Загрязняющие вещества при производстве цемента

Воздействие строительства на атмосферу

Строительство оказывает существенное негативное воздействие на воздушный бассейн в виде загрязнения его вредными газопылевыми выбросами и различных аэродинамических нарушений.

Производство стройматериалов и стройконструкци вносит наиболее существенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха. Достаточно отметить, что мировая цементная промышленность ежегодно дает более миллиона тонн выбросов в атмосферу оксидов азота и огромное количество CO2, существенно ухудшая состояние природных экосистем.

В настоящее время более 1/20 всех выбросов в России от стационарных источников приходится а долю промышленности строительных материалов. Особенно значительны выбросы твердых веществ и в первую очередь пыли – 1/7 от всего объема промышленных выбросов.

Значительное выделение пыли в производственных помещениях наблюдается при изготовлении таких строительных материалов, как цемент, бетон, силикатный и глиняный кирпич, древесно-волокнистые плиты, а также железобетонных, деревянных и металлических строительных конструкций. Активно выделяют пыль вспомогательные производства, например, склады с готовой цементной продукцией. Полидисперсная пыль, содержащая до 20% SIO2 , выделяется и при производстве погрузочно-зазгрузочных работ, и при транспортировке готовой продукции.

Повышенное выделение пыли наблюдается в производствах теплоизоляционных материалов (изделия из перлита, минеральная вата). Так, например, у линии формовки минеральной ваты и при перегрузке минераловатных плит запыленность достигает 8-12 мг/м3 (ПДК – 4 мг/м3), а в цехе подготовки насадки 60-70 мг/м3 (ПДК – 6 мг/м3).

При изготовлении силикатного кирпича повышенное выделение пыли выше санитарных норм наблюдается практически повсюду: при загрузке песка и известняка, дозировании их на ленточные конвейеры, транспортировке, сортировании грохотом, при прессовании. При этом в формовочном цехе запыленность может превышать санитарные нормы до 5 раз, в помещениях подготовки смеси до 20 раз.

Запыленность воздуха в помещениях при производстве важнейшего вяжущего материала – цемента достигает 100-120 мг/м3 (при запыленности окружающей техносферы – 1,7-1,9 мг/м3). Активными очагами образования пыли и газов на цементных заводах являются транспортно-погрузочные устройства, барабаны для сушки, шаровые мельницы и особенно вращающиеся печи для обжига клинкера.

Помимо пыли к существенному ухудшению санитарно-экологической ситуации вблизи действующих предприятий стройиндустрии приводят выбросы токсичных газов, тяжелых материалов, радионуклидов и других вредных веществ.

Весьма активным источником загрязнения атмосферного воздуха является процесс приготовления асфальтобетона, в огромных количествах которого нуждается дорожное строительство. На асфальтобетонных заводах с битумными и пароэнергетическими котельными отделениями в атмосферу выделяется не только пыль, но и сажа, смолистые вещества, оксиды углерода, серы, а также радионуклиды и тяжелые металлы. Аэрополлютанты распространяются на большие расстояния, попадают во все компоненты биогеоценозов, где и накапливаются (в трофических цепях и тканях), нанося значительный урон их функционированию.

Не менее опасна экологическая обстановка, которая складывается в цехах производства нестандартных металлических конструкций (выделение пыли металлов и их окалин, сварочных аэрозолей, диоксида углерода, марганца и других вредных веществ).

Такие токсичные вещества, как фенол, аммиак, формальдегид и др., выделяются в атмосферу при производстве древесноволокнистых плит и некоторых полимерных строительных материалов. Так, при изготовлении полимерных плиток и пенопластовых плит отмечено повышение ПДК в 2 раза для таких токсичных соединений, как стирол и оксид углерода. При изготовлении линолеума в воздухе производственных помещений обнаруживается фталевый ангидрит и акролеин, при изготовлении покрытий из стеклопластиков – толуол, изопропилбензол и другие загрязнители – в количествах, значительно выше ПДК.

При производстве цемента воздух загрязняется в радиусе до 3 км и более. Окрестности цементных заводов часто превращаются в безжизненные желтовато-серые пространства. В зоне действия крупнейшего в Европе цементного производства – АО «Мальцевский портландцемент» с годовым выбросом загрязнений до 90 тыс.т, отмечены обширные ареалы повреждения и усыхания ценнейших сосновых насаждений.

Анализ загрязнения окружающей среды железобетонным заводом «ЖБЗ-2»

В атмосферу от железобетонного завода выбрасываются различные вредные вещества: окиси азота, углерода, марганца, сероводород, эмульсон, фтористые газообразные соединения, неорганическая пыль и.т.д.

На всех стадиях производства железобетонных изделий в основном выделяются производственная пыль, а также такие ингредиенты, как газы, пар, которые еще больше усугубляют вредное воздействие пыли на организм.

При изготовлении бетонной смеси наблюдается повышенное выделение пыли на рабочих местах в помещениях бетоносмесительных узлов.

Пыль выделяется при подаче песчаного заполнителя ленточным транспортом и пневмотранспорте цемента из складов в бункера, дозировке этих компонентов в бетоносмесители и при их смешивании.

В арматурных цехах выделяется пыль окалины, ржавчины, а также металлическая пыль. При точечной сварке и особенно при ручной электрической сварке выделяется комплекс вредных ингредиентов в виде аэрозоля, окислов азота, углерода и марганца.

Из указанных вредностей особую опасность представляет окись марганца, санитарная норма которого 0,3 мг/м3.

Содержание в сварочной пыли окислов марганца зависит от марки применяемых электродов.

Наименьший процент окислов марганца содержится в аэрозолях, полученных при сжигании электродов с фтористо-кальциевым и рутиновым покрытием, а наибольший — в аэрозолях марганцевых электродов.

Склад цемента. При выгрузке цемента из железнодорожных вагонов, а также при загрузке силосов хранения и их разгрузки выделяется пыль цемента , классифицируемая как пыль, содержащая 20% SiO .

Химический состав цементной пыли зависит от химического состава клинкера, а также добавок (шлака доменного, электротермофосфорного, активных минеральных добавок и т.п.).

Участками предприятия, имеющие выбросы загрязняющих веществ в атмосферу являются:

Рисунок 4 – Валовый выброс загрязняющих веществ, выделяемые при производстве ЖБИ.

Исходя из представленных данных таблицы 3, можно сделать вывод о том, что наибольшее количество загрязняющих веществ выделяемые при производстве ЖБИ является цементная пыль.

При производстве железобетонных изделий вода расходуется на промывку бетоноводов, труб, приготовление и подачу смазки, охлаждение рабочих органов, приготовление шпатлевки, смачивание формуемого изделия.

Ввиду большой устойчивости сточных вод, загрязненных эмульгированными органическими соединениями, сброс на общие очистные сооружения ухудшает качество очистки городских стоков, поскольку эмульгированные частицы органического происхождения не задерживаются в отстойниках и нарушают работу фильтров доочистки.

В связи с этим стоки подвергают предварительной обработке путем фильтрования, продувки воздухом и другими методами очистки. Альтернативным путем обработки эмульсий является их разрушение.

При хранении и подготовке сырья для производства ж/б изделий образуются отходы щебня и цемента. Щебень, не соответствующий технологическим нормам по зерновому составу (более 70 мм не допускается), отсеивается.

Для изделий из легких бетонов, пустотных плит перекрытий, а также при формовании в кассетах размер зерен принимается не более 20 мм.

При хранении цемента образуются отходы слежавшегося цемента (плотность до 1.75 т/куб. м), не применяемые в производстве.

При подготовке арматурных конструкций, закладных деталей образуются отходы стали арматурной, листовой и сортовой — лом черных металлов. При сварке арматурных конструкций отходы использованных электродов, проволоки относятся к 4 категории опасности. Количество образующихся отходов зависит от вида и класса используемой стали.

В процессе приготовления бетонной смеси возможен брак замеса (несоответствие дозировок, качества сырья и другие), который оформляется отдельным актом и отражается в бухгалтерской отчетности. Данный вид отхода в производство не возвращается.

При формовании изделий, транспортировке бетонной смеси, чистке форм образуются отходы бетонной смеси.

Отходы гашеной извести образуются при приготовлении известкового молока для затирки готовых изделий.

В предлагаемых нормативах удельное количество отходов разных категорий приводится на 100 куб. м готовых изделий или на единицу используемых материалов.

Транспортный отдел является источником возникновения механических и химических загрязнений – это металлолом, свинцовые отходы, выхлопные газы автомашин.

В составе транспортного цеха 2 источника загрязнения атмосферы:

1) легковой автомобиль

2) грузовой автомобиль

Автомобили работают на бензине. При работе двигателей в атмосферный воздух выделяются:

Источником выброса транспортных средств считается место стоянки (прогрев) автомобиля. Загрязняющие вещества, образующиеся при работе двигателя грузового автомобиля, попадают в атмосферу от площадного источника

Приготовительный цех является источником механических и физических загрязнений: пыль и отходы от очистки сырья, повышенный шум от растрепальных агрегатов.

Цех по контролю за готовой продукцией является источником механического загрязнения – пыль.

Ремонтно-механический отдел является источником возникновения механических и физических загрязнений: стружки, железные опилки, мусор, повышенный шум от работы токарных станков.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Экология и охрана природы : Экологические риски при производстве строительных материалов

Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота

Кафедра Защита в чрезвычайных ситуациях

Тема: «Экологические риски при производстве строительных материалов»

Выполнили: Крупнова А.С.

Цель и задачи

Цель — определить экологический риск для окружающей среды и человека.

1. Определить предприятия, относящиеся к строительной промышленности и находящиеся на территории Калининградской области

2. Выявить ВВ, выбрасываемые в воздух при производстве строительных материалов предприятиями Калининградской области

3. Определить объемы выбросов предприятиями строительной промышленности Калининградской области

4. Провести исследование на одном из предприятий Калининградской области строительной промышленности

5. Определить негативные последствия для окружающей среды и человека при превышении норм вследствие выбросов ВВ в атмосферу

Перечень предприятий Калининградской области

1. Завод «ЖБИ — 1» пос.Прибрежный, ул.Заводская,11

2. Завод «ЖБИ — 2» ул.Мукомольная,14

3. Кирпичный завод «Чайковский» Правдинский район, пос.Железнодорожный, ул.Кирпичная, 3

4. Асфальто-бетонный завод ул.Двинская, 93

5. ООО «Балткерамика» ул.Заводская, 11

6. ООО «Экоблок» Малое Исаково, ул.Гурьевская, 1

7. ООО «Космоблок» Балтийское шоссе, 1

Производство строительных материалов и вредные вещества, попадающие в атмосферу при их производстве

Производство бетона

Бетон — это искусственный камень, полученный путем смешения цемента, гравия и воды.

Составные части высыпают в бетономешалку и одновременно подают в нее воду.

После перемешивания исходные материалы образуют пластичную смесь, похожую на тяжелую жидкость. Поэтому свежеприготовленный бетон называют не бетоном, а бетонной смесью. Лишь через некоторое время смесь затвердевает и превращается в камень, т.е. бетон.

Железобетон — это бетон, армированный конструкционной сталью.

Основные загрязнители: оксиды углерода, азота, серы; углеводороды; пыль неорганическая

Производство асфальта

Асфальт — смесь битумов (60-75 % в природном и 13-60 % в искусственном) с минеральными веществами (известняком, песчаником и др.). Применяют в смеси с песком, гравием, щебнем для устройства шоссейных дорог, как кровельный, гидро- и электроизоляционный материал, для приготовления замазок, клеев.

Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее).

Основные загрязнители: свинец и его неорганические соединения

Азота оксиды; сажа; ангидрид сернистый (серы диоксид — SO2); углерода оксид (СО); глеводороды предельные C12-C19; мазутная зола; пыль неорганическая (SiO2 > 70 %) динас и др.; пыль неорганическая (SiO2 = 20-70 %) цемент, шамот и др.; пыль неорганическая (SiO2

РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ1

8.1. Цемент. Расчет количества загрязняющих веществ (кг/ч), поступающих в атмосферу при производстве цемента, ведет по следующей формуле:

(8.1.)

где v – объем загрязняющего газа (м 3 /ч); С – концентрация пыли в потоке загрязняющего газа (г/м 3 ).

Концентрации пыли и потоке загрязняющего газа определяются по методикам, согласованным с Госкомгидрометом. В отдельных случаях допускается принимать усредненные показатели выбросов, приведенные в табл.8.1.

Годовой выброс загрязняющего вещества (г, т) из единичного стационарного источника определяется по формуле:

, (8.2.)

где С – концентрация вещества в выбрасываемом газе (г/м 3 ); τ – время выделения вещества из источника (ч, год).

Если известны удельные значения выбросов, т.е. количество выбрасываемых веществ на единицу производственной продукции, то выброс загрязняющего вещества в единицу времени (ч, год) определится по формуле:

, (8.3.)

где N – количество продукции, производимой в единицу времени, q – количество загрязняющего вещества, выделяющегося при производстве единицы продукции, рассчитывается по табл.8.1. для различных источников.

8.2. Известь. Расчет выброса пыли при производстве извести ведется по формулам (8.1) – (8.3). Удельный выброс пыли на 1 т продукции составляет 190,9 кг. Усредненные показатели содержания пыли в аспирационных потоках до их очистки на заводах производства извести приведены в табл. 8.2.

8.3. Стекло. Для производства стекла применяется многокомпонентная шихта, основными составляющими которой являются известняк, доломит, песок, полевой шпат, пегматит, нефелин, сода, сульфат

Стекловаренные печи выбрасывают в атмосферу оксиды азота, серы, фтора, свинца, мышьяка и т.д. В. табл. 8.3. приведены средние значения концентрации твердых загрязняющих веществ. Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу следует вести по формулам (8.1.) и (8.2.).

Усредненные показатели выброса пыли на заводах цементного производства

Усредненные показатели выброса пыли на заводах известкового производства

Обезвреживание токсичных отходов при производстве цемента

Обезвреживание токсичных отходов при производстве цемента — раздел Экология, Промышленная экология Обезвреживание Токсичных Отходов При Производстве Цемента В Развитых Странах .

Обезвреживание токсичных отходов при производстве цемента в развитых странах за последние десятилетия стало повседневной практикой [22]. Так, во Франции в 1996 г. работало 20 цементных печей, на которых было обезврежено 400 тыс. т токсичных отходов (более трети их количества в стране). В США на 22 цементных печах в указанном году было обезврежено 1,2 млн. т токсичных отходов. За счёт сжигания отходов во Франции в 1996 г. сэкономлено более 300 тыс. т мазута, а в США — не менее одного миллиона тонн угля. В этих странах приняты новые стандарты по контролю за отходящими газами цементных печей, при этом в США нормы на выбросы от цементных печей, сжигающих токсичные отходы, даже жёстче, чем на выбросы от обычных печей на полигонах по обезвреживанию опасных отходов.

Следует кратко остановиться на физико-химических процессах, протекающих при производстве цемента. Основными цементообразующими оксидами являются CaO, SiO_2, Al₂O₃ и Fe₂O₃. Сырьём для производства цемента служат различные минералы, содержащие эти оксиды (например, мергель) или искусственно приготовленные смеси из известняка и глины. При их обжиге до 550 о С происходят сушка и дегидратация минералов, с 550 до 900 о С – разложение известняка с образованием СaО и СО₂, а при 900-1450 о С оксиды реагируют с образованием силикатов кальция, алюмосиликата и ферроалюмината кальция. Так, минералогический состав портландцемента (без добавок) содержит: 40-60% 3СaО.SiO₂, 15-35% 2CaO.SiO₂, 4-14% 3CaO.Al₂O₃ и 10-18% 4CaO.Al₂O₃.Fe₂O₃ .

Обезвреживание токсичных отходов при производстве цемента имеет следующие преимущества по сравнению с их сжиганием в специальных установках, описанных ранее:

— высокая температура в пламени – 2000 о С;

— время пребывания газов при температуре выше 1200 о С от 5 до 6 с, при требуемых 2с;

— избыток кислорода при сжигании и после него;

— нейтрализация кислых газов (например, диоксида серы и хлористого водорода) оксидом кальция, присутствующим в большом избытке по сравнению со стехиометрически необходимым количеством;

— связывание тяжёлых металлов, находящихся в отходах, с включением в структуру клинкера (обожженная смесь оксидов); тяжёлые металлы обычно содержатся в сырьевых материалах и связываются в прочные соединения при спекании. Их добавка с отходами невелика и не превышает допустимых пределов;

— после очистки не образуются такие побочные продукты, как шлак, зола и шламы (мокрая газоочистка не требуется, а пыль после фильтров представляет собой готовый продукт или сырьевую массу);

— экономится энергетическое сырьё и уменьшается объем выделяющихся «парниковых» газов. Производство цемента требует большого количества энергии: на одну тонну клинкера расходуется 80 кг топлива. При сжигании токсичных органических отходов в цементных печах полезно используется 100% их энергетического потенциала, при термическом обезвреживании на полигоне – только та его часть, которая утилизируется в виде горячей воды и/или электроэнергии. Количество «парниковых» газов уменьшается пропорционально сэкономленному горючему;

— малые капитальные затраты.

При производстве цемента используется большое количество различных промышленных отходов, в том числе шламов очистных сооружений (органическая часть – в качестве горючего, минеральная – компонентов сырья, поскольку часто содержит значительное количество оксида кальция). В цементных печах нельзя использовать только радиоактивные и инфицированные медицинские отходы (из за сложности их подачи в печь).