3.2. Безотходная технология

Несмотря на достигнутые успехи в области охраны окружающей среды и систематическое снижение выхода отходов, анализ динамики роста количеств газообразных, жидких и твердых отходов важнейших отраслей промышленности показывает, что общий объем вредных выбросов возрастает. Сейчас уже твердо установлено: даже при самых больших масштабах строительства очистных сооружений не удастся решить полностью задачу защиты биосферы от вредного воздействия непрерывно развивающегося промышленного производства. Имеется только один путь решения данной проблемы – создание экологически безвредных технологических производств, или безотходных, а на первое время – малоотходных. Это единственный способ кардинального решения проблемы защиты окружающей среды от вредного воздействия промышленных выбросов на биосферу.

Термин "безотходная технология" был впервые предложен советскими академиками Семеновым и Петряновым-Соколовым, впоследствии этот термин приобрел широкое распространение и у нас и за рубежом.

Под безотходной технологией понимается практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы обеспечить в рамках человеческих потребностей наиболее рациональное использование природных ресурсов, энергии и защиту окружающей среды.

Безусловно, концепция безотходной технологии в некоторой степени носит условный характер. Под безотходной технологией понимается теоретический предел, идеальная модель производства, которая в большинстве случаев может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда и малоотходная технология), но с развитием технического прогресса со все большим приближением.

За рубежом (да и у нас) имеется еще много скептиков, не верящих в возможность осуществления безотходной технологии. Однако, безотходная технология – это реальность.

Базой для создания производств с безотходной технологией является уже накопленный опыт отраслевых НИИ, проектно-конструкторских организаций и промышленных предприятий по таким вопросам, как: 1) комплексная переработка сырья; 2) создание экологически безвредных технологических процессов; 3) разработка эффективных методов очистки сточных вод и создание водооборотных циклов; 4) разработка эффективных методов очистки отходящих газов; 5) кооперирование различных производств; 6) создание безотходных территориально-промышленных комплексов.

1) Комплексная переработка сырья. Основой создания безотходных промышленных производств является комплексная переработка сырья, поскольку отходы производства – это по тем или иным причинам неиспользованное или недоиспользованное сырье. (Д.И.Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье). Мы уже отмечали, что в химической промышленности до 60-70 % себестоимости продукции приходится на долю сырья, поэтому рациональное его использование является важнейшей проблемой.

Например, большие успехи достигнуты при комплексной переработке полиметаллических руд в цветной металлургии. Коэффициент комплексности (характеризует эффективность технологических процессов извлечения элементов из руд) во многих случаях превышает 80 %. Из свинцово-цинковых руд извлекается 18 элементов и вырабатывается до 40 видов товарной продукции. При переработке медного сырья (в котором содержится 25 элементов, относящихся к категории ценных) в настоящее время в виде металлов, сплавов, окислов, кислот и концентратов извлекается 21 элемент (коэффициент комплексности 81 %). Несмотря на ряд нерешенных вопросов, многие руды сейчас уже могут перерабатываться (и перерабатываются) с использованием всех (или большинства) компонентов сырья.

2) Создание экологически безвредных технологических процессов. Существование того или иного технологического процесса пока еще определяется потребностью в выпускаемой продукции и технико-экономическими показателями ее производства. Загрязнение биосферы при этом, хотя и считается важным, но не является решающим фактором. Однако же в недалеком будущем экологические соображения будут превалировать над всеми другими. Поэтому создание экологически безвредных технологических процессов является одной из важнейших задач научно-технического и социального прогресса.

В настоящее время принципы и методы безотходной технологии широко реализуются при переработке материалов для ядерной техники, т.к. наличие даже весьма незначительных количеств радиоактивных веществ связано с вполне очевидной опасностью для здоровья человека.

Успехи в создании малоотходной технологии уже широко реализуются, например, значительное уменьшение объема вредных выбросов обеспечивается укрупнением агрегатов. Так, производство аммиака – ведущее в азотной промышленности – осуществляется в агрегатах большой единичной мощности; эти агрегаты не потребляют энергию со стороны, оснащены аппаратами воздушного охлаждения, не дают стоков и выбросов в атмосферу. Производство слабой азотной кислоты, которое еще недавно легко узнавалось по выбросам в атмосферу окислов азота ("лисьи хвосты") перешло на крупнотоннажные агрегаты с каталитической очисткой отходящих газов (содержание окислов азота в них не более 0,005-0,008 %).

3) Разработка эффективных методов очистки сточных вод и создание замкнутых водооборотных циклов. Это разновидность безотходного производства – вода после очистки используется повторно. Большое значение имеет здесь объединение промышленных сточных и бытовых вод с последующей их очисткой и возвращением в цикл. На одном из промышленных узлов водооборотный цикл, например, состоит из биологической и физико-химической очистки сточных вод химического завода, ТЭЦ и бытовых сточных вод города с последующей доочисткой и возвратом воды (до 20000 м³/сутки). В этом случае повторно используется до 97 % воды (это несмотря на то, что в состав химического комбината входят такие производства, как получение хлора, ядохимикатов и моющих средств).

В целом в химической промышленности еще в 1975 г. повторно использовалось 80 % воды от общего ее количества, потребляемого в отрасли. При увеличении на 70 % объема производства потребление свежей воды всеми предприятиями отрасли возросло всего на 10 %.

4) Разработка эффективных методов очистки отходящих газов. Большое внимание во всем мире уделяется созданию высокоэффективных методов очистки отходящих промышленных газов и газоочистного оборудования. В этой области уже достигнуты значительные успехи, однако стоимость газоочистки пока еще весьма высока. Например, в США в 80-е годы на борьбу с загрязнением воздуха было израсходовано около 130 млрд долл., тогда как на очистку сточных вод – 51 млрд. Это объясняется тем, что для очистки газа пока еще нет такого эффективного метода, позаимствованного у природы, как биологическая очистка сточных вод.

Есть разные методы очистки. Например, каталитическое восстановление окислов азота до элементарного азота. Или высокие дымовые трубы – это дает возможность резко снизить концентрацию вещества в приземном слое и обеспечить нормальные условия обитания на территории промышленных комплексов. Однако, в силу высокой подвижности атмосферы вредные вещества могут переноситься на значительные расстояния: так, на территорию Швеции и Норвегии из промышленных районов Центральной Европы и Англии приносится значительная часть загрязняющих атмосферу веществ; на территорию Белоруссии и Западных областей России через границу ежегодно поступает около 2 млн т двуокиси серы и 10 млн т сульфатов, из которых около 4 млн т выпадает в виде сернокислотных дождей в западных и центральных областях Европейской части нашей страны. Следовательно, методы борьбы с загрязнениями путем их рассеяния в воздушном и водном бассейнах или на поверхности земли не приемлемы. Необходимо полностью извлекать загрязнители и обезвреживать их.

5) Кооперирование различных производств. Несмотря на принимаемые меры развитие производства еще длительное время будет сопровождаться выделением достаточно большого количества отходов в окружающую среду. Следовательно, необходимо изыскивать возможности для применения этих отходов в отраслях, которые могли бы строить свою производственную деятельность на них, как на вторсырье. Одной из основных таких отраслей является промышленность строительных материалов, потребляющая большие количества различного сырья.

Таким образом, при организации безотходных промышленных производств большое значение имеет кооперирование предприятий различных отраслей промышленности. Например, в черной металлургии почти все крупные предприятия либо имеют свои установки по переработке доменных шлаков, либо кооперируются с предприятиями строительных материалов.

6) Наиболее благоприятные возможности для кооперирования различных производств складываются в условиях территориально-промышленных комплексов. При развитии промышленности в отдельных регионах наблюдаются довольно сложные отношения между промышленными предприятиями и окружающей средой. Однако в рамках территориально-промышленного комплекса имеются особенно благоприятные условия для организации производства таким образом, чтобы отходы одних предприятий полностью использовались другими.

В заключение необходимо отметить, что охрана природы относится к тем проблемам, решение которых в наибольшей степени зависит от объединения усилий всех стран мира. Вопросами охраны окружающей среды занимаются специализированные органы ООН, например, Европейская экономическая комиссия, ЮНЕСКО и др. Большое место в работе этих комиссий направлено на развитие и внедрение безотходных технологических производств.

Практикой показана реальная возможность организации экологически безвредных, безотходных предприятий и территориально-производствен-ных комплексов, хотя на пути к их широкой реализации еще надо преодолеть серьезные технические, экономические и организационные трудности.