, а также специфику их воздействия на окружающую среду и затраты хозяйствующих субъектов.

При определении НДТ принимают во внимание следую­щие положения:

• использование малоотходных технологических процессов (технологические отходы должны составлять от 1,5 до 10% общего расхода сырья и материалов);

• использование токсичного сырья должно быть предельно уменьшено;

• сбросы, выбросы и отходы, образующиеся в процессе хозяйственной деятельности, должны быть по возможности вовлечены в хозяйственный оборот;

• используемые технологические процессы, производственное оборудование и методы его эксплуатации должны быть успешно апробированы на промышленном уровне;

• соответствие НДТ современному уровню научно-технического прогресса в контролируемой области;

• должно быть предусмотрено определение видов опасностей и снижение влияния на окружающую среду объемов выбросов, сбросов и отходов, других негативных воздействий, образующихся в процессе хозяйственной деятельности предприятий;

• должен быть четко обоснован период времени, необходимый для внедрения НДТ;

• должна быть произведена оценка объема потребления и эффективности использования первичного сырья (включая энергоносители), применяемого в технологическом процессе;

• должны быть предусмотрены возможности предотвращения аварийных ситуаций и сведения к минимуму их последствий;

• при внедрении НДТ должна быть использована ин­формация, публикуемая специально уполномоченным государственным органом и международными организация­
ми в области НДТ.

Дальнейшим развитием стратегии малоотходного произ­водства является внедрение замкнутых промышленных циклов (ЗПЦ). По своей стратегии малоотходного производства ориентировано на отдельные предприятия, тогда как стра­тегия ЗПЦ (этап V) возможна лишь при взаимодействии группы промышленных предприятий.

ЗПЦ - подход индустриального развития, основу кото­рого составляют циклы и сети из производителей, потреби­телей и организаций, занимающихся переработкой отходов, направленные на сохранение ресурсов и предотвращение загрязнений.

Из анализа стратегий ясно, что наилучшим способом за­щиты территории региона от негативного влияния объектов экономики является минимизация их отходов до норматив­но допустимых значений, как за счет улучшения техноло­гий, так и за счет использования внешних средств защиты, встроенных непосредственно в объекты.

Защита атмосферного воздуха от выбросов. Внешние средства защиты атмосферного воздуха от выбросов объек­тов экономики включают:

• очистку выбросов стационарных объектов экономики от примесей в специальных аппаратах и устройствах перед их поступлением в атмосферу;

• защитное зонирование территорий около объекта экономики;

• рассеивание очищенных выбросов в атмосферном воздухе;

• снижение и очистку выбросов автотранспорта.

Очистка отходящих газов от примесей. На объектах эко­номики применение получили следующие аппараты и уст­ройства:

• сухие пылеуловители (циклоны, фильтры, электрофильтры, рукавные фильтры, адсорберы);

• аппараты мокрой очистки (скрубберы Вентури, барботажно-пенные пылеуловители, туманоуловители, абсорберы, хемосорберы);

• аппараты термической и каталитической нейтрализации газовых выбросов.

Для высокоэффективной очистки выбросов необходимо применять аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно проходят несколь­ко автономных аппаратов очистки или один агрегат, вклю­чающий несколько ступеней очистки. Такие решения нахо­дят применение при высокоэффективной очистке газов от твердых примесей и при одновременной очистке от твердых и газообразных отходов.

Системы рассеивания выбросов. Процесс организованно­го выброса и распространения загрязняющих веществ в ат­мосферном воздухе зависит от ряда факторов. К ним, преж­де всего, относятся параметры выбрасываемых газов:

1) мощность выброса. По мощности выброса источники делят на мощные, крупные и мелкие. К мощным источникам относятся, например, металлургические и химические заводы, заводы строительных материалов, тепловые электростанции. К мелким источникам - небольшие котельные, предприятия местной промышленности, трубы печного отопления;

2) температура выбрасываемых газов. Источники условно называют нагретыми, если температура выбрасываемой газовой смеси выше 50 °С; и холодными при более низкой температуре.

Весьма важными являются также геометрические пара­метры системы выброса и ее расположение в пространстве, а именно:

1) высота выброса. По высоте выбросов источники классифицируются на высокие (выше 50 м), средней высоты (от 10 до 50 м), низкие (2-10 м) и наземные (высотой менее 2 м);

2) геометрическая форма источника: точечная, линейная, плоская. Точечный источник выбрасывает загрязняющие вещества в атмосферу из отверстия; линейный источник -
из щели или из ряда линейно расположенных отверстий, плоский источник - с площади. Точечные источники используют для удаления загрязнений через выбросные трубы, шахты, крышные вентиляторы и другие при условии, что выделяющиеся из них загрязняющие вещества при рас­сеивании не накладываются одно на другое на расстоянии
двух высот здания. Линейные источники - это аэрационные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяж­ные шахты и крышные вентиляторы;

3) расположение источника выброса. При расположении источники подразделяют на затененные и незатененные. За­тененные, или низкие, расположенные в зоне аэродинами­ческой тени, образующейся на здании или за ним на высоте меньшей, чем две с половиной высоты здания; в результате обдувания строения ветром. При этом внутри зоны создает­ся область пониженного давления и возникает циркуляция воздуха, вовлекающая в эту зону выбросы. Незатененные, или высокие, свободно расположены в воздушном потоке. К ним относятся трубы, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую две с половиной высоты здания.

4) По степени подвижности источники загрязнения подразделяются на стационарные и подвижные.

5) К метеорологическим факторам, определяющим вели­чину концентрации примесей в факеле выброса, относятся: направление господствующих ветров, их скорость, темпера­тура и влажность атмосферного воздуха, наличие инверсии, осадков и др. Влияние метеорологических условий на про­цесс рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере про­является по-разному при холодных и нагретых выбросах из высоких и низких труб, а также при наличии различных форм рельефа, создающих локальные микроклиматические особенности территории.

6) Важным фактором, влияющим на распространение при­месей в атмосфере, является ветровой режим рассматрива­емой территории. Скорость ветра по-разному влияет на рас­сеивание примеси, поступающей в атмосферу от различных типов источников выброса примесей. В зоне высоких ис­точников выброса при слабом ветре концентрации приме­сей у земли уменьшаются за счет подъема факела выброса и уноса примеси вверх. Подъем примеси особенно значите­лен при нагретых выбросах. При сильном ветре начальный подъем примеси уменьшается, но происходит возрастание скорости переноса загрязняющих веществ по горизонтали.

7) Быстрому рассеиванию выбросов из низких источников способствуют большие скорости движения воздуха. При шти­ле и слабом ветре в приземном слое формируются наиболь­шие концентрации загрязняющих веществ. При этом зоны более высоких концентраций примесей создаются в подвет­ренных зонах по отношению к источникам выбросов.

8) Влияние скорости ветра на загрязнение атмосферы име­ет сложный характер, и для каждого источника существует некоторая опасная скорость ветра, при которой наблюдает­ся максимальная концентрация примесей в приземном слое атмосферы.

9) Опасная скорость ветра, например, для мощных источ­ников выбросов с большим перегревом дымовых газов от­носительно окружающего воздуха (таких, как ТЭС) состав­ляет 5-7 м/с, для металлургических предприятий – 2-4 м/с. Для низких источников со сравнительно малым объемом выбросов и при низкой температуре отходящих газов она близка к 0,5-1 м/с.

В реальных условиях поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух может носить и неорганизованный характер. Неорганизованным называется выброс в атмосфе­ру в виде потоков газа, возникающих в результате наруше­ния герметичности оборудования в местах загрузки, вы­грузки, перегрузки или хранения продукта, при работе транспортных средств с ДВС и т.п.

Для предотвращения опасных загрязнений в приземном слое атмосферы определяют предельно допустимый выброс (ПДВ) в атмосферу. Этот норматив устанавливается для каждого источника выброса так, чтобы содержание загряз­няющих веществ в приземном слое атмосферы от данного источника (или от совокупности источников с учетом пер­спективы их развития) при рассеивании вредных веществ в атмосфере не превышало норм, по качеству воздуха. Нор­мативы допустимых выбросов определяются для каждого вещества отдельно.

Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круг­лым устьем в случаях Сф < ПДК определяется по формуле

_.

Существенно повлиять на величину допустимых выбро­сов веществ (ПДВ) при проектировании источника может высота трубы (H), которая определяется по формуле

.

Если из источника выбрасывается несколько различных загрязняющих веществ, то за высоту выброса принимается наибольшее из значений H, которые определены для каждо­го вещества в отдельности и для групп веществ с суммиру­ющим вредным действием.

Увеличение высоты трубы всегда снижает уровень за­грязнения приземного слоя. Однако такие решения допуска­ются только после полного использования всех доступных на современном уровне технических средств по сокращению выбросов. Их пользование на энергетических объектах труб высотой более 250 м, а на других производствах - более 200 м допускается только по специальному согласованию.

Если значение ПДВ по причинам объективного характе­ра в настоящее время не может быть достигнуто, то вводится поэтапное снижение выбросов загрязняющих веществ от действующих предприятий до значений, обеспечивающих ПДК. На каждом этапе устанавливают лимиты допустимых выбросов - временно согласованный выброс (ВСВ).

Защитное зонирование. Ширина санитарно-защитной зо­ны (СЗЗ) от контура промышленной зоны до границы жилой застройки устанавливается в зависимости от класса пред­приятия, условий осуществления технологического процес­са, характера и количества выделяемых в окружающую сре­ду загрязняющих веществ. Размер СЗЗ устанавливается:

• для предприятий с технологическими процессами - источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными и неприятнопахнущими веществами - непосредственно от
источника загрязнения атмосферы, а также от мест загрузки сырья или открытых складов;

• для тепловых электростанций, производственных и отопительных котельных - от дымовых труб.

В зависимости от класса размещаемого производства ус­тановлено пять вариантов санитарно-защитных зон, пред­ставленных в табл. 3.3.

Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может быть увеличена (но не более чем в три раза):

1) в случае использования неэффективных методов очистки выбросов в атмосферу;

2) при необходимости размещения жилой зоны с подветренной стороны по отношению к предприятию, в зоне воз­можного загрязнения;

3) в зависимости от розы ветров и других неблагоприятных метеорологических условий (частых штилей, туманов и др.);

4) в случае строительства новых, еще недостаточно изу­ченных в санитарном отношении производств.

Таблица 3.3

Санитарно-защитные зоны

Размеры санитарно-защитной зоны могут быть уменьшены: при изменении технологии производства, совершенствова­нии технологического процесса, внедрении высокоэффек­тивных и надежных в эксплуатации очистных устройств.

Уточнение размеров санитарно-защитных зон промыш­ленных предприятий для различных направлений ветра проводится по формуле

,

где l₀ - величина санитарно-защитной зоны в соответствии с санитарным классом предприятия, м; Ф - фактор направ­ленности ветра в конкретном направлении относительно среднегодовой розы ветров (Ф > 1).

Вывод объектов экономики из селитебных зон. На совре­менном этапе развития экономики считается целесообразной защита от опасных производственных объектов, осуществ­ляемая их выводом из густонаселенных городов и регионов в зоны невысокой плотности населения.

Так, в Москве давно одобрена идея вывода промышлен­ных предприятий из центральной части города. Однако из 600 производств, которые еще в 1980-е гг. должны были по­кинуть город, к настоящему времени закрыты только шесть. Сейчас правительство Москвы приступило к формирова­нию в столице так называемых промзон на территориях пу­стырей рядом с автомобильными и железнодорожными трас­сами. Предполагается создать 26 таких промзон.

Снижение выбросов автотранспорта. Для решения про­блемы негативного влияния автотранспорта на состав атмо­сферы в городах и селитебных зонах используют нормиро­вание и контроль токсичности выбросов.

Классификация топлива, принятая в России, определя­ется количеством серы в его составе. Так, в бензинах треть­его класса содержится 150 мг/кг серы, четвертого класса - 50, а пятого - всего 10 мг/кг. Таким образом, чем выше класс топлива, тем ниже концентрация вредных веществ в его составе и в продуктах сгорания. Эта классификация соответствует международной европейской классификации «Евро».

Легкие автотранспортные средства массой от 0,4 до 3,5 т и числом пассажиров до 8, помимо места водителя, имеют в соответствии с действующими Правилами 83 ЕЭК ООН нормативные требования, приведенные в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Нормы токсичности выбросов с ОГ двигателей (дизелей)