Цель работы: изучить характер воздействия железнодорожных предприятий на земельные ресурсы и основные меры по обезвреживанию и утилизации отходов; на основе ранее выполненных практических работ (№ 2 и № 3) рассчитать количество отходов, образующихся при работе котельной и очистке воды, оценить ущерб, наносимый этими отходами.
Отходы промышленных предприятий являются самым крупным источником загрязнения почв. Отходами производства считаются остатки сырья, материалов или полуфабрикатов, образовавшиеся при изготовлении продукции и полностью или частично утратившие свои потребительские свойства. Отходами потребления считаются различного рода изделия, комплектующие детали и материалы, которые по тем или иным причинам не пригодны для дальнейшего использования. Эти отходы подразделяются на отходы промышленного и бытового потребления.
Все отходы производства и потребления подразделяются на вторичные материальные ресурсы (ВМР), подлежащие переработке, и на отходы, переработка которых на данном этапе развития экономики и технологии нецелесообразна. Существует 5 классов опасности отходов (табл. 4.1).
Таблица 4.1 - Классы опасности отходов и нормативы платы за их размещение
| Класс опасности (КО) | Норматив платы за размещение в пределах лимитов (Нбл.отх.i), руб./т |
| I − чрезвычайно опасные | 1739,2 |
| II − высокоопасные | 745,4 |
| III − умеренно опасные | |
| IV − малоопасные | 248,4 |
| V − практически неопасные | 0,4 |
Возможны следующие способы обращения с отходами: утилизация (полезное использование), обезвреживание (снижение вредных свойств), захоронение (длительное размещение на полигонах), хранение (временное размещение). Для этих целей отходы также могут передаваться другим предприятиям.
|
|
Плата за размещение (относится к экологическим платежам) и выплаты за передачу отходов другим организациям (включается в текущие природоохранные затраты) на предприятиях железнодорожного транспорта примерно равны между собой.
В таблице 4.2 приведены наиболее распространенные виды отходов железнодорожных предприятий и способы обращения с ними.
Таблица 4.2 - Отходы предприятий железнодорожного транспорта и обращение с ними
| КО | Виды отходов | Техпроцесс – источник отходов | Обращение с отходами |
| I | Ртуть (из люминесцентных ламп) | Замена неисправных ламп | Передача для переработки на специализированные предприятия |
| Отходы гальванических производств | Гальванические производства | ||
| II | Трихлорэтилен | Химчистка спецодежды | Обезвреживание |
| Серная кислота, электролит | Ремонт аккумуляторов | Нейтрализация | |
| Нефтепродукты | Очистка сточных вод ППС, депо и ремонтных заводов | Использование в качестве топлива в котельных; реализация; передача нефтехимическим предприятиям для переработки | |
| III | Нефтешламы (замазученный песок) | Сжигание в котельных или инсинераторах*; передача другим организациям; размещение на полигонах | |
| Отработанные масла | Ремонт подвижного состава, станков и др. оборудования | Передача для переработки на специализированные предприятия | |
| Загрязненный грунт** | Очистка промплощадок предприятий | Обработка биопрепаратами («Путидойл», «Дестройл» и др.); сжигание в инсинераторах* | |
| Лом цветных металлов (медь, свинец, бронза и др.) | Металлообработка | Передача для переработки | |
| Лом черного металла | Металлообработка | Передача для переработки | |
| IV | Золошлаковые отходы | Работа котельных | Использование для строительных нужд; размещение на полигонах; передача другим организациям для использования |
| Старогодние деревянные шпалы | Ремонт пути | Использование в качестве топлива; реализация населению | |
| V | Твердые бытовые отходы (ТБО) | Размещение на полигонах |
|
|
*) инсинератор – установка для сжигания отходов, работающая на жидком или газообразном топливе
**) на ШПЗ грунт загрязнен преимущественно фенолами, на других предприятиях − нефтепродуктами
Структура обращения с отходами (в % от общей массы) на предприятиях железнодорожного транспорта представлена в таблице 4.3.
Таблица 4.3 - Структура обращения с отходами
| Способ обращения | Примерное количество, % от общей массы |
| Захоронение на собственных объектах | |
| Хранение на собственных объектах | |
| Использование | |
| Передача другим организациям для: - захоронения | |
| - обезвреживания и использования |
Следует подчеркнуть, что хранение отходов является временной мерой, временно хранящиеся отходы в дальнейшем обязательно должны быть утилизированы, обезврежены, захоронены на полигонах или переданы для этих целей другим предприятиям. При хранении отходов на собственных объектах сроком до 1 года плата за размещение не взимается, свыше 1 года – взимается как сверхлимитная.
Основная масса отходов предприятий железнодорожного транспорта (свыше 90 %) приходится на золошлаковые отходы, образующиеся в котельных. Также образуется большое количество нефтепродуктов и нефтешламов (при очистке сточных вод ППС, депо и ремонтных заводов).
|
|
В данной практической работе необходимо рассчитать платежи за размещение (в пределах лимитов) золошлаковых отходов котельной (IV класс опасности) и нефтешламов, образующихся при очистке сточных вод в нефтеловушке (III класс опасности). Расчет платежей, тыс. руб./год за размещение i-го отхода в пределах лимитов производится по следующей формуле:
Потх.i = 0,3⋅Нбл.отх.i⋅Мотх.i⋅Кэ.почв⋅Ки⋅10–3, (4.1)
где 0,3 − коэффициент, применяемый при размещении отходов на специализированных полигонах и промышленных площадках, оборудованных в соответствии с установленными требованиями и расположенных в пределах промышленной зоны источника негативного воздействия;
Нбл.отх.i – базовый норматив платы за размещение i-го отхода, руб./т (таблице 4.1);
Мотх.i − масса i-го отхода, т/год;
Кэ.почв – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости почвы; для Восточно-Сибирского экономического района Кэ.почв = 1,1;
Ки – коэффициент индексации; Ки = 90.
Плата за размещение отходов сверх установленного лимита взимается в пятикратном размере.
Золошлаковые отходы существенны для котельных, использующих в качестве топлива уголь. Количество твердых отходов, образующихся при сжигании мазута, незначительно.
Расчет количества золошлаковых отходов котельной проводится на основании данных о годовом расходе угля из практ. работы № 2, за исключением вариантов 2, 4, 6, 12, 14 и 16, для которых объемы расхода угля принять по табл. 4.4.
Таблица 4.4. - Дополнительные данные о расходе угля
| № вар. | Вид топлива | Расход топлива, т/год |
| уголь Канско-Ачинский | ||
| уголь Бурятский | ||
| уголь Минусинский | ||
| уголь Канско-Ачинский | ||
| уголь Бурятский | ||
| уголь Минусинский |
Общая масса золошлаковых отходов котельной, т/год, складывается из трех составляющих:
Мзш = Мшлак + Мгх + Мциклон, (4.2)
где Мшлак − масса шлака, образующегося при сгорании угля;
Мгх − масса золы, оседающей в газоходах котла;
Мциклон − золы, уловленной в золоуловителе (циклоне).
Масса образующегося шлака, т/год, рассчитывается по формуле:
, (4.3)
где m – масса израсходованного угля, т/год (для вариантов с использованием угля принять по исходным данным практ. работы № 2, для остальных – по табл. 4.4);
α − доля золы топлива, превращающейся в шлак, α = 0,2;
qт – зольность топлива, % (прил. 1);
q1 − потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, %; для угля q1 = 5,5;
Qir – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (прил. 1).
Масса золы топлива, оседающей в газоходах котла, т/год:
, (4.4)
где k – доля золы топлива оседающей в газоходах, т/год.
Масса золы, уловленной в золоуловителях, т/год:
, (4.5)
где η – эффективность очистки в золоуловителе, для циклона η = 0,85
Масса задерживаемых в нефтеловушке в виде осадка взвешенных веществ (нефтешламов), т/год, определяется по формуле (исходные данные в прил. 5):
, (4.6)
где Сп1 – концентрация взвешенных веществ в воде до нефтеловушки, мг/л;
Эп − эффективность очистки от взвешенных веществ, %;
Q – расход сточных вод, м3/сут;
ρ – влажность осадка, ρ = 95 %.
Результаты расчёта сводятся в таблицу.
Таблица – Количество отходов и платежи за их размещение
| Масса золошлаковых отходов котельной: - шлака, т/год | |
| - золы, оседающей в газоходах, т/год | |
| - золы, уловленной в золоуловителе, т/год | |
| Всего золошлаковых отходов, т/год | |
| Масса нефтешламов, т/год | |
| Суммарная масса отходов, т/год | |
| Платежи за размещение на полигоне: - золошлаковых отходов, тыс. руб./год | |
| - нефтешламов, тыс. руб./год | |
| Суммарные платежи, тыс. руб./год |
Список литературы
1. Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П. Экономические основы экологии: Учебник. – С.-Пб.: «Специальная Литература», 1997. - 304 с.
2. Инструктивно-методические указания по взиманию платы за загрязнение окружающей природной среды. – М.: ВНИИЖТ, 1998. – 43 с.
3. Маслов Н.Н., Коробов Ю.Н. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, 1996. – 238 с.
4. Методика расчета природоохранных затрат предприятий железнодорожного транспорта. – М.: ВНИИЖТ, 1995. – 25 с.
5. Охрана окружающей среды и экологическая безопасность на железнодорожном транспорте: Учебное пособие/ Под ред. проф. Н.И. Зубрева, Н.А. Шарповой. – М.: УМК МПС РФ, 1999. – 592 с.
6. Тимофеева С.С., Шешуков Ю.В. Экология: Учебное пособие. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2001. – 172 с.
7. Цховребов Э.С. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте: М.: Космосинформ, 1996. – 527 с.
8. Цховребов Э.С. Сборник задач и упражнений по охране окружающей среды на железнодорожном транспорте. – М.: Космосинформ, 1993. – 144 с.
Приложение 1
| Вид топлива | q т, % | Sr, % | Qir, МДж/кг |
| Мазут: | |||
| малосернистый | 0,1 | 0,5 | 40,3 |
| сернистый | 0,1 | 1,9 | 39,85 |
| высокосернистый | 0,1 | 4,1 | 38,89 |
| Уголь: | |||
| Черемховский | 17,93 | ||
| Азейский | 14,2 | 0,4 | 16,96 |
| Канско-Ачинский | 6,7 | 0,2 | 15,54 |
| Бурятский | 16,9 | 0,7 | 16,88 |
| Минусинский | 17,2 | 0,5 | 20,16 |
Приложение 2
Удельная плата за выбросы для различных видов топлива (руб./т, руб./м3)
| Вид топлива | Ставка платы, руб./т или руб./м3 |
| 1. Бензин этилированный | |
| АИ-93 | 0,038 |
| А-76, А-72 | 0,025 |
| 2. Бензин неэтилированный | |
| АИ-93 | 0,01 |
| А-76, А-72 | 0,011 |
| 3. Дизельное топливо (ДТ) | 0,021 |
| 4. Сжатый природный газ | 0,009 |
| 5. Сжиженный газ | 0,011 |
Приложение 3
Годовая плата за транспортное средство и другие передвижные источники
| Вид передвижного источника | Плата на один источник, руб./год |
| 1. Легковой автомобиль | 2,7 |
| 2. Грузовой автомобиль и автобус с бензиновым ДВС | 4,0 |
| 3. Автомобили, работающие на газовом топливе | 1,4 |
| 4. Грузовой автомобиль и автобус с дизельным ДВС | 2,5 |
| 5. Строительно-дорожная и сельскохозяйственная техника | 6,5 |
| 6. Пассажирский тепловоз | 16,2 |
| 7. Грузовой тепловоз | 21,4 |
| 8. Маневровый тепловоз | 2,5 |
Приложение 4
Процентное распределение времени работы двигателей тепловозов на различных режимах нагрузки (τк, %)
| Тип ПС | Режим работы двигателя | ||||
| х.х. | 25 % | 50 % | 75 % | макс | |
| ТЭ3 | 67,31 | 1,5 | 1,5 | 2,9 | 26,79 |
| 2ТЭ10ЛВ | 9,7 | 11,8 | 5,5 | ||
| 2ТЭ116 | 7,2 | 10,8 | 14,9 | 7,1 | |
| 2М62 | 67,5 | 2,3 | 4,5 | 3,5 | 22,2 |
| ТЭМ-2, ТЭМ-1, ЧМЭ3 | 45,6 | 39,8 | 12,9 | 1,2 | 0,5 |
| БМЗ, ZВ-5, АРВ |
Приложение 5
Исходные данные к работе 4
| № варианта | N | nн | Сн1, мг/л | Сн2, мг/л | Сп1, мг/л | Сп2, мг/л | n |
| 20,5 | |||||||
| 21,5 | |||||||
| 22,5 | |||||||
| 23,5 | |||||||
| 24,5 | |||||||
| 25,5 | |||||||
| 26,5 |
Приложение 6
Значения удельных выбросов вредных веществ с выхлопными газами
дизелей тепловозов, кг/ч
| № | Тип ПС | ВВ | Режим работы двигателя | ||||
| х.х. | 25 % | 50 % | 75 % | макс | |||
| Тепловоз ТЭ3 | СО | 0,44 | 1,94 | 4,46 | 17,2 | 98,3 | |
| NО2 | 1,36 | 15,71 | 40,17 | 44,8 | 50,76 | ||
| С | 0,01 | 0,151 | 0,739 | 0,73 | 0,715 | ||
| Тепловоз 2ТЭ10ЛВ | СО | 0,26 | 5,47 | 5,65 | 34,4 | 73,11 | |
| NО2 | 0,29 | 14,367 | 27,32 | 40,1 | 67,88 | ||
| С | 0,83 | 2,39 | 4,54 | 3,41 | 3,22 | ||
| Тепловоз 2ТЭ116 | СО | 0,36 | 1,94 | 3,45 | 19,73 | 41,83 | |
| NО2 | 0,298 | 8,82 | 22,42 | 37,8 | 59,67 | ||
| С | 0,3 | 1,23 | 3,38 | 3,23 | 2,98 | ||
| Тепловоз 2М62 | СО | 0,23 | 2,57 | 5,85 | 17,23 | ||
| NО2 | 1,41 | 16,2 | 24,98 | 40,5 | 68,63 | ||
| С | - | 0,14 | 0,23 | 0,64 | 0,9 | ||
| Тепловоз ТЭМ2 | СО | 0,163 | 1,89 | 2,23 | 7,75 | 15,19 | |
| NО2 | 0,11 | 4,67 | 15,53 | 27,1 | 41,63 | ||
| С | 0,003 | 0,09 | 0,28 | 0,33 | 0,38 | ||
| Тепловоз ТЭМ1 | СО | 0,8 | 0,99 | 1,24 | 1,75 | 3,51 | |
| NО2 | 3,98 | 6,98 | 9,36 | ||||
| С | 0,01 | 0,08 | 0,23 | 0,29 | 0,31 | ||
| Тепловоз ЧМЭ3 | СО | 0,6 | 0,53 | 2,06 | 4,3 | 6,37 | |
| NО2 | 3,9 | 9,8 | 10,6 | 12,4 | 11,7 | ||
| С | 0,004 | 0,095 | 0,31 | 0,31 | 0,36 | ||
| 5-ваг. реф. секция БМЗ | СО | 0,331 | 0,214 | 0,191 | 0,313 | 0,578 | |
| NО2 | 0,133 | 0,394 | 0,673 | 0,026 | 1,104 | ||
| С | 0,0004 | 0,0009 | 0,0059 | 0,0176 | 0,094 | ||
| 5-ваг. реф. секция ZВ-5 | СО | 0,343 | 0,229 | 0,204 | 0,324 | 0,567 | |
| NО2 | 0,141 | 0,414 | 0,691 | 0,943 | 1,434 | ||
| С | 0,0004 | 0,001 | 0,006 | 0,018 | 0,096 | ||
| Автономный реф. вагон АРВ | СО | 0,079 | 0,053 | 0,067 | 0,074 | 0,19 | |
| NО2 | 0,032 | 0,094 | 0,158 | 0,216 | 0,328 | ||
| С | 0,0001 | 0,0002 | 0,0014 | 0,0041 | 0,0219 |
Составитель:
к.т.н., доцент Л.А. Самигулина
Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры техногенных и вторичных ресурсов, протокол № 3 от «17 » сентября 2012 г.