Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий. Скорейшее их решение в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.
«Безотходная технология представляет собой такой метод производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы -- производство -- потребление -- вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».
Эта формулировка не должна восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно без отходов. Представить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно, такого и в природе нет. Однако отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем. Другими словами, мы должны выработать критерии ненарушенного состояния природы.
Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство. Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК. При этом по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.
1. Концепция безотходного производства.
1.1 Критерии безотходности
В соответствии с действующим в России законодательством предприятия, нарушающие санитарные и экологические нормы, не имеют права на существование и должны быть реконструированы или закрыты, т. е. все современные предприятия должны быть малоотходными и безотходными.
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.
1.2 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. безотходный производство промышленность отходы
Основным является принцип системности. В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы -- всего промышленного производства в регионе и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, включающей кроме материального производства - хозяйственно-экономическую деятельность 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 потоков. 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;
Кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создания безотходных ТПК.
1.3 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.
2. Основные направления безотходной технологии
При современном уровне развития науки и техники без потерь практически невозможно обойтись. 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 производства, так как 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 технологии в отдельных отраслях промышленности:
1. Энергетика.
В энергетике необходимо 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 пыле-очистного 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.
В горной промышленности необходимо; внедрять разработанные технологии по полной утилизации отходов, как при открытом, так и при подземном способе добычи полезных ископаемых; шире применять геотехнологические методы разработки месторождений полезных ископаемых, стремясь при этом к извлечению на земную поверхность только целевых компонентов; использовать безотходные методы обогащения и переработки природного сырья на месте его добычи; шире применять гидрометаллургические методы переработки руд.
3. Металлургия.
В черной и цветной металлургии при создании новых предприятий и реконструкции действующих производств необходимо внедрение безотходных и малоотходных технологических процессов, обеспечивающих экономное, рациональное использование рудного сырья:
вовлечение в переработку газообразных, жидких и твердых отходов производства, снижение выбросов и сбросов вредных веществ с отходящими газами и сточными водами;
при добыче и переработке руд черных и цветных металлов -- широкое внедрение использования многотоннажных отвальных твердых отходов горного и обогатительного производства в качестве строительных материалов, закладки выработанного пространства шахт, дорожных покрытий, стеновых блоков и т. д. вместо специально добываемых минеральных ресурсов;
переработка в полном объеме всех доменных и ферросплавных шлаков, а также существенное увеличение масштабов переработки сталеплавильных шлаков и шлаков цветной металлургии;
резкое сокращение расходов свежей воды и уменьшение сточных вод путем дальнейшего развития и внедрения безводных технологических процессов и бессточных систем водоснабжения;
повышение эффективности существующих и вновь создаваемых процессов улавливания побочных компонентов из отходящих газов и сточных вод;
широкое внедрение сухих способов очистки газов от пыли для всех видов металлургических производств и изыскание более совершенных способов очистки отходящих газов;
утилизация слабых (менее 3,5% серы) серосодержащих газов переменного состава путем внедрения на предприятиях цветной металлургии эффективного способа -- окисления сернистого ангидрида в нестационарном режиме двойного контактирования;
на предприятиях цветной металлургии ускорение внедрения ресурсосберегающих автогенных процессов и в том числе плавки в жидкой ванне, что позволит не только интенсифицировать процесс переработки сырья, уменьшить расход энергоресурсов, но и значительно оздоровить воздушный бассейн в районе действия предприятий за счет резкого сокращения объема отходящих газов и получить высококонцентрированные серосодержащие газы, используемые в производстве серной кислоты и элементарной серы;
разработка и широкое внедрение на металлургических предприятиях высоко эффективного очистного оборудования, а также аппаратов контроля разных параметров загрязненности окружающей среды;
быстрейшая разработка и внедрение новых прогрессивных малоотходных и безотходных процессов, имея в виду бездоменный и бескоксовый процессы получения стали, порошковую металлургию, автогенные процессы в цветной металлургии и другие перспективные технологические процессы, направленные на уменьшение выбросов в окружающую среду;
расширение применения микроэлектроники, АСУ, АСУ ТП в металлургии целях экономии энергии и материалов, а также контроля образования отходов и их сокращения.
4. Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.
В химической и нефтеперерабатывающей промышленности в более крупных масштабах необходимо использовать в технологических процессах:
· окисление и восстановление с применением кислорода, азота и воздуха;
· электрохимические методы, мембранную технологию разделения газовых и жидкостных смесей;
· биотехнологию, включая производство биогаза из остатков органических продуктов, а также методы радиационной, ультрафиолетовой, электроимпульсной и плазменной интенсификации химических реакций.
5. Машиностроение.
В машиностроении в области гальванического производства следует направлять научно-исследовательскую деятельность и разработки на водоочистку, переходить к замкнутым процессам рециркуляции воды и извлечению металлов из сточных вод; в области обработки металлов шире внедрять получение деталей из пресс-порошков.
6. Бумажная промышленность.
В бумажной промышленности необходимо:
· внедрять разработки по сокращению на единицу продукции расхода свежей воды, отдавая предпочтение созданию замкнутых и бессточных систем промышленного водоснабжения;
· максимально использовать экстрагирующие соединения, содержащиеся в древесном сырье для получения целевых продуктов;
· совершенствовать процессы по отбеливанию целлюлозы с помощью кислорода и озона;
· улучшать переработку отходов лесозаготовок биотехнологическими методами в целевые продукты;
· обеспечивать создание мощностей по переработке бумажных отходов, в том числе макулатуры.
3. Переработка и использование отходов
Отходы производства -- это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, химических соединений, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ (услуг) и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства.
Отходы потребления -- изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа.
Отходы производства и потребления являются вторичными материальными ресурсами (BMP), которые в настоящее время могут вторично использоваться в народном хозяйстве.
Отходы бывают токсичные и опасные
Токсичные и опасные отходы -- содержащие или загрязненные материалами такого рода, в таких количествах или в таких концентрациях, что они представляют потенциальную опасность для здоровья человека или окружающей среды.
В Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд. тонн отходов, при этом вторично используются только 2 млрд. тонн, т. е. около 28%. Из общего объема используемых отходов около 80% -- вскрышные породы и отходы обогащения -- направляется для закладки выработанного пространства шахт и карьеров; 2% -- находят применение в качестве топлива и минеральных удобрений, и лишь 18% (360 млн. т.) используются в качестве вторичного сырья, из них 200 млн. т. в стройиндустрии.
На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. т. твердых отходов, при этом изымаются из хозяйственного оборота сотни тысяч гектаров земель; сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах и свалках отходы являются источниками загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, почв и растений.
Особую тревогу вызывает накопление в отвалах и свалках токсичных и экологически опасных отходов, общее количество которых достигло 1,6 млрд. т., что может привести к необратимому загрязнению окружающей среды.
В России ежегодно образуется около 75 млн. т. высокотоксичных отходов, из них перерабатывается и обезвреживается лишь 18%. Общая площадь организованных хранилищ для токсичных отходов составляет 11 тыс. га, при этом не учитываются неорганизованные хранилища и свалки, на которые, по некоторым данным, вывозится около 4 млн. т. высокотоксичных отходов.
Следует также выделить проблемы, связанные с образованием твердых бытовых отходов (ТБО) и осадков сточных вод.
Ежегодно в Российской Федерации образуются 140 млн. м ТБО. Около 10 тыс. га дефицитных пригородных земель отчуждены для размещения полигонов ТБО, не считая множества «диких» свалок. Проблема переработки ТБО в России практически не решается, общая мощность мусороперерабатывающих и мусоросжигающих заводов составляет около 5 млн. м 3 /год, т. е. всего 3,5% общего объема образующихся ТБО.
Суммарное годовое количество осадков сточных вод составляет 30--35 млн. м, или в пересчете на сухое вещество -- 3-3,5 млн. т.; они разнообразны по качественному составу и свойствам и содержат значительные количества ионов тяжелых металлов, токсичных органических и минеральных соединений, нефтепродуктов. На подавляющем большинстве очистных сооружений не решены вопросы удаления и переработки образующихся осадков, что приводит к бесконтрольному сбросу жидких токсичных отходов в водные объекты.
Большая доля загрязнения окружающей среды -- неорганизованные свалки вокруг садовых кооперативов и дачных участков. Во многих городах в каждом дворе, вокруг каждого дома образовались огромные «залежи» не убираемых и гниющих месяцами бытовых отходов. В ряде городов случайно были обнаружены подземные озера масел, дизельного топлива. Около Курской нефтяной базы на глубине 7 м обнаружено «месторождение» дизельного топлива и бензина объемом около 100 тыс. т, занимающее площадь до 10 га. Аналогичные «месторождения» найдены в Туле, Орле, Ростове и на Камчатке.
От неучтенных сбросов гибнут малые реки, особенно в Калмыкии, Башкирии, Белгородской, Воронежской, Саратовской, Челябинской, Вологодской областях.
Все эти примеры можно отнести к неучтенным загрязнениям окружающей среды-- это хроническая экологическая бесхозяйственность. Если условно принять за 100% общий экологический беспорядок, то значительная его часть -- 30-40% приходится на последствия местной бесхозяйственности. Это огромный резерв улучшения сферы обитания человека.
Проблема переработки скапливающихся отходов становится в современных условиях одной из первоочередных проблем, которые необходимо решать немедленно для сохранения окружающей среды и своего собственного здоровья.
4. Государственная программа «Отходы»
В целях реализации норм и положений Закона «Об охране окружающей природной среды» Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов разрабатывается Российская Государственная программа «Отходы». Основная цель этой программы состоит в обеспечении одного из условий экологически безопасного развития страны: стабилизации, а в дальнейшем сокращении загрязнения окружающей среды отходами и экономии природных ресурсов за счет максимально возможного вторичного вовлечения отходов в хозяйственный оборот.
Программа предусматривает решение следующих задач:
· снижение объемов образования отходов на основе внедрения малоотходных и безотходных технологий;
· сокращение на основе применения новых технологических решений видов и объемов токсичных и опасных отходов;
· повышение уровня использования отходов;
· эффективное использование сырьевого и энергетического потенциала вторичных материальных ресурсов;
· экологически безопасное размещение отходов;
· целенаправленное распределение финансовых и иных ресурсов на удаление отходов и их вовлечение в хозяйственный оборот.
Программа должна предусмотреть единую научно обоснованную систему формирования и реализации федеральной, региональных и отраслевых программ, охватывающих комплексное решение проблемы на различных уровнях управления.
По отходам, переработка которых требует создания региональных специализированных предприятий или объемы образования которых таковы, что предприятия не могут самостоятельно решить проблему использования отходов, разрабатываются региональные программы.
раслевые министерства и ведомства разрабатывают научно-техническую политику в области снижения объемов образования отходов и повышения уровня их использования по обезвреживанию отходов на предприятиях этих отраслей, а также соответствующие научно-технические и экологические программы и участвуют в разработке и реализации федеральной и региональных программ.
Программой «Отходы» предусматриваются:
ь совершенствование экономического механизма управления отходами;
ь разработка основ эколого-экономической оценки мероприятий, включаемых в программу;
ь совершенствование правового регулирования образования, использования и размещения отходов;
ь создание системы мониторинга по отходам;
ь разработка мероприятий по экологически безопасному размещению отходов;
ь разработка предложений по конкретным видам отходов.
Заключение
Современное экологическое состояние территории России можно определить как критическое. Продолжается интенсивное загрязнение природной среды. Спад производства не повлек аналогичного снижения загрязнений, поскольку в экономически кризисных условиях предприятия стали экономить и на природоохранных затратах. Разрабатываемые с начала перестройки и частично реализуемые экологические государственные и региональные программы не способствуют улучшению в целом экологической обстановки, и с каждым годом на территории России все больше регионов, городов и поселков становятся опасными для проживания населения.
В Российской Федерации за последние несколько десятилетий в условиях ускоренной индустриализации и химизации производства подчас внедрялись экологически грязные технологии. При этом недостаточно внимания уделялось условиям, в которых будет жить человек, т. е. каким воздухом он будет дышать, какую воду он будет пить, чем он будет питаться, на какой земле жить. Однако эта проблема беспокоит не только россиян, она актуальна и для населения других стран мира. Человечеству необходимо осознать, что ухудшение состояния окружающей среды является большей угрозой для нашего будущего, чем военная агрессия; что за ближайшие несколько десятилетий человечество способно ликвидировать нищету и голод, избавиться от социальных пороков, возродить культуру и восстановить памятники архитектуры лишь бы были деньги, а возродить разрушенную природу деньгами невозможно. Потребуются столетия, чтобы приостановить ее дальнейшее разрушение и отодвинуть приближение экологической катастрофы в мире. В данной работе рассмотрены принципы безотходных технологий, как наиболее перспективные направления бережного природопользования и сохранения окружающей среды.
Список литературы
1. Федеральный закон РФ “Об отходах производства и потребления”.
2. Закон РФ “Об охране окружающей природной среды”.
3. Виноградова Н.Ф. “ Природопользование”.
4. Кикава О.Ш. “Экология и промышленность”.
5. Протасов В.Ф, Молчанов А.В “Экология, здоровье и природопользование в России”.
6. С.А.Боголюбов “Экология”.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Концепция безотходного производства. Основные критерии безотходной и малоотходной технологии. Переработка и использование отходов. Государственная программа "Отходы". Совершенствование системы управления отходами.
реферат , добавлен 10.07.2007
Проблема ликвидации и переработки отходов производства - одна из важных задач современной промышленности. Одно из основных направлений утилизации хлорорганических отходов и предотвращения ущерба окружающей среде и здоровью населения - гидрогенолиз.
курсовая работа , добавлен 23.02.2011
Проблема охраны окружающей природной среды и комплексного использования природных ресурсов в горнодобывающей промышленности. Охрана и рациональное использование водных ресурсов, воздушного бассейна, земель и недр. Переработка отходов производства.
курсовая работа , добавлен 21.01.2011
Применение мембранной технологии в целлюлозно-бумажной промышленности. Технология переработки техногенных отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Комплексная утилизация отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Фильтровальный материал "Тефма".
контрольная работа , добавлен 30.07.2010
Токсичные отходы. Отрицательное воздействие на окружающую среду. Утилизация отходов. Проблема повышения использования отходов производства. Методы обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов: ликвидационные и утилизационные.
реферат , добавлен 25.10.2006
Проблема утилизации твердых бытовых отходов. Основные технологии захоронения, переработки и утилизации отходов. Предварительная сортировка, сжигание, низкотемпературный и высокотемпературный пиролиз. Производство электроэнергии из отходов в Эстонии.
реферат , добавлен 06.11.2011
Характеристика разновидностей твердых бытовых отходов. Особенности и специфика переработки твердых промышленных отходов. Способы переработки твердых коммунальных отходов. Поиск методик оптимизации биотехнологических процессов при переработке ТКО.
реферат , добавлен 17.12.2010
Роль пластмасс в разных сферах человеческой жизни. Утилизация отходов пластмасс путем повторной переработки. Технологические особенности вторичной переработки пластмасс. Переработка смесей отходов с разделением, без разделения, повторное их использование.
курсовая работа , добавлен 27.12.2009
Использование отходов как вторичных материальных ресурсов в России. Экономические аспекты совершенствования региональной системы управления отходами. Геоинформационные системы в управлении отходами. Мировая тенденция и направления решения проблемы.
дипломная работа , добавлен 01.05.2015
Анализ влияния жизнедеятельности человека на экологию планеты. Описание токсичности, минерального и химического состава золошлаковых отходов Молдавской ГРЭС. Характеристика ЗШО как месторождения редких металлов и обоснование их комплексной переработки.
Слайд 2
Введение
Безотходным производствомявляется такое производство, в котором все исходное сырье в конечном итоге превращается в ту или иную продукцию и которое при этом одновременно оптимизировано по технологическим, экономическим и социально-экологическим критериям.
Слайд 3
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» («pureormorepuretechnology»). Безотходная технология - технология, подразумевающая наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии в производстве, обеспечивающее защиту окружающей среды. Безотходная технология - принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочку первичное сырьё - производство - потребление - вторичное сырьё.
Слайд 4
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.
Слайд 5
Основные принципы создания безотходных производств
Системный подход Цикличность материальных потоков В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматри-вается как элемент динамичной системы -- всегопромышлен-ного производства в регионе (ТПК) и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, включаю-щей кроме материального производства и другой хозяйственно-экономической деятельности человека, природную среду (популя-ции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, био-геоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания. Формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превраще-ний энергии. Ограничение воздействия на окружающую среду Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, рекреацион-ные ресурсы, здоровье населения.
Слайд 6
Системный подход Цикличность материальных потоков
Слайд 7
Рациональная организация Комплексное использование ресурсов Требование разумного использования всех ком-понентов сырья, максимального уменьшения энерго-, материало- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обо-снованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во мно-гом связано снижение отрицательного воздействия на окружаю-щую среду и нанесение ей ущерба Комплексное использование сырья. Отходы производства – это неиспользованная или недоиспользованная по тем или иным причинам часть сырья. Поэтому проблема комплексного использования сырья имеет большое значение как с точки зрения экологии, так и с точки зрения экономики.
Слайд 8
Комплексное использование ресурсов Рациональная организация
Слайд 9
Требования к безотходному производству
Осуществление производственных процессов при минимально возможном числе технологических стадий (аппаратов), поскольку на каждой из них образуются отходы, и теряется сырье; Создание энерготехнологических процессов применение непрерывных процессов, позволяющих наиболее эффективно использовать сырье и энергию; увеличение (до оптимума) единичной мощности интенсификация производственных процессов, их оптимиза-ция и автоматизация;тиагрегатов
Слайд 10
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ БЕЗОТХОДНОЙ И МАЛООТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ.
Основные имеющиеся направления и разработки безотходной и малоотходной технологии в отдельных отраслях промышлен-ности: Энергетика. Горная промышленность. Металлургия: чёрной и цветной металлургии Порошковая металлургия
Слайд 11
Энергетика
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 эксплуата-циипылеочистного оборудования с максимально возможным КПД, при этом образующуюся золу эффективно использовать в качестве сырья при производстве строительных материалов и в других производствах. Разработана безотходная технология получения рутила (могут использоваться в квантовых генераторах света)
Слайд 12
Горная промышленность
В горной промышленности необходимо: внедрять разработан-ные технологии по полной утилизации отходов, как при откры-том, так и при подземном способе добычи полезных ископаемых; шире применять геотехнологические методы разработки место-рождений полезных ископаемых, стремясь при этом к извлече-нию на земную поверхность только целевых компонентов; использовать безотходные методы обогащения и переработки природного сырья на месте его добычи; шире применять гидрометаллургические методы переработки руд.
Слайд 13
Металлургия
В черной и цветной металлургии при создании новых предприя-тий и реконструкции действующих производств необходимо вне-дрение безотходных и малоотходных технологических процессов, обеспечивающих экономное, рациональное использование руд-ного сырья: вовлечение в переработку газообразных, жидких и твердых отходов производства, снижение выбросов и сбросов вредных веществ с отходящими газами и сточными водами; переработка в полном объеме всех доменных и ферросплавных шлаков, а также существенное увеличение масштабов переработки сталеплавильных шлаков и шлаков цветной металлургии; резкое сокращение расходов свежей воды и уменьшение сто-чных вод путем дальнейшего развития и внедрения без
Слайд 14
В цветной металлургии о степени безотходности судят по коэффициенту комплексности использования сырья (во многих случаях он превышает 80%) В черной промышленности предприятие считается безотходным (малоотходным), если этот коэффициент не превышает 75%.
Слайд 15
Примеры
Технологическая схема безотходного производства Zn (цинка) и Fe (железа) Безотходное производство: трансформация углекислого газа в топливо Исследователи из пенсильванского государственного университета, нашли потенциальное решение, обратившись к использованию солнечного света и нанотрубок оксида титана. Эти два элемента способны превращать углекислый газ в метан. А уже метан можно эксплуатировать как источник энергии. Вот вам и двойная выгода. С одной стороны уменьшается содержание углекислого газа в атмосфере, а с другой, человечество не будет так зависеть от горючих полезных ископаемых.
Слайд 16
Создание безотходные производства особенно эффективно на основе принципиально новых технологических процессов.
Бескоксовый, бездоменный метод получения стали, при котором из технологической схемы исключены стадии, в максимальной степени влиявшие на загрязнение окружающей среды: доменный передел, производство кокса и агломерата. Такая технология обеспечивает значительное снижение выбросов в атмосферу SO2, пыли и других вредных веществ, позволяет втрое уменьшить потребление воды и практически полностью утилизировать все твердые отходы. Примеры
Слайд 17
Процессы, происходящие при получении губчатого железа в шахтной печи, во многом совпадают с процессами, протекающими в шахте доменной печи в области температур до 1000° С. В ШАХТНЫХ печах применяют кусковые железорудные материалы (окатыши, кусковая руда), однако в отличие от доменной печи шихта шахтной печи не содержит кокса. Восстановление окислов железа осуществляется водородом и окисью углерода, вдуваемыми в печь нагретыми до 1000-1100° С, причем восстановительный газ одновременно является теплоносителем, обеспечивающим все тепловые затраты процесса.
Слайд 18
Вывод
Создание даже самых совершенных очистных сооружений не может решить проблему охраны среды. Истинная борьба за чистоту окружающей среды - это не борьба за очистные сооружения, это борьба против необходимости таких сооружений. Совершенно очевидно, что экстенсивными методами проблему не решить. Интенсивный же путь решения глобальной экологической проблемы - это снижение ресурсоемкого производства и переход к малоотходным технологиям. Возможность стабилизации и улучшения качества окружающей среды за счет более рационального использования всего комплекса природных ресурсов в условиях ускорения социально-экономического развития связана с созданием и развитием безотходного производства.
Посмотреть все слайды
Проблемы вредного влияния промышленности на окружающую среду давно беспокоят экологов. Наряду с современными средствами организации эффективных способов утилизации опасных отходов разрабатываются и варианты минимизации изначального ущерба экологической обстановке. В этом плане снижение выбросов отходов позволяет не только сокращать ущерб близлежащим инфраструктурным объектам, но и повышать экономическую эффективность предприятий. Правда, безотходные технологии требуют и существенных вкладов в ходе реализации. Внедрение подобных программ нередко затрагивает производственные этапы, заставляя руководителей пересматривать подходы к обеспечению технологических процессов.
Что такое безотходные и малоотходные технологии?
В широком представлении безотходность вовсе не предполагает полного отказа от выработки вторичных продуктов, которые остаются после основного То есть определение безотходной технологии может подразумевать такую организацию работы предприятия, при котором осуществляется наиболее рациональное потребление природных ресурсов и энергии. Но это все-таки общее определение данного понятия. Если же строго подходить к рассмотрению вопроса, то безотходные технологии следует представлять как общий производственного процесса, согласно которому сырье используется полностью в замкнутом цикле.
Отдельного внимания заслуживает малоотходная технология. В сущности, это промежуточное звено, которое позволяет с минимальными затратами перевести предприятие в режим производства с полным циклом. На объектах, где была реализована малоотходная концепция, наблюдается уровень вредного воздействия на экологический фон, не превышающий допустимые санитарные нормативы. Тем не менее, если безотходные технологии предполагают полную переработку вторичного сырья, то в данном случае допускается также длительное хранение или захоронение материалов.
Как оценивается безотходность производства?
Для начала следует отметить, что полная реализация совершенно безотходного производства возможна далеко не всегда. Существуют целые отрасли, в которых предприятия и комбинаты в силу разных причин не могут выйти из статуса малоотходных. В этом плане заслуживают внимания оценки безотходности. В частности, специалисты используют коэффициенты, которые позволяют определить, какой процент отходов предприятие не может переработать и отправляет на утилизацию или хранение.
К примеру, малоотходные и безотходные технологии в угольной промышленности внедрять сложнее, чем в других отраслях. В данном случае коэффициент безотходности варьируется в пределах от 75 до 95 %. Также следует вспомнить о самой сути внедрения технологий, сокращающих воздействие вредных веществ на окружающую среду. С учетом этого аспекта можно говорить о необходимости определения и доли полезных веществ, которые содержатся в отходах. Иногда этот показатель достигает 80 %.
Принципы технологий
Безотходная технология базируется на основе нескольких принципов, главными среди которых являются следующие:
- Предполагает, что рассматривать объект производства с точки зрения минимизации отходов необходимо без отрыва от региональной промышленной инфраструктуры.
- Цикличность потоков. Согласно этому принципу, должен быть в некотором роде круговорот используемого сырья, а также энергии, обеспечивающей его переработку.
- Комплексное применение ресурсов. Данный принцип предусматривает максимальное потребление сырья и энергетического потенциала. Поскольку любое сырье может рассматриваться в качестве комплексного, все его компоненты должны извлекаться в ходе производственных циклов.
- Ограничение воздействий на экологию. Можно сказать, это главная идея, в соответствии с которой разрабатываются малоотходные и безотходные технологии производства в разных отраслях.
- Рациональность организации производства. В этом случае предполагается оптимизация технологических процессов с целью максимальной экономии материальных ресурсов, энергетических затрат и финансовых вложений.
Процесс внедрения безотходных технологий
Любые действия, направленные на изменения производственного процесса, предусматривают разработку проекта. В данном случае может предполагаться создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов на платформе эффективных методов фильтрации. Подобные схемы, к примеру, используются в отраслях Одним из наиболее эффективных инструментов переработки вторичной сырьевой базы является внедрение безотходных технологий, которые исключают образование вторичных продуктов в принципе. Для этого в производственные процессы вводятся дополнительные этапы переработки и очистки. Также практикуется создание отдельных промышленных комплексов, которые целенаправленно реализуют замкнутые системы с обеспечением переработки материальных потоков.
Безотходность в металлургии
В процессе проектирования комбинатов, которые будут заниматься переработкой цветных и черных металлов, используется наиболее широкий диапазон средств обеспечения безотходности. Например, в переработку могут вовлекаться жидкие, газообразные и твердые отходы. В качестве базового инструмента минимизации продуктов переработки применяют также средства очистки. Кроме того, малоотходные и безотходные технологии могут действовать не только в рамках непосредственно металлургического предприятия. Горные и обогатительные комбинаты, где происходит разработка многотоннажных отвальных отходов, занимаются выпуском готовых стройматериалов. В частности, из отходов делают закладки для шахт, формируют стеновые блоки и кладут дорожные покрытия.
Безотходность в сельском хозяйстве
Данная сфера хозяйственной деятельности наиболее гибка в плане использования средств, обеспечивающих вторичную переработку ресурсов. Связано это с тем, что в основе большей части отходов сельского хозяйства содержатся продукты органического происхождения. Например, безотходные технологии могут появляться в виде повторного использования компоста, навоза, опилок, листвы и других материалов. Далее из этих отходов формируется сырьевая база для удобрения, что экономит затраты
Безотходность в энергетике
В современной энергетике специалисты ориентируются на широкое применение технологичных методов сжигания топлива. Это может быть использование кипящего слоя, который способствует минимизации загрязняющих веществ в выпускаемых газах. Также безотходная технология производства в энергетической сфере проявляется в виде освоения разработок, направленных на очистку газовых выбросов от азота и оксидов серы. Изменяются и подходы к техническому оснащению предприятий. Пылеочистное оборудование, к примеру, эксплуатируется с большим КПД, а образующаяся при этом зола в дальнейшем поступает уже в строительную сферу как ингредиент бетонных растворов.
Проблемы безотходных и малоотходных производств
Основная часть проблем, возникающих в процессе перехода к безотходному производству, обусловлена противоречием между стремлением к минимизации продуктов переработки и сохранением эффективности предприятий. Включение в производственные процессы новых этапов с утилизацией вторичного сырья, к примеру, сокращает экономические показатели промышленных объектов. Также проблемы безотходной технологии связаны с невозможностью переработки целого ряда продуктов выброса. Преимущественно это относится к отраслям химической промышленности, в которых повышаются объемы вредных газообразных отходов. Впрочем, есть и обратные примеры, когда внедрение проектов безотходного производства способствовало повышению экономической эффективности. В той же горной промышленности предприятия реализуют в качестве вторичного сырья породы с характеристиками, удовлетворяющими запросам строительных комбинатов.
Управление безотходными предприятиями
Интеграция систем, позволяющих оптимизировать производственные мощности с точки зрения минимизации образования вредных отходов, предполагает и совершенствование процессов управления. От предприятий требуется организация целого комплекса функций, которые позволяют регулировать образование, применение и размещение продуктов переработки. При этом важно учитывать, что безотходные технологии на предприятиях затрагивают не только непосредственные источники выработки вторичного сырья, но и дальнейших потребителей. Для повышения эффективности последующего управления отходами совершенствуются системы хранения и захоронения сырья.
Заключение
Несмотря на сокращение объемов производства в условиях кризиса, вредное воздействие промышленных предприятий на окружающую среду остается на прежнем уровне (в лучшем случае). Объясняется это тем, что руководители стремятся экономить, в том числе и на природоохранных затратах. Тем не менее, безотходные позволяют решать и проблемы такого рода, предлагая средства более рационального потребления исходной сырьевой базы. Иными словами, меры по сокращению отходов вступают в действие уже на первых этапах технологического процесса. Это дает возможность не только оптимизировать объемы конечного выпуска вторичного продукта, но и экономить на первоначальных затратах, связанных с закупкой ресурсов для производства.
Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» и предприятие «Вторалюминпродукт» ввели в эксплуатацию в городе Мценск уникальную пилотную установку производства чугуна и концентрата цветных металлов из техногенных отходов.
Эта разработка вызвала интерес отечественных энергетиков и производителей черных металлов. Дело в том, что более 95% выпускаемого в мире чугуна до настоящего времени производится в доменных печах. Это мощные агрегаты, выдающие в сутки тысячи тонн металла. Но обычные доменные печи требуют подготовленного высококачественного сырья, перерабатывать отходы в них технологически и экономически нецелесообразно или даже невозможно. А ведь только на российских предприятиях ежегодно образуется более 5 миллионов (!) тонн вторичного сырья.
Инновационная печь построена на барботажном принципе, в основе которого лежит подъем пузырей газа в расплаве. Конечной целью процесса является восстановление расплава со смешанным составом до чистого чугуна. Сначала в печи при температуре 1400-1500°С железорудный концентрат превращается в расплав, который затем продувают газообразным монооксидом углерода с примесями диоксида углерода и азота. Образующиеся при этом пузырьки значительно ускоряют химические процессы в ванне и интенсивно перемешивают железистый расплав и шлак (отходы от производства металлов).
Как сообщают разработчики, они усовершенствовали технологию «Ромелт», созданную в СССР на базе МИСиС еще в 1980-е годы, разделили реактор на две зоны: плавильную и восстановительную. На поверхность ванны расплава подаются железосодержащие материалы, энергетический уголь, флюсующие добавки. Уголь при этом вовлекается шлаковыми потоками в нижние зоны ванны, где за счет кислородного потока происходит его горение с выделением углекислого газа и паров воды. Далее расплав перетекает в восстановительную зону, где происходит его окончательное восстановление до чугуна.
По требованию заказчика состав шлака может быть подобран для последующей переработки в шлакокаменные изделия, теплоизоляционную шлаковату, выпуска промежуточных продуктов при производстве цемента. Еще одним преимуществом новой установки является сниженный удельный расход энергии. За счет уникальной конструкции агрегата расходы энергоносителей могут быть доведены до 500 килограммов угля и 500 нм³ кислорода на одну тонну получаемого чугуна. В результате перерабатываются бросовые техногенные отходы, а получают чугун, товарный шлак и концентрат цветных металлов. Отходов в новой российской технологии нет. Пилотный образец предназначен также для отработки технологии безотходной газификации многочисленных углеродсодержащих отходов, включая твердые бытовые отходы.
«Безотходная технолог ия представляет собой такой метод производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы производство потребление вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования». Эта формулировка не должна восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно без отходов. Представить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно, такого и в природе нет. Однако отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем. Другими словами, мы должны выработать критерии ненарушенного состояния природы. Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство. Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК. При этом по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.
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 .
Отходы производства это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, химических соединений, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ (услуг) и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Отходы потребления изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа.
Отходы производства и потребления являются вторичными материальными ресурсами (ВМР), которые в настоящее время могут вторично использоваться в народном хозяйстве. Отходы бывают токсичные и опасные . Токсичные и опасные отходы содержащие или загрязненные материалами такого рода, в таких количествах или в таких концентрациях, что они представляют потенциальную опасность для здоровья человека или окружающей среды.
