Концепция малоотходных технологий и безотходных производств

Содержание
  1. Малоотходные и безотходные технологии производства
  2. Что такое безотходное и малоотходное производство?
  3. Возможно ли полностью безотходное производство?
  4. Критерии безотходности
  5. Требования к безотходному производству
  6. Принципы безотходной технологии
  7. Налаживание производства
  8. Уменьшение издержек себестоимости
  9. Самостоятельное производство отдельных компонентов товара
  10. Поиск внесезонного рынка сбыта
  11. Заработок на браке
  12. Переработка отходов во вторсырье
  13. Основные направления безотходной и малоотходной технологии
  14. Энергетика
  15. Горная промышленность
  16. Сельское хозяйство
  17. Металлургия
  18. Бумажная промышленность
  19. Машиностроение
  20. Концепция безотходного производства. Критерии безотходности
  21. Основные принципы организации малоотходных и безотходных или чистых производств
  22. ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:
  23. 34. Безотходные малоотходные технологии
  24. Безотходные и малоотходные производства (технологии)

Малоотходные и безотходные технологии производства

Концепция малоотходных технологий и безотходных производств

Производственные предприятия – главный источник мусора и неотработанных сырьевых остатков. Образование отходов делает необходимым поиск решений для их захоронения и утилизации. Альтернативный вариант – технология безотходного производства, позволяющая предприятию снизить затраты на материалах и уменьшить вредное воздействие на окружающую среду.

Как Вы считаете, безотходное производство возможно?

Что такое безотходное и малоотходное производство?

Под безотходной понимается технология изготовления продукции, при которой сырье и энергетические ресурсы расходуются рационально. При этом концепция безотходного производства предполагает, что воздействие на окружающую среду не приводит к нарушению ее функционирования.

Малоотходным называется предприятие, при работе которого образуется малое количество мусора, из-за чего воздействие на природные ресурсы сведены к минимуму.

В соответствии с действующим законодательством, в РФ запрещены предприятия, чья работа приводит сопровождается нарушением сантирно-экологических норм. Поэтому все предприятия должны применять малоотходную или полностью безотходную технологию.

Возможно ли полностью безотходное производство?

Исключить образование мусора невозможно. Поэтому утверждать о существовании полностью безотходной технологии нельзя. Под этим определением понимается такой способ изготовления, при котором сырьевые остатки не влияют на экосистему, не нарушают санитарно-эпидемиологические нормы, не несут опасности.

Критерии безотходности

Так как на предприятиях образуется остаточное сырье, встает вопрос о том, на основании каких критериев производство признается безотходным. Для этого используют показатели безотходности для каждого направления промышленности.

При оценке металлургических заводов применяют коэффициент комплексности, при помощи которого вычисляют процент полезных веществ, полученных при переработке сырья. Оптимальный показатель составляет 80%.

В добыче угля применяют формулу, при помощи которой расчет коэффициента. Учитывают коэффициент использования пород, полученных при горных работах, затраченной жидкости при добыче угля и количество пылегазовых веществ, образующихся при добыче.

В сельском хозяйстве малоотходным считается предприятие с коэффициентом выше 75%. При показателе 95 % технология считается полностью безотходной, при условии, что 5% остаточного сырья не токсичны.

Требования к безотходному производству

Применение безотходных методов предполагает соблюдение нескольких требований. Они направлены на повышение эффективности предприятия, внедрение инновационных ресурсосберегающих технологий.

К таким требованиям относятся:

  • Изготовление с учетом запросов вторичной переработки.
  • Снижение числа технологических стадий.
  • Внедрение технологий непрерывного изготовления для экономии сырьевых и энергетических ресурсов.
  • Повышение мощности агрегатов до оптимальных показателей.
  • Автоматизация процессов для роста интенсивности.
  • Целесообразная затрата энергии.
  • Внедрение систем очистки отработанного сырья.
  • Применение биологических видов топлива.

Безотходное производство – сложная технология, требующая частичной или полной реорганизации предприятия. Поэтому объем остаточного сырья снижается постепенно, а малоотходная технология считается промежуточной стадией.

Принципы безотходной технологии

Снизить затраты предприятия, повысить производительность и обезопасить природные ресурсы за счет такой технологии можно соблюдая принципы.

К ним относятся:

  • Системность (производство рассматривается как совокупность взаимосвязанных процессов).
  • Комплексное применение энергии и сырья.
  • Цикличность (материальные поток частично повторяет природный круговорот).
  • Рациональность (потеря ресурсов восполняется путем переработки отходов).
  • Экологическая безопасность (безопасность для окружающей среды, природных ресурсов, здоровья, жизни людей, соблюдение санитарных норм).

Соблюдение перечисленных принципов позволяет снизить объем остаточного сырья, исключить из оборота вещества с повышенным уровнем опасности.

Одновременно уменьшаются затраты, требующиеся для покрытия расходов на безопасную утилизацию или захоронение.

Налаживание производства

Оптимизация предприятия – сложный процесс, включающий несколько этапов. Ключевые стадии, снижающие образование остатков и повышающие эффективность описаны ниже.

Уменьшение издержек себестоимости

Предусматривает уменьшение себестоимости готового продукта. Достичь снижения издержек можно при использовании менее дорогих материалов, инструментов. Вместо иностранного оборудования рекомендуют перейти на аналогичное, произведенное отечественными производителями.

Самостоятельное производство отдельных компонентов товара

Значительная часть отходов образуется при изготовлении компонентов готового товара. Для снижения себестоимости и соблюдения принципов экологичной технологии, следует организовать самостоятельное изготовление полуфабрикатов, используемых при производстве готовой продукции.

Поиск внесезонного рынка сбыта

Часто спрос на товар падает из-за сезонной специфики. Чтобы предотвратить материальные потери, связанные со снижением сбыта, необходимо искать новые рынки.

На первом этапе требуется найти покупателей, нуждающихся в товаре вне зависимости от времени года. В дальнейшем предполагается изменение продукции, чтобы ее можно было использовать вне зависимости от сезона.

Заработок на браке

Продукция, не достигающая заявленных характеристик, переделывается, чтобы в дальнейшем ее реализовать. В противном случае она превращается в отход и станет источником убытков. Товары, чьи характеристики отклоняются от заявленных в меньшей степени продают по акции. Это позволит предотвратить материальные потери.

Советуем почитать:  7 способов утилизации старой мебели

Переработка отходов во вторсырье

Под вторсырьем понимаются материальные остатки, которые повторно идут на производство. Повторно они не используются по прямому назначению, но потенциально пригодны для других сфер производства.

Способ переработки зависит от характеристик сырья. Превращение во вторсырье осуществляется на специализированных станциях и заводах. Некоторые виды мусора применяются в качестве топлива для компенсации энергетический ресурсов, затраченных на переработку.

Основные направления безотходной и малоотходной технологии

Экологичные технологии задействуются в различных производственных сферах. Наиболее целесообразно применять в тех отраслях, которые являются основными источниками загрязнения окружающей среды.

Энергетика

В представленной сфере разрабатывают методы, позволяющие рационально расходовать топливные ресурсы. Жидкое и твердое топливо сгорают не полностью, одновременно образуются вредоносные компоненты, попадающие в атмосферу.

Безотходная технология предусматривает сжигание топливо в кипящем слое. Метод считается полезным и безопасным. Образующиеся газовые выбросы очищают от серных и азотных оксидов. Полученную при сжигании золу задействуют при изготовлении строительных материалов.

Горная промышленность

Предусматривается введение технологии полной утилизации сырьевых остатков. Это актуально для подземного и открытого способа добычи ископаемых. Снизить объем отходов можно путем извлечения целевых компонентов, не требующих очистки от лишних примесей.

Сельское хозяйство

Представленная сфера считается самой функциональной в отношении безотходных технологий. Это связаны с тем, что большая часть образующегося остаточного сырья имеет органическое происхождение. Его можно перерабатывать, производить биологическое топливо, спирты. Остатки сельскохозяйственных предприятий задействуют в производстве строительных материалов, удобрений.

Металлургия

Предусматривает внедрение процессов, обеспечивающих экономный расход рудного сырья. Задача решается за счет переработки остаточных материалов, уменьшения сбросов в сточные воды.

При производстве цветных металлов используют полученные отходы при изготовлении строительного материала, в том числе дорожного покрытия, стеновых блоков. Дополнительно сокращают расход водных ресурсов и снижают объем стоков, что обеспечивается внедрением безводных технологических процессов.

Бумажная промышленность

Добиться уменьшения остатков путем внедрения замкнутых бессточных систем водоснабжения. Вспомогательным методом является отбеливание целлюлозы кислородом и озоном. Вторичным направлением является вторичная переработка сырья, в том числе макулатуры.

Машиностроение

Предусмотрено введение безводных процессов изготовления, извлечения из стоков остатков металлов и их последующая обработка. Для повышения эффективности применяют метод изготовления деталей из металлических пресс-порошков.

Советуем почитать:  Пиролиз мусора и отходов: плюсы и минусы метода

Безотходная технология – способ производства продукции, при котором снижается объем образующихся остаточных материалов. Для достижения такой цели необходимо внедрять рациональные ресурсосберегающие процессы, перерабатывать и использовать вторсырье, производить очистку сточных вод, газов.

Источник: https://bezotxodov.ru/jekologija/bezothodnoe-proizvodstvo

Концепция безотходного производства. Критерии безотходности

Концепция малоотходных технологий и безотходных производств

Принципы безотходных технологий.

Требования к безотходному производству.

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.

Понятие «Безотходные и малоотходные технологии и производства»

Природные экосистемы в противоположность искусственным (производству) характеризуются, как известно, замкнутым обращением вещества. Причём отходы, связанные с существованием отдельной популяции, являются исходным материалом, обеспечивающим существование другой или чаще нескольких других популяций, входящих в данный биогеоценоз.

Биогеохимические циклы биогенных элементов, участвующих в природных круговоротах, отработаны эволюционно и не приводят к накоплению отходов. Человек же использует вещество планеты крайне неэффективно; при этом образуется огромное количество отходов.

Существующие технологии созданных человеком производств в подавляющем большинстве являются открытыми системами, в которых нерационально используются природные ресурсы и формируются значительные объёмы отходы.

Правомерно, исходя из глубокой в биофизическом отношении аналогии между «биологическим» и «индустриальным» производствами с точки зрения механизма круговорота веществ и энергии, вести речь о формировании безотходных и малоотходных технологий в антропогенных производственных системах.

Понятие «безотходная технология не следует воспринимать абсолютно, т.е. было бы ошибочным полагать, что может быть производство без отходов. Представить себе полностью безотходное производство просто невозможно, ибо такого нет и в природе.

Несомненно, что создание безотходных производств — достаточно сложный и длительный процесс, требующий системы взаимосвязанных технологических, экономических, организационных. Психологических и других задач. Промежуточный его этап — малоотходное производство.

Под малоотходным понимается такой способ производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно — гигиеническими нормами.

Концепция безотходного производства. 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.

Однако возникает вопрос, какая допустимая часть сырья и материалов при малоотходном производстве может направлять­ся на длительное хранение или захоронение? В этой связи в ряде отраслей промышленности России уже имеются количественные показатели оценки безотходности. Так, в цветной металлургии широко используется коэффициент комплексности, определяе­мые долей полезных веществ (в %), извлекаемых из перерабаты­ваемого сырья по отношению ко всему его количеству. В ряде случаев он уже превышает 80%.

В угольной промышленности введен коэффициент безотход­ности производства: Kбп = 0.33 * ( Кбт + Кбж + Кбг), где Кбт, Кбж, Кбг — коэффициенты использования соответственно породы, образу­ющейся при горных работах, попутно забираемой воды при добыче угля (сланца) и использования пылегазовых отходов.

Как известно, добыча угля является одним из самых материалоемких и экологически сложных в народном хозяйстве процес­сов. Для этой отрасли установлено, что производство является безотходным (правильнее — малоотходным), если коэффициент безотходности превышает 75%. В случае использования наряду с вновь образующейся породой отвалов прошлых лет, коэффи­циент безотходности может быть более 100%.

Вероятно, в первом приближении для практических целей значение коэффициента безотходности (или коэффициента комп­лексности), равное 75% и выше, можно принять в качестве коли­чественного критерия малоотходного, а 95% — безотходного производства и в ряде других материалоемких отраслей народ­ного хозяйства. При этом, безусловно, должна учитываться ток­сичность отходов.

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.

Источник: https://megaobuchalka.ru/5/35313.html

Основные принципы организации малоотходных и безотходных или чистых производств

Концепция малоотходных технологий и безотходных производств

Развитие безотходного или экологически чистого производства – основа рационального природопользования

Развитие безотходного или экологически чистого производства – основа рационального природопользования. Создание принципиально новых и реконструкция существующих производств.

Комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов. Создание замкнутых производственыых циклов. Понятие малоотходного и безотходного производства.

Основные принципы организации малоотходных и безотходных или чистых производств. Комбинирование и кооперация производств.

В достаточно полном виде понятие безотходная технологиябыло сформулировано на Общеевропейском совещании по сотрудничеству в области охраны окружающей среды (Женева, 1979 г.

) На совещании была принята специальная «Декларация о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов», в которой говорится, что «Безотходная технология есть практическое применение знаний, методови средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защитить окружающую среду».

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 было принято на семинаре Европейской экономической комиссии по малоотходной технологии (Ташкент, 1984 г).

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».

Под малоотходным понимается такой способ производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), 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.

Внастоящее время, особенно после «Семинара по стимулированию чистого производства» (ЮНЕП, Великобритания, 1990 г.), в основном применяется термин чистое производство.

Термин чистое производствобыл введен на заседании рабочей группы ЮНЕП в 1989 г. Было дано следующее определение чистого производства, «это производство, которое характеризуется непрерывным и полным применением к процессам и продуктам природоохранной стратегии, предотвращающей загрязнение окружающей среды таким образом, чтобы понизить риск для человечества 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 путем изменения управления производством и его организации».

Оба термина нуждаются в серьезной доработке или должны быть заменены на менее уязвимые.

Основные принципы организации малоотходных и безотходных или чистых производств

Создание малоотходных и безотходных или чистых технологических процессов, производств и территориально-производственных комплексов является сложной, комплексной, многостадийной и многоуровневой задачей Каждый этап и каждая стадия ее решения выдвигают свои требования.

1. Технологический процесс:

· разработка принципиально новых процессов, при внедрении которых существенно снижается или практически исключается образование отходов и отрицательное воздействие на окружающую среду;

· комплексное использование всех компонентов сырья и максимально возможное использование потенциала энергоресурсов.

Практически все сырьевые источники являются многокомпонентными и в среднем более трети его стоимости приходится на сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной переработке.

Так, уже сейчас практически все серебро, висмут, платину, а также более 20% золота и около 30% серы получают попутно при переработке комплексных руд Требование комплексного использования сырья в настоящее время возведено в ранг государственной политики.

Комплексный подход, имеющий не только экологическое, но и важное экономическое значение, обеспечивает эффективность таких производств, что в значительной степени ускоряет их разработку и внедрение. В качестве примера можно привести комплексную переработку полиметаллических руд, апатитового и нефелинового концентратов, руд, содержащих редкие металлы;

· внедрение геотехнологических методов разработки месторождений полезных ископаемых (например, подземное выщелачивание);

· применение безводных методов обогащения и переработки сырья на месте его добычи;

· использование гидрометаллургических методов переработки руд и отходов;

· применение методов порошковой металлургии;

· внедрение окислительно-восстановительных технологий с применением кислорода, водорода, озона, свободных радикалов, электрического тока и т.д.;

· использование в технологии сверхвысоких давлений и температур, эффекта сверхпроводимости;

· разработка плазменных процессов;

· замена химических процессов с использованием кислот и щелочей механическими методами, например, при очистке поверхностей;

· замена прямоточных процессов противоточными;

· внедрение перспективных высокоэффективных мембранных, ионообменных, экстракционных и других методов для разделения и выделения ряда высокоценных и токсичных веществ;

· максимальная замена первичных сырьевых и энергетических ресурсов вторичными;

· создание энерготехнологических процессов. Комбинирование технологических и так называемых энерготехнологических процессов позволяет увеличивать производительность агрегатов, экономить энергоресурсы, сырье и материалы.

В частности, таким образом организованы многотоннажные производства аммиака, азотной кислоты и карбамида.

Организация энерготехнологического получения аммиака позволила снизить удельные расходы электроэнергии в 8 раз;

· внедрение непрерывных процессов;

· интенсификация и автоматизация процессов и т. д.

2. Аппаратурное оформление:

· разработка принципиально новых аппаратов (например, позволяющих совмещать в одном аппарате несколько технологических процессов);

· оптимизация размеров и производительности;

· герметизация;

· использование новых конструкционных материалов, позволяющих увеличить долговечность аппаратов, уменьшить их вес и т.д.

3. Сырье, материалы, энергоресурсы:

· обоснованность их качества (в частности, использование сырья и материалов, например технической воды, не более высокого, а строго определенного качества);

· предварительная подготовка сырья и топлива (извлечение из него наиболее токсичных компонентов, например, серы из топлива и т.п.);

· замена высокотоксичных материалов, например ртути, кадмия, свинца и т.д., на менее токсичные вещества при производстве красителей, катализаторов, батареек и других изделий и материалов;

· возможность замены сырья и энергоресурсов на нетрадиционные, местные, попутно добываемые и т.д.

4. Готовая продукция, включая побочную и попутно образующуюся:

· безопасность;

· длительность использования;

· обеспечение возможности и условий для возвращения продукции в производственный цикл после физического и морального износа;

· биоразлагаемость при попадании в окружающую природную среду, например биоразлагаемые пакеты;

· удобство использования, починки, разборки и т.д.

5. Организация производства:

· ключевым является принцип системности. В соответствии с этим принципом каждый отдельный процесс рассматривается как элемент более сложной производственной системы, а на более высоком иерархическом уровне – как элемент всей эколого-экономической системы.

В качестве примера можно привести создание в различных отраслях народного хозяйства замкнутых водооборотных систем, являющихся составной частью безотходного производства. Раньше при проектировании промышленных производств водоснабжение, использование воды в самом производстве (для различных технологических нужд) и очистка сточных вод рассматривались отдельно.

Результаты этого хорошо известны. В настоящее время при создании замкнутых водооборотных систем промышленных предприятий водоподготовка, использование и очистка воды рассматриваются одновременно с основными технологическими процессами. Образующиеся при очистке сточных вод осадки перерабатываются в продукцию или выдаются в виде вторичного сырья.

В результате очистка сточных вод из вспомогательной операции превращается в основной промышленный процесс со всеми вытекающими отсюда последствиями. Серьезные изменения претерпел и взгляд на качество воды, используемой в технологических процессах. Исторически сложилось так, что при разработке технологических схем на качество воды внимания не обращали.

Вода из обычных источников в подавляющем большинстве случаев удовлетворяла технологов, а использованную воду просто сбрасывали в водоемы и только позднее стали направлять на очистные сооружения. Но оказалось, что для многих технологических процессов нет необходимости брать питьевую воду, так как можно использовать бывшую в употреблении.

Поэтому вопросом первостепенной важности при создании замкнутых водооборотных систем стала разработка научно обоснованных требований к качеству воды для всех технологических операций и рациональное, многократное, каскадное ее использование;

· цикличность потоков веществ, например создание замкнутых водооборотных и газооборотных циклов. Важнейшие из них замкнутые водооборотные циклы, которые формируют производственную систему по аналогии с природным круговоротом воды.

При этом должны соблюдаться следующие требования: водоснабжение и очистка сточных вод рассматриваются как единая система водного хозяйства, предприятия или региона.

В основу технического водоснабжения должно лечь многократное использование воды сначала без очистки, а затем уже частично очищенной до качества, определяемого условиями использования.

Очистка сточных вод должна в первую очередь ориентироваться на регенерацию локальных потоков отработанных технологических растворов, методы очистки должны обеспечивать одновременно извлечение и утилизацию ценных компонентов.

В качестве примера организации технологических процессов с рециркуляцией газовых потоков можно привести замкнутую систему использования аспирационного воздуха после очистки на рукавных фильтрах в корпусах обогатительных фабрик асбестовых комбинатов Подобная система позволяет очистить воздух от загрязнений (асбеста) до уровня предельно допустимых концентраций, получить дополнительную продукцию;

· возможность комбинирования производств на основе комплексного использования сырья и энергоресурсов;

· возможность отраслевой кооперации производств на основе переработки и утилизации вторичных ресурсов.

Примерами такого комбинирования может служить создание производства карбамида на основе диоксида углерода, образующегося в качестве отхода при производстве аммиака Совмещение производства аммиака и азотной кислоты, переработки апатита и получения сложных удобрений, соединений стронция, редкоземельных элементов и фтора позволило создать практически безотходное производство Особенно важна кооперация производств с большим количеством отходов (получение фосфорных удобрений, чугуна, стали, переработка угля) с производством строительных материалов;

· обоснованность района и площадки строительства с учетом фонового загрязнения окружающей среды, перспектив развития данного производства и других производств в регионе,

· создание малоотходных и безотходных территориально-производственных комплексов (ТПК) или эколого-промышленных парков.

В рамках таких комплексов складываются наиболее благоприятные условия для кооперирования различных производств таким образом, чтобы отходы одних предприятий использовались другими, решения транспортных проблем, размещения жилых массивов и рекреационных территорий и т.д.

Примерами являются территориально-производственные комплексы, создающиеся на Кольском полуострове, формируемые в Сибири и других регионах, а также ранее упомянутые в начале этого раздела.

В конечном итоге последовательные, целенаправленные действия должны привести к возникновению сначала в отдельных регионах, а в будущем и в масштабах всей страны непрерывного техногенного круговорота веществ и связанных с ним превращений энергии;

· рациональная организация производства. При этом подразумевается, что увеличение объема производства и расширение номенклатуры выпускаемой продукции не приводят к невосполнимым потерям природных ресурсов в регионе. Производство в данном случае должно оптимизироваться одновременно по энерготехнологическим, экономическим, экологическим и социальным параметрам.

Одним из примеров такого подхода и организации безотходного или чистого производства является утилизация пиритных огарков – отхода производства серной кислоты. В настоящее время пиритные огарки полностью используются в производстве цемента. Однако при этом их ценнейшие компоненты, такие, как медь, серебро и золото, не извлекаются, а оксиды железа используются менее эффективно.

В то же время разработана и опробована экономически выгодная технология их переработки (например, хлоридная), позволяющая получать медь, благородные металлы и использовать железо по его прямому назначению.

Выделение ценных компонентов из пиритных огарков будет более рациональным по сравнению с их включением в производство цемента, хотя в обоих случаях реализуется безотходная переработка;

· создание региональных систем (или центров) по переработке и обезвреживанию отходов, прежде всего токсичных. Это полигоны, заводы по производству строительных материалов, использующие и обезвреживающие некоторые токсичные материалы в силу особенностей своей технологии (обжиг и спекание при высоких температурах).

В ряде отраслей промышленности России уже имеются количественные показатели оценки безотходности. Так, в цветной металлургии широко используется коэффициент комплексностиопределяемый долей полезных веществ (в %), извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему его количеству. В ряде случаев он уже превышает 80%.

В угольной промышленности введен коэффициент безоходностипроизводства

где , , — коэффициенты использования соответственно породы, образующейся при горных работах, попутно забираемой воды при добыче угля (сланца) и использования пылегазовых отходов.

Как известно, добыча угля является одним из самых материалоемких и экологически сложных в народном хозяйстве процессов. Для этой отрасли установлено, что производство является безотходным (правильнее – малоотходным), если коэффициент безотходности превышает 75%. В случае использования наряду с вновь образующейся породой отвалов прошлых лет, коэффициент безотходности может быть более 100%.

Вероятно, в первом приближении для практических целей значение коэффициента безотходности (или коэффициента комплексности), равное 75% и выше, можно принять в качестве количественного критерия малоотходного, а 95% — безотходного производства и в ряде других материалоемких отраслей народного хозяйства. При этом, безусловно, должна учитываться токсичность отходов.

Дата добавления: 2017-08-01; просмотров: 6949; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/9-27517.html

34. Безотходные малоотходные технологии

Концепция малоотходных технологий и безотходных производств

«Безотходнаятехнологияпредставляет собой такой методпроизводства продукции, при которомвсе сырье и энергия используются наиболеерационально и комплексно в цикле:сырьевые ресурсы производство потреблениевторичные ресурсы, и любые воздействияна окружающую среду не нарушают еенормального функционирования». Этаформулировка не должна восприниматьсяабсолютно, т. е. не надо думать, чтопроизводство возможно без отходов.Представить себе абсолютно безотходноепроизводство просто невозможно, такогои в природе нет. Однако отходы не должнынарушать нормальное функционированиеприродных систем. Другими словами, мыдолжны выработать критерииненарушенного состояния природы.Создание безотходных производствотносится к весьма сложному и длительномупроцессу, промежуточным этапом которогоявляется малоотходное производство.Под малоотходнымпроизводствомследует понимать такое производство,результаты которого при воздействииих на окружающую среду не превышаютуровня, допустимого санитарно-гигиеническиминормами, т. е. ПДК. При этом по техническим,экономическим, организационным илидругим причинам часть сырья и материаловможет переходить в отходы и направлятьсяна длительное хранение или захоронение.

Принципыбезотходных технологий.

При созданиибезотходных производств приходитсярешать ряд сложнейших организационных,технических, технологических,экономических, психологических и другихзадач. Для разработки и внедрениябезотходных производств можно выделитьряд взаимосвязанных принципов.

Основнымявляется принципсистемности.

В соответствии с ним каждый отдельныйпроцесс или производство рассматриваетсякак элемент динамичной системы всегопромышленного производства в регионе(ТПК) и на более высоком уровне какэлемент эколого-экономической системыв целом, включающей кроме материальногопроизводства и другой хозяйственно-экономическойдеятельности человека, природную среду(популяции живых организмов, атмосферу,гидросферу, литосферу, биогеоценозы,ландшафты), а также человека и среду егообитания. Таким образом, принципсистемности, лежащий в основе созданиябезотходных производств, должен учитыватьсуществующую и усиливающуюся взаимосвязьи взаимозависимость производственных,социальных и природных процессов.

Другимважнейшим принципом создания безотходногопроизводства является комплексностьиспользования ресурсов.Этот принцип требует максимальногоиспользования всех компонентов сырьяи потенциала энергоресурсов.

Какизвестно, практически все сырье являетсякомплексным, и в среднем более третиего количества составляют сопутствующиеэлементы, которые могут быть извлеченытолько при комплексной его переработке.

Так, уже в настоящее время почти всесеребро, висмут, платина и платиноиды,а также более 20% золота получают попутнопри переработке комплексных руд.

Принципкомплексногоэкономногоиспользования сырья в России возведенв ранг государственной задачи и четкосформулирован в ряде постановленийправительства. Конкретные формы егореализации в первую очередь будутзависеть от уровня организациибезотходного производства на стадиипроцесса, отдельного производства,производственного комплекса иэколого-экономической системы.

Однимиз общих принципов создания безотходногопроизводства является цикличностьматериальных потоков.К простейшим примерам цикличныхматериальных потоков можно отнестизамкнутые водо- и газооборотные циклы.

В конечном итоге последовательноеприменение этого принципа должнопривести к формированию сначала вотдельных регионах, а впоследствии иво всей техносфере сознательноорганизованного и регулируемоготехногенного круговорота вещества исвязанных с ним превращений энергии.

Вкачестве эффективных путей формированияцикличных материальных потоков ирационального использования энергииможно указать на комбинирование икооперацию производств, создание ТПК,а также разработку и выпуск новых видовпродукции с учетом требований повторногоее использования.

Кне менее важным принципам созданиябезотходного производства необходимоотнести требованиеограничения воздействия производствана окружающую природную и социальнуюсредус учетом планомерного и целенаправленногороста его объемов и экологическогосовершенства.

Этот принцип в первуюочередь связан с сохранением такихприродных и социальных ресурсов, какатмосферный воздух, вода, поверхностьземли, рекреационные ресурсы, здоровьенаселения.

Следует подчеркнуть, чтореализация этого принципа осуществималишь в сочетании с эффективныммониторингом,развитым экологическимнормированием имногозвеннымуправлением природопользованием.

Общимпринципом создания безотходногопроизводства является также рациональностьего организации.

Определяющими здесьявляются требование разумногоиспользования всех компонентов сырья,максимального уменьшения энерго-,материало- и трудоемкости производстваи поиск новых экологически обоснованныхсырьевых и энергетических технологий,с чем во многом связано снижениеотрицательного воздействия на окружающуюсреду и нанесение ей ущерба, включаясмежные отрасли народного хозяйства.Конечной целью в данном случае следуетсчитать оптимизацию производстваодновременно по энерготехнологическим,экономическим и экологическим параметрам.Основным путем достижения этой целиявляются разработка новых иусовершенствование существующихтехнологических процессов и производств.Одним из примеров такого подхода корганизации безотходного производстваявляется утилизация пиритных огарковотхода производства серной кислоты. Внастоящее время пиритные огарки полностьюидут на производство цемента. Однакоценнейшие компоненты пиритных огарковмедь, серебро, золото, не говоря уже ожелезе, не используются. В то же времяуже предложена экономически выгоднаятехнология переработки пиритных огарков(например, хлоридная) с получением меди,благородных металлов и последующимиспользованием железа.

Вовсей совокупности работ, связанных сохраной окружающей среды и рациональнымосвоением природных ресурсов, необходимовыделить главные направления созданиямало- и безотходных производств.

К нимотносятся комплексноеиспользование сырьевых и энергетическихресурсов; усовершенствование существующихи разработки принципиально новыхтехнологических процессов и производстви соответствующего оборудования;внедрение водо- и газооборотных циклов(на базе эффективных газо- и водоочистныхметодов); кооперация производства сиспользованием отходов одних производствв качестве сырья для других и созданиябезотходных ТПК.

Отходыпроизводстваэто остатки сырья, материалов,полуфабрикатов, химических соединений,образовавшиеся при производствепродукции или выполнении работ (услуг)и утратившие полностью или частичноисходные потребительские свойства.Отходыпотребленияизделия и материалы, утратившие своипотребительские свойства в результатефизического или морального износа.

Отходыпроизводства и потребления являютсявторичнымиматериальными ресурсами(ВМР), которые в настоящее время могутвторично использоваться в народномхозяйстве.Отходы бывают токсичныеиопасные.

Токсичныеи опасные отходысодержащие или загрязненные материаламитакого рода, в таких количествах или втаких концентрациях, что они представляютпотенциальную опасность для здоровьячеловека или окружающей среды.

Источник: https://studfile.net/preview/5407677/page:16/

Безотходные и малоотходные производства (технологии)

Концепция малоотходных технологий и безотходных производств

По мере развития современного производства наряду с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий. Актуальность данной проблемы обусловлена следующими обстоятельствами.

Биосфера функционирует по принципу встроенности систем: каждая форма конструируется за счет деструкции других форм, составляя звено всеобщего кругооборота вещества в природе.

Производственная деятельность вплоть до самого последнего времени строилась по другому принципу — максимальной эксплуатации природных ресурсов и игнорирования проблемы деструкции отходов производства и потребления.

Этот путь был возможен лишь до тех пор, пока масштабы отходов не превышали границ способности экологических систем к самовосстановлению.

Между индустрией и окружающей средой до сих пор доминирует открытый тип связи. Аграрное производство гоже является открытой системой.

Производственный процесс начинается с использования природных ресурсов и завершается превращением их в средства производства, предметы потребления.

За процессом производства следует процесс потребления, после чего использованные продукты выбрасываются. Таким образом, открытая система базируется на принципе одноразового использования вещества природы.

Производственная деятельность начинается с использования некоторых новых природных ресурсов, а потребление заканчивается выбросами отходов в окружающую среду. Как было показано выше, весьма небольшая часть природных ресурсов превращается в целевые продукты, большая часть их попадает в отходы.

На основании этого можно говорить о существовании двух условных типов (моделей) общества: одноразового потребления (расточительное общество), создающего отходы и где производство носит многоотходный характер, и природосберегающего, где производство организовано на безотходных и малоотходных технологиях (рис. 6.10).

Таким образом, объективно возникает потребность перехода к принципиально новой форме связи — к замкнутым системам производства, предполагающим, возможно, большую автономность производства, исключение встроенности производственных процессов во всеобщий круговорот вещества в природе.

При замкнутой системе производство строится, опираясь на следующие фундаментальные положения:

  • • максимальное использование исходного природного вещества;
  • • максимальное использование отходов (регенерация отходов и превращение их в исходное сырье для последующих ступеней производства);
  • • создание конечных продуктов производства с такими свойствами, чтобы используемые отходы производства и потребления могли быть ассимилированы естественными экологическими системами;
  • • снижение количества отходов потребления путем выпуска товаров с меньшей массой, в биоразлагаемой упаковке, с полной их утилизацией еще до попадания в окружающую среду.

Принцип безотходности в общепринятом понятии сводится к тому, что при разработке и проектировании нового производства:

• применяют системный подход;

Рис. 6.10. Структурная схема общества одноразового потребления (а) и природосберегающего (б) соответственно

  • • комплексно используют ресурсы;
  • • учитывают цикличность материальных потоков;
  • • ограничивают воздействие на окружающую среду;
  • • рационально организовывают производственный процесс.

В соответствии с принципом системности 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 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.

Принцип комплексного экономного использования сырья в России возведен в ранг государственной задачи и четко сформулирован в ряде постановлений Правительства РФ. Конкретные формы его реализации в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадиях 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 газо- оборотные 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 назвать комбинирование и кооперацию производств, создание ТИК, 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-, материалоемкости и трудоемкости производства и поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во многом связано снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и ущерба ей, включая смежные отрасли народного хозяйства.

Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам. Основным при достижении этой цели является разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств.

Отсюда можно заключить, что 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.

Стратегия безотходной технологии исходит из того, что неиспользуемые отходы являются одновременно не полностью использованными природными ресурсами и источником загрязнения окружающей среды.

Снижение удельного выхода неиспользуемых отходов в расчете на товарный продукт технологии позволит произвести больше продукции из того же количества сырья и станет вместе с тем действенной мерой по охране окружающей среды. Биосфера дает нам природные ресурсы, из которых в сфере производства получаются конечные продукты, при этом образуются отходы.

Продукты применяются либо в сфере производства, либо в сфере потребления, и вновь образуются отходы. Практически всегда при необходимости после соответствующей обработки они могут быть использованы как вторичное сырье (вторичные материальные ресурсы) или как вторичные носители энергии (вторичные энергоресурсы).

Если по техническим или технологическим причинам невозможно или экономически невыгодно перерабатывать отходы, то их необходимо вводить в биосферу таким образом, чтобы по возможности не наносить вреда естественной окружающей среде.

Можно составить следующий баланс но сферам производства и потребления исходя из закона сохранения материи:

где А — масса образующихся отходов в сферах производства и потребления, кг/с; R — расход природных ресурсов, кг/с; S — масса веществ, накапливающихся в сферах производства и потребления вследствие постоянного роста производства, кг/с; ft — средний коэффициент использования отходов, кг/кг.

Снижение удельного количества неиспользуемых отходов производства и тем самым удельного расхода природных ресурсов возможно за счет:

  • • уменьшения удельного выхода отходов;
  • • повышения коэффициента использования отходов;
  • • рециклинга, т.е. утилизации отходов потребления в производстве.

Выбор одного из путей зависит как от технологических возможностей,

так и от экономических условий.

С одной стороны, первичная цель безотходной технологии заключается в таком уменьшении выводимой в единицу времени в биосферу массы неиспользованных отходов, при котором будет сохраняться естественное равновесие биосферы и обеспечивалось сохранение основных природных ресурсов. С другой стороны, крайне необходимы безотходные технологии, которые в качестве сырья используют отходы потребления. Такие технологии имеют двойную экологическую эффективность.

К настоящему времени при создании безотходных технологий определились следующие основные подходы:

  • • разработка бессточных технологических схем и водооборотных циклов на базе эффективных методов очистки и повторно-последовательного использования нормативно очищенных стоков;
  • • разработка технологических циклов с замкнутым воздухооборотом;
  • • замена воды в технологии на легко утилизируемые среды;
  • • замена воздуха на кислород и другие газы;
  • • разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов, исключающих образование любых видов отходов;
  • • создание территориально-промышленных комплексов, т.е. экономических районов, в которых реализована замкнутая система материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса;
  • • утилизация отходов в качестве вторичных материальных и энергетических ресурсов;
  • • использование отходов для переработки других отходов;
  • • сокращение массы отходов за счет уменьшения материалоемкости технологий.

Формулировка понятия безотходной технологии не должна восприниматься абсолютно, т.е. не следует думать, что возможно производство без отходов, однако отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем.

В реальных условиях полностью безотходную технологию нельзя создать ни практически, ни теоретически (подобно тому, что в соответствии со вторым законом термодинамики нельзя как полностью перевести энергию в полезную механическую работу, так и сырье невозможно полностью перевести в полезный экологически безопасный продукт). Другими словами, полностью безотходная технология — это идеальная система, к которой должен стремиться всякий реальный технологический цикл, и чем больше будет степень приближения, тем меньшую экологическую опасность будет представлять данное производство.

Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство.

Под малоотходным 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.

В некоторых случаях используют понятие «экологически чистая технология», подразумевая под этим такой метод производства, при котором сырье и энергия применяют настолько рационально, что объемы выбрасываемых в окружающую среду загрязняющих веществ и отходов сведены к минимуму.

Поскольку степень экологической чистоты будет определяться степенью приближения малоотходной технологии к идеальной модели, то необходимо ввести соответствующие коэффициенты, оценивающие приближение малоотходной технологии к безотходной.

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

Общий баланс относительной токсичности массы вредных веществ определяется следующим выражением:

где Мс + Мв — сумма отходов, поступающих в окружающую среду со сточными водами и газовыми выбросами; ?МН — масса нейтрализованных отходов, ХМр — масса рассеянных отходов.

Относительную экологичность типового процесса, технологической линии, цеха можно определить по выражению

Если А —> 0, то процесс стремится к безотходному состоянию.

Для количественной оценки безотходное™ производств рекомендуется использовать коэффициент безотходности, который учитывает различные факторы в зависимости от отрасли народного хозяйства.

Так, для угольной промышленности коэффициент безотходности КС) предложено определять по выражению

где Кп — коэффициент использования породы в результате горных работ; Кк — коэффициент использования попутно забираемой воды, образующейся при добыче угля; Кпг — коэффициент использования нылегазовых отходов. Для химической промышленности коэффициент безотходности

где Км — коэффициент полноты использования материальных ресурсов; К:) — коэффициент полноты использования энергетических ресурсов; КЭТ — коэффициент соответствия экологическим требованиям. Значения первых двух коэффициентов находят с учетом данных о материальном и энергетическом балансах.

Значение коэффициента Кэт определяется по выражению

где Г)г, г|а, г|л — коэффициенты соответствия экологическим требованиям для гидросферы, атмосферы и литосферы соответственно.

Коэффициент rv определяется но выражению

где п — число загрязняющих веществ, содержащихся в жидких отходах, отводимых в водные объекты (гидросферу); В{ — фактический сброс z-го ингредиента (вещества) в единицу времени, НДС,- — предельно допустимый сброс г-го ингредиента в единицу времени; ПДК, — предельно допустимая концентрация г-го ингредиента для водоема данного вида водопользования.

Если В,< ПДС;, то расчет коэффициента rjr не производят или принимают его равным единице. Очевидно, что коэффициент г|г с ростом В, уменьшается от единицы до нуля.

Если данные о НДС отсутствуют, то расчет ведут по выражению

где Сj — концентрация г-го ингредиента.

При сбросе в водоем нескольких загрязняющих веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности должно выполняться следующее условие:

Методика расчета коэффициента Г|а аналогична выше рассмотренной. Коэффициент г|л в настоящее время принимается равным единице. Если значение коэффициента Кэт< 1, то производство относят к разряду «традиционных».

В случае равенства коэффициента Кэт единице рассчитывают коэффициенты Км и Кэ или только один коэффициент Км.

Для целевого продукта коэффициент Км определяется по выражению

[_

~ У

где Моп — материалы основного производства; Мвп — материалы вспомогательного производства; 0оп — отходы основного производства; ОТоп — отбросы основного производства; Поп — потери основного производства.

В случае если Км лежит в интервале 0,9—1,0, то производство считается безотходным, при нахождении Км в интервале 0,8—0,9 — малоотходным, при значении Км< 0,8 — производство считается традиционным.

В общем случае для оценки степени совершенства технологического процесса с учетом взаимодействия с окружающей средой за критерий безотходное™ принимается коэффициент экологического действия:

где Вт — теоретическое воздействие, необходимое для производства; Вф — фактическое воздействие; Вп — воздействие, определяемое конкретным производством.

Если Вф < Вт, то Кш —> 0, т.е. данное производство совершенно не учитывает требований экологической безопасности, что ведет к так называемому экологическому просчету. Чем выше значение коэффициента Кэд, тем более совершенным является производство с учетом воздействия на окружающую среду и тем более существенно оно приближается к безотходной технологии.

Социально-экономический эффект (СЭЭ) безотходных производств можно оценить по комплексному критерию:

где ? Э, — сумма всех эффектов, достигаемых при внедрении безотходного производства; У — ущерб от загрязнения окружающей среды отходами производства и потребления; Зп — полные затраты на создание безотходного производства.

При наличии нескольких вариантов должен быть выбран вариант с наибольшим СЭЭ при минимальных значениях Зп.

Таким образом, сочетание прогрессивных технологий с современными методами очистки и контроля газопылевых выбросов, вторичного использования отходов позволяет реконструировать существующие и проектировать новые производства, отвечающие требованиям малоотходное™ и экологической безопасности.

Источник: https://studme.org/270768/ekologiya/bezothodnye_maloothodnye_proizvodstva_tehnologii

Scicenter1
Добавить комментарий