Национальная металлургическая академия Украины
В последние десятилетия во всем мире все больше говорят о необходимости замены традиционных видов топлива (нефти, угля, газа) на другие виды - биотоплива. Различают жидкое биотопливо, твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород). К жидким биотопливам относят биоэтанол, биометанол, биобутанол, диметиловый эфир, биодизель.
Биоэтанол (С2Н5ОН) представляет собой этиловый спирт, производимый из биомассы и/или биологически разлагаемых компонентов отходов и используемый в качестве биотоплива. Мировое производство биоэтанола в 2005 составило 36,3 млрд. литров, из которых 45 % пришлось на Бразилию и 44,7 % - на США.
Главная задача технологий биотоплива второго поколения – увеличить количество выпускаемого экологически устойчивого биотоплива, используя биомассу, состоящую из остаточных непищевых частей растений, таких как стебли, листья, шелуха, оставляемых после извлечения пищевой части. По оценкам Германского Энергетического Агентства (DeutscheEnergie-AgenturGmbH) (при ныне существующих технологиях) производство топлив пиролизом биомассы может покрыть 20 % потребностей Германии в автомобильном топливе. К 2030 году, с развитием технологий, пиролиз биомассы может обеспечить 35 % германского потребления автомобильного топлива. Себестоимость производства составит менее €0,80 за литр топлива. Евросоюз поставил задачу к 2020 году перевести на такое горючее до 10% своего автотранспорта.
Несмотря на то, что использование биотоплива имеет большое количество преимуществ, существуют и неоспоримые недостатки этого вида топлива. Теплотворная способность, как один из показателей качества топлива, у биогазов ниже, чем у традиционных видов топлива.
| Вид биотоплива | Биогаз | Био- метанол | Био- этанол | ДМЭ | Биодизель | Диз. топливо | Бензин |
| Теплотворная способность, МДж/кг | 27,7 | 29,7 | 24,8 | 42,5 | 47,30 |
При использовании биотоплива в производственных масштабах существует угроза перепрофилирования пахотных земель и использование их для выращивания сырья для производства биотоплив, а также уничтожение лесных насаждений, с целью увеличения посевных площадей биокультур.
Использование биотоплив в промышленности находится на раннем этапе исследования и требует повышенного внимания со стороны ученых всех стран.
АНАЛІЗ ВПЛИВУ ВІДВАЛІВ ЗОЛИ ТЕПЛОЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ НА СТАН ДОВКІЛЛЯ
Стафийчук И.М., керівник доц. Стовба Я.В.
Національна металургійна академія України
В процесі виробництва теплової енергії на ТЕС утворюються золошлакові відходи, шлам, пилоподібні відходи, солевмісні і нафтовмісні стоки. На ТЕС щорік спалюється до 4-5 млн. т вугілля і складується близько 600 тис. т. ЗШВ. Відвали золи знаходяться в межі міста і є постійним джерелом забруднення довкілля. Використання золи і шлаків місцевою промисловістю незначне. Золошлакові відходи при їх складуванні створюють небезпеку забруднення довкілля радіоактивними речовинами, що містяться в них, і важкими металами (рис. 1).
Рисунок 1 - Схема впливу складування золошлакових відходів на довкілля
У зонах впливу вівалу золи формуються надзвичайні екологічні ситуації із-за утворення пилу, а також вимивання компонентів золи, попадання їх в грунт і підземні води, що, у свою чергу, надає негативну дію на здоров'я населення прилеглих територій. Крім того вівали золи, є причиною відчуження земель, які практично безповоротно вилучаються з корисного використання. Аналіз надзвичайних ситуацій на вівалі золи показав, що на його території можуть виникати різні аварійні ситуації, обумовлені рядом причин як техногенного, так і природного характеру: сезонне «пилення» необводнених зон золошлаковідвалу; формування в ході експлуатації золошлаковідвала техногенного горизонту грунтових вод; забруднення грунтового і рослинного покривів і поверхневих вод, що контактують із ЗШВ; значне відчуження території; виникнення потенційної загрози довкіллю унаслідок часткового або повного руйнування захисної греблі відвалу золи з подальшим поширенням по місцевості, прилеглій до ЗШВ.
ШЛЯХИ ДОСЯГНЕННЯ БЕЗВІДХОДНОСТІ У МЕТАЛУРГІЇ
Ярова О.Г., керівник ас. Зосімов Б.Ю.
Національна металургійна академія України
Основний шлях захисту природи від шкідливого впливу промислових виробництв – створення екологічно безпечних технологічних процесів і безвідходних, на перших засадах маловідходних, виробництв. Тільки створення безвідходних виробництв слугує радикальною мірою охорони природи і оптимальною з точки зору економіки виробництва, тобто дозволяє вирішити проблему охорони навколишнього середовища не тільки технічно, але і з економічно розумними витратами.
При видобуванні металевої сировини найефективнішими напрямами (з урахуванням подальших переділів) є підвищення глибини збагачення сирої руди та підвищення вмісту цільового компонента в товарній руді.У металургійній промисловості найперспективнішими є технології прямого відновлення заліза (минаючи доменний процес), засновані на використанні залізорудних металізованих окатишів, природного газу та твердого палива; розширення використання киснево-конверторної виплавки та електроплавки (з безперервним литтям заготовок); підвищення частки металобрухту в шихті; подальший розвиток спеціальних методів виплавки сталі з підвищеними експлуатаційними характеристиками. У прокатному виробництві - це технологічні процеси, що об’єднують операції прокату і безперервної розливки, застосування термообробки, нанесення захисних покриттів та ін.У машинобудуванні та металообробці - застосування технологій пластичної деформації, сучасних методів оброблення металів.
ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ МЕРЕЖІ ДНІПРОПЕТРОВСЬКОЇ ОБЛАСТІ
Пігуль О.О. , керівник ас. Соболевська О.С.
Національна металургійна академія України
Перспективним механізмом вирішення екологічних проблем техногенно навантажених регіонів є формування екологічної мережі, єдиної територіально-функціональної системи, доцільність побудови якої зумовлена законами України «Про Загальнодержавну програму формування національної екологічної мережі України на 2000-2015 роки» та «Про національну екомережу України» (від 24 липня 2004 р. N1864-IV).
Екологічна мережа дозволяє враховувати потреби і дикої природи, і людства, є важливим механізмом забезпечення та підтримування біорізноманіття, розвитку регіонів, створюється шляхом об’єднання об’єктів природно-заповідного фонду та інших особливо цінних територій для збереження і відновлення якості навколишнього середовища.
Для формування екологічних мереж будь-якого рівня необхідно оцінити природний потенціал піддослідного регіону (області, району), з метою подальшого визначення його просторової структури та функціональних зв’язків.
За елементарну одиницю мережі, тобто окремий компонент з якого буде складатися екологічна мережа, можна взяти біогеоценоз. Каркасом екологічної системи може слугувати гідрографічна мережа, в межах якої існує та розвивається біогеоценоз, та ряд ландшафтних елементів: вододіли, долини рік, в межах яких розвиваються зональні біогеоценози, схилові землі.
Створення екологічної мережі Дніпропетровської області дозволить посилити функції самовідновлення та саморегулювання у навколишнього середовища регіону.
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА НА ПОКАЗНИКИ СТАНУ ЗДОРОВ’Я НАСЕЛЕННЯ
Арюпіна Т.С. , керівник ас. Соболевська О.С.
Національна металургійна академія України
Реакція організму на забруднення залежить від індивідуальних властивостей організму: віку, статі, стану здоров’я. Найбільш вразливими до хвороб є діти та люди похилого віку. Медики встановили пряму залежність між ростом числа людей, хворих на алергію, бронхіальну астму, розлади ЦНС, раком та погіршенням екологічної ситуації у регіоні.
У місті Дніпропетровську налічується 3102 промислових підприємств, серед яких є об’єкти хімічної промисловості - гумово-асбестові виробницта, виробництво синтетичних миючих засобів, у викидах яких міститься велика кількість сполук нікелю, хрому, формальдегіду та смоли.
Викиди транспорту потрапляють в організм людини через органи дихання, шкіру. Після цього вони адсорбуються і потрапляють до кровоносної системи, після чого розповсюджуються до інших органів та систем. Доведено, що від таких викидів страждають всі органи і системи, але найбільше - це молочна залоза, сечостатева система та кровоносна і лімфатична системи. Найбільше від цього страждають жителі нашого міста, що мешкають поблизу великих магістралей (пр. ім. Газети Правда, мікрорайон Кротова, частина вул. Г. Сталінграду).
За даними Дніпропетровського обласного центру статистики захворюваність населення нашого міста (на 100 чоловік) складає: захворювання кровоносної та лімфатичної системи - 18%; захворювання шкіри - 15%; захворювання сечостатевої системи - 14,5%; захворювання молочної залози - 14%; захворювання ЦНС - 12%; захворювання органів дихання - 11,5%; захворювання органів травлення - 10%; захворювання кісток, м’яких тканин та ендокринних органів - 5%.
Екологічний стан міста Дніпропетровська оцінюється як кризовий. Головні причини екологічної кризи: нераціональне використання всіх видів природних ресурсів, техногенний вплив на довкілля,недосконалі й застарілі технології виробництва, велика концентрація надпотужних хімічних, металургійних, промислових виробництв, транспорт. Таким чином, просліджується чітка кореляція між забрудненням навколишнього середовища та захворюваністю населення міста.
ДОСЛІДЖЕННЯ ОДНОЧАСНОГО ОЧИЩЕННЯ ДОЩОВИХ, ТАЛИХ ТА ОБОРОТНИХ ВОД ВІД ЦЕНТРІВ МИТТЯ АВТОТРАНСПОРТУ
Бардашевська Ю.Ю. , керівник ас. Соболевська О.С.
Національна металургійна академія України
Одночасне очищення дощових, талих та зворотних вод від миття транспорту ставить метою доведення якості води до такої, що може використовуватися у оборотному замкненому циклі. Основним компонентом, який впливає на визначення методів очищення води, є завислі речовини, вміст яких у цих водах у 10-100 разів перевищує нормативні показники. Крім завислих речовин вода містить колоїдні речовини та емульсії з нафтопродуктами.
Враховуючи склад забруднених вод доцільно використати методи механічного, фізико-хімічного очищення та біологічної доочистки з використанням наступних блоків: I - механічна очистка у гідроциклонах; II - фізико-хімічна очистка на установці «Флокфіл»; III - біологічна доочистка на біоплато з вищими водними рослинами.
Установки «Флокфіл» являють собою блочно-модульний комплекс з блоками флокуляції, флотації, відстоювання, фільтрування та біосорбції або біоокислення. В блоках фільтрування установок «Флокфіл» освітлені води проходять через модифіковане пінополістирольне завантаження, або поліпропіленовий волокнистий матеріал, на яких іммобілізовані за спеціальною методикою мікроорганізми-біодеструктори, що дозволяє суттєво зменшити забруднення попередньо освітлених вод розчиненими нафтопродуктами та СПАР. Таким чином, очищені оборотні води можуть бути використані повторно як для технологічних потреб (миття автотранспорту), так і для проведення поливних робіт на території підприємства, для поливу газонів та інших зелених насаджень тощо. Осад, до складу якого входять завислі речовини та біомаса мікроорганізмів-деструкторів нафтопродуктів, після зневоднення направляється на утилізацію в якості добрива для зелених насаджень.
АНАЛІЗ ВПЛИВУ НА ДОВКІЛЛЯ ШЛАМОНАКОПИЧУВАЧУ
ВАТ «ІНТЕРПАЙП-НТЗ»
Сухорукова О.П., керівник ас. Матухно О.В.
Національна металургійна академія України
Призначення шламонакопичувача ВАТ «Інтерпайп-НТЗ» – накопичування стічних вод (пульпи) травильних, знежирювальних, гальванічних виробництв трубопрокатних цехів, цеха товарів народного споживання, промивочних та регенераційних вод, продувочних вод котелень теплосилового цеху. Вихід шламу поточних виробництв, за даними водної лабораторії заводу, складає 3,5 тис. т/рік за сухою речовиною з вмістом CaSO4, FeSO4, Fe(OH)3, Zn, Ni. Внаслідок потрапляння на шламонакопичувач незапланованих проектом стічних вод від підприємства Державний трубний інститут можливі випадки переповнення карт та перелив вод шламонакопичувача на прилеглу територію.
Шламонакопичувач повністю зашлакован. Практично порушена система видалення освітленої води з його карт. Для видалення нафтопродуктів використовується примітивне устаткування. Крім того, шламонакопичувач – відкрита споруда, з поверхні якої здійснюється постійне виділення газоподібних речовин до атмосфери, а у випадку порушення дренажу або ізольованого шару може виникнути виток забруднених стічних вод.
Таким чином, вплив шламонакопичувачу ВАТ «Інтерпайп-НТЗ» на навколишнє середовище пов'язаний з фільтраційними втратами в ґрунт і ґрунтові води, що призводить до їх забруднення та до підвищення рівня ґрунтових вод, вторинним забрудненням атмосфери і випаром газоподібних речовин з поверхні, втратами суспензій при транспортуванні в шламонакопичувач, відчуженні й забрудненні земельної ділянки розміром 4,82 га, трансформації природного ландшафту в техногенний. Тобто шламонакопичувач ВАТ «Інтерпайп-НТЗ» є об’єктом підвищеної небезпеки, об’єктом господарювання із високим ступенем екологічного ризику.
ДЕЯКІ ПІДХОДИ ДО ОЧИЩЕННЯ ВИКИДІВ ДОМЕННИХ ПЕЧЕЙ
Ткачева О.Ю., керівник доц. Доморацький В.А.
Національна металургійна академія Україні
У роботі переслідувалася мета на підставі загальновідомих, але не співставляємих раніше даних по забрудненню навколишнього середовища викидами доменного виробництва, показникам роботи основних очисних споруд (електрофільтри, рукавні фільтри), вимог нормативних документів і сьогоднішньому досвіду передових світових металовиробників запропонувати підхід до вибору основного очисного устаткування. Зіставлення цих показників робить украй актуальним пошук найбільш високоефективних технологій захисту навколишнього середовища від викидів доменного виробництва.
Приведені основні статистичні дані і розрахункові результати, на базі передового зарубіжного досвіду по вибору і використанню природоохоронних технічних засобів, що забезпечують виконання основної вимоги системи стандартів ISO14000, – постійне поліпшення екологічних показників діяльності підприємства, вдосконалення охорони навколишнього середовища, а також економічну, екологічну і соціальну эфективність діяльності металургійного виробництва.
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ОЧИЩЕННЯ МАРТЕНІВСЬКИХ ГАЗІВ
Лукова О.В., керівник доц. Стовба Я.В.
Національна металургійна академія Україні
Проблема ефективного очищення газів від пилу при виплавці сталі набуває особливої гостроти у зв'язку з інтенсифікацією сталеплавильних процесів за допомогою кисню, що призводить до утворення великої кількості дрібного пилу розміром часток менше 1 мкм, а також внаслідок застосування при виплавці сталі різних порошкоподібних матеріалів.
Для підвищення фракційної ефективності уловлювання тонкодисперсних часток необхідна реконструкція діючих систем очищення газів, що відходять. Пропонується заміна існуючої системи «мокрої» газоочистки на «сухе» знепилювання газів, що відходять. Цей метод має ряд переваг: отримання продукту очищення газів в сухому вигляді, що полегшує вирішення завдань по його утилізації; зниження питомих експлуатаційних витрат на очищення газів, що відходять, за рахунок низької питомої енергоємності сухих методів очищення, зокрема при використанні електрофільтрів. Для реалізації цього проектного рішення необхідно в діючій схемі очищення після рекуператора встановити електрофільтр типу ПГДС-3×50, що забезпечить ефективність уловлювання тонкодисперсних частинок до 92-94 %.