Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

«Воронежская государственная технологическая академия» Кафедра промышленной экологии

Л е к ц и и

По дисциплине «промышленная экология»

Часть 2

для студентов направления 280200 – «Защита окружающей среды»

специальностей 280201 – «Охрана окружающей среды и рациональное

использование природных ресурсов»

и 280202 – «Техника защиты окружающей среды»

Воронеж

2007

Тема 5. Безотходное или чистое производство — основа рационального природопользования Понятие безотходного или чистого производства

В декларации Общеевропейского совещания по сотрудничеству в области охраны окружающей среды (Женева, 1979) было дано следующее определение: «Безотходная технология есть практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить рациональное использование природных ресурсов и энергии и защитить окружающую среду. Другими словами, под безотходными подразумеваются такие производства, которые позволяют из сырья при воздействии различных видов энергии, вспомогательных материалов, катализаторов и других технологических факторов в специально взаимосвязанных аппаратах получать только целевые продукты без выхода из технологической системы потоков, содержащих вещества и различные виды энергии, загрязняющие биосферу».

Развитие представлений об окружающей среде и рациональном природопользовании, а также практические задачи по созданию и внедрению безотходных производств, привели к необходимости сформулировать новое определение безотходной технологии, которое и было принято на семинаре Европейской экономической комиссии по малоотходной технологии (Ташкент, 1984). Рекомендации ташкентского семинара рассмотрены и одобрены на заседании старших советников правительств ЕЭК по окружающей среде и направлены всем странам — участницам: «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 — потребление — вторичные сырьевые ресурсы, таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».

ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ БЕЗОТХОДНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Создание принципиально новых и реконструкция существующих производств

Концентрация производств позволяет проще решать экологические задачи (так как в этом случае побочные продукты или отходы одного производства могут использоваться в качестве сырья на другом производстве) и энергетические проблемы; во многих случаях организовывать совместную очистку сточных вод, например за счет нейтрализации кислых вод одного производства щелочными водами другого.

Выход в каждой конкретной ситуации только один: создавать оптимальную концентрацию безотходных (или малоотходных) производств на базе технологических или территориальных комплексов. Неотъемлемой особенностью прогресса в промышленности является повышение степени комплексности переработки сырья. Более того, наблюдаемое во всех странах стремление сократить потребление природных ресурсов и увеличить степень использования вторичных материальных и энергетических ресурсов, вероятно, приведет к значительным изменениям структуры промышленного производства. Как показывает накопленный за последнее время мировой и отечественный опыт, 80 % экономии материальных ресурсов связано с внедрением ресурсосберегающих технологий и лишь 20 % с другими мероприятиями.

При условие роста масштабов производства и высоких экологических требованиях можно определить два принципиально отличных друг от друга направления.

Первое направление предусматривает реконструкцию действующих производств и создание технологии с дальнейшей очисткой газовых выбросов, сточных вод и твердых отходов от вредных для природы и тем более здоровья человека веществ. Такой путь в настоящее время нашел уже широкое распространение в про­мышленности, но он малоэффективен и не перспективен, поскольку не позволяет решить проблему кардинально. С помощью очистных сооружений не всегда удается полностью очистить выбросы от вредных продуктов, следовательно, не удается предотвратить их попадание в биосферу. Он имеет и другие недостатки – очистные сооружения являются дорогостоящими, так как они занимают большие площади, создают новые проблемы уничтожения твердых выбросов и отстоев, потребляют большое количество материалов и энергии и др.

Второе направление, в котором безотходные технологические процессы в максимальной степени имитируют природные процессы (особенно, кругооборот в природе), является перспективным, более радикальным и экономичным. Однако, оно пока не нашло широкого распространения, реконструировать существующие производства до такой степени практически невозможно, так как в них заложена технология, по которой предусматривается вывод из системы разных потоков; технология для безотходных производств часто дороже, если рассматривать ее с позиций узковедомственных или с позиций сегодняшнего дня, т. е. без учета экологического и даже экономического ущерба народному хозяйству от вредных выбросов или очистки от них и не учитывать стоимость утилизируемых побочных продуктов.

При проектирование производств все большее значение приобретают показатели материало- и энергоемкости продукции, так как они не только показывают затраты сырьевых и энергетических ресурсов, но и приобретают экологическое звучание. Разработка таких технологий, в которых бы максимально использовался кругооборот природных веществ и энергии при получении из сырья только целевых продуктов. При этом необходимо иметь в виду, что с этой целью могут применяться технологические комплексы разных масштабов (производство, комбинат, промышленно-территориальный комплекс и т.д.).

Энергосберегающая технология. Цель энергосберегающей политики — не только снижение энергопотребления при росте выпуска продукции, но и снижение тепловыделений и других энергетических составляющих в окружающую среду.

Комплексное использование энергетических ресурсов например в химико-технологических процессах — один из наиболее эффективных методов энергетического совершенствования химического производства, позволяющий ликвидировать или резко сократить выделение тепла в окружающую среду, достичь полного использования энергетического потенциала, в том числе первичных энергетических ресурсов.

В настоящее время уровень полезного использования энергии в мировом промышленном производстве не превышает 47 %, что совпадает с уровнем показателя в отечественной химической промышленности.

В химической промышленности энергоемкие производственные процессы часто являются одновременно источниками вторичных энергетических ресурсов (ВЭР). К вторичным энергоресурсам относятся: горючие (топливные) отходы химических производств; тепловые выбросы, возникающие как побочный результат экзотермических реакций или содержащиеся в отработанных материалах, в том числе в сбросных жидкостях и газах сравнительно низкой температуры (низкотемпературные тепловые ВЭР), энергия избыточного давления и др. Горючие отходы, как правило, используют на предприятиях полностью, за исключением тех случаев, когда их сжигание сопряжено с техническими трудностями.

Энергия же избыточного давления продуктов почти не используется, так как отсутствует необходимое оборудование. Низко потенциальные ВЭР в перспективе можно использовать в абсорбционно-холодильных установках для производства холода и установках для выработки тепловой энергии. Выработка холода в абсорбционных холодильных установках с использованием бросового тепла и создание станций тепло-, холод-, водоснабжения на базе абсорбционных насосов позволяет обеспечить предприятия теплом (t=80 ^оС), холодом (t= –5… +7 ^оС) и охлажденной технической водой (t=20 ^oС) и одновременно существенно повысить качество технологического водоснабжения.

Главным же направлением в энергосберегающей технологии является создание замкнутых энерготехнологических циклов, где энергетический потенциал, недоиспользованный на одной из стадий процессов, используется на смежных стадиях.