ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2021.237.258-271isplta-257Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGYАлгоритм расчета технологических показателей для нескольких объектов технологического нормированияAlgorithm of the calculation of technological for several objects of technological standardizationhttps://orcid.org/0000-0002-5709-527XЕпифановаМ. А.EpifanovaM. A.

ЕПИФАНОВА Марина Анатольевна – аспирант

191186, ул. Большая Морская, д. 18, Санкт-Петербург

ResearcherID, AAX-5432-2021

EPIFANOVA Marina A. – PhD student

191186. Bolshaya Morskaya str. 18. St. Petersburg

ResearcherID, AAX-5432-2021

epif.marina@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3429-9835ЕпифановА. В.EpifanovA. V.

ЕПИФАНОВ Андрей Валерьевич – доцент, кандидат технических наук

191186, ул. Большая Морская, д. 18, Санкт-Петербург

ResearcherID, AAX-5435-2021

EPIFANOV Andrey V. – PhD (Technical), assistant professor

191186. Bolshaya Morskaya str. 18. St. Petersburg

ResearcherID, AAX-5435-2021

epifandr@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0098-6565АкимЭ. Л.AkimE. L.

АКИМ Эдуард Львович – профессор, доктор технических наук

191186, ул. Большая Морская, д. 18, Санкт-П

ResearcherID B-4128-2018

Author ID Scopus 6701739751

AKIM Eduard L. – DSc (Technical), Professor

191186. Bolshaya Morskaya str. 18. St. Petersburg

ResearcherID B-4128-2018

Author ID Scopus 6701739751

akimed@mail.ruСанкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайнаРоссияSaint-Petersburg State University of Industrial Technologies and DesignRussian Federation2021090320240237258271Copyright © Епифанова М.А., Епифанов А.В., Аким Э.Л., 20242024Епифанова М.А., Епифанов А.В., Аким Э.Л.Epifanova M.A., Epifanov A.V., Akim E.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/257

Цель исследования – разработка алгоритма расчета технологических показателей отдельно по видам выпускаемой продукции для интегрированного целлюлозно-бумажного комбината при сбросе сточных вод после очистки сточных вод на единых очистных сооружениях промышленных стоков. Использован балансовый метод расчёта значений масс загрязняющих веществ, образующихся на тонну выпускаемой продукции ЦБК на основе масс загрязняющих веществ, образующихся во вспомогательных технологических процессах, с учетом очистки сточных вод на общепроизводственных очистных сооружениях. Технологические показатели установлены отдельно для продукции, нормируемой по беленой или небеленой целлюлозе. Если фактические значения технологических показателей превысят значения технологических показателей НДТ, то необходимо разработать водоохранные мероприятия по достижению этих показателей и, до момента их достижения, оплачивать негативное воздействие на водные объекты со стократным повышающим коэффициентом. Разработан алгоритм и функциональные зависимости расчета технологических показателей для ЦБК, выпускающих продукцию, содержащую в композиции беленую и небеленую целлюлозу. Алгоритм рассмотрен на примере условного ЦБК, выпускающего первичные небелёные и беленые волокнистые полуфабрикаты и продукцию полного цикла. К первичным волокнистым полуфабрикатам небеленым отнесены: хвойная и лиственная целлюлоза, ТММ, ХТММ; к первичным волокнистым беленым полуфабрикатам отнесены: беленая хвойная и лиственная целлюлоза, БХТММ; к продукции полного цикла отнесены бумага, картон и продукция их переработки. Алгоритм расчета состоит из пяти этапов: 1 – построение балансовой схемы расчета технологических показателей; 2 – расчет технологических показателей для первичных волокнистых полуфабрикатов небеленых; 3 – расчет технологических показателей для первичных волокнистых полуфабрикатов беленых; 4 – расчет технологических показателей для продукции полного цикла; 5 – расчет значений технологических показателей для каждого вида продукции с учетом очистки на общепроизводственных очистных сооружениях.

The purpose of the study is to develop an algorithm for calculating technological indicators separately by types of products for an integrated pulp and paper mill when discharging wastewater after wastewater treatment at unified industrial wastewater treatment plants. A balance method was used for calculating the values of the masses of pollutants formed per ton of output from the pulp and paper mill based on the masses of pollutants formed in auxiliary technological processes, taking into account wastewater treatment at general industrial treatment facilities. Technological indicators are set separately for products rated for bleached or unbleached pulp. If the actual values of technological indicators exceed the values of technological indicators BAT, then it is necessary to develop water protection measures to achieve these indicators and, until they are reached, to pay for the negative impact on water bodies with a hundredfold increasing coefficient. An algorithm and functional dependencies for calculating technological indicators for pulp and paper mills producing products containing bleached and unbleached cellulose in the composition have been developed. The algorithm is considered on the example of a conventional pulp and paper mill, which produces primary unbleached and bleached fibrous semi-finished products, and full-cycle products. Primary unbleached fibrous semi-finished products include: coniferous and deciduous cellulose, ТМP, CТМP; primary fibrous bleached semi-finished products include: bleached softwood and hardwood pulp, BCTMP; full cycle products include: paper, cardboard and their processing products. The calculation algorithm consists of five stages: 1 – building a balance sheet for calculating technological indicators; 2 – calculation of technological indicators for primary fibrous semi-finished products, unbleached; 3 – calculation of technological indicators for primary fibrous semi-finished products bleached; 4 – calculation of technological indicators for full cycle products; 5 – calculation of the values of technological indicators for each type of product, taking into account cleaning at general production treatment facilities.

технологические показателикомплексное экологическое разрешениеинтегрированные ЦБКtechnological indicatorsintegrated environmental permitintegrated pulp and paper millsReferencesБоголицын К.Г., Москалюк Е.А., Костогоров Н.М., Шульгина Е.В., Иванченко Н.Л. Применение интегральных показателей качества сточных вод для внутрипроизводственного эколого-аналитического контроля производства целлюлозы // Химия растительного сырья, 2021. № 2. С. 343–352.Bogolicyn K.G., Moskaljuk E.A., Kostogorov N.M., Shul'gina E.V., Ivanchenko N.L. Primenenie integral'nyh pokazatelej kachestva stochnyh vod dlja vnutriproizvodstvennogo jekologo-analiticheskogo kontrolja proizvodstva celljulozy. Himija rastitel'nogo syr'ja, 2021, no. 2, pp. 343–352. (In Russ.)Боголицын К.Г., Соболева Т.В., Гусакова М. А., Почтовалова А.С., Личутина Т.Ф. Научные основы эколого-аналитического контроля промышленных сточных вод ЦБП.// Екатеринбург, 2010. C. 60–108.Bogolicyn K.G., Soboleva T.V., Gusakova M.A., Pochtovalova A.S., Lichutina T.F. Nauchnye osnovy jekologo-analiticheskogo kontrolja promyshlennyh stochnyh vod CBP. Ekaterinburg, 2010, pp. 60–108. (In Russ.)Гермер Э.И. Современная концепция экологического нормирования технологических процессов ЦБП и возможные пути ее реализации в России. О проекте новой системы экологического нормирования – предпосылки его появления и концептуальные решения; проблемы, оставшиеся за рамками проекта // Известия вузов. Лесной журнал. 2008. № 2. C. 108–117.Confederation of European. Paper Industries Key Statistics European pulp & paper industry, Cepi, Brussels. 2021. p. 32.Епифанов А.В., Епифанова М.А. Алгоритм управления водоохранной деятельностью АО «Сегежский ЦБК» на основе математического моделирования// Вопросы радиоэлектроники. 2019. № 1(7). С. 106–109.Epifanov A.V., Epifanova M.A. Algoritm upravlenija vodoohrannoj dejatel'nost'ju AO «Segezhskij CBK» na osnove matematicheskogo modelirovanija. Voprosy radiojelektroniki, 2019, no. 1(7), pp. 106–109. (In Russ.)Жильникова Н.А., Шишкин А.И., Епифанов А.В., Епифанова М.А. Алгоритм управления перераспределением техногенной нагрузки для территориальных природно-технических комплексов на основе геоинформационных систем // Информационно-управляющие системы. 2017. № 1 (86). С. 93–101.Forest Products Annual. Market Review 2020–2021. United Nations. Geneva, 2021. Forest Products. Food and Agriculture Organization of the United Nation. Rome, 2019, p. 436.ИТС НДТ-1 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона. М.: Бюро НДТ. 2015. С. 479. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200128661Germer Je.I. Sovremennaja koncepcija jekologicheskogo normirovanija tehnologicheskih processov CBP i vozmozhnye puti ee realizacii v Rossii. O proekte novoj sistemy jekologicheskogo normirovanija – predposylki ego pojavlenija i konceptual'nye reshenija; problemy, ostavshiesja za ramkami proekta. Izvestija vuzov. Lesnoj zhurnal, 2008, no. 2, pp. 108–117. (In Russ.)Комитет по лесу(ам) и лесной отрасли. Ежегодный обзор рынка лесных товаров 2017-2018. Женева. ЕЭК ООН, 2019. 158 с.Hansen E., Panwar R., Vlosky R. The Global Forest Sector: Changes, Practices, and Prospects, NY: Taylor & Francis Group, 2017, p. 462.Рыбников О.В., Бондаренко Н.П., Мандре Ю.Г, Аким Э.Л. Поэтапная эколого-технологическая реконструкция интегрированного целлюлозно-бумажного комбината ЗАО IP («ОАО Светогорск») // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2013. № 5. С. 62–68.ITS NDT-1 Proizvodstvo celljulozy, drevesnoj massy, bumagi, kartona. Moskva: Bjuro NDT. 2015, p. 479. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200128661. (In Russ.)Смирнов А.М., Смирнов М.Н., Мошкин С.С., Коваленко М.В., Аким Э.Л. Водопользование – реализация инновационных идей // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2008. № 8, С. 66–72.Jolley J.G., Khalaf C., Michaud G.L., Douglas Belleville The economic contribution of logging, forestry, pulp & paper mills, and paper products: A 50-state analysis. Forest Policy and Economics, 2020, vol. 115, pp. 102–140. URL: https://doi.org/10.1016/j.forpol.2020.102140.Смирнов М.Н., Локшин Ю.Х., Смирнов А.М., Аким Э.Л., Современная концепция водопользования на предприятиях ЦБП.// Целлюлоза. Бумага. Картон. 2006. № 6. С. 66–74.Komitet po lesa i lesnoj otrasli Ezhegodnyj obzor rynka lesnyh tovarov 2017–2018: Zheneva: EJeK OON, 2019. 158 p. (In Russ.)Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3-х т. Т. I, Сырье и производство полуфабрикатов. Ч. 2. Производство полуфабрикатов: справочные материалы / Всерос. науч.-исслед. ин-т цел.-бум. пром-сти (ВНИИБ) / редкол.: П.С. Осипов (отв. ред.) и др. СПб.: Политехника, 2003. – 633 с.Leiviska T. Coagulation and size fractionation studies on pulp andr paper mill process and wastewater streams. Oulun Yliopisto, Oulo. 2009, p.114.Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3-х т. Т. I, Сырье и производство полуфабрикатов. Ч. 3. Производство полуфабрикатов: справочные материалы / Всерос. науч.-исслед. ин-т цел.-бум. пром-сти (ВНИИБ); / редкол.: П.С. Осипов (отв. ред.) и др. СПб.: Политехника, 2004. 316 с.Mavrotas G., Georgopoulou E., Mirasgedis S., Sarafidis Y., Lalas D., Hontou V., Gakis N. An integrated approach for the selection of Best Available Techniques (BAT) for the industries in the greater Athens area using multi-objective combinatorial optimization. Energy Economics, 2007, vol. 29, iss. 4, pp. 953–973. URL: https://doi.org/10.1016/j.eneco.2007.01.002Троянская А.Ф. Научно-технические и правовые аспекты предотвращения негативного воздействия производства беленой целлюлозы на окружающую среду // Региональная экология. 2018. С. 111–124.Rybnikov O.V., Bondarenko N.P., Mandre Ju.G, Akim E.L. Pojetapnaja jekologotehnologicheskaja rekonstrukcija integrirovannogo celljulozno-bumazhnogo kombinata ZAO IP («OAO Svetogorsk»). Celljuloza. Bumaga. Karton, 2013, no. 5, pp. 62–68. (In Russ.)Шишкин А.И. Епифанов А.В. Интеграция экологического нормирования в системе «Предприятие ЦБП-водный объект» // Целлюлоза, бумага, картон. 2006. № 8. С.74–78.Shishkin A.I. Epifanov A.V. Integracija jekologicheskogo normirovanija v sisteme «Predprijatie CBP-vodnyj ob'ekt». Celljuloza. Bumaga. Karton, 2006, no. 8, pp. 74–78. (In Russ.)Confederation of European Paper Industries Key Statistics European pulp & paper industry, Cepi, Brussels. 2021. P. 32.Smirnov A.M., Smirnov M.N., Moshkin S.S., Kovalenko M.V., Akim E.L. Vodopol'zovanie – realizacija innovacionnyh idej, Celljuloza. Bumaga. Karton, 2008, no. 8, pp. 66–72. (In Russ.)Dusha M.T., Sarat Chandra T., Sarada R., Chauhan Removal V.S. OF nutrients and organic pollution load from pulp and paper mill effluent by microalgae in outdoor open pond // Bioresource Technology. 2016. Vol. 214. P. 856–860. URL: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.04.060Smirnov M.N., Lokshin Ju.H., Smirnov A.M., Akim E.L., Sovremennaja koncepcija vodopol'zovanija na predprijatijah CBP. Celljuloza. Bumaga. Karton, 2006, no. 6, pp. 66–74. (In Russ.)Forest Products Annual. Market Review 2020–2021 United Nations // Geneva, 2021. Forest Products. Food and Agriculture. Organization of the United Nation, Rome, 2019. P. 436.Suhr M., Gabriele Klein, Ioanna Kourti, Miguel Rodrigo Gonzalo, Germán Giner Santonja, Serge Roudier, Luis Delgado Sancho Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Production of Pulp, Paper and Board Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control), Luxembourg: Publications Office of the European Union. 2015, p. 906. URL: https://doi.org/10.2791/370629Hansen E., Panwar R., Vlosky R. The Global Forest Sector: Changes, Practices, and Prospects, NY: Taylor & Francis Group, 2017. P. 462.Tehnologija celljulozno-bumazhnogo proizvodstva. V 3 vols. Vol I, Syr'e i proizvodstvo polufabrikatov. Ch. 2. Proizvodstvo polufabrikatov: Spravochnye materialy / Vseros. nauch.-issled. in-t cel.-bum. prom-sti (VNIIB); redkol.: P.S. Osipov (otv. red.) i dr. . St. Peterburg: Politehnika, 2003. 633 p. (In Russ.)Jolley J.G., Khalaf C., Michaud G.L., Douglas Belleville. The economic contribution of logging, forestry, pulp & paper mills, and paper products: A 50-state analysis // Forest Policy and Economics. 2020. Vol. 115. P. 102–140. URL: https://doi.org/10.1016/j.forpol.2020.102140Tehnologija celljulozno-bumazhnogo proizvodstva. V 3 vols. Vol. I, Syr'e i proizvodstvo polufabrikatov ch. 3. Proizvodstvo polufabrikatov: Spravochnye materialy / Vseros. nauch.-issled. in-t cel.-bum. prom-sti (VNIIB); redkol.: P.S. Osipov (otv. red.) i dr. St. Peterburg: Politehnika, 2004. 316 p. (In Russ.)Leiviska T. Coagulation and size fractionation studies on pulp andr paper mill process and wastewater streams. Oulun Yliopisto, Oulo. 2009. P. 114.Trojanskaja A.F. Nauchno-tehnicheskie i pravovye aspekty predotvrashhenija negativnogo vozdejstvija proizvodstva belenoj celljulozy na okruzhajushhuju sredu. Regional'naja jekologija, 2018, pp. 111–124. (In Russ.)Mavrotas G., Georgopoulou E., Mirasgedis S., Sarafidis Y., Lalas D., Hontou V., Gakis N. An integrated approach for the selection of Best Available Techniques (BAT) for the industries in the greater Athens area using multi-objective combinatorial optimization // Energy Economics. 2007. Vol. 29, iss. 4. Р. 953–973. URL: https://doi.org/10.1016/j.eneco.2007.01.002Usha M.T., Sarat Chandra T., Sarada R., Chauhan Removal V.S. OF nutrients and organic pollution load from pulp and paper mill effluent by microalgae in outdoor open pond. Bioresource Technology, 2016, vol. 214, pp. 856–860. URL: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.04.060.Suhr M., Gabriele Klein, Ioanna Kourti, Miguel Rodrigo Gonzalo, Germán Giner Santonja, Serge Roudier, Luis Delgado Sancho. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Production of Pulp, Paper and Board Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control) // Luxembourg: Publications Office of the European Union. 2015. P. 906. URL: https://doi.org/10.2791/370629Valois M., Akim E. Chapter 5. Pulp and paper. Forest Products. Annual Market Review 2020-2021. United Nations, Geneva, 2021 .Valois M, Akim E. Chapter 5. Pulp and paper. Forest Products Annual Market Review 2020–2021. United Nations, Geneva, 2021.Zhil'nikova N.A., Shishkin A.I., Epifanov A.V., Epifanova M.A. Algoritm upravlenija pereraspredeleniem tehnogennoj nagruzki dlja territorial'nyh prirodnotehnicheskih kompleksov na osnove geoinformacionnyh system. Informacionnoupravljajushhie sistemy, 2017, no. 1 (86), pp. 93–101. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.