ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Лк БЭ ЗС

Раздел 1. Безотходное производство

1 Понятия безотходная и малоотходная технология. Основные положения безотходного производства

Безотходная технология ‒ это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используется 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.

Создание безотходных производств ‒ длительный процесс, требующий решений сложнейших задач. Поэтому в качестве промежуточного эта­па для практических целей допустимо использование малоотходного производ­ства. Под малоотходным понимается та­кой способ производства продукции, при кото­ром вредное воздействие на окружаю­щую среду не превышает уровня, до­пустимого санитарно-гигиеническими нормами, при этом по техническим, ор­ганизационным, экономическим или дру­гим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.

Первым основным положением безотходного производства является то, что сырье и энергия используются рационально в цикле. Таким образом, безотходное производство должно быть практически замкнутой системой, организованной по аналогии с природными экологическими системами. Основу безотходного производства составляет сознательно организованный и регулируемый человеком техногенный круговорот сырья, продукции и отходов.

Вторым основным положением является обязательное включение в производство всех компонентов сырья.

Третьим основным положением безотходного производства является сохранение или не нарушение нормального функционирования окружающей среды (сложившегося экологического равновесия), при котором оно не оказывает неблагоприятного воздействия, в первую очередь, на здоровье людей.

2 Критерии оценки безотходности производства

В основу критериев, ограничивающих вредное воздействие производства на окружающую среду, положены сущест­вующие санитарно-гигиенические норма­тивы - предельно допустимые концен­трации (ПДК) загрязняющих веществ, предельно допусти­мые выбросы (ПДВ) в атмосферу и предельно допустимые сбросы (ПДС) в водоемы. Второй по значимости количествен­ной оценкой безотходности производства является степень использования в техно­логических процессах сырья и мате­риалов.

В химической промышленности введен коэффициент безотходности. Коэффициент безотходности характеризует полноту ис­пользования в производстве материаль­ных и энергетических ресурсов, а также интенсивность воздействия этого производства на окружающую среду: К_б=f К_мК_эК_а , (1.1)

где К_б ‒ коэффициент безотходности (безразмерная величина 0<К_б<1); f ‒ коэффициент пропорциональности, опре­деляемый эмпирически; К_м - коэффи­циент полноты использования материаль­ных ресурсов; К_э ‒ коэффициент пол­ноты использования энергетических ре­сурсов; К_а ‒ коэффициент соответствия экологическим требованиям.

К_м=(П_о+∑П_д)/ (М_оо+М_во+∑М_д), (1.2)

г де П_о ‒ основная продукция; П_д ‒ дополнительная продукция; М_оо ‒ основные сырье и материалы основного производства; М_во ‒ вспомогательные сырье и материалы основного производства; М_д ‒ дополнительные сырье и материалы.

Рис. 1.1 Распределение производств по катего­риям в зависимости от коэффи-циента полноты использова-ния материальных ресурсов (К_м) и его мощности (G)

По величине К_м с учетом производствен-ной мощности про­изводится отнесение предприятия к соот­ветствующей категории (рис. 1.1). К малоот­ходным относятся производства, харак­теризующиеся величиной К_м, равной не менее 0,8−0,9 (в зависимости от мощ­ности предприятия), а к безотходным − не менее 0,90−0,98. Поступление в окру­жающую среду газовых выбросов, сточ­ных вод и твердых отходов во всех случаях должно соответствовать сан.-гигиен. нормативам.

3 Комплексное использование сырьевых ресурсов

Комплексное использование сырья - основной принцип без­отходного производства. Пока еще в конечном продукте утилизируется лишь около 10 % массы используемых природных ресурсов, а остальные 90 % безвоз­вратно теряются.

В силу геохимической природы почти все месторождения полезных ископаемых являются комплексными и обычно содержат ряд полезных компонентов, извлечение которых является экономически целесооб­разным. В месторождениях нефти полезными компонентами являются попутный газ, сера, иод, бром, бор; в месторождениях газа ‒ конденсаты, гелий, сера, азот; в ископаемых углях ‒ метан, колчедан, сера, германий, каолины, бокситы, карбонатное сырье, горный воск; в ме­сторождениях железных руд часто присутствуют титан, ванадий, кобальт, цинк, сера, германий и нерудные минералы.

Рациональное и комплексное использование сырьевых ресурсов предусматривает наиболее полное извлечение из недр полезных иско­паемых, максимально возможное извлечение всех ценных компонен­тов из добытого минерального сырья на всех стадиях его переработки, более полное использование отходов производств.

Комплексное использование сырья широко применяется при пере­работке твердых топлив (угля, сланцев), нефти, руд цветных металлов, горно-химического и растительного сырья. На основе комплексного использования концентратов цветных ме­таллов организовано крупное производство таких металлов, как кад­мий, индий, висмут, рений, селен, теллур, а также других рассеянных элементов; из отходящих газов цветной металлургии получают серную кислоту (более 25 % от всего производства ее в стране). В значитель­ных количествах на предприятиях цветной металлургии попутно про­изводятся также суперфосфат, калийные удобрения, хлорид калия, медный купорос, диоксид титана, оксид цинка и другие виды химиче­ской продукции.

Рациональное и комплексное использование сырья дает значительный экономический эффект, при этом решаются проблемы, связанные с охраной окружающей среды.

4 Комплексное использование энергетических ресурсов

Экономии энергии можно добиться путем: повыше­ния качества тепловой изоляции оборудования и трубопроводов; повышения уровня использования вторичных топливно-энергети-ческих ресурсов, максимального применения реку­перации теплоты в технологических агрегатах, а также за счет утили­зации других видов низкопотенциальной теплоты.

Использование вторичных энергетических ресурсов является одним из основных направлений рационального использования энергетических ресурсов. По виду энергии вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) разделяют на три группы:

1) горючие (топливные) ВЭР - химическая энергия отходов технологических процессов химической и термохимической переработки углеродистого или углеводородного сырья, побочных горючих газов плавильных печей, не используемых для дальней­шей технологической переработки древесных отходов лесозагото­вок и деревообработки в лесной и деревообрабатывающей промышлен­ности, упаренных горючих щелоков, коры и древесных отходов в целлюлозно-бумажной промышлен­ности;.

2) тепловые ВЭР - физическая теплота отходящих газов технологических агрегатов, горячей воды и пара, отработанных в технологических и силовых установках, теплота экзотермических реакций;

3) ВЭР избыточного давления - потенциальная энергия газов и жидкостей, выходящих из технологических агрегатов с избыточным давлением.

В зависимости от видов и параметров рабочих тел различают четы­ре основных направления использования вторичных энергетических ресурсов: топливное; тепловое; силовое ис­пользование механической или электрической энергии, вырабатыва­емой в утилизационных установках (станциях) за счет вторичных энергетических ресурсов; комбинированное (использование теплоты, электрической или механической энергии, одновременно вы­рабатываемых за счет вторичных энергетических ресурсов).