Наука – производству
В Братске аналитический центр по традиции дает санитарно-эпидемиологические заключения на виды продукции, которую выпускают наши товаропроизводители. Разрабатывает методики контроля атмосферного воздуха и сточных вод. Две из них были внедрены в прошлом году. Например, хроматографическая методика определения талловых продуктов в сточных водах для промышленно-экологической лаборатории. Прежняя не была столь достоверной и, кроме талловых продуктов, определяла смесь других соединений, то есть завышала фактическую концентрацию.
– Это важно с точки зрения понимания того, что мы сбрасываем на очистные, и с точки зрения начисления штрафных санкций, – подчеркнул Александр Дмитриевич.
Вторая методика направлена на определение метилмеркаптана и других сернистых соединений в атмосферном воздухе. Раньше используемые для этого методики были достаточно дорогими, неудобными в эксплуатации и не такими объективными. А определение этих основных компонентов, как известно, имеет большое значение. Ученые надеются, что, благодаря новым методикам, картина загрязнений окажется более правильной.
ЗАМОРАЖИВАЯ, СУШИМ
Почти десять лет институт занимается разработкой технологии обезвоживания и утилизации активного ила и органических осадков, которые накапливаются в шламонакопителях и прудах доочистки производственных очистных сооружений промстоков (ПОСП). Обезвоженные осадки должны подвергаться последующей утилизации – сжиганию в котлах-утилизаторах или использоваться в качестве органического удобрения. Проблема для комплекса очень актуальная, поскольку, во-первых, жидкие осадки несут вторичное загрязнение. Во-вторых, это платежи за размещение отходов. Для этой проблемы на Котласском и Усть-Илимском комбинатах, например, приобрели импортные установки по обезвоживанию и сжиганию осадков.
– На мой взгляд, эта технология имеет два существенных недостатка, – заметил Александр Дмитриевич. – Первый связан с большим расходом химикатов, в частности импортных флокулянтов. Второй – высокая влажность обезвоженных осадков (70%). Поэтому при их сжигании получается своего рода самоедство, так как значительная часть энергии расходуется на испарение воды. Как следствие, предприятия вынуждены дополнительно использовать мазут на сжигание влажного осадка.
Технология, предложенная нашими специалистами, по словам руководителя, позволяет разрушить клеточную оболочку активного ила - коллоидного вещества, которое обладает хорошей водоудерживающей способностью. За счет замерзания и кристаллизации воды идет процесс разрыва оболочки и потери связанной влаги, а влажность обезвоженного продукта составляет всего 15-20%. Зато теплотворная способность такого продукта весьма высока, она близка к бурому углю.
В прошлом году была отработана схема выгрузки осадков из пруда N3, их промораживания и транспортировки. К сожалению, так совпало, что перед подачей высушенных осадков в котел-утилизатор, прошел ливень, и влажность их возросла.
– По моему убеждению, это никак не умаляет значения нашей работы, – пояснил Александр Дмитриевич. – Просто, когда мы перейдем на постоянную эксплуатацию по этой схеме, потребуются небольшие навесы, которые смогут защитить обезвоженные осадки от попадания влаги.
В текущем году разработанная институтом технология пока не востребована в должной мере. Это вызвано тем, что на промплощадке скопилось достаточно много кородревесных отходов, подлежащих утилизации. Мощность действующих котлов-утилизаторов не позволяет справиться даже с имеющимся объемом отходов. По завершению реконструкции еще одного, 15-го котла, возникнет дополнительная потребность в топливе. Более того, энергетикам уже выдано техническое задание отработать параметры котла с учетом сжигания обезвоженных осадков.
Кстати, кроме топлива, этот осадок является хорошим удобрением, потому что в нем содержится больше 80% органики, а также биогенные элементы: азот, фосфор, калий. В этой связи его можно также использовать для рекультивации шламонакопителя N11, в котором аккумулировано около 1 млн кубометров жидкого осадка. Предложение ученых заключается в подаче этого осадка на поверхность сооружения, отсыпанную твердыми отходами. При этом образуется компостная масса, которою можно использовать для выращивания травы, кустарников и деревьев. Таким образом, получается замкнутый цикл природопользования, когда отходы производства вновь возвращаются в естественный кругооборот. Этой технологией уже заинтересовалось предприятие «Чистый город» для рекультивации городской свалки и озеленения.
Технология удобна еще и тем, что на комплексе имеются колоссальные запасы этих, постоянно возобновляемых отходов.
– Наша задача – доработать эту технологию и закрыть действующие шламонакопители, – пояснил заведующий лабораторией водопользования Семен ПОТЕХИН, – поскольку эти сооружения являются источником (генератором) промвыбросов, содержащим сернистые соединения, которые несет на город и комплекс.
ДЛЯ НАСЫЩЕНИЯ КИСЛОРОДОМ
В конце 90-х годов лаборатория водопользования института разработала и получила патент на оригинальную конструкцию эжектора. Устройство способно насыщать сточные воды кислородом воздуха. Первый эжектор был смонтирован в 1999 году для насыщения кислородом сточных вод, поступающих в пруды доочистки. Эффект получился значительным. В 2006 году был смонтирован дополнительный эжектор. Оба эжектора обеспечивают насыщение кислородом 100% поступающих на доочистку стоков.
Кроме того, пруды доочистки нуждаются в постоянной очистке от накапливающихся в них осадков. Это достаточно дорогое мероприятие, связанное с частичным отключением сооружений и использованием земснаряда.
– Сегодня мы разрабатываем технологию очистки прудов без отключения сооружений, – отметил Семен Александрович. – Это важно, потому что при отключении одного пруда увеличивается нагрузка на другой и, как следствие, ухудшается качество стоков, сбрасываемых в реку Вихорева.
Для снижения затрат и контроля за работой сооружений необходимо осуществлять их постоянный мониторинг.
Кстати, мониторинг касается не только прудов доочистки. Ученые детально обследуют все сооружения на предмет их работоспособности и снижения затрат. Наши очистные были введены в эксплуатацию 40 лет назад, а проект выполнялся еще раньше. Ясно поэтому, что все решения по очистке безнадежно устарели и являются очень затратными. Цель обследования – замена старых технологий на новые экономичные и экологически чистые, на повышение эффективности работы очистных сооружений и снижение затрат. С предложениями на этот счет институт намерен выйти на руководство ЦКК. Провести мониторинг планируется в течение этого года.
– Мы анализируем работу всех ступеней ПОСП и выдаем рекомендации, что и на каком участке можно сделать за счет новых технологий, – пояснил заведующий лабораторией.
ОТ ПОХОЛОДАНИЯ К ПОТЕПЛЕНИЮ
Уже второй год коллектив института занимается инвентаризацией выбросов парниковых газов производств ЦКК. Старт этой работе был дан в 2005 году, когда Россия присоединилась к Киотскому протоколу, подписанному многими странами, членами ООН. Суть протокола состоит, как известно, в сокращении выбросов парниковых газов по сравнению с базовым 1990 годом. На комбинате к числу таких газов относятся углекислый, метан, закись азота. Основная задача ученых СибНИИ ЦБП – определить динамику накопления или снижения выбросов парниковых газов. Это необходимо для того, чтобы в 2008 году, когда начнется первый этап действия Киотского протокола, иметь возможность продать эти газы и получить инвестиции.
С 1990 по 2005 годы для Братского ЦКК сложилась благоприятная ситуация по снижению выбросов парниковых газов. Так, в несколько раз сократилось потребление мазута (один из основных источников выбросов парниковых газов), коммерческого тепла (пар ТЭЦ-6), проведена реконструкция корьевых котлов.
– Данные прошлогодней инвентаризации показали, что снижение выбросов парниковых газов в пересчете на углекислый газ произошло в объеме более 1 млн тонн, – пояснил руководитель института. – Поскольку период действия Киотского протокола составляет пять лет, то сегодня комбинат может 5 млн тонн этих газов предложить на рынок.
В этом году задача будет еще шире и интереснее. Инвентаризация пройдет с учетом результатов минувшего года. Кроме того, ученые проведут прогноз-оценку так называемой парниковой емкости (количество выбросов парниковых газов на единицу продукции) новых инвестиционных проектов по реконструкции ЦКК, которые планируется реализовать с приходом нового стратегического партнера в лице компании «IP». Эти проекты предусматривают внедрение новых технологий, которые позволят снизить удельное потребление пара, мазута. Руководитель института не сомневается, что положительная динамика сохранится.
Перспективным направлением назвал Александр Дмитриевич использование отходов таллового производства. В частности, в прошлом году был пущен проект подачи на сжигание в печах ЦКРИ таллового пека. Прежняя технология – вывоз пека автотранспортом в мазутохранилище, по словам Александра Сергеева, была ущербной. Сегодня подача осуществляется прямо с лесохимического производства в мазутопровод, эффективно смешивается и получается однородное топливо.
Кроме того, есть возможность сжигания в печах ЦКРИ водорода, образующегося в процессе электролиза на ЗАО «Илимхимпром». Сегодня он выбрасывается в атмосферу, а между тем водород является суперэффективным экологичным видом топлива, обладающим высокой теплотворной способностью. И потом, одна тонна водорода заменяет три тонны мазута.
– Если мы реализуем проект сжигания водорода, сможем сэкономить минимум 6000 тонн мазута в год, – обратил внимание руководитель. – Правда, проект достаточно сложный, и наша задача в этом году - изучить отечественный и зарубежный опыт этой работы, оценить затраты, подготовить исходные данные для проектирования. У нас, например, такой проект реализован в «Саянскхимпласте».
И ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ТОПЛИВО
В прошлом году начат и в этом году будет продолжен поиск путей сбора таллового масла. При варке сульфатной целлюлозы получается черный щелок, в котором эмульгируются смоляные и жирные кислоты, то есть сульфатное мыло. А это также хорошее потенциальное топливо. Одна часть этого мыла теряется на выпарной станции, другая – на установках разложения сульфатного мыла. Суммарно потери составляют от 40 до 50%.
На ТЭС, как мы знаем, после пуска польской установки внедрена технология сжигания таллового масла. Если удастся собирать масло в еще большем объеме, тем самым можно будет сократить потребление мазута.
В этом году ученым предстоит определить расход сырья, химикатов и нагрузку на цикл регенерации после реализации совместных проектов с компанией «IP». Специалисты компании предлагают значительно поднять выход и жесткость целлюлозы для производства картона и использовать в качестве компонента основного слоя лиственную полуцеллюлозу. Чтобы знать, каким будет расход древесины, белого щелока и выход продукции, необходимы исходные данные. Их и предоставят сотрудники института. Сегодня эта работа начата в лабораторных условиях.
На ТЭС специалисты СибНИИ ЦБП займутся разработкой технологии каталитического окисления парогазов в первом выпарном цехе.
– Уже много лет там работает наша технология сжигания парогазов в корьевых котлах, в частности в 9-м и 10-м. Котлы старые и после проведения реконструкции 15 котла они будут закрыты. В связи с этим возникает вопрос, куда использовать парогазы. Вместе со специалистами станции мы провели анализ и приняли решение в этом году разработать, а в следующем внедрить технологию каталитического окисления парогазов. Ее предложил институт катализа Сибирского отделения академии наук (Новосибирск). Этот проект представляется нам также интересным и перспективным. Каталитические установки новосибирских коллег очень эффективные и практически не имеют выбросов.
Оптимизация затрат, снижение нагрузки на окружающую среду, сокращение потребления сырья и химикатов – все эти задачи актуальны для ученых не меньше, чем для производственников. Над их решением коллектив ОАО «СибНИИ ЦБП» работает планомерно, поступательно, целеустремленно.
