Экология безотходное производство. Безотходная и малоотходная технология

ПИЩЕВАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ

Лекция 7

Дополнительная

Основная

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Вопросы для самоконтроля

1) В чем состоит суть биоконверсии?

2) Какие отходы могут быть использованы в качестве сырьевых компонентов для биоконверсии?

3) Какие ферменты участвуют в биологической деградации лигноцеллюлозы?

4) Что такое компосты? Виды компостов?

1. Биотехнология: Теория и практика / Н.В. Загоскина, [и др.]. – М.: Изд-во: Оникс. - 2009. – 496 с.

2. Биопрепараты: Сельское хозяйство. Экология. Практика применения. – М.: ООО «ЭМ-кооперация», 2008 – 296 с.

1) Елинов, Н.П. Основы биотехнологии / Н.П. Елинов. - СПб.: Наука, 1995, 600с.

2) Биотехнология / Под ред. А. А. Баева. – М: Наука, 1984. – 309с.

3) Сельскохозяйственная биотехнология / под. ред. В.С. Шевелухи. – М.: Высшая школа 2003. – 469 с.

Безотходная технология - технология, подразумевающая наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии в производстве, обеспечивающее защиту окружающей среды. Это принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочку первичное сырьё - производство - потребление - вторичное сырьё.

Принципы безотходной технологии:

Системный подход

Комплексное использование ресурсов

Цикличность материальных потоков

Ограничение воздействия на окружающую среду

Рациональная организация.

Отходы производства - остатки сырья, материалов и полупродуктов, образующиеся при получении заданной продукции, которые частично или полностью утратили свои качества и не соответствуют стандартам (техническим условиям). Эти остатки после соответствующей обработки могут быть использованы в сфере производства или потребления.

Хранение отходов в естественном виде возможно без потерь в течение 2-3 дней. При длительном хранении они теряют свои питательные свойства, закисают, загнивают, забраживают, загрязняя окружающую среду.

К малоиспользуемым в настоящее время отходам относятся: фильтрационный осадок (дефекат) в сахарной промышленности, последрожже-вая и послеспиртовая барда в спиртовой отросли, картофельный сок в крахмальном производстве, табачная пыль, а также углекислый газ брожения и вторичный газ брожения в спиртовой и пивоваренной отраслях.

Ежегодно из образующихся в сахарной отрасли свыше 2 млн т дефеката используется лишь 70 %. Для одного завода мощностью переработки свеклы 3 тыс. т в сутки требуется для складирования дефеката до 5 га земли. Из 5 тыс. т картофельного сока используется лишь до 20 %. Углекислый газ брожения в спиртовой отросли используется на 20 %, остальное выбрасывается в атмосферу, усиливая парниковый эффект.

Экологическое совершенствование производства предполагает экономию потребляемых ресурсов окружающей среды и сокращение массы отходов, размещаемых в ней. И то и другое достигается путем внедрения малоотходных технологий, создания систем безотходного производства, вывода из эксплуатации устаревших основных фондов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

В настоящее время в значительной степени пересмотрены ранее сформированные подходы к производству и качеству выпускаемой пищевой продукции. Важно, что от этапа увеличения выпуска продукции для удовлетворения растущих потребностей человека мы переходим к этапу увеличения качества выпускаемой продукции при все возрастающих требованиях к экологической чистоте производственных процессов. Внедряются эффективные технологические процессы, разрабатываются принципиально новые подходы к организации безотходных или малоотходных энерго- и ресурсосберегающих технологий.

За рубежом активно ведут разработки по комплексному использованию сырья и безотходной переработки образующихся вторичных ресурсов с применением микробиологической биотрансформации сырья, главным образом в направлении обогащения его белком, синтезируемым бактериями, дрожжами или грибами в целях получения кормов, кормовых и пищевых добавок.

В Японии при изготовлении пищевых продуктов используют кости рыб, стебли конопли, кожуру цитрусовых, отруби, жмых, спиртовую барду и пивную дробину. При получении кормов и удобрении в Японии используют панцири креветок и крабов, рисовую шелуху, соевым жмых, барду и обезжиренные бобы или остатки отжатого соевого творога «тофу».

В США при получении пищевых продуктов используют скорлупу орехов (миндаль), сахарную мелассу, чайные остатки, жмых, остатки теста и хлеба, подсырную сыворотку.

Великобритания в производстве продуктов питания рационально использует шелуху какао бобов и кормовые белки из свекловичного жома.

В России также ведутся аналогичные исследования и внедряются в производство. Например, свекловичный пектин используется при производстве колбас, в молочной промышленности при изготовлении кисломолочных напитков, творожных масс. Пищевые свекловичные волокна могут найти применение и в кондитерской промышленности при изготовлении хлебобулочных изделий, в том числе профилактического назначения, при производстве готовых блюд, горчицы, соусов, супов, кетчупов, изделий консервной и рыбной промышленности. При этом снижается калорийность изделий, повышается их биологическая ценность, экономится дорогостоящее основное сырье.

Одним из видов пищевых отходов, представляющих значительный интерес для предприятий пищевой промышленности и заготовочных предприятий общественного питания, являются выжимки ягод. Их следует рассматривать как дополнительные источники ценнейших веществ природного происхождения (сахара, органические кислоты, витамины, минеральные вещества). Однако в большинстве случаях отходы соковых производств используют на корм скоту, превращают в компост или просто сжигают.

Учитывая промышленные масштабы выращивания и переработки черноплодной рябины, клюквы и брусники, а также содержание в выжимках ценных биологически активных и пектиновых веществ, переработка выжимок является актуальной задачей. С другой стороны, решение этой задачи позволит улучшить комплексную переработку и использование сельскохозяйственного сырья, в частности, вторичных продуктов производства.

В настоящее время при производстве мучных кондитерских и х/б, а также колбасных и паштетных изделий используется традиционная рецептура и традиционные технологические схемы производства. Предложены различные варианты использования данных видов вторичных сырьевых ресурсов для производства кулинарных, мясных, мучных кондитерских и булочных изделий.

Разработаны рецептуры и технологии приготовления мясорастительных паштетов с выжимками ягод брусники и клюквы, маринадов овощных и овощей пассированных с выжимками ягод брусники, клюквы, жимолости, облепихи.

Создание промышленных технологий производства концентрированных белковых продуктов из растительного сырья - одно из основных направлений увеличения ресурсов продовольствия и кормов, а также безотходное производство.

В большинстве промышленно развитых стран (США, Японии, Бельгии, Дании и др.) уже накоплен практический опыт по переработке бобовых с получением белков и разнообразного ассортимента высококачественных пищевых продуктов на их основе. Как правило, эти производства работают по экологически чистой безотходной технологии, выпуская помимо пищевых высококонцентрированных белков также высококачественные корма и биологически активные препараты.

Современные технологии получения белковых продуктов из растительного сырья строятся на двух основных технологических подходах:

1. Глубокое фракционирование макронутриентов сырья с максимизацией выхода белков, их очистка, концентрированно и при необходимости модификация функциональных и медико-биологических характеристик.

2. Оптимальное фракционирование макро- и микронутриентов сырья с получением белково-липидных и белково-углеводных композитов заданного состава с максимальным сохранением фитохимического потенциала сопутствующих микронутриентов.

Для российской пищевой промышленности наибольший интерес представляют белковые продукты из растительного шрота (изоляты, концентраты, обезжиренная мука, текстурированные белки). Технологии их производства можно отнести к первому подходу, так как при их получении ставится задача достижения максимального выхода белкового компонента после исчерпывающего извлечения липидов.

Изоляты и концентраты - более очищенные формы белков. Они используются в питании без каких-либо ограничений и в совокупности с другими пищевыми компонентами могут служить основным источником белка в рационе человека.

В нашей стране традиционно развита рыбоперерабатывающая промышленность, где возможности биотехнологии чрезвычайно широки. Многочисленные исследования показали, что морепродукты особенно богаты природными биологически активными веществами (БАВами), которые могут быть использованы в качестве функциональных ингредиентов. Это ферменты, витамины, аминокислоты, полиеновые жирные кислоты, фосфолипиды, биополимеры и гормоны, а также минеральные и др. вещества, играющие незаменимую роль в организме.

В создавшихся условиях обеспечение населения пищевыми продуктами с повышенным лечебно-профилактическим эффектом, в том числе за счет вовлечения в сферу производства морепродуктов, включая неиспользуемые биоресурсы, является актуальным. Отходы рыбной промышленности также можно перерабатывать с дальнейшим получением БАД, белков, экстрактов и др.

Воздействие вредных факторов окружающей среды, несбалансированность современного питания (дефицит пищевых волокон, белка, витаминов, минеральных солей микроэлементов) обостряют потребность в специальных продуктах питания, проблему которых частично может решить рациональное использование вторичного пищевого сырья, являющегося результатом традиционных технологических процессов производства пищевой продукции.

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.

Человечество в результате своей деятельности пришло к пониманию того, что необходимо внедрение технологических процессов, дающих минимальные выбросы, при которых самоочищающаяся способность природы в достаточной степени будет препятствовать возникновению необратимых экологических изменений. Специалистами было предложено определение безотходной технологии, которое принято как основное для дальнейшего использования:

Безотходная технология – это практическое применение знаний, методов и средств для обеспечения в рамках человеческих потребностей рационального использования природных ресурсов, энергии и защиты окружающей среды .

Под безотходной технологией понимается идеальная модель производства , которая в большинстве случаев не может быть реализована в полной мере, но с развитием технического прогресса все больше приближается к идеальной. Более конкретно под безотходной технологической системой (БТС) следует понимать такое производство, в результате деятельности которого не происходит выбросов в окружающую среду. Безотходное производство представляет 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.

Безотходное производство можно характеризовать всемерно возможной утилизацией образовавшихся в прямых технологических процессах отходов. Малоотходная технология представляет собой промежуточную ступень безотходной и отличается от нее тем, что обеспечивает получение готового продукта с не полностью утилизируемыми отходами.

Задачи по реализации безотходной технологии вытекают из следующего:

ü наибольшая часть загрязнений окружающей среды является следствием недостаточного развития промышленной технологии;

ü неиспользованные отходы производства – это потери природных ресурсов;

ü получение и использование вторичного сырья (отходов) с увеличением потребности в естественных материалах может стать важным источником повышения производительности общественного труда;

ü предпосылкой для рационализации промышленной технологии является выработка технико-экономических решений по «замкнутым» технологиям (кругооборот материалов);

ü единый и экономичный путь решения основных проблем в области обмена веществ между человеком и природой должен осуществляться в масштабах государства.

Анализ отечественных и зарубежных материалов показывает, что безотходная технология может развиваться в четырех основных направлениях:

1) создание различных видов бессточных технологических систем на базе существующих, внедряемых и перспективных способов очистки. При этом достигается резкое уменьшение потребления воды, но, как правило, образуется вторичное загрязнение в виде твердых осадков или насыщенных растворов;

2) разработка и внедрение систем переработки отходов производства и потребления, которые следует рассматривать не как экологическую нагрузку, а как BMP. Необходимо учитывать, что при эксплуатации современных систем водо- и газоочистки образуются твердые отходы, представляющие собой сложную концентрированную смесь загрязняющих веществ;

3) организация принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции, позволяющих исключить или сократить этапы переработки или технологические стадии, на которых образуется основное количество отходов;

4) разработка и создание территориально-промышленных комплексов (ТПК) с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов внутри ТПК, имеющих минимум выбросов.

Выделение токсичных компонентов из отходящих газов и сточных вод осуществлялось в основном для перевода этих компонентов в безвредную форму и редко сочеталось с их повторным использованием. Во многих случаях пытались уменьшить концентрацию токсичных отходов при выводе их в биосферу. Меры по сокращению отходов и отходящего тепла при производстве продукции, а также по вторичному использованию этих отходов реализовались преимущественно в целях экономии материалов и энергии и не рассматривались как меры по охране окружающей среды.

Постоянное увеличение использования естественных ресурсов, усиленное загрязнение окружающей среды требуют реализации стратегии безотходной технологии. Основы этой технологии заключаются в том, что неиспользованные отходы производства одновременно являются не полностью использованными природными ресурсами и источником загрязнения окружающей среды. Снижение количества используемых отходов по отношению к количеству изготавливаемой продукции позволит произвести больше изделий из того же количества сырья и явится вместе с тем действенной мерой охраны окружающей среды.

Биосфера дает природные ресурсы, из которых в сфере производства изготавливаются изделия, при этом образуются отходы. Во многих случаях после соответствующей обработки они могут быть использованы как вторичное сырье или как вторичные носители энергии. Если по техническим или технологическим причинам это невозможно или экономически невыгодно, то их необходимо выводить в биосферу таким образом, чтобы по возможности не наносить вреда естественной окружающей среде.

Предложено общее уравнение баланса по сферам производства и потребления:

R = A(1 — S m) + S, .

где R – расход природных ресурсов, кг/с; А – образующееся в сферах производства и потребления количество отходов, кг/с; S m – средний коэффициент использования отходов, кг/кг; S – количество веществ, накапливающихся в сферах производства, кг/с.

Снижение удельного неиспользуемого количества отходов производства A (1 — S m) и тем самым удельного расхода природных ресурсов возможно за счет уменьшения образующегося удельного количества (А) отходов производства или за счет повышения коэффициента использования отходов (S m). Выбор одного из путей зависит как от технологических возможностей, так и от экономических условий. Первичная цель безотходной технологии – настолько уменьшить выводимый в единицу времени в биосферу поток массы неиспользуемых отходов, чтобы сохранилось естественное равновесие биосферы и обеспечивалось наличие основных природных ресурсов.

Конечное достижение безотходности производства обусловливается наличием n количества ступеней переработки отходов всех видов. Система становится безотходной, когда на n-й стадии выделяется такое количество отходов, которое не оказывает заметного отрицательного воздействия на окружающую среду. Если отходы на некоторых ступенях направляются снова на переработку, в начальной стадии получается БТС закрытого или частично закрытого типа .

· сырье, полуфабрикаты, энергия, средства охлаждения : максимально использовать отходы и отходящее тепло; минимально использовать сырье, полуфабрикаты и рабочую энергию при добыче и изготовлении которых образуются относительно большие количества ПО и отходящего тепла или которые имеются лишь в ограниченном объеме (например, электроэнергия или охлаждающая вода); насколько возможно, избегать использования сырья, содержащего высокую долю бесполезных примесей;

· техническое оборудование : использовать технические устройства с продолжительным сроком службы и малой массой, изготовленные в соответствии с требованиями безотходной технологии; использовать технические устройства оптимального принципа действия, например, с высокой степенью отделения или с высоким коэффициентом тепло- и массопередачи, при минимальной потере давления и малых потерях тепла;

· основные процессы : использовать неэнергоемкие процессы с высокой избирательностью; применять высокоэффективные каталитические процессы;

· технологическая схема : применять принцип противотока или циркуляции; избегать принципа прямотока и смешения;

· параметры процесса : выбирать оптимальные температуры реакции; выбирать малые движущие силы; исключать предельные технологические параметры, например, температуры и давления;

· изделия : закладывать в конструкцию (состав) изделия малую удельную массу;, предусматривать продолжительный срок его службы, а также минимальное образование отходов и отходящего тепла при его использовании; обеспечивать пригодность износившегося (израсходованного) продукта в качестве вторичного сырья (вторичного носителя энергии);

· отходы, отходящее тепло : получать отходы в утилизируемой форме.

Поскольку эти требования частично противоречат друг другу, а частично не реализуемы из-за отсутствия возможностей, то для каждого технологического процесса необходимо искать оптимум с учетом производительности труда и экономии.

Одним из перспективных, выгодных и развивающихся направлений использования ПО, входящих в систему безотходных технологий, является обмен ими как между предприятиями внутри стран, так и между государствами с целью использования их в подходящих технологических процессах.

Так, широко развит экспорт и импорт полимерных отходов в странах ЕЭС, а также Австрии, Швейцарии и Скандинавских странах. Особым спросом пользуются отходы полимеров: полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида и ацетата целлюлозы. Ведущее положение в европейском обмене отходами занимают Италия (ежегодный импорт составляет свыше 90 тыс. т полимерных отходов), ФРГ (экспорт 65 тыс. т) и Франция (экспорт 50 тыс. т). Япония, Китай и другие страны большую часть потребности в металле удовлетворяют за счет ввоза металлолома из других стран. Китай для производства бумаги ввозит мусор из США.

В настоящее время в странах Западной Европы и США существует два типа посреднических бирж: биржи, поставляющие информацию о количестве отходов, их качественном составе и способах переработки, и биржи, которые непосредственно осуществляют обмен отходами путем нахождения соответствующего потребителя.

Успешное функционирование таких систем, по-своему замыкающих цикл безотходных технологий, возможно на основе автоматизированных средств связи и управления, осуществляющих свои операции в межгосударственных масштабах или в пределах промышленного района. Так, с середины 1970-х годов в ФРГ и Франции путем посредничества бирж между предприятиями реализуются отходы древесины, бумаги, картона, металлов и других ПО. Несмотря на сравнительно небольшие пока контакты между поставщиком и потребителем, такие биржи являются экономически выгодными для государства. Об этом же говорит опыт США и Японии, где действует широкая сеть посреднических бирж, способствующих внедрению прогрессивных технологических процессов обезвреживания и переработки промышленных отходов и обмену отходами между предприятиями.

Для рационального управления комплексной системой сбора, транспортирования, обезвреживания и утилизации отходов и загрязнений в масштабах промышленного региона, отдельной страны или группы стран необходимо иметь оперативную информацию о местонахождении отходов, их количестве, составе и свойствах, возможностях утилизации или обезвреживания. Информационно-поисковые системы позволяют определить и наладить связи «отходы — сырье», «поставщик — потребитель». Координационные центры по взаимному обмену промышленными отходами с целью их дальнейшей утилизации, например, успешно функционируют в Японии.

Резервы безотходных технологий огромны. Подсчитано, что в расчете на душу населения у нас в стране за год перерабатывается до 20 т различного природного сырья, при этом в готовую продукцию переходит всего лишь 5…10 %, все остальное – отходы, неиспользованная часть сырья. В процессе эксплуатации промышленной продукции, по мере износа или морального старения, она также переходит в категорию отходов потребления. Таким образом, практически весь объем взятых у природы материалов возвращается ей, но уже с новыми свойствами, которые приводят к нарушению экологического равновесия.

Анализ результатов научно-исследовательских работ, проведенный рядом институтов страны, показывает, что практически все виды отходов производства и потребления могут быть использованы в народном хозяйстве в качестве вторичного сырья для получения многих видов товаров технического назначения и народного потребления. Реальность и техническая целесообразность использования отходов доказана, например, практикой работы многих отечественных и зарубежных предприятий различных отраслей промышленности.

В настоящее время все большее значение для использования отходов и отходящего тепла приобретают территориальные связи и сочетания различных технологических процессов с районами коммунального потребления. Так, во многих случаях представляется возможным использовать воду сначала для коммунально-бытовых целей, а затем после очистки, требующей относительно небольших затрат, употреблять на производственные цели.

Бессточная система промышленного использования воды является особым видом БТС, при которой не менее 90 % ее находится в водооборотном цикле и не более 10 % приходится на подпитку свежей водой. При этом необходимо, чтобы количество продувочных вод, сбрасываемых из системы в водоем или на очистные сооружения, не превышало 5 % находящихся в водообороте.

Бессточные системы, в свою очередь, подразделяются на системы с полной утилизацией компонентов или без утилизации , т.е. со складированием в специальных емкостях, накопителях или с закачкой в подземные горизонты. Примером бессточной системы промышленного использования воды могут служить разработанные МосводоканалНИИпроектом и внедренные во многих автохозяйствах страны водоочистные установки «Кристалл», которые работают по замкнутому циклу и позволяют экономить сотни тысяч кубометров ценной питьевой воды.

Экономическая оценка эффективности БТС заключается в определении экономического эффекта от утилизации и переработки отходов на всех стадиях, включая и другие отрасли, а также в расчете предотвращенного ущерба окружающей среде на основе сопоставления БТС и предприятий с традиционной технологией.

Исходя из всего сказанного можно заключить, что дальнейшее развитие экономики в природоохранном аспекте тесно связано с решением проблем более полного использования природных ресурсов и с созданием рециркуляционных материальных и энергетических потоков.

С технологической точки зрения для внедрения безотходных и малоотходных производств непременно потребуется создание новых материалов и веществ, например новых мембранных материалов, ионообменных смол, синтетических флокулянтов, химических реагентов, а также аппаратов и приборов, которые позволят усовершенствовать или интенсифицировать различные процессы разделения сред, обезвреживание и утилизацию отходов. Для расширения масштабов внедрения безотходных технологических процессов необходимо дальнейшее совершенствование способов использования отходов, а также методов экономического стимулирования с целью повышения заинтересованности работников различных отраслей промышленности в подготовке отходов к последующей переработке и утилизации. Немаловажным стимулом является также плановое уменьшение предприятием потребления природного сырья и переход на использование вторичных материальных ресурсов.

Для организации малоотходных и безотходных промышленных производств исключительное значение имеет кооперирование предприятий различных отраслей промышленности. Наиболее благоприятные возможности для кооперирования производств складываются в условиях территориально-производственного комплекса, где планово формируется совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных пропорционально развивающихся объектов различных отраслей народного хозяйства. Эти объекты созданы для совместного решения одной или нескольких определенных народнохозяйственных проблем, выделяются размерами производства и четкой специализацией в масштабах страны и своего экономического района. Они сконцентрированы на ограниченной, обязательно компактной территории, обладающей необходимым набором и количеством ресурсов, достаточных для решения соответствующих заданий.

Кроме того, они эффективно (с позиций народного хозяйства) используют местные и полученные извне ресурсы, обеспечивают охрану окружающей среды, имеют единую производственную и социальную инфраструктуру.

Экономические преимущества при правильном и оптимальном развитии промышленного производства допускают выгодное и целесообразное транспортирование отходов на относительно небольшие расстояния в пределах ТПК, что облегчает решение многих вопросов, связанных с территориальным размещением предприятий.

Комплексное развитие ТПК протекает путем постепенной организации связанных друг с другом производств, при которой продукция одного предприятия становится сырьем или полуфабрикатом для другого. При этом происходит совершенствование отдельных производств с целью сокращения потребления энергии, воды, а также повышения производительности труда и увеличения комплексности переработки первичного сырья.

Создание малоотходных и безотходных ТПК является важным направлением развития народного хозяйства, рационального использования природных ресурсов и сохранения экологического равновесия.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

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.

1. Концепция безотходного производства.

1.1 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.

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.

1.2 Принципы безотходных технологий

При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших организационных, технических, технологических, экономических, психологических и других задач. Для разработки и внедрения безотходных производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов. безотходный производство промышленность отходы

Основным является принцип системности. В соответствии с ним 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 - хозяйственно-экономическую деятельность 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.

Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно при переработке 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 в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадии 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 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.

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-, материало- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во многом связано снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и нанесение ей ущерба, включая смежные отрасли народного хозяйства. Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам.

Основным путем достижения этой цели являются разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств. Одним из примеров такого подхода к организации безотходного производства является утилизация пиритных огарков -- отхода производства серной кислоты. В настоящее время пиритные огарки полностью идут на производство цемента. Однако ценнейшие компоненты пиритных огарков -- медь, серебро, золото, не говоря уже о железе, не используются. В то же время уже предложена экономически выгодная технология переработки пиритных огарков (например, хлоридная) с получением меди, благородных металлов и последующим использованием железа.

Во всей совокупности работ, связанных с охраной окружающей среды и рациональным освоением природных ресурсов, необходимо выделить главные направления создания мало- и безотходных производств.

К ним относятся:

Комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов;

Усовершенствование существующих и разработки принципиально новых технологических процессов и производств и соответствующего оборудования;

Внедрение водо- и газооборотных циклов;

Кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создания безотходных ТПК.

1.3 Требования к безотходному производству

На пути совершенствования существующих и разработки принципиально новых технологических процессов необходимо соблюдение ряда общих требований:

осуществление производственных процессов при минимально возможном

числе технологических стадий (аппаратов), поскольку на каждой из них образуются отходы, и теряется сырье;

применение непрерывных процессов, позволяющих наиболее эффективно использовать сырье и энергию;

увеличение (до оптимума) единичной мощности агрегатов;

интенсификация производственных процессов, их оптимизация и автоматизация;

создание энерготехнологических процессов. Сочетание энергетики с технологией позволяет полнее использовать энергию химических превращений, экономить энергоресурсы, сырье и материалы и увеличивать производительность агрегатов. Примером такого производства служит крупнотоннажное производство аммиака по энерготехнологической схеме.

2. Основные направления безотходной технологии

При современном уровне развития науки и техники без потерь практически невозможно обойтись. По мере того как будет совершенствоваться технология селективного разделения и взаимопревращения различных веществ, потери будут постоянно уменьшаться.

Промышленное производство без материальных, бесполезно накапливаемых потерь и отходов уже существует в целых отраслях, однако доля его пока мала. О каких новых технологиях можно вести разговор, если с 1985 г. -- начала перестройки и до нынешнего времени экономическое развитие при переходе к рынку идет на ощупь; доля износа основных производственных фондов все больше увеличивается, в отдельных производствах составляет 80--85%. Техническое перевооружение производств приостановилось.

Вместе с тем, мы обязаны заниматься проблемой безотходного производства, так как при нарастающих темпах накопления отходов население может оказаться завалено свалками промышленных и бытовых отходов и остаться без питьевой воды, достаточно чистого воздуха и плодородных земель. Топливно-промышленные комплексы Норильска, Североникеля, Нижнего Тагила и многих других городов могут расшириться дальше и превратить Россию в малоприспособленную к жизни территорию.

Все-таки, 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 комплексную государственную программу внедрения безотходных производств и переработки скопившихся в Российской Федерации отходов.

Назовем основные имеющиеся направления и разработки безотходной технологии в отдельных отраслях промышленности:

1. Энергетика.

В энергетике необходимо шире 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 эксплуатации пыле-очистного оборудования с максимально возможным КПД, при этом образующуюся золу эффективно использовать в качестве сырья при производстве строительных материалов и в других производствах.

2. Горная промышленность.

В горной промышленности необходимо; внедрять разработанные технологии по полной утилизации отходов, как при открытом, так и при подземном способе добычи полезных ископаемых; шире применять геотехнологические методы разработки месторождений полезных ископаемых, стремясь при этом к извлечению на земную поверхность только целевых компонентов; использовать безотходные методы обогащения и переработки природного сырья на месте его добычи; шире применять гидрометаллургические методы переработки руд.

3. Металлургия.

В черной и цветной металлургии при создании новых предприятий и реконструкции действующих производств необходимо внедрение безотходных и малоотходных технологических процессов, обеспечивающих экономное, рациональное использование рудного сырья:

вовлечение в переработку газообразных, жидких и твердых отходов производства, снижение выбросов и сбросов вредных веществ с отходящими газами и сточными водами;

при добыче и переработке руд черных и цветных металлов -- широкое внедрение использования многотоннажных отвальных твердых отходов горного и обогатительного производства в качестве строительных материалов, закладки выработанного пространства шахт, дорожных покрытий, стеновых блоков и т. д. вместо специально добываемых минеральных ресурсов;

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 сточных вод путем дальнейшего развития и внедрения безводных технологических процессов и бессточных систем водоснабжения;

повышение эффективности существующих и вновь создаваемых процессов улавливания побочных компонентов из отходящих газов и сточных вод;

широкое внедрение сухих способов очистки газов от пыли для всех видов металлургических производств и изыскание более совершенных способов очистки отходящих газов;

утилизация слабых (менее 3,5% серы) серосодержащих газов переменного состава путем внедрения на предприятиях цветной металлургии эффективного способа -- окисления сернистого ангидрида в нестационарном режиме двойного контактирования;

на предприятиях цветной металлургии ускорение внедрения ресурсосберегающих автогенных процессов и в том числе плавки в жидкой ванне, что позволит не только интенсифицировать процесс переработки сырья, уменьшить расход энергоресурсов, но и значительно оздоровить воздушный бассейн в районе действия предприятий за счет резкого сокращения объема отходящих газов и получить высококонцентрированные серосодержащие газы, используемые в производстве серной кислоты и элементарной серы;

разработка и широкое внедрение на металлургических предприятиях высоко эффективного очистного оборудования, а также аппаратов контроля разных параметров загрязненности окружающей среды;

быстрейшая разработка и внедрение новых прогрессивных малоотходных и безотходных процессов, имея в виду бездоменный и бескоксовый процессы получения стали, порошковую металлургию, автогенные процессы в цветной металлургии и другие перспективные технологические процессы, направленные на уменьшение выбросов в окружающую среду;

расширение применения микроэлектроники, АСУ, АСУ ТП в металлургии целях экономии энергии и материалов, а также контроля образования отходов и их сокращения.

4. Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.

В химической и нефтеперерабатывающей промышленности в более крупных масштабах необходимо использовать в технологических процессах:

· окисление и восстановление с применением кислорода, азота и воздуха;

· электрохимические методы, мембранную технологию разделения газовых и жидкостных смесей;

· биотехнологию, включая производство биогаза из остатков органических продуктов, а также методы радиационной, ультрафиолетовой, электроимпульсной и плазменной интенсификации химических реакций.

5. Машиностроение.

В машиностроении в области гальванического производства следует направлять научно-исследовательскую деятельность и разработки на водоочистку, переходить к замкнутым процессам рециркуляции воды и извлечению металлов из сточных вод; в области обработки металлов шире внедрять получение деталей из пресс-порошков.

6. Бумажная промышленность.

В бумажной промышленности необходимо:

· внедрять разработки по сокращению на единицу продукции расхода свежей воды, отдавая предпочтение созданию замкнутых и бессточных систем промышленного водоснабжения;

· максимально использовать экстрагирующие соединения, содержащиеся в древесном сырье для получения целевых продуктов;

· совершенствовать процессы по отбеливанию целлюлозы с помощью кислорода и озона;

· улучшать переработку отходов лесозаготовок биотехнологическими методами в целевые продукты;

· обеспечивать создание мощностей по переработке бумажных отходов, в том числе макулатуры.

3. Переработка и использование отходов

Отходы производства -- это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, химических соединений, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ (услуг) и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства.

Отходы потребления -- изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа.

Отходы производства и потребления являются вторичными материальными ресурсами (BMP), которые в настоящее время могут вторично использоваться в народном хозяйстве.

Отходы бывают токсичные и опасные

Токсичные и опасные отходы -- содержащие или загрязненные материалами такого рода, в таких количествах или в таких концентрациях, что они представляют потенциальную опасность для здоровья человека или окружающей среды.

В Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд. тонн отходов, при этом вторично используются только 2 млрд. тонн, т. е. около 28%. Из общего объема используемых отходов около 80% -- вскрышные породы и отходы обогащения -- направляется для закладки выработанного пространства шахт и карьеров; 2% -- находят применение в качестве топлива и минеральных удобрений, и лишь 18% (360 млн. т.) используются в качестве вторичного сырья, из них 200 млн. т. в стройиндустрии.

На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. т. твердых отходов, при этом изымаются из хозяйственного оборота сотни тысяч гектаров земель; сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах и свалках отходы являются источниками загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, почв и растений.

Особую тревогу вызывает накопление в отвалах и свалках токсичных и экологически опасных отходов, общее количество которых достигло 1,6 млрд. т., что может привести к необратимому загрязнению окружающей среды.

В России ежегодно образуется около 75 млн. т. высокотоксичных отходов, из них перерабатывается и обезвреживается лишь 18%. Общая площадь организованных хранилищ для токсичных отходов составляет 11 тыс. га, при этом не учитываются неорганизованные хранилища и свалки, на которые, по некоторым данным, вывозится около 4 млн. т. высокотоксичных отходов.

Следует также выделить проблемы, связанные с образованием твердых бытовых отходов (ТБО) и осадков сточных вод.

Ежегодно в Российской Федерации образуются 140 млн. м ТБО. Около 10 тыс. га дефицитных пригородных земель отчуждены для размещения полигонов ТБО, не считая множества «диких» свалок. Проблема переработки ТБО в России практически не решается, общая мощность мусороперерабатывающих и мусоросжигающих заводов составляет около 5 млн. м 3 /год, т. е. всего 3,5% общего объема образующихся ТБО.

Суммарное годовое количество осадков сточных вод составляет 30--35 млн. м, или в пересчете на сухое вещество -- 3-3,5 млн. т.; они разнообразны по качественному составу и свойствам и содержат значительные количества ионов тяжелых металлов, токсичных органических и минеральных соединений, нефтепродуктов. На подавляющем большинстве очистных сооружений не решены вопросы удаления и переработки образующихся осадков, что приводит к бесконтрольному сбросу жидких токсичных отходов в водные объекты.

Большая доля загрязнения окружающей среды -- неорганизованные свалки вокруг садовых кооперативов и дачных участков. Во многих городах в каждом дворе, вокруг каждого дома образовались огромные «залежи» не убираемых и гниющих месяцами бытовых отходов. В ряде городов случайно были обнаружены подземные озера масел, дизельного топлива. Около Курской нефтяной базы на глубине 7 м обнаружено «месторождение» дизельного топлива и бензина объемом около 100 тыс. т, занимающее площадь до 10 га. Аналогичные «месторождения» найдены в Туле, Орле, Ростове и на Камчатке.

От неучтенных сбросов гибнут малые реки, особенно в Калмыкии, Башкирии, Белгородской, Воронежской, Саратовской, Челябинской, Вологодской областях.

Все эти примеры можно отнести к неучтенным загрязнениям окружающей среды-- это хроническая экологическая бесхозяйственность. Если условно принять за 100% общий экологический беспорядок, то значительная его часть -- 30-40% приходится на последствия местной бесхозяйственности. Это огромный резерв улучшения сферы обитания человека.

Проблема переработки скапливающихся отходов становится в современных условиях одной из первоочередных проблем, которые необходимо решать немедленно для сохранения окружающей среды и своего собственного здоровья.

4. Государственная программа «Отходы»

В целях реализации норм и положений Закона «Об охране окружающей природной среды» Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов разрабатывается Российская Государственная программа «Отходы». Основная цель этой программы состоит в обеспечении одного из условий экологически безопасного развития страны: стабилизации, а в дальнейшем сокращении загрязнения окружающей среды отходами и экономии природных ресурсов за счет максимально возможного вторичного вовлечения отходов в хозяйственный оборот.

Программа предусматривает решение следующих задач:

· снижение объемов образования отходов на основе внедрения малоотходных и безотходных технологий;

· сокращение на основе применения новых технологических решений видов и объемов токсичных и опасных отходов;

· повышение уровня использования отходов;

· эффективное использование сырьевого и энергетического потенциала вторичных материальных ресурсов;

· экологически безопасное размещение отходов;

· целенаправленное распределение финансовых и иных ресурсов на удаление отходов и их вовлечение в хозяйственный оборот.

Программа должна предусмотреть единую научно обоснованную систему формирования и реализации федеральной, региональных и отраслевых программ, охватывающих комплексное решение проблемы на различных уровнях управления.

По отходам, переработка которых требует создания региональных специализированных предприятий или объемы образования которых таковы, что предприятия не могут самостоятельно решить проблему использования отходов, разрабатываются региональные программы.

раслевые министерства и ведомства разрабатывают научно-техническую политику в области снижения объемов образования отходов и повышения уровня их использования по обезвреживанию отходов на предприятиях этих отраслей, а также соответствующие научно-технические и экологические программы и участвуют в разработке и реализации федеральной и региональных программ.

Программой «Отходы» предусматриваются:

ь совершенствование экономического механизма управления отходами;

ь разработка основ эколого-экономической оценки мероприятий, включаемых в программу;

ь совершенствование правового регулирования образования, использования и размещения отходов;

ь создание системы мониторинга по отходам;

ь разработка мероприятий по экологически безопасному размещению отходов;

ь разработка предложений по конкретным видам отходов.

Заключение

Современное экологическое состояние территории России можно определить как критическое. Продолжается интенсивное загрязнение природной среды. Спад производства не повлек аналогичного снижения загрязнений, поскольку в экономически кризисных условиях предприятия стали экономить и на природоохранных затратах. Разрабатываемые с начала перестройки и частично реализуемые экологические государственные и региональные программы не способствуют улучшению в целом экологической обстановки, и с каждым годом на территории России все больше регионов, городов и поселков становятся опасными для проживания населения.

В Российской Федерации за последние несколько десятилетий в условиях ускоренной индустриализации и химизации производства подчас внедрялись экологически грязные технологии. При этом недостаточно внимания уделялось условиям, в которых будет жить человек, т. е. каким воздухом он будет дышать, какую воду он будет пить, чем он будет питаться, на какой земле жить. Однако эта проблема беспокоит не только россиян, она актуальна и для населения других стран мира. Человечеству необходимо осознать, что ухудшение состояния окружающей среды является большей угрозой для нашего будущего, чем военная агрессия; что за ближайшие несколько десятилетий человечество способно ликвидировать нищету и голод, избавиться от социальных пороков, возродить культуру и восстановить памятники архитектуры лишь бы были деньги, а возродить разрушенную природу деньгами невозможно. Потребуются столетия, чтобы приостановить ее дальнейшее разрушение и отодвинуть приближение экологической катастрофы в мире. В данной работе рассмотрены принципы безотходных технологий, как наиболее перспективные направления бережного природопользования и сохранения окружающей среды.

Список литературы

1. Федеральный закон РФ “Об отходах производства и потребления”.

2. Закон РФ “Об охране окружающей природной среды”.

3. Виноградова Н.Ф. “ Природопользование”.

4. Кикава О.Ш. “Экология и промышленность”.

5. Протасов В.Ф, Молчанов А.В “Экология, здоровье и природопользование в России”.

6. С.А.Боголюбов “Экология”.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Концепция безотходного производства. Основные критерии безотходной и малоотходной технологии. Переработка и использование отходов. Государственная программа "Отходы". Совершенствование системы управления отходами.

реферат , добавлен 10.07.2007

Проблема ликвидации и переработки отходов производства - одна из важных задач современной промышленности. Одно из основных направлений утилизации хлорорганических отходов и предотвращения ущерба окружающей среде и здоровью населения - гидрогенолиз.

курсовая работа , добавлен 23.02.2011

Проблема охраны окружающей природной среды и комплексного использования природных ресурсов в горнодобывающей промышленности. Охрана и рациональное использование водных ресурсов, воздушного бассейна, земель и недр. Переработка отходов производства.

курсовая работа , добавлен 21.01.2011

Применение мембранной технологии в целлюлозно-бумажной промышленности. Технология переработки техногенных отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Комплексная утилизация отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Фильтровальный материал "Тефма".

контрольная работа , добавлен 30.07.2010

Токсичные отходы. Отрицательное воздействие на окружающую среду. Утилизация отходов. Проблема повышения использования отходов производства. Методы обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов: ликвидационные и утилизационные.

реферат , добавлен 25.10.2006

Проблема утилизации твердых бытовых отходов. Основные технологии захоронения, переработки и утилизации отходов. Предварительная сортировка, сжигание, низкотемпературный и высокотемпературный пиролиз. Производство электроэнергии из отходов в Эстонии.

реферат , добавлен 06.11.2011

Характеристика разновидностей твердых бытовых отходов. Особенности и специфика переработки твердых промышленных отходов. Способы переработки твердых коммунальных отходов. Поиск методик оптимизации биотехнологических процессов при переработке ТКО.

реферат , добавлен 17.12.2010

Роль пластмасс в разных сферах человеческой жизни. Утилизация отходов пластмасс путем повторной переработки. Технологические особенности вторичной переработки пластмасс. Переработка смесей отходов с разделением, без разделения, повторное их использование.

курсовая работа , добавлен 27.12.2009

Использование отходов как вторичных материальных ресурсов в России. Экономические аспекты совершенствования региональной системы управления отходами. Геоинформационные системы в управлении отходами. Мировая тенденция и направления решения проблемы.

дипломная работа , добавлен 01.05.2015

Анализ влияния жизнедеятельности человека на экологию планеты. Описание токсичности, минерального и химического состава золошлаковых отходов Молдавской ГРЭС. Характеристика ЗШО как месторождения редких металлов и обоснование их комплексной переработки.

Безотходным называется производство, при котором все сырье и даже отходы все равно превращаются в готовую продукцию. В том числе концепция такого процесса предусматривает переработку любой продукции, даже после ее морального или физического износа. Это замкнутый цикл, который можно сравнить только с природными экологическими системами, в основе которых выступают биогеохимические круговороты веществ. Создание безотходного производства представляет постепенный и длительный процесс, для которого требуется решение ряда экономических, технологических, психологических, организационных и других задач.

Налаживание производства

Очень редко можно добиться полностью безотходного производства, но остаточный материал можно минимизировать. В том случае, если ассортимент достаточно большой, то лучше всего использовать универсальное сырье либо полуфабрикаты, а затем заниматься выстраиванием технологического процесса так, чтобы все эти составляющие подходили для изготовления большого количества единиц конечной продукции.

Налаженное безотходное и малоотходное производство упростит логистику и снизит затраты на сырьевые запасы. Это, в частности, будет отражаться на себестоимости и снижении затрат, в итоге вырастет прибыль. Важным считается то, что при таких процессах не залеживается сырье, и оно не приходит в негодность. В том случае, если материалы станут невостребованными для одной продукции, их пустят на изготовление другой.

Принципы

Для того чтобы минимизировать затраты предприятия и наладить его производительность, используются такие принципы безотходного производства:

системность – это когда каждый из отдельных процессов можно рассмотреть как частицу более сложной технологической цепочки;
комплексное использование энергетических и сырьевых ресурсов – это дополнительные возможности извлечь сопутствующие компоненты;
цикличность материальных потоков – замкнутый производственный процесс, который определенным образом сможет повторить природные круговороты;
рациональная организация – это когда невосполнимые потери ресурсов можно свести к минимуму за счет переработки отходов;
принцип экологической безопасности.

Безотходная и малоотходная технология обеспечивают:

полную переработку сырья при использовании компонентов на основе производства новых безотходных процессов;
выпуск и изготовление новых разновидностей продукции с учетом запроса вторичной переработки;
использование отходов и их потребление с итоговым получением товарной продукции, либо любого полезного их использования без смещения экологического равновесия;
применение замкнутых систем водоснабжения в промышленности;
изготовление безотходных комплексов.

Направление развития

Используя малоотходные и безотходные технологии производства можно сформулировать четыре основных направления их развития:

Появление бессточных технологических систем самого разнообразного назначения, на основе имеющихся и перспективных способов очистки и повторного использования нормативно очистных стоков.
Разработка и применение систем по переработке бытовых и промышленных отходов, которые можно рассматривать как вторичные материальные ресурсы.
Внедрение технологических процессов изготовления традиционных видов продукции исключительно новыми способами, при которых можно выработать максимально возможный перенос энергии и вещества на готовый продукт;
Разработка и применение териториально-промышленных комплексов, с более замкнутой структурой материальных отходов.

Требования к безотходному производству

Для того чтобы двигаться по пути совершенствования существующих и заниматься разработкой принципиально новых технологических процессов, нужно соблюдать определенные требования:

уменьшение производственных процессов до минимального количества стадий, так как на каждой из них получаются отходы и попросту теряется сырье;
использование непрерывных процессов, которые позволяют эффективно применять энергию и сырье;
увеличение единичной мощности техники;
регулярность производственных процессов, их автоматизация и оптимизация.

Правильное совмещение технологий и энергетики позволяет наладить качественное безотходное производство, которое можно отыскать в сфере химических превращений, экономии энергоресурсов, а также материалов и сырья.

Агропромышленный комплекс

На сегодняшний день, современные многофункциональные агропромышленные предприятия располагают значительной базой для того, чтобы обеспечить безотходное и малоотходное производство, благодаря которому усовершенствуется использование сырьевых вторичных ресурсов.

Самым актуальным примером в сельском хозяйстве может послужить продуманная переработка навоза. Исходный материал используется для удобрения кормовых культур, которые затем и скармливаются имеющемуся поголовью.

Использование дерева

Безотходное производство в России славится переработкой древесины, на сегодняшний день ее уровень составляет более чем 80%. Практически все отходы перерабатываются в полезные продукты, а именно – топливные брикеты и гранулы. Щепки и опилки прекрасно подойдут для отопления, так как такое сырье считается достаточно дешевым и имеет хорошую теплоотдачу. Безотходное производство древесины называют самым качественным и замкнутым процессом, так как отходы от него минимизированы, и можно сказать, практически отсутствуют. Помимо традиционных пиломатериалов также можно производить высококачественные мебельные щиты и мебель.

Бумажная промышленность

Для того чтобы наладить безотходное производство в бумажной промышленности, в первую очередь необходимо внедрить разработки по экономии на одну единицу продукции количества используемой воды. Также отдать предпочтение созданию бессточных и замкнутых систем промышленного водоснабжения. Немаловажным считается применение экстрагирующих соединений, которые содержатся в сырье из древесины, для того чтобы в итоге получить необходимый продукт. Обязательно нужно заниматься совершенствованием процессов отбеливания целлюлозы с использованием озона и кислорода. Также улучшается переработка отходов лесозаготовок с внедрением биотехнологических методов в целевых продуктах, и обеспечивается применение мощностей для переработки бумажных отходов, в том числе и макулатуры.

Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность

В таких отраслях очень важно наладить безотходное производство, примеры которого можно найти в применении таких технологических процессов, как:

восстановление и окисление с использованием кислорода, воздуха и азота;
внедрение мембранной технологии разделения жидкостных и газовых смесей;
использование биотехнологии, включающей производство биогаза из отходов органических продуктов;
методы ультрафиолетовой, плазменной, а также электроимпульсной интенсивности химических реакций.

Машиностроение

В этой сфере для того чтобы наладить безотходное производство, необходимо направлять научные разработки на водоочистку, благодаря чему переходить к замкнутым процессам рециркуляции воды, а также получению металлов из сточных вод. Немаловажным считается получение металлов из пресс-порошков.

Энергетика

В энергетике нужно широко использовать безотходные технологии производства, которые необходимо направить на разработку новых способов сжигания топлива. Для примера можно привести горение в кипящем слое, которое понижает содержание загрязняющих веществ в газовых отходах. Важно внедрять в эксплуатацию пылеочистительное оборудование, при котором будет образовываться зола, и после она может стать пригодной для использования как строительный материал.

Горная промышленность

В этой отрасли немаловажным считается налаженное безотходное производство, примеры которого заключаются в:

полной переработке отходов, как при подземном, так и при открытом способе добычи полезных ископаемых;
широком использовании геотехнологических методов разработки новых залежей, при этом стараясь извлечь на землю только целевые компоненты;
применении безотходных методов переработки и обогащении природного сырья непосредственно на месте его добычи;
более активном использовании гидрометаллургических методов переработки руд.

Металлургия

В цветной и черной металлургии при формировании новых предприятий и обновлении уже имеющихся необходимо внедрять безотходное производство, которое поможет обеспечить экономию и полное использование рудного сырья. Это:

переработка и вовлечение жидких, газообразных и твердых отходов, уменьшение сбросов и выбросов вредных веществ со сточными водами и отходящими газами;
в качестве строительных материалов для дорог, стенных блоков и шахт можно использовать многотоннажные отвальные твердые отходы обогатительного и горного производства;
увеличение эффективности вновь созданных и уже существующих процессов по улавливанию побочных компонентов, которые выделяются из сточных вод и отходящих газов;
применение в полном объеме всех ферросплавных и доменных шлаков, а также налаживание переработки сталеплавильных отходов;
обширное внедрение сухих способов по очистке газов от пылевого мусора для всего металлургического производства;
стремительное сокращение потребления свежей воды, а также уменьшение сточных вод путем последующего развития и введения безводных процессов и бессточных систем по водоснабжению;
внедрение на предприятие очистного оборудования, а также аппаратов по контролю различных факторов загрязнения окружающей среды;
расширенное применение микроэлектроники, для возможности экономии энергии и материалов, а также контроля выхода отходов и их активного сокращения.