Решение экологических проблем утилизации твердых отходов производства медицинских мазей

УДК 504:621

РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА МЕДИЦИНСКИХ МАЗЕЙ

© В.А. Ермолаева

Ключевые слова: твердые отходы производства; термическая утилизация; влияние на окружающую среду. Проанализирован технологический процесс производства медицинских мазей как источник загрязнения окружающей среды, предложен метод термической утилизации твердых отходов производства, выбран оптимальный вариант установки для сжигания, рассмотрены технические характеристики установки, предложены варианты вторичного использования отходов, дано экономическое обоснование выбора данных методов.

ВВЕДЕНИЕ

Разработка и внедрение новых оборудования и технологий, повышающих безопасность технологических процессов, позволяют снизить производственный и экологический риск [1-2]. Актуальность работы обусловлена повышенными требованиями к показателям качества технологического процесса современных производственных систем [3]. Одними из основных показателей качества являются показатели, определяющие воздействие технологического процесса на окружающую среду и человека.

Особенно негативное воздействие на людей и окружающую среду дают химическая и смежные с ней отрасли промышленности, где часто используются активные и даже агрессивные компоненты. Производство лекарственных средств относится к числу небезопасных отраслей, поэтому особенно важна правильная

организация производственного процесса, которая включает решение экологических проблем при утилизации отходов производства. Важность рассматриваемой темы также возрастает на фоне современного этапа социально-экономических преобразований и развития промышленности, когда из-за трудно предсказуемых социальных, техногенных и экологических последствий деятельности возникает угроза самому существованию человечества.

Целью работы является разработка системы обеспечения экологической безопасности при производстве Оксолина 0,25 % на участке приготовления медицинских масс и мазей.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: проведен анализ технологического процесса, дана характеристика технологического процесса как источника загрязнения окружающей среды и производственных опасностей, разработана система

экологической безопасности и организационно-экономическое обеспечение системы безопасности жизнедеятельности.

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Технологический процесс производства Оксолина мази назальной 0,25 % включает в себя следующие стадии: санитарная подготовка производства, получение воды очищенной, подготовка сырья и материалов, приготовление мази, упаковка, маркировка и отгрузка готовой продукции. Основное назначение оксолина -лекарственное средство для местного применения в случае вирусных заболеваний кожи, вирусных ринитов, а также при профилактике гриппа.

Стадия приготовления мази включает в себя: плавление вазелина при температуре от 70 до 80 °С, стерилизация вазелина и масла вазелинового при температуре от 119 до 121 °С в течение 2 - 2 ч 25 мин., приготовление масляного концентрата (в боксе пылезащитном на весах взвешивают 1 кг тетраксолина и тщательно перетирают пестиком, добавляя порционно простери-лизованное и охлажденное масло вазелиновое в количестве 2 кг), приготовление масляно-вазелинового концентрата, приготовление готовой мази (перемешивание в течение 10-15 мин. и пропускание через роторно-пульсационный аппарат в течение 20-30 мин.). Отбирают пробу на соответствие требованиям. При получении положительного результата мазь из смесителя при помощи устройства для перекачивания передают на операции упаковки и маркировки.

ИСТОЧНИКИ И ОБЪЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Исходя из анализа технологического процесса, материального и энергетического баланса, физикохимических основ технологического процесса, сделан вывод, что производство Оксолина является источником загрязнения окружающей среды. Особенностью технологического процесса является образование твердых отходов, и характер загрязнения можно определить как физический.

В целях предотвращения вредного воздействия на здоровье человека и окружающую природную среду разработан единый порядок обращения с отходами, обязательный для исполнения всеми руководителями,

служащими и рабочими предприятия. Способ временного хранения отходов определяется классом опасности веществ - компонентов отходов: вещества 1 класса опасности хранятся в герметизированной таре (контейнеры, ящики), 2 класса опасности - в закрытой таре (закрытые емкости, бочки), 3 и 4 класса опасности - в металлической таре (контейнеры, емкости), 5 класса опасности - на стеллажах, а также открытым способом.

На участке приготовления медицинских масс и мазей в процессе производственной деятельности образуется ряд отходов производства: отходы в виде запланированных потерь мази (1,6 %), тубы некондиционные и отходы вспомогательного производства (уборочный материал). Перечень образующихся отходов и их количество представлены в табл. 1.

Все отходы складируются и отправляются автотранспортом в стороннюю организацию на сжигание, при этом предприятие платит за услуги данной организации и несет транспортные расходы.

ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ И ВЫБОР МЕТОДА УТИЛИЗАЦИИ И ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Проанализировав вид и качество образующихся отходов производства, можно выделить две группы: относительно чистые отходы производства (макулатура и тубы алюминиевые), загрязненные отходы производства (материал обтирочный и отходы из жироотстойника -мазь некондиционная).

Первая группа отходов является ценным вторсырьем, из чего можно извлечь как экологическую, так и экономическую выгоды. Многочисленные предприятия организуют переработку отходов производства и потребления, скупая их у населения и организаций. По аналогичной схеме целесообразнее и экономически более выгодно сдавать тубы алюминиевые отбракованные и после регенерации в ту же организацию. Это ценное вторсырье, после переплавки которого получают технически чистый алюминий. Так как в цехе не организована очистка туб от остатков мазей, для начала можно сдавать тубы загрязненными. Цена за изделия алюминиевые загрязненные составляет около 128 руб./т. Если образуется 11,84 т/год, то выручка от продажи составит 1515,5 руб. До этого на предприятии сдавали данные отходы на сжигание, стоимость которого 20127 руб.

Таблица 1

Твердые отходы производства

Наименование отхода Наименование оборудования, где образуется отход Способ складирования Количество отходов

на единицу продукта в сутки, кг

Материал уборочный Все оборудование, производственные и бытовые помещения Спецемкость 0,0177 13,43

Тубы алюминиевые отбракованные Тубонаполнительная и упаковочная машина Спецемкость 0,0062 4,7

Макулатура Упаковочная машина Стол для упаковки Прессуется на прессе МГП и складируется в специально отведенном месте 0,0098 7,46

Отходы из жироотстойника, мазь из некондиционных туб Смеситель Тубонаполнительная машина Спецемкость 0,0205 15,3

Вторую группу отходов - обтирочный загрязненный материал и отходы из жироотстойника - можно утилизировать на территории предприятия. Наиболее распространенный метод уничтожения отходов - сжигание. Этот метод не самый лучший в экологическом аспекте, однако для данных видов отходов он приемлем ввиду низкой ценности отходов. Материал обтирочный и отходы из жироотстойника не подходят для биологической утилизации, их сложно переработать, их теплотворная способность средняя. Поэтому оптимальным на данном этапе производства будет внедрение камеры для сжигания отходов производства.

Инсинераторы (утилизаторы) предназначены для сжигания всех видов бытового мусора, нефтезагряз-ненных, высокотоксичных (содержащих фтор, хлор, фенол, йод, бром), биоорганических, медицинских, фармакологических отходов. Процесс сжигания происходит при температуре 1100 еС, при этом выбросы вредных веществ в воздух не превышают установленных санитарных норм. Применяется специальная огнеупорная футеровка, которая обеспечивает надежную эксплуатацию их на срок не меньше 10000 ч.

Российские ученые разработали ряд камер для сжигания отходов производства: установка двухкамерная для уничтожения твердых отходов УДП-20, установка автоматизированная для сжигания отходов СП-10, СП-50, установки для сжигания нефтесодержащих продуктов Факел-1М, Факел-1Мк, УУН-0,8, установка для сжигания биологических отходов ИУ-32, утилизатор промышленных отходов ЭКО Ф1, утилизатор твердых бытовых и промышленных отходов ЭКО Ф2 [4].

Проанализировав область применения и технические параметры данных установок, мы выявили, что оптимальными вариантами могут быть: установки для сжигания нефтесодержащих продуктов Факел-1М и Факел-1Мк, утилизатор промышленных отходов ЭКО Ф1, утилизатор твердых бытовых и промышленных отходов ЭКО Ф2.

Для удовлетворения потребностей производства мази Оксолин 0,25 % вполне достаточно одной из первых трех установок (производительность 60 кг/ч). Однако ограничиваться одним видом выпускаемой продукции нерационально, стоит учесть объем образующихся отходов от других видов продукции и других производств. Так как объем образующихся отходов значительный, то правильнее будет обеспечить загрузку более мощной установки для сжигания, такой как ЭКО Ф2 (производительность до 180 кг/ч).

С учетом возможных объемов отходов данной установке можно обеспечить постоянную работу без простоя, что всегда имеет большое значение для грамотной реализации затраченных средств.

Установка для утилизации твердых бытовых и промышленных отходов ЭКО Ф2 - это малогабаритная, передвижная установка, предназначена для термической утилизации различных промышленных, бытовых, биоорганических, медицинских и других отходов непосредственно в местах их образования.

Преимущества установок ЭКО Ф2: реализовано простое техническое решение, легко транспортируются и разворачиваются на месте работы, не требуют дополнительного монтажа, не требуют специально подготовленной промышленной площадки и особой подготовки обслуживающего персонала, основные узлы и детали легко заменяемые, минимальная предварительная сортировка отходов, удобство загрузки и выгрузки зольно-

го остатка, безопасность эксплуатации, экономичный расход топлива, минимальный срок изготовления (45 дней), стоимость установок значительно ниже предлагаемых отечественных и зарубежных аналогов, санитарно-защитная зона не более 100 метров, обеспечение норм ПДК по основным компонентам в рабочей зоне, имеют все необходимые документы для согласования их работы с местными контролирующими органами (табл. 2) [4].

Общий вид установки с основными конструктивными элементами приведен на рис. 1.

Камера сжигания (1-1) предназначена для непосредственного сжигания отходов. Она располагается на опорной раме и представляет собой цилиндрическую емкость диаметром 1100 мм, высотой 1200 мм и толщиной стенки 4 мм. По верхнему краю емкости и на расстоянии 400 мм от края размещены ребра жесткости. Камера сжигания оборудована шиберной задвижкой, предназначенной для аварийного отсечения пламени, патрубком для подсоединения дизельной горелки, ручками для ее поворота при выгрузке зольного остатка.

Основным материалом, используемым для изготовления установок ЭКО Ф2, является высоколегированная хромоникелевая нержавеющая сталь, что обеспечивает ее надежную эксплуатацию, а также защищает установку от воздействия внешних агрессивных факторов.

Крышка (1-2) закрывает камеру сжигания сверху, обеспечивает выход горючих газов в камеру дожигания, имеет замки для обеспечения крепления на камере сжигания, смотровые отверстия диаметром 30 мм для визуального контроля процесса горения и перемешивания горящих отходов прилагаемым стержнем. Камера дожигания (труба диаметром 520 мм, высотой 350 мм, толщиной стенок 3 мм) предназначена для дожигания несгоревших в камере сжигания частиц и газов. Во время работы установки в камере дожигания создается воронкообразный поток газов, которые вдоль стенок направляются в камеру сжигания. Встречный поток

Рис. 1. Общий вид установки ЭКО Ф-2 в сборе: 1 - камера сжигания; 2 - крышка с камерой дожигания и трубой; 3 -пульт управления с ресиверными камерами, емкостью для топлива и топливоподводящими шлангами; 4 - горелка дизельная; 5 - рукава воздуховодные; 6 - труба; 7 - механизм подъема крышки

В

1810

Рис. 2. Передвижной пульт управления: 1 - несущий каркас; 2 - ресиверные камеры; 3 - патрубок для отвода потока воздуха; 4 - топливный бак; 5 - кран отключения подачи; 6 -шланги подачи топлива; 7 - фильтр дизтоплива; 8 - панель управления

ного топлива составляет от 11,4 до 13,5 кг/ч. Горелка необходима только для розжига. В зависимости от калорийности отходов срок работы горелки от 5 до 15 мин. При калорийности отходов от 2000 до 5500 ккал/кг расход топлива составляет не более 3 л на цикл 1,5 ч (работа не более 15 мин.), при калорийности отходов от 500 до 2000 ккал/кг - 12 л (1 ч). Расход дизельного топлива определяется составом отходов, при утилизации особо-плотных, твердых или влажных отходов требуется поддержание процесса горения с помощью дизельного топлива, при обычных отходах средней калорийности расход дизтоплива происходит только в момент розжига, далее горелку можно снять, процесс горения происходит без использования дизтоплива за счет нагнетания в камеру дожигания воздуха. Подача воздуха так же может использоваться для быстрого охлаждения камеры сгорания при работе в летних условиях.

Таблица 2

Основные технические характеристики установки ЭКО-Ф2

газов, направленный снизу вверх, обогащается кислородом воздуха, поступающим из воздуховодных патрубков, температура горения при этом достигает 1100 оС. Дефлектор (диск диаметром 350 мм) предназначен для отклонения потока несгоревших газов и частиц, поднимающихся через центр газовой воронки к периметру камеры дожигания. Воздуховодные патрубки предназначены для соединения гибкого рукава подачи воздуха (1-5) к камере дожигания. Конструкцией камеры сжигания предусмотрен сетчатый фильтр (частая сетка с размером ячейки 3-4 мм, изготовленная из жаростойкого нихрома), который предотвращает вылет мелких несгоревших частиц из установки и на котором производится дополнительный дожиг отходящих газов. Труба (1-6) высотой 1800 мм устанавливается на верхнюю часть крышки и предназначена для отвода продуктов сгорания, изготовлена из стали. Механизм подъема крышки (1-7) представляет собой рычажновинтовой подъемник со штоком, верхняя часть которого приварена к крышке установки [4].

Общий вид пульта управления с основными конструктивными элементами показан на рис. 2.

Пульт управления включает в себя следующие конструктивные узлы и элементы: несущий каркас (2-1), ресиверные камеры (2-2) и патрубок (2-3) для накопления необходимого объема воздуха и формирования направленного воздушного потока, топливный бак (2-4) объемом 105 л с заборным устройством, фильтром дизтоплива (2-7), шлангами подачи топлива (2-6), кран отключения подачи топлива (2-5). Расход дизель-

Характеристика Значение

Общий вес установки, кг 884

Вес камеры сжигания в сборе, кг 710

Вес пульта управления, кг 122

Габариты установки, мм: - камера сжигания; - камера сжигания с опорной рамой; - передвижной пульт управления; - труба 1100Ч1200 1700Ч1700Ч1950 740Ч1505Ч1090 500Ч1950

Электропитание установки, В 220

Потребляемая мощность установки, кВт 6,9

Электрическая мощность горелки, кВт 0,5

Тепловая мощность горелки, (мин./макс.), кВт 105/209

Объем бака для топлива, л 105

Расход дизельного топлива, кг/ч (мин./макс.) 11,4/13,5

Количество ресиверных камер, шт. 2

Количество электровентиляторов, шт. 8

Мощность воздушного потока, л/с: - в режиме «Пуск»; - в режиме «Рабочий» 232 464

Максимальная производительность установки, кг/ч 180

Единовременная загрузка в камеру сгорания, м3 0,8

Таблица 3

Расчет прибыли от продажи отходов производства

Наименование отхода Количество отходов на единицу конечного продукта, кг Количество отходов на конец года, т/год Тариф, руб./т Прибыль от продажи отходов, руб./год

Тубы алюминиевые отбракованные 0,0062 11,84 128 1515,52

Макулатура МС-5Б 0,0098 18,71 1500 28 065

Итого: 0,016 30,55 29580,52

Таким образом, проанализировав предложения рынка установок для сжигания отходов производства, выбрана оптимальная модель - передвижная установка -утилизатор ЭКО Ф2. Ее эффективность и производительность удовлетворяет потребности производства мази Оксолин 0,25 %.

Расчет платежей за загрязнение окружающей среды и размещение отходов после внедрения предложения.

Общая плата за утилизацию отходов производства мази Оксолин 0,25 % предприятием «Вторсырье» составляет 310,6 тыс. руб./год. После внедрения камеры для сжигания ЭКО-Ф2 платить сторонней организации нет необходимости. Оставшиеся отходы производства -макулатура и алюминиевые тубы - ценное вторсырье. Макулатура представляет собой остатки картона и гофрокартона без краски от упаковочных коробок и относится к классу Б - средней чистоты МС-5Б. Цены на закупку макулатуры типа МС-5Б варьируют от 1000 до 2000 руб./т (с транспортировкой) и до 3000 руб./т (без транспортировки). В процессе упаковки остается 0,0098 кг макулатуры на единицу готовой продукции, что составило 18,7 т/год, а выручка от продажи -28 тыс. руб. Рассчитана прибыль от продажи вторсырья на переработку (с вывозом сторонней организацией), составляющая около 30 тыс. руб. (табл. 3).

Согласно расчетам, рентабельность внедрения высокая (96 %) и срок окупаемости короткий (13 мес.), что говорит о социальной и экономической выгоде предлагаемого метода утилизации отходов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Рассмотрены методы защиты от воздействия производства на окружающую среду, разработана система

обеспечения экологической безопасности. Предложено экономически и экологически выгодное мероприятие -часть отходов сдавать в стороннюю организацию как ценное вторсырье, другую часть сжигать на месте производства установкой ЭКО-Ф2. При этом есть возможность подключить другие производства для обеспечения полной загрузки оборудования и исключения его простоя.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ермолаева В.А. Теоретические основы процесса измельчения при производстве лекарственных средств // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. 2011. № 2. С. 14-16.

2. Ермолаева В.А., Козикова И.В. Расчет теоретически необходимой толщины слоя и объема катализатора для очистки газовых выбросов сложного состава // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. 2011. № 1. С. 4-7.

3. Ермолаева В.А. Обеспечение класса чистоты и микроклимата при производстве лекарственных средств // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. 2012. № 1. С. 11-15.

4. Квартэк. Экология: ресурсосберегающее и экологическое оборудование. www.guartec.ru. Загл. с экрана.

Поступила в редакцию 14 сентября 2012 г.

Ermolaeva V.A. SOLUTION OF ECOLOGICAL UTILIZATION PROBLEMS OF SOLID WASTE OF MEDICAL OINTMENTS PRODUCTION

The technological process of the production of medical ointments as a source of environmental pollution, the method of thermal utilization of solid industrial wastes is analyzed; the optimal variant of installations for the incineration is chosen; the technical characteristics of the installation are considered; the variants of the secondary use of waste are offered; the economic justification of the choice of data methods is given.

Key words: solid wastes of production; thermal disposal; impact on environment.