Воздействие машиностроительного производства на окружающую среду

Введение

Самое старое и крупное образование в РФ, которое заключает в себе более 10 отраслей- это безусловно машиностроительный комплекс. Машиностроение можно разделить на среднее, общее, тяжелое и наукоемкое.В основном объекты машиностроительного производства в России находятся в крупных индустриально развитых городах. Рабочая сила, транспортные сети, водные ресурсы, энергетические ресурсы и д.р. необходимо для успешной деятельности машиностроения. И именно крупные города с развитой инфраструктурой позволяют получить предприятиям все необходимые ресурсы.В свой же черед машиностроительные производства наносят огромный вред окружающей среде таким городам. Основные проблемы - это истощение сырьевых ресурсов, климатические изменения, загрязнение воздуха, почвы, воды.Иногда выбросы опасных веществ на производстве превышают все санитарные нормы, поэтому вопрос о влиянии машиностроительного производства на сегодняшний день является крайне актуальным.

1. Воздействие машиностроительного комплекса на окружающую среду
Каждый день в окружающую среду попадает большой объем промышленных выбросов. Из которых около 2 % процентов приходится на машиностроение. Нужно отметить, что машиностроительные предприятия владеют основными технологическими процессами производства, которые сильно загрязняют окружающую среду.К ним можно причислить:- внутризаводское энергетическое производство и другие процессы, связанные со сжиганием топлива;- литейное производство;- металлообработка конструкций и отдельных деталей;- сварочное производство;- гальваническое производство;- лакокрасочное производство.В основном загрязнение окружающей среды ведется по 3 направлениям.1.Атмосфера. Совершенно разные вредные вещества, такие как например диоксид серы, оксид азота, фенол и многое другое выбрасывают в воздух предприятия машиностроения.2. Водные источники.В водоемы через сточные воды попадают ядовитые опасные для экологии вещества. Например, если машиностроительное предприятие находится на берегу реки, то там можно обнаружить ионы тяжелых металлов.3.Почва.Опилки, стружка, зола, шлаки, пыль, осадки все эти отходы загрязняют почву. А сколько металлолома остается после модернизации оборудования? Горы!

2. Литейное производство
Литейное производство — входит в категорию самых опасных производств. В выбросах от производства 1 тонны деталей из чугуна и стали содержится 250 кг окиси углерода, 50 кг пыли, 2 кг оксидов азота и серы и 1,5 кг прочих вредных веществ (аммиака, формальдегида, фенола, цианида). В водоемы поступает 3 м³ сточных вод и 6 т твердых отходов в виде отработки формовочных смесей.Что касается литейных цехов, то источниками пыле газо выделения являются:1) вогранки (печи)2) электродуговые и индукционные печи3) участки складирования и переработки шихты и формовочных материалов4) участки выбивки и очистки литья.Важную роль играет тип оборудования, именно от него зависит количество выделений. По статистике от общего количества выбросов на неорганизованные выбросы приходиться около 40 %.Ниже представлены причины их образования:- не плотность оборудования;- металл без очистки паров;- фенол, формальдегид и т.д.Следовательно можно сказать, что именно от состава формовочных смесей, способа выплавки и оборудования зависит количество и состав загрязнений которые негативно воздействуют на экологию.Удельные выделения загрязняющих веществ представлены в таблице 1.Таблица 1Удельные выделения загрязняющих веществ
Плавильный агрегат пыль CO Угле-
водороды NO x SO2 прочие
при плавке чугуна, кг/т - - - - - -
Открытая вогранка 19 200 2,4 0,014 1,5 -
Электродуговая печь 8,1 1,5 - 0,29 - -
при плавке цветных металлов, кг/т - - - - - -
Газомазутные печи 2,8 1,4 - 0,6 0,6 0,18
Электродуговые печи 1,8 1,1 - 1,2 0,8 0,3
Печи сопротивления 1,5 0,5 - 0,5 0,7 0,3

Литейные цеха также являются причиной сточных вод. Виды стоков представлены в таблице 2.Таблица 2
Вид стоков Основные примеси Концентрация, кг/м3 Температура, 0С
Мокрая газоочистка мелкодисперсные минеральные взвеси, окалина 3-5 60-65
Гидровыбивка отливок и регенерация смеси песок, глина, окалина, органические вещества 0,05 - 16 20-30

3. Сварочное производство
Сварочное производство — в результате сварочных процессов в атмосферу выбрасываются вредные пары сварочной аэрозоли, марганец, медь и кремний, пары оксидов цинка и железа, фториды, оксиды азота и наиболее опасный шестивалентный хром.Основные загрязнения: сварочный аэрозоль, вредные газы.На 1 кг электродов образуются: 40г пыли, 2г HF, 1,5г оксидов азота и CO (при ручной сварке). При автоматической сварке - в 1,5-2 раза меньше.Состав сварочной пыли:99% - частицы размером 10-3-1 мкм;1% - частицы размером 1-5 мкм.Химический состав определяется составом сварочных материалов и типом свариваемых металлов (Cr, Mg, фториды и т.д.). При резке металлов образуется пыль (конденсат оксидов металла), вредные газы (CO, NOx, при плазменной резке - озон).Все это очень пагубно воздействует на окружающую среду.Например, сварочный аэрозоль наносит сильный удар по растениям. Аэрозоли оседают на листьях, что приводит к сбою в работе растения. В итоге все заканчивается нарушением процесса фотосинтеза.

4. Металлообработка конструкций и отдельных деталей
Металлообработка конструкций и отдельных деталей — при обработке металлоконструкций образуются металлические опилки, стружка и пыль, которые, в свою очередь, попадают в воздух, воду и почву. Пыль, туманы масел- это итоги, которые образуются при механической обработке металлов.Пыль, различные пары химических веществ, фенол, формальдегид, стирол – образуются при обработке полимерных материалов

. Основными производственными процессами происходящими в термическом цехе является закалка и отпуск металла.Источники: нагревательные печи, дробеструйные камеры, ванны масляные для закалки и отпуска металла. В дробеструйных камерах: пылевые выделения (7-10 г/м3 камеры). В ваннах: в отходящем воздухе концентрация масла составляет 1%.

5. Гальваническое производство
Гальваническое производство — одно из самых опасных производств. Используются такие технологические процессы, как никелирование, цинкование, хромирование, серебрение, меднение и другие. В гальванических процессах для обработки и промывания деталей используется большой объем воды. Рабочие растворы (электролиты) после окончания процесса сбрасываются сточными водами в реки. В окружающую среду попадают опаснейшие вещества — ртуть, свинец, кадмий, висмут, никель, цинк и др. Самые опасные и токсичные загрязнения образуются в гальванических цехах. Подобные загрязнения бывают в виде тонкодисперсных туманов, парах, газах.В процессе травления метала происходит их наиболее интенсивное образование.В процессах травления металла: пары и туманы кислот в концентрации до 20 г/мин*м2 площади (для соляной кислоты - HCl); для серной кислоты H2SO4 - концентрация меньше. При нанесении гальванических покрытий (воронение, фосфатирование, анодирование) - HF, кислоты, соединения Cr и других тяжелых металлов, HCN.
Таблица 3
Вид стоков Основные примеси Концентрация, кг/м3 температура, 0С
Отработанные травильные растворы взвешенные вещества 10-20 25-30

эмульсии минеральных масел До 10

щелочи 20-30

кислоты 30-50
Промывные воды после травления взвеси 0,4 25-30

Минеральные масла 0,05-0,1

щелочи 0,02-0,2

кислоты 0,02-0,2
Промывные воды после хромирования
Отработанные электролиты хроматы 0,005-0,2 20-30
20-25

Тяжелые металлы До 10

щелочи 0,04-20

кислоты 0,02-30

масла 0,02-0,03

цианиды 10-100

При подготовительных операциях (механическая очистка и обезжиривание поверхности) - пыль, пары бензина, керосина, органических растворителей, туманы щелочей. Также гальванические цеха являются источником образования наиболее токсичных и массовых сточных вод (табл. 3).

6 Лакокрасочное производство
Лакокрасочное производство — тоже является очень опасным. В состав лаков и красок, используемых в технологических процессах, входит около 40 вреднейших веществ — это все тот же свинец, дихлорэтан, гексаметилендиамин, эпихлоргидрин, трикрезилфосфат и мн. др.Пары органических растворителей являются главными загрязнителями образующимися в окрасочных цехах.Ниже перечислены процессы при которых образуются загрязнения :-обезжиривание поверхности;-подготовка лакокрасочных материалов;- нанесение лакокрасочных материалов;-сушка.Если окраска производится распылением, выделяется окрасочный аэрозоль (до 1г/м3).
7. Под отрасли машиностроительного комплекса
Несмотря на все многообразие под отраслей машиностроительного производства все загрязнения по своей специфике делятся только на 2 группы. К первой группе относятся так называемые ресурсоемкие. Ко второй относятся наукоемкие.Чем же они отличаются?По сравнению с ресурсоемкими, наукоемкие под отросли машиностроения имеют небольшую энергоемкость, небольшое водопотребление, и что важно значительно низкий уровень выбросов загрязняющих веществ. Эти под отрасли и производства характеризуются небольшим выбросом в атмосферу таких традиционных массовых загрязняющих веществ, как диоксиды серы, азота и др., но в то же время выбрасываются другие загрязняющие вещества, не столь свойственные для ресурсоемких отраслей машиностроения. В последнее время ресурсоемкие под отрасли преобладают над наукоемкими.

8. Основные загрязнители машиностроительных предприятий
Машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных отраслей промышленности, как его неотъемлемая часть, являются потенциальными загрязнителями окружающей среды.Загрязнители, образующиеся в процессе обезжиривания поверхностей, определяются типами используемых растворителей, в качестве которых наиболее широко применяются растворы щелочей, хлорорганические растворители и фреоны.Основными загрязнителями красильных производств машиностроительных предприятий являются лакокрасочные материалы и их составляющие: синтетические смолы, органические растворители, пластификаторы, катализаторы и инициаторы плен-кооброзования, неорганических пигментов.Наибольшую экологическую опасность при пескоструйной и гидроабразивной очистке поверхности представляет образование в ходе данных процессов пылевидных частиц. Наиболее экологически опасными загрязнителями, образующимися в литейном производстве, являются оксид и двуокись серы и оксиды азота, а также твердые вещества, входящие в состав литейных форм. Основными загрязнителями, образуемыми в процессе производства энергии из ископаемого топлива на предприятиях машиностроения, являются двуоксид серы, оксиды азота, взвешенные частицы, оксид углерода и углеводороды.При обработке металла самыми опасными для экологии являются индустриальные масла и металлическая пыль. Твердые отходы машиностроительного производства содержат амортизационный лом (модернизация оборудования, оснастки, инструмента), стружки и опилки металлов, древесины, пластмасс и т. п., шлаки, золы, шламы, осадки и пыль (отходы систем очистки воздуха и др.).На машиностроительных предприятиях 55 % амортизационного лома образуется от замены технологической оснастки и инструмента. Безвозвратные потери металла вследствие трения и коррозии составляют примерно 25 % от общего количества амортизационного лома.От количества металлов и сплавов, которые подлежат переработки и определенного коэффициента отходов, будет зависеть размер отходов металла в производстве.В основном машиностроительные предприятия образуют отходы от производства проката (концы, обрезки, обдирочная стружка, опилки, окалина и др.); производства литья (литники, сплески, шлаки и съёмы, сор и др.); механической обработки (высечки, обрезки, стружка, опилки и др.)