Главными факторами совершенствования технологии целлюлозного производства в XXI в. остаются сокращение капитальных и эксплуатационных расходов, повышение качества продукции и уменьшение вредного воздействия целлюлозных заводов на окружающую среду.
Целлюлозно-бумажная промышленность по своей специфике была и остается потенциальным источником негативного влияния на окружающую среду из-за опасных стоков в водоемы и выбросов в атмосферу, а также складирования твердых отходов на специальных площадках. На заседании Координационного совета Государственной лесной службы МПР России и лесопромышленного комплекса страны отмечено, что более 22% всех загрязняющих сточных вод, попадающих в российские водоемы, приходится на долю предприятий деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.
В настоящее время в России особое внимание уделяется стратегии предотвращения загрязнений и гармонизации взаимоотношений экономики и экологии, что составляет содержание концепции НСТ. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» 2002 г. провозглашает основные принципы экологической политики государства.
В статье 1 ФЗ принято понятие технологического норматива – норматива допустимых выбросов и сбросов веществ, который устанавливается для стационарных, передвижных и иных источников, технологических процессов, оборудования и отражает допустимую массу выбросов и сбросов веществ в окружающую среду в расчете на единицу выпускаемой продукции. Сформулировано также понятие «наилучшая существующая технология» - технология, основанная на последних достижениях науки и техники, направленная на снижение негативного воздействия на окружающую среду и имеющая установленный срок практического применения с учетом экономических и социальных факторов.
Опыт международного национального экологического законодательства в странах с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью базируется на технологическом нормировании удельного сброса загрязнений (кг/т в.с.ц.) для определенных видов продукции по ограниченному количеству показателей. Разработка Директивы Совета ЕС 96/61 от 24 сентября 1996 г. «О комплексном предотвращении и контроле загрязнений (IPPC)», я также публикации в зарубежных источниках о подготовке Европейским технологическим бюро «Справочного документа по наилучшим существующим технологиям (HCT) в ЦБП (Reference Documents on Best Available Techniques in the Pulp and Paper Industry? December 2001 (BREF)» показали своевременность начала проведения аналогичных работ в России.
В результате выполненных Институтом экологических проблем Севера (ИЭПС) работ по сопоставлению методов аналитического контроля качества сточных вод, существующих в РФ с международными стандартами эколого-аналитического контроля, подтверждена идентичность используемых методов анализа, хорошая сходимость результатов.
Обоснована и научно подтверждена возможность использования перечня загрязняющих веществ Европейского сообщества для характеристики сброса сточных вод. Научно обоснована возможность применения показателя ХПК в качестве интегрального приоритетного показателя. На практике доказана возможность введения международных правил и подходов для нормирования сброса загрязнений ЦБП России и определения экологической эффективности внедрения наилучших доступных технологий.
По результатам выполненных работ обоснован перечень загрязняющих веществ, рекомендуемый для контроля сточных вод предприятий ЦБП. Перечень включает химические вещества и группы химических веществ, оказывающих негативное воздействие на компоненты окружающей среды, в отношении которых применяется совокупность мер государственного регулирования в области охраны окружающей среды, взимание платы за негативное воздействие на окружающую среду, экологический контроль, мониторинг состояния окружающей среды. Предлагаемый Перечень основных загрязняющих веществ в стоках ЦБП соответствует требованиям международного природоохранного законодательства по показателям ХПК, БПК5, ВВ, азот общий (аммоний-ион, нитрит-ион, нитрат-ион), фосфор общий (фосфаты), АОХ.
В странах ЕС допустимая концентрация на сбросе по показателю ХПК установлена в соответствии с НДТ (для интегрированного предприятия производящего волокнистый полуфабрикат и осуществляющего его переработку в готовую продукцию (бумагу, картон) концентрация загрязняющих веществ по показателю ХПК на сбросе составляет 160-400 мгО2/л). Такой норматив обусловлен уровнем развития наилучших доступных технологий и обеспечением приемлемого риска для окружающей среды.
В России для предприятий ЦБП расчетная концентрация допустимого сброса составляет 30-50 мгО2/л является технологически недостижимой величиной.
В настоящее время готовится ко второму чтению в Госдуме ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в части совершенствования нормирования в области охраны окружающей среды и введение мер экологического стимулирования субъектов для внедрения наилучших технологий». В законе определены порядок исчисления платы за негативное воздействие на окружающую среду, меры господдержки природоохранной деятельности, технологические и технические нормативы. Отмечена необходимость внедрения наилучших доступных технологий (НДТ) для минимизации негативного воздействия от хозяйственной деятельности на окружающую среду и другие аспекты.
В международных Рекомендациях были разработаны модели наиболее прогрессивных технологий, которые рекомендуется применять при новом строительстве, а также в ходе реконструкции и модернизации предприятий ЦБП, - наилучшие существующие технологии. Они включают как производственные процессы, так и процессы, призванные снижать количество и вредоносность сбросов «на конце трубы». Они отражают реальность усовершенствований, имеющих целью достижение комплексного предотвращения и контроля загрязнения окружающей среды:
при производстве сульфатной целлюлозы
-сухая окорка древесины;
-модифицированная варка как при периодической, так и при непрерывной варке;
-высокоэффективная промывка и закрытый цикл очистки и сортирования небеленой целлюлозы;
-кислородная делигнификация;
-отбелка ECF и TCF и рециркуляция щелочных фильтратов отбелки (для промывки небеленой целлюлозы);
-очистка концентрированных конденсатов и повторное использование конденсатов в производстве;
-обеспечение достаточного количества мощностей для выпарки и сжигания черного щелока;
-системы, позволяющие повторное использование условно чистых вод;
-обеспечение больших объемов буферных емкостей для хранения переливов;
-первичная очистка сточных вод;
-биологическая очистка сточных вод;
при производстве сульфитной целлюлозы
-сухая окорка древесины;
-продленная делигнификация – комбинация продленной варки и кислородной делигнификации;
-высокоэффективная промывка и закрытый цикл очистки и сортирования небеленой целлюлозы;
-локализация и сбор утечек и переливов;
-частичное замыкание системы водооборота отбельных цехов при варке на Mg-основании;
-замыкание системы водооборота отбельного цеха при варке на Na-основании;
-отбелка TCF;
-нейтрализация щелока перед выпаркой;
-повторное использование большинства конденсатов или их отдельная биологическая очистка;
-обеспечение больших объемов буферных емкостей для хранения технологических растворов и волокнистых масс;
-первичная очистка сточных вод;
-биологическая очистка сточных вод.
Таблица 1
Нормативы сброса загрязнений со сточными водами по рекомендациям Хельсинкской конвенции
| Пока-затель | Производство сульфитной целлюлозы, кг/т в.с.ц. | Производство сульфатной целлюлозы, кг/т в.с.ц. | ||||||||
| Старые предприятия | Новые предприятия | Старые предприятия для стран с развитой ЦБП | Старые предприятия для стран с переходной экономикой | Новые предприятия | ||||||
| б.ц.* | Н.ц.** | Б.ц. | Н.ц. | Б.ц. | Н.ц. | Б.ц. | Н.ц. | Б.ц. | Н.ц. | |
| ХПК АОХ Р N | 0,5 0,08 0,7 | - 0,06 0,6 | 0,1 0,04 0,4 | - 0,4 0,3 | 0,4 0,04 0,4 | - 0,02 0,3 | 0,2 0,04 0,4 | - 0,02 0,3 | 0,2 0,02 0,35 | - 0,01 0,25 |
*Беленая целлюлоза
**Небеленая целлюлоза
Таблица 2
Директива ЕЭС на сброс ЗВ предприятиями ЦБП (IPPC)
(декабрь 2001 г.)
| Производство | ХПК | БПК | ВВ | АОХ | Nобщ | Робщ |
| Кг/т в.с.ц. | ||||||
| Небеленая сульфатная целлюлоза Беленая суль-фатная целлюлоза Беленая суль-фитная целлюлоза ХТММ Бумага с содержанием механической массы Бумага с содержанием макулатурной массы Санитарно-гигиеническая бумага из макулатуры Санитарно-гигиеническая бумага Немелованная чистоцеллю-лозная бумага Мелованная чистоцеллю-лозная бумага Гофрокартон, тест-лайнер, лайнер с бе-лым покров-ным слоем, коробочный картон | 5-10 8-23 20-30 10-20 2-5 2-4 2-4 0,4-1,5 0,5-2,0 0,5-1,5 0,5-1,5 | <0,2-0,7 <0,3-1,5 1-2 <0,5-1,0 <0,2-0,5 <0,05-0,5 <0,05-0,4 <0,15-0,4 <0,15-0,25 <0,15-0,25 <0,05-0,15 | 0,3-1,0 0,6-1,5 1,0-2,0 0,5-1,0 0,2-0,5 0,1-0,3 0,1-0,4 0,2-0,4 0,2-0,4 0,2-0,4 0,05-1,5 | - <0,25 - - <0,01 <0,5 <0,5 <0,01 <0,005 <0,005 <0,05 | 0,1-0,2 0,1-0,25 0,15-0,5 0,1-0,2 0,04-0,1 0,05-0,1 0,05-0,25 0,05-0,25 0,05-2,0 0,05-2,0 0,02-0,05 | 0,01-0,02 0,01-0,03 0,02-0,05 0,005-0,01 0,004-0,01 0,005-0,01 0,005-0,015 0,003-0,015 0,003-0,01 0,003-0,01 0,002-0,005 |
Таблица 3
Средние объемы стоков на заводе беленной сульфатной целлюлозы,
м3/т в.с.ц.
| Технологический процесс | Современный завод с отбелкой ECF | Современный завод с отбелкой TCF | Завод будущего с замкнутым водооборотом |
| Окорка древесины Отбелка Сушка целлюлозы Регенерация щелоков Всего | 1,5-4,0 10,0-15,0 0,5-1,0 1,0-2,0 13,0-22,0 | 1,5-4,0 5,0-10,0 0,5-1,0 1,0-2,0 8,0-17,0 | 0,0-0,5 0,0-5,0 0,0-0,5 2,0-1,0 2,0-7,0 |
Далее приводится примерный перечень технологий с целью определения HCT для предприятий использующих макулатуру:
-Отделение менее загрязненной воды от загрязненной и повторное ее использование
-Оптимальное использование воды (организация циклов по воде) и очистка воды
-Сокращение расхода свежей воды за счет разделения водных циклов
-Замкнутый цикл водопользования с применением локальной биологической очистки
-Анаэробная технология на первой ступени биологической очистки сточных вод
-Аэробная биологическая очистка сточных вод
-Модернизация оборудования для подготовки массы с уменьшением расхода энергии и эмиссий
-Новая технология совместного роспуска и грубого сортирования макулатуры
-Новые технологии очистки макулатуры от липких веществ
-Получение очищенной воды для установок по удалению печатной краски и чернил
-Совместное производство тепловой и электрической энергии
-Утилизация осадков и отходов с обработкой их на месте (обезвоживание)
-Экологически целесообразная утилизация и размещение отходов
-Выработка энергии из отходов предприятия, использующего макулатуру без удаления краски, в специальных энергоустановках
-Совместное сжигание отходов предприятия, использующего макулатуру без удаления краски, в энергоустановках, работающих на угле
-Сжигание отходов и шлама, от установки по удалению печатной краски с выработкой электроэнергии и пара.
Технологии для определения НСТ для бумажно-картонных предприятий:
-Водопользование и минимизация потребления воды для различных видов бумаги
-Регулирование потенциальных негативных последствий создания замкнутых водных систем
-Очистка оборотной воды в потоке с применением мембранной фильтрации и оборот очищенной технологической воды
-Снижение потерь волокна и наполнителей
_регенерация и повторное использование стоков
-Локальная предварительная очистка стоков
-Меры по снижению частоты аварийных сбросов и их негативного воздействия
-КИП и автоматика
Бассейн выравнивания и первичная очистка стоков
-Вторичная или биологическая очистка - аэробные методы
-Химическое осаждение сточных вод бумажного производства
-Замена потенциально вредных веществ менее вредными
-Предварительная обработка осадка (обезвоживание)
-Варианты переработки отходов
-Использование технологии с меньшими выбросами NOx на вспомогательных котлах
-Использование комбинированной выработки тепловой и электрической энергии
-Оптимизация процесса обезвоживания в прессовой части БДМ
-Энергосбережение за счет использования энергоэффективных технологий
-Меры по борьбе с шумом, излучаемым в окружающую среду.
Целлюлозно-бумажная отрасль одобрена Министерством природных ресурсов РФ в качестве пилотной для отработки системы технологического нормирования в России.
В рамках этого же проекта РАО «Бумпром» подготовлены проекты «Технологические нормативы сбросов, выбросов загрязняющих веществ и количества образующихся отходов в ЦБП России на основе использования НСТ» и «Методические указания по использованию сборника НТС и технологических нормативов для ЦБП России»(1 редакция).
Сборник технологических нормативов рекомендуется в качестве руководящего документа для надзорных природоохранных органов и промышленных предприятий при процедуре подготовки и выдачи комплексного разрешения на природопользование. Технологические нормативы должны быть основой для установления значений допустимых сбросов и выбросов ЗВ в комплексном разрешении на природопользование, выдаваемом природоохранными надзорными органами. В данном документе приведены технологические нормативы для приоритетных показателей при производстве следующих видов продукции:
-целлюлозы сульфатной беленой и небеленой;
-целлюлоз сульфитной беленой и небеленой;
-полуфабрикатов высокого выхода - ДДМ, ТММ, ХТММ;
-макулатурной массы;
-бумаги газетной;
бумаги писче-печатной;
-картона для плоских слоев гофрированного картона и бумаги для гофрирования;
-картона коробочного.
Кроме этого в документе представлены сведения об удельных расходах воды и энергии по отдельным технологическим процессам. Значения технологических нормативов РАО «Бумпром» для всех перечисленных производств приведены в таблице 4.
Таблица 4
Технологические нормативы сбросов сточных вод,
рекомендуемые РАО «Бумпром»
| Вид продукции | Компонент сбросов, кг/т в.с.ц. | ||||||
| Расход сточных вод, м3/т в.с.ц. | ХПК | БПК5 | ВВ | АОХ | Nобщ | Робщ | |
| Сульфатная беленая целлюлоза Сульфатная небеленая целлюлоза Писче-печатная бумага: Книжно-журнальная Офсетная Картон для плоских слоев гофрокартона: Крафт-лайнер Бумага для гофрирования, свежие полуфабрикаты | 3,0 3,5 2,5 2,0 | 1,3 1,0 0,5 1,0 0,6 0,5 | 1,2 1,2 0,5 0,6 0,5 0,5 | 0,4 - 0,006 0,007 0,004 0,004 | 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2 0,15 | 0,03 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 |
Сравнение данных табл. 4 с табл. 1, 2 и 3 показывает, что предлагаемые значения нормативов сбросов и выбросов для российских предприятий несколько выше общеевропейских. предполагается, что в различных странах ЕС в разной степени используются НСТ в ЦБП; также реальные предприятия не на всех стадиях производства и очистки сточных вод применяют НСТ. Приведенные в таблицах средние значения показателей сточных вод и газовых выбросов позволяют получить общее представление о том, чего может достичь в вопросе качества сточных вод и газовых выбросов среднее по технической оснащенности предприятие, использующее усредненное количество передовых технологий.