Раздел 3. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления ресурсов в производстве керамических изделий

Раздел 3. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления ресурсов в производстве керамических изделий

3.1 Потребление энергии и основные факторы воздействия производства керамических изделий на окружающую среду

В подразделе 1.8 отмечено, что в официальных документах федерального уровня предприятия по производству керамических изделий не отнесены к основным загрязнителям окружающей среды [61]. В то же время некоторые крупные компании, выпускающие керамические стеновые материалы и огнеупоры, упоминаются в отчетах и докладах регионального уровня (обсуждается их вклад в общий объем выбросов загрязняющих веществ и отходов производства на территории ряда субъектов федерации).

Для государств - членов ЕС сведения о потреблении ресурсов (в том числе энергии) и воздействии на ОС предприятий по производству керамических изделий систематизированы в справочнике ЕС [80].

Результаты сравнения примерных характеристик энергопотребления в различных подотраслях производства керамических изделий в Российской Федерации представлены в таблице 3.1. Ориентировочные показатели удельного энергопотребления приведены в соответствии с [80] (см. таблицу 3.2), а также с учетом результатов отечественных исследований [15]; оценка объемов выпускаемой продукции проведена на основе доступных материалов маркетинговых исследований (подробнее см. раздел 1).

Таблица 3.1 - Примерное потребление энергии в основных подотраслях производства керамических изделий

Изделие	Годовой выпуск (2013 год)		Удельное энергопотребление, ГДж/т (в среднем)	Суммарное потребление энергии в подотрасли, ГДж/год	Доля подотрасли в суммарном энергопотреблении отрасли, %
	единиц	тонн
1 Кирпич, шт.			2,6		52,8
2 Плитка, кв. м			6,5		25,9
3 Огнеупоры	-		5,6		13,0
4 Посуда, изделий	-		50		4,9
5 Сантехника, изделий			22		3,4

Таблица 3.2 - Удельное потребление энергии в производстве керамических изделий в государствах - членах ЕС

Продукция	Удельное потребление энергии в производстве, ГДж/т
	1980 год	1985 год	1990 год	1995 год	2000 год	2003 год
Кирпич и черепица	2,65	2,45	2,19	2,06	2,38	2,31
Облицовочная и напольная плитка	11,78	9,16	6,76	5,45	5,74	5,60*
Огнеупоры	4,88	4,96	6,51	4,91	5,41	5,57
Санитарно-технические изделия	26,56	24,21	22,57	22,76	20,88	21,87
Посуда и декоративные изделия	-	-	47,56	38,91	43,46	45,18
Техническая керамика	-	-	-	-	34,72	50,39
* Затраты энергии на сушку и обжиг.

Так как данные представлены по состоянию на 2005 год, рост удельного энергопотребления после 1995 года можно связывать как с изменением ассортимента продукции (например, с усилением внимания потребителей к клинкерному кирпичу), так и с вступлением в ЕС новых государств (в том числе Латвии, Литвы, Польши, Словении, Словакии, Чехии).

Анализ технологических процессов, приведенный в разделе 2 данного справочника, позволяет систематизировать факторы воздействия на ОС, характерные для различных стадий производства керамических изделий (см. таблицу 3.3, по [15], с изменениями).

Таблица 3.3 - Факторы воздействия производства керамических изделий на окружающую среду

Стадии технологического процесса	Факторы воздействия на компоненты ОС			Шум (работа оборудования)
	Воздух (образование выбросов ЗВ при технологических операциях в процессе)	Водные объекты (использование в процессе и образование сточных вод)	Почва (образование отходов производства и технологических потерь, преимущественно в виде пыли)
Дробление	X	X	X	X
Сухой помол и смешение	X	-	X	X
Мокрый помол и смешение	-	X	X	X
Рассев/классификация	X	-	X	X
Перемещение сырья	X	-	X	-
Хранение в силосах	X	-	-	X
Литьевой шликер	-	X	-	-
Массоподготовка:
- масса для пластического формования	X	X	X	-
- жесткая формовочная масса (формование обточкой)	-	X	X	-
Пресс-порошок, подготовка сухим способом	X	X	X	X
Пресс-порошок, распылительная сушка	X	X	X	X
Грануляция	X	-	-	X
Шликерное литье	-	X	-	-
Пластическое формование	-	X	X	-
Формование обточкой	-	-	X	-
Прессование	X	X	X	X
Оправка	X	X	X	-
Сушка	X	-	-	X
Глазурование	X	X	X	-
Ангобирование	X	X	X	-
Нанесение декора	X	X	X	-
Обжиг	X	-	-	X
Послеобжиговая обработка	X	X	X	X
Хранение материалов	X	-	-	X
"Х" - возможно значимое воздействие на ОС, "-" - незначимое воздействие или практическое отсутствие такового.

Входные и выходные потоки, характерные для производства керамических изделий, представлены в справочнике ЕС на качественном уровне; пример приведен для производства керамического кирпича (см. рисунок 3.1).

"Рисунок 3.1 - Входные и выходные потоки в производстве керамического кирпича [80], с изменениями и дополнениями [15]"

В справочнике ЕС отмечено, что в составе отходящих газов присутствуют оксиды азота, углерода и серы, а также, в ряде случаев, летучие органические соединения, образующиеся в процессах сушки и обжига керамических изделий. Наличие примесей соединений хлора объясняется тем, что в составе большинства видов глин морского образования есть хлориды. Также источниками HCl могут стать добавки или хлорированная вода (содержание хлоридов в воде, используемой при массоподготовке, может достигать 50 - 100  и выше). Практически все природные сырьевые материалы содержат небольшие количества фтора, который легко замещает OH-группы в глинах и гидратных минералах. Выделение фтороводородной кислоты HF происходит при разложении фторосиликатов в составе глин [110]. Концентрация фтора в дымовых газах определяется не только его содержанием в сырье, но и наличием паров воды, составом материала и режимом обжига [80], [111].

Значительное внимание проблемам загрязнения воздуха соединениями галогенов уделяется прежде всего в средиземноморских странах, где в качестве сырья для производства керамических изделий используются обогащенные соединениями хлора и фтора глины морского происхождения [112] - [115].

В отечественных источниках, посвященных охране окружающей среды при производстве керамических изделий, поступление соединений хлора и фтора в атмосферный воздух обсуждается редко [67], [84], [77], [116], [117]. Таким образом, основными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферный воздух при производстве керамических изделий, следует считать монооксид углерода, оксиды азота и пыль.

Вода - один из важных ресурсов в технологии производства керамических изделий, однако уровни ее потребления в различных подотраслях отличаются друг от друга. Вода, которую добавляют непосредственно в шихту, не вносит вклада в образование сточных вод, поскольку полностью испаряется на стадиях сушки и обжига.

Сточные воды образуются преимущественно при роспуске глины в процессе производства и в результате ее смыва при очистке оборудования. Незначительное количество сточных вод образуется при производстве огнеупорных изделий и кирпича при проведении такой обработки поверхности, как глазурование, ангобирование, мокрая шлифовка. Дополнительное их выделение происходит при очистке смесителей, установок для нанесения глазури и ангоба, форм.

В технологии облицовочной и напольной плитки, хозяйственно-бытовой и технической керамики, санитарно-технических изделий техническая вода применяется при очистке установок для массоподготовки и литья, нанесения глазури, декорирования, а также при мокрой шлифовке в ходе послеобжиговой обработки изделий.

В составе сточных вод, образующихся при переработке различных материалов и в ходе очистки оборудования, присутствуют те сырьевые материалы и вспомогательные вещества, которые задействованы в данном технологическом процессе. Как правило, эти соединения нерастворимы в воде. Сточные воды в производстве керамических изделий отличаются высокой мутностью (нередко и цветностью) из-за присутствия в них мелкокодисперсных взвешенных частиц глазури и глинистых минералов [80], [116].

Объемы сточных вод, как правило, невелики, а основные параметры, характеризующие их, - это содержание взвешенных частиц и мутность [80].

Задача минимизации воздействия сточных вод на природные водные объекты решается путем уменьшения водопотребления, организации водооборота и внедрения систем очистки сточных вод.

В отношении образования отходов следует сказать, что в большинстве подотраслей производства керамических изделий отходы формования, оправки, сушки полуфабриката и брак изделий возвращают на стадию подготовки сырья. Брак обожженных изделий используют в качестве шамота, порошок которого получают после дробления и рассева (так называемый "бой"). Однако не все образующиеся отходы можно возвращать в технологический цикл. Например, отработанные огнеупорные изделия, образующиеся при ремонте печей, как правило, загрязнены шлаками, глазурями и т.д., поэтому их введение может ухудшить огнеупорные характеристики любого изделия. Невозможно использовать повторно материалы, содержащие другие виды загрязняющих веществ (например, тяжелые металлы, выделяющиеся из глазурей).

Считается, что гранулированный или тонкоизмельченный бой кирпича можно использовать в качестве замены продукции других отраслей производства керамических изделий, имеющей тот же зерновой состав. В частности, отходы производства после измельчения и рассева применяют как заполнитель в бетонах или наполнитель в асфальте для дорожного строительства.

В отечественных и зарубежных источниках в некоторых случаях обсуждаются также уровни шума, характерные для производства керамических изделий. В зарубежных источниках обычно упоминают такие решения, направленные на сокращение шумового воздействия предприятий, как герметизация оборудования, звукоизоляция окон и стен, проведение шумных работ только в дневное время и надлежащее техническое обслуживание оборудования.

В целом на основании анализа отечественных и зарубежных источников информации следует сделать вывод о том, что предприятия по производству керамических изделий характеризуются высоким потреблением энергии (от 2 до 50 ГДж на тонну изделий). Именно сжиганием топлива, необходимого для проведения высокотемпературных процессов, обусловлены выбросы в атмосферу основных загрязняющих веществ (монооксида углерода, оксидов азота и пыли), а также некоторых других веществ в зависимости от типа сырья и технологических процессов, распространенных в конкретных подотраслях. Сбросы сточных вод обычно незначительны, а образующиеся отходы преимущественно повторно используются в производстве.

3.2 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления ресурсов в производстве кирпича

В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены российским предприятиям по производству кирпича. Сведения от предприятий поступали неравномерно в течение нескольких месяцев; к концу октября 2015 года разработчики справочника НДТ располагали 23 заполненными анкетами различной степени детализации. В связи с этим было принято решение при обсуждении численных параметров учитывать как результаты анкетирования, так и материалы современных отечественных исследований и данные отраслевого справочного документа ЕС [80].

3.2.1 Потребление энергии

В 2009 - 2010 годах попытка провести сравнительный анализ потребления энергии топлива в производстве кирпича в России и государствах - членах ЕС была осуществлена в рамках выполнения международного проекта "Гармонизация экологических стандартов - II. Россия" [3], [117]. Обсуждаемые результаты в целом согласуются с оценками, данными в 2009 году в статье, посвященной перспективам развития производства стеновых керамических материалов в Республике Татарстан [118]. Следует отметить, что среднее значение удельного потребления энергии топлива на рисунке 3.2 отражает экспертную оценку для России в целом. Заводы N 1 и N 2, на которых проведены натурные исследования, демонстрируют результаты лучше средних.

"Рисунок 3.2 - Удельный расход энергии топлива в производстве кирпича на выбранных предприятиях Российской Федерации и Европы [119]"

В таблице 3.4 приведена информация из этой статьи с переводом энергоемкости в единые единицы измерения - ГДж/т продукции, соответствующие требованиям Международной системы измерений СИ; такие показатели целесообразно использовать при проведении сравнительного анализа энергоемкости производства продукции во всех отраслях.

Таблица 3.4 - Расход энергоресурсов в производстве керамического кирпича (по [118], с дополнениями)

Энергопотребление	Единица измерения	Технологии
		Отечественные 1970 - 1980-х годов	Современные зарубежные
Природный газ (37 ГДж/1000 )	/1000 шт. условного кирпича	220 - 240	120 - 150
	ГДж/т продукции	3,3 - 3,6	1,8 - 2,2
Электроэнергия	кВт*ч./1000 шт. условного кирпича	200 - 250	220 - 240
	ГДж/т продукции	0,28 - 0,36	0,32 - 0,35
Общее энергопотребление	ГДж/т продукции	3,6 - 4,0	2,1 - 2,6

Необходимо подчеркнуть, что результаты оценок достаточно сложно сравнивать: во многих случаях неизвестна степень осреднения данных, не приводятся источники информации, не определено в единицах массы и понятие "условный кирпич". Эксперты говорят о размерах 25012065 мм в соответствии с ГОСТ 530-2012 "Кирпич и камень керамические. Общие технические условия" [120]. В этом стандарте установлено несколько интервалов плотности изделий; при расчетах часто используют массу условного кирпича, варьирующую в интервале 2,4 - 3,5 кг/шт. [117], хотя европейский стандарт, на который обычно ссылаются, устанавливает лишь две категории изделий по плотности - ниже 1000  и выше 1000  (CSN EN 771-1:2011. Specifications for masonry units - Part 1: Clay masonry units [20]). В публикациях, подготовленных в Евросоюзе, США, Канаде и других странах, как правило, обсуждается удельное потребление энергии, рассчитанное в ГДж или (реже) в кВт*ч на тонну продукции (см., например, [80], [121], [122]).

Интервалы удельного энергопотребления в производстве кирпича, полученные при обследовании российских предприятий и при работе с материалами управлений Росприроднадзора, составляют:

- 3,0 - 4,2 ГДж/т продукции для предприятий, введенных в строй в 1970 - 1980-х годах;

- 2,2 - 2,7 ГДж/т продукции для предприятий, введенных в строй после 2000 года.

В ходе подготовки настоящего справочника НДТ члены ТРГ-4 посетили несколько новых отечественных предприятий, по данным руководства которых удельное энергопотребление составляет менее 1,6 - 1,8 ГДж/т продукции*(8). По некоторым данным, в 2005 - 2007 годах аналогичные и даже более низкие показатели (1,5 ГДж/т) были достигнуты лучшими германскими и австрийскими производителями кирпича [123], [124]. Новейшие российские предприятия построены с применением технологических процессов и оборудования, разработанных в Евросоюзе, поэтому полученные в ходе посещения новейших отечественных промышленных площадок данные следует считать корректными [125].

Сопоставление удельного потребления энергии, характерного для производителей керамического кирпича, работающих в различных странах, приведено на рисунке 3.3.

"Рисунок 3.3 - Удельное энергопотребление в производстве керамического кирпича в различных странах (в скобках указаны годы постройки/реконструкции предприятий) [126]"

Результаты анкетирования российских предприятий*(9) свидетельствуют о том, что удельное потребление энергии в производстве керамического кирпича варьирует в интервале 1,6 - 5,2 ГДж/т. В ряде анкет данные о потреблении энергии отсутствуют (предприятия N 4, 9, 12). Показатель 0,88 ГДж/т (предприятие N 3) нельзя считать значимым. Не исключено, что показатель 5,2 ГДж/т несколько завышен и представлен с учетом потребления газа на иные (не относящиеся к производству продукции) нужды. Результаты анкетирования в целом представлены на рисунке 3.4.

"Рисунок 3.4 - Удельное потребление энергии в производстве кирпича: результаты анкетирования российских предприятий"

Таким образом, удельное потребление энергии большинства принявших участие в анкетировании предприятий по производству кирпича близко к 2,0 ГДж/т продукции. Этот показатель несколько ниже, чем установленные ГОСТ Р 55646-2013 "Ресурсосбережение. Производство кирпича и камня керамических. Руководство по применению наилучших доступных технологий повышения энергоэффективности и экологической результативности" [7] параметры НДТ для Российской Федерации (2,5 - 3,0 ГДж/т) [26] и приведенные в справочном документе ЕС параметры НДТ для государств - членов ЕС (2,3 - 2,5 ГДж/т) [2], что может быть обусловлено ограниченной выборкой и поступлением данных преимущественно от компаний-лидеров.

Необходимо принимать во внимание тот факт, что на потребление энергии существенное влияние оказывают химический и минералогический состав шихты, а также введение добавок. Так, например, присутствие в шихте 8% - 10% угольной пыли достаточно для того, чтобы вести обжиг за счет энергии сгорания органической добавки. Существенная экономия топлива для обжига достигается при введении в шихту для поризации опилок, а также при использовании так называемых "углистых" глин, характеризующихся повышенным содержанием органических соединений. В то же время с увеличением в сырье глинистых и известняковых компонентов требуется повышенный расход топлива для протекания эндотермических реакций разложения гидроалюмосиликатов и карбонатов. Поэтому в зависимости от типа используемого сырья расход энергии может существенно отличаться независимо от того, каким оборудованием оснащен завод и какая технология применяется.

Следует отметить, что по мере накопления сведений об удельном энергопотреблении при производстве различных видов керамического кирпича и поризованного камня в Российской Федерации целесообразно выполнить бенчмаркинг по группам предприятий, выпускающих однотипную продукцию из близкого по характеристикам сырья, и уточнить оценочные данные, представленные в данном информационно-техническом справочнике.

3.2.2 Эмиссии в окружающую среду

В монографии [127] приведены результаты сравнительного анализа уровней выбросов вредных веществ на отечественных кирпичных заводах (полученные в ходе пилотных проектов 2008 - 2009 годов) в сравнении с данными справочного документа по НДТ (см. таблицу 3.5).

Таблица 3.5 - Уровни выбросов вредных веществ на отечественных кирпичных заводах в сравнении с данными справочного документа по НДТ [127]

Компоненты выбросов	Данные справочного документа для предприятий ЕС		Данные по российским предприятиям
	Концентрации в отходящих газах,	Удельные выбросы, г/т продукции	Концентрации в отходящих газах, , завод N 2	Удельные выбросы, г/т продукции, завод N 2, Российской Федерации	Удельные выбросы, г/т продукции, завод N 1, Российской Федерации
Пыль	11,6	17,6	> 30	20	15
CO	124,6	189	1370	2080	748
в пересчете на	121	184	102	130	46
	26,1	39,6	н/д	н/д	н/д
Летучие фториды	2,7	4,1	н/д	0,6	н/д
Летучие хлориды	8,4	12,7	н/д	н/д	н/д

Рассмотрение таблицы 3.5 позволяет заключить, что полученные в ходе пилотных проектов данные подтверждают выдвинутое предположение о преимущественном поступлении в воздух оксидов азота и монооксида углерода, а также пыли; выбросы летучих хлоридов и фторидов являются нехарактерными для российских предприятий, обследованных в 2008 - 2009 годах.

В тексте обсуждаемого справочного документа ЕС для различных операций и производств представлено сопоставление загрязненности отходящих газов (по концентрациям); эти данные представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Технологические характеристики неочищенных отходящих газов производства керамического кирпича (при использовании различных видов топлива, по [80])

Загрязняющие вещества	Удельные выбросы ЗВ при использовании различных видов топлива
	Газообразное топливо	Мазут марки EL	Тяжелый мазут	Уголь
Пыль,	1 - 20	1 - 30	5 - 50	30 - 150***
, в пересчете на ,	20 - 200	20 - 200	20 - 200	20 - 200
, в пересчете на (при содержании S в сырье < 0,12%*),	10 - 300**	10 - 300**	30 - 500**	30 - 500**
Неорганические газообразные соединения фтора в пересчете на HF,	1 - 20**	1 - 20**	1 - 20**	1 - 20**
Неорганические газообразные соединения хлора в пересчете на HCl,	1 - 120	1 - 120	1 - 120	1 - 120
Примечания * При содержании серы > 0,12% возможно содержание до 1500 мг и выше. ** При использовании сырья с высоким содержанием извести содержание HF и может снижаться. *** При использовании бурого угля содержание пыли может достигать 700 .

Усредненные показатели экологической результативности предприятий по производству керамического кирпича и плитки приведены в таблице 3.7.

В 2014 году в России по результатам обследований заводов и оценки, полученной из различных источников информации, в этой же работе [15] для современных отечественных предприятий (открытых после 2000 года) составлена обобщенная схема входных и выходных потоков в производстве кирпича (см. рисунок 3.5) в расчете на 1 т продукции.

Таблица 3.7 - Усредненные показатели энергетической эффективности и экологической результативности предприятий по производству керамического кирпича и плитки [15]

Удельные показатели (в пересчете на единицу выпускаемой продукции)	Предприятия
	Выпуск кирпича		Выпуск плитки
	Введены в действие в 1970 - 1980-х годах	Введены в действие после 2000 года	Введены в действие в 1970 - 1980-х годах*	Введены в действие после 2000 года
Потребление энергии, ГДж/т	3,0 - 4,2	2,2 - 2,7	> 8,5	3,5 - 9,5
Выбросы загрязняющих веществ, кг/т
CO	1,8 - 2,3	0,2 - 1,0	0,4 - 0,8	0,18 - 0,42
	0,1 - 0,4	0,1 - 0,2	1,1 - 1,8	0,25 - 0,72
	0,03 - 0,06	0,01 - 0,04	н/д
* Архивные данные предприятий, природоохранительных органов и высших учебных заведений. Предприятия закрыты или претерпели масштабную реконструкцию (что привело к созданию новых производств) после 2005 года.

Полученные результаты были сопоставлены с характеристиками зарубежных предприятий по производству керамического кирпича и плитки. Доступные сведения рознятся как по годам (периодам привлечения внимания к вопросам ресурсосбережения и сокращения негативного воздействия на ОС), так и по источникам. Для европейских стран показатели экологической результативности наиболее детально представлены в справочном документе по НДТ производства керамических изделий [80]. Достаточно широк спектр работ в области оценки жизненного цикла керамических изделий, выпущенных в ЕС, США и Австралии [91], [128], [129].

"Рисунок 3.5 - Входные и выходные потоки в производстве керамического кирпича в России (количественная оценка) [15]"

Представленные на рисунке 3.5 показатели достаточно хорошо согласуются с зарубежными данными и отражают практику отечественных предприятий.

Картина сравнительного анализа (в том числе ретроспективного) экологической результативности российских и зарубежных компаний по производству керамического кирпича приведена на рисунке 3.6 [130].

"Рисунок 3.6 - Удельные выбросы основных загрязняющих веществ, сопровождающие производство керамического кирпича (в скобках указаны годы постройки/реконструкции предприятий)"

Материалы анкетирования российских предприятий*(10) свидетельствуют о том, что показатели экологической результативности в производстве керамического кирпича варьируют в широких пределах. Практика обследований промплощадок свидетельствует о том, что в большинстве случаев показатели являются расчетными; для некоторых заводов измерения проводятся сторонними лабораториями.

С учетом того, что заводы 1, 2, 6а, 6б, 6в, 7, 8, 10, 11а, 11б, 11в, 14, 15, 16, 17, 18 характеризуются достаточно близкими значениями удельного потребления энергии и в качестве топлива используют преимущественно природный газ, можно было бы ожидать близких значений параметров удельных выбросов продуктов сгорания - CO и . Однако на ряде предприятий в шихту добавляют значительное количество опилок (более 15% по объему); другие заводы используют в качестве сырья глины с высоким содержанием соединений серы. Поэтому неудивительно, полученные от российских предприятий данные изменяются в весьма широких интервалах:

- удельные выбросы CO: 0,12 - 7,3 кг/т продукции;

- удельные выбросы (в пересчете на ): 0,02 - 0,5 кг/т продукции;

- удельные выбросы : до 1,3 кг/т продукции.

Нельзя исключать вероятность того, что некоторые предприятия указали характеристики выбросов загрязняющих веществ с учетом дополнительных источников (например, гаража, котельной, обслуживающей объекты социальной инфраструктуры, и пр.). Отличные от нуля данные по выбросам представлены незначительным числом организаций; большинство показателей не превышает 0,04 кг/т продукции; однако в анкетах присутствуют и величины, близкие к 1,3  кг/т продукции.

Как уже отмечено, в большинстве случаев приведенные в анкетах показатели основаны на расчетных оценках, а не на результатах измерений. Кроме того, вопросы организации пробоотбора и выполнения измерений требуют особого отдельного обсуждения, например, в рамках подготовки национального стандарта по производственному экологическому контролю для предприятий по выпуску керамических изделий.

В ходе предварительного обсуждения представленных данных было выяснено, что некоторые предприятия при производстве полнотелого и пустотелого кирпича добавляют в массу значительное количество древесных опилок. Это позволяет не только снизить объемную массу кирпича и улучшить его теплозащитные свойства, но и ведет к сокращению потребления природного газа*(11). С одной стороны, такое решение следует рассматривать как направление ресурсосбережения и использования возобновляемых источников энергии. С другой стороны, необходимо учитывать вероятность возрастания удельных выбросов монооксида углерода и пыли, а также диоксида серы. Следует подчеркнуть, что данный вопрос требует детального изучения и может быть рассмотрен в ходе выполнения пилотных проектов в сфере НДТ.

В отношении выбросов пыли данные, представленные в анкетах, изменяются в пределах 0,02 - 0,29 кг/т; показатели порядка десятков и сотен граммов на тонну продукции распределены практически поровну; в некоторых анкетах данные не представлены. При этом максимальные показатели не относятся к предприятиям, использующим в качестве топлива уголь (что могло бы сказаться на увеличении выбросов пыли на стадии обжига изделий). Интерпретировать полученные данные сложно; единственное заключение состоит в том, что минимальные показатели (около 0,02 кг/т) согласуются с результатами отечественных и зарубежных исследований. Лучшие системы очистки (оборудованные фильтрами тонкой очистки) позволяют уловить до 99,8% пыли, содержащейся в выбросах из организованных источников на участках массоподготовки.

Как правило, в разрешительной документации предприятий по производству керамического кирпича упоминаются 15 - 25 загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух из 20-30 источников. При этом большая часть напрямую с процессом выпуска кирпича не связана; специалисты предприятий утверждают, что практически все показатели являются расчетными. Это свидетельствует о необходимости выделения выбросов загрязняющих веществ, напрямую связанных с технологическим процессом, в отдельную категорию.

В отношении производственных сточных вод практически во всех анкетах указано, что их объемы весьма незначительны. Производственные сточные воды образуются преимущественно на участках водоподготовки и упаковки готовой продукции. На многих предприятиях такие сточные воды вместе с хозяйственно-бытовыми передаются на очистку в централизованные системы водоотведения.

Большинство ответивших на вопросы анкеты предприятий указали, что удельное образование невозвратных производственных отходов составляет 10 - 70 кг/т продукции. Представленные показатели порядка 0,5 - 0,9 кг/т нельзя считать значимыми. Производственные отходы включают кирпичную пыль (в том числе отходы рукавных фильтров), бой кирпича, отходы отработанных абразивных, огнеупорных изделий, упаковки.

Общее заключение состоит в том, что образование производственных отходов в целом нехарактерно для предприятий, выпускающих керамический кирпич; большая часть отходов (более 95%) возвращается в технологический цикл или передается на переработку.

По мере распространения нормирования предприятий на основе принципов НДТ справочник следует актуализировать, идентифицировав интервалы технологических показателей, характеризующих выбросы загрязняющих веществ, для производства различных видов кирпича и камня керамического. Такие работы также могут быть выполнены в ходе пилотных проектов, к обсуждению результатов которых следует привлечь возможно большее число отечественных предприятий.

В целом, учитывая значительный разброс данных, полученных от предприятий в 2015 г. и характеризующих как потребление ресурсов, так и эмиссии в ОС, можно рекомендовать разработать в будущем документы национальной системы стандартизации, касающиеся вопросов проектирования предприятий по производству керамического кирпича, и охватывающие аспекты ресурсоэффективности и экологической результативности.

3.3 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления ресурсов в производстве плитки

В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены российским предприятиям по производству керамической плитки. Осенью 2015 года разработчики справочника НДТ располагали 5 заполненными анкетами различной степени детализации. В связи с этим было принято решение при обсуждении численных параметров учитывать материалы современных отечественных исследований и данные отраслевого справочного документа ЕС [80] и, по возможности, результаты анкетирования.

3.3.1 Потребление энергии

Как следует из таблицы 3.1, в российской подотрасли производства керамической плитки расходуется около 1/4 энергии, потребляемой в отрасли в целом. Основные затраты энергии приходятся на процесс обжига, который в зависимости от вида продукции ведут при температурах от 980°C - 1050°C (плитка для внутренней облицовки стен) до 1180°C - 1250°C (керамогранит).

В государствах - членах ЕС затраты энергии на производство плитки снизились в период 1980 - 2003 годов с 11,78 до 5,6 ГДж/т продукции [80].

В России (и в бывшем Советском Союзе) вопросам энергосбережения в энергоемких отраслях промышленности уделялось значительное внимание. Развитие требований к проектированию можно проследить в стандартах и технических кодексах [131] - [133]:

- СТ СЭВ 6575-89 "Печи для обжига керамических плиток для полов и внешней облицовки. Показатели энергопотребления";

- ГОСТ 28529-90 "Печи для обжига керамических плиток для полов и внешней облицовки. Показатели энергопотребления";

- ТКП 45-7.02-226-2010 "Производство керамических плиток. Нормы технологического проектирования предприятий".

Действующие российские предприятия по производству керамической плитки активно внедряют современные производственные линии, осваивают новые технологии, нередко приглашают зарубежных технологов (см. 1.3) и добиваются последовательного роста энергоэффективности производства [3], [134]. В качестве примера отметим, что одному из лидеров отрасли удалось планомерно снизить удельные энергозатраты (от 10 ГДж/т до 6,5 ГДж/т продукции), несмотря на значительные колебания объема выпуска плитки: от 5,7 млн  в 2009 году в разгар кризиса до 6,9 млн  в предкризисный 2007 год. Ввод в строй новых печей для обжига плитки позволил сократить расход тепловой энергии на 7% - 9% при увеличении объема производства более чем на 25% [4]. Сравнение приведенных значений удельных затрат энергии с показателями, которые считаются лучшими и для производителей керамической плитки в государствах - членах ЕС (до 8,5 ГДж/кг для трехкратного обжига) [80], позволяет заключить, что в части энергоэффективности обсуждаемое предприятие фактически соответствует европейским требованиям к НДТ.

Сопоставление удельного потребления энергии, характерного для производителей керамической плитки, работающих в различных странах, приведено на рисунке 3.7.

"Рисунок 3.7 - Удельное энергопотребление в производстве керамической плитки (в скобках указаны годы постройки/реконструкции предприятий) [125]"

Равно как и при оценке удельного энергопотребления в производстве керамического кирпича, результаты различных работ достаточно сложно сравнивать: во многих случаях неизвестна степень осреднения данных, не приводятся источники информации, не определено в единицах массы понятие "квадратный метр плитки".

Усредненные показатели энергетической эффективности и экологической результативности предприятий по производству керамической плитки свидетельствуют о том, что удельное потребление энергии на российских предприятиях изменяется в настоящее время в пределах 3,5 - 9,5 ГДж/т продукции и зависит от типа печи, вида изделий, кратности обжига, применения глазурей и пр.

В соответствии с ГОСТ Р 55645-2013 [135] расход энергии на распылительную сушку при производстве облицовочной и напольной плитки находится в диапазоне 980 - 2500 кДж/кг. Для обогрева сушил всех видов обычно используют избыточное тепло печи, но существуют ограничения, обусловленные содержащимися в сырье примесями (например, соединениями серы). Типичные значения потребления тепловой энергии на сушку облицовочной и напольной плитки равны 300 - 1000 кДж/кг, для плитки с водопоглощением ниже 3% энергопотребление может превышать 1400 кДж/кг. Энергопотребление при обжиге определяется типом печи и числом обжигов и колеблется от 5920 - 7300 кДж/кг (роликовая печь, трехкратный обжиг) до 2000 - 5500 кДж/кг (роликовая печь, однократный обжиг).

Основная доля потребления электрической энергии приходится на двигатели и приводы, устройства транспортировки (насосы, транспортеры), нагреватели, вытяжные вентиляторы, дымососы и системы освещения, которые все вместе потребляют более 90% электрической энергии. Доля электрической энергии может достигать 30% общего потребления. Потребление электрической энергии находится на уровне 170 кВтч/т [135].

В ГОСТ Р 55645-2013 приведена таблица значений удельного энергопотребления при производстве керамической плитки на различных стадиях технологического процесса (см. таблицу 3.8).

Таблица 3.8 - Удельное энергопотребление при производстве керамической плитки на различных стадиях технологического процесса [135]

Стадия	Технологическая операция	Удельное потребление природного газа, ГДж/т	Удельное потребление электроэнергии, ГДж/т
Массоподготовка	Сухой помол	-	0,04 - 0,07
	Мокрый помол	-	0,05 - 0,35
	Распылительная сушка	1,2 - 2,5	0,01 - 0,07
Формование	Прессование	-	0,05 - 0,15
Сушка		0,3 - 1,0	0,01 - 0,04
Обжиг		1,9 - 5,5	0,02 - 0,15

Простое суммирование позволяет предположить, что минимальное удельное потребление энергии может составлять около 3,2 ГДж/т, а максимальное - около 9,8 ГДж/т.

Таким образом, на основании результатов анкетирования российских предприятий и рассмотрения материалов отечественных исследований можно дать лишь ориентировочную оценку удельному потреблению энергии в производстве керамической плитки в России; по-видимому, этот показатель варьирует для разных видов изделий от (3,2 - 4,5) ГДж/т до (8,5 - 9,8) ГДж/т.

По мере накопления сведений, характеризующих отечественные заводы, следует рассмотреть возможность уточнения показателей удельного энергопотребления для производства различных видов изделий.

3.3.2 Эмиссии в окружающую среду

Российские предприятия по производству керамической плитки нечасто привлекают внимание специалистов в области промышленной экологии; число публикаций, касающихся вопросов оценки эмиссий в окружающую среду, невелико [16], [136].

В справочном документе ЕС [80] данные по выбросам загрязняющих веществ в производстве керамической плитки в большинстве случаев приводятся в размерностях концентраций в отходящих газах и для конкретных случаев или операций. Сравнительный анализ удельных выбросов основных загрязняющих веществ был выполнен с привлечением материалов исследований, проведенных в различных странах (прежде всего Австралии, США, Италии, Испании, Греции); полученные результаты представлены на рисунке 3.8.

"Рисунок 3.8 - Удельные выбросы основных загрязняющих веществ, сопровождающие производство керамической плитки (в скобках указаны годы постройки/реконструкции предприятий) [130]"

Необходимо подчеркнуть, что столбец ЕС (экомаркировка) относится к требованиям системы добровольной экологической маркировки керамической плитки, распространенной в государствах - членах ЕС. Эти требования сформулированы более четко и жестко, чем требования НДТ:

- : удельный выброс 0,125 кг/т продукции;

- SO: удельный выброс 0,075 кг/т продукции.

В России в 2014 году по результатам обследований заводов и оценки, полученной из различных источников информации, для современных отечественных предприятий составлена обобщенная схема входных и выходных потоков в производстве керамической плитки (см. рисунок 3.9) в расчете на 1 т продукции [15].

Представленные на рисунке 3.9 показатели достаточно хорошо согласуются с зарубежными данными и, по всей вероятности, отражают практику передовых отечественных предприятий.

Обработка заполненных отечественными предприятиями анкет позволяет предположить, что параметры выбросов основных загрязняющих веществ таковы:

- CO: удельный выброс 0,15 - 3,15 кг/т продукции;

- : удельный выброс 0,35 - 0,75 кг/т продукции.

"Рисунок 3.9 - Входные и выходные потоки в производстве керамической плитки в России (количественная оценка) [15]"

Следует отметить, что, как правило, в разрешительной документации предприятий по производству керамической плитки упоминаются более 20 загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух. При этом большая часть напрямую с процессом выпуска плитки не связана; кроме того, по свидетельству специалистов предприятий, практически все показатели являются расчетными.

Для очистки отходящих газов от пыли используются рукавные фильтры (98% - 99,8% эффективности) и в некоторых случаях циклоны (75% - 80% эффективности) в массозаготовительных отделениях, а также на участках подготовки пресс-порошка и прессования.

Производственные сточные воды при выпуске облицовочной и напольной плитки формируются в процессе очистки оборудования для подготовки сырья и глазурования, в процессе обезвоживания масс на ротационных и фильтр-прессах, а также при мокрой шлифовке. Воду нередко используют в замкнутом цикле с коэффициентом рециркуляции до 90%. Излишек глазури собирают и возвращают обратно в производственный цикл. Хозяйственно-бытовые сточные воды преимущественно передаются в централизованные системы водоотведения.

Ответившие на вопросы анкеты предприятия указали, что они предусматривают вторичное использование накопленных в средозащитной технике пылеобразных веществ и ситового возврата (после процеживания шликера) для приготовления шликера. Бой некондиционной плитки (до 5% - 8%) поступает также в отделение массоподготовки. Отходы керамические, отходы абразивных материалов и отходы упаковки составляют до 0,8 масс. % от выпуска продукции. Они относятся к V классу опасности. Невозвратные отходы (до 1,5% от выпуска продукции) планируется продавать как наполнитель для сухой смеси. На предприятиях действуют системы раздельного сбора отходов.

Основными источниками шума предприятия являются вентиляционное, технологическое оборудование производственных цехов и котельной, разгрузочно-погрузочные работы и движение транспорта по промплощадке.

Общее заключение, которое можно сделать по результатам оценки доступных данных по эмиссиям в окружающую среду, состоит в том, что для перехода к технологическому нормированию в производстве керамических изделий необходимо наладить систему сбора и анализа информации о технологических (характеризующих собственно технологические процессы) параметрах производства.

Экологическое регулирование всех прочих процессов целесообразно осуществлять на основе норм общего действия, получивших распространение во многих странах. Нормы общего действия представляют собой совокупность установленных в нормативных документах условий, охватывающих общие технологические аспекты эксплуатации типовых установок и предусматривающих установление требований к порядку выполнения различных операций и минимальных требований к защите окружающей среды (в том числе такие, как высота трубы в химических лабораториях, порядок обращения с отходами в столовых, порядок обращения с ливневыми сточными водами и пр.) [137].

3.4 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления ресурсов в производстве огнеупорных изделий

В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены российским предприятиям по производству огнеупорных изделий. К концу лета 2015 года разработчики справочника НДТ располагали четырьмя заполненными анкетами. При обсуждении численных параметров были учтены как данные предприятий, так и материалы современных российских исследований и данные отраслевого справочного документа ЕС [80].

3.4.1 Потребление энергии

В таблице 3.9 приведены значения удельного энергопотребления на различных стадиях процесса производства магнезитового кирпича в соответствии с данными справочника ЕС [80].

Таблица 3.9 - Удельное энергопотребление в производстве магнезиальных огнеупоров

Операция	Энергопотребление, ГДж/т
Подготовка, рассев	0,35 - 0,50
Взвешивание, дозирование, смешение	0,045 - 0,070
Формование	0,13 - 0,20
Сушка и обжиг	3,0 - 6,3
Послеобжиговая обработка, упаковка	0,08

Таким образом, основная доля энергии потребляется в процессе сушки и обжига огнеупоров (так же как и в производстве других керамических изделий); удельное энергопотребление варьируется в пределах 4 - 7 ГДж/т продукции.

На российских предприятиях по производству магнезиальных огнеупоров расходуется до 12 ГДж энергии на тонну продукции. Обжиг проводится при температуре 1600°C - 1700°C, и более 95% энергии расходуется на обжиг огнеупоров.

Удельное потребление энергии при выпуске динасовых огнеупоров составляет около 3,5 ГДж/т продукции. Удельное потребление энергии при производстве шамотных огнеупоров близко к 6 - 7 ГДж/т продукции.

3.4.2 Эмиссии в окружающую среду

В первую очередь выбросы загрязняющих веществ в ОС, образующиеся в производстве огнеупоров, определяют значительное энергопотребление и высокотемпературную обработку материалов.

В справочнике ЕС представлены концентрации ЗВ в отходящих газах и объемы этих газов, однако, в связи с тем, что производительность предприятий не приведена, оценить удельные выбросы не представляется возможным. К приоритетным загрязняющим веществам отнесены:

- пыль;

- монооксид углерода;

- оксиды азота;

- оксиды серы;

- неорганические газообразные соединения фтора (для высокоглиноземистых огнеупоров).

Специалисты российских предприятий также считают эти загрязняющие вещества основными, поступающими в атмосферный воздух при производстве огнеупоров. Исключение составляют соединения фтора. Удельные выбросы этих ЗВ варьируют в широких пределах:

- CO: 0,4 - 35 кг/т продукции;

- пыль (организованные источники): 0,07 - 3 кг/т продукции;

- (в пересчете на ): 0,2 - 1,6 кг/т продукции;

- : 0,01 - 0,1 кг/т продукции.

Значительный разброс показателей (в частности, удельных выбросов CO) требует дополнительного обсуждения вероятных источников и причин образования загрязняющих веществ с практиками.

Выбросы пыли в воздух происходят не только при обжиге, но и в следующих технологических операциях:

- при хранении и транспортировке сырья из накопителей, установок для дозирования, перемещения и обработки сырьевых материалов;

- при сухом способе подготовки сырья;

- при формовании в прессах также возможны выбросы паров связующих веществ и добавок;

- при сухой шлифовке некоторых видов огнеупорных изделий после обжига.

Производственные сточные воды в производстве огнеупоров образуются в результате промывки технологического оборудования, а также при мокрой шлифовке; нередко производственные сточные воды используют повторно в замкнутом цикле.

В отношении отходов производства и технологических потерь отмечено следующее:

- на некоторых стадиях производственного процесса, в частности при формовании, сушке, обжиге и послеобжиговой обработке, образуется бой изделий;

- подготовка сырьевых материалов (промывка оборудования), а также очистка литьевых установок и мокрая шлифовка сопровождаются образованием шлама;

- отходами процесса шликерного литья являются отработанные и разбитые гипсовые формы;

- в процессе упаковки появляются отходы в виде пластика, бумаги, металлолома;

- в установках очистки отходящих газов скапливается пыль, шлам, отработанные сорбенты.

Некоторые из перечисленных видов отходов могут быть повторно использованы в переделах предприятия в соответствии с требованиями к продукции и технологическим регламентом. Остальные материалы направляют на полигоны или (реже) на другие предприятия для возможного применения в различных отраслях.

На рисунке 3.10 представлена потоковая схема производства периклазохромитового кирпича.

Ведущие российские предприятия по производству огнеупоров внедряют и совершенствуют системы экологического менеджмента, разрабатывают и выполняют программы минимизации негативного воздействия на окружающую среду [138], [139].

"Рисунок 3.10 - Входные и выходные потоки в производстве периклазохромитового кирпича (количественная оценка)"

3.5 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления ресурсов в производстве санитарно-технических изделий из керамики

В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены российским предприятиям по производству санитарно-технических изделий из керамики. Осенью 2015 года разработчики справочника НДТ еще не располагали заполненными анкетами, хотя на предварительном этапе, в ходе посещения промплощадок, определенный фактический материал был собран. В связи с этим было принято решение на первом этапе при обсуждении численных параметров учитывать материалы современных отечественных исследований и данные отраслевого справочного документа ЕС [80] и указывать, по возможности, соответствуют ли эти параметры известным показателям российских предприятий.

3.5.1 Потребление энергии

Удельное потребление энергии в производстве санитарно-технических изделий является достаточно высоким. В таблице 3.10 представлены технико-эксплуатационные характеристики печей различных типов, используемых в производстве СТИ*(12).

Таблица 3.10 - Технико-эксплуатационные данные и производительность печей различных типов [80]

Тип печи	Температура, °C	Продолжительность обжига, ч	Удельное энергопотребление, ГДж/т	Производительность, т/ч
Традиционная туннельная печь	1230 - 1270	16 - 24	9,1 - 12,0	0,8 - 1,0
Современная туннельная печь с легковесной волокнистой теплоизоляцией	1230 - 1260	10 - 18	4,2 - 6,7	1,0 - 2,0
Роликовая печь	1230 - 1260	8 - 12	3,5 - 5,0	0,8 - 1,0
Современная печь с выкатным подом, "лечка" изделий	1180 - 1220	12 - 23	8,3 - 10,4	5 - 15*
Современная печь с выкатным подом, первичный обжиг	1240 - 1260	12 - 23	9,2 - 11,3	5 - 15*
* т/цикл.

В таблице 3.11 приведены данные о потреблении энергии топлива и электроэнергии на трех заводах по производству санитарно-технических изделий, функционирующих в ЕС.

Таблица 3.11 - Энергопотребление в производстве санитарно-технических изделий [80]

Параметр	Единицы измерения	Завод 1	Завод 2	Завод 3
Производственная мощность	т/год	10000	5120	2900
Потребление сырья	т/год	17000	7801	3500
Потребление электроэнергии	ГДж/т продукции	0,36	3,32	3,16
Потребление энергии топлива	ГДж/т продукции	30	22	28

В ведомственных нормах технологического проектирования предприятий керамической промышленности [140], выпущенных в СССР в 1986 году, указано, что удельный расход топлива на обжиг санитарно-технических изделий в туннельной печи должен составлять 500 кг на тонну продукции, что эквивалентно 14,65 ГДж/т продукции. Как видно, порядки величин совпадают. Необходимо также отметить, что в последние годы многие российские предприятия достигли значительного повышения энергоэффективности за счет внедрения современного оборудования, сокращения цикла обжига, использования горячего воздуха, отбираемого из зоны охлаждения туннельных печей, в сушилках и рекуператорах для нагрева воздуха, подаваемого в горелки туннельной печи, а также в котлах-экономайзерах для нагрева воды.

3.5.2 Эмиссии в окружающую среду

Производство санитарно-технических изделий из керамики сопровождается выбросами загрязняющих веществ в воздух, образованием сточных вод и твердых отходов. Шум также обсуждается как один из факторов негативного воздействия на окружающую среду.

В справочнике ЕС представлены концентрации ЗВ в отходящих газах и объемы этих газов, однако в связи с тем, что производительность предприятий не приведена, оценить удельные выбросы не представляется возможным. К приоритетным загрязняющим веществам отнесены пыль, оксиды азота и монооксид углерода. Отмечено, что при использовании жидкого топлива следует также учитывать выбросы оксидов серы. В связи со спецификой средиземноморских глин обсуждаются выбросы соединений хлора и фтора.

В 2009 году при выполнении проекта "Гармонизация экологических стандартов II. Россия" эксперты провели сравнение характеристик отходящих газов, поступающих в атмосферу при производстве СТИ в ЕС и на выбранном предприятии в России (см. таблицу 3.12) [141].

Как видно, приведенные показатели достаточно близки друг к другу; можно предположить, что и удельные величины (выраженные в килограммах загрязняющих веществ на тонну продукции) будут иметь сходные значения.

Таблица 3.12 - Сравнительный анализ содержания загрязняющих веществ в отходящих газах производства санитарно-технических изделий

Компонент выбросов	Концентрации ЗВ в отходящих газах,
	Характеристики НДТ	Отчетная документация выбранного российского предприятия
Оксиды азота в пересчете на	10 - 50	29,8
Диоксид серы	1 - 100	Нет данных
Монооксид углерода	До 200	122,2
Пыль	1 - 20	< 20

Выбросы пыли в воздух сопровождают следующие технологические операции:

- при хранении и транспортировке сырья из накопителей, установок для дозирования, перемещения и обработки сырьевых материалов;

- при сухой подготовке твердого сырья;

- при нанесении глазури методом распыления;

- при полировке и сухой шлифовке обожженных изделий;

- при обжиге и сушке изделий.

При производстве санитарно-технических изделий из керамики сточные воды образуются в результате промывки массоподготовительного и литейного оборудования, при глазуровании и мокрой шлифовке. В таких водах присутствуют те же вещества, что и в сырьевых материалах, поэтому их используют повторно (в основном как промывные воды).

В производстве санитарно-технических изделий отходы производства и технологические потери могут образовываться:

- на некоторых стадиях производственного процесса, в частности при формовании, сушке, обжиге и послеобжиговой обработке (бой изделий);

- при подготовке сырьевых материалов (промывка оборудования), а также очистке литьевых и глазуровальных установок и мокрой шлифовке (шлам);

- в процессе шликерного литья (отработанные и разбитые гипсовые формы);

- в процессе упаковки (отходы пластика, бумаги, картона, металла);

- в установках очистки отходящих газов.

Некоторые из перечисленных видов отходов могут быть повторно использованы в переделах предприятия в соответствии с требованиями к продукции и технологическим регламентом. Остальные материалы направляют на полигоны или (реже) на другие предприятия для возможного применения в различных отраслях.

На рисунке 3.11 представлена потоковая схема производства санитарно-технических изделий из керамики.

"Рисунок 3.11 - Входные и выходные потоки производства санитарно-технических изделий из керамики (количественная оценка)"

3.6 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления ресурсов в производстве керамических хозяйственных и декоративных изделий (посуды)

В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены российским предприятиям по производству огнеупорных изделий. Осенью 2015 года разработчики справочника НДТ еще не располагали заполненными анкетами, хотя на предварительном этапе, в ходе посещения промплощадок, определенный фактический материал был собран. В связи с этим было принято решение на первом этапе при обсуждении численных параметров учитывать материалы современных отечественных исследований и данные отраслевого справочного документа ЕС [80] и указывать, по возможности, соответствуют ли эти параметры известным показателям российских предприятий.

3.6.1 Потребление энергии

При обсуждении технологии производства посуды составители справочника ЕС приводят технико-экономические показатели туннельных печей и печей с вакантным подом. Удельное потребление энергии на обжиг изделий в печи с выкатным подом составляет 20 ГДж/т продукции. В туннельных печах на утельный и политой обжиг суммарно расходуется около 45 ГДж/т продукции.

В таблице 3.13 приведены данные, характеризующие расход энергии топлива и электроэнергии европейским предприятием по изготовлению столового фарфора [80].

Как видно, удельное потребление энергии варьирует в широких пределах. Сравнивая различные подотрасли производства керамических изделий, европейские специалисты принимают обычно удельное энергопотребление в производстве посуды равным 45 ГДж/т.

Таблица 3.13 - Потребление тепловой и электроэнергии при производстве фарфоровой посуды

Параметр	Единицы измерения	Значение
Потребление энергии топлива	ГДж/т продукции	70
Потребление электроэнергии	ГДж/т продукции	4,5

В России складывается аналогичная ситуация, и разброс значений в интервале 40 - 80 ГДж/т считается нормальным*(13).

3.6.2 Эмиссии в окружающую среду

В первую очередь выбросы загрязняющих веществ в ОС, образующиеся в производстве огнеупоров, определяют значительное энергопотребление и высокотемпературную обработку материалов.

Производство керамических хозяйственных и декоративных изделий (посуды) сопровождается выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, сбросом сточных вод и образованием твердых отходов. Шум также обсуждается как один из факторов негативного воздействия на окружающую среду.

В справочнике ЕС представлены концентрации ЗВ в отходящих газах и объемы этих газов, однако, в связи с тем, что производительность предприятий не приведена, оценить удельные выбросы не представляется возможным. К приоритетным загрязняющим веществам отнесены следующие:

- пыль;

- оксиды азота;

- монооксид углерода;

- оксиды серы;

- летучие органические соединения;

- неорганические газообразные соединения фтора и хлора (без указания, для какого именно вида сырья, хотя, вероятно, речь идет о глинах морского происхождения).

Также могут иметь место выбросы тяжелых металлов из неорганических пигментов (в форме оксидов этих металлов). Отмечено, что при ведении технологических процессов в печах периодического действия (например, с выкатным подом) может образовываться большее количество загрязняющих веществ, чем при использовании туннельных печей.

Выбросы пыли в воздух происходят не только при нанесении глазури распылением и обжиге, но и в следующих технологических операциях, в число которых входят:

- хранение и транспортировка сырья из накопителей, установок для дозирования, перемещения и обработки сырьевых материалов;

- массоподготовка (сухим способом);

- формование сухих масс (прессованием);

- глазурование и ангобирование в зависимости от принятого способа нанесения покрытий;

- сухая шлифовка некоторых видов хозяйственно-бытовой керамики после обжига.

При производстве керамической посуды сточные воды образуются в результате промывки массоподготовительного оборудования и очистки установок глазурования и декорирования, в ходе обезвоживания масс на ротационных и фильтр-прессах, при мокрой шлифовке. В составе сточных вод присутствуют те же вещества, что и в сырьевых материалах. Для очистки сточных вод применяют процессы флокуляции, седиментации, фильтрации и др.

В производственных сточных водах российских предприятий по производству керамических изделий определяют обычно содержание взвешенных веществ, хлоридов и сульфатов*(14). После механической очистки осветленную воду направляют на повторное использование в цеха предприятий.

Отходы производства и технологические потери образуются на следующих стадиях производства:

- при формовании, сушке, обжиге и послеобжиговой обработке (бой изделий);

- при подготовке сырьевых материалов (промывке оборудования), а также при очистке литьевых и глазуровальных установок и мокрой шлифовке (шлам);

- в процессе шликерного литья (отработанные и разбитые гипсовые формы);

- в процессе упаковки (отходы пластика, бумаги, металла);

- в установках очистки отходящих газов (пыль, шлам и др.).

Некоторые из перечисленных видов отходов могут быть повторно использованы в переделах предприятия в соответствии с требованиями к продукции и технологическим регламентом. Остальные материалы направляют на полигоны или (реже) на другие предприятия для возможного применения в различных отраслях. На российских предприятиях доля отходов может достигать 0,3 т/т продукции.

На рисунке 3.12 представлена потоковая схема производства недекорированных изделий с предварительным обезвоживанием массы на фильтр-прессах и формованием способом раскатки.

"Рисунок 3.12 - Входные и выходные потоки в производстве керамической посуды (количественная оценка)"

3.7 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления ресурсов в производстве технических изделий из керамики

В процессе подготовки настоящего справочника НДТ анкеты для сбора информации о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов были направлены российским предприятиям по производству технических изделий из керамики (изоляторов и др. изделий). К концу лета 2015 года разработчики справочника НДТ располагали одной заполненной анкетой. В связи с этим было принято решение на первом этапе при обсуждении численных параметров учитывать данные отраслевого справочного документа ЕС [80], а также материалы открытой отчетности предприятий и результаты современных отечественных исследований.

3.7.1 Потребление энергии

В таблице 3.14 приведены значения удельного энергопотребления на различных стадиях процесса производства электрофарфора (для изоляторов) в соответствии с данными справочника ЕС [80].

Таблица 3.14 - Потребление энергии в производстве электрофарфора (на примере двух предприятий)

Параметр	Единицы измерения	Завод 1	Завод 2
Потребление электроэнергии	ГДж/т продукции	Н/д	0,94
Потребление энергии топлива	ГДж/т продукции	25	15,30

По данным австрийских исследователей, удельное потребление энергии топлива для печи с выкатным подом объемом 70  и производительностью 10 - 25 т изоляторов за цикл составляет 12 - 20 ГДж/т [142]. В Российской Федерации удельное потребление энергии при обжиге изоляторов значительно выше и может превышать 30 ГДж/т.

Данные о потреблении энергии при производстве других видов технической керамики приводятся редко; в основном обсуждаются подходы к улучшению энергоэффективности производства в отрасли в целом (см, например, [143]). В то же время при обсуждении удельного энергопотребления, характерного для различных подотраслей производства керамических изделий составители справочника ЕС указывают, что на производство 1 т технической керамики расходуется около 50 ГДж энергии [80].

3.7.2 Эмиссии в окружающую среду

В справочнике ЕС представлены примеры, характеризующие концентрации ЗВ в отходящих газах и объемы этих газов, однако, в связи с тем, что производительность предприятий не приведена, оценить удельные выбросы не представляется возможным. К приоритетным загрязняющим веществам отнесены:

- пыль;

- оксиды азота;

- монооксид углерода;

- оксиды серы;

- неорганические газообразные соединения фтора и хлора (в зависимости от свойств глин);

- летучие органические соединения (если в состав массы входят органические добавки).

Для европейских предприятий наиболее высокие концентрации в отходящих газах характерны для СО (около 90 ) и оксидов азота (около 40  в пересчете на ).

Выбросы пыли в воздух происходят не только при обжиге технических изделий из керамики, но и в следующих технологических операциях:

- при хранении и транспортировке сырья из накопителей, установок для дозирования, перемещения и обработки сырьевых материалов;

- при сухом способе подготовки сырья;

- при формовании сухих масс прессованием;

- при дообжиговой, промежуточной и послеобжиговой механической обработке сухим способом;

- при глазуровании и ангобировании в зависимости от способа нанесения покрытий.

Производственные сточные воды в производстве технической керамики образуются в результате промывки массоподготовительного и литейного оборудования, очистки установок глазурования и ангобирования, при мокрой шлифовке.

В производственных сточных водах присутствуют те же вещества, что и в сырьевых материалах; для их очистки применяют процессы флокуляции, концентрирования, фильтрования (с применением фильтр-прессов).

Производственные отходы и технологические потери образуются на следующих стадиях:

- при формовании, сушке, обжиге и механической обработке (бой изделий);

- при подготовке сырьевых материалов (при промывке оборудования), очистке литьевых установок и участков глазурования и ангобирования, а также при мокрой шлифовке (шлам);

- в процессе шликерного литья (отработанные и разбитые гипсовые формы);

- в процессе упаковки (отходы пластика, бумаги, картона, металла);

- в установках очистки отходящих газов (пыль, шлам и др.).

Некоторые из перечисленных видов отходов могут быть повторно использованы в переделах предприятия в соответствии с требованиями к продукции и технологическим регламентом. Остальные материалы направляют на полигоны или (реже) на другие предприятия для возможного применения в различных отраслях.

Ведущие российские предприятия, выпускающие (наряду с другими видами продукции) технические изделия из керамики, внедряют и совершенствуют системы экологического менеджмента, разрабатывают и выполняют программы минимизации негативного воздействия на окружающую среду [138], [144].