Пример предприятия с безотходным производством. Безотходные и малоотходные производства (технологии). Основные направления безотходной и малоотходной технологии

С проблемой утилизации отходов сталкивается любой владелец бизнеса, связанного с каким-либо производственным процессом. Особенно актуален этот вопрос для тех производителей, у которых отходы производственного процесса попадают под категорию экологически вредных, и поэтому в таком случае очень важным моментом в разработке инвестиционного проекта является учет затрат на вторичную переработку или утилизацию отходов.

В сущности, как такового производства без отходов не бывает в принципе, отходы производства есть всегда в виде энергии, жидкие и твердые, и поэтому под понятием «» следует понимать «малоотходное производство». Поэтому для любого производства очень важна вторичная переработка отходов, которая будет способствовать снижению затрат.

Виды производства и отходов, которые они создают

Производства, в результате которых получаются отходы условно можно поделить на два вида. Первый вид – это производства, где преобладает механическая обработка сырья без нарушения целостности его внутренней структуры. К этому виду относится металлообработка, лесная и деревообрабатывающая промышленность. В результате этого производства получается готовая продукция и отходы. Ко второму виду относятся производства с комплексными системами переработки сырья, у которых в результате физико-химических воздействий в процессе обработке получаются побочные продукты и отходы. К этому типу производства относится нефтехимическая промышленность и нефтепереработка, химическая и коксохимическая промышленность, цветная и черная металлургия.

Таким образом, получается, что отходы – это сырье непригодное для производства данного вида продукции. Отходы производственного процесса – это остатки материалов, которые получаются в процессе изготовления, и которые частично или полностью утратили свои характеристики.

Например, в горной, угольной или деревообрабатывающей промышленности отходы не меняют своей структуры. В химической же промышленности, нефтепереработке, металлургии отходы поддаются физико-химическому воздействию и создают в результате новые продукты.

Отходы потребления – это машины, оборудование, изделия, которые утратили свои рабочие характеристики в результате износа.

В свою очередь отходы можно поделать на: оборотные, то есть те, которые можно использовать без доделки в качестве сырья, обязательные технологические потери: сушка, испарение, чад, распыление, и отбросы – это материал, который нельзя или экономически не выгодно использовать в хозяйстве или производстве.

Что такое малоотходное производство?

Безотходное производство или, корректнее сказать, малоотходное, – это процесс, когда сырье, которые получается в результате производства идет на вторичную переработку, а вредное влияние на внешнюю среду сводится до минимума. По своей сути малоотходное производство – это комплекс мер, которые способны обеспечить использование сырья, не нанося ущерба окружающей среде. Применение малоотходных технологий поможет существенно снизить затраты на установку очистительных систем и оборудования, в некоторых случая вторичная переработка отходов может служить источников дополнительного дохода.

К сожалению, надо отметить, что переработка отходов не всегда может быть рентабельной. Например, множество отходов цветной и черной металлургии перерабатывать вторично просто экономически не выгодно. Однако, это не касается тех выбросов, которые несут опасность окружающей среде. В случае если производство дает опасные или токсичные отходы, то, согласно экологическому законодательству, предприятие должно позаботиться о закупке специального очистного и перерабатывающего оборудования. К таким опасным соединениям относятся различные выбросы серы, теллура, селена, цинка и меди.

Особенности организации безотходного производства

Безотходное производство имеет свои особенности и для эффективной организации их надо учитывать. Для того чтобы наиболее оптимально организовать малоотходные технологии, нужно, чтобы между компаниями, которые составляют единую систему малоотходного комплекса были налажены тесные связи, особенно в том случае, когда отходы одного предприятия – это сырье для другого.

Если комплекс таких предприятий еще и компактно размещен, то они могут быть объединены в комбинат. Например, это может быть металлургический комбинат полного производственного цикла, который изготавливает чугун, сталь и прокат черных металлов и может одновременно включать в себя коксохимический завод по переработке каменного угля на сырье для доменного производства. Газы, которые имеют в своем составе азот, будут служить источником сырья для производства азотных удобрений, синтетического каучука, пластмасс, синтетических смол, резиновотехнических изделий. После переплавки чугуна, остается шлак, который в свою очередь является сырьем для строительной и цементной отрасли, во время обработки металла выделятся газы – сырье для химической промышленности.

Таким образом, наиболее эффективная форма организации малоотходного производства – это комбинирование смежных производств в единую систему, в которой будут работать разные отрасли промышленности. При такой организации производства, значительно снижаются затраты, растет эффективность производства и создаются оптимальные условия для функционирования малоотходного производства.

Безотходное производство - форма организации технологических процессов, при которой отходы производства сведены к минимуму или полностью перерабатываются во вторичные материальные ресурсы. При безотходном производстве необходимо использование сбалансированных по основным компонентам технологических схем с замкнутыми материальными и энергетическими потоками. Сбалансированность технологических схем может быть проиллюстрирована на примере электрохимического производства: при электролизе ЫаС1 образуются ЫаОН и С12, являющиеся основными конечными продуктами. Вместе с тем потребность в первом продукте существенно больше, и для сбалансированности технологической схемы по хлору в состав производств в такой схеме включаются процессы получения хлорорганических и других продуктов, использующие полученный при электролизе избыток хлора.[ ...]

Безотходные производств, создаваемые на базе достижений научно-технического прогресса, открывают неограниченные возможности для оздоровления окружающей среды. В то же время, имеется множество действующих предприятий, которые из-за устаревших технологических решений не могут быть переведены на безотходные схемы производства, и единственный путь уменьшить их нагрузку на окружающую среду - создавать системы улавливания, утилизации и переработки отходов в полезные продукты.[ ...]

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

Безотходные производства создаются при максимально полном технологическом использовании всех компонентов, содержащихся в химическом сырье (можно назвать это третьим правилом).[ ...]

Безотходное производство можно характеризовать всемерно возможной утилизацией образовавшихся в прямых технологических процессах отходов.[ ...]

Производства в зависимости от значений этих коэффициентов в мощности подразделяются на три категории; безотходныемалоотходные и рядовые. При этом к категориям мало- и безотходных могут быть отнесены лишь те производства, которые имеют Нд= I, т.е. при соблюдении санитарно-экологических норм. В зависимости от мощности, для отнесения к безотходному, производство должно иметь Км=0,90-43,97 и Кэ= 0,7-0,9, а для отвесения к малоотходному - 1 = 0,80-0,90 и Кэ= 0,50-0,70. Чем больше мощность производства, тем выше должны быть звачения коэффициентов (определяются по специальным графикам). Аттестуемому производству присваивается категория по наихудшему значению определяемых коэффициентов.[ ...]

Безотходное производство требует рециркуляции газовых потоков. Примером такой организации технологического процесса является система использования аспирационного воздуха после очистки на рукавных фильтрах в корпусах обогатительных фабрик асбестовых комбинатов. Подобная система позволяет не только очистить воздух до требуемых нормативов, но и получать дополнительную продукцию и поддерживать требуемую температуру внутри корпусов в зимний период без дополнительных затрат тепла.[ ...]

Безотходное производство предполагает кооперирование производств с большим количеством отходов (производство фосфорных удобрений, тепловые электростанции, металлургические, горнодобывающие и обогатительные производства) с производством - потребителем этих отходов, например предприятиями строительных материалов. В этом случае отходы в полной мере отвечают определению Д. И. Менделеева, назвавшего их «пренебрегаемыми продуктами химических превращений, которые со временем становятся исходной точкой нового производства».[ ...]

Под безотходной технологией понимается идеальная модель производства, которая в большинстве случаев не может быть реализована в полной мере, но с развитием технологического прогресса все больше приближается к идеальной. Более конкретно под безотходной технологической системой следует понимать такое производство, в результате деятельности которого не происходит выбросов в окружающую среду. Безотходное производство представляет собой совокупность организационно-технических мероприятий, технологических процессов, оборудования, материалов, обеспечивающих максимальное и комплексное использование сырья и позволяющих свести к минимуму отрицательное воздействие отходов на окружающую среду.[ ...]

Под безотходной технологией понимают такой принцип организации производства, при котором цикл «первичные сырьевые ресурсы - производство - потребление - вторичные сырьевые ресурсы» построен с рациональным использованием всех компонентов сырья, всех видов энергии и без нарушения экологического равновесия. Безотходное производство может быть создано в рамках комбината, отрасли, региона, а в конечном счете - для всего народного хозяйства.[ ...]

Термин «безотходное производство» наиболее целесообразно применять к территориально-производственным комплексам, а прогрессивные технологии, отличающиеся наименьшим воздействием на ОС, следует называть либо малоотходными, либо ресурсосберегающими, но лучше всего - экологически оптимальными технологиями, техпроцессами, производствами.[ ...]

Создание безотходных производств требует решения сложных организационных, технических, технологических, экономических задач. Однако в настоящее время есть предприятия, которые смело можно отнести к безотходным производствам. Например, отдельные глиноземные заводы (Волховский, Пикалевский) перерабатывают нефелин в глинозем, соду, поташ и цемент практически по схеме безотходных производств. При этом 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. Для разработки и внедрения безотходных производств, можцо выделить ряд взаимосвязанных принципов.[ ...]

Создание безотходного производства представляет собой длительный и постепенный процесс, требующий решения ряда взаимосвязанных технологических, экономических, организационных, психологических и других задач. В основу создания безотходного промышленного производства на практике должны закладываться в первую очередь принципиально новые технологические процессы и оборудование.[ ...]

Концепция безотходного производства включает несколько положений.[ ...]

Безотходное производство - производство, 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 нормальное функционирование» - формулировка, принятая в 1984 г. В реальных условиях полностью ликвидировать отходы и избавиться от их влияния на окружающую среду невозможно. Точнее такие системы стоит называть малоотходными, т.е. дающими минимальные отходы, при которых сохраняется экологическое равновесие в результате самоочищающей способности природы.[ ...]

Промышленное производство без материальных, бесполезно накапливаемых потерь и отходов уже существует в целых отраслях, однако доля его пока мала. По оценке 1985 - 1986 гг. можно утверждать, что эта доля увеличилась, а потом уменьшилась из-за крайне недостаточного внедрения новых безотходных производств во всех отраслях народного хозяйства.[ ...]

Под термином «безотходное производство» следует понимать такое производство в процессе которого максимально используются и превращаются в полезные продукты все компоненты перерабатываемого- сырья и полуфабрикатов. Отходы и выбросы загрязняющих веществ при этом должны быть сведены к минимуму, который гарантирует сохранение экологического круговорота вещества и энергии и соблюдение санитарно-гигиенических норм предельно допустимых выбросов, установленных для данной местности. Применительно к нефтеперерабатывающей промышленности это значит обеспечить переработку нефти при минимальных энергетических затратах с минимальными потерями углеводородов и максимальным извлечением полезных веществ: серы, азота, минеральных солей и других ингредиентов. В процессе переработки нефти и ее отдельных компонентов и полуфабрикатов в товарные продукты с применением различных реагентов и катализаторов не должны образовываться новые вещества и отходы, загрязняющие природную среду выше допустимых норм.[ ...]

В определении безотходного производства учитывается стадия потребления, что налагает ограничения на свойства производимых продуктов потребления, влияет на их качество. Главные требования - надежность, долговечность, возможность возвращения в цикл переработки или превращения в экологически безвредную форму.[ ...]

Для внедрения безотходных производств в химической промышленности потребуется создание новых материалов Чх веществ, например новых мембранных материалов, которые позволят усовершенствовать различные процессы разделения. Увеличение размеров аппаратов до оптималь х связано с использованием более дорогих сплавов наложных систем автоматики и контроля, однако конечный эффект (с учетом ликвидации ущерба, наносимого природе) должен окупить все затраты.[ ...]

Возврат пыли в производство. Это является одним из наиболее распространенных и рациональных приемов обеспечения безотходности производства с одновременным увеличением его эффективности и решением природоохранных задач. Технология возврата улавливаемых пылевых материалов в основное производство обычно определяется используемыми способами газоочистки (сухие, мокрые, одно- и двухступенчатые, комбинированные) и целесообразностью введения этих продуктов в определенный аппарат технологической схемы в том или ином агрегатном состоянии.[ ...]

Первоначально безотходным производством называли такой способ производства некоторой группы продуктов потребления, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле «сырьевые ресурсы - производство - вторичные сырьевые ресурсы - отходы производства и потребления», и все воздействие на ОС, сопровождающее названный цикл, не нарушает ее (среды) нормального функционирования, т. е. под безотходным производством понималась замкнутая система, организованная по аналогии с природными экологическими системами.[ ...]

Создание мало- и безотходных производств - процесс длительный, требующий решения сложнейших взаимосвязанных задач, причем не только технологических и инженерных, но и в значительной мере организационных, экономических, психологических и иных.[ ...]

При организации безотходных производств большое значение имеет кооперирование предприятий различных отраслей промышленности.[ ...]

Критика концепции безотходного производства начинается с того, что создать такое производство нельзя ни практически, ни даже теоретически. Действительно, энергию в соответствии со вторым законом термодинамики невозможно трансформировать в работу на 100%, следовательно, энергетические отходы неизбежны. Однако концепция безотходного производства и не предполагает полное использование энергии. Вполне достаточно использовать ее максимально рационально.[ ...]

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

Примером естественного «безотходного производства» являются некоторые природные экосистемы - устойчивые совокупности совместно обитающих организмов и условий их существования, тесно связанных друг с другом. В этих системах осуществляется полный круговорот веществ. Конечно, экосистемы не вечны и развиваются во времени, но они рбычно настолько устойчивы, что способны преодолевать даже некоторые изменения внешних условий.[ ...]

При наличии ряда вариантов безотходного производства должен быть выбран вариант с наибольшими г при минимальных Зп. Сочетание прогрессивной технологии с современными методами очистки и контроля газопылевых выбросов, вторичного использования отходов позволяет реконструировать существующие и проектировать новые цеха, отдельные производственные участки, отвечающие всем требованиям экологической безопасности.[ ...]

Экологическое совершенство производства возможно только при комплексной переработке сырья во все возможные виды продукции, причем при наличии замкнутой системы водоснабжения и при полной многократной повторной рекуперации (улавливании и использовании) всех отходов. Максимальный успех при создании безотходных производств (в первоначальном понимании этого термина) достигается по системе СКОВИО - снижение количества отходов в источнике их образования. Малоотходные процессы и технологии возможны в различных отраслях производства, и уже существуют на практике, например, натуральное сельское хозяйство, в котором система «земледелие-животноводство» эффективно утилизирует отходы сама внутри себя. Земледелие дает животноводству корм (в том числе отходы переработки зерна, подсолнечника и др.), а отходы животноводства - ценнейшие для плодородия органические удобрения.[ ...]

Нередки случаи, когда стоимость безотходных производств или охранных и защитных мероприятий весьма значительна и не соответствует реальным экономическим возможностям современного общества. Одновременно необходимо отметить, что одними из причин слабой эффективности защитных мер по охране окружающей среды являются отсутствие научно обоснованных исходных данных, характеризующих естественную экологическую систему, недостаточная изученность природных биохимических процессов, миграций и круговоротов веществ и потоков энергии в зоне действия предприятия и отсутствие объективных данных о характере воздействия технологических операций и выбросов основных и вспомогательных производств на состояние природной среды, особенно если это воздействие носит длительный характер.[ ...]

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.[ ...]

Имеется ряд подходов к определению безотходное™ производств: экспериментальная оценка, оценки по сырьевому и энергетическому балансам, полноте использования эксергии, общему параметру оптимизации, полученному с помощью функции желательности или технологического профиля, а также экономическим путем при сопоставлении затрат на производство продукции.[ ...]

Рассмотренный в работе комбинат безотходного производства в определенной мере моделирует, с точки зрения использования природных ресурсов, биогеохимические системы, развившиеся на Земле. Для удовлетворения подобной модели комбинат должен быть организован согласно ряду положений, которые должны быть положены в основу любого безотходного производства. Этими положениями являются следующие.[ ...]

Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является комплексность использования ресурсов, основанный на максимальном использовании сырьевых компонентов и энергетического потенциала. Все сырье практически является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Например, в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно в процессе переработки 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 зависят от уровня организации безотходного производства.[ ...]

Важнейшей составной частью концепции безотходного производства являются также понятия нормального функционирования окружающей среды и ущерба, наносимого ей отрицательным антропогенным воздействием. Концепция безотходного производства основывается на том, что производство, неизбежно воздействуя на окружающую среду, не нарушает ее нормального функционирования.[ ...]

Таким образом, рассмотренный комбинат безотходного производства дает возможность в максимальной степени переработать газообразные, жидкие и твердые отходы в продукцию или обезвредить их. Реализация подобной обработки отходов практически приводит к устранению загрязнения гидросферы, атмосферы и литосферы и является «активной высокоиндустриальной охраной природы, воплощением принципа сохранения и воспроизводства сырьевых и природных ресурсов самим процессом их эксплуатации или, другими словами, принципа согласованного направления процессов промышленного, сельскохозяйственного и естественного производства» .[ ...]

Для полного исключения сброса сточных вод при производстве экстракционной фосфорной кислоты и фосфорных удобрений самым рациональным приемом является их очистка с целью повторного использования. В настояшее время при создании безотходных производств осуществляют не только перевод на замкнутую систему водоснабжения и канализацию без сброса сточных вод, но и совершенствование технологических процессов и оборудования. Последнее проводится почти во всех подотраслях химической промышленности по следующим направлениям: замена исходного сырья; внедрение непрерывных производств; использование агрегатов большой мощности; применение схем с циркуляцией и конденсацией газов; и совершенствование герметизации машин и оборудования.[ ...]

Принцип альтернативности затрат состоит в том, что безотходные производства сокращают конкретные затраты на прирост ресурсов, добычу сырья, импорт сырья, продуктов его переработки.[ ...]

Создание малоотходных технологических процессов и безотходных производств как важнейшего фактора повышения эффективности использования водных ресурсов и их охраны является одним из главных направлений повышения технического уровня производства.[ ...]

Иногда, особенно в зарубежной литературе, употребляется термин «чистое производство», под которым понимают технологическую стратегию, предотвращающую загрязнение окружающей среды и понижающую до минимума риск для людей и окружающей среды. Применительно к процессам - это рациональное использование сырья и энергии, исключение применения токсичных сырьевых материалов, уменьшение количества и степени токсичности всех выбросов и отходов, образующихся в процессе производства. С точки зрения продукции чистое производство означает уменьшение ее воздействия на окружающую среду в течение всего жизненного цикла продукта от добычи сырья до утилизации (или обезвреживания) после использования. Чистое производство достигается путем улучшения технологии, применением ноу-хау и/или улучшением организации производства (Зайцев, 1987). Отметим:, что эти определения не подразумевают возможности полной безотходности производства.[ ...]

На наш взгляд, 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 в 1994-2010 гг. комплексную государственную программу внедрения безотходных производств и переработки скопившихся в Российской Федерации отходов.[ ...]

Технологии всех производственных участков взаимосвязаны. Объединяющим является принцип безотходности производства: продукты переработки отходов на одном производственном участке являются либо товарной продукцией, либо исходным материалом для переработки на другом участке. В конечном итоге, из твердых бытовых, медицинских и ряда промышленных отходов производятся: пористый наполнитель (пирозит), красящие пигменты и резиновая крошка. Избыток тепла, образующийся в результате работы установок центра, используется для переработки загрязненного снега и отопления производственных помещений.[ ...]

Во-первых, ресурсы необходимо использовать в таком цикле, который включал бы не только сферу промышленного производства, но и сферу потребления. Замкнутым такой цикл может быть только на уровне промышленного региона или территориальнопроизводственного комплекса. Следовательно, необходимо в рамках этого региона или комплекса найти потребителей отходов, производимых предприятиями. Во-вторых, должно быть обязательное использование в производстве всех компонентов сырья и сведение до минимума нерациональных энергозатрат. В-третьих, составной частью концепции безотходного производства является сохранение сложившегося экологического равновесия, иначе говоря, сохранение нормального функционирования ОПС, при котором оно не оказывает отрицательного воздействия на среду обитания чело-века, его здоровье. Напомним при этом, что критерием качества окружающей среды ныне являются предельно допустимые концентрации (ПДК) и рассчитанные на их основе предельно допустимые выбросы (ПДВ) и сбросы (ПДС).[ ...]

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

Различают непосредственные, перспективные и конечные цели охраны окружающей среды в промышленности. Непосредственной целью является сохранение и оздоровление окружающей среды в процессе экономического развития, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в интересах настоящего и будущих поколений людей. Перспективная цель - организация безотходного производства в промышленности. Наконец, конечная цель - это обеспечение экологизации всей производственно-хозяйственной деятельности, что является средством реализации принципа сочетания экономических и экологических интересов, закрепленных в Законе «Об охране окружающей природной среды».[ ...]

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

Комплексное использование месторождении сл жит задачам охраны недр и земной поверхности. Примером является утилизация пород, идущих в отвалы. На металлургических, химических и других предприятиях, перерабатывающих минеральное сырье, улавливание газов и пыли, очистка сточных вод с извлечением полезных компонентов и утилизацией самих отходов, особенно организация замкнутых циклов, безотходного производства - это мероприятия, направленные на полное использование минерального сырья. Вместе с тем это является самым эффективным и перспективным путем охраны окружающей природной среды.[ ...]

Все, что производится человечеством для удовлетворения его потребностей в виде продуктов питания, одежды, мебели, машин, т. е. все, что добывается, строится, выпускается промышленностью и выращивается сельским хозяйством,- рано или поздно превращается в отходы. Часть этих отходов удаляется вместе со сточными водами, другая часть в виде газов, иаров и пыли попадает в атмосферу, но большая часть выбрасывается в виде твердых отходов. Поэтому развитие безотходного производства (по замкнутому циклу), значительно сокращающего количество промышленных отходов, в частности твердых, является актуальной проблемой.[ ...]

Утилизация осадков сточных вод имеет огромное экономическое значение для народного хозяйства. В настоящее время стоимость строительства очистных сооружений и их эксплуатации весьма обременительна для бюджетов городов, фабрик, заводов. Стоимость очистных сооружений уже сейчас составляет 15-20% и более стоимости самого предприятия. Если и в дальнейшем мероприятия по охране водных источников будут направлены только на все более глубокую очистку стоков, то эти вспомогательные для промышленных предприятий сооружения будут разрастаться, превращаясь в доминирующие по капитальным вложениям. Выходом из этого положения является создание безотходных производств с эффективной утилизацией как жидких, так и твердых отходов.[ ...]

Выбор путей совершенствования процессов охраны окружающей среды в каждой производственной системе зависит от экономической обоснованности технических решений, а также от природных особенностей конкретного региона. Например, в южных регионах нашей страны, в которых расположено большое число химических предприятий, имеется острый дефицит водных ресурсов. В таких условиях первоочередной задачей является внедрение водооборотных циклов. Ряд старых химических предприятий, расположенных часто в черте городской застройки, остро нуждается в сокращении выбросов летучих компонентов, в частности паров растворителей. При внедрении адсорбционной рекуперации растворителей не только предотвращается выброс в атмосферу токсичных компонентов, но и возвращается значительная их часть в основное производство. Таким образом, пути и методы постепенного создания малоотходных, а затем и безотходных производств на действующих предприятиях прежде всего основываются на специфике этих производств.

Основные направления безотходной и малоотходной технологии

безотходная и малоотходная технология представляют собой одно из современных направлений развития промышленного производства. Возникновение этого направления обусловлено необходимостью предотвратить вредное воздействие отходов промышленности на окружающую среду. Безотходные производства подразумевают разработку таких технологических процессов, которые обеспечивают максимально возможную комплексную переработку сырья. Это позволяет, с одной стороны, наиболее эффективно использовать природные ресурсы, полностью перерабатывать образующиеся отходы в товарную продукцию, а с другой - снижать количество отходов и тем самым уменьшать их отрицательное влияние на экологические системы.

Безотходную и малоотходную технологию применяют во всех отраслях промышленности. Их развитие идет по следующим направлениям: разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов, уменьшающих количество отходов; разработка и внедрение методов и оборудования для переработки отходов в товарную продукцию; создание бессточных водооборотных систем, в которых осуществляется очистка воды (см. Очистка сточных вод).

Малоотходная и безотходная технологии и их роль в защите среды обитания

Принципиально новый подход к развитию всего промышленного и сельскохозяйственного производства - создание малоотходной и безотходной технологии .
Понятие безотходной технологии , в соответствии с Декларацией Европейской экономической комиссии ООН (1979) означает практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и защитить окружающую среду.
В 1984 г. эта же комиссия ООН приняла более конкретное определение данного понятия: «Безотходная технология - это такой способ производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы - производство - потребитель - вторичные ресурсы - таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».
Под безотходной технологией понимают также такой споб производства, который обеспечивает максимально полное пользование перерабатываемого сырья и образующихся при Тгом отходов. Более точным, чем «безотходная технология», ледует считать термин «малоотходная технология», так как в |финципе «безотходная технология» невозможна, ибо любая тех-ологическая деятельность человека не может не производить тходы, хотя бы в виде энергии. Достижение полной безотходное™ нереально (Реймерс, 1990), поскольку противоречит вто-му началу термодинамики, поэтому термин «безотходная технология» условен (метафоричен). Технологию, позволяющую юлучить минимум твердых, жидких и газообразных отходов, Называют малоотходной и на современном этапе развития на-но-технического прогресса она является наиболее реальной. Огромное значение для снижения уровня загрязнения ок-ужающей среды, экономии сырья и энергии имеет повторное спользование материальных ресурсов, т. е.рециркуляция. Так, шзводство алюминия из металлолома требует всего 5 % энер-затрат от выплавки из бокситов, причем переплав 1 т вторич-ого сырья экономит 4 т бокситов и 700 кг кокса, снижая одно-ременно на 35 кг выбросы фтористых соединений в атмосфе-у (Вронский, 1996).
В комплекс мероприятий по сокращению до минимума ко-ичества вредных отходов и уменьшения их воздействия на ок-ужающую природную среду, по рекомендации различных авторов, входят:
- разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на основе очистки сточных вод;
- разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы;
- создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования;

- создание принципиально новых производственных процессов, позволяющих исключить или сократить технологические стадии, на которых происходит образование отходов.

Начальным этапом этих комплексных мероприятий, нацеленных на создание в перспективе безотходных технологий, является внедрение оборотных, вплоть до полностью замкнутых, систем водопользования.

Оборотное водоснабжение

Оборотное водоснабжение - это техническая система, при которой предусмотрено многократное использование в производстве отработанных вод (после их очистки и обработки) при очень ограниченном их сбросе (до 3%) в водоемы (рис. 20.1; Иванов, 1991).

Рис. 20.1. Схема оборотного промышленного и городского водоснабжения: 1 - цех; 2 - внутрицеховое оборотное водоснабжение; 3 - локальное (цеховое) очистное сооружение, включая утилизацию вторичных отходов; 4 - общезаводские очистные сооружения; 5 - город; 6 - городские канализационные очистные сооружения; 7 - третичные очистные сооружения; 8 - закачка очищенных сточных вод в
подземные источники; 9 - подача очищенных вод в городскую систему водоснабжения; 10 - рассеивающий выпуск сточных вод в
водоем (море)

Замкнутый цикл водопользования

Замкнутый цикл водопользования - это система промыш-
даогр водоснабжения и водоотведения, в которой многократ-
использование воды в одном и том же производственном
цессе, осуществляется без сброса сточных и других вод в
родные водоемы.
Одним из важнейших направлений в области создания без-одных и малоотходных производств является переход на но-экологическую технологию с заменой водоемких процес-в безводными или маловодными.
Прогрессивность новых технологических схем водоснабже-& определяется тем, насколько в них уменьшилось, по сравняю с ранее действующими, водопотребление и количество щчных вод и их загрязненность. Наличие большого количе-*а сточных вод на промышленном объекте считается объек-ным показателем несовершенства используемых техноло-еских схем.
Разработка безотходных и безводных технологических про-юв - наиболее рациональный способ защиты окружаю-й среды от загрязнения, позволяющий значительно умень-ть антропогенную нагрузку. Однако исследования в этом правлении еще только начинаются, поэтому в различных [астях промышленности и сельского хозяйства уровень эко-гизации производства далеко не одинаков.
В настоящее время в нашей стране достигнуты опреде-яные успехи в разработке и внедрении элементов экологией безопасной технологии в ряде отраслей черной и цвет-металлургии, теплоэнергетики, машиностроения, хими-кой промышленности. Однако полный перевод промыш-[Ного и сельскохозяйственного производства на безотходно и безводную технологиии и создание полностью эколо-зированных производств сопряжены с весьма сложными "блемами различного характера - организационными, нано-техническими, финансовыми и другими, и поэтому со-менное производство еще долгое время будет потреблять своих нужд огромное количество воды, иметь отходы и дные выбросы.

Безотходные и малоотходные производства
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.

Безотходным производством , строго говоря, является 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. Принципиальная новизна подобного подхода к дальнейшему развитию промышленного производства обусловлена невозможностью эффективно решать проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов только путем совершенствования методов обезвреживания, утилизации, переработки или захоронения отходов.

Концепция безотходного производства предусматривает необходимость включения в цикл использования сырьевых ресурсов сферу потребления. Другими словами, продукция после физического или морального износа должна возвращаться в сферу производства. Таким образом, безотходное производство представляет собой практически замкнутую систему, организованную по аналогии с природными экологическими системами, в основе функционирования которых лежит биогеохимический круговорот вещества.

При создании и развитии безотходных производств обязательно использование всех компонентов сырья. В настоящее время несмотря на то, что практически все сырье, применяемое в промышленности, является многокомпонентным, в качестве готовой продукции используется, как правило, только один компонент. Максимально возможное - это комплексное использование энергии при безотходном производстве. Здесь также можно провести прямую аналогию с природными экосистемами, которые, будучи практически замкнутыми по веществу, не являются изолированными, так как поглощают энергию, которую получают от Солнца, трансформируют ее, связывая небольшую часть, и рассеивают в окружающее пространство.

Важнейшей составной частью концепции безотходного производства являются также понятия нормального функционирования окружающей среды и ущерба, наносимого ей отрицательным антропогенным воздействием. Концепция безотходного производства подчеркивает, что оно, неизбежно воздействуя на окружающую среду, не нарушает ее нормального функционирования.

Создание безотходного производства представляет собой длительный и постепенный процесс, требующий решения ряда взаимосвязанных технологических, экономических, организационных, психологических и других задач. Эти задачи могут и должны решаться, как это и следует из определения безотходного производства, на различных уровнях: процесс, предприятие, производственное объединение. Наиболее полно и последовательно основные принципы безотходного производства могут быть реализованы на региональном уровне при создании безотходных территориально-производственных комплексов. В основу создания безотходного промышленного производства на практике должны закладываться в первую очередь принципиально новые технологические процессы и оборудование.

Безотходное производство предполагает кооперирование производств с большим количеством отходов (производство фосфорных удобрений, тепловые электростанции, металлургические, горнодобывающие и обогатительные производства) с производством - потребителем этих отходов , например предприятиями строительных материалов. В этом случае отходы в полной мере отвечают определению Д. И. Менделеева, назвавшего их «пренебрегаемыми продуктами химических превращений, которые со временем становятся исходной точкой нового производства».

Наиболее благоприятные возможности для комбинирования и кооперирования различных производств складываются в условиях территориально-производственных комплексов. Важнейшей задачей является создание и внедрение принципиально новых технологических схем и процессов, при которых резко сокращается или полностью исчезает образование каких-либо отходов.

Утилизируя двуокись серы , содержащуюся в отходящих газах теплоэнергетики и металлургии, можно получить столько серной кислоты, сколько ее ежегодно производят все сернокислотные заводы нашей страны, т. е. но сути дела удвоить производство этого ценнейшего продукта большой химии. Уже существуют промышленные установки для каталитической очистки отходящих газов, которые позволяют извлекать из дыма до 98-99% сернистого газа при любом, даже самом незначительном, его содержании и окислять его, превращая вредный промышленный выброс в серную кислоту. Использовать полученную таким способом кислоту в промышленности тоже не просто: она содержит различные примеси, зачастую получается разбавленной. Зато в сельском хозяйстве она может найти неограниченный рынок сбыта, так как это химический препарат для почв содового засоления. Для химической мелиорации годится серная кислота сколь угодно разбавленная, практически с любыми примесями. Это позволяет строить более экономичные, упрощенные установки для утилизации сернистого газа.

В качестве примера комплексной безотходной переработки минерального сырья можно привести технологическую схему переработки нефелинов. Из этого отхода добычи апатита извлекают чистый глинозем для производства металлического алюминия, великолепную так называемую тяжелую соду, поташ, двукальциевый силикат-белит для высококачественных быстротвердеющих цементов, концентраты редких элементов в виде минералов - сфена, аригина и др.

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

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.