Целлюлозно-бумажная промышленность РФ является проблемной, но в то же время, и перспективной отраслью. На территории России действуют около 270 предприятий, которые распределены по экономическим районам:

Северный — Карелия и Архангельская обл.;
Уральский — Пермская и Свердловская обл.;
Волго-Вятский — республика Мари Эл и Нижегородская обл.

Структурно промышленность поделена на пять групп: Группа Инвестлеспром, Группа Илим, Континенталь Менеджмент, Группа Титан и Северо-западная лесопромышленная компания. Порядка 40% активов этих групп принадлежит иностранным собственникам.

Технологические процессы

Технология производства целлюлозы считается достаточно «грязной». Щелочная, сульфитная или сульфатная варка, как технологический процесс, не изменились, но оборудование, основная часть которого было создано в 70-х годах, морально и физически устарело (износ 70-80%). Технологический процесс непрерывный, что предъявляет особые требования к оборудованию, обслуживанию и поставкам сырья. Глубина переработки исходного материала в 2,5-3 раза ниже, чем в Норвегии, Японии или США. Серьёзных научно-исследовательских работ (НИОКР) в этой области не проводилось.

Продукция

Базовыми единицами продукции отрасли считаются: товарная целлюлоза — 40%, бумага — 30%, картон — 20%, древесная масса — 10%. Импортируется, в основном, товарная целлюлоза и картон, т.к. качество бумаги не соответствует мировым стандартам. Следует отметить резкое увеличение номенклатурных единиц продукции за последние 20 лет — с 2.5 тыс. наименований до 20 тыс. (медико-гигиеническая продукция, целлюлозно-полимерная и др.), что позволило удержаться отрасли «на плаву», поставляя товарную целлюлозу за границу в виде сырья.

Положение в отрасли

Целлюлозно-бумажная отрасль занимает особое место в структуре промышленности РФ. Это связано со спецификой отрасли, которая имеет положительные и отрицательные компоненты.

Положительные:

Высокий потенциал внутреннего рынка потребления. В настоящее время в РФ бумажной продукции потребляется порядка 50 кг на человека, в то время как в Европе — 160; США, Японии — 200.
Высокий потенциал отрасли в части энергетических и сырьевых ресурсов. В РФ распложено около четверти мировых запасов возобновляемого сырья — древесины.
Мощностей электрогенерирующих компаний достаточно для двукратного увеличения производства. Недостатка в водных ресурсах нет.
Развитие ЦБП создает новые рабочие места. В пересчете на численность работников отрасли одно рабочее место требует участия 10-15 человек в смежных отраслях: от заготовки, транспортировки сырья и воспроизводства лесов до машиностроения.

Отрицательные:

Отставание в научно-техническом развитии отрасли, что ведет к низкой степени передела сырья и получению продукции, не соответствующей мировым стандартам.

Структурная ориентированность отрасли. После развала СССР и министерств отрасль получила самостоятельность, но потеряла структурные (часто обязательные) связи с лесозаготовителями, что привело к потере поставщиков сырья, которые переориентировались на продажу кругляка или потребности собственных производств. Крупные предприятия вынуждены создавать собственные заготовительные структуры, которые усложняют производство (законы о природопользовании и воспроизводстве лесов, непрофильные структуры предприятия и т.п.).

Серьезное давление действующих технологий на экологию. На производство тонны продукции требуется 350 куб. м воды (на 1 автомобиль — 200), которая не может быть очищена до той степени, которая необходима для возврата в природу. Низкая степень переделки сырья (1 т целлюлозы — 2,5-3,1 т древесины) ведет к образованию отходов с высоким содержанием химических веществ, хранение или захоронение которых требует больших затрат.

Перспективы отрасли

В 2007 году Правительством РФ был принят ряд постановлений по модернизации ЦБП с целью повышения эффективности и снижения экологической нагрузки (в частности, закрытие Байкальского ЦБК). Предполагалось, что источниками финансирования будут: государство — 44% и частные инвестиции — 56%. Было сформировано 5 проектов, которые охватывали 17 крупных ЦБК. К началу 2012 осталось 5 ЦБК, т.к. остальные не смогли выдержать график модернизации из-за организационно-финансовых проблем, что не удивительно, зная владельцев активов. На сегодняшний день остался только проект лесоперерабатывающего комплекса на базе ОАО Ангара Пейпа.

Мировая конъюнктура рынка не вызывает оптимизма. После падения спроса на 29% в 2007-2008 годах годовой рост составляет 1,5-2%, что не делает благоприятными условия финансирования строительства новых производств и модернизации действующих. И это на фоне китайской экспансии на рынке целлюлозно-бумажной продукции, т.к. Китай за последние 10 лет увеличил производство в 3,3 раза на вновь созданных мощностях.

Составляющие подотрасли целлюлозно - бумажной промышленности. Наши партнеры

ВВЕДЕНИЕ

отходы целлюлозный геоэкологический

В настоящее время защита и сохранение окружающей среды является одной из приоритетных задач в области экологии. Необходимо осознавать, что природа не бесконечна, и мы должны в полной мере нести ответственность за результаты своей деятельности. В XI веке производственная мощность практически всех видов промышленности продолжает возрастать, что является следствием огромного воздействия на окружающую среду .

Целлюлозно-бумажная промышленность была и остается потенциальным источником загрязнения окружающей среды из-за выбросов и сбросов загрязняющих веществ в атмосферу, водные объекты, почвенные ресурсы . Последствия хранения, складирования, утилизации отходов производства представляют большую опасность. Твердые производственные отходы оказывают большое влияние, как на окружающую среду, так и на устойчивость территорий. Это выражается в первую очередь в том, что для размещения и утилизации отходов необходимы большие территории - объекты размещения отходов.

Для сохранения биосферы и процветания жизни будущих поколений мы должны обеспечить безопасность и создать благоприятные условия для жизнедеятельности, стараться снижать негативное воздействие хозяйственной и производственной деятельности на окружающую среду, а также обеспечить рациональное использование природных ресурсов.

Цель исследования - изучение влияния твердых промышленных отходов Котласского целлюлозно-бумажного комбината на окружающую среду.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучены теоретические вопросы по деятельности целлюлозно-бумажной промышленности Архангельской области и Котласского целлюлозно-бумажного комбината и его влияние на окружающую среду;

2. Охарактеризованы объект, материалы исследования и сформулированы методы работы;

3. Приведена геоэкологическая характеристика города Коряжмы и близлежащих территорий;

4. Проведена оценка влияния твердых производственных отходов на окружающую среду и проанализированы методы мониторинга объектов размещения отходов.

Предмет исследования - анализ объемов, состава и размещения твердых производственных отходов предприятия.

ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Целлюлозно-бумажная промышленность России

Целлюлозно-бумажная промышленность России (ЦБП) - отрасль тяжелой промышленности. Целлюлозно-бумажная промышленность - одна из ведущих отраслей лесного комплекса - объединяет технологические процессы получения целлюлозы, бумаги, картона и бумажно-картонных изделий (писчей, книжной и газетной бумаги, тетрадей, салфеток, технического картона и другие). Технологический цикл отрасли четко подразделяется на два процесса: получение целлюлозы и производство бумаги .

В России эта отрасль изначально возникла и развилась в Центральном районе, где было сосредоточено потребление готовой продукции и имелось необходимое текстильное сырье, из которого прежде делали бумагу (не случайно один из первых центров производства бумаги в стране получил название Полотняный Завод). В дальнейшем технология изготовления бумаги изменилась, для нее стало использоваться древесное сырье, и ареал размещения отрасли сдвинулся к северу, в лесоизбыточные районы [Там же].

Первый в России целлюлозный завод, вырабатывающий целлюлозу из древесины, был построен в 1875 году в селе Кошели Боровичского уезда Новгородской губернии, но он проработал недолго из-за его нерентабельности .

Целлюлозно-бумажная промышленность - наиболее сложная отрасль лесного комплекса, связанная с механической обработкой и химической переработкой древесины. Она включает производство целлюлозы, бумаги, картона и изделий из них .

Эта отрасль характеризуется следующими особенностями [Там же]:

Высокой материалоёмкостью: для получения одной тонны целлюлозы необходимо в среднем пять-шесть м 3 древесины;

Большой водоёмкостью: на одну тонну целлюлозы расходуется в среднем 350 м 3 воды;

Значительной энергоёмкостью: одна тонна продукции требует в среднем около 2000 кВт/ч.

Предприятия ЦБП ориентируются на лесные ресурсы вблизи крупных водных источников. В основном они размещаются на европейской части страны. В бывшем СССР располагались некоторые производители целлюлозы располагались вне лесной зоны и работали на камышовом сырье (в Астрахани, Кзыл-Орде, Измаиле), но в современной России таких предприятий нет. В любом случае создание крупного целлюлозного предприятия возможно лишь вблизи крупного водотока или водоема. К таким гидрологическим объектам можно отнести Северную Двину (предприятия в Архангельске и Новодвинске), Вычегду (Коряжма), Ангару (Усть-Илимск и Братск), Волгу (Балахна и Волжск), Байкал (Байкальск), Онежское озеро (Кондопога), Ладожское озеро (Питкяранта и Сясьстрой). Ориентация на потребителя в целлюлозной отрасли вторична, поэтому значительная часть отечественной целлюлозы вырабатывается в слабозаселенной Восточной Сибири .

Целлюлозу в России выпускает около трех десятков предприятий. Производство целлюлозы размещено в 14 регионах, прежде всего в Архангельской, Иркутской, Ленинградской, Калининградской, Пермской областях, республиках Коми и Карелия. Целлюлоза не производится в Центральном и Дальневосточном федеральных округах. Крайне невелики мощности по производству целлюлозы в Южном и Уральском округах. До недавнего времени целлюлоза еще выпускалась на Сахалине, в Хабаровском крае, Астраханской области, но по определенным экономическим причинам стране пришлось отказаться от этих производств (рисунок 1) .

Любопытно, что повышенная концентрация целлюлозных предприятий, пусть и не очень крупных, отмечается в тех частях страны, которые еще относительно недавно - 60 - 70 лет назад входили в состав территории экономически развитых соседей. Речь идет о Карельском перешейке, который был до 1940 года финским (три предприятия, до девяностых годов - четыре, включая закрытый ныне завод в Приозерске); Калининградской области - части бывшей германской Восточной Пруссии (три предприятия); Южном Сахалине (семь предприятий, к настоящему времени все закрыты), до конца Второй мировой войны, являвшимся японским владением [Там же].

Это не случайно, учитывая те обстоятельства, что, во-первых, указанные районы для своих стран были наиболее удобным местом развития отрасли, во-вторых, состояние полиграфии и книгоиздательства в Финляндии и Германии находилось и продолжает оставаться на более высоком уровне, нежели в нашей стране. К настоящему времени все доставшиеся в наследство от соседей ЦБК и ЦБЗ нуждаются в реконструкции, и во многом из-за этого значительная их часть уже закрыта [Там же].

Перспективы развития целлюлозной промышленности в России связаны с совершенствованием технологического процесса, более полным использованием лесных ресурсов на имеющихся предприятиях, а также со строительством новых ЦБК. В настоящее время проектируется создание комплексов по производству целлюлозы и бумаги в Александрове - Владимирской области, Нее -Костромской области, Туртасе - Тюменской области, Амазаре - Читинской области. Проводятся предпроектные изыскания в Кировской, Вологодской и Новгородской областях и некоторых других регионах [Там же].

Рисунок 1 - Схема размещения целлюлозно-бумажной промышленности Масштаб 1:32000000

Мощности по выпуску бумаги распределены по территории России равномернее мощностей по выпуску целлюлозы, здесь большее значение приобретает фактор ориентации на потребителя. Бумага производится в 29 регионах РФ. Лидерами бумажной отрасли выступают Карелия, Пермская и Нижегородская области. Почти не выпускается бумага в Южном федеральном округе (имеется лишь небольшое производство в Ростовской области). На территории Сибири и Дальнего Востока бумагу делают лишь в Красноярском крае (Енисейский ЦБК). Местная целлюлоза перевозится в Европейскую часть страны .

Первое место по выработке бумаги принадлежит Северному экономическому району, в котором особенно выделяется Карелия (Кондопожский и Сержский ЦБК). В Архангельской области размещается Соломбальский ЦБК. Крупные ЦБК расположены в Котласе, Новодвинске, Сыктывкаре .

Второе место занимает Уральский экономический район. Производство почти целиком сконцентрировано в Пермской области: Краснокамске, Соликамске, Перми и других. В Свердловской области ЦБК расположены в Туринске и Новой Ляле [Там же].

На третьем месте Волго-Вятский район. Наиболее крупные предприятия действуют в Нижегородской области (Правдинский Балахнинский ЦБК), в республике Марий Эл (Марийский ЦБК в городе Волжске) [Там же].

Целлюлозно-бумажная промышленность развита и в Северо-Западном экономическом районе, главным образом в Ленинградской области (города Сясьск и Светогорск), в Восточной Сибири (Братский, Усть-Илимский, Красноярский, Селенгинский, Байкальский ЦБК). На Дальнем Востоке производство концентрируется в городах Корсаков, Холмск, Углегорск, Амурск, а также во многих других городах [Там же].

Полученная бумага по своему назначению может быть газетной, книжной, писчей, упаковочной, технической, банкнотной, санитарной и других видов. Объем производства газетной бумаги составляет более половины от всей выпускаемой в стране бумаги. Сегодня предложение на этом рынке на 99 % состоит из отечественной продукции. В России этот вид бумаги производят восемь предприятий, но на долю трех из них (ОАО «Волга», ОАО «Кондопога» и ОАО «Соликамскбумпром») приходится почти 95 % всего производства. Образец газетной бумаги отечественного изготовления вы сейчас имеете перед глазами, она изготовлена на ОАО «Волга» в Балахне. Российская газетная бумага входит в число наиболее конкурентоспособных на мировом рынке. Ежегодно Россией экспортируется около миллиона тонн газетной бумаги. Основными импортерами российской газетной бумаги выступают Индия, Германия, Турция, Великобритания, Иран, Пакистан и Финляндия .

Основной потребитель газетной бумаги в России - крупные полиграфические предприятия. Примерно 12 % всего российского спроса приходится на московское издательство «Пресса», еще 9 % на издательский комплекс «Московская правда», по 4 % на ППО «Известия» и ТОО «Пронто-Принт» [Там же].

Картон выпускают в 46 субъектах всех федеральных округов, кроме Уральского (правда, есть совсем небольшое производство в Свердловской области). Первое место в России с большим отрывом занимает Архангельская область, далее следуют Ленинградская и Иркутская области, республики Коми и Татарстан [Там же].

Главная среда использования картона - упаковочные материалы. В советские времена упаковка не являлась приоритетным направлением развития производства, что и определило ее низкий технологический уровень. Упаковка из стекла была многоразовой, большая часть продуктов питания не упаковывалась заранее, а заворачивалась в торговых точках в дешевую низкокачественную бумагу. В современной России упаковка стала своеобразным продолжением товара, частью дизайна, имиджа, марки, дополнительным информационным каналом. На бумагу и картон приходится 39 % производства упаковки в стране, на более вредные для здоровья полимеры - 36 %. Основная часть упаковочных материалов около 50 % идет в пищевую промышленность [Там же].

Около 70 % всего производства упаковочного картона в России приходится на гофрированный картон. Для изготовления гофрированного картона применяется макулатура и чистая целлюлоза. Картон из чистой целлюлозы более высокого качества, более прочный и мягкий, чем картон из вторичных материалов, который используется главным образом для изготовления транспортной упаковки. Крупнейший производитель гофрированного картона в стране - Архангельский ЦБК. Самый высокий спрос на гофрированную картонную тару в Москве и других крупных городах, где сконцентрировано производство многих потребительских товаров. На Центральный район приходится около 45 % потребления произведенной в стране гофротары .

В 2015 году объём производства в целлюлозно-бумажной промышленности России составил 899 миллиардов рублей. Доля отрасли в объёме выпуска в обрабатывающей промышленности - 3 % .

Корпорации ЦБП: Группа Инвестлеспром, Группа Илим, Континенталь Менеджмент, Группа «Титан», Северо-западная лесопромышленная компания . В перечисленные корпорации, входят следующие предприятия :

1. Архангельский ЦБК, расположен в городе Новодвинск;

2. Алексинская БКФ, расположена в городе Алексин Тульской области. Входит в состав SFT Group;

3. Братский ЛПК (Братск, Иркутская область)

4. Вишерский ЦБК (Красновишерск, Пермский край);

5. ЦБК «Волга» (город Балахна, Нижегородская область);

6. Выборгская целлюлоза (Ленинградская область);

7. Енисейский ЦБК (Красноярский край);

8. Каменская БКФ, расположена в городе Кувшиново Тверской области. Входит в состав SFT Group;

9. Кондопожский ЦБК, расположен в карельском городе Кондопога;

10. Котласский ЦБК, расположен в городе Коряжма Архангельской области, входит в состав Группа Илим;

11. Неманский ЦБК (Калининградская область);

12. Целлюлозный завод «Питкяранта» (город Питкяранта);

13. Светогорский ЦБК (город Светогорск, Ленинградская область);

14. Сегежский ЦБК, расположен в карельском городе Сегежа;

15. Селенгинский ЦКК (республика Бурятия);

16. Сокольский ЦБК (Вологодская область);

17. Соломбальский ЦБК (город Архангельск) - производство остановлено;

18. Сыктывкарский ЛПК (Республика Коми);

19. Сясьский ЦБК (город Сясьстрой Ленинградская область);

20. Усть-Илимский ЛПК (город Усть-Илимск, Иркутская область), входит в состав Группа Илим;

21. ЦБК Кама (город Краснокамск);

22. Марийский ЦБК (город Волжск, Марий Эл);

23. ООО "Кузбасский СКАРАБЕЙ" (город Кемерово, Кемеровская область);

24. ОАО "Соликамскбумпром" (город Соликамск, Пермский край);

25. ЗАО "Пролетарий" (город Сураж, Брянская область).

Целлюлозу используют в основном для получения бумаги, химических волокон, искусственного меха, а также заменителя кожи, пластмасс, кинопленки, лаков, бездымного пороха и других продуктов. Ее вырабатывают на целлюлозных заводах и целлюлозно-бумажных комбинатах из древесины, камыша, тростника, соломы и других растений. Основное сырье - древесина, из которой получают 9/10 общего ее количества. Как отмечалось, древесина, кроме целлюлозы, содержит и другие вещества. Поэтому сущностью производства является максимальное удаление из древесины примесей и выделение целлюлозы в чистом неповрежденном виде. От степени очистки клетчатки от примесей зависит ее качество, так как их присутствие, особенно лигнина, ухудшает потребительские свойства конечного продукта: бумага быстро желтеет, снижается прочность волокон и т.д. Целлюлоза наиболее стойкое вещество древесины к химическим соединениям. На этом основан процесс удаления нецеллюлозных компонентов варкой древесины. При этом древесину подготавливают. Сырье на целлюлозных предприятиях поступает на лесную биржу, где древесину сортируют по породам и складируют. Бревна краном подают на разделочные эстакады, разрезают их на балансы - стандартные отрезки длиной 0,75-3,2 м (рис. 14). Их очищают от коры, гнили и на рубильных машинах измельчают в технологическую щепу длиной и шириной до 3 см и толщиной до 3 мм, что облегчает процесс варки. Щепу сортируют, очищают и подают по пневмотрубопроводам на бетонированную площадку для хранения. Из отходов производства - коры, возможно, вырабатывать дубильные вещества, сырье для медицинской промышленности. Техническую щепу получают также из крупнокусковых отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки. В этом случае ее выработка комбинируется с соответствующим основным производством, и готовая щепа поставляется на целлюлозные предприятия. Такая щепа дешевле, чем из балансов. При этом достигается более рациональное использование лесных ресурсов, экономится деловая древесина, сохраняются леса от рубки. Однако использование отходов заготовок древесины, лесопиления в целлюлозной промышленности сдерживается низким уровнем концентрации названных производств.

Щепу варят в котлах периодического и котлах-аппаратах непрерывного действия (рис 15). При этом на сырье воздействуют паром, химикатами, которые называют варочной кислотой. Под их влиянием нецеллюлозные компоненты переходят в раствор, а целлюлоза остается. В зависимости от химического состава варочной кислоты существуют способы производства целлюлозы: кислотный, щелочной и комбинированный. При кислотном или сульфитном способе на щепу в присутствии серной кислоты воздействуют бисульфитом кальция. Его получают в башнях, заполненных известняком, через который снизу пропускают сернистый газ, а сверху орошают водой. Сернистый газ образуется при сжигании серы или колчедана. Бисульфит кальция стекает вниз башни и подают в котел. Он расположен вертикально (высота с десятиэтажный дом) и имеет цилиндрическую форму емкостью несколько сот кубических метров. Варка длится 6-12 часов и осуществляется циклично. В конце процесса продукты варки паром струёй воды выталкивают в специальный резервуар. Котел вновь наполняют сырьем и химикатом. Более совершенная варка непрерывного действия. При этом щепа и варочная кислота непрерывно поступают в котел, а из него непрерывно получают сваренную целлюлозу. Процесс варки сокращается до 1-4 часов. Из продуктов варки выделяют жидкую волокнистую массу, содержащую до 95% целлюлозы (стежа) и растворенные в воде нецеллюлозные вещества древесины - щелоки. В отходы переходит более половины массы древесины. Таким способом варят целлюлозу из малосмолистых пород: пихты, ели.

Щелочным или сульфатным способом получают целлюлозу из любых пород, в том числе отходов древесины. При этом в качестве варочной кислоты используют щелочной раствор каустической соды и сульфата натрия. Продукты варки разделяют на сульфатную целлюлозу и сульфатные щелоки. Этот способ характеризуется меньшим удельным расходом сырья, воды по сравнению с сульфитным. Получают целлюлозу лучшего качества и применяют ее для выработки химических волокон. Щелоки после регенерации повторно используют в технологическом процессе.

Сваренную целлюлозу промывают водой, очищают от непроваренной щепы, мелких сучков, минеральных загрязнений, доводят до высокой степени чистоты и отбеливают кислородом, хлором, его окислами и солями, перекисью водорода, каустической содой. Отбеленную целлюлозу измельчают в мельницах и получают товарный продукт. Готовый продукт в жидком состоянии поступает в бумажное производство. При этом бумажные фабрики комбинируют с целлюлозными заводами и формируют целлюлозно-бумажные комбинаты (ЦБК). Создание таких сочетаний экономит материальные, трудовые, финансовые ресурсы, так как упрощается производственный процесс (рис. 16). Если целлюлозу отправляют на экспорт, предприятия, расположенные в других районах страны, ее превращают в полотно, прессуют, сушат и нарезают листы наподобие толстого картона. У потребителя ее опять превращают в жидкую массу сильной струей воды.

Вырабатывают целлюлозу различных видов и марок, что зависит от способа варки и степени очистки. Выделяют жесткую, нормальную, мягкую, небеленую, полубеленую и беленую целлюлозу.

В результате растворения нецеллюлозных компонентов в зависимости от способа варки на 1 т целлюлозы образуется до 12 т сульфитных и сульфатных щелоков. Присутствие кислоты при сульфитной варке целлюлозы гидролизует сложные сахара, увеличивает в щелоках количество простых сахаристых веществ. Поэтому после нейтрализации из 1 т сульфитных щелоков сбражживанием получают до 100 л этилового спирта. Барда - сырье производства кормовых дрожжей. Обезвоженную барду применяют как крепитель литейной формовочной массы, безобжигового кирпича, при флотации, в выработке моющих средств, электродов, изоляционного картона и других товаров. Из каждой тонны сульфитных щелоков вырабатывают 5-6 кг пищевого ванилина. Из них возможно получать муравьиную, уксусную кислоты, фурфурол, скипидар, дубильные экстракты, метиловый спирт и другие продукты. Сульфатные щелоки не пригодны для получения спирта, так как при варке целлюлозы отсутствует кислота, которая осахаривает гемицеллюлозу. Сульфатные щелоки направляют на регенерацию (восстановление). Из них выпаривают воду, остаток сжигают. Получают пар и химические соединения, которые используют повторно в варочных котлах.

Кроме щелоков, образуются газообразные отходы, содержащие окислы углерода, азота, серы, сероводород, углеводороды и другие соединения. Они частично абсорбцией улавливаются и утилизируются для получения сульфатного мыла, таллового масла, жирных кислот. Сернистые соединения применяют как вещество, придающее запах природному газу.

Лигнин щелоков возможно использовать для частичной замены фенолов в производстве пластмасс, оболочковых форм, как наполнитель искусственной кожи, частичный заменитель сажи в шинной промышленности.

Неполная утилизация отходов, отсутствие и плохая работа очистных сооружений обусловливают попадание вредных веществ в воздух, водоемы. Вопросы охраны окружающей среды целлюлозного производства усиливаются высокой водоемкостью и использованием химически активных веществ. Особого внимания заслуживает загрязнение воды непроваренными остатками древесины, волокнами целлюлозы, которые в виде мощного слоя органики накапливаются на дне водоемов, подвергаются разложению. Как следствие, нарушение водно-химического состава воды, что приводит к гибели растительности, животных. Особенно это проявляется в водоемах с качественной водой, где минимальное нарушение ее состава имеет отрицательное последствие для уникального биологического мира, как на озере Байкал. Выбросы вредных веществ в воздушное пространство вызывают высыхание растительности. Улучшение экологической обстановки в центрах целлюлозного производства связано с совершенствованием технологических процессов, при которых вредные выбросы в атмосферу, водоемы сведены до минимума или вовсе исключены. Разработаны способы варки целлюлозы без серосодержащих соединений, которые требуют больших затрат на создание безвредных процессов для окружающей среды из-за высокой стоимости очистных сооружений. Снизить потребление природной воды, образование и выбросы грязных стоков в водоемы в 10 раз позволяют внедрение водооборотных систем.

Технико-экономическая специфика целлюлозного производства состоит в высокой материало- и водоемкости. На 1 т целлюлозы расходуют около 5 куб.м древесины, 100 кг серы и 200 кг известняка, 50 кг сульфата натрия, 20 кг каустической соды и 500-650 куб.м воды. Большой расход сырья обусловливает территориальное макроположение предприятий в районах лесных ресурсов. Конкретное расположение здесь заводов зависит от водных ресурсов. При этом значение имеет не только общая водообеспеченность территории, но качество воды, так как производство целлюлозы высокой химической чистоты для конденсаторной, кабельной бумаги требует воды с малым содержанием солей. Значение водных ресурсов в размещении целлюлозных предприятий усиливается сплавом леса по рекам, озерам.

Производство целлюлозы из камыша, тростника осуществляют хлорно-щелочным способом. Сырье заготавливают зимой. Такую целлюлозу получают в районах, хорошо обеспеченных данными растениями (Астрахань-Россия, Кзыл-Орда - Казахстан, Измаил - Украина).

Одной из старейших и самых развитых отраслей народного хозяйства любой страны, России, в частности, является целлюлозно-бумажная промышленность. На территории государства открытие первого завода указанного типа датируется эпохой правления Петра I. Данное предприятие носило название "Красносельская бумажная мануфактура". Именно там было положено начало развитию всей российской бумажной промышленности в целом.

На современном этапе данная фабрика именуется так: "Красногородский экспериментальный целлюлозно-бумажный завод". Если в давнее время производство и переработка материалов осуществлялись на зарубежном оборудовании, то теперь, благодаря развитию науки и внедрению новых технологий, заводы и фабрики используют машины и станки отечественной сборки.

Целлюлозно-бумажная промышленность базируется на выпуске бумаги разнообразного качества, разнопланового картона с огромным количеством свойств, а также изделий из данных материалов. (в народе известные как ДВП) и изоляционно-волокнистое сырье также являются основными продуктами данной сферы народного хозяйства. Как и любое производство, целлюлозно-бумажная промышленность России и всего мира имеет побочные результаты своей работы. Так, ими являются некоторые из класса этиленов и жирных кислот, скипидар, канифоль и прочее.

Ни для кого не секрет, что такие продукты, как бумага для газет и журналов, высочайшего сорта бумага и ее низкокачественный упаковочный аналог, различные типы обоев выпускаются посредством переработки древесины.

При этом во многих государствах лесное хозяйство насыщает своими материалами изначально такую отрасль, как целлюлозно-бумажная промышленность (порядка 70%), а затем и прочие. К таким странам относится в первую очередь Финляндия. При этом в данном государстве, да и в других тоже, распространена повторная переработка бумажного сырья - вторсырья или макулатуры.

Новейшие технологии, которые применяются на современном этапе, позволяют комбинировать картон и бумагу с прочими материалами. Результатом успешных опытов такого характера является расширенное производство водонепроницаемых, прочных и легких упаковочных материалов, которые применяются при транспортировке, хранении и реализации некоторых видов жидкостей.

Как правило, целлюлозно-бумажная промышленность использует для своих целей ель и некоторые лиственные породы деревьев. Целлюлозу получают вследствие сосны и березы.

Бумажная промышленность России и других стран использует для отбеливания бумажных страниц химическое вещество - хлор. В ходе применения данного элемента образуются агрессивные соединения, отрицательно воздействующие на окружающую среду. Защитники планеты в сотрудничестве с различными химическими компаниями ратуют за использование для данных целей кислорода, который никоим образом не влияет на загрязнение водоемов и воздуха. На сегодняшний момент огромное количество предприятий старается перейти именно на сберегающую экологию технологию.

Часть первая. Производство целлюлозы

Целлюлозно-бумажная промышленность - одна из ведущих отраслей лесного комплекса - объединяет технологические процессы получения целлюлозы, бумаги, картона и бумажно-картонных изделий (писчей, книжной и газетной бумаги, тетрадей, салфеток, технического картона и др.). В России эта отрасль изначально возникла и развилась в Центральном районе, где было сосредоточено потребление готовой продукции и имелось необходимое текстильное сырье, из которого прежде делали бумагу (не случайно один из первых центров производства бумаги в стране получил название Полотняный Завод). В дальнейшем технология изготовления бумаги изменилась, для нее стало использоваться древесное сырье, и ареал размещения отрасли сдвинулся к северу, в лесоизбыточные районы.
Технологический цикл отрасли четко подразделяется на два процесса - получение целлюлозы и производство бумаги. Целлюлоза - распространенное в живой природе углеводное соединение класса полисахаридов. Волокна целлюлозы служат основой для бумаги.
Главное сырье для выработки целлюлозы - древесина хвойных пород, в которой содержание целлюлозы составляет 40-50% от всей массы. Для выделения целлюлозы из древесины применяется термохимическая обработка - варка. Технологически допустимо добавление при варке целлюлозы лиственных пород в количестве до 10%. На производствах чаще всего используют сульфитную, бисульфитную или сульфатную варку древесной щепы, поэтому для любого целлюлозного процесса необходимо использовать соединения серы, вредность которых для природы и человека широко известна.

Таблица 1

Лидирующие предприятия России по варке целлюлозы, 2003,
тыс. т

Kотласский ЦБK	912,5
Архангельский ЦБK	770,7
Братский ЦKK	737,2
Усть-Илимский ЛПK	650,0
ОАО «Нойзидлер Сыктывкар»	505,6
ОАО «Светогорск»	369,0
Сегежский ЦБK	243,2
Соломбальский ЦБK	211,9
Байкальский ЦБK	171,4
ОАО «Kондопога»	105,4
Россия	5752

Древесина после распиловки поступает в рубительные машины, где из нее образуется щепа. Щепа подается в варочные котлы. При сульфитной варке древесину обрабатывают раствором, содержащим оксид серы. Одновременно с этим процессом происходит механическое истирание другой части древесины в шахтах на специальных устройствах - дефибрерах. Продуктом его является древесная масса (диаметр частиц всего 2-3 мм). На получение 1 т древесной массы расходуется 2,5 м 3 , а 1 т целлюлозы - 5 м 3 древесины. Для изготовления обойной или тетрадной бумаги целлюлоза и древесная масса берутся в равных соотношениях - по 50%, для газетной - 70% древесной массы и 30% целлюлозы.
Древесная щепа и варочная кислота поступают в варочный котел периодического действия. Варка целлюлозы ведется при 100-150 °С и давлении 6 атмосфер. После окончания варки в котле снижается давление и вытесняется щелок. Щелок пропускают через фильтр, где улавливаются волокна целлюлозы, затем щелок поступает на отдувочную колонну, где из него отдувается SO 2 . Далее щелок на многих предприятиях передается в спиртодрожжевой цех для дальнейшей утилизации растворенных в нем биологических веществ. В варочном котле остается целлюлоза. После варки целлюлозу пропитывают горячей водой, а затем тщательно истирают. Если целлюлозу используют для производства бумаги на этом же комбинате, то ее в полужидком виде направляют в бумажный цех. В том случае, если целлюлоза предназначается для отправки на другие предприятия, ее прессуют, сушат и превращают в более или менее плотные листы серого цвета - товарную целлюлозу .
Исходя из технологических особенностей производства целлюлозы, главными факторами размещения отрасли являются сырьевой (ориентация на лесодостаточные и лесоизбыточные районы) и водный (необходимость использования большого количества воды). В СССР некоторые производители целлюлозы располагались вне лесной зоны и работали на камышовом сырье (в Астрахани, Кзыл-Орде, Измаиле), но в современной России таких предприятий нет. В любом случае создание крупного целлюлозного предприятия возможно лишь вблизи крупного водотока или водоема. К таким гидрологическим объектам можно отнести Северную Двину (предприятия в Архангельске и Новодвинске), Вычегду (Коряжма), Ангару (Усть-Илимск и Братск), Волгу (Балахна и Волжск), Байкал (Байкальск), Онежское озеро (Кондопога), Ладожское озеро (Питкяранта и Сясьстрой). Ориентация на потребителя в целлюлозной отрасли вторична, поэтому значительная часть отечественной целлюлозы вырабатывается в относительно слабо заселенной Восточной Сибири.

Таблица 2

Крупнейшие российские производители товарной целлюлозы, 2003,
тыс. т

Выработка целлюлозы в России производится на целлюлозно-бумажных комбинатах (ЦБК), целлюлозно-бумажных заводах (ЦБЗ) и целлюлозно-картонных комбинатах (ЦКК). Почти на всех этих предприятиях целлюлоза в дальнейшем перерабатывается в бумагу или картон. Однако имеются исключения: в Усть-Илимске, Советском Выборгского района, Питкяранте стадия производства целлюлозы - завершающая, товарная целлюлоза, полученная здесь, идет на другие предприятия отрасли для дальнейшей переработки.
Целлюлозу в России выпускает около трех десятков предприятий. Производство целлюлозы размещено только в 14 регионах, прежде всего в Архангельской, Иркутской, Ленинградской, Калининградской, Пермской областях, республиках Коми и Карелия. Целлюлоза не производится в Центральном и Дальневосточном федеральных округах. Крайне невелики мощности по производству целлюлозы в Южном и Уральском округах. До недавнего времени целлюлоза еще выпускалась на Сахалине, в Хабаровском крае, Астраханской области, но по экономическим причинам от этих производств пришлось отказаться.
Любопытно, что повышенная концентрация целлюлозных предприятий, пусть и не очень крупных, отмечается в тех частях страны, которые еще относительно недавно - 60-70 лет назад - входили в состав территории экономически развитых соседей. Речь идет о Карельском перешейке, который был до 1940 г. финским (3 предприятия, до 90-х годов - 4, включая закрытый ныне завод в Приозерске); Калининградской области - части бывшей германской Восточной Пруссии (3 предприятия); Южном Сахалине (7 предприятий, к настоящему времени все закрыты), до конца Второй мировой являвшимся японским владением. Это не случайно, учитывая те обстоятельства, что, во-первых, указанные районы для своих стран были наиболее удобным местом развития отрасли, во-вторых, состояние полиграфии и книгоиздательства в Финляндии и Германии находилось и продолжает оставаться на более высоком уровне, нежели в нашей стране. К настоящему времени все доставшиеся в наследство от соседей ЦБК и ЦБЗ нуждаются в реконструкции, и во многом из-за этого значительная их часть уже закрыта.
Перспективы развития целлюлозной промышленности в России связаны с совершенствованием технологического процесса, более полным использованием лесных ресурсов на имеющихся предприятиях, а также со строительством новых ЦБК. В настоящее время проектируется создание комплексов по производству целлюлозы и бумаги в Александрове Владимирской обл., Нее Костромской обл., Туртасе Тюменской обл., Амазаре Читинской обл. Проводятся предпроектные изыскания в Кировской, Вологодской и Новгородской областях и некоторых других регионах.