Реферат: Малоотходные и безотходные технологии

Однако возникает вопрос, какая допустимая часть сырья и материалов при малоотходном производстве может направлять­ся на длительное хранение или захоронение? 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%.

В угольной промышленности введен коэффициент безотход­ности производства: K_б ^п = 0.33 * ( К_б ^т + К_б ^ж + К_б ^г ), где К_б ^т , К_б ^ж , К_б ^г — коэффициенты использования соответственно породы, образу­ющейся при горных работах, попутно забираемой воды при добыче угля (сланца) и использования пылегазовых отходов.

Как известно, добыча угля является одним из самых материалоемких и экологически сложных в народном хозяйстве процес­сов. Для этой отрасли установлено, что производство является безотходным (правильнее — малоотходным), если коэффициент безотходности превышает 75%. В случае использования наряду с вновь образующейся породой отвалов прошлых лет, коэффи­циент безотходности может быть более 100%.

Вероятно, в первом приближении для практических целей значение коэффициента безотходности (или коэффициента комп­лексности), равное 75% и выше, можно принять в качестве коли­чественного критерия малоотходного, а 95% — безотходного производства и в ряде других материалоемких отраслей народ­ного хозяйства. При этом, безусловно, должна учитываться ток­сичность отходов.

Безотходная технология — это идеальная модель производст­ва, которая в большинстве случаев в настоящее время реализует­ся не в полной мере, а лишь частично (отсюда становится ясным и термин «малоотходная технология»). Однако уже сейчас имеются примеры полностью безотходных производств. Так, в течение многих лет Волховский и Пикалевский глиноземные за­воды перерабатывают нефелин на глинозем, соду, поташ и це­мент по практически безотходным технологическим схемам. Причем эксплуатационные затраты на производство глинозема, соды, поташа и цемента, получаемых из нефелинового сырья, на 10-15% ниже затрат при получении этих продуктов другими промышленными способами.

2. Принципы безотходных технологий.

При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших организационных, технических, технологичес­ких, экономических, психологических и других задач. Для разработки и внедрения безотходных производств мож­но выделить ряд взаимосвязанных принципов.

Основным является принцип системности . В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматри­вается как элемент динамичной системы — всего промышлен­ного производства в регионе (ТПК) и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, включаю­щей кроме материального производства и другой хозяйственно-экономической деятельности человека, природную среду (популя­ции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, био­геоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания. Таким образом, принцип системности, лежащий в основе созда­ния безотходных производств, должен учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производст­венных, социальных и природных процессов.

Другим важнейшим принципом создания безотходного про­изводства является комплексность использования ресурсов . Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно при переработке комплексных руд.

Принцип комплексного экономного использования сырья в России возведен в ранг государственной задачи и четко сфор­мулирован в ряде постановлений правительства. Конкретные формы его реализации в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадии про­цесса, отдельного производства, производственного комплекса и эколого-экономической системы. Одним из общих принципов создания безотходного производ­ства является цикличность материальных пот оков. К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести за­мкнутые водо- и газооборотные циклы. В конечном итоге после­довательное применение этого принципа должно привести к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превраще­ний энергии. В качестве эффективных путей формирования цик­личных материальных потоков и рационального использования энергии можно указать на комбинирование и кооперацию произ­водств, создание ТПК, а также разработку и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования.

К не менее важным принципам создания безотходного произ­водства необходимо отнести требование ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства. Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, рекреацион­ные ресурсы, здоровье населения. Следует подчеркнуть, что реа­лизация этого принципа осуществима лишь в сочетании с эффек­тивным мониторингом , развитым экологическим нормирова­нием и многозвенным управлением природопользованием .

Общим принципом создания безотходного производства яв­ляется также рациональность его организации. Определяющими здесь являются требование разумного использования всех ком­понентов сырья, максимального уменьшения энерго-, материало- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обо­снованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во мно­гом связано снижение отрицательного воздействия на окружаю­щую среду и нанесение ей ущерба, включая смежные отрасли народного хозяйства. Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготех­нологическим, экономическим и экологическим параметрам. Ос­новным путем достижения этой цели являются разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств. Одним из примеров такого подхода к организа­ции безотходного производства является утилизация пиритных огарков — отхода производства серной кислоты. В настоящее время пиритные огарки полностью идут на производство цемен­та. Однако ценнейшие компоненты пиритных огарков — медь, серебро, золото, не говоря уже о железе, не используются. В то же время уже предложена экономически выгодная технология переработки пиритных огарков (например, хлоридная) с получением меди, благородных металлов и последующим использова­нием железа.

Во всей совокупности работ, связанных с охраной окружаю­щей среды и рациональным освоением природных ресурсов, не­обходимо выделить главные направления создания мало- и без­отходных производств. К ним относятся комплексное исполь­зование сырьевых и энергетических ресурсов; усовершенствова­ние существующих и разработки принципиально новых техноло­гических процессов и производств и соответствующего оборудо­вания; внедрение водо- и газооборотных циклов (на базе эффек­тивных газо- и водоочистных методов); кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создания безотходных ТПК .

3. Требования к безотходному производству.

На пути совершенствования существующих и разработки принципиально новых технологических процессов необходимо соблюдение ряда общих требований:

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

· применение непрерывных процессов, позволяющих наиболее эффективно использовать сырье и энергию;

· увеличение (до оптимума) единичной мощности агрегатов;

· интенсификация производственных процессов, их оптимиза­ция и автоматизация;

· создание энерготехнологических процессов. Сочетание энер­гетики с технологией позволяет полнее использовать энергию химических превращений, экономить энергоресурсы, сырье и ма­териалы и увеличивать производительность агрегатов. Приме­ром такого производства служит крупнотоннажное производство аммиака по энерготехнологической схеме.

III. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ БЕЗОТХОДНОЙ И МАЛООТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

При современном уровне развития науки и техники без потерь практически обойтись невозможно. По мере того как будет со­вершенствоваться технология селективного разделения и взаимо­превращения различных веществ, потери будут постоянно умень­шаться.

Промышленное производство без материальных, бесполезно накапливаемых потерь и отходов уже существует в целых отрас­лях, однако доля его пока мала. О каких новых технологиях можно вести разговор, если с 1985 г. — начала перестройки и до нынешнего времени экономическое развитие при переходе к рынку идет на ощупь; доля износа основных производственных фондов все больше увеличивается, в от­дельных производствах составляет 80—85%. Техническое перево­оружение производств приостановилось.

Вместе с тем, мы обязаны заниматься проблемой безотход­ного и малоотходного производства, ибо при нарастающих тем­пах накопления отходов население может оказаться завалено свалками промышленных и бытовых отходов и остаться без питьевой воды, достаточно чистого воздуха и плодородных зе­мель. Топливно-промышленные комплексы Норильска, Североникеля, Нижнего Тагила и многих других городов могут рас­шириться дальше и превратить Россию в малоприспособленную к жизни территорию.

Все-таки, современная технология достаточно развита, чтобы в целом ряде производств и отраслей промышленности приостановить рост отходов. И в этом процессе государство должно взять на себя роль руководителя и в плановом порядке разработать и реализовать комплексную госу­дарственную программу внедрения безотходных производств и переработки скопившихся в Российской Федерации отходов.

Назовем основные имеющиеся направления и разработки безотходной и малоотходной технологии в отдельных отраслях промышлен­ности.

1. Энергетика.

В энергетикенеобходимо шире использовать новые способы сжигания топлива, например, такие, как сжигание в кипящем слое, которое способствует снижению содержания загрязняющих веществ в отходящих газах, внедрение разработок по очистке от оксидов серы и азота газовых выбросов; добиваться эксплуата­ции пылеочистного оборудования с максимально возможным КПД, при этом образующуюся золу эффективно использовать в качестве сырья при производстве строительных материалов и в других производствах.

2. Горная промышленность.