БЕЗОТХОДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВА в хим. технологии (безотходная технология), осуществляются по оптим. технол. схемам (см. Оптимизация) с замкнутыми (рециркуляционными) материальными и энергетич. потоками, не имеют сточных вод (бессточные произ-ва), газовых выбросов в атмосферу и твердых отходов (безотвальные произ-ва). Термин «безотходные производства» носит условный характер, т.к. в реальных условиях из-за несовершенства совр. технологии невозможно полностью исключить все отходы и воздействие произ-ва на окружающую среду. При безотходных производствах наиболее рационально используются прир. и вторичные сырьевые ресурсы и энергия с миним. ущербом для окружающей среды.
В концепцию безотходности произ-ва значит. вклад внесли советские ученые (А. Е. Ферсман, Н. Н. Семенов, И. В. Пет-рянов-Соколов, Б. Н. Ласкорин и др.). По аналогии с прир. экологич. системами безотходные производства базируются на техногенном круговороте в-в и энергии. Необходимость в создании безотходных производств возникла в 50-х гг. 20 в. в связи с истощением мировых прир. ресурсов и загрязнением биосферы в результате бурного развития, наряду с химизацией с. х-ва и ростом транспорта, ведущих отраслей энергетики и обрабатывающей пром-сти (переработка нефти, хим. пром-сть, ядерная энергетика, цветная металлургия и др.).
Как устроено безотходное производство?
Согласно представлениям Д. И. Менделеева (1885), мерой совершенства произ-ва является кол-во отходов. С развитием науки и техники каждое произ-во все более приближается к безотходному. На данном этапе к безотходным производствам относятся, по существу, малоотходные произ-ва, в к-рых только небольшая часть сырья превращ. в отходы.
Последние подвергают захоронению, обезвреживанию или направляют на длит. хранение с целью их утилизации в перспективе. В малоотходных произ-вах выбросы вредных в-в не превышают ПДК, а также уровня, при к-ром предотвращаются необратимые экологические изменения (см. Охрана природы).
Осн. направления создания малоотходных произ-в на отдельном предприятии или в целом пром. регионе: экологически безопасная подготовка и комплексная переработка сырья в сочетании с очисткой вредных выбросов, утилизацией отходов, оптим. использованием энергии, водо- и газооборотных циклов; применение т. наз. коротких (малостадийных) технол. схем с макс. извлечением целевых и побочных продуктов на каждой стадии; замена периодич. процессов непрерывными с использованием автоматизир. систем управления ими и более совершенного оборудования; широкое вовлечение в произ-во вторичных ресурсов.
Развитие хим., нефтеперерабатывающей, нефтехим. и ряда др. отраслей пром-сти связано с разработкой т. наз. энерготехнол. схем — систем большой единичной мощности. Последние наряду с макс. использованием сырья и энергии обеспечивают высокоэффективную очистку сточных вод и газовых выбросов в атмосферу благодаря применению безводных технол. процессов, водо- и газооборотных (включая воздухооборотные) циклов, к-рые экологически и экономически целесообразнее, чем соотв. прямоточное водоснабжение и газов очистка до санитарных норм.
Оптим. использование сырьевых ресурсов достигается их комплексной переработкой. Примеры: хим. переработка твердых топлив (см. Коксохимия), нефти (см. Нефтепереработка), апатито-нефелиновых, фосфорито-апатитовых, полиметаллич. руд и т.д. Напр., при комплексной переработке апатито-нефелиновых руд помимо фосфатов получают также др. ценные продукты.
Так, в СССР впервые в мире разработана и осуществлена технология переработки нефелинов — отходов обогащения апатитов. В результате на 1 т глинозема получают 0,2-0,3 т К2СО3, 0,60-0,75 т Na2CO3 и 9-10 т цемента. Такая технология в сочетании с замкнутым водооборотом и эффективной очисткой газов печей спекания и цементного произ-ва обеспечивает миним. кол-во отходов. Прогрессивный метод азотнокислотного разложения фосфоритов и апатитов при получении сложных удобрений (напр., нитроаммофоски) исключает образование фосфогипса — многотоннажного отхода произ-ва этих удобрений сернокислотным способом. Наряду с азотно-фосфорными или азотно-фосфорно-калийными удобрениями получают SrCO3, CaCO3, CaF2, NH4NO3, оксиды РЗЭ и др. важные продукты.
Оптим. использование энергоресурсов достигается рациональным расходованием их для технол. нужд на разл. стадиях произ-ва, а также утилизацией теплоты низкого потенциала (50-150°С) для обеспечения комфортных условий труда в пром. и непроизводств. помещениях, для коммунально-бытового горячего водоснабжения, отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, обогрева теплиц, водоемов и т.д. наиб. эффективно в хим. пром-сти энергоресурсы используют в совр. энерготехнол. схемах произ-в NH3, слабой HNO3 и карбамида.
Прогрессивная форма организации безотходных производств — комбинирование разных технол. схем. Для хим. пром-сти особенно характерно применение отходов осн. произ-ва в кач-ве сырья вновь организуемых подчиненных произ-в. Так, произ-во NH3 совмещают, используя его отход — СО2, с произ-вом карбамида на одном хим. предприятии.
Др. типичный пример — объединение хим. предприятия по произ-ву H2SO4 с металлургическим, на отходах к-рого (флотационном колчедане и отходящих печных газах, содержащих SO2) оно базируется. Важная роль в утилизации твердых вторичных сырьевых ресурсов принадлежит пром-сти строит. материалов. Напр., доменные шлаки (практически полностью) и фосфогипс применяют для произ-ва цемента, шлакоси-таллов, минер. ваты, шлаковой пемзы, гипсовых вяжущих и т.д.
Создание безотходных производств особенно эффективно на основе принципиально новых технол. процессов. Пример — бескоксовый, бездоменный метод получения стали, при к-ром из технол. схемы исключены стадии, в макс. степени влиявшие на загрязнение окружающей среды: доменный передел. произ-во кокса и агломерата. Такая технология обеспечивает значит. снижение выбросов в атмосферу SO2, пыли и др. вредных в-в, позволяет втрое уменьшить потребление воды и практически полностью утилизировать все твердые отходы.
Перспективно также применение, напр., в гидрометаллургии сорбционных, сорбционно-экстракционных и экстракционных процессов, к-рые обеспечивают высокую избирательность извлечения разл. компонентов, эффективную очистку сточных вод и отсутствие газовых выбросов в атмосферу. Так, экстракционные процессы используют для извлечения и разделения, напр., Та и Nb, РЗЭ, Т1 и In, а также при получении Аи высокой чистоты (см. также Выщелачивание).
Важную роль в создании безотходных производств играет совершенствование аппаратурного оформления технол. процессов. Так, переход произ-ва аммиака на агрегаты большой единичной мощности, воздушное охлаждение и турбокомпрессоры дал возможность наряду с улучшением использования тепловой энергии снизить расход оборотной воды (с 550 до 50-60 м 3 на 1 т NH3), кол-во СО и оксидов в выхлопных газах до концентраций, предусмотренных санитарными нормами.
Мембранная аппаратура (см. Мембранные процессы разделения)позволяет осуществить водооборот (напр., в целлюлозно-бумажном произ-ве); почти полностью извлекать синтезированный микроорганизмами белок из культуралъных жидкостей в микробиол. пром-сти; очищать сточные воды от избыточных кол-в щелочей и к-т, не применяя трудоемкие операции их нейтрализации (напр., в хим. и химико-металлургич. произ-вах), от радиоактивных отходов (напр., на атомных электростанциях), от вредных для окружающей среды ПАВ и т.д.
Работы по созданию безотходных производств интенсивно проводятся во всех промышленно развитых странах. Проблемы безотходных производств нашли отражение в ряде международных соглашений, постановлениях партии и правительства СССР по вопросам охраны окружающей среды.
===
Исп. литература для статьи «БЕЗОТХОДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВА» : Кафаров В. В., Принципы создания безотходных химических производств, М., 1982; Безотходное промышленное производство. Организация безотходных производств, М., 1983; Ласкорин Б. Н., Барский Л. А., Перси ц В. 3., Безотходная технология переработки минерального сырья. Системный анализ, М., 1984. Г. А. Ягодин.
Страница «БЕЗОТХОДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВА» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
Источник: xumuk.ru
Производство безотходное
Условное, фигуральное выражение – хозяйственная деятельность (включая промышленную и сельскохозяйственную индустрию), в ходе которой практически не образуется вредных для природы отходов.
Фактически любое безотходное производство всегда имеет отходы хотя бы в виде использованной энергии (в противном случае нарушались бы принципы термодинамики), и более точным термином для безотходного производства служит производство малоотходное.
Смотри термин технология малоотходная, безотходная.
Ссылка для цитирования
Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Слов.-справ. –М.: Просвещение, 1992. с. 209.
ПОДЕЛИТЬСЯ
Движение Ecocosm
Современный экологический кризис вызван не только пластиковым загрязнением, и одним eco-friendly проблемы не решить. Нужно комплексное знание предмета, поэтому здесь мы пишем о сложной науке простыми словами.
Поддержи научную
журналистику
Научная, проверенная на фактах,
экологическая и природоохранная
журналистика в российском
инфополе важна как никогда
Источник: eco-cosm.com
Что собой представляют малоотходные и безотходные технологии
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.
Что такое инсинератор?
Инсинераторы для утилизации отходов – необходимое оборудование для любой организации и учреждения, профессиональная деятельность которого приводит к формированию отходов разного типа. Подобные агрегаты позволяют качественно сжигать мед. мусор и любые друге отходы. Инсинераторы – единственные виды устройств, которые позволяют эффективно и безопасно утилизировать практически все виды мусора без его вывоза за полигоны.
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.
Предъявляемые требования
Во время реализации всех технических аспектов, которые позволят перейти к безотходной технологии, важно соблюдать общие обязательные требования:
- интеграция непрерывных операций, так как это дает возможность эффективнее применять электроэнергию, ресурсы;
- приведение процессов на предприятии к автоматическому состоянию;
- производство должно реализовываться как в можно меньшее количество стадий;
- введение энерготехнологических методов;
- оптимальное увеличение мощности аппаратов.
Принципы безотходной технологии
Снизить затраты предприятия, повысить производительность и обезопасить природные ресурсы за счет такой технологии можно соблюдая принципы.
- 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.
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.
Безотходная переработка бумажных отходов
Переработкой макулатуры занимаются специальные предприятия.
Первое, что бросается в глаза на таких заводах – отсутствие привычных нам стопок газет, книг.
Вместо этого лежат уже прессованные блоки вторсырья. Сейчас на переработку идут в основном отходы полиграфического производства.
Мнение: утилизация бумажных отходов путём сжигания или захоронения — методы более простые, иногда более выгодные, но вредны для экологии, плюс бумага — сырьё, которое легко использовать повторно, поэтому стоит заниматься переработкой.
Всю работу берет на себя огромный конвейер. Конечным результатом его работы, являются огромные рулоны чистого полотна. Процесс разбит на следующие этапы: разволокнение, очистка, придача формы и сушка.
Блоки опускаются в гидросбиватель, работающий по принципу кухонного блендера. Удаление краски и обесцвечивание полотна, происходит на этом этапе. Под воздействием воды, бумага разбухает, после чего ее измельчают ножи. На выход льется однородный поток целлюлозы и примесей.
Далее эта масса поступает в сепаратор, задача которого – выделение чистой целлюлозы. Вместе с этим, появляются неперерабатываемые отходы. Состоят они из клея, фольги, ламината и прочих материалов, использующихся для украшения. В закрытом баке, масса еще больше измельчается и перетирается, все ненужные элементы буквально отшелушиваются и уходят через сито.
Бумажная масса поступает в специальные резервуары. В них находятся лишь чистые волокна целлюлозы и вода. Остается лишь придать ей, привычную нам форму. Для этого используется бумагоделочная машина. Суспензия льется на сеточный стол. Средняя длина, необходимая для эффективного отделения волокон, составляет 11 метров, а ширина 5 м.
По мере прохождения пути, вода уходит в подсеточный бассейн, а бумажные волокна направляются дальше.
Потом, под горячим прессом, целлюлозные нити крепко переплетаются друг с другом, образуя плотное полотно. Естественный цвет бумаги – светло серый, чтобы сделать бумагу белоснежной, ее нужно отбелить. Этим занимается специальное оборудование, для каждого типа бумаги, оно свое.
Изготовление новой бумаги из старой, выгодно как в экономическом, так и в экологическом плане. Чтобы переработать макулатуру, требуется затратить в два раза меньше средств, сравнительно с тем, если бы такое же количество материала изготовили из древесины.
Важно: утилизация древесины, переработка мусора, утилизация документов.
Линия по переработке макулатуры
Утилизация макулатуры подразумевает два формата создания бизнес проектов:
- Сбор и транспортировка сырья в пункты переработки (на этом этапе достаточно грузового транспорта). Это менее хлопотный вид вложения стартового капитала, но и менее доходный.
- Сбор и переработка макулатуры собственными производственно-технологическими ресурсами — не только экологичный способ утилизации использованной бумаги, но и весьма прибыльный бизнес прожект.
Производственная линия по рециклингу картонно-бумажного вторсырья опирается на несколько сложных технологических циклов, каждый их которых подразумевает эксплуатацию соответствующей материально-технической базы.
При сортировке бумажного вторсырья учитываются около 12 показателей. Среди них особо важны:
- степень загрязнения;
- состав волокна (бумага или целлюлоза);
- цветность (разноцветный или ч/б);
- вид (картон/бумага).
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.
Источник: baza-polimerov.ru