Використання безвідхідних технологій в промисловості (стр. 5 из 5)
Відходи бувають газоподібної, рідкої і тверді; відповідно до цієї класифікації розробляють і системи їхнього уловлювання, збереження, переробки й утилізації. Розроблено різні методи утилізації промислових газоподібних відходів і переробки їх у товарну продукцію. Наприклад, у сучасному сірчонокислому виробництві в результаті поглинання або промивання диоксиду сірки з залишкових газів шкідливі викиди в атмосферу скорочуються до сотих часток відсотка від загальної кількості одержуваної кислоти. Для зниження таких викидів використовують різні технології утилізації сірчистих газів: адсорбційну, аміачну, содову, кислотно-каталітичну й ін. Наприклад, кислотно-каталітичний метод заснований на окислюванні диоксиду сірки в розчині сірчаної кислоти в присутності іонів марганцю, при цьому виходить розведена сірчана кислота, використовувана у виробничому циклі підприємства.
Таким чином, виробництво сірчаної кислоти при впровадженні технології поглинання диоксиду сірки з залишкових газів не тільки стає маловідходним, але й одержує додаткове джерело сировини.
Найбільш багатотоннажні відходи хімічних підприємств - це розкривні породи, хвости флотаційного збагачення, колчеданні недогарки, фосфогіпс, опади з очисних споруджень і виробничі шлами. Так, при флотаційному збагаченні сірки утилізується менш чверті відходів. Розроблено і впроваджуються системи утилізації, що дозволяють збільшити використання цих відходів до 50%. Половина відходів буде використовуватися як мінеральні добрива, а галечник - для виробництва будматеріалів.
Велика кількість відходів одержують при переробці і збагаченні калійних руд (тверді галітові відходи і рідкі глинясто-сольові шлами). Обсяг цих відходів досягає 70% від добутої руди і виміряється десятками мільйонів тонн. В даний час основна маса таких відходів направляється в шламосховища, солевідвали або на підземне поховання. Однак розроблені системи утилізації таких відходів, що поступово впроваджуються на підприємствах. Так, із глинясто-сольових шламів одержують глиносольовий порошок, використовуваний при буравленні нафтових шпар. Мінеральні й органомінеральні добрива включають значну частину таких відходів. Галітові відходи, що складаються на 95% із хлориду натрію, використовують для одержання харчової, технічної і кормової солі.
Найбільш характерними і велико об`ємними є виробничі шлами содового виробництва. Вони акумулюються в спеціальних нагромаджувачах, які одержали назву "білі моря". З розвитком виробництва кальцинованої соди обсяг таких шламів у недалекому майбутньому збільшиться приблизно в 1,5 рази. Ці відходи поки використовуються дуже незначно. Разом з тим створені системи, що дозволяють переробляти до 50% подібних відходів для використання у виробництві будівельних матеріалів і в сільському господарстві. Відповідно повинні скоротиться площі, займані "білими морями", що звільнилися нагромаджувачі будуть піддаватися біологічної рекультивації.
Відходи хімічних виробництв досить різноманітні, методи їхньої переробки й утилізації також досить різні, їхній детальний розгляд передбачений в інших дисциплінах. Для охорони навколишнього середовища важливо, що багато речовин і матеріали, що вважаються звичайно відходами, насправді такими не є і можуть бути використані як побічні продукти або вторинні матеріальні ресурси.
Побічні продукти утворяться при фізико-хімічних процесах переробки сировини поряд з основними продуктами, але не є метою виробничого процесу. Вони в значному числі випадків можуть бути товарними, використовуваними як готову продукцію. Найчастіше те, що утримується в сировині компонента, не використовуване в даному виробництві, або продукти, що утворюються в результаті хімічних перетворень. Побічні продукти, що виходять при видобутку або збагаченні основної сировини, прийнято називати побіжними продуктами (наприклад, газ).
Вторинні матеріальні ресурси (BMP) - сукупність відходів виробництва і споживання (зокрема, виробничого споживання), які можна використовувати в якості основного або допоміжного матеріалу для випуску продукції. BMP можна розділити на реальні і потенційні.
До реального відносяться BMP, для використання яких створені ефективні методи і потужності по переробці, забезпечений ринок збуту; до потенційних - ресурси, що не ввійшли в групу реальних, які утворюються в достатніх для економічно ефективної переробки кількостях. До категорії BMP умовно можна віднести також побічні продукти, що у даний час використовуються недостатньо повно і являють собою потенційний резерв матеріальних ресурсів для промисловості. Переклад відходів у реальні BMP - ефективний шлях охорони навколишнього середовища.
Розробка принципово нових процесів, речовин і матеріалів у технології, пов'язаних зі створенням безвідхідних виробництв, ведеться постійно, але остаточне рішення цієї проблеми проглядається лише у віддаленій перспективі. Разом з тим до істотного зниження обсягу викидів і інших забруднень може привести зміна технологічних принципів діючих виробництв. У результаті цих змін при збереженні виду і якості продукції зменшується число технологічних операцій, удосконалюється схема процесу, укрупнюються системи поглинання й очищення викидів і стоків, що робить їхній більш ефективними й економічними. Стосовно до конкретних виробництв подібні технологічні зміни розбираються у відповідних курсах.
Для охорони навколишнього середовища в промисловості важливі два правила. Перше правило зв'язане з вибором механізму реакцій в основному технологічному циклі виробництва конкретної продукції. Відомо, що той самий хімічний продукт може бути зроблений різними способами, з різних видів сировини і з витратою різної кількості реагентів і енергії. Вибір того або іншого способу вироблявся, часто і зараз виробляється, без обліку екологічних наслідків. Разом з тим можливості поліпшення навколишнього середовища за допомогою технологічних змін в основному виробництві величезні і далеко ще не вичерпані.
Рис. 7. Схема викидів у навколишнє середовище великотонажного виробництва аміаку:1 - компресія і сіркоочистка природного газу; 2 - конверсія метану 1-й ступіні; 3 - конверсія метану 2-й ступіні; 4 - конверсія СО; 5 - очищення від СО2; 6,7 - вузол синтезу і конденсації аміаку
Для оцінки впливу масштабу виробництва на можливість створення безвідхідної або малотоннажної технології корисно використовувати друге правило: при росту масштабів виробництва питомі кількості відходів і стоків на одиницю продукції зменшуються, однак зниження цих кількостей має природні і технічні обмеження.
З малюнка видно, що на цьому виробництві повинні бути передбачені різні системи очищення стоків і викидів, щоб запобігти забруднення навколишнього середовища. Таким чином, безвідхідні технологічні процеси є фактично "маловідхідни виробництвами", що дають такі мінімальні викиди, при яких здатність природи, що самоочищується, у достатньому ступені перешкоджає виникненню необоротних екологічних змін.
Висновки
Європейською економічною комісією сформульовано визначення поняття «безвідходна технологія». Безвідходна технологія — це практичне застосування знань, методів і коштів для того, щоб забезпечити в межах людських потреб якнайраціональніше використання природних ресурсів і енергії та захист навколишнього середовища. У широкому розумінні поняття «безвідходна технологія» охоплює й сферу споживання. Ця технологія передбачає, щоб виготовлені вироби служили довго, легко могли бути відновлені (відремонтовані), а після закінчення терміну служби поверталися в антропогенний ресурсний цикл після відповідної переробки або знешкоджувалися та захоронялися як неутилізовувані відходи.
За законом розвитку довкілля, будь-яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріально-енергетичних та інформаційних можливостей навколишнього середовища. Абсолютно ізольований саморозвиток неможливий — це висновок із законів термодинаміки. Із цього закону випливає наслідок: абсолютно безвідходне виробництво неможливе.
Виділено чотири основні напрями, за якими розвиваються безвідходні технології:
1) розроблення різних видів безстічних технологічних схем і водооборотних циклів;
2) створення і впровадження систем перероблення відходів виробництва та їх споживання як вторинних матеріальних ресурсів;
3) розроблення і впровадження принципово нових процесів добування речовин зі зменшеним обсягом відходів;
4) створення територіально-виробничих комплексів (ТВК) із замкненою структурою матеріальних потоків сировини та відходів у середині комплексу, включаючи комплексну переробку сировини та раціональне використання енергоресурсів та енергозбереження.
Список літератури
1) Алпатьев А. М. Развитие, преобразование и охрана природной среды. — Л., 1983. — 240 с.
2) Атлас природных условии и природных ресурсов Украинской ССР. — М., 1978. — 174 с.
3) Бакинский Г. А. Социоэкология. — К., 1991. — 154 с.
4) Брылов С. А., Штродка К., Грабчак Л. Г. и др. Охрана окружающей среды. — М., 1986. — 272 с.
5) Будыко М. И. Эволюция биосферы. — Л., 1984. — 488 с.
6) Владимиров А, М., Ляхин Ю. И., Матвеев Л. Т. и др. Охрана окружающей среды.— Л., 1991.— 423 с.
7) Воронов А. Г. Биогеография с основами экологии. — М., 1987. — 206 с.
8) Григорьев А. А. Экологические уроки прошлого и современности. — Л., 1991. — 249 с.
9) Злобін Ю.А., Кочубей Н.В. Загальна екологія: Навч. посібник. – Суми: ВТД “Університетська книга”, 2003. – 416 с.
10) Коммонер Б. Замыкающийся круг. — Л., 1974. — 134 с.
11) Куценко А. М., Писаренко В. Н. Охрана окружающей среды в сельском хозяйстве. — К., 1991. — 200 с.
12) Лаптев А. А., Приемов С. И., Родичкин И. Д. и др. Охрана и оптимизация окружающей среды. — К., 1990. — 254 с.
13) Назарук М. М., Сенчина Б. В. Практикум із основ екології та соціології. Навчальний посібник. — Львів, 1999. — 116 с.
14) Новиков Ю. В. Природа и человек. — М., 1991. — 222 с.
15) Охрана и оптимизация окружающей среды. / Под ред. А.А.Лаптева. – К.: Лыбидь, 1990. – 256 с.
16) Примак А. В. Экологическая ситуация на Украине и ее мониторинг: анализ и перспективы. — К., 1990. — 44 с.
17) Сытник К. М., Брайон А. В., Гордецкий А. В. Биосфера, экология, охрана природы. — К., 1987. — 523 с.
18) Теоретические и методические исследования /Под ред. А. М. Маринича, М. М. Паламарчука. — К., 1990. — 200 с.
19) Юдасин Л. С. Энергетика: проблемы и надежды. — М., 1990. — 205 с.
20) Экология города: Учебник. – К.: Либра, 2000. – 464 с.