Применение
мало- и безотходных технологий в сельскохозяйственном производстве
Понятие «Безотходные и малоотходные технологии и производства»
Безотходные и малоотходные технологии в агропромышленном комплексе
Биогазовые установки
Устройство биогазовой установки
Энергосберегающая безотходная технология для комплекса: открытый грунт, животноводческая ферма, защищенный грунт
«Скарабей»
Фермерское хозяйство с замкнутым циклом экологически безопасного производства
Производство пектина и пектинопродуктов из вторичных сырьевых ресурсов
Гидроциклонная технология безотходной переработки картофеля
Комплексное сельскохозяйственное производство в искусственной экосистеме
Получение красителей из отходов тыквы
Безотходная технология переработки винограда
Использованная
литература, источники
Понятие «Безотходные и малоотходные технологии и
производства»
Природные экосистемы в противоположность искусственным (производству) характеризуются, как известно, замкнутым обращением вещества. Причём отходы, связанные с существованием отдельной популяции, являются исходным материалом, обеспечивающим существование другой или чаще нескольких других популяций, входящих в данный биогеоценоз.
Биогеохимические циклы биогенных элементов, участвующих в природных круговоротах, отработаны эволюционно и не приводят к накоплению отходов. Человек же использует вещество планеты крайне неэффективно; при этом образуется огромное количество отходов.
Существующие технологии созданных человеком производств в подавляющем большинстве являются открытыми системами, в которых нерационально используются природные ресурсы и формируются значительные объёмы отходы. Правомерно, исходя из глубокой в биофизическом отношении аналогии между «биологическим» и «индустриальным» производствами с точки зрения механизма круговорота веществ и энергии, вести речь о формировании безотходных и малоотходных технологий в антропогенных производственных системах.
Несомненно, что создание безотходных производств - достаточно сложный и длительный процесс, требующий системы взаимосвязанных технологических, экономических, организационных. Психологических и других задач. Промежуточный его этап - малоотходное производство.
Под малоотходным понимается такой способ
производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не
превышает уровня, допустимого санитарно - гигиеническими нормами.
Безотходные и малоотходные технологии в
агропромышленном комплексе
Современное многофункциональное агропромышленное производство располагает значительной потенциальной базой для внедрения безотходных и малоотходных технологических процессов, обеспечивающих комплексное использование вторичных сырьевых ресурсов.
Наиболее простым примером рационального подхода
к безотходным и малоотходным технологиям в сельском хозяйстве может служить
продуманная утилизация навоза, практиковавшаяся на ряде крупных
животноводческих комплексов. Получаемый навоз использовали в качестве удобрения
при выращивании кормовых культур, которые затем скармливали содержащемуся
поголовью.
Биогазовые установки
Биогаз - общее название горючей газовой смеси, получаемой при разложении органических субстанций в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения).
Для эффективного производства биогаза из
органического сырья создаются комфортные условия для жизнедеятельности
нескольких видов бактерий при отсутствии доступа кислорода. Принципиальная
схема процесса образования биогаза представлена ниже:
В зависимости от вида органического сырья состав
биогаза может менятся, но, в общем случае, в его состав входят метан (CH4),
углекислый газ (CO2), небольшое колическтво сероводорода(H2S), аммиака (NH3) и
водорода (H2).
Так как биогаз на 2/3 состоит из метана - горючего газа, составляющего основу природного газа, его энергетическая ценность (удельная теплота сгорания) составляет 60-70% энергетической ценности природного газа, или порядка 7000 ккал на м3. 1м3 биогаза также эквивалентен 0,7 кг мазута и 1,5 кг дров.
Биогаз широко применяется как горючее топливо в
Германии, Дании, Китае, США и других развитых странах. Он подается в
газораспределительные сети, используется в бытовых целях и в общественном
транспорте. Сегодня начинается широкое внедрение биогазовых технологий на
рынках СНГ и Прибалтики.
Устройство биогазовой установки
Биогазовая установка осуществляет переработку органических отходов в биогаз, тепло и электроэнергию, твердые органические и жидкие минеральные удобрения, углекислый газ.
Описание процесса
1. Ежедневно субстрат собирается в яме и перед подачей в биореактор при необходимости измельчается и смешивается с водой до состояния, способного перекачиваться насосом.
Субстрат попадает в анаэробный биореактор. Биореактор работает по принципу расхода. Это значит, что в него с помощью насоса, без доступа воздуха поступает (6-12 раз в день) свежая порция подготовленного субстрата. Такое же количество переработанного субстрата вытесняется из биореактора в резервуар - хранилище.
Биореактор работает в мезофильном диапазоне температур 38-40С. Система обогрева обеспечивает необходимую для процесса температуру и управляется автоматически.
Содержимое биореактора регулярно перемешивается с помощью встроенного устройства гомогенизации.
Полученный биогаза после осушки поступает в блочную когенерационную установку, производящую тепло- и электроэнергию. Около 10% электроэнергии и 30% теплоэнергии (в зимний период) необходимы для работы самой установки.
Переработанный субстрат после биогазовой установки подается на сепаратор. Система механического разделения разделяет остатки брожения на твердые и жидкие фракции. Твердые фракции составляют 3-3,5% субстрата и представляют собой биогумус.
В качестве опции предлагается модуль LANDСO, перерабатывающей жидкую фракцию в жидкие удобрения и чистую (дистиллированную) воду. Чистая вода составляет 85% от объема жидкой фракции.
Оставшиеся 15% занимают жидкие удобрения:
Дальнейшее использование жидких удобрений зависит от наличия местного рынка и объема «свободной» теплоэнергии для кристаллизации твердой фракции, составляющей 2%. Как один из вариантов возможно испарение воды на вакуумном испарителе или в естественных условиях. Даже в жидком виде удобрения не имеют запаха и требуют незначительного по объему хранилища.
Работа БГУ непрерывна. Т.е. постоянно в реактор поступает свежий субстрат, сливается переброженный, сразу же разделяясь на воду, био- и минеральные удобрения. Цикл образования биогаза в зависимости от типа ферментора и типа субстрата составляет от нескольких часов до месяца.
В состав оборудования входит контроль качества биогаза, также при необходимости можно включить в состав оборудование по доведению биогаза до чистого метана. Стоимость такого оборудования на уровне 1-5% от стоимости БГУ.
Работа всей установки регулируется автоматикой. Число занятых на биогазовых станциях среднего масштаба не превышает 2 человек.
Мощность биогазовых станций, варьируется от 1 до нескольких десяткой млн куб. в год, электрическая мощность - от 200 кВт до нескольких десятков МВт. По расчетам специалистов в российских условиях наиболее рентабельными являются установки средней и большой мощности, свыше 1МВт.
Наиболее эффективной работы биогазовой станции можно добиться при соблюдении следующих условий:
Бесперебойной и бесплатной поставки сырья для работы установки
Полном использовании продукции биогазовой
установки, прежде всего, электроэнергии на предприятии.
Энергосберегающая безотходная технология для
комплекса: открытый грунт, животноводческая ферма, защищенный грунт
В открытом грунте выращивают сельскохозяйственные культуры. Зерно используют в качестве корма в животноводческих и птицеводческих предприятиях. Получаемые навоз и помёт направляют в биогазовую установку. Накапливаемый биогаз используют для обогрева теплиц, а остальные продукты в качестве удобрения в теплице.
«Скарабей»
Отходы - в доходы. Сегодня Хлевенский район стал местом, где ученые, политики и аграрии обсуждали, как сделать сельское хозяйство экономически выгодным и экологически безопасным. Участники форума «ЭкоРегион» пришли к выводу: без государственной поддержки предприятия за экологию не возьмутся. Переработка отходов сельского хозяйства - дело очень затратное. При этом сами аграрии признают: липецкий опыт, когда из отходов получают удобрения высокого качества, нужно внедрять. В том числе и на законодательном уровне.
В полезное удобрение - компост - навоз превращается не за год, а всего за 3-4 месяца. Стараются аэробные бактерии. Они перерабатывают навоз, просто поедая его. Помогает и чудо-машина. Ее изобрел американец Урбанзюк. Американский выдумщик назвал ее «Скарабеем», то есть навозным жуком.
Такие, казалось бы, приземленные материи требуют капитальных вложений. «Скарабей» стоит почти 15 миллионов рублей. На импровизированной выставке участникам форума показали образцы техники, которая работает на полях Липецкой области. География производителей - от Северной Америки до Австралии.
Фермерское хозяйство с замкнутым циклом
экологически безопасного производства
Деятельность фермерского хозяйства - производство многоцелевой сельскохозяйственной культуры - топинамбура и переработка его на пищевые продукты, в частности на фруктозный сироп.
Для утилизации отходов и побочной продукции
топинамбура предусмотрены доплнительные производства: свиноферма на 300
животных для скармливания жома, получаемого в производстве фруктозного сиропа,
производство биогумуса с помощью вермикультуры (500т в год) на основе
переработки свиного навоза, а также биокорма (1000т в год) на основе
переработки зелёной массы топинамбура с помощью гриба вешенки. Кормовая
ценность биокорма эквивалентна кормовой ценности фуражного зерна.
Производство пектина и пектинопродуктов из
вторичных сырьевых ресурсов
Одним из важнейших направлений повышения эффективности современного производства является создание малоотходных и безотходных технологий, более широкое вовлечение в хозяйственный оборот вторичных сырьевых ресурсов. В наибольшей степени этим требованиям отвечает производство пектина и пектинопродуктов из вторичных сырьевых ресурсов (свекловичного жома, яблочных, виноградных и цитрусовых выжимок, хлопковой створки и т. д.).
В России собственного пектинового производства нет. Продолжительная ориентация на импортные поставки высокоэтерифицированного пектина негативно повлияла на его развитие в России. Техника и технология производства, научные исследования развивались недостаточно.
Сложившаяся ситуация свидетельствует о необходимости организации в условиях России гибкого производства пектина с обязательным учетом экономических условий региона, конъюнктуры внутреннего рынка, ассортимента пектиносодержащих пищевых и лечебно-профилактических продуктов.
Специалистами НИИ биотехнологии и сертификации пищевой продукции КубГАУ под научным и техническим руководством профессора Л.В. Донченко разработана и внедрена в Венгрии новая технология пектина и пектинопродуктов, предусматривающая производство пектинового экстракта и концентрата. Это дает возможность для увеличения ассортимента пектиносодержащих консервных, кондитерских, хлебобулочных, макаронных и молочных изделий, безалкогольных напитков, бальзамов, лекарственных чаев.
Для расширения ассортимента и дальнейшего
совершенствования технологии получения пектиновых веществ из различного
растительного сырья и в рамках реализации инновационно-образовательной
программы в УНИК «Технолог» - структурном подразделении НИИ биотехнологии и
сертификации пищевой продукции - смонтирована единственная в стране линия по
производству пектинового экстракта и концентрата, где сотрудники НИИ и
аспиранты работают над расширением ассортимента напитков, содержащих пектин.
Создано уже более 20 новых рецептур. Для постановки их на производство
необходимо разработать техническую и технологическую документацию не только в
соответствии с требованиями российского потребительского рынка, но и
европейского.
Гидроциклонная технология безотходной
переработки картофеля
В 80-х годах прошлого столетия в НПО «Крахмалопродукт» была разработана гидроциклонная технология безотходной переработки картофеля на крахмалопаточных заводах, нашедшая, в частности применение в Брянской области (Климовский завод), в Чувашии (Яльчинский завод) и др.
При традиционном методе получения крахмала на кормовые цели используют лишь мезгу (клетчатку с остатками крахмала) - наименее ценную в питательном отношении часть клубня. Картофельный же сок, содержащий белки, микроэлементы, витамины, как правило уходит с водой в водоёмы, загрязняя их.
При гидроциклонном методе после гидроциклона мезга с соком разваривается и осахаривается с помощью ферментов, происходит частичная коагуляция белка. Затем масса проходит через центрифугу, сушилку, а оставшийся белковый гидролизат уваривается. В результате получается сухая, обогащенная белком мезга - ценный корм.
Примечательно, что при традиционной технологии на переработку 1т картофеля тратится порядка 15т воды, а при гидроциклонной на 1т расходуется 0,5т воды. Традиционный обеспечивает переработку за сутки 200т сырья, гидроциклонная рассчитана на 500т.
В Башкирии нашла применение безотходная технология сыроделия. Например, на Довлекановском сыродельном комбинате ежедневно на изготовление сыра используют 180т молока, но в конечный продукт превращается только двенадцатая часть этой массы (15т), остальное (165т) - сыворотка. Сепарирование её перед сушкой дат в год 60т дополнительно извлекаемого сливочного масла. Дальнейшие операции на вакуумно - выпарном аппарате превращают мутноватую жидкость в белый порошок (из 22 кг жидкости получают 1 кг сухого порошка), поступающий потом на различные пищевые цели (выработка плавленых сыров, мороженого, кондитерских изделий).
Комплексное сельскохозяйственное производство в искусственной экосистеме
Безотходное производство
Безотходное производство
Безотходное производство - производство, в котором полностью используются не только основные сырьевые ресурсы, но и попутно получаемые отходы производства, в результате чего снижается расход сырья и сводится к минимуму загрязнение окружающей среды. Безотходное производство может использовать отходы собственного производственного процесса, и отходы других производств.
Синонимы: Безотходный цикл производства
Финансовый словарь Финам .
Смотреть что такое "Безотходное производство" в других словарях:
безотходное производство - Форма ресурсосберегающей организации производства продукции, характеризуемая отсутствием отходов в основном производственном цикле или их полной утилизацией в дополнительных технологических процессах, не связанных с получением основной продукции… …
Безотходное производство - – форма ресурсосберегающей организации производства продукции, характеризуемая отсутствием отходов в основном производственном цикле или их полной утилизацией в дополнительных технологических процессах, не связанных с получением основной… …
Условное название хозяйственной деятельности, в ходе которой практически не образуется вредных отходов. Более точным является термин «малоотходное производство», поскольку любое, даже экологически чистое производство имеет отходы в виде тепловой… … Географическая энциклопедия
безотходное производство - 5.24 безотходное производство: Форма ресурсосберегающей организации производства продукции, характеризуемая отсутствием отходов в основном производственном цикле или их полной утилизацией в дополнительных технологических процессах, не связанных с … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Одно из совр. направлений развития произ ва, предусматривающее комплексное использование сырьевых и энер гетич. ресурсов без ущерба для окружающей среды. Оси. принципы орг ции Б. п.: разработка и внедрение новых технология, процессов, уменьшающих … Большой энциклопедический политехнический словарь
Форма ресурсосберегающей организации производства продукции, характеризуемая отсутствием отходов в основном производственном цикле или их полной утилизацией в дополнительных технологических процессах, не связанных с получением основной продукции… … Строительный словарь
безотходное производство и потребление - — EN waste avoidance All measures by which production and consumption processes are caused to generate less (or no waste), or to generate only those wastes that can be treated… … Справочник технического переводчика
ПРОИЗВОДСТВО БЕЗОТХОДНОЕ - см. в ст. Безотходная технология. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь
Производство безотходное - – одно из современных направлений развития производства, предусматривающее комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов без ущерба для окружающей среды. Оси. принципы организации Б. п.: разработка и внедрение новых… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Содержание
Введение………………………………………………………… ……………………………...3
1.Безотходное производство……………………………………………… ………………… ..4
2.Основные принципы создания безотходных производств………………………………...5
3.Требования к безотходному производству……… …………………………………………7
4.Безотходные технологии…………………………………………………… ……………….7
5.Принципы создания безотходной технологии…………………… ………………………..8
6.Направления безотходной технологии в отдельных отраслях промышленности………9
6.1.Энергетика………………………………………… …………………………………….....9
6.2. Горная промышленность. ………………………………………………………………....9
6.3. Металлургия………………………………………………… ……………………………...9
6.4. Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. …………………………....9
6.5. Машиностроение.……………………………………… ………………………………….10
6.6. Бумажная промышленность………………………………………… ……………………10
Заключение…………………………………………………… ………………………………..11
Список литературы………………………………… ………………………………………….12
Введение
По
мере развития современного производства
с его масштабностью и темпами
роста все большую актуальность
приобретают проблемы разработки и
внедрения безотходных производств
и технологий. Скорейшее их решение
в ряде стран рассматривается
как стратегическое направление
рационального использования природных
ресурсов и охраны окружающей среды.
Безотходное
производство - производство, в котором
полностью используются не только основные
сырьевые ресурсы, но и попутно получаемые
отходы производства, в результате
чего снижается расход сырья и
сводится к минимуму загрязнение
окружающей среды. Безотходное производство
может использовать отходы собственного
производственного процесса, и отходы
других производств.
Безотходная
технология - технология, подразумевающая
наиболее рациональное использование
природных ресурсов и энергии
в производстве, обеспечивающее защиту
окружающей среды.
В
концепцию безотходности технологий
и производства значительный вклад
внесли советские ученые, такие как:
А. Е. Ферсман, Н. Н. Семенов, И. В. Петрянов-Соколов,
Б. Н. Ласкорин и др. По аналогии с природными
экологическими системами безотходные
технологии и производства базируются
на техногенном круговороте веществ и
энергии. Необходимость в создании безотходных
технологий и производств возникла
в 50-х гг. 20 в. в связи с истощением мировых
природных ресурсов и загрязнением биосферы
в результате бурного развития, наряду
с химизацией сельского хозяйства и ростом
транспорта, ведущих отраслей энергетики
и обрабатывающей промышленности (переработка
нефти, химическая промышленность, ядерная
энергетика, цветная металлургия и др.).
Целью
данной работы является изучение безотходных
технологий и производств.
Задачи
исследования:
1.Изучить
понятие «безотходное производство».
2.Рассмотреть
основные принципы создания безотходного
производства, требования к безотходному
производству.
4.Изучить
понятие «безотходные технологии».
5.Проанализировать
принципы создания безотходной
технологии.
6.Рассмотреть
направления и разработки безотходной
технологии в отдельных отраслях
промышленности.
1.Безотходное
производство.
Безотходным
производством является такое производство,
в котором все исходное сырье в конечном
итоге превращается в ту или иную продукцию
и которое при этом одновременно оптимизировано
по технологическим, экономическим и социально-экологическим
критериям. Принципиальная новизна подобного
подхода к дальнейшему развитию промышленного
производства обусловлена невозможностью
эффективно решать проблемы охраны окружающей
среды и рационального использования
природных ресурсов только путем совершенствования
методов обезвреживания, утилизации, переработки
или захоронения отходов. СССР явился
инициатором идеи безотходного производства.
Примером безотходного производства является
производство мрамора. Все отходы, получаемые
при механической обработке мраморных
блоков, и некондиционные блоки перерабатываются
в мраморную крошку.
Концепция
безотходного производства предусматривает
необходимость включения в цикл
использования сырьевых ресурсов сферу
потребления. Другими словами, продукция
после физического или морального
износа должна возвращаться в сферу
производства. Таким образом, безотходное
производство представляет собой практически
замкнутую систему, организованную
по аналогии с природными экологическими
системами, в основе функционирования
которых лежит биогеохимический
круговорот вещества. При создании
и развитии безотходных производств
обязательно использование всех
компонентов сырья.
В
настоящее время несмотря на то,
что практически все сырье, применяемое
в промышленности, является многокомпонентным,
в качестве готовой продукции
используется, как правило, только один
компонент. Максимально возможное
- это комплексное использование
энергии при безотходном производстве.
Здесь также можно провести прямую
аналогию с природными экосистемами,
которые, будучи практически замкнутыми
по веществу, не являются изолированными,
так как поглощают энергию, которую
получают от Солнца, трансформируют ее,
связывая небольшую часть, и рассеивают
в окружающее пространство. Важнейшей
составной частью концепции безотходного
производства являются также понятия
нормального функционирования окружающей
среды и ущерба, наносимого ей отрицательным
антропогенным воздействием. Концепция
безотходного производства подчеркивает,
что оно, неизбежно воздействуя
на окружающую среду, не нарушает ее нормального
функционирования. Создание безотходного
производства представляет собой длительный
и постепенный процесс, требующий
решения ряда взаимосвязанных технологических,
экономических, организационных, психологических
и других задач. Эти задачи могут и должны
решаться, как это и следует из определения
безотходного производства, на различных
уровнях: процесс, предприятие, производственное
объединение.
2.Основные
принципы создания безотходных
производств.
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.
Отходы
потребления - это непригодные для
дальнейшего использования (по прямому
назначению) изделия производственно- технического
и бытового назначения (например, изношенные
изделия из пластмасс и резины,
вышедший из строя шамотный кирпич
теплоизоляции печей и др.).
Побочные
продукты образуются при физико-химической
переработке сырья наряду с основными
продуктами производства, но не являются
целью производственного процесса.
Они в большинстве случаев
бывают товарными, на них имеются
ГОСТ, ТУ и утвержденные цены, их выпуск
планируется. Чаще всего это содержащиеся
в сырье компоненты, не используемые
в данном производстве, или продукты,
которые получаются при добыче или
обогащении основного сырья; их принято
называть попутными продуктами (например,
попутный газ при добыче нефти).
Вторичные
материальные ресурсы (BMP) - совокупность
отходов производства и потребления,
которые могут быть использованы
в качестве основного или вспомогательного
материала для выпуска целевой
продукции.
Между
промышленностью и окружающей средой
до сих пор доминирует открытый тип
связи. Производственный процесс начинается
с использования природных ресурсов
и завершается превращением их в
средства производства, предметы потребления.
За процессом производства следует
процесс потребления, после чего
использованные продукты выбрасываются.
Таким
образом, открытая система базируется
на принципе одноразового использования
исходного материала природы.
Каждый
раз производственная деятельность
начинается с использования некоторых
новых природных ресурсов, и каждый
раз потребление заканчивается
выбросами отходов в окружающую
среду. Как было показано выше, весьма
небольшая часть природных ресурсов
превращается в целевые продукты,
большая часть их попадает в отходы.
Биосфера
функционирует по принципу встроенности
систем: каждая форма конструируется
за счет деструкции других форм, составляя
звено всеобщего кругооборота вещества
в природе. Производственная деятельность
вплоть до самого последнего времени
строилась по другому принципу -
максимальной эксплуатации природных
ресурсов и игнорирования проблемы
деструкции отходов производства и
потребления. Этот путь был возможен
лишь до тех пор, пока масштабы отходов
не превышали границ способности
экологических систем к самовосстановлению.
Таким
образом, назрела необходимость
перехода к принципиально новой
форме связи - к замкнутым системам
производства, предполагающим возможно
большую встроенность производственных
процессов во всеобщий круговорот вещества
в природе.
При
замкнутой системе производство
строится, опираясь на следующие фундаментальные
принципы:
1.
возможно более полное использование
исходного природного вещества;
2.
возможно более полное использование
отходов (регенерация отходов
и превращение их в исходное
сырье для последующих ступеней
производства);
3.
создание конечных продуктов
производства с такими свойствами,
чтобы используемые отходы производства
и потребления могли быть ассимилированы
экологическими системами.
Сложившееся
сегодня положение в области
ресурсопотребления и масштабы промышленных
выбросов позволяют сделать вывод
о том, что имеется только один
путь решения проблемы оптимального
потребления природных ресурсов
и охраны окружающей среды - создание
экологически безвредных технологических
процессов, или безотходных, а на
первое время - малоотходных. Это единственный
способ, подсказанный самой природой.
В
ноябре 1979 г. в Женеве на совещании
по охране окружающей среды в рамках
Организации Объединенных Наций (ООН)
была принята «Декларация о малоотходной
и безотходной технологии и использовании
отходов». Под малоотходным понимают такое
производство, вредные последствия деятельности
которого не превышают уровня, допустимого
санитарными нормами, но по техническим,
экономическим, организационным или другим
причинам часть сырья и материалов переходит
в отходы и направляется на длительное
хранение.
Биосфера
дает нам природные ресурсы, из которых
в сфере производства получаются
конечные продукты, при этом образуются
отходы. Продукты используются либо в
сфере производства, либо в сфере
потребления, и вновь образуются
отходы. Под отходами понимаются вещества,
не обладающие на первых порах потребительской
ценностью. Во многих случаях при
необходимости после соответствующей
обработки они могут быть использованы
как вторичное сырье (вторичные
материальные ресурсы) или как вторичные
носители энергии (вторичные энергоресурсы).
Если по техническим или технологическим
причинам невозможно или экономически
невыгодно перерабатывать отходы, то
их необходимо выводить в биосферу
таким образом, чтобы по возможности
не наносить вреда естественной окружающей
среде.
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.
Безотходная технология - принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочку первичное сырьё - производство - потребление - вторичное сырьё. Термин "безотходная технология" впервые был предложен комиссией по охране природных вод СССР.
Первичная цель безотходной технологии - настолько уменьшить выводимый в единицу времени в биосферу поток массы неиспользованных отходов, чтобы сохранялось естественное равновесие биосферы и обеспечивалось сохранение основных природных ресурсов.
и т.д.................
«Безотходная технолог ия 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.
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.
Основным является принцип системности . В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы всего промышленного производства в регионе (ТПК) и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, включающей кроме материального производства и другой хозяйственно-экономической деятельности человека, природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания. Таким образом, принцип системности, лежащий в основе создания безотходных производств, должен учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.
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 пот оков. 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 (на базе эффективных газо- и водоочистных методов); кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создания безотходных ТПК .
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 (ВМР), 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.
Успешное развитие Б. т. связано с разработкой технол. методов извлечения из твёрдых и жидких смесей компонентов при малых их концентрациях, методов утилизации отходов путём доведения их до товарной кондиции, а также с оптимизацией схем пром. Б. т. с учётом требований экологии. Составная часть Б. т. - бессточная технология, не имеющая жидких отходов (стоков). Осн. направления создания бессточной технологии: внедрение безводных технол. процессов и процессов с миним. водопотреблением, выбор производств. комплекса с последовательным многократным использованием воды, макс. развитие водооборотных систем, локальная очистка сточных вод с утилизацией ценных компонентов, совершенствование существующих и разработка новых (гл. обр. безреагентных) методов очистки сточных вод, замена водяного охлаждения воздушным, вывод отходов из технол. процесса преим. в виде твёрдой фазы или высококонцентрир. растворов с целью их последующей утилизации или захоронения. Б. т. , при к-рых не образуются твёрдые отходы, наз. безотвальными (связаны с переработкой твёрдых отходов на строит. материалы - цемент, стекло и др.). Проблема Б. т. нашла отражение в ряде междунар. соглашений по вопросам охраны окружающей среды.
Безотходная технология, подразумевающая наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии в производстве, обеспечивающее защиту окружающей среды. Безотходная технология - принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочку первичное сырьё - производство - потребление - вторичное сырьё. СССР явился инициатором идеи безотходного производства и термин "безотходная технология" впервые был предложен комиссией по охране природных вод СССР.
Принципы безотходной технологии Системный подход Комплексное использование ресурсов Цикличность материальных потоков Ограничение воздействия на окружающую среду Рациональная организация
Требования к безотходному производству. Осуществление производственных процессов при минимально возможном числе технологических стадий (аппаратов), поскольку на каждой из них образуются отходы, и теряется сырье; 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.
Безотходная технология в энергетике Твёрдое и жидкое топливо при сжигании используются не полностью, а также образуют вредные продукты. Существует методика сжигания топлива в кипящем слое, которая более эффективна и экологически безопасна. Газовые выбросы необходимо очищать от оксидов серы и азота, а золу, образующуюся как результат фильтрации, использовать при производстве строительных материалов.
Безотходная технология в металлургии Необходимо широкое использование твёрдых, жидких и газообразных отходов чёрной и цветной металлургии вместе с одновременным снижением выбросов и сбросов вредных веществ. В цветной металлургии перспективно применение метода плавки в жидкой ванне, требующее меньших затрат энергии и вызывающее меньший объём выбросов. Получаемые же в результате серосодержащие газы могут использоваться в производстве серной кислоты и элементарной серы.
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.
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.
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.
Бумажная промышленность. В бумажной промышленности необходимо в первую очередь 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.
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 (ВМР), 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.
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.
Научно-техническое обеспечение. В настоящее время в Российской Федерации научные исследования и разработки в области удаления отходов осуществляются практически во всех отраслях народного хозяйства, на региональном уровне, на отдельных предприятиях, в созданных в последние годы ассоциациях и т. п. Однако разрабатываемые ими проекты касаются, как правило, только тех видов отходов, переработка которых оправдывает себя с экономической точки зрения. Проблемные научно-технические разработки имеют большое значение для предприятий различных регионов и отраслей экономики, однако реализация их связана с определенным экономическим риском, а проведение таких разработок требует привлечения высококвалифицированных специалистов. Исходя из этого, подобные разработки должны финансироваться из централизованных источников. К числу таких разработок относятся переработка и обезвреживание трудноперерабатываемых и многокомпонентных отходов, отходов межотраслевого характера, особо токсичных и пр.
Совершенствование системы управления отходами. В условиях радикальной экономической реформы в России вопросы использования отходов по существу выпали из сферы централизованного государственного управления. Разработка программы «Отходы» потребовала формирования структуры и определения функций управления и координации деятельности в области образования, использования и размещения отходов. Это, в свою очередь, вызвало необходимость создания в Минприроды России или при нем специального подразделения (управления), которое осуществляло бы государственную политику в области отходов. Аналогичная задача стоит и перед территориальными комитетами по экологии и природным ресурсам. Поскольку проблема отходов масштабна, то в ее решении должны принимать участие и другие государственные органы управления: Минэкономики России, Минфин России, отраслевые министерства, Минздравмедпром России и его территориальные департаменты, а также санитарные службы, Госкомстат России с подразделениями на местах и Госстандарт России. Важную роль в решении поставленных задач должны играть органы законодательной и исполнительной власти республик в составе Российской Федерации, краев, областей, автономных образований, городов.
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. В данной работе рассмотрены принципы внедрения малоотходных и 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» . – М. , 1994. 4. Кикава О. Ш. и др. «Строительные материалы из отходов производства» - «Экология и промышленность России» , 12, 1997. 5. Протасов В. Ф. , Молчанов А. В. «Экология, здоровье и природопользование в России» - М. , «Финансы и статистика» , 1995. 6. «Экология» . Учебное пособие, под ред. С. А. Боголюбова - М. , «Знание» , 1997.
