CC BY
53
Obizhenko T.N., Movchan I.A., Boyko T. V. The Review of the Regulatory Framework for Determining the Width of Fire Barrier for Containment of Landscape Fires
The analysis of the existing regulatory framework to determine the width of fire barrier in phytocenoses is completed. The phases of landscape fire spreading are studied. The basic methods and technical means to locate and extinguish landscape fires are determined. It is established that the documents do not stipulate the creation of fire barriers for events localization and extinguishing landscape fires and the width of the barrier is only available during the cutting of trees, clearing and ploughing the soil, excluding power and intensity of fire spread because it is expedient to conduct complex studies in order to determine the value of the width of fire barrier.
Keywords: fire barrier, fire landscape, location, regulatory framework, fire spread.
УДК 662.818 Acnip. 1.Р. Шепелюк - НЛТУ Украти, м. Львiв
КЛАСИФ1КАЦ1Я ЦЕЛЮЛОЗНО-ПАПЕРОВОГО ШЛАМУ, ШЛЯХИ ЙОГО УТИЛ1ЗАЦН ТА МОЖЛИВОСТ1 ВИКОРИСТАННЯ
Наведено класифжацш вщходгв целюлозно-паперового виробництва. Розглянуто та про-анал1зовано можлив1 напрями утил1заци та повторного використання р1зних видгв волокнистого шламу целюлозно-паперового виробництва у свгговш практищ. Встановлено, що найбшьш по-ширеними напрямами використання е його захоронення, компостування, спалювання тощо. Од-нак, найбшьш перспективним як з еколопчно'л', так i з економ1чно'1 точки зору е використання його як наповнювача при виготовленш деревинних i будвельних композицшних матерiалiв.
Ключовi слова: целюлозно-паперове виробництво, первинний шлам, вторинний шлам, ма-кулатурний шлам, утилiзацiя, зола, вщходи, композиций матерiал.
Постановка наукового завдання. Целюлозно-паперове виробництво (ЦПВ) належить до провiдних свiтових галузей, що зумовлено великою потребою в ïï продукцп. Воно вiдiграe важливу роль у свiтовiй економiцi. Щорiчно у свiтi виробляеться приблизно 400 мшьйошв тонн паперу та картону [1]. Спожи-вання i виготовлення паперово1 продукцiï продовжуе зростати в Азп, особливо в Кита1, i вже становить понад третину свггового обсягу. На другому мiсцi зали-шаються США. Протягом останнiх ротв в перiод з 1991 по 2011 рш збшьшило-ся виробництво паперу i у бврош [1].
Однак, внаслщок дiяльностi ЦПВ утворюеться значна кiлькiсть твердих вiдходiв, œi спричиняють негативний вплив на навколишне середовище. Тому, найбiльш важливим завданням сьогодення е пошук шлянв контролю над кшь-кiстю цих вiдходiв i вибiр правильного способу ïx утилiзацiï. Використання ввд-xодiв дасть змогу зберегти природш ресурси, призведе до зменшення техногенного навантаження на гiдро- та атмосферу, а також у разi повторного використання вiдxодiв, дасть змогу одержати еколопчно безпечнi матерiали та сприяти-ме здешевленню основно!' продукцiï.
Виклад основного матерiалу. Усi вiдxоди ЦПВ подляються на вiдxоди виробництва целюлози та вiдxоди виробництва паперу, картону, паперових виро-б1в i з картону. ïx класифкащя наведена на рис. 1. Основна юльккть ввдходав -шламу, утворюеться при очищенш стiчниx вод на целюлозно-паперових вироб-ництвах. Це створюе передумови для пошуку альтернативного способу ïx утилiза-
ци. У закордоннш практищ кнують р1зш вар1анти утил1защ1 та перероблення в1д-ходав [1]. Однак, способи !х використання, в основному, залежать в1д виду шламу.
Рис. 1. Класифжаця вiдходiв ЦПВ
У раз1 використання деревинно! сировини при виготовленш паперово! продукцп, при проясненш (очищенш) ст1чних вод на первинному локальному вщстшнику утворюеться первинний шлам. В1н мктить в своему склад1 сукуп-нкть довгих волокнистих частинок та наповнювач1в - мшеральних речовин (ка-олшу, карбонату кальцда, дюксиду титану 1 т.д.). Вторинний шлам, також в1до-мий як бюлопчний, бюгенний шлам або активний мул, утворюеться при бюло-пчному очищенш на загальнозаводських очисних спорудах. В1н складаеться, в основному, з непатогенно!' бактер1ально1 маси 1 мктить др1бш волокниста час-тинки, наповнювач1 та велику кшьккть бшка.
Макулатурний шлам утворюеться в процес1 перероблення макулатурного волокна. Склад такого шламу залежить в1д типу використовуваного паперу, кшькосп 1 вид1в ступешв очищения. Загалом, макулатурний шлам мктить висо-ку частку золи, незначну кiлькiсть пошкоджених волокнистих частинок 1 залиш-ки друкарсько! фарби [1]. Основш способи утил1зацц шлам1в наведено на рис. 2.
Найбшьш поширеним способом утил1зацп шламу е його захоронення. Проте, такий спос1б призводить до серйозних еколог1чних проблем, як1 виника-ють внасл1док проникнення в грунт рвдко! фази з в1дход1в, особливо коли звали-ща розташоваш на в1дносно проникних грунтах. Як насл1док, забруднюються п1дземн1 грунтов1 води, як1 е джерелом питно! води [1, 2].
Прийнятними способами утил1зацп шламу е його компостування та вер-м1компостування з метою отримання добрива для покращення якост1 грунту. Компост на основ1 шламу використовуеться як замшник торфу в садшнищга, для боротьби з ероз1ею грунту, а також для зменшення захворювань рослин,
сiльськогосподарських i плодових культур. Однак, при використанш таких спо-соб1в утилiзацií кнуе ймовiрнiсть внесения канцерогенних речовин у грунт, ос-кiльки вторинний шлам може мктити хлорованi органiчнi сполуки [1].
Рис 2. Способи утилЬаци волокнистих шламгв ЦПВ
У ЦПВ спостеркаеться багаторiчна традицiя спалювання вщходав. Цей варiант утилiзацií шламу широко використовуеться для виробництва електро-енергп [3]. Проте, шлам (особливо вторинний чи макулатурний), мае низьку ефективнкть згоряння, збiльшуе концентрацiю забруднення пов^я та потре-буе високого швестицшного капiталовкладения [1]. Для покращення оброблен-ня, зберiгания або характеристики згоряння, шлам можна переробляти у брике-ти або гранули [4].
Шлам з високим вмiстом золи може утилiзовуватись шляхом рекульти-вацií (штучного ввдновлення) наповнювачiв для отримання етанолу. Цей метод мае ряд переваг, проте недостатньо вивчений для шламу паперового виробниц-тва [1, 5, 6]. Шлам був вивчений, як субстрат для виробництва карбоксиметил-целюлози, активованого вугiлля i целюлози [1]. Зпдно з [7] промисловий бюш-лам е хорошим джерелом поживних речовин. Вiн був дослiджений як сировина, що придатна для перетворення у молочну кислоту, яка е важливою органiчною хiмiчною речовиною, та використовуеться у багатьох галузях промисловост! Молочна кислота отримана шляхом перетворення шламу може бути сировиною для акриловой малоново!' кислот, а також еколопчно-безпечних розчинникк [1 ] . Шлам може бути опосередковано використаний (шляхом його перетворен-ня) як сполучний матерiал для видалення iонiв важких металiв з води, видален-ня фенолiв i як адсорбент для очищення жорстких поверхонь.
Результати дослвджень у роботi [8] показали, що волокнистий шлам може слугувати сировиною для виготовлення бактерiальноí целюлози та фермен-тiв шляхом його послщовно1 ферментацií. Також, целюлозно-паперовий шлам може застосовуватися як перспективний субстрат для виробництва кттинних бiлкiв з метою використання його в кормах тварин. € придатною сировиною для анаеробного зброджування з метою отримання бiогазу [1].
Ще одним способом перероблення первинного шламу е його термiчне розкладання, внаслiдок якого утворюеться бiовугiлля. Бiовугiлля мiстить висо-ку частку мiнералiв, якi е шнним джерелом поживних речовин. Його застосову-ють також для шдвищення родючостi грунпв, що сприяе збшьшенню продук-тивностi сiльського господарства.
О^м рiзних способiв утилiзацií шламу, останшм часом все бiльше при-дшяеться увага íх повторного використання. Основш варiанти повторного вико-ристання вiдходiв ЦПВ наведено на рис. 3.
Рис. 3. Способи повторного використання шламiв ЦПВ
Промисловi можливосп повторного використання шламу роздаляються на дв категорií: тi, що потребують високого вмкту неорганiчних i мiнiмальноí кшькосп органiчних сполук, iншi - високого вмкту волокна та низького вмкту мшеральних речовин. При використаннi шламу у виробнищш деревинних ком-позицшних матерiалiв важливе значення мае високий вмкт волокнистих части-нок, при виготовленш будiвельноí продукцií - наповнювачiв, а при виготовлен-нi покршельних матерiалiв мае значення високий вмкт волокна та наповнюва-чiв. Для правильного шдбору певного виду шламу у виробництво тих чи шших матерiалiв необхiдно знати речовий та хiмiчний склад вдаодДв [1].
Як наповнювач, шлам може використовуватися при виготовленш таких деревинних композицшних матерiалiв як стружкова плита, МБР, волокниста плита. Результати до^джень щодо використання шламу при виготовленш таких матерiалiв довели, що застосування його е можливим при обгрунтованому процентному сшввщношенш щодо iнших компонент композицп для отримання матерiалу iз задовшьними властивостями. Первинний шлам, який додаеться в сумш композицií мае значення армувального компонента, оскiльки мiстить ве-лику кiлькiсть волокнистих частинок. Вторинний шлам може додаватися як сшвполшер до клейово!' композицií, оскiльки мктить в своему складi бшок. При виготовленш композитов первинний шлам може змтуватися з макулатур-ним або вторинним шламом [1].
Нещодавно проведеш дослiдження довели можливiсть використання сумь шi первинного та вторинного шламв, як альтернативу деревному борошну, при
виготовленнi термопластичних полiмерiв. Результати дослiджень показали, що первинний шлам слугуе армувальним компонентом i покращуе механiчнi власти-востД матерiалу. Вмiст вторинного шламу в складi композици на всiх етапах дос-лiджень негативно впливав на фiзичнi та механiчнi властивостi термопластов [9].
ОкрДм плитного виробництва шлам може використовуватися i при виго-товленнi яечних, фруктових лоткiв, промислово1 пакувально1 продукцií, однора-зових виробiв призначених для громадського харчування тощо. Вiдома практика використання шламу при виготовленш картону, який виготовляеться iз 100 % переробленого волокна [1, 10]. 1снують напрадювання щодо застосуван-ня целюлозно-паперового шламу при виготовленш iзоляцiйних (теплоДзоля-цiйних, акустично-Дзоляцшних) та вогнестiйких матерiалiв. Використання шламу при виготовленш таких матерiалiв може замшити натуральне волокно.
Ще однiею можливiстю застосування шламу е будавельна галузь. Тут, зазвичай, використовуеться як наповнювач макулатурний шлам, що мДстить ви-соку частку золи. Було дослДджено, що при поеднанш портландцементу iз маку-латурним шламом можна одержати композищйш матерiали, придатш для виго-товлення буддвельних блокДв, стiнових панелей тощо. Зола макулатурного шламу е цДнною сировиною для виробництва цементу та цементно1 продукцц, ос-кДльки мДстить у своему склад! велику частку дюксиду кремнДю, алюмiнiю та карбонату кальцДю. Однак, вмДст шламу в композицп немае перевищувати 10 %, оскДльки збДльшення його вмДсту призводить до зниження механiчноí мщноста композитам У робота [11] дослДджувалася можливДсть використання золи шламу для частково1 замши цементу при виготовленш нового виду бетону.
Макулатурний шлам може застосовуватись при виготовленш керамДч-них матерiалiв (цегли). Однак, на основД проведених дослiджень було зроблено висновок про те, що наявнкть шламу у композищях для виготовлення керамДч-но1 цегли призводила до погiршения мехашчних властивостей виробДв, неста-бДльноста форми та розмДрДв матерiалу. €диним позитивним результатом було те, що зменшувалась щшьнкть матерiалу [1]. ВДдходи целюлозного виробництва також можуть використовуватись при виготовленш гшсокартону. Теоретично, волокниста частинки шламу покращують мехашчш властивостi матерiалу, забезпечують йому пористу структуру та низьку щшьшсть. Проте, можуть негативно впливати на вогнестайккть.
Досить цiкавою концепщею використання целюлозно-паперового шламу е застосування його як деревного клею. 1снують напрацювання, де дослДджувала-ся фанера, в яко1 листи шпону склеювали мДж собою за допомогою фенолофор-мальдепдних смол Д рДзних видв шламу. Плити на основД ФФС/первинного шламу та ФФС/вторинного шламу володДли кращими механДчними властивостями, нДж на основД ФФС/макулатурного шламу. Тому макулатурний шлам, порДвняно з первинним Д вторинним, не оцшюеться як потенщйний компонент до клейово1 композици, насамперед внаслДдок високого вмДсту золи в його складД [1].
Паперовий шлам може використовуватись як добавка в асфальтову сумДш для дорожнього покриття. Як вДдомо, волокниста добавки сприяють зменшенню шуму, забезпечують шдвищене зв'язування, еластичшсть Д довговДчнДсть троту-арДв. Деякими пДдприемствами розглядалася можливДсть використання первинно-го шламу як тдстилкового матерДалу для утримання кошенят Д у птахДвництвД [1].
Щкавими е hobí варiанти утилiзацií шламу, таю як тепловi процеси, гази-фжащя та пiролiз, хоча вони потребують вдосконалення технологiй. Гiдролiз, який проводиться для отримання етанолу, мае ряд переваг, але недостатньо вивчений для паперового шламу. Способи вiдновлення сировини 3Í шламу е за-надто дорогими i íx вплив на навколишне середовище не вивчено.
Висновок. Отже, целюлозно-паперовий шлам, залежно вщ виду, може утилiзовуватися та перероблятися найрiзноманiтнiшими способами.
Найбiльш поширеним варiантом утилiзацií на сьогодш е захоронения. Однак, такий споаб утилiзацií спричиняе негативний вплив на довкiлля, що призводить до пошуку нових способiв екологiчного перероблення вiдxодiв. Прийнятними способами утилiзацií шламу (особливо високозольного) е його компостування та вермiкомпостувания для отримання удобрювального матерь алу, що використовуеться для покращення якостi грунту.
Спалювання, як варiант утилiзацií шламу, застосовуеться для виробництва електроенерги. Проте, мае низьку ефективнiсть згоряння, збшьшуе кондетрашю забруднення повiтря та потребуе високого iивестицiйного капiталовкладеиня.
Шлам з високим вмiстом золи може утилiзовуватись шляхом рекульти-вацп наповнювачш для отримання етанолу та мае ряд переваг, проте, недос-татньо вивчений для шламу целюлозного виробництва.
Шлам був вивчений як субстрат для виробництва карбоксиметилцелю-лози (КМЦ), активованого вугшля, целюлози та молочно!' кислоти. Вш може безпосередньо додаватися в кормовi сумiшi тварин для збшьшення поживних речовин. Волокнистий шлам може бути сировиною для виробництва бактерь ально1 целюлози. Ще одним способом перероблення шламу е його термiчне розкладання для отримання бювуплля. Також, ввдходи целюлозно-паперового виробництва е придатною сировиною для анаеробного зброджування для отри-мання бюгазу.
Останнiм часом все бiльше придшяеться увага щодо використання шламу як наповнювача при виготовленнi деревинних i будiвельниx композицiйижx матерiалiв. Для виробництва деревинних плит часпше використовують первин-ний та вторинний шлами, у будiвельнiй галузi - макулатурний шлам. Целюлоз-но-паперовi вiдxоди можуть також використовуватися як добавка в асфальтову сумiш для дорожнього покриття.
Однак, не дивлячись на рiзномаиiтнiсть варiантiв утилiзацií та перероблення шламу, даш способи не знайшли ефективного застосування. Тому пошук альтернативного методу використання вiдxодiв целюлозно-паперового виробництва i надалi е основною проблемою, а мiнiмiзацiя вiдxодiв як i рашше мае високий свгговий прiоритет.
Лiтература
1. Bajpai P. Management of Pulp and Paper Mill Waste / P. Bajpai. - Switzerland. Springer International Publishing, 2015. - 193 p.
2. Buswell A.M. Mechanism of methane fermentation / A.M. Buswell, H.F. Mueller // Ind. End. Chem. - 1952. - Vol. 44, № 3. - Pp. 550-552.
3. Xu C. Conversion of secondary pulp/paper sludge powder to liquid oil products for energy recovery by direct liquefaction in hot-compressed water / C. Xu, J. Lancaster // Water Res. - 2008. - № 42. - Pp. 1571-1582.
4. David P.K. Converting paper, paper mill sludge and other industrial wastes into pellet fuel / P.K. David // Tappi Press, USA. - 1995. - Pp. 365-367.
5. Prasetyo J. Waste paper sludge as a potential biomass for bioethanol production / J. Prasetyo, E.Y. Park // Korean J. Chem. Eng. - 2013. - Vol. 30, № 2. - Pp. 253-261.
6. Marques S. Conversion of recycled paper sludge to ethanol by SHF and SSF using / S. Marques, L. Alvers, J.C. Roseiro, M.S. Girio // Pichia stipitis. Biomass Bioenergy. - 2008 a. - № 32. - Pp. 400-406.
7. Domke S.B. Mixed acid fermentation of paper fines and industrial biosludge / S.B. Domke, C. Aiello-Mazzarri, M.T. Holtzapple // Bioresour Technol. - 2004. - № 91. - Pp. 41-51.
8. Cavka A. Production of bacterial cellulose and enzyme from waste fiber sludge / A. Cavka, X Guo, S.J. Tang, S. Wenestrand, L.G. Jonsson, F. Feng Hong // Biotechnol Biofuels. - 2013. - № 6. -Pp. 25.
9. Soucy J. The potential of paper mill sludge for wood-plastic composites / J. Soucy, A. Koubaa, S. Migneault, B. Riedl // Industrial Crops and Products. - 2014. - № 54. - Pp. 248-256.
10. Kujala A. Papermaking sludge and possibilities of utilization as material / A. Kujala // Lappe-enranta University of Technology, Bachelor Seminar of Environmental Technology. - 2012.
11. Ahmad S. Study of concrete involving use of waste paper sludge ash as partial replacement of cement / S. Ahmad, M. Iqbal Malik, M. Bashir Wani, R. Ahmad // JOSR. J. Eng. - 2013. - Vol. 3, № 11. - Pp. 6-15.
Шепелюк И.Р. Классификация целлюлозно-бумажного шлама, пути его утилизации и возможности использования
Приведена классификация отходов целлюлозно-бумажного производства. Рассмотрены и проанализированы возможные направления утилизации и повторного использования различных видов волокнистого шлама целлюлозно-бумажного производства в мировой практике. Установлено, что наиболее распространенными направлениями его использования является захоронение, компостирование, сжигание и тому подобное. Однако, наиболее перспективным как с экологической, так и с экономической точки зрения является использование его в качестве наполнителя в производстве древесных и строительных композиционных материалов.
Ключевые слова: целлюлозно-бумажное производство, первичный шлам, вторичный шлам, макулатурный шлам, утилизация, зола, отходы, композиций материал.
Shepelyuk I.R. Classification of Pulp and Paper Sludge, the Way of its Utilization and the Possibility of Using
The classification of waste pulp and paper production. Considered and analyzed possible areas of recycling and re-use of various kinds of fiber slurry pulp and paper production in the world. It is found that the most common areas of use is disposal, composting, burning and the like. However, the most promising from both an environmental and an economic point of view is to use it as a filler in the production of wood composite materials and construction.
Keywords: pulp and paper, primary sludge, secondary sludge, the sludge for recycling, waste, ash, waste material compositions.
УДК 656.1 Курсант О.Р. Лопух; ст. викл. О.В. Придатко, канд. техн. наук;
ст. викл. 1.В. Паснак, канд. техн. наук - Львiвський ДУ БЖД
УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОД1В ДОСЛ1ДЖЕННЯ БЕЗПЕКИ ДОРОЖНЬОГО РУХУ (НА ПРИКЛАД1 М1СТА ЛЬВОВА)
Встановлено та охарактеризовано низку визначальних чинниюв, як riero чи iH-шою мiрою можуть впливати на показник вадносно!' аваршност перехрестя, на пiдставi чого висв^лено деяю недолжи методу кшьюсного та яюсного аналiзу дорожньо-тран-спортних пригод. На пiдставi висунутих тверджень запропоновано методику визначен-ня коефшдента небезпеки на осж^ аналiзу статистичних даних кшькост дорожньо-транспортних пригод та штенсивност руху, який в кшцевому результат використову-ватиметься в процес визначення показника вщносно!' аваршност перехрестя. Досль
