Учебное пособие для студентов. Кафедра химической и техногенной экологии

Кафедра химической и техногенной экологии

ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Часть I

Учебное пособие для студентов

заочного отделения

РАЗРАБОТЧИК: к.т.н., доц. Галактионова Н.А.

Москва

СОДЕРЖАНИЕ

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ...................................................3

1.1.Предмет промышленной экологии..............................3

1.2. Производство и потребление..................................4

1.3. Краткие исторические сведения.........................................9

Раздел 2. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ.................... 17

2.1. Общая трактовка............................................ 17

2.1. Модели ЭЭС: структура и потоки............................ 18

2.2. Соизмерение производственных и природных потенциалов............. 21

Раздел 3. ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ.............25

3.1. Виды технологий.....................................................25

3.2. Природоохранные технологии................................ 29

3.3. Технологические системы....................................34

Раздел 4. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ................ 38

4.1. Классификация основных технологических процессов............. 38

4.1. Классификация основных технологических процессов............. 39

4.3. Процессы периодические, непрерывные, полуперидические....... 40

4.4. Гидромеханические процессы.................................43

4.4.1. Классификация неоднородных систем.................. 43

4.4.2. Осаждение......................................... 44

4.4.3. Фильтрование....................................... 52

4.4.4. Перемешивание в жидкой среде........................ 53

4.4.5. Псевдоожижение.....................................54

4.5. Тепловые процессы.......................................... 57

4.5.1. Общие характеристики тепловых процессов.............. 57

4.5.2. Нагревание.......................................... 59

4.5.3. Охлаждение до обыкновенных температур................... 64

4.5.4. Конденсация........................................ 65

4.5.5. Выпаривание........................................ 66

4.6. Массобменные процессы..................................... 68

4.6.1. Абсорбция.......................................... 71

4.6.2. Ректификация........................................73

4.6.3. Экстракция.......................................... 83

4.6.4. Адсорбция........................................... 87

4.6.5. Сушка.............................................. 90

4.6.6. Кристаллизация...................................... 95

Раздел 5. Безотходные и малоотходные производства....................... 97

5.1. Определения и концепция безотходного производства............. 97

5.2. Коэффициенты для оценки степени приближения традиционной

технологии к безотходной......................................100

5.3. Принципы безотходного производства.......................... 102

5.4. Основные направления развития мало – и безотходных

производств................................................. 109

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Экологические проблемы альтернативной энергетики

д.х.н., проф. МГУ, Лисичкин Г.В. (В кн. Материалы конференции «Основы

экологической безопасности» /Под ред. Г.А. Богдановского,

Н.А. Галактионовой. «Научные труды МНЭПУ». Вып. 4. Серия: «Реймерсовские

чтения». – М.: Изд-во МНЭПУ, 2000. – с.37 – 44........................... 112

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Из второй части учебного пособия «Промышленная экология», готовящегося к.т.н., доц. Галактионовой Н.А. (биохимическая очистка СВ,

компостирование твердых отходов, переработка ТО на свалках).............. 120

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ

1.1.Предмет промышленной экологии...

На современном этапе все очевиднее становится взаимосвязь производственных и природных процессов. Происходит слияние объектов хозяйственной деятельности человека, среды его обитания и природной среды[1] в единые системы, развивающиеся по своеобразным, еще недостаточно изученным законам. Для их изучения состояния и прогнозирования изменений, а также управлением развития таких систем возникло новое научное направление – промышленная экология.

Существует несколько определений промышленной экологии (ПЭ). Например, Реймерс Н.Ф. [1] дает следующее определение: «Промышленная экология» – дисциплина, рассматривающая воздействие промышленности – от отдельных предприятий до техносферы – на природу, и наоборот, – влияние условий природной среды на функционирование предприятий и их комплексов. Это же определение использовано В.Г. Калыгиным, по программе и учебнику которого учатся студенты МНЭПУ [6]. В работе [2] (Р.А. Степень, С.М. Репях) под ПЭ понимается наука об эколого-экономических системах. Под последней понимается экологическая система или их сумма, которая включает так или иначе промышленные предприятия и другие объекты хозяйственной деятельности человека: транспорт, сельское хозяйство, города, плотины, тепловые станции и т.п. А.А. Челноков и Л.Ф. Ющенко [3] также считают, что современная промышленная экология – это самостоятельная наука, изучающая влияние промышленной деятельности на биосферу, а также определяющая пути достаточно безболезненного для человеческой цивилизации перехода техносферы в ноосферу. В справочнике-словаре В.В. Снакина вообще считается, что ПЭ – это научное направление, предметом изучения которого является непосредственное отрицательное антропогенное воздействие хозяйственной деятельности на окружающую среду [8].

С нашей точки зрения, промышленная экология – это дисциплина, содержание которой наиболее полно отражено в книге В.А. Зайцева «Промышленная экология» [4], выполненное по переводной статье [5]. Это мнение в настоящее время является наиболее распространенным и в той или иной формах поддерживается рядом ученых.

Промышленная экология рассматривает (изучает) взаимосвязь (и взаимозависимость) материального, в первую очередь промышленного, производства, человека и других живых организмов и среды их обитания, то есть предметом изучения промышленной экологии являются эколого-экономические системы.

Одной из главных задач ПЭ является нахождение путей для рационального и комплексного использования сырьевых и энергетических ресурсов в народном хозяйстве в цикле: первичные сырьевые ресурсы – производство – потребление – вторичные сырьевые ресурсы – и, в конечном итоге, создание техногенного кругооборота веществ по аналогии с биогеохимическим кругооборотом в природных экологических системах.

Промышленная экология – функциональная дисциплина, так как наряду с установлением структуры и законов развития эколого-экономических систем, предметом исследования ПЭ является установление динамических связей внутри них, то есть функционирование подобной системы как единого целого. Методологической основой промышленной экологии служит системный подход с учетом всего многообразия экономических, биологических, социальных, технологических и других связей, их разнообразия и соподчинения.

1.2. Производство и потребление

Любое общество строится на принципах «производство-потребление», направленных на удовлетворение многоплановых потребностей людей за счет хозяйственной деятельности, основным видом которой является производство. При этом неизбежно возникают противоречия между человеком и природой, между производством и естественными экологическими системами.

Рост народонаселения планеты, динамика которого не утешительна[2], приводит к росту потребления. Причем, эти величины не пропорциональны друг другу! Потребление растет более высокими темпами, чем народонаселение. На это существуют объективные причины: расширение ассортимента, качества и количества потребляемых благ.

Совершенно ясно, что удовлетворить эти растущие потребности можно только за счет роста производства, которое не мыслимо без использования природы и ее разнообразных ресурсов. Этим и объясняется возникновение противоречий между человеком и природой, между производством и естественными экологическими системами. Рассмотрим некоторые негативные стороны влияния человека на природу в процессе роста производства.

Первое – ежегодно человечество отторгает от природы десятки миллиардов тонн природного вещества [7], к которому относятся нефть, газ, уголь, водные и природные ресурсы и т.п. На сегодня является очевидным ограниченность традиционно используемых природных благ суши, поэтому «ненасытные создания» устремляются к новым источникам: Мировому океану и космосу.

Второе – и возможно самое главное – это загрязнение окружающей среды отходами производства, которое во многих районах мира достигло критического уровня для устойчивости экосистем и здоровья людей. Структура отходов производства в мире представлена в таблице 1.1. [6].

Таблица 1.1.

Структура и объем отходов производства в мире (2000 г.)

Загрязнение атмосферного воздуха сопровождается массовой гибелью лесов — «легких планеты», снижением поголовья или исчезновением видов фауны, снижением урожайности сельскохозяйственных культур, потерей рыбопродуктивности водоемов, наносит урон здоровью людей. Общий экономический ущерб при этом исчисляется каждый год десятками миллиардов долларов.

Распределение выбросов загрязняющих веществ за год по различным видам антропогенной деятельности приведено в таблице 1.2 [4].

Поиск по сайту: