7.7. Малоотходные и безотходные производства. Безотходные и малоотходные производства


Безотходные и малоотходные производства.

Определение: Безотходная технология – практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование ресурсов и запретить загрязнения.

Это не только производственный процесс,- это понятие затрагивает конечную продукцию, которая должна характеризоваться долгим сроком службы изделий; возможностью многократного использования, простотой ремонта, лёгкостью возвращения в производственный цикл или перевода в экологически безвредную форму после выхода из строя.

Теория безотходных процессов в рамках основных законов природоиспользования базируется на 2 предпосылках:

  1. Исходные природные ресурсы должны добываться 1 раз для каждых используемых продуктов.

  2. Создаваемые продукты после использования должны легко превращаться в исходные элементы нового производства.

Схема такого процесса

Спрос – готовый продукт – сырьё

На каждый этап этой схемы требуются затраты энергии, производство которой связано с потреблением природных ресурсов незамкнутой системы. Препятствием полной замкнутости является износ материалов.

Определение:Бот – теоретический предел или предельная модель производства, которые в большинстве случаев могут быть реализованы частично, обходя, потери мот, но с развитием наукоёмких производств.

Имеется другая крайность, когда все работы связаны с охраной среды, связано с мот или бот.

Подход к оценке степени безотходности производства должен базироваться не столько на степени безотходности, сколько на степени использования природных ресурсов. Оценки производства на основе самого обычного материального баланса, т.е. отношение выхода продукции к массе поступившего сырья. Определение степени безотходности по количеству отходов, образующихся на единицу продукции. Для точного определения неотходности или токсичности отходов.

Для расчёта энергетических затрат следует рассматривать энергоёмкость продукции с учётом коэффициентов безотходности.

Загрязнение окружающей среды

Можно не сомневаться, что, загрязнения во все времена были бичом городов.

Все проблемы сводятся к тому, что человек в процессе деятельности создает отходы, которые он не уничтожает и не умеет пустить в круговорот.

Получение энергии в настоящее время – основная причина загрязнения среды.

Нефть и природный газ используются во всех сферах человеческой деятельность. Ископаемые углеводороды стоят в первом ряду источников загрязнения, поскольку при их сгорании образуется большое количество отходов.

Этимологически слово «загрязнение» означает осквернять, пачкать, марать, портить. Существует определение, которое опубликовано в 1965 году в докладе официальной комиссии Белого дома США:

«Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровня радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственные ресурсы, через воду или другие биологические продукты (вещества). Они также могут воздействовать на человека, ухудшая физические свойства предметов, находящихся в его собственности, условия отдыха на природе и обезображивая ее сому».

Дать классификацию загрязнений – дело не легкое, так как существуют многочисленные критерии, по которым ее можно осуществить, но не одна такая классификация не будет вполне удовлетворительной.

Загрязняющие вещества можно сгруппировать по их природе – физической, химической, биологической и т.д. Можно рассматривать с медицинской точки зрения и изучать среду обитания или способ поражения человеческого организма - через пищу, при кожных контактах, при дыхании.

На деле ни один из этих подходов не обеспечивает достаточно удовлетворительного результата, так как воздействие одного и того же вещества могут быть качественно различными. Ртуть, оказавшаяся в почве, затем попадает в атмосферу и воду, вместе с пищей она проникает в организм, при дыхании – в легкие и т.д.

Ниже представлена классификация. В ней сделана попытка найти компромисс между различными точками зрения.

studfiles.net

7.7. Малоотходные и безотходные производства

Перед человечеством встала задача рационального природопользования в сочетании с эффективным снижением отрицательного воздействия промышленного производства на биосферу, то есть применение экологизированных производств. Экологизация производств – это процесс неуклонного и последовательного внедрения систем, в частности, технологических, управленческих решений, позволяющих повышать эффективность использования естественных ресурсов и условий наряду с улучшением или хотя бы сохранением качества природной среды на локальном, региональном и глобальном уровнях. Экологизация технологий (производств) – мероприятия по предотвращению негативного воздействия производственных процессов на природную среду, которая осуществляется разработкой малоотходных (ресурсосберегающих) технологий, аппаратов и оборудования, дающих на выходе минимум вредных выбросов.

Экологизированные технологии – это производственные процессы и производства, которые не нарушают естественный круговорот, сводят до минимума поступление загрязняющих веществ в биосферу и гармонично вписываются в природные условия. В их основу должны быть положены следующие принципы:

1) принцип пространственной компактности: каждое предприятие должно занимать минимально разумную территорию, а его цеха и отделы работать по принципу: создание экологически чистой продукции – ее сбыт – возврат отходов в производство;

2) принцип малоотходности технологий и производств;

3) принцип замкнутости производственных циклов, что позволяет сохранить в чистоте природную среду и уменьшить потребление природных ресурсов;

4) принцип возможности вторичной переработки (рекуперации) отходов до такой степени, чтобы сделать их допустимыми для разложения и включения в естественные круговороты.

Опираясь на основные понятия экологии, можно рассматривать и устанавливать главные способы (методы) разрешения конфликта человека с природой, сохранение высокого качества окружающей среды и здоровья населения. Комплексное решение данной задачи возможно лишь при владении специалистом того или иного производства знаниями в области экологии, позволяющими с позиций охраны окружающей среды обладать экологическим мышлением.

Для кардинального решения проблемы экологии, снижения ресурсоёмкости и энергоёмкости производства необходимо обеспечить кругооборот сырья, утилизировать вторичные ресурсы, полностью использовать всё, что добывается из недр земли и океана, на основе комплексной переработки. Производство необходимо перестроить таким образом, чтобы технологии стали максимально безотходными, экологически чистыми и экономически выгодными. Эти технологии должны заимствовать природные принципы: где отходы одних организмов являются важнейшим ресурсом для других.

При механической переработке древесины отходы составляют более 40 % от общего объема перерабатываемого сырья, ежегодный прирост таких отходов в целом по стране достигает десятки миллионов кубических метров. До 70 % эти отходы не вовлекаются в дальнейший технологический передел, складируются или сжигаются без утилизации тепла, что приводит к увеличению антропогенного загрязнения окружающей природной среды.

Экологически безопасным и экономически целесообразным способом утилизации является получение на их основе древесно-минеральных композиций, которые используются в производстве строительных, тепло- и звукоизолирующих материалов. Известны древесные композиты на основе цемента (фибролит, арболит), каустического магнезита (ксилолит), которые применяются для производства искусственного строительного материала.

Ещё в 30-х годах ХХ столетия академик А.Е. Ферсман, имея в виду идею ресурсных циклов, под комплексным использованием сырья подразумевал такую организацию производства, при которой не пропадал бы ни один грамм добываемой горной массы, не было бы отходов. Пока же формирующиеся циклы представляют собой главным образом стадии последовательной переработки сырья (рис. 7.32).

Рис. 7.32. Схемы технологических процессов переработки сырья в готовую продукцию при безотходном (а), малоотходном (б) и открытом технологических процессах (Маслов, Коробов, 1996)

Такие циклы называют простыми, линейными. Например, связи по вертикали: лесозаготовка – вывозка леса – лесопиление – деревообработка. Данные циклы уже обеспечивают существенный эффект по сравнению с одиночно расположенными (точечными) предприятиями, и в то же время этот результат будет несоизмеримо выше при развитии не только вертикальных, но и горизонтальных связей. Данные связи могут развиваться на каждой стадии цикла, где образуются отходы. На базе этих отходов формируются производства (лесохимии, производство древесно-стружечных плит и др.). Такой цикл называется сложным. При кооперировании и комбинировании сокращаются экономические издержки производства, а главное достигается комплексность использования сырья. Динамика их развития может быть представлена следующим образом (рис. 7.33).

Ресурсные циклы будут постепенно преобразовываться (трансформироваться) на основе тех же принципов, что и естественные циклы – взаимосвязи и замкнутости. Данная организация ресурсных циклов получила название безотходных производств, понимаемых как совокупность технологических процессов, из которых отходы одних используются в качестве сырья для других производств и тем самым обеспечивается их полная утилизация. Реальным же является переход к малоотходным производствам, характеризующимся максимально возможной утилизации выбросов.

Рис. 7. 33. Развитие ресурсного цикла

Так, например, украинскими учёными разработана технология извлечения графита из копоти металлургических заводов; её применение позволяет полностью отказаться от добычи графитовых руд, исключить складирование отходов производства и самое главное улучшить состояние атмосферы.

Одним из методов снижения выбросов СО2 является связывание его в химические соединения. Наиболее перспективное направление – это получение метанола. В производстве метанола используются СО, СО2 и Н2. Таким образом, можно снизить выбросы в атмосферу и повысить степень использования сырья за счёт создания совместных производств метанола и водорода, метанола и аммиака, которые по степени связывания оксидов углерода в метанол делятся на производства с полным или частичным использованием СО и СО2. Широкое распространение получили на сегодняшний день совместные производства с частичным использованием монооксида и диоксида углерода. Суммарные реакции получения метанола из оксидов углерода и водорода описываются следующими уравнениями:

СО + 2Н2 = СН3ОН; СО2 + 3Н2 + СН3ОН + Н2О.

Благодаря связыванию оксидов СО и СО2 заметно уменьшается их выброс в атмосферу и дополнительно получается сырьё для производства химических продуктов, в том числе синтетическое топливо для двигателей внутреннего сгорания, которое является менее вредным и более дешёвым.

Нестандартным решением вопроса утилизации ТБО является получение из него водорода с использованием технологии плазменной переработки путём высокотемпературного пиролиза их органической составляющей. Образующийся пиролизный газ содержит до 40 % водорода, 35 % оксида углерода и необходимое количество примесей других углеводородов. Это даёт возможность получать до 150 кг водорода из 1 т ТБО. Так решаются две проблемы: получение экологически чистого топлива и утилизация твердых бытовых отходов.

Серьезной проблемой утилизации для бумажной промышленности является утилизация скопа. Скоп – это волокнистый органический отход при производстве бумаги, осадок первичных отстойников. Эти отходы многотоннажны, оказывают отрицательное влияние на экологию мест складирования и близлежащие территории. Например, ежегодно только на ООО «Пермский картон» образуется не менее 2,5 тыс. т абсолютно сухого скопа. Ученые Пермского государственного технического университета (Б.С. Баталин и И.А. Козлов, 2007) разработали технологию использования его при производстве теплоизоляционных плит на основе цемента, которые применяются в строительстве.

Наиболее рациональным решением проблемы охраны водоёмов от загрязнения сточными водами является создание замкнутых систем водоснабжения и водоотведения для промышленных предприятий, то есть использование очищенных сточных вод в системах оборотного водоснабжения. При этом свежая вода забирается из источников только для питьевых целей. Городские сточные воды также можно использовать на предприятиях разных отраслей после их предварительной очистки. Использование биологически очищенных сточных вод в оборотных системах водоснабжения позволяет частично или полностью отказаться от свежей воды. Доля сточных вод в подпитке оборотных систем водоснабжения может составлять от 50 до 100 %. Замкнутые и оборотные системы водоснабжения – основа бессточных предприятий с локальными очистными установками, повторным использованием сточных вод и рекупераций отходов (рис. 7.34).

Отходы

Производство

Продукция n –й стадии

О

Производство

тходы

ПродукцияII-й стадии

Производство

Продукция I- й стадии

Малоотходная система Безотходная система

Рис. 7.34. Схема малоотходной и безотходной технологических систем

производства

Конечная цель безотходного и малоотходного производства достигается при прохождении нескольких ступеней переработки отходов всех видов. Система малоотходна, если на n-й стадии производства выделяемые отходы незначительно воздействуют на окружающую среду. Система считается безотходной, когда отходы n-й стадии вновь поступают в производство или становятся безвредными.

В 1980-х годах в НПО «Крахмалпродукт» была разработана гидроциклонная технология безотходной переработки картофеля на крахмалопаточных заводах при традиционной технологии выработки крахмала из картофеля. Сырье гидротранспортером подается на моечную линию, оснащенную камне- и соломоловушками, а затем поступает на пильчатую терку. Из полученной кашки на барабанно-струйных ситах четырежды вымывают крахмал. Для сгущения крахмальная суспензия через центрифуги уходит на станцию рафинирования, в сушилки и только потом пропущенный, просеянный конечный продукт расфасовывают. При использовании гидроциклонной технологии после терки картофельная кашка попадает в специальные аппараты-микроциклоны. Поступает она туда под давлением по касательной к внутренней поверхности аппарата, приобретая вращение. Более тяжелые частицы крахмала направляются в одну сторону, а мезга с соком – в другую.

При традиционном методе получения крахмала на кормовые цели используют лишь мезгу (клетчатку), картофельный же сок, содержащий белки, микроэлементы, витамины уходят с водой в водоемы, загрязняя их. При гидроциклонном методе после гидроциклона мезга с соком разваривается и осахаривается с помощью ферментов, происходит частичная коагуляция белка. Затем масса проходит через центрифугу, сушилку, а оставшаяся масса уваривается. В результате получается сухая, обогащенная белками, мезга – ценный корм для животных. Примечательно то, что по традиционной технологии на переработку 1 т картофеля тратится 15 т воды, а при гидроциклонной – 0,5 т. При традиционной технологии в сутки перерабатывается 200 т картофеля, гидроциклонной – 500 т.

Новочеркасский молочный завод, внедрив безотходную углубленную переработку молока, обеспечил полную переработку на промышленных установках не только молока, но и всего сырья, получаемого в процессе производства. Благодаря безотходной технологии, применяемой на заводе, годовая экономия достигла 2000 т цельного молока. На заводе из так называемых отходов – сыворотки, пахты и обезжиренного молока – вырабатывают сыр, творожные пасты, сгущенное молоко с сахаром, ценные порошковые добавки и т.д.

В Башкирии нашла применение безотходная технология сыроделания. На изготовление сыра на сыродельном комбинате ежедневно используют 180 т молока, получая при этом только 15 т сыра, остальная часть 165 т – сыворотка. Сепарирование ее перед сушкой дает в год 60 т дополнительно извлекаемого сливочного масла. Дальнейшие операции на вакуумно-выпарном аппарате превращают мутноватую жидкость в белый порошок. Из 22 кг жидкости получают 1 кг сухого порошка, поступающего затем на различные пищевые цели, – выработку плавленых сыров, мороженного, кондитерских изделий.

По поводу малоотходности хорошо выразился создатель фирмы «Сони» Акио Морито: «На наших островах нет почти никакого сырья, за исключением воды, и более трех четвертей нашей земли непригодно для жизни и для сельского хозяйства. Поэтому мы очень дорожим тем, что имеем. Вот почему мы научились уважать природу, беречь ее, минимизировать технику и технологию и относится к ним как средствам, помогающим нам выжить. Одно из самых важных понятий о ценности, которое мы сохранили с древних времен, это понятие (моот–тай–най). Это понятие означает, все, что есть в мире, – это дар Творца, и мы должны быть благодарны за этот дар и ничего не тратить зря… Стремление произвести товары при минимуме сырья для японцев стало образом жизни, и поэтому пустые траты считаются позором, чуть ли не преступлением».

studfiles.net

Безотходные и малоотходные производства

Поиск Лекций

Тема 8. Основы экономики природопользования

Государственная стратегия устойчивого развития Российской Федерации. Теоретические основы экономики природопользования. Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды. Социальные аспекты экономики природопользования. Понятие экологической политики. Административные механизмы управления природопользованием. Система платежей за загрязнение окружающей среды в России. Глобальный характер проблем природопользования. Переработка и утилизация отходов. Особенности утилизации и переработки различных видов отходов.

Природопользование – непосредственное и косвенное воздействие человека на окружающую среду в результате всей его деятельности. Рациональное природопользование – планомерное, научно обоснованное преобразование окружающей среды по мере совершенствования материального производства на основе комплексного использования невозобновляемых ресурсов в цикле: производство – потребление – вторичные ресурсы при условии сохранения и воспроизводства возобновляемых природных ресурсов [31, 32].

Изучение процессов, протекающих в биосфере, и влияния на них хозяйственной деятельности человека показывает, что только создание экологически безотходных и малоотходных производств может предотвратить оскудение природных ресурсов и деградацию природной среды. Хозяйственная деятельность людей должна строиться по принципу природных экосистем, которые экономно расходуют вещество и энергию и в которых отходы одних организмов служат средой обитания для других, т. е. осуществляется замкнутый кругооборот.

В XX в. человечество в результате научно-технической революции пришло к следующему техногенному кругообороту веществ (рис. 5.1).

Казалось бы, сегодня всем ясно, что время «покорения природы» безвозвратно прошло и начался период глубокого, заинтересованного познания ее законов. Однако на практике объемы отходов в стране растут в два-три раза быстрее, чем объемы производства и численность населения. Лавина отходов загрязняет природу, их вредные токсичные компоненты засоряют землю, воздух, реки, моря и озера. Причина кроется в сиюминутной выгоде для производства. Но разумный человек не должен считать выгодой уничтожение всего живого, «безумное прожигание» ресурсов, не только своих, но и принадлежащих будущим поколениям. Следовательно, пришло время коренным образом изменить сам подход к понятию выгодности, когда речь идет о природопользовании.

 

 

Исходя из сказанного можно сформулировать наиболее общее определение рационального природопользования – это система взаимодействия общества и природы, построенная на основе научных законов природы и в наибольшей степени отвечающая задачам как развития производства, так и сохранения биосферы.

Из схемы техногенного кругооборота веществ (рис. 5.1) видно, что в отличие от природных кругооборотов он незамкнут во многих частях.

 

Безотходные и малоотходные производства

 

Термин «безотходная технология» впервые предложен российскими учеными Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. В ряде стран Западной Европы вместо «мало- и безотходная технология» применяется термин «чистая или более чистая технология» («pure or more pure technology»).

В соответствии с решением ЕЭК. ООН и с Декларацией о малоотходной и безотходной технологиях и использовании отходов принята такая формулировка безотходной технологии (БОТ): «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» [21].

В литературе встречаются и другие термины, например, «безотходная технологическая система» (БТС). Под БТС понимается такое отдельное производство или совокупность производств, в результате практической деятельности которых не происходит отрицательного воздействия на окружающую среду. В определении безотходной технологии подразумевается не только производственный процесс. Это понятие затрагивает и конечную продукцию, которая должна характеризоваться:

· долгим сроком службы изделий,

· возможностью многократного использования,

· простотой ремонта,

· легкостью возвращения в производственный цикл или перевода в экологически безвредную форму после выхода из строя.

Теория безотходных технологических процессов в рамках основных законов природопользования базируется на двух предпосылках:

· исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех возможных продуктов, а не каждый раз для отдельных;

· создаваемые продукты после использования по прямому назначению должны относительно легко превращаться в исходные элементы нового производства.

Схема такого процесса – «спрос – готовый продукт – сырье». Но каждый этап этой схемы требует затрат энергии, производство которой связано с потреблением природных ресурсов вне замкнутой системы. Вторым препятствием полной замкнутости процесса является износ материалов, их рассеивание в окружающей среде. Например, долгое, на протяжении многих столетий, использование таких металлов, как серебро, свинец, цинк, медь и др., и их рассеивание в процессе этого использования в ОС привели к тому, что сроки их исчерпания из земных недр составляют, согласно своду международных прогнозов «Мир в 2000 году», всего один-два десятка лет.

Понятие безотходной технологии условно. Под ним понимается теоретический предел или предельная модель производства, которая в большинстве случаев может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда – малоотходная технология – МОТ). Но с развитием современных наукоемких технологий БОТ должна быть реализована все с большим приближением к идеальной модели.

Критики концепции безотходного производства утверждают, ссылаясь на второй закон термодинамики, что как энергию нельзя полностью перевести в работу, так и сырье невозможно полностью переработать в продукты производства и потребления. С этим нельзя согласиться, поскольку речь идет, прежде всего, о материи и о Земле как открытой системе, а материю – продукцию в соответствии с законом сохранения вещества и энергии всегда можно преобразовать снова в соответствующую продукцию. Примерами служат безотходно функционирующие природные экосистемы.

Имеется и другая крайность, когда все работы, связанные с охраной ОС от промышленных загрязнений, относят к БОТ и МОТ. Необходимо помнить, что оценка степени безотходности производства – очень сложная задача и единых критериев для всех отраслей промышленности нет.

В целом комплексный подход к оценке степени безотходности производства должен базироваться на:

· учете не столько безотходности, сколько степени использования природных ресурсов;

· оценке производства на основе самого обычного материального баланса, т. е. на отношении выхода конечной продукции к массе поступившего сырья и полуфабрикатов;

· определении степени безотходности по количеству отходов, образующихся на единицу продукции.

Для точного определения степени безотходности необходимо введение поправки на токсичность отходов. Невозможно сопоставлять только по массе, например, отходы содового производства и отработанные растворы гальванических цехов. Для сравнительного анализа различных технологических схем однотипных производств, выпускающих продукцию одного и того же вида, на стадии их проектирования вполне может быть использован поправочный коэффициент на токсичность отходов.

Для расчета энергетических затрат следует рассматривать энергоемкость продукции с учетом коэффициентов безотходности. Только в этом случае можно получить объективный показатель безотходности рассматриваемого производства. Масштабы загрязнения ОС при производстве электроэнергии на ТЭС часто таковы, что могут свести к минимуму те экологические преимущества, которые удается достичь при совершенствовании основного производства. Например, в цветной металлургии о степени безотходности судят по коэффициенту комплексности использования сырья (во многих случаях он превышает 80%). В угледобывающей промышленности предприятие считается безотходным (малоотходным), если этот коэффициент не превышает 75%.

 

poisk-ru.ru

7.6. Малоотходные и безотходные производства

Для кардинального решения проблемы экологии, снижения ресурсоёмкости и энергоёмкости производства необходимо обеспечить кругооборот сырья, утилизовать вторичные ресурсы, полностью использовать всё, что добывается из недр земли и океана, на основе комплексной переработки. Производство необходимо перестроить таким образом, чтобы технологии стали максимально безотходными, экологически чистыми и экономически выгодными. Эти технологии должны заимствовать природные принципы: отходы одних организмов являются важнейшим ресурсом для других.

Академик А.Е. Ферсман ещё в 30-х годах ХХ столетия, имея в виду идею ресурсных циклов, под комплексным использованием сырья подразумевал такую организацию производства, при которой не пропадал бы ни 1 грамм добываемой горной массы, не было бы отходов. Пока же формирующиеся циклы представляют собой главным образом стадии последовательной переработки сырья.

Такие циклы называют простыми, линейными. Например, связи по вертикали: лесозаготовка – вывозка леса – лесопиление – деревообработка. Данные циклы уже обеспечивают существенный эффект по сравнению с одиночно расположенными (точечными) предприятиями, и в то же время этот результат будет несоизмеримо выше при развитии не только вертикальных, но и горизонтальных связей. Данные связи могут развиваться на каждой стадии цикла, где образуются отходы. На базе этих отходов формируются производства (лесохимии, производство древесно-стружечных плит и др.). Такой цикл называется сложным. При кооперировании и комбинировании сокращаются экономические издержки производства, а главное достигается комплексность использования сырья. Динамика их развития может быть представлена следующим образом (рис.7.23).

Одиночное

предприятие

по добыче

одного

ресурса

Простой цикл

(в одной отрасли)

отходы

Переработка

Обогащение

Добыча

Сложный цикл

Отходы Переработка

Переработка

Обогащение

Добыча Отходы

Переработка

Рис.7.23. Развитие ресурсного цикла

Таким образом, ресурсные циклы будут постепенно преобразовываться (трансформироваться) на основе тех же принципов, что и естественные циклы – взаимосвязи и замкнутости. Данная организация ресурсных циклов получила название безотходных производств, понимаемых как совокупность технологических процессов, из которых отходы одних используются в качестве сырья для других производств и тем самым обеспечивается их полная утилизация. Реальным же является переход к малоотходным производствам, характеризующимся максимально возможной утилизации выбросов.

Так, например, украинскими учёными разработана технология извлечения графита из копоти металлургических заводов; её применение позволяет полностью отказаться от добычи графитовых руд, исключить складирование отходов производства и самое главное улучшить состояние атмосферы.

Одним из методов снижения выбросов СО2 является связывание его в химические соединения. Наиболее перспективное направление – это получение метанола. В производстве метанола используются СО, СО2 и Н2. Таким образом, снизить выбросы в атмосферу и повысить степень использования сырья можно за счёт создания совместных производств метанола и водорода, метанола и аммиака, которые по степени связывания оксидов углерода в метанол делятся на производства с полным или частичным использованием СО и СО2. Широкое распространение получили на сегодняшний день совместные производства с частичным использованием монооксида и диоксида углерода. Суммарные реакции получения метанола из оксидов углерода и водорода описываются следующими уравнениями:

СО + 2Н2 = СН3ОН; СО2 + 3Н2 + СН3ОН + Н2О.

Благодаря связыванию оксидов СО и СО2 заметно уменьшается их выброс в атмосферу и дополнительно получается сырьё для производств химических продуктов, в том числе синтетическое топливо для двигателей внутреннего сгорания, которое является менее вредным и более дешёвым.

Нестандартным решением вопроса утилизации ТБО является получение из него водорода с использованием технологии плазменной переработки путём высокотемпературного пиролиза их органической составляющей. Образующийся пиролизный газ содержит до 40 % водорода, 35 % оксида углерода и малое количество примесей других углеводородов. Это даёт возможность получать до 150 кг водорода из 1 т ТБО. Таким образом, решаются две проблемы: получение экологически чистого топлива и утилизация ТБО.

Наиболее рациональным решением проблемы охраны водоёмов от загрязнения сточными водами является создание замкнутых систем водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий, то есть использование очищенных сточных вод в системах оборотного водоснабжения. При этом свежая вода забирается из источников только для питьевых целей. Городские сточные воды также можно использовать на предприятиях разных отраслей после предварительной очистки. Использование биологически очищенных сточных вод в оборотных системах водоснабжения позволяет частично или полностью отказаться от свежей воды. Доля сточных вод в подпитке оборотных систем водоснабжения может составлять от 50 до 100 %. Замкнутые и оборотные системы водоснабжения – основа бессточных предприятий с локальными очистными установками, повторным использованием сточных вод и рекупераций отходов (рис.7.24).

Конечная цель безотходного и малоотходного производства достигается при прохождении нескольких ступеней переработки отходов всех видов. Система малоотходна, если наn-й стадии производства выделяемые отходы незначительно воздействуют на окружающую среду. Система считается безотходной, когда отходы n-й стадии вновь поступают в производство или становятся безвредными.

Отходы

Производство

Продукцияn –й стадии

Отходы

Производство

ПродукцияII стадии

П

Производство

родукцияI –й стадии

Малоотходная система Безотходная система

Рис. 7.24. Схема малоотходной и безотходной технологических систем производства

studfiles.net

Малоотходное и безотходное производство

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

РЕФЕРАТ

ПО ЭКОЛОГИИ

Малоотходные и безотходные производства

Выполнил: студент

группы 1Д00

1 курса ИНК

Васиченко Н. Н.

Проверил: доцент

кафедры ЭБЖ ИНК

Ларионова Е. В.

Томск 2010

Оглавление

Введение. 3

1.Безотходные и малоотходные производства.4

2. Рациональная добыча и использование природных ресурсов. 6

3. Отходы.7

4. Государственная программа «Отходы». 10

Заключение.12

Список литературы.13

Экологическая ситуация в России и в других странах мира является неблагоприятной и вызвана научно-техническим прогрессом.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в настоящее время в мире в практической деятельности используется около 500 тыс. химических соединений, из которых 40 тыс. вредных для организма, а 12 тыс. - ядовитых.

Поэтому и возникает вопрос об охране окружающей среды, развитии новых, безвредных или причиняющих наименьший вред экологии производств.

Вторичное использование материалов решает целый комплекс во-

просов по защите окружающей среды:

1. Сокращается потребность в первичном сырье.

2. Уменьшается загрязнение вод и земель.

3. Сокращаются энергетические затраты на переработку сырья.

Государство так же должно принимать активное участие в защите экологии посредством принятия нормативных актов и законов, позволяющих отслеживать и регулировать экологическую ситуацию в стране.

В данном реферате речь пойдет об малоотходных и безотходных производствах. Также целью реферата является ознакомление с Российской государственной программой «Отходы»

1.Безотходные и малоотходные производства.

Термин “безотходная технология” впервые был предложен рос­сийскими учеными Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. В странах запада вместо этого термина используют термин Pure or more pure technology – чистые или более чистые технологии.

Безотходная технология – это синтез и практическое применение различных областей знаний, методов и средств для того, чтобы создать систему, позволяющую максимально рационально использовать природные ресурсы и защитить окружающую среду.

Безотходное производство предусматривает, что экономия природных ресурсов происходит на всех этапах производства – начиная от рациональной добычи природных ресурсов и заканчивая конечной продукцией, которая должна удовлетворять следующим требованиям:

– долгим сроком службы изделий;

– возможностью многократного использования;

– простотой ремонта;

–легкостью возвращения в производственный цикл или пе­ревода в экологически безвредную форму после выхода из строя.

При малоотходном производстве воздействие на окружающую среду не превышает уровня ПДК.

Коэффициент безотходности должен быть 75-95 %.

Теория безотходных технологических процессов в рамках ос­новных законов природопользования базируется на двух предпо­сылках:

1) исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех возможных продуктов;

2) создаваемые продукты после использования по прямому назначению должны относительно легко превращаться в исходные элементы нового производства.

Схема такого процесса: сырьевые ресурсы - производство - потребление - вторичный ресурсы – сырьевые ресурсы

Теория безотходного производства представляет собой идеализированную модель производства, на практике такого производства не существует. На каждый этап производства требуется затрачивать энергию, которую можно получить только извне, делая невозможным создание абсолютно замкнутой системы. Кроме того в процессе производства и потребления происходит износ исходных материалов, что, в свою очередь, опять заставляет искать ресурсы за пределами замкнутой системы. Вследствие этого мы можем сделать вывод, что

понятие безотходной технологии условно. Под ним понима­ется теоретический предел или предельная модель производства, которая в большинстве случаев может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда малоотходная технология). Но с развитием современных наукоемких технологий безотходная технология должна быть реализована все с большим при­ближением к идеальной модели.

На сегодняшний день были разработаны следующие рекомендации по организации малоотходных производств:

1)все производственные процессы должны осуществляться при минимальном числе технологических этапов, поскольку на каждом из них образуются отходы и теряется сырье;

2)технологические процессы должны быть непрерывными, что позволяет наиболее эффективно использовать сырье и энергию;

3)единичная мощность технологического оборудования должна быть оптимальной, что соответствует максимальному КПД и минимальным потерям;

4)необходимо широко использовать автоматические системы управления, что обеспечит оптимальное ведение технологических процессов с минимальным выходом вредных веществ;

5)выделяющаяся в различных технологических процессах теплота должна быть полезно использована, что позволит сэкономить энергоресурсы, сырье.

Безотходное производство стремиться работать так же, как и безотходное функционирование экосистем в природе.

Имеется и другая крайность, когда все работы, связанные с охраной окружающей среды от промышленных загрязнений, относят к безотходной и малоотходной технологиям. Необходимо помнить, что оценка степени безотходности производства – очень сложная задача, и единых критериев для всех отраслей промышленности нет.

Для точного определения степени безотходности необходимо введение поправки на токсичность отходов. Невозможно сопос­тавлять только по массе, например, отходы рядового производ­ства и отработанные растворы гальванических цехов. Для срав­нительного анализа различных технологических схем однотипных производств, выпускающих продукцию одного и того же вида, на стадии их проектирования вполне может быть исполь­зован поправочный коэффициент на токсичность отходов.

Для расчета энергетических затрат следует рассматривать энергоемкость продукции с учетом коэффициентов безотходности. Только в этом случае можно получить объективный показа­тель безотходности рассматриваемого производства. Масштабы загрязнения окружающей среды при производстве электроэнергии на ТЭС часто таковы, что могут свести к минимуму те экологические преиму­щества, которые удается достичь при совершенствовании основ­ного производства.

Истощение природных ресурсов – одна из глобальных экологических проблем человечества. Природные ресурсы (ПР) – объекты и явления природы, которые используются (или могут быть использованы) для удовлетворения материальных, научных или культур­ных потребностей общества.

Природные ресурсы разделяют на исчерпаемые и неисчерпаемые.

Исчерпаемые ресурсы, в свою очередь, подразделяются на невозобновимые и возобновимые.Невозобновимые ресурсысовершенно не восстанавливаются. К ним относятся нефть, каменный уголь и большинство других полезных ископаемых, результатом использования которых является не­избежное их истощение. Следовательно, охрана нево­зобновимых природных ресурсов состоит в их экономном, рациональном, комплексном использовании, предусматриваю­щем возможно меньшие потери при их добыче и переработке, а также заменяемость этих ресурсов другими природными или ис­кусственно созданными.

Возобновимые природные ресурсыпо мере их использования могут восстанавливаться. К ним относятся растительный и животный мир, ряд минеральных ресурсов, например накапливающаяся в озерах соль, отложения торфа и т.п. Однако для их восстановления необходимо создание определенных условий (лесопосадки, разведение животных в заказниках и т.д.).

Восстанавливаются ресурсы по времени по-разному. Для образования 1 см гумусового слоя почвы требуется 300 – 600 лет, для восстановления вырубленного леса – десятки лет, популяции охотничьих животных – годы. Следовательно, темпы расходования возобновляемых ресурсов должны соответствовать темпам их восстановления, в противном случае возобновимые ПР могут стать невозобновимыми – почвы эро­дируют, виды животных и растений полностью исчезнут.

В связи с этим необходимо добиться наиболее рационального использования природных ресурсов.

Один из способов –комплексное использование природных ресурсов. Комплексное использование природных ресурсов - это добыча не только основных, но и сопутствующих полезных ископаемых, а также переработка отходов горного производства. Возможность такого использования закладывается на этапе геологических изысканий и проектирования предприятий горнодобывающих отраслей промышленности. В соответствии с постановлением Правительства РФ от 28 октября 1992 года № 828 утверждено Положение о порядке и целевых взиманиях платежей за право пользования недрами. Платежи за право на пользование недрами включают платежи за право на поиски месторождений полезных ископаемых, их разведку и разработку, а также платежи за право строительства и эксплуатации подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых.

Отходы – неиспользуемые остатки сырья, материалов, полуфаб­рикатов, иных изделий и продуктов, образующиеся в процессе произ­водства продукции или ее потребления и утратившие свои потреби­тельские свойства. Они относятся к материальным объектам, кото­рые могут быть потенциально опасны и для окружающей природной среды, и для здоровья человека. Отходы бывают:

mirznanii.com

безотходные и малоотходные производства - Экологический менеджмент Библиотека русских учебников

Как такового, вполне безотходного производства в техногенных системах в чистом виде не встречается; все равно есть отходы энергии, твердые и жидкие отходы, запинаються в процессе их переработки. Том м, несмотря на то, что в литературе часто встречаются оба понятия, в данном разделе речь пойдет только о малоотходное производство или мадовидходну технологиию.

С целью экономии материальных ресурсов огромное значение имеет использование отходов производства, что при современных технологиях образуются во все возрастающих объемах

Эта проблема также имеет экологическое значение

Все производства, где образуются отходы, следует разделить на 2 группы:

• производства с преобладанием механической обработки исходного сырья и материалов, т.е. без разрушения их внутренней структуры (металлообработка, лесная, деревообрабатывающая и легкая промышленность). Результатами т такого производства является товарная продукция и отходыи.

• производства с комплексной переработкой сырья, у которых в результате физико-химической переработки, кроме основной продукции, образуются побочные продукты и и отходы производства. К таким производствам отно осяться нефтехимия и нефтепереработка, химическая и коксохимическая промышленность, черная и цветная металлургиия.

различных видов отходы образуются не только в процессе материального производства, но и в сфере производственного и бытового потребления

Сначала следует определиться с основными понятиями: вторичные материальные ресурсы, отходы, технологии, малоотходные технологии и тд

. Технология - это совокупность методов, применяемых человеком для преобразования среды

. Отходы - непригодная для производства данного вида 11 рода кции сырье

Отходы производства - остатки материалов, сырья и полуфабрикатов, образующиеся в процессе изготовления и которые полностью или частично потеряли свои полезные или физико-химические свойства

В деревообрабатывающей, горнодобывающей, угольной промышленности отходы не меняют структуры исходной (вины (опилки, ветви, горная порода). В химической промышленности, нефтепереработке, металлургии выходные и материалы подвергаются физико-химическому воздействию, создавая новые продукти.

. Отходы потребления - изделия, машины и оборудование, потерявших свои потребительские свойства в результате физического или морального износа

Отходы также делятся на:

• обратимы, т.е. отходы производства, используемые без доработки в качестве сырья в технологических процессах;

• неизбежны технологические потери, обусловленные спецификой технологии: испарение, усушка, распыление, чад;

• подонки - отходы производства и потребления, что на современном уровне развития науки и техники не могут быть использованы в народном хозяйстве, или их использование экономически невыгодно

малоотходных производство - процесс, в результате которого вредные выбросы в окружающую среду сводятся к минимуму и не влекут негативного воздействия на окружающую среду малоотходных производство представляет собой систему с аходив и технологий, способных обеспечить комплексное использование сырья, не нанося при этом вреда окружающей среду.

Применение малоотходных технологий создает условия для снижения природоохранных затрат, в том числе на установку природоохранного оборудования. Доказано, что установка природоохранного оборудования я обходится дороже, чем внедрение природоохранных технологий. Установка очистного оборудования составляет 20 и более процентов от суммы капитальных вложений в проект, а малоотходные технологии обход иться часто в 5 - 77%.

Основой малоотходных технологий является комплексная переработка сырья с использованием всех его компонентов, поскольку отходы производства представляют собой именно неиспользованный или недоиспользованных сырье введет ния малоотходных технологий - сложное технико-экономическая задача. Часто именно экономические факторы накладывают ограничения на внедрение достижений. НТП, поскольку малоотходные технологии, при существующих п идходах к оценке целесообразности ихньго применения, не всегда оказываются эффективными. Есть отходы, по ряду причин в настоящее время нерационально использовать, например, некоторые отходы цветной цель таллургии время это не касается тех отходов цветной металлургии, отличающиеся высокой токсичностью и загрязняют окружающую среду. Соединения серы, мышьяка, селена, теллура; остатки свинца, ци дыха, меди, попадая в отходы, представляют опасность даже без учета экономической целесообразностиності.

. Малоотходная технология - это средство производства, при котором осуществляется оптимальное использование сырья и энергии в технологической цепочке: природные ресурсы - производство - потребление - вторичное сырье, с минимальным нег негативных воздействий на природную среду.

Для организации малоотходных технологий необходимо, чтобы между предприятиями, которые составляют единый малоотходных комплекс, существовали тесные связи по кооперации, поскольку отходы одного производства является сыро овиною для другого. А его отходы, в свою очередь, обеспечивающих технологический процесс третьего и т.д.

Конечно, если такой комплекс производств компактно размещен, то может представлять собой комбинат. Например, металлургический комбинат полного цикла, выпускает чугун, сталь и прокат черных металлов, может вкл лючаты коксохимический завод по превращению каменного угля на сырье для доменного производства. Газы, содержащие азот, является сырьем для производства азотных удобрений, синтетического каучука, пластмасс, сын тетичних смол, резинотехнических изделий, - значит рядом должны быть соответствующие производства. После выплавки чугуна остается шлак - сырье для цементной и строительной индустрии; выделяются газы - сыр овина для химической промышленности. При доменном производстве освобождается значительное количество тем ела, которая может быть использована для подогрева воздуха или обогрева помещений есть в данном случае речь идете ься о комбинирование - объединение в одном производстве различных отраслей промышленности, представляют собой либо последовательные ступени переработки сырья, или играют вспомогательную роль одна по отношению иного й. При комбинировании снижаются потери, растет эффективность производства, создаются более благоприятные условия для организации малоотходного производствництва.

В широком смысле понятие"малоотходное производство» включает не только технологические процессы, организационные и управленческие меры, но и сферу потребления продукции, которая после потери своих потребительских в свойств в результате физического износа должна быть возвращена в производство или переведена в экологически безопасную форму. В малоотходных производстве в конечном итоге вся исходное сырье пер етворюеться на продукциию.

Малоотходная технология должна обеспечить: комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов на базе внедрения новых технологий, создание и выпуск новых видов продукции с уче уванням требований их повторного использования; переработку отходов производства и потребления с целью получения товарной продукции, создание малоотходных территориально-производственных комплексе.

Эффективность капиталовложений в малоотходные технологии определяется по формуле:

где

Еи - сумма всех эффектов безотходных технологий;

В - ущерб окружающей среде от утилизации отходов, оставшихся;

К - полные капитальные вложения для создания малоотходных систем

Эффект производства проявляется в увеличении объема доходов от дополнительной товарной продукции, в уменьшении объема оборотных средств (например затраты на очистку воды, использованной для охлаждения агр регаты.

Эффект потребления оказывается при более полном использовании исходного сырья. При этом с сохраненной сырья производится дополнительная продукция, необходимая народному хозяйству

Экономия затрат на разведку, добычу, транспортировку проявляется в виде экономии не добытых ресурсов, резерва пропускной способности транспортных магистралей

Эффект комплексного развития региона и совершенствования размещения производительных сил проявляется в экономии земельных ресурсов благодаря комплексной застройке территории (при формировании. ТВ. К экономится 40 - - 50% территории за счет более плотной застройки). Достигается экономия затрат на создании и использовании инфраструктури.

Эффект внешнеэкономических связей проявляется в приросте национального дохода. Получение продукции

ранее ввозилась из-за границы, или производство из отходов продукции на экспорт позволяет сэкономленную или полученную валюту использовать для приобретения другой продукции

Экологический эффект: при переходе от отходных к малоотходных технологий уменьшается суммарный физический объем отходов и экономятся средства на их утилизацию

Поскольку при малоотходные технологии все равно какая-то их количество остается (и как правило они более реактивные), их нужно обезвредить или утилизировать. Для этого и предусмотрены определенные капитал ловкладення (К).

uchebnikirus.com