Замкнутая целлюлоза 01.08.2017 00:59

Уникальные экологические решения Селенгинского целлюлозно-картонного комбината – в материале спецпроекта "Экология Дальнего Востока"

На Селенгинском целлюлозно-картонном комбинате в Бурятии еще на излете СССР реализовали уникальное техническое решение — систему замкнутого водооборота, которая дает возможность отказаться от стоков в естественные водоемы и существенно экономить на заборе воды. С тех пор это предприятие остается чуть ли не единственным таким отраслевым примером в мире.

СЕЛЕНГИНСКИЙ ЦКК
Селенгинский целлюлозно-картонный – «младший брат» Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК). Оба этих «грязных» производства, построенные у берегов Байкала в 1960-х годах, сразу же стали предметами справедливой ненависти и яростных нападок экологической общественности. Но если БЦБК сбрасывал свои стоки, пусть и прошедшие через несколько степеней очистки, напрямую в озеро, то на Селенгинском ЦКК еще в 1990 году была запущена в эксплуатацию система замкнутого водооборота. И с тех пор она исправно работает.

Благодаря этой системе предприятию, построенному в 4-х км от левого берега реки Селенги и в 60-ти км от озера Байкал, удалось полностью отказаться от сбросов промышленных стоков в эти уникальные водные объекты, не снижая при этом качество продукции. Мощный комплекс очистных сооружений, построенный рядом с комбинатом, осуществляет трехступечатую очистку – биологическую, химическую, а затем – доочистку в отстойниках нейтрализации и прудах. Не так давно редакция «Кислород.ЛАЙФ» смогла лично увидеть все это уникальное хозяйство.


КАК ВСЕ НАЧИНАЛОСЬ?
Начальник управления охраны природы, труда и промышленной безопасности СЦКК Александр Лукьянов на комбинате работает еще с советских времен. И о запуске уникальной для отрасли бессточной схемы производства вспоминает так, словно случилось это не три десятилетия назад, а совсем недавно. Так или иначе, но к этому событию ЦКК шел чуть ли не самого начала своего строительства, с 1956 года. Около трех лет на выбранной в Селенгинске площадке строили целлюлозно-вискозное производство, но затем от него отказались и перепроектировали будущий комбинат на выпуск картона.

Как пишет «Википедия», выбор места строительства «был обусловлен наличием в республике достаточных лесосырьевых ресурсов, отсутствием на месте потребителей древесины, развитой транспортной сетью, имеющимися строительными материалами и близостью месторождения угля». «Рядом Транссиб, федеральная трасса из Москвы на Владивосток, река Селенга. В те времена в Бурятии гремело объединение «Забайкаллес», которое заготавливало и прерабатывало до шести миллионов кубометров древесины в год и использовало до 98% этих объемов. При этом объединении кроме переработки древесины работали производства ДВП и ДСП, а щепу – по сути, отходы – они поставляли нам на комбинат. Мы также использовали древесину третьего сорта и так называемые технологические дрова. То есть, грубо говоря, ЦКК встал в конце всей этой длинной цепочки», - рассказывает Лукьянов. Если сказать более научно, то комбинат был построен как предприятие-утилизатор отходов лесопиления и деревообработки. Сегодня эту роль ЦКК уже не играет, и обеспечивает себя сырьем за счет хвойных и лиственных лесов Бурятии, Иркутской области и Забайкалья.

Основу картонного производства составляет варка – в цеху выпускается свыше 100 тыс. тонн сульфатной небеленой целлюлозы в год. Стоит напомнить, что БЦБК выпускал беленую сульфидную целлюлозу – в этом существенное отличие двух предприятий. «У нас небеленый картон, хлора мы не используем. И в этом плане мы изначально были значительно, если можно так сказать, чище БЦБК», - вспоминает Лукьянов. ЦКК был спроектирован на мощности по варке целлюлозы в 290 тыс. тонн, а по выпуску тарного картона – 282 тыс. тонн в год. Но предприятие строилось долго: чтобы снизить риски от расположения комбината в 9-тибальной сейсмической зоне, нужно было провести огромный объем земляных работ.

Проектные мощности постоянно пересматривались. 25 апреля 1973 года была опробована под нагрузкой на целлюлозе, которую привезли из Байкальска, картоноделательная машина К-07. Она выдала первую продукцию – товарную целлюлозу. 30 июня того же года комбинат был официально введен в эксплуатацию – с мощностью первой очереди в объеме 145 тыс. тонн целлюлозы и 140 тыс. тонн картона в год. В 1980-е был начат выпуск лакокрасочной продукции (олифы, канифоли, эмалей и т.п.), в 1990-е – налажено производство гофротары, ящиков, бумажных мешков и т.д.

Система замкнутого водооборота, объясняет Лукьянов, позволяет комбинату практически бесконечно использовать одну и ту же воду.


РАЗДЕЛИТЬ СТОКИ
В июне 1973 года на ЦКК ввели в строй комплекс очистных сооружений, с помощью которого предприятию удалось до минимума сократить вредное воздействие стоков на экосистему Байкала. Но само расположение комбината, а также наличие на другом берегу БЦБК, который стал главной мишенью экологического движения, вело к постоянному усилению требований к природоохранным мероприятиям. Байкальск работал на оборонку, и его было сложно «закрыть». Картонный же комбинат в любой момент можно было сделать «сакральной жертвой» и успокоить общественность.

«Уже декабре 1975 года, если я не ошибаюсь, вышло постановление Совета Министров СССР о создании на Селенгинском ЦКК системы замкнутого водооборота. Нам выдвинули требование – придумать, как ликвидировать сбросы сточных вод в реку Селенгу. Иначе нас просто грозились закрыть», - вспоминает Александр Лукьянов. Был принят ряд правительственных постановлений, установлены жесткие сроки, выделили финансирование – в СССР иначе такие дела не делались. По словам Лукьянова, подобную систему нельзя было создать на БЦБК (хотя там пытались и даже, вроде бы, что-то подобное запускали): «Там присутствует отбелка с применением хлорных соединений , которые не поддаются ни очистке, ни разложению. Их можно только накапливать. У нас тоже было много своих специфических проблем, но мы все решили и систему замкнутого водооборота внедрили в срок».

Разработчиком технологических решений была определенна Всесоюзная научно-производственная организация «Бумпром» (ВНПО «Бумпром»), а главным проектировщиком – Государственный институт по проектированию предприятий ЦБП Сибири и Дальнего Востока («Сибгипробум»), который и проектировал комбинат еще на старте. Аналогов подобных производств в мире не было, все пришлось разрабатывать впервые. Сама проблема создания замкнутого водооборота решалась через разделение сточных вод по характеру загрязнений и соответственно, по способу их очистки.

Первый шаг было сделать несложно – в сентябре 1981 года ввели в эксплуатацию хозбытовые очистные сооружения, на которые пошла вода из туалетов и душевых. Это было важно и с точки зрения эпидемиологической безопасности производства и недопущения бактериального заражения продукции. Затем стоки нужно было разделить на термически загрязненные и загрязненные продуктами переработки древесины. Их необходимо было выделить в отдельные потоки, и уже после этого направить на специально созданные для каждого из потоков очистные. Как описывала еще в 2011 году газета «Новая Бурятия», «термическое загрязнение» «означает обычную горячую воду, при этом химически и биологически чистую. Ее охлаждение происходит на пяти градирнях путем распыления. Из этих установок постоянно идет дождь охлажденной воды, которая далее поступает для конденсации вторичных паров выпарных станций и турбогенератора. Эта вода не имеет контакта с загрязняющей средой, она только нагревается, и затем снова идет на охлаждение в градирни. Так и замыкается этот круг. В градирнях часть воды согласно законам физики испаряется, эта естественная убыль восстанавливается за счет исходной воды».

Но вот вернуть в производство промышленные стоки оказалось непросто. Ученые искали решение, комбинат работал, пока 13 апреля 1987 года не вышло совместное постановление Совмина и ЦК КПСС № 434 «О мерах по обеспечению охраны озера Байкал», указывающее, что в 1991 году Селенгинский ЦКК должен прекратить сброс очищенной сточной воды в реку Селенга. Пришлось мобилизовать усилия отраслевой и академической науки, на комбинате был создан постоянно действующий технический совет из специалистов предприятия. Академик РАН Михаил Грачев, долгие годы руководивший Лимнологическим институтом СО РАН, вспоминал в одном из интервью о тех временах бури и натиска. «Тогда было принято решение: производственники с представителями науки должны совместно выработать план действий. Но, к сожалению, наука ничего хорошего не порекомендовала. Львиную долю «перехода» выполняли сами заводчане. Большую помощь оказал Алексей Гончаров – главный инженер «Сибгипробума». Специалисты комбината предложили и реализовали довольно простую идею: вернуть соли назад в производство через содорегенерационный котел», – так оценивал работу заводчан авторитетнейший ученый.

Итогом реализации первого этапа создания замкнутого водооборота стало сокращение сброса сточных вод до 242,6 кубических метра в час. При этом минерализация стоков должна была подняться с 0,75 г/литр до 4,8 г/литр, в основном за счет сульфата натрия. Это привело бы к резкому усилению сульфатной коррозии бетона и разрушению всех коммуникаций комбината. Различные научные организации предложили семь вариантов деминерализации стоков, включавшие в себя как возврат сульфатов в производство, так и вывод их из системы водооборота. Для этого предлагалось использовать мембранные технологии с обратным осмосом, вымораживать стоки или захоранивать их в подземных горизонтах.

«Решение по использованию минерализованной воды и возвращению сульфата натрия в баланс щелоков было найдено на техническом совете комбината», - вспоминает Лукьянов. Специалисты ЦКК изобрели и запатентовали уникальный способ деминерализации сточных вод и возврата сульфатов в поток регенерации щелоков, заменив конденсат выпарных станций в промывке целлюлозы в варочно-промывном цехе и шлама в цехе каустизации и регенерации щелоков на нагретую очищенную сточную воду, что и позволило полностью отказаться от сброса даже очищенных стоков в Селенгу.

Исторические событие случилось 3 августа 1990 года, за год до срока, установленного постановлением Совмина и ЦК КПСС. «Кроме того мы провели модернизацию содорегенерационных котлов: вместо каскадных испарителей установили концентраторы черного щелока; смонтировали электрофильтры. Результатом этих работ стало сокращение потребления сульфата с 120 кг до 12-14 кг на тонну целлюлозы», - рассказывает Александр Лукьянов.

Удалось, к тому же, избежать и дополнительных выбросов вредных веществ в атмосферу. Водопотребление сократилось до 4 млн кубометров в год, газопылевые выбросы – с 18 тыс. до 4,8 тыс. тонн ежегодно. Кроме этого, были проведены значительные работы по максимальной утилизации отходов производства, образующихся на предприятии, и их повторному использованию. Группа разработчиков этого проекта была удостоена Государственной премии СССР в области науки и техники. Главный технолог СЦКК Евгений Гончаров рассказывал газете «Новая Бурятия» в 2011 году, что переход на замкнутый цикл спас предприятие, так как за счет снижения водопотребления в 10 раз снизились и затраты энергии («вместо былых огромных насосов были установлены более экономичные»). Кроме того, со времен строительства комбината Селенга ушла от предприятия на 4 км, сократились и объемы подрусловых вод – в итоге пришлось бы тянуть водовод, что очень дорого, или копать протоку, что запрещено в нерестовой реке.

Лукьянов вспоминает, что когда на ЦКК работало два потока, сквозь очистные ежегодно проходило порядка 67 млн кубометров воды. Объемы, сравнимые с крупным озером. Система замкнутого водооборота, объясняет Лукьянов, позволяет комбинату практически бесконечно использовать одну и ту же воду. Впрочем, за помощью к Селенге обращаться все же приходится: из лимита по водозабору в 4 млн кубометров ЦКК берет около 2,8 млн кубов свежей воды ежегодно. «На острове Долгий стоит водозабор, мы берем свежую подрусловую воду только на нужды ТЭЦ: на производство пара и на охлаждение конденсаторов турбин. Затем эту же воду используем на подпитку оборотной воды. Отстойники имеют большие площади и из прудов идут большие испарения, а потери воды необходимо восполнять, иначе очистные сооружения комбината не смогут нормально работать. В результате проводимых на комбинате мероприятий мы достигали показателя потребления воды – 14 кубометров воды на тонну произведенной целлюлозы».

Еще на подъезде к Селенгинску в глаза бросаются целая галерея разных по размеры и форме труб, из которых валят клубы белого и серого дыма


РАБОТАЮТ БЕЗ ПЕРЕРЫВА
Уникальные очистные представляют собой гигантское сооружение, которое работает круглосуточно и без остановок (исключение – те грустные периоды, когда ЦКК «вставал» по экономическим причинам; последний раз это случилось в 2013 году). Промышленные стоки очищают в три ступени. Первая – биологическая очистка. В этом помогают микроорганизмы – бактерии, простейшие и ряд более высокоорганизованных организмов. Они способны окислять органические вещества в процессе своей жизнедеятельности. Затем вода идет на химическую очистку, где загрязнения осаждают за счет использования коагулянта сульфата алюминия и флокулянта – полиакриламида.

Третья ступень для предприятий ЦБП уникальна – речь про доочистку в отстойниках нейтрализации и в прудах. Там происходит осаждение загрязнений в осадок и их полное удаление. После нейтрализации очищенные стоки попадают в пруды-аэраторы. Кстати, раньше их там насыщали кислородом – это было необходимо перед сбросом в Селенгу. Но при замкнутой системе от этого отказались, так как насыщенная кислородом вода («живая вода»), подаваемая на производство, приводит к тому, что коммуникации комбината обрастают билогическими видами.

Как признавал несколько лет назад академик РАН Арнольд Тулохонов, «кроме атмосферных выбросов, Селенгинский ЦКК отрицательно на экологическую ситуацию не влияет». Лукьянов подчеркивает: «С водой мы вопрос решили, здесь никаких к нам претензий нет. Забор из Селенги у нас небольшой, сброса в нее нет».

Означет ли это, что проблем у ЦКК не осталось? Конечно же нет. «Проблема, которую мы решаем, это пылегазовые выбросы, которые попадают в атмосферу с угольной ТЭЦ, а также из технологических цехов от содо-регенерационных котлов. Варка целлюлозы – дело довольно грязное, и с запахом от производства тоже нужно бороться. Людей больше смущает запах, чем вредность этих газов. В перспективе мы планируем собрать все утечки газовых выбросов и утилизировать их путем сжигания. В планах есть еще установка газогенераторного котла», - говорит Лукьянов.

По выбросам, кстати, ЦКК не является гигантом. Что диссонирует с внешним обликом предприятия – еще на подъезде к Селенгинску в глаза бросаются целая галерея разных по размеры и форме труб, из которых валят клубы белого и серого дыма. Картина завораживает, впечатляет, но и пугает – кажется, что ничего более вредного в таком природном оазисе быть не может. По факту же СЦКК ежегодно выбрасывает чуть более 5 тыс. тонн вредных веществ в атмосферу. При том что по ПДВ ему разрешено выбрасывать в два раза больше. Конечно, влияет и тот факт, что на предприятии еще в 1990-х годах остановили второй поток; сейчас там ставят новое, китайское оборудование. Когда ЦКК заработает в полную силу, выбросов станет больше. Но к этому на предприятии готовы.

Как отмечалось в отчете БИП СО РАН в 2009 году, сокращением пылегазовых выбросов на СЦКК занимались с начала 1990-х: «Ввели в действие концентраторы черного щелока, реконструировали содорегенерационные котлы с установкой электрофильтров с эффективностью улавливания 99%, произвели модернизацию газоочистного оборудования энергетической части ТЭС, варочного цеха, завода побочных продуктов, выпарной станции. В настоящее время на комбинате ведется постоянная работа по снижению выбросов в атмосферу вредных твердых, жидких и газообразных веществ. Эффективность фильтров СРК (содорегенерационных котлов) составляет 98-99%, эффективность скрубберов энергетических котлов – 96-98%. На предприятии задействованы 22 установки для очистки выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, в том числе шесть установок очистки газовых выбросов, семь установок сухой очистки пылевых выбросов, девять установок мокрой очистки выбросов с уловом как твердых частиц, так и газообразных веществ».

ТЭЦ комбината – три турбоагрегата по 12 МВт каждый – выдает 536 тонн пара в час, на нужды Селенгинска идет примерно треть (на отопление и подогрев горячей воды). Учитывая, что станция работает на угле, нетрудно догадаться, чем именно труба сдабривает атмосферу. В планах – сократить потребление топлива (сегодня оно превышает 300-350 тыс. тонн угля в год), что выгодно и по экономическим причинам. Дело в том, что близость к месторождениям угля, упомянутая в «Википедии» как один из факторов для выбора площадки под строительства комбината, плюсом не оказалась. ТЭЦ была спроектирована для работы на углях из Иркутской области – оттуда их и возят до сих пор, по железной дороге. В годы плановой экономики такое положение никого не смущало; но сегодня это оборачивается лишними затратами. Чтобы снизить потребление угля, в него уже подмешивают кородревесные отходы.

«Мы стремимся максимально снизить свое влияние на Байкал. Но любое промышленное предприятие как-то все равно влияет на окружающую среду, поэтому у нас реализуется программа по переводу комбината на биотопливные котлы. То есть наши угольные котлы мы будем замещать на котлы, работающие на твердом лесном топливе. Это снизит выбросы газа, золы, а также поможет утилизировать кору и опилки с многочисленных лесопилок в 150-километровой зоне вокруг комбината», - отмечала в апреле этого года гендиректор СЦКК Лилия Деева в ходе визита на предприятие врио главы Бурятии Алексей Цыденова.

Биотопливный котел производительностью в 70 тонн пара в час, по планам, должен заработать уже в 2018 году. «Древесину сжигать по выбросам гораздо безопаснее, чем уголь. Если мы такой биотопливый котел поставим, то сможем сэкономить примерно 40 тысяч тонн топлива в год, соответственно, количество выбросов тоже уменьшится. Кроме того, мы сэкономим и на другом. Сегодня мы платим за покупаемую древесину в виде балансов или щепы за поставленные объемы, но при окорке балансов и последующему сортированию щепы около 12% древесины (мелкая фракция щепы, кора) направляется в отходы. Но деньги-то за них заплатили! Так лучше сжигать эти отходы, тем более что теплотворная способность сжигания коры сопоставима с теплотворной способностью бурого угля», - говорит Лукьянов.

Вишенка на торте: биотопливный котел поможет приступить к решению еще одной проблемы – переработки осадков, накопленных на очистных. Пока что их складируют в пяти картах шламонакопителя, а с внедрением биотопливного котла можно будет использовать их в качестве топлива.

Остается проблемой состояние золошлакового отстойника – основного источника загрязнения подземных вод. В планах – создать в самых проблемных местах «перехватывающие скважины», которые будут возвращать просочившиеся грязные воды обратно в отстойник и тем самым препятствовать попаданию сульфатов в грунтовые воды. Требуются большие инвестиции и на модернизацию содо-регенерационных котлов. «Целлюлозно-бумажная промышленность всегда была и будет грязным производством, от этого никуда не деться. Но вот подписала Россия Киотский протокол, и с тех пор под это дело «пляшем»: перестраиваем производства, которые создавали 40 лет назад – в другое время, когда были другие требования и стандарты. Те же США чихали на Киотский протокол, а мы экологические требования к предприятиям ужесточили. По идее, нужно ввести частичное финансирование или возврат средств от экологических сборов тем предприятиям, которые внедряют «зеленые» технологии, улучшают параметры производства. Ну хоть что-то нам компенсируйте!», - говорит Лукьянов.

Система замкнутого водооборота – уникальное, но очень дорогое удовольствие, ее функционирование вносит почти треть затрат в конечную себестоимости продукции. «К нам в недавнем прошлом японцы приезжали, посмотрели на все и сказали, что они так не чистят у себя воду. Потому что это очень дорого. И им, по их словам, проще платить за сбросы не достаточно очищенные стоки, чем чистить воду именно так, как это делаем мы». Впрочем, Александр Лукьянов подчеркивает, что о том, чтобы снова разомкнуть бессточную систему, сегодня никто не говорит.
Александр Попов, шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ» Теги: