Основные принципы организации малоотходных производств

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС:

1. разработка принципиально новых процессов, при внедрении которых существенно снижается или практически исключается образование отходов или отрицательное действие на окружающую среду; 2. комплексное использование всех компонентов сырья и максимально возможное использование потенциала энергоресурсов 3. внедрение геотехнологических методов разработки месторождений полезных ископаемых. 4. применение безводных методов обогащения или переработки сырья на месте его добычи; 5. использование гидрометаллургических методов переработки руд и отходов; 6. применение методов порошковой металлургии; 7. внедрение окислительно-восстановительных технологий с применением кислорода, водорода, озона, свободных радикалов, электрического тока. 8. использование в технологии сверхвысоких давлений и температур; 9. разработка плазменных процессов; 10. замена химических методов с использованием кислот, щелочей механическими методами; 11. замена прямоточных процессов противоточными; 12. внедрение перспективных высокоэффективных методов для разделения и выделения ценных и токсичных веществ; 13. максимальная замена первичных сырьевых и энергетических ресурсов вторичными; 14. создание энерготехнологических процессов; 15. внедрение непрерывных процессов; 16. интенсификация и автоматизация процессов.

АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ:1. разработка принципиально новых аппаратов. 2. оптимизация размеров и производительности; 3. герметизация; 4. использование новых конструкционных материалов.

СЫРЬЕ, МАТЕРИАЛЫ, ЭНЕРГОРЕСУРСЫ: 1. обоснованность их качества; 2. предварительная подготовка сырья и материалов;

ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА – это часть неиспользованного или недоиспользованного по каким-либо причинам сырья, полуфабрикаты, бракованная продукция.

Особое внимание следует уделять предприятиям, производящим строительные материалы, поскольку они могут использовать большое количество отходов, что позволяет получить и экономический, иэкологический эффект. Использование отходов способствует повышению рентабельности как предприятий их производящих, так и перерабатывающих отходы, снижению затрат на геолого-разведочныеработы и экономии сырья в целом, т.е. повышению капитальных вложений в народное хозяйство в целом.Особое значение для экономики нашей страны имеет интенсификация развития таких ТПК, как КУРСКАЯ МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ, ОРЕНБУРГСКИЙ И АНГАРО-ЕНИСЕЙСКИЙ ТПК, САЯНСКИЙ, БРАТСКИЙ, УСТЬ-ИЛИМСКИЙ, КАНСКО-АЧИНСКИЙ (КАТЭК) топливно-энергетический комплекс.

КУРСКАЯ МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ (КМА) – крупнейший в РФ железорудный бассейн, расположенный в пределах Курской, Белгородской и Орловской областей.Впервые магнитная аномалия была обнаружена в конце ХVIII в. П. Б. Иноходцевым при составлении карт Генерального межевания.Разведка месторождений началась после Великой Октябрьской революции, а промышленное освоение – после ВОВ. Разведочным бурением, основанным на данных магнитных, гравитационных и сейсмических исследований, выявлены огромные запасы богатых руд и магнетитовых легкообогащаемых кварцитов (содержание железа 32-62 %). КМА – сосредоточение горно-добывающих (открытым и шахтным способом), горнообогатительных, металлургических предприятий.

КАНСКО-АЧИНСКИЙ (КАТЭК) топливно-энергетический комплекс. Основой для создания КАТЭК послужили огромные запасы каменного угля, залегающего вблизи поверхности земли и добываемого открытым способом. Благодаря высокой производительности труда и низким удельным капитальным затратам развитие КАТЭК может оказать значительное положительное влияние на общий топливно-энергетический баланс страны. Уголь невыгодно возить на большие расстояния из-за высоких транспортных издержек, поэтому новые энергетические производства необходимо размещать вблизи мест его добычи, где вводятся в действие мощные тепловые электростанции. Часть энергии этих станций будет передаваться на Европейскую территорию страны. Сосредоточение ТЭС осложняет экологическую обстановку, поэтому должны быть внедрены эффективные системы очистки выбросов и вообще их предотвращение.

На КРАСНОЯРСКОЙ ТЭЦ-2 пущена установка по энерготехнологической переработке угля, при эксплуатации которой полностью исключаются выбросы в воздушный бассейн. Последние разработки ученых по созданию энерготехнологических установок позволяют использовать твердое топливо, в первую очередь уголь и сланцы, для получения жидкого и газообразного топлива и производства электроэнергии по самому совершенному парогазовому циклу. Доказано на практике, что, например, энерготехнологическая установка УТТ-3000 по переработке сланца производительностью 1 млн. т/год является

коммерчески выгодной. Еще одним способом снижения вредного воздействия ТЭС на атмосферу является предварительная подготовка угля перед сжиганием.

Чаще всего это обессеривание угля. Большая часть серы удаляется при обогащении угля флотацией, где она выделяется в виде углистого колчедана (40-50 % серы, до 9 % углерода). Углистый колчедан может быть использован для получения серной кислоты.

Одним из примеров решения сложных экологических проблем путем комбинирования предприятий является

КРАСНОПЕРЕКОПСКИЙ ПРОМЫШЛЕННЫЙ УЗЕЛ. Расположен он на севере Крымского полуострова. Для сохранения уникальных природных условий данного региона жизненно важное значение имеет сбалансированное развитие взаимоотношений между сельским, рыбным хозяйством, промышленностью и туристическими комплексами.

При увеличении населения в результате сезонного притока возрастает потребление природных ресурсов, запасы которых имеют определенные пределы (сельхозугодья, минеральные соли залива Сиваш, подземные воды, рыбные ресурсы). До 70-х годов в регионе существовали металлургические предприятия и машиностроительные заводы. В 80-х годах в данном регионе появилось большое количество химических предприятий. Эта отрасль представлена заводами двуокиси титана, содовым, бромным и анилинокрасочным. Характер деятельности указанных выше предприятий позволял считать достаточно вероятным увеличение промышленных выбросов в виде соединений серы, брома, фтора, пыли и других веществ. Если рассматривать предприятия как отдельные функциональные ячейки общей системы промышленного узла, то данная промышленная система имеет несколько изолированных выходов в биосферу. Следовательно, экологическое воздействие можно уменьшить, применяя очистные сооружения и создавая системы замкнутых материальных потоков. Диоксид титана является дорогостоящим пигментом белого цвета, широко используется в народном хозяйстве. Так как титан – рассеянный элемент в Земной коре, то его содержание в сырье не велико. Поэтому производство диоксида титана сопровождается такими крупнотоннажными отходами, как фосфогипс и пиритные огарки. Комплексная переработка пиритных огарков вполне осуществима и дает значительный экономический эффект. Кроме того в настоящее время используются новые способы получения пигментной двуокиси титана, по сравнению с традиционным способом, образуется значительно меньше отходов (хлорный способ). Для получения хлора может быть использован метод электрохимической переработки дистиллерной жидкости – отхода содового производства.

СИВАШ является крупным источником поваренной соли, но, прежде всего, рапа Сиваша содержит массу различных химических элементов. При комплексной переработке рапы производят: оксид магния и хлористый магний, бром и его производные, хлористый натрий и др. Для выделения оксида магния потребуется гидроксид кальция – отход содового производства. Образующийся хлор можно использовать для выделения брома. Использование отходов как данного, так и соседних химических предприятий позволяет отказаться от добычи известняка, что обеспечивает сохранность уникального природного ландшафта. Таким образом, при проектировании промышленных предприятий для регионов с напряженной экологической обстановкой следует в первую очередь предусматривать строительство производств и установок, при эксплуатации которых достигается существенное уменьшение количества образующихся отходов. Программа развития данного региона предполагает организовать на базе ТПК промышленную экосистему, для чего объединить материальными и энергетическими потоками с химическими предприятиями предприятия строительного комплекса, пищевые производства. С этой же целью организовано ОАО «Поливтор», перерабатывающее полимерные отходы.

Промышленные экосистемы и экопромышленные парки. Для определения эффективности промышленного производства. Всемирный бизнес-совет предпринимателей по устойчивому развитию ввел понятие «экоэффективность».

Суть

«ЭКОЭФФЕКТИВНОСТИ» заключается в максимизации эффективности (в том числе экономической) использования энергетических и сырьевых ресурсов с целью снижения потребления ресурсов и загрязнения окружающей среды и отходов.

Эко-эффективность достигается при производстве конкурентоспособных товаров и услуг, удовлетворяющих потребности людей и качество жизни и существенно снижающих вредное воздействие на окружающую природную среду и потребление природных ресурсов на протяжении всего жизненного цикла, по крайней мере, до уровня, соответствующего ассимиляционной емкости Земли.

Эко-эффективность должна способствовать: 1. уменьшению количества материалов, используемых при производстве товаров и услуг; 2. снижению степени использования энергетических затрат при производстве товаров и услуг; 3. уменьшению объемов образующихся попутно (неиспользуемых) продуктов и токсичных отходов;

4.максимизации устойчивого использования возобновимых природных ресурсов;

- продлению срока пользования товарами и услугами; - увеличению интенсивности пользования товарами и услугами.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ: В таких системах оптимизировано использование сырьевых и энергетических ресурсов, сведено к минимуму образование отходов, а отходы одних процессов и производств служат сырьем для других.

Промышленные экосистемы – это взаимосвязанная сеть компаний и организаций в регионе, которые используют попутно образующиеся продукты, отходы и энергию по одному из следующих направлений:

1.уменьшение объемов потребляемого первичного сырья; - снижение степени загрязнения окружающей среды; 2. повышение эффективности использования энергии, а, следовательно, уменьшение объемов потребления первичных энергетических ресурсов; 3. уменьшение количества отходов и затрат на их захоронение; - увеличение количества и видов продукции.

Одним из широко известных примеров промышленной экосистемы является «промышленный симбиоз» в

КАЛУНБОРГЕ (Дания). В небольшом районе на протяжении 20 лет образовалась сеть материальных и энергетических потоков между предприятиями, жилыми зданиями и фермерскими хозяйствами. Первоначальным мотивом для организации такой системы было желание предпринимателей снизить себестоимость продукции за счет использования отходов и получить больше прибыли. Постепенно руководители предприятий и муниципалитет осознали, что наряду с увеличением прибыли предприятий уменьшился ущерб от загрязнения окружающей среды.

Система предприятий в городе включает пять основных единиц: 1. электростанцию мощностью 1500 МВт, работающую на угле; 2. нефтеперегонный завод (НПЗ), крупнейший в Дании, мощностью 4,8 млн. т/год; 3. завод гипсовых плит, производящий ежегодно 14 млн.м2 гипсовых плит; 4. фармацевтический завод международной биотехнологической компании; компания выпускает 40 % мирового объема производства инсулина и промышленные энзимы; 5. город, население которого 20 тыс. человек, нуждающихся так же, как и все предприятия города, в тепле и горячей воде.

Никакогопервоначального плана по созданию симбиоза не существовало, предприятия начали самостоятельно заключать взаимовыгодные договоры.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОТОКИ: До создания симбиоза термическая эффективность использования угля на электростанции составляла 40 %, а мощный потребитель энергии – НПЗ выбрасывал большие объемы горючих газов. НПЗ согласился передавать избыточный газ заводу гипсовых плит, которых устраивала низкая стоимость горючего.

Электростанция начала снабжать новый район города, а также фармацевтическую компанию и НПЗ отработанным паром. Обогрев района паром позволил ликвидировать 3500 печек, работающих на мазуте (громадный рассредоточенный источник загрязнения атмосферы). Электростанция стала использовать для охлаждения морскую воду вместо пресной из озера Тиссо; часть нагретой морской воды стали направлять в пруды по разведению рыбы.

Часть угля на электростанции заменили газом с НПЗ, это стало возможным после того, как на НПЗ построили установку для очистки сбросных газов от серы, иначе газы не соответствовали стандарту на топливо.

МАТЕРИАЛЬНЫЕ ПОТОКИ: Шлам с фармацевтического завода и после очистки прудов по разведению рыбы стали использовать в качестве удобрения на растениеводческих фермах. Цементный завод для технологических нужд стал использовать воду с электростанции. Гипс после известняковой очистки отходящих газов электростанции стал использоваться на заводе гипсовых плит в качестве сырья, покрыл 2/3 его потребности. После очистки попутного газа на НПЗ улавливалась масса сернистых соединений, что послужило причиной создания производства серной кислоты.

Избыточные дрожжи от производства инсулина стали использовать в качестве корма для свиней. Симбиоз позволил вовлеченным в него предприятиям снизить затраты на производство продукции и уменьшить загрязнение окружающей среды в регионе. Вложения – 60 млн. $ дали доход –120 млн. $. Организация и функционирование данного симбиоза позволили сделать следующие общие выводы: 1. предприятия могут быть разные по профилю, но должны быть готовы к кооперации; 2.расстояние между ними должно быть небольшим, что особенно важно при передаче между ними сырья и некоторых материалов; 3. все контракты между предприятиями должны заключаться на двухсторонней основе; 4.каждый проект должен быть экономически привлекательным; 5. риск для каждого участника должен быть минимальным.

Следует отметить, что организующей системы не было, и вряд ли она могла быть. После образования симбиоза власти города стали обращать на него внимание. Справедливости ради следует отметить, что это практически единственный пример промышленной экосистемы. Созданию симбиоза способствовало географическое положение города, природно-климатические условия и то, что город очень небольшой – всего 500 домов. Например, использование морской воды для охлаждения на электростанции стало возможным благодаря низкой минерализации воды Балтийского моря (сухой остаток – 7500 мг/л). Вода Черного моря (сухой остаток – 16000 мг/л) вызвала бы отложение солей на поверхностях теплообмена.

ЭКОПРОМЫШЛЕННЫЕ ПАРКИ: Особая форма промышленных экосистем – экопромышленныепарки (ЭПП). В них появляются условия для более эффективной (экономически и экологически) организации жизнедеятельности региона.Подход тот же, что и при организации ТПК, но с более тесными и целенаправленными связями между предприятиями и на меньшей территории.ЭПП – объединение производителей товаров и услуг, желающихулучшить экономическое и экологическое состояние путем совместного управления природными ресурсами (энергией, водой, материалами)и окружающей средой (ОС). Работая вместе, производители надеютсяполучить коллективный доход больше, чем имели бы по отдельности.Цель ЭПП – улучшить экономическое состояние участников иуменьшить нагрузку на ОС. Данный подход включает планированиеинфраструктуры парка, предотвращение загрязнения ОС, повышениеэффективности использования материальных и сырьевых ресурсов.Через взаимную кооперацию эти предприятия становятся промышленной экосистемой.Один из наиболее известных парков организован в Новой Шотландии (Канада). Парк создан группой ученых и объединил в себе 1200 крупных и средних предприятий. Основные принципы и стратегии объединенияпредприятий в промышленную экосистему были следующие: 1.организация материальных и энергетических потоков между предприятиями, информационной системы об отходах, привлечение компаний по сбору, обезвреживанию и утилизации отходов;2. увязка в единый природный комплекс зданий и парка, обогрев жилищ солнцем и использование болот для обезвреживания природных вод;3. создание доступной информационной системы о необходимых материалах, используемой энергии, образующихся отходах;4.организация обратной связи внутри предприятий и между ними, а также с руководством парка.

Специально для управления парком и предприятиями, входящими в него, был разработан программный комплекс ECOPARK. Он содержит базу данных о предприятиях, используемых материалах и технологиях, законодательстве и регламентирующих документах, правительственной помощи, продукции из рециркулируемых и восстановленных материалов, проводимых исследованиях. Этот программныйпродукт позволяет проводить маркетинговые исследования и техникоэкономическое обоснование строительства новых предприятий, реконструкции действующих.

Цель создания ТПК – получение максимальной экономической выгоды, а так как создавались самые ранние ТПК в эпоху первых пятилеток, то об охране окружающей среды слишком не задумывались. Но ТПК является прекрасной базой для организации промышленной экосистемы, что и планируется реализовывать в настоящее время. ЭПП – это промышленная экосистема, обладающая управляющим звеном, за счет чего объединение предприятий становится более целенаправленным, научно обоснованным и, стало быть, более эффективным с экономической и экологической точки зрения.

Предмет изучения пром.экология: основные загрязнения о.с. производится пром. Предприятиями, снижение их мощности с целью защиты о.с. преведёт к снижению уровня жизни людей, но в то же время развитие про-ти без решения вопросов защиты о.с. приведёт к её деградации, уменьшению кол-ва прир. Ресурсов, их качество снизится.

Развитие пром.производства должно учитывать естественные природные процессы, минимально на них воздействовать, и не только не загрязнять о.с., но и оздоравливать её.

Природа слагается из 3 этапов: 1.Этап «беззаботных» режимов (при этом прир.ресурсы добывать дёшево, ос-незагрязнённая, её загрязнения не вызывают проблем здоровья человека и получаемые продукты стоят недорого).

2.Развитие средозащитной техники (очистные сооружения для воды, устройства газоочистки. Этот этап начинается когда люди связывают ухудшение своего здоровья с ухудшением качества ос, и ищут способы снижения негативного пром.воздействия).

Все приемы защиты ос высокозатратны. Работа средозащитной техники сопровождается вторичным загрязнением ос.

3.Этап создания малоотходных технологий. (эти технологии минимизируют образование отходов в ходе технологического процесса – это более эффективный прием защиты ос, но на сегодняшний день реализировать его можно для 2 % производственных процессов).

Таким образом защита ос от техногенного воздействия долдна решаться во многих направлениях: Модернизация технологии; Использование высокоэффективной средозащитной техники; Переработка отходов производства и потребления; Рациональная застройка тер-ии; Озеленение ос.

ТПК не решают эколог.проблемы, а наоборот их создают. Ресурсы используются нерационально. Концентрировано пром. Воздействие на ос, что приводит к её усиленной деградации. Тем не менее на базе ТПК можно организовывать более экологичный комплекс, если наладить комплексное использование сырья, переработку отходов, а также внедрять на предприятиях малоотходные технологии.

Эколого.пром.парк – данное образование сразу преследует получение эколог.эффекта при мин нагрузке на ос. Это более масштабное образование нежели сис-мы Кол-га, в ней имеется управ0ляющее звено. Вся Д-ть более целенаправленна и научнообоснована.

Поиск по сайту: