Безотходная технология

Безотходное производство

Заводы и производственные компании – источник сырьевых отходов. Безотходное производство является альтернативной организацией оптимальной технологии: снижение расходов на материалах, уменьшение опасного загрязнения природной среды.

Безотходное производство: что это?

Безотходное производство — технология изготовления товара путем рационального использования сырья и ресурсов. Процесс охватывает переработку материала, в том числе с износом. Это процедура, требующая решения вопросов:

  • экономики;
  • психологии;
  • биологии;
  • техники;
  • другие.

Схема безотходного производства акцентирует внимание на отсутствии негативного влияния на окружающую среду при реализации процесса.

Согласно действующим нормам права РФ, функционирование предприятий, чье производство осуществляется с нарушением санитарно-экологических правил, запрещено. Поэтому все предприятия обязаны следовать малоотходной или безотходной технологии.

Абсолютно безотходное производство: миф или реальность?

Производственный процесс без накопления отходов невозможен. Полностью безотходной технологии не существует. Речь идет о сырьевой переработке и способе изготовления новой продукции в соответствии с нормативными стандартами (санитарными, экологическими, эпидемиологическими), которые не представляют опасности для окружающего мира.

Критерии безотходности

Основной показатель безотходности — количество сырья, оставшееся на предприятии по окончанию производственного процесса. В качестве примера можно привести следующие критерии:

  1. Металлургия – учитывается коэффициент комплексности, используемый для расчета полезного материала, полученного после переработки. Средний показатель – 80%.
  2. Угольная промышленность – применяется формула, характеризующая производственный процесс: масса пород, затраченные водные ресурсы и полученный объем пылегазовых веществ.
  3. Сельское хозяйство – показатель остаточного сырья составляет 5-25 % при условии отсутствия токсичных свойств.

Для каждой отрасли промышленности или хозяйствования применяются коэффициенты, рассчитанные с учетом индивидуальных особенностей производства.

Требования

Безотходные способы обязывают к соблюдению некоторых требований, направленных на увеличение результативности предприятия:

  • учет дальнейшей переработки вторсырья;
  • уменьшение количества технологических этапов;
  • внедрение новых технологий;
  • экономия сырьевых источников;
  • функционирование установок на полную мощность;
  • автоматизация процесса;
  • энергосбережение;
  • система очистки использованного сырья
  • применение биотоплива.

Безотходное производство – сложная процедура, требующая реорганизации предприятия. Малоотходная технология обеспечивает плавное снижение показателя остатка сырья и представляет собой промежуточный этап.

Принципы

Добиться снижения расходов, повышения прибыли и увеличения производительности с минимальным влиянием на окружающую среду можно за счет соблюдения следующих правил:

Принцип

Системность

Производство – ряд процессов, образующие схему производства, затрагивающую вопросы экологии (влияние на живые организмы и сферу обитания). При налаживании работы безотходного предприятия следует учитывать связь производственных природных явлений.
Комплексность Максимальная выгода сырьевого материала и источников энергии. Почти все типы сырья имеют сложный состав. 1/3 часть – компоненты, полученные в результате переработки. Основная цель состоит в их получении и дальнейшем использовании.
Цикличность Заключается в необходимости организации круговорота техногенных веществ.
Рациональность Критерии принципа:

  • целесообразное использование сырьевых компонентов;
  • минимизация процессов;
  • инновации в технологии;
  • уменьшение (исключение) вреда;
  • налаживание вторичного производства.
Безопасность Основные показатели:

  • защита окружающей среды;
  • соблюдение законодательных требований санитарии и эпидемиологии;
  • сохранение природных ресурсов.

Если придерживаться вышеуказанных принципов, можно снизить количество отходов, ликвидировать опасные материалы.

Налаживание производства

Улучшение предприятия – трудоемкий механизм, состоящий из несколько стадий. Основные этапы, уменьшающие объемы мусора и повышающие выпуск продукции, указаны далее.

Себестоимость

Предполагает снижение цены готового изделия. Инструмент организации — переход на более дешевые компоненты и отечественное оборудование.

Самостоятельность

Задача состоит в создании сырьевого материала с помощью собственных сил, без закупки полуфабрикатов.

Поиск рыночного сбыта

Потребность в товаре часто зависит от сезона. С целью предотвращения снижения спроса на продукцию и получения прибыли следует провести мероприятия по поиску покупателей, нуждающихся в продуктах независимо от времени года. Может потребоваться усовершенствование товара.

Брак

Выход из ситуации с получением бракованной продукции — дальнейшая реализация по заниженной стоимости (скидка, акция). Этот способ позволит уменьшить уровень отходов.

Переработка вторсырья

Вторичное сырье – производственные остатки, пригодные для дальнейшей переработки с целью изготовления товара других сфер потребления.

Способ утилизации определяется свойствами материала. Дать «вторую жизнь» вправе специализированные организации и заводы. Некоторые категории отходов используются в качестве топливных средств для компенсации энергии, потраченной на переработку.

Направления технологии

Схема выпуска изделий с образованием минимального количества мусора применяется в производственных отраслях. Наиболее актуальные — источники негативного влияния на природную среду.

Энергетика

Основная цель – разработка методов рационального использования топлива. Речь идет о свойствах горения, загрязняющего атмосферу вредным составом.

Безотходная технология предполагает плавление энергетического ресурса в кипящем слое. Такой механизм признан безопасным. Газовые пары выполняют очистку оксидов, а полученная зола применяется при создании стройматериалов.

Горная отрасль

Абсолютная утилизация сырьевого мусора – актуальная технология для добычи полезных ископаемых подземным и открытым методом. Извлечение целевых составляющих без дополнительной очистки способствует уменьшению образования отбросов.

Сельскохозяйственная сфера

Эта отрасль признана наиболее функциональной для безотходной схемы. Доля сырьевых остатков – органическая, подлежащая переработке с целью изготовления топлива, стройматериалов и с/х удобрений.

Металлургия

Предполагает внедрение механизмов, обеспечивающих рациональное использование сырьевого материала:

  • утилизация выбросов;
  • расширение категорий строительных ресурсов;
  • применение, обработка шлаков и отходов;
  • очистка газов;
  • сокращение потребления водных ресурсов,
  • установка очистного оборудования, аппаратов по контролю загрязнения атмосферы;
  • снижение стоков.

При соблюдении рекомендаций черная и цветная металлургия сможет похвастаться малоотходной технологией.

Бумажная промышленность

Безотходное производство в целлюлозной отрасли предполагает:

  • экономию воды;
  • строительство замкнутого водоснабжения (без стока);
  • планирование;
  • рационализацию технических процессов и методов.

В таких условиях улучшается механизм переработки лесоотходов и макулатуры.

Машиностроение

Предполагается внедрение безводных вариантов обработки. Альтернатива – создание изделий из металлических пресс-порошков.

Безотходная технология – механизм производства товаров со снижением объема материальных остатков. С целью достижения положительного результата необходимо рационализировать ресурсосберегающие процедуры, обрабатывать вторичное сырье, проводить очистные мероприятия.

Экология СПРАВОЧНИК

Малоотходная технология — такой способ производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеничес-кими нормами, при этом по техническим, организационным, экономическим или другим причинам часть сырья и материалов (определяемая отраслевыми нормативами) переходит в неиспользуемые отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.

ПРОИЗВОДСТВО БЕЗОТХОДНОЕ — условное понятие для хозяйственной деятельности (включая промышленную и сельскохозяйственную индустрию), в ходе которой практически не образуется вредных для природы отходов. Фактически любое производство имеет отходы хотя бы в виде используемой энергии (в противном случае нарушались бы принципы термодинамики), поэтому более точным термином следует признать «производство малоотходное».

В производстве стекла и стеклянного волокна твердые отходы (стеклобой) могут достигать 50 —70 %, а в производстве стеклянного волокна отходы составляют не менее 15 —30 % годной продукции. Задачи промышленной экологии, требования к малоотходным производствам и технологии стекловарения предопределили основные варианты рационального использования получаемых отходов как ВМР. Неоднородный состав отходов, их специфические свойства (твердость, абразивность и др.) создают основные трудности повторного использования в процессах стекловарения. Комплекс проведенных исследований в Московском государственном университете инженерной экологии (МГУИЭ) позволил разработать оригинальные методы промышленной рекуперации отходов .

При малоотходном (ресурсосберегающем) производстве рационально используются сырье и энергия, а вредное влияние на биосферу сведено к минимуму. Поэтому экономическая эффективность технических природоохранных мероприятий (экобиозащитная техника, малоотходные технологии и др.) оценивается, прежде всего, по повышению эффективности того или иного производства.

Развитию малоотходных производств в большой степени содействует строительство так называемых промышленных узлов, то есть нескольких предприятий различного профиля, размещенных на одной промышленной площадке. К тому же это экономит единовременные затраты на строительство подъездных путей, источников водо-, тепло-, электроснабжения и т. п.

Развитие малоотходных производств с замкнутым циклом находится пока в начальной стадии. Успех этого большого дела зависит в значительной степени от технологов, занимающихся разработкой новых и совершенствованием действующих технологических процессов. Однако трудности во внедрении безотходных производств с замкнутым циклом создает узкоотраслевой подход к развитию отдельных отраслей промышленности. Необходимо, чтобы предприятия, отходы которых используются вторично, были заинтересованы в изменении связанных с этим технологических процессов. К примеру, отходы тепловых электростанций, состоящие из золы и шлаков от сжигаемого топлива, как правило, идут в отвал в смешанном виде. Между тем при производстве строительных материалов их используют раздельно, в связи с чем необходимы некоторые изменения в устройстве и эксплуатации ГРЭС. Новочеркасским политехническим институтом разработано соответствующее предложение по этому вопросу для Новочеркасской ГРЭС.

Внедрение малоотходного производства увеличивает выход готовой продукции во втором варианте на 5%, в четвертом — на 17%. Выброс токсичных веществ значительно сокращается, соответственно снижается и экономический ущерб от выбросов в окружающую среду. Дополнительная продукция, произведенная в результате более полного использования исходного сырья, создает эффекты от ее потребления и сокращения затрат на добычу сырья.

Безотходное производство — условное название процесса получения конечных продуктов, в ходе которого достигается максимальное снижение отходов при заданном уровне развития технологий. Практически безотходного производства не существует. Всегда есть отходы, хотя бы в виде тепловой энергии, в противном случае нарушались бы законы термодинамики. Более точный термин — малоотходное производство или малоотходные технологии.

Безотходное (малоотходное) производство является главным направлением в решении вопросов охраны окружающей среды, так как дает, как правило, одновременно существенный экономический эффект.

Операторная модель производства стеклянного волокна (рис. 2.5) является базовой схемой для реализации в промышленности комплекса новых малоотходных и экологически чистых производств и выбора оптимальных режимов их функционирования.

Создание полностью безотходных производств — длительный процесс, требующий решения сложнейших экономических, технологических, энергетических и других задач. Поэтому в ближайшей перспективе следует в основном ожидать перехода к малоотходным производствам. Под малоотходным понимается такой способ производства, когда вредное воздействие на окружающую среду не превышает допустимого уровня, и только небольшая часть сырья и материалов переходят в отходы и направляются на нейтрализацию или длительное хранение.

Химизм процесса позволил создать малоотходную технологию производства кальцинированной соды на ОАО «Сода». Структурная схема малоотходного аммиачного содового комплекса показана на рис. 1.

Базовым технологическим арсеналом малоотходных машиностроительных производств должны быть процессы обработки материалов без снятия стружки. Примером таких процессов являются точное литье, прокат специальных профилей, определенные разновидности холодной штамповки, сварка деталей и т. д.

В этой связи в ряде отраслей промышленности России уже имеются количественные показатели оценки безотходности. Так, в цветной металлургии широко используется коэффициент комплексности, определяемые долей полезных веществ (в %), извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему его количеству. В ряде случаев он уже превышает 80%.

Например, в энергетике для снижения отходов до уровня, соответствующего малоотходному или безотходному производству, целесообразно шире внедрять современные технологии сжигания топлива, например, в кипящем слое, при котором снижается содержание загрязняющих веществ в отходящих газах. Необходимо применять пылеочистное оборудование с максимально возможным КПД. Полученную золу можно эффективно использовать в качестве сырья, например, при производстве строительных материалов.

Способы ликвидации шламов путем захоронения не отвечают современным требованиям малоотходных и безотходных ресурсосберегающих технологий, являются расточительными с точки зрения потери ценных материалов, пагубно воздействуют на природу. Осадок сточных вод гальванических производств при соприкосновении с водой на свалках подвергается постепенному растворению. Количество загрязнений, переходящих в воду, находится в прямой зависимости от количества воды, взаимодействующей с осадком, состава воды, pH среды. По данным , с увеличением соотношения осадок: вода и снижением pH промывной воды растворимость компонентов осадков увеличивается. Например, количество цианидов, переходящих в фильтрат, увеличивается с 0,0026 до 2,28 мг на 1 г обрабатываемого осадка при изменении соотношения осадок: вода с 1:20 до 1:2000 (при соотношении 1:2000 в раствор переходит 92,5 % всех цианидов, содержащихся в воде).

В настоящей книге не представляется возможным осветить технические вопросы организации производства по безотходной и малоотходной технологиям во всех отраслях производства, но основные имеющиеся направления и разработки в отдельных отраслях промышленности мы назовем.

Одним из важнейших аспектов повышения уровня промышленной безопасности является организация малоотходного производства, так как накопление опасных отходов может привести к пожарам и аварийным ситуациям. Примером такого производства являются организованные на предприятиях топливно-нефтехимического профиля технологические циклы: получения полипропилена, выпуска изделий из пластмасс и композиционных материалов, производства МТБЭ, олигомерного бензина на оснивс пропан-пропиленовой (ППФ) и бутан-бутиленовой (ББФ) фракций, вырабатываемых на установке каталитического крекинга. Сухой газ установок каталитического крекинга и риформинга, первичной переработки нефти, вторичной перегонки и стабилизации бензинов, разделения и очистки жирных газов поступает в топливную сеть завода, в значительной степени обеспечивая работу технологических печей и паровых котлов.

В настоящее время в соответствии с решением Европейской экономической комиссии ООН и Декларацией о малоотходных и безотходных технологиях и использовании отходов принята следующая формулировка, предложенная советскими специалистами: «Безотходная технология есть практическое применение знаний, методов и средств, с тем чтобы в рамках — потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защитить окружающую среду». Трактовка данной формулировки сводится к тому, что при безотходном производстве не должно происходить выбросов в окружающую среду, необходимо максимальное и комплексное использование сырья, достигается теоретически возможный минимум отходов всех видов и т.п.

В связи с необходимостью внедрения в технологические схемы современных производств малоотходных и безотходных технологий такие стоки подлежат переработке и дальнейшему использованию.

Критерием безотходной технологии является такое комплексное использование сырья и энергии, при котором процесс производства продукции не сопровождается загрязнением окружающей среды. При этом техногенный круговорот сырья, продукции и отходов предопределяет замкнутость производственного цикла, что по существу и составляет основу безотходной технологии. Принцип безотходной технологии затрагивает все звенья производственной деятельности: разработку новых технологических рецептов, аппаратурного оформления, экономических, экологических мероприятий и т.д. По официальному определению, данному на Международном семинаре по малоотходной технологии в Ташкенте в 1984 г., «безотходная технология — такой способ осуществления производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используют сырье и энергию в цикле сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные ресурсы и таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».

Учитывая, что по качественным характеристикам твердые отходы добычи и переработки угля (сланца) являются сырьем для производства достаточно широкой номенклатуры продукции, а также то, что в определенных условиях отходы отрицательно влияют на природу и окружающую среду, необходимо принять меры по увеличению объемов рентабельной утилизации отходов, с одной стороны, и внедрению в практику малоотходных технологических процессов, с другой.

Другим важным направлением защиты окружающей среды в процессах переработки углеводородного сырья является организация малоотходных ресурсосберегающих технологий. Примером является организация производства композиционных материалов на основе тяжелых нефтяных остатков (кровельные, гидроизоляционные, антикоррозионные мастики, дорожные вяжущие). Актуальна утилизация получаемых при нефтепереработке непредельных углеводородов (пропилена, бутиленов) путем создания комплексов производства полипропилена (ПП) и МТБЭ. В США, Японии, Европе на душу населения производится от 7 до 15 кг ПП в год, а в России — менее 2 кг, и потребность намного опережает производство (если в 1995 г. эта разница в РФ составляла 300 тыс. т/год, то по прогнозам к 2005 г. эта величина составит 580 тыс. т/год). Поэтому одной из первоочередных задач является интенсификация процессов производства нефтехимической продукции.

Ранее отмечалось, что рациональная переработка минерального сырья предполагает наиболее полное использование его исходных компонентов, переход на малоотходную и безотходную технологию производства. По количеству отходов, образующихся в том или ином технологическом процессе, в значительной мере можно судить об эффективности использования сырья. В то же время образование отходов является одним из основных факторов, определяющих масштабы вредного воздействия производства на окружающую среду, следовательно, может служить показателем экологичности технологического процесса. Кроме количественной оценки отходов возникает необходимость учета их качества, позволяющего определить токсичность компонентов отходов и их опасность для окружающей среды.

При оценке экологической эффективности ТЭС иногда используется понятие «Экологически чистая ТЭС». В этом случае, если этот термин не употребляется для обозначения малоотходного производства, под экологически чистой ТЭС можно понимать электростанцию, эксплуатация которой позволяет «поддерживать систему на определенном уровне той стабильности и устойчивости, который обеспечивает естественная природа» . Теоретически такая ТЭС не должна оказывать воздействия на окружающую среду. Практически же такая ТЭС невозможна, поскольку в этом случае все отходы производства электростанции по количеству и качеству должны быть равны первичным ресурсам (т.е. по топливу, воздуху, воде). Это противоречит первому закону термодинамики, ибо полезная энергия была бы выработана без затрат первичной энергии. Поскольку вечный двигатель первого рода невозможен, невозможно создать и экологически чистую ТЭС в рассматриваемом смысле. Таким образом, преобразование энергии всегда сопровождается экологической нагрузкой на природу.

Принципиально новый подход к решению этой задачи состоит в комплексном использовании основного технологического сырья и энергии с тем, чтобы не образовывалось отходов производства и не загрязнялась окружающая природная среда. Для решения этой задачи необходимо разрабатывать и внедрять безотходные и малоотходные производства.

Наиболее правильным инженерным решением проблемы снижения уровня и интенсивности антропогенного загрязнения ОС является использование максимально замкнутых безотходных и малоотходных технологий переработки сырья, комплексное использование всех его составляющих, сведение к минимуму количества газообразных, жидких, твердых и энергетических отходов непосредственно в технологических процессах. Концепция безотходного производства была выдвинута академиками H.H. Семеновым и И. В. Петряновым-Соколовым.

Цель функционирования КСУ ОАТС и ТБО — минимизация объемов и массы накапливаемых и депонируемых отходов, снижение затрат на их транспортирование, максимальное вовлечение в дальнейшее производство в качестве вторичного сырья, снижение негативного воздействия на окружающую среду и предупреждение экологически неблагополучных ситуаций. Народно-хозяйственное значение внедрения КСУ состоит в снижении потребления невосполнимых ресурсов, стимулировании перехода на ресурсосберегающие малоотходные технологии, снижении объема и массы отходов и как следствие транспортных расходов, расходов на депонирование и уничтожение отходов, в стабилизации и улучшении экологической обстановки.

В практическом достижении этой цели пользуются и другими терминами: развитие ресурсосберегающей и энергосберегающей технологии; использование вторичных энергетических ресурсов; применение производств с замкнутым циклом, безотходное и малоотходное производство. В последнем случае предполагается, что все отходы, в том числе загрязняющие воздух и воду, почти полностью отсутствуют или используются в других технологических циклах данного производства, смежных Отраслей промышленности или в сельском хозяйстве. Производства, работающие с использованием отходов потребления, являются также безотходными (малоотходными). Производства, не отвечающие этим требованиям, называют рядовыми.

Основным направлением рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды является разработка и использование мало- и безотходных технологий. Понятие «полностью безотходная технология» условное, так как ни одно производство не возможно без отходов. Даже природные круговые процессы сопровождаются образованием отходов. Малоотходные и безотходные технологические процессы и системы должны функционировать таким образом, чтобы не нарушать естественного хода процессов, протекающих в природе.

Защита окружающей среды — это комплексная проблема, которая может быть решена только совместными усилиями специалистов различных отраслей науки и техники. Наиболее эффективной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия промышленных предприятий является переход к малоотходным и безотходным технологиям, а в условиях сельскохозяйственного производства — к биологическим методам борьбы с сорняками и вредителями. Это потребует решения целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач. Экологизация промышленного производства должна развиваться по следующим направлениям: совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов вредных примесей и отходов в окружающую среду; широкое внедрение экологической экспертизы всех видов производств и промышленной продукции; замена токсичных и неутилизируемых отходов на нетоксичные и утилизируемые; широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды.

В 1983 г. Межведомственным научно-техническим советом по комплексным проблемам охраны окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов при ГКНТ СССР было рекомендовано разработать для Москвы Целевую комплексную программу на период до 2000 г. по созданию и внедрению в производство малоотходных и безотходных гальванических процессов и увеличению использования гальванических отходов в качестве материальных ресурсов.

Аналогично ранжируют факторы подсистем последующей переработки стекольных шихт. Генеральное сопоставление параметров всех подсистем показало, что комплексным показателем качества функционирования этих уровней является технологическая эффективность, отражающая синтез разработанных процессов в единое малоотходное производство и эколого-экономиче-ский фактор.

Опережающие темпы развития машиностроения предусматриваются и в будущем. Это определяется тем, что решающая роль в улучшении условий труда, благосостояния народа, всех социальных условий жизни, как отметил акад. Н. П. Федоренко в интервью корреспонденту «Недели», принадлежит машиностроению, которое должно обеспечить техническую реконструкцию всех производств страны, высвободить многие миллионы человек из сферы ручного труда. Значительно возрастает роль машиностроения в связи с приближающейся необходимостью массовой замены устаревшей «грязной» технологии в различных отраслях промышленности на замкнутую и частично замкнутую или соответственно безотходную и малоотходную технологию. Естественно, подобное техническое перевооружение может быть успешно выполнено только в том случае, если само машиностроение — эта индустрия индустрий — будет являть собою образец экологически безупречного производства. Однако традиционные технологические процессы были спроектированы без учета экологических требований и нуждаются в коренной реконструкции и замене па более прогрессивные.

Основными направлениями охраны и рационального использования минерально-сырьевых ресурсов являются снижение их потерь при добыче, обогащении и переработке, совершенствование техники и технологии извлечения полезных ископаемых, комплексное использование на основе разработки и широкого внедрения ресурсосберегающих технологических процессов, создание малоотходных и безотходных производств и комплексов.

Замечено, что при оценке эффективности затрат большая часть представляется как продолжение технологических мер. Технологические и экологические вопросы являются тесно связанными как по повышению качества выпускаемой продукции, так и по улучшению экологической обстановки путем рационального использования сырья и вспомогательных материалов путем внедрения прогрессивной «безотходной» или «малоотходной» чистой технологии (сокращение выбросов в атмосферу, использование схемы оборотного водопотребления и др.). Только в этом может быть достигнута эффективность производства и в экологическом, природоохранном отношении. Существующее мнение некоторых руководителей предприятий об убыточности природоохранной деятельности для предприятий является несостоятельным. Эффективность затрат в экологические мероприятия намного превышает величину нормативного коэффициента как отдельно взятого предприятия, так и с хозрасчетных интересов народного хозяйства в целом.

Вновь созданные конструкции аппаратов, устройств для осуществления новых способов дозирования, смешения, смешения-измельчения, компактирования, стекловарения, газо- и водоочистки, переработки отходов, а также новые решения по защите от акустических, электромагнитных и радиоактивных излучений базируются на теоретических предпосылках и экспериментальных исследованиях. Основным подходом при изложении по-прежнему является принцип системности. В соответствии с ним каждый отдельный аппарат или технология рассматриваются как элемент динамичной системы (см. гл. 2). Используя пример операторной модели производства стеклянного волокна (см. рис. 2.5), которую можно рассматривать как базовую схему для реализации в промышленности комплекса новых малоотходных и экологически чистых производств, а также выбора оптимальных режимов их функционирования, рассмотрим принципиально новые производственные технологии, отвечающие требованиям промышленной экологии.

Для комплексного решения задач защиты окружающей среды необходима подготовка специалистов широкого профиля. Учитывая это, Министерство высшего и среднего специального образования СССР в 1971 г. ввело в ряде вузов новую межотраслевую специальность — «Технология рекуперации вторичных материалов промышленности». Инженеры этой специальности призваны решать вопросы технологии с глубоким пониманием ее воздействия на окружающую среду. На основе знаний, полученных при изучении общехимических, инженерных и специальных (биологических, экономических, экологических и др.) дисциплин, с учетом основных свойств атмосферы, гидросферы и литосферы они должны разрабатывать и осуществлять меры по предупреждению попадания вредных веществ в окружающую среду путем совершенствования технологии и создания эффективных очистных систем. Это необходимо не только для обеспечения нормальных условий труда на существующих производствах и защиты окружающей среды от загрязнений, но и как важный этап в разработке прогрессивной малоотходной и безотходной технологии, позволяющей наиболее полно и эффективно использовать природные ресурсы.

Помогите пожалуйста!!! почему полностью безотходная технология нереальная?

ыхода к Государственной границе России. Бόльшую часть её территории занимает низменность, по которой протекает одна из крупнейших рек России. Имеются месторождения природного газа и газового конденсата, поваренной соли. К главным отраслям хозяйства относятся газовая, химическая промышленность и судостроение. Существенное место в структуре хозяйства также занимает рыбная промышленность. 2. Эта область расположена в Европейской части России. Она не имеет выхода к Государственной границе и граничит только с другими субъектами Российской Федерации, в том числе с тремя республиками в составе РФ. Областной центр – город-миллионер. Главными отраслями промышленности являются машиностроение (особенно выделяется развитое автомобилестроение), химическая и нефтеперерабатывающая. На территории области работает одна из гидроэлектростанций Волжского каскада. 3. В области проживает не более 500 тыс. человек. Мужчины по численности существенно превосходят женщин, особенно в возрастном промежутке 20-45 лет. Доля населения региона старше трудоспособного возраста не превышает 10 %. Миграционная убыль населения одна из самых высоких в России. Административный центр имеет численность населения около 150 тыс. человек и находится на побережье моря. Отрасли специализации: рыбная и золотодобывающая. 4. Территория этого края омывается водами двух морей. Негативной чертой экономико-географического положения края является отсутствие железнодорожного сообщения с другими регионами страны. Немногочисленных пока туристов сюда привлекает возможность увидеть уникальные природные объекты, включенные в список всемирного наследия ЮНЕСКО. 5. Эта область имеет приморское географическое положение. Областной центр является городом-миллионером. К ведущим отраслям промышленности относится машиностроение. В областном центре находится предприятие сельскохозяйственного машиностроения, а в одном из крупных городов развито атомное машиностроение. На территории области добывают уголь, есть предприятия передельной металлургии. Высокоразвитое сельское хозяйство дает сырьё для многочисленных предприятий пищевой промышленности. 6. Какие три из перечисленных регионов России выделяются наибольшими показателями сбора сахарной свеклы? 1) Белгородская область 2) Республика Ингушетия 3) Хабаровский край 4) Архангельская область 5) Краснодарский край 6) Воронежская область 7. Какие из утверждений о Центральной России верны? 1) На территории Центральной России имеются крупные месторождения алюминиевых руд. 2) В Центральной России бoльшую часть электроэнергии вырабатывают ГЭС. 3) Центральная Россия имеет выход к Государственной границе. 4) В Центральной России ведется добыча железной руды. 8. Новый завод «Нуран-пласт» по производству композитных полимерных материалов для трубной и кабельной промышленности открыт в Высокогорском районе Татарстана. Завод стал первым предприятием в составе создаваемого кластера по переработке углеводородов и производства полимерных материалов с замещением импортных аналогов. Продукция завода – композиционный материал, гранулят – сырье для получения оболочки кабеля из сшитого полиэтилена. 8.1 Карты какого географического района России необходимо выбрать, чтобы более детально изучить территорию Татарстана? 1) Поволжья 2) Западной Сибири 3) Урала 4) Центральной России 8.2 Какая особенность хозяйства Республики Татарстан делает возможным бесперебойное снабжение завода по производству полимеров сырьём? 9. Завод по производству кремния планируется построить в Абакане (Республика Хакасия). Кремний сегодня пользуется большим спросом. Он используется в электронной промышленности для выпуска полупроводников, а также в энергетике для производства солнечных батарей. На заводе будет создано около тысячи новых рабочих мест, необходимое количество рабочих рук в городе есть. Выбор места для строительства также объясняется тем, что новое производство является энергоёмким. 9.1 Карты какого географического района России необходимо выбрать, чтобы изучить географические особенности Республики Хакасия? 1) Урала 2) Европейского Юга 3) Западной Сибири 4) Восточной Сибири 9.2 Какая особенность промышленности Республики Хакасия, благоприятствует размещению на её территории энергоемких производств? Укажите одну особенность. Ответ запишите на отдельном листе или бланке, указав сначала номер задания.

Вы иногда сетуете на продукты, реальный срок действия которых оказывается меньше ожидаемого? Или переживаете по поводу мусора, создаваемого упаковкой продуктов? Что ж, бизнес-модель, предполагающая изготовление товаров, которые быстро устаревают, в целях продвижения будущих продаж, возможно, скоро уйдет в прошлое. А некоторые компании ныне инновационными способами повторно используют остаточные материалы, как свои собственные, так и других фирм.

В то время как глобальная куча мусора растет, приживается новая идея – и практика: речь идет об организации безотходных предприятий, где использованные продукты и упаковочные материалы применяются в производстве новых товаров. Это называется экономикой замкнутого цикла.

Почему замкнутого цикла?

(State Dept./Julia Maruszewski)

Промышленная революция создала линейную модель быстрого и эффективного производства продукции – все чаще со встроенным сроком эксплуатации, – без учета экологических последствий. Исторически сложилось так, что производители часто брали экологически неустойчивые ресурсы, изготавливали товары и утилизировали оставшиеся материалы способами, наносящими вред окружающей среде.

А в экономике замкнутого цикла производители используют устойчивые ресурсы для изготовления долговечных продуктов, которые могут быть восстановлены, повторно использованы или переработаны для изготовления новых продуктов в самой компании или проданы другим производителям для применения в новом качестве. Отходы производства становятся источниками возобновляемой энергии. Эта схема называется замкнутым циклом, потому что компании “замыкают цикл” – они сохраняют ресурсы, от начала до конца.

Почему революционный характер?

Участие в экономике замкнутого цикла носит революционный характер, потому что оно предусматривает ведение бизнеса по-новому.

Для производителей это означает принять экологические стандарты, которые, возможно, отвергались раньше, если не навязывались фирмам путем государственного регулирования.

Для сферы услуг это означает изобретение новых типов компаний, которые уменьшают количество отходов. Например, компании могут производить, а затем передавать в аренду холодильники или стиральные машины непосредственно потребителям и осуществлять техническое обслуживание и замену оборудования в рамках соглашения. (Это уже происходит в распределенной “экономике совместного пользования”, в рамках которой компании ZipCars и Getaround предлагают услуги краткосрочного проката автомобилей, а Spinlister позволяет людям сдавать велосипеды в аренду своим соседям.)

Города по всему миру запускают программы совместного использования велосипедов, такие как эта в Сиэтле. (© AP Images)

C переходом на новые методы компании могут получать дотации. Институт товарных новинок в экономике замкнутого цикла обучает производителей монетизации экологически дружественных методов и материалов. Институт сертифицирует мыло, косметику, бытовые чистящие средства, ткани и строительные материалы с точки зрения их экологической безопасности.

Помимо рециклинга

Производитель осветительных приборов Phillips сознательно переходит к модели замкнутого цикла. Его пилотная программа включает в себя плату за использование – вместо покупки – магнитно-резонансных томографов для больниц. Компания также осуществляет техобслуживание, ремонт и повторное использование собственной продукции.

Energizer производит новые батареи из старых для своей линии продуктов EcoAdvanced. “Создавая рынок для утилизованных материалов, компания уменьшает потребность в добыче новых материалов … которая сопряжена с выбросом значительного количества парниковых газов”, – утверждает Скотт Кассел из Института товарных новинок в экономике замкнутого цикла.

Испанский дизайнерский дом Ecoembes делает одежду из переработанных материалов, главным образом пластиковых бутылок. (© AP Images)

Производитель мебели Ikea, лидер пищевой промышленности Coca-Cola и технологические гиганты Google, Cisco Systems, Hewlett-Packard и Dell – в числе компаний, переходящих на замкнутый цикл. Правительства Бельгии, Дании, Шотландии и Тайваня и других стран также проявляют интерес к этой схеме.

Производители одежды H&M и Speedo используют в своих товарах ткани, изготовленные из вторичного сырья. Производитель тканей Aquafil вступил в партнерство с фирмой Speedo для создания синтетической ткани высшего качества из собственных остатков компании по производству купальных костюмов.

А для модниц, которые хотят носить разную одежду каждый день, есть даже фирмы, такие как Runway Rentals, готовые сдавать в аренду наряды от кутюр … и поддерживать замкнутый цикл.

Безотходная и малоотходная технология

Рациональное и комплексное использование сырьевых ресурсов имеет решающее значение, так как в настоящее время в конечный продукт включается в среднем лишь около 10% массы используемых природных ресурсов, а остальные 90% теряются. Высшей формой рационального природопользования является такая деятельность человека, которая практически полностью использует природные ресурсы, не порождает загрязнения и отходы и в конечном итоге все снова возвращает природе, не нарушая ее состояния. При безотходном производстве предполагается создание оптимальных технологических схем с замкнутыми материальными и энергетическими потоками. В идеальном случае такое производство не имеет вредных выбросов в атмосферу, сточных вод и твердых отходов.

Термин «безотходная технология» впервые был сформулирован нашими учеными-химиками Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1956 г. Он получил широкое распространение не только у нас, но и за рубежом. Ниже приведено официальное определение данного термина, закрепленное в 1984 г. в Ташкенте решением Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭК ООН).

Безотходная технология — это такой метод производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: первичные сырьевые ресурсы-производство-потребление-вторичные ресурсы, и любые воздействия на природную среду не нарушают ее нормального функционирования.

Безотходная технология включает следующие процессы:

  • комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов и получение продукции с отсутствием или наименьшим количеством отходов;

  • создание и выпуск новой продукции с учетом ее повторного использования;

  • переработку выбросов, стоков, отходов производства с получением полезной продукции;

  • бессточные технологические системы и замкнутые системы газо- и водоснабжения с использованием прогрессивных способов очистки загрязненного воздуха и сточных вод;

  • создание территориально-промышленных комплексов (ТПК), имеющих замкнутую технологию материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса.

Малоотходная технология — это промежуточная ступень при создании безотходного производства, когда небольшая часть сырья и материалов переходит в отходы, а вредное воздействие на природу не превышает санитарных норм.

Коэффициент безотходности (или коэффициент комплексности) — это доля полезных веществ (в %), извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему их количеству.

Этот коэффициент широко используется в цветной металлургии и предлагается в качестве количественного критерия безотходности: для малоотходной технологии он должен быть не менее 75%, для безотходной технологии — не менее 95%.

В настоящее время имеется некоторый опыт в области создания и внедрения малоотходной и безотходной технологий в ряде отраслей промышленности. Например, Волховский глиноземный завод перерабатывает нефелин на глинозем и попутно получает соду, поташ и цемент по практически безотходной технологической схеме. Затраты на их производство на 10-15% ниже затрат при получении этих продуктов другими промышленными способами.

Однако перевод существующих технологий в малоотходные и безотходные производства требует решения большого комплекса весьма сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научнотехнических достижений. При этом необходимо руководствоваться следующими принципами.

Принцип системности. В соответствии с ним процессы или производства являются элементами системы промышленного производства в регионе (ТПК) и далее — элементами всей экологоэкономической системы, которая включает, кроме материального производства и иной деятельности человека, природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы), а также человека и среду его обитания. Поэтому при создании безотходных производств необходимо учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.

Комплексность использования ресурсов. Этот принцип создания безотходного производства требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является сложным по составу. В среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной переработке сырья. Так, комплексная переработка полиметаллических руд позволяет получать около 40 элементов в виде металлов высокой чистоты и их соединений. Уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиновые металлы, а также более 20% золота получают попутно при комплексной переработке полиметаллических руд.

Конкретные формы реализации этого принципа в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадиях отдельного процесса, производства, производственного комплекса и эколого-экономической системы.

Цикличность материальных потоков. Это общий принцип создания безотходного производства. Примерам цикличных материальных потоков являются замкнутые водо- и газооборотные циклы. Последовательное применение этого принципа должно привести в конечном итоге к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии.

Ограничение и исключение вредного воздействия производства на биосферу при планомерном и целенаправленном росте объемов безотходного производства. Этот принцип обязан обеспечить сохранение природных и социальных ресурсов, таких как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, здоровье населения. Данный принцип осуществим лишь в сочетании с эффективным мониторингом, развитым экологическим нормированием и многозвенным управлением природопользованием.

Рациональность организации создания безотходного производства: разумное использование всех компонентов сырья; минимизация энерго-, материало- и трудоемкости производства; поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, исключающих или уменьшающих вредное воздействие на биосферу; кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других; создание безотходных ТПК.

При создании безотходного производства путем совершенствования существующих и разработки новых технологических процессов обычно используются следующие способы и методы:

  • осуществление производственных процессов при минимально возможном числе технологических стадий (аппаратов), поскольку на каждой из них образуются отходы и теряется сырье;

  • увеличение единичной мощности агрегатов, применение непрерывных процессов; интенсификация производственных процессов, их оптимизация и автоматизация;

  • создание энерготехнологических процессов, сочетающих энергетику с технологией;

  • энерготехнологические процессы позволяют полнее использовать энергию химических превращений, экономить энергоресурсы, сырье и материалы и увеличивать производительность агрегатов.

Для перехода отдельных, особенно новых производств, на безотходную технологию необходима разработка отдельными предприятиями, объединениями, отраслями и в целом правительственными структурами комплексных государственных программ по созданию и внедрению безотходных производств и территориально-промышленных комплексов.

Общие пути решения экологических проблем

  • вместо деклараций — экологически обоснованные и экономически обеспеченные проекты в мировых рамках;

  • интеграция интеллектуальных сил, техники и финансов всех стран мира на осуществление этих проектов;

  • регулирование роста народонаселения и потребностей людей, их экологическое просвещение;

  • ввод хозяйственной деятельности в пределы емкости экосистем на основе широкого внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий;

  • переход на безотходные технологии производства; развитие сельского хозяйства на основе экологически прогрессивных технологий, приспособленных к местным условиям.