Понедельник, Март 28 2011 20: 27

Вопросы окружающей среды и общественного здравоохранения

Оценить этот пункт
(0 голосов)

Поскольку целлюлозно-бумажная промышленность является крупным потребителем природных ресурсов (т. е. древесины, воды и энергии), она может вносить основной вклад в проблемы загрязнения воды, воздуха и почвы и в последние годы стала объектом пристального внимания. Это беспокойство кажется оправданным, учитывая количество загрязняющих воду веществ, образующихся на тонну целлюлозы (например, 55 кг биологической потребности в кислороде, 70 кг взвешенных веществ и до 8 кг хлорорганических соединений) и количество целлюлозы, производимой в мире. в год (около 180 миллионов тонн в 1994 году). Кроме того, только около 35% использованной бумаги перерабатывается, а макулатура является основным источником твердых отходов во всем мире (около 150 миллионов из 500 миллионов тонн в год).

Исторически контроль загрязнения не учитывался при проектировании целлюлозно-бумажных комбинатов. Многие процессы, используемые в промышленности, были разработаны без особого внимания к минимизации объема сточных вод и концентрации загрязняющих веществ. С 1970-х годов технологии снижения загрязнения стали неотъемлемыми компонентами конструкции заводов в Европе, Северной Америке и других частях мира. Рисунок 1 иллюстрирует тенденции за период с 1980 по 1994 год на канадских целлюлозно-бумажных комбинатах в ответ на некоторые из этих экологических проблем: более широкое использование древесных отходов и перерабатываемой бумаги в качестве источников волокна; и снижение потребности в кислороде и хлорированных органических соединений в сточных водах.

Рисунок 1. Экологические показатели канадских целлюлозно-бумажных комбинатов с 1980 по 1994 год, показывающие использование древесных отходов и перерабатываемой бумаги в производстве, а также биологическую потребность в кислороде (БПК) и хлорорганические соединения (АОХ) в сточных водах.

ППИ140Ф1

В этой статье обсуждаются основные экологические проблемы, связанные с целлюлозно-бумажным производством, определяются источники загрязнения в процессе и кратко описываются технологии контроля, включая как внешнюю очистку, так и модификации на заводе. Вопросы, связанные с древесными отходами и фунгицидами против заболони, более подробно рассматриваются в главе Пиломатериалы.

Проблемы загрязнения воздуха

Выбросы в атмосферу окисленных соединений серы от целлюлозно-бумажных комбинатов нанесли ущерб растительности, а выбросы восстановленных соединений серы вызвали жалобы на запах «тухлых яиц». Исследования среди жителей сообществ целлюлозных заводов, в частности детей, показали респираторные эффекты, связанные с выбросами твердых частиц, а также раздражение слизистых оболочек и головную боль, которые, как считается, связаны с восстановленными соединениями серы. Что касается процессов варки целлюлозы, то химические методы, в частности варка сульфатной целлюлозы, в наибольшей степени могут вызвать проблемы с загрязнением воздуха.

Оксиды серы выбрасываются в наибольшем количестве при сульфитных операциях, особенно при использовании кальциевых или магниевых оснований. Основные источники включают выбросы варочных котлов периодического действия, испарители и приготовление щелока, при этом промывка, просеивание и регенерация дают меньшие объемы. Крафт-печи также являются источником диоксида серы, как и энергетические котлы, использующие в качестве топлива высокосернистый уголь или нефть.

Восстановленные соединения серы, в том числе сероводород, метилмеркаптан, диметилсульфид и диметилдисульфид, почти исключительно связаны с сульфатной варкой целлюлозы и придают этим заводам характерный запах. Основные источники включают печь-утилизатор, продувку варочного котла, предохранительные клапаны варочного котла и вентиляционные отверстия промывочных машин, хотя свой вклад могут также вносить испарители, плавильные ванны, гашение, печь для обжига извести и сточные воды. Некоторые предприятия по производству сульфита используют восстановительную среду в своих печах для регенерации и могут быть связаны с уменьшением запаха серы.

Сернистые газы, выбрасываемые котлом-утилизатором, лучше всего контролируются за счет сокращения выбросов в источнике. Средства контроля включают окисление черного щелока, снижение сульфидности щелока, котлы-утилизаторы со слабым запахом и правильную работу печи-утилизатора. Сернистые газы от продувки варочного котла, предохранительных клапанов варочного котла и испарения щелока можно собирать и сжигать, например, в печи для обжига извести. Дымовые газы можно собирать с помощью скрубберов.

Оксиды азота образуются как продукты высокотемпературного сгорания и могут образовываться на любой мельнице с котлом-утилизатором, энергетическим котлом или печью для обжига извести, в зависимости от условий эксплуатации. Образование оксидов азота можно контролировать, регулируя температуру, соотношение воздух-топливо и время пребывания в зоне сгорания. Другие газообразные соединения вносят незначительный вклад в загрязнение воздуха на заводе (например, угарный газ от неполного сгорания, хлороформ от отбеливания и летучие органические вещества от сброса варочных котлов и испарения щелока).

Твердые частицы образуются в основном в результате операций сжигания, хотя резервуары для растворения расплава также могут быть второстепенным источником. Более 50% частиц целлюлозного производства очень мелкие (менее 1 мкм в диаметре). Этот тонкий материал включает сульфат натрия (Na2SO4) и карбонат натрия (Na2CO3) из содорегенерационных печей, печей для обжига извести и плавильных емкостей, а также NaCl из побочных продуктов сжигания бревен, которые хранились в соленой воде. Выбросы печей для обжига извести содержат значительное количество крупных частиц из-за уноса солей кальция и сублимации соединений натрия. Крупные твердые частицы могут также включать летучую золу и органические продукты сгорания, особенно от энергетических котлов. Снижение концентрации твердых частиц может быть достигнуто за счет пропускания дымовых газов через электрофильтры или скрубберы. Недавние инновации в технологии энергетических котлов включают мусоросжигательные установки с псевдоожиженным слоем, которые сжигают при очень высоких температурах, что приводит к более эффективному преобразованию энергии и позволяет сжигать менее однородные древесные отходы.

Проблемы загрязнения воды

Загрязненные сточные воды целлюлозно-бумажных комбинатов могут вызывать гибель водных организмов, способствовать биоаккумуляции токсичных соединений в рыбе и ухудшать вкус питьевой воды ниже по течению. Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности характеризуются физическими, химическими или биологическими характеристиками, наиболее важными из которых являются содержание твердых частиц, потребность в кислороде и токсичность.

Содержание твердых частиц в сточных водах обычно классифицируется на основе фракции взвешенных веществ (по сравнению с растворенными), фракции взвешенных твердых частиц, которые могут осаждаться, и фракций любого из них, которые являются летучими. Осаждаемая фракция является наиболее нежелательной, поскольку она может образовывать плотный слой ила вблизи точки сброса, который быстро истощает растворенный кислород в принимающей воде и способствует размножению анаэробных бактерий, которые выделяют метан и восстановленные газы серы. Хотя неосаждаемые твердые вещества обычно разбавляются принимающей водой и поэтому не представляют опасности, они могут переносить токсичные органические соединения в водные организмы. Взвешенные твердые частицы, сбрасываемые с целлюлозно-бумажных комбинатов, включают частицы коры, древесное волокно, песок, крупку из механических измельчителей целлюлозы, добавки для производства бумаги, остатки щелока, побочные продукты процессов очистки воды и микробные клетки от операций вторичной очистки.

Производные древесины, растворенные в варочных растворах, включая олигосахариды, простые сахара, низкомолекулярные производные лигнина, уксусную кислоту и солюбилизированные целлюлозные волокна, вносят основной вклад как в биологическую потребность в кислороде (БПК), так и в химическую потребность в кислороде (ХПК). Соединения, токсичные для водных организмов, включают хлорированные органические вещества (АОХ; от отбеливания, особенно крафт-целлюлозы); смоляные кислоты; ненасыщенные жирные кислоты; дитерпеновые спирты (особенно после окорки и варки целлюлозы); juvabiones (особенно при сульфитной и механической варке целлюлозы); продукты разложения лигнина (особенно при сульфитной варке); синтетические органические вещества, такие как слимициды, масла и смазки; и технологические химикаты, добавки для производства бумаги и окисленные металлы. Особую озабоченность вызывают хлорированные органические соединения, поскольку они крайне токсичны для морских организмов и могут накапливаться в организме. Эта группа соединений, включая полихлорированные дибензо-p-диоксины стали основным стимулом для сведения к минимуму использования хлора при отбеливании целлюлозы.

Количество и источники взвешенных веществ, потребность в кислороде и выбросы токсичных веществ зависят от процесса (таблица 1). Из-за солюбилизации древесных экстрактивных веществ с незначительным или нулевым химическим восстановлением и извлечением смоляной кислоты, как сульфитная, так и ХТММ варка образуют высокотоксичные стоки с высоким БПК. Фабрики Kraft исторически использовали больше хлора для отбеливания, и их сточные воды были более токсичными; однако стоки крафтовых заводов, которые устранили Cl2 при отбеливании и использовании вторичной обработки обычно проявляют небольшую острую токсичность, если таковая имеется, а подострая токсичность значительно снижается.

 

Таблица 1. Общее количество взвешенных твердых частиц и БПК в неочищенных (сырых) сточных водах различных процессов варки целлюлозы

Процесс производства целлюлозы

Общее количество взвешенных веществ (кг/т)

БПК (кг/т)

Грунтвуд

50-70

10-20

TMP

45-50

25-50

КТМП

50-55

40-95

Крафт, небеленый

20-25

15-30

Крафт, беленый

70-85

20-50

Сульфитный, малопродуктивный

30-90

40-125

Сульфит, высокопродуктивный

90-95

140-250

Обезжиривание, без ткани

175-180

10-80

Макулатура

110-115

5-15

 

Взвешенные твердые частицы стали меньшей проблемой, поскольку на большинстве заводов используется первичное осветление (например, гравитационное осаждение или флотация растворенным воздухом), при котором удаляется от 80 до 95% осаждаемых твердых частиц. Технологии вторичной очистки сточных вод, такие как аэрируемые лагуны, системы активного ила и биологическая фильтрация, используются для снижения БПК, ХПК и хлорированных органических веществ в сточных водах.

Внутризаводские модификации технологических процессов для снижения осаждаемых твердых частиц, БПК и токсичности включают сухую окорку и транспортировку бревен, улучшенное просеивание щепы для обеспечения равномерной варки, расширенную делигнификацию во время варки, изменения в операциях рекуперации химических веществ при разложении, альтернативные технологии отбеливания, высокоэффективную промывку целлюлозы, извлечение волокна из бурной воды и улучшенная локализация разливов. Тем не менее, технологические нарушения (особенно если они приводят к преднамеренному сливу щелоков) и эксплуатационные изменения (особенно использование невыдержанной древесины с более высоким процентом экстрактивных веществ) все еще могут вызывать периодические прорывы токсичности.

Относительно недавней стратегией контроля загрязнения, направленной на полное устранение загрязнения воды, является концепция «закрытой мельницы». Такие мельницы являются привлекательной альтернативой в местах, где нет крупных источников воды, которые могли бы действовать как технологические потоки или потоки, принимающие сточные воды. Закрытые системы были успешно внедрены на ХТММ и сульфитных мельницах на основе натрия. Что отличает закрытые мельницы, так это то, что жидкие стоки испаряются, а конденсат обрабатывается, фильтруется, а затем используется повторно. Другими особенностями закрытых мельниц являются закрытые просеивающие помещения, противоточная промывка на отбеливающем заводе и системы контроля соли. Хотя этот подход эффективен для сведения к минимуму загрязнения воды, пока неясно, как повлияет на воздействие на рабочих концентрация всех потоков загрязняющих веществ внутри завода. Коррозия является серьезной проблемой, с которой сталкиваются заводы, использующие закрытые системы, а концентрация бактерий и эндотоксинов увеличивается в оборотной технологической воде.

Обработка твердых тел

Состав твердых частиц (шламов), удаляемых из систем очистки жидких стоков, варьируется в зависимости от их источника. Твердые вещества после первичной обработки в основном состоят из целлюлозных волокон. Основным компонентом твердых частиц после вторичной обработки являются микробные клетки. Если на заводе используются хлорсодержащие отбеливатели, как первичные, так и вторичные твердые вещества могут также содержать хлорорганические соединения, что является важным фактором при определении степени необходимой обработки.

Перед захоронением шламы сгущаются в установках гравитационного осаждения и механически обезвоживаются на центрифугах, вакуум-фильтрах, ленточных или шнековых прессах. Шламы первичной обработки относительно легко обезвоживаются. Вторичные сладжи содержат большое количество внутриклеточной воды и существуют в матрице слизи; поэтому они требуют добавления химических флокулянтов. После достаточного обезвоживания шлам утилизируется в наземных целях (например, распределяется по пахотным или лесным землям, используется в качестве компоста или кондиционера почвы) или сжигается. Хотя сжигание является более дорогостоящим и может привести к проблемам загрязнения воздуха, оно может быть выгодным, поскольку оно может уничтожить или уменьшить количество токсичных материалов (например, хлорированных органических соединений), которые могут создать серьезные экологические проблемы, если они будут выщелачиваться в грунтовые воды в результате наземных применений. .

Твердые отходы могут образовываться при других операциях мельницы. Золу от энергетических котлов можно использовать в дорожном полотне, в качестве строительного материала и в качестве пылеподавителя. Отходы печей для обжига извести можно использовать для изменения кислотности почвы и улучшения химического состава почвы.

 

Назад

Читать 5604 раз Последнее изменение Суббота, 27 августа 2011 г., 17:31
Еще в этой категории: " Рак

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание:

Бумажная и целлюлозно-бумажная промышленность

Канадская целлюлозно-бумажная ассоциация. 1995. Справочные таблицы 1995. Монреаль, PQ: CPPA.

Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО) ООН. 1995. Целлюлозно-бумажные мощности, обзор 1994-1999 гг. Рим: ФАО.

Хеннебергер, П.К., Дж. Р. Феррис и Р. Р. Монсон. 1989. Смертность среди работников целлюлозно-бумажной промышленности в Берлине. Br J Ind Med 46: 658-664.

Международное агентство по изучению рака (IARC). 1980. Монографии по оценке канцерогенных рисков для человека: деревообрабатывающая, кожевенная и некоторые смежные отрасли. Том. 25. Лион: МАИР.

—.1987. Монографии по оценке канцерогенных рисков для человека, общие оценки канцерогенности: обновление монографий IARC. Том. 1-42 (приложение 7). Лион: МАИР.

—.1995. Монографии по оценке канцерогенного риска для человека: древесная пыль и формальдегид. Том. 62. Лион: МАИР.

Международная организация труда (МОТ). 1992. Социально-трудовые вопросы в целлюлозно-бумажной промышленности. Женева: МОТ.

Jäppinen, P. 1987. Воздействие соединений, заболеваемость раком и смертность в финской целлюлозно-бумажной промышленности. Диссертация, Гельсингфорс, Финляндия.

Яппинен, П. и С. Тола. 1990. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний среди рабочих целлюлозного завода. Br J Ind Med 47: 259-261.

Яппинен, П., Т. Хакулинен, Э. Пуккала, С. Тола и К. Курппа. 1987. Заболеваемость раком среди рабочих финской целлюлозно-бумажной промышленности. Scand J Work Environment Health 13:197-202.

Джонсон, К.С., Дж. Ф. Аннегерс, Р. Ф. Франковски, М. Р. Шпиц и П. А. Баффлер. 1987. Опухоли нервной системы у детей. Оценка связи с профессиональным воздействием углеводородов на отца. Am J Epidemiol 126:605-613.

Kuijten, R, GR Bunin, and CC Nass. 1992. Профессия родителей и детская астроцитома: результаты исследования случай-контроль. Рак Рез. 52:782-786.

Ква, С.Л. и И.Дж. Файн. 1980. Связь между родительской профессией и злокачественными новообразованиями в детстве. J Occup Med 22: 792-794.

Малкер, Х. С. Р., Дж. К. Маклафлин, Б. К. Малкер, Н. Дж. Стоун, Дж. А. Вайнер, Дж. Л. Э. Эрикссон и В. Дж. Блот. 1985. Профессиональные риски мезотелиомы плевры в Швеции, 1961-1979 гг. J Natl Cancer Inst 74: 61-66.

—. 1986. Рак желчевыводящих путей и оккупация в Швеции. Br J Ind Med 43: 257-262.

Милхэм, SJ. 1976. Новообразования в деревообрабатывающей и целлюлозной промышленности. Ann NY Acad Sci 271:294-300.

Милхэм, С.Дж. и П. Демерс. 1984. Смертность среди рабочих целлюлозно-бумажной промышленности. J Occup Med 26: 844-846.

Милхэм, С.Дж. и Дж. Хессер. 1967. Болезнь Ходжкина у плотников. Ланцет 2: 136-137.

Наска П., Батист М.С., МакКаббин П.А., Мецгер Б.Б., Картон К., Гринвальд П. и Армбрустмахер Ф.В. 1988. Эпидемиологическое исследование опухолей центральной нервной системы у детей и профессиональных воздействий на родителей методом случай-контроль. Am J Epidemiol 128:1256-1265.

Перссон, Б., М. Фредрикссон, К. Олсен, Б. Боэрид и О. Аксельсон. 1993. Некоторые профессиональные воздействия как факторы риска злокачественных меланом. Рак 72:1773-1778.

Пикл, Л. и М. Готтлиб. 1980. Смертность от рака поджелудочной железы в Луизиане. Am J Общественное здравоохранение 70: 256-259.
Pulp and Paper International (PPI). 1995. Том. 37. Брюссель: Миллер Фриман.

Робинсон, С., Дж. Ваксвейлер и Д. Фаулер. 1986. Смертность среди производственных рабочих на целлюлозно-бумажных комбинатах. Scand J Work Environment Health 12:552-560.


Шварц, Б. 1988. Анализ пропорционального коэффициента смертности среди рабочих целлюлозно-бумажного комбината в Нью-Гемпшире. Br J Ind Med 45: 234-238.

Семятицкий, Дж., Л. Ричардсон, М. Герен, М. Голдберг, Р. Дьюар, М. Дези, С. Кампелл и С. Вакхолдер. 1986. Связь между несколькими очагами рака и девятью органическими видами пыли: результаты исследования случай-контроль в Монреале, 1979-1983 гг., создавшего гипотезу. Am J Epidemiol 123:235-249.

Скальпе, ИО. 1964. Долгосрочные последствия воздействия диоксида серы на целлюлозных заводах. Br J Ind Med 21: 69-73.

Солет, Д., Р. Золот, С. Салливан, Дж. Джуэтт и Д. М. Майклс. 1989. Модели смертности работников целлюлозно-бумажной промышленности. J Occup Med 31: 627-630.

Торен, К., С. Хагберг и Х. Вестберг. 1996. Воздействие на здоровье при работе на целлюлозно-бумажных комбинатах: воздействие, обструктивные заболевания дыхательных путей, реакции гиперчувствительности и сердечно-сосудистые заболевания. Am J Ind Med 29: 111-122.

Торин, К., Б. Ярвхольм и У. Морган. 1989. Смертность от астмы и хронических обструктивных заболеваний легких среди рабочих фабрики по производству мягкой бумаги: тематическое исследование. Br J Ind Med 46: 192-195.

Торен, К., Б. Перссон и Г. Вингрен. 1996. Последствия для здоровья при работе на целлюлозно-бумажных комбинатах: злокачественные заболевания. Am J Ind Med 29: 123-130.

Торин, К., Г. Салльстен и Б. Ярвхольм. 1991. Смертность от астмы, хронической обструктивной болезни легких, рака дыхательной системы среди рабочих бумажной фабрики: тематическое исследование. Am J Ind Med 19: 729-737.

Министерство торговли США. 1983. Целлюлозно-бумажные комбинаты. (ПБ 83-115766). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство торговли США.

—.1993. Отдельные случаи с летальным исходом на производстве, связанные с целлюлозно-бумажными и картонными комбинатами, как указано в отчетах OSHA о расследованиях несчастных случаев со смертельным исходом / катастроф. (ПБ93-213502). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство торговли США.

Вайденмюллер, Р. 1984. Изготовление бумаги, искусство и ремесло из бумаги ручной работы. Сан-Диего, Калифорния: Thorfinn International Marketing Consultants Inc.

Вингрен, Г., Х. Клинг и О. Аксельсон. 1985. Рак желудка у рабочих бумажной фабрики. J Оккупай Мед 27:715.

Вингрен, Г., Б. Перссон, К. Торен и О. Аксельсон. 1991. Структура смертности среди рабочих целлюлозно-бумажных комбинатов в Швеции: тематическое исследование. Am J Ind Med 20: 769-774.

Совет по компенсации работникам Британской Колумбии. 1995. Личное сообщение.