Контрольная работа по "Экологии"

3. Раскрыть  сущность малоотходной технологии. Внедрение  оборотных систем водопользования. Представить схему оборотного промышленного  водоснабжения.

По мере развития современного производства с  его масштабностью и темпами  роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и  внедрения мало- и безотходных технологий. Скорейшее их решение в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Безотходная технология 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.

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.

В соответствии с действующим в России законодательством  предприятия, нарушающие санитарные и  экологические нормы, не имеют права  на существование и должны быть реконструированы или закрыты, т. е. все современные  предприятия должны быть малоотходными  и безотходными.

Однако  возникает вопрос, какая допустимая часть сырья и материалов при  малоотходном производстве может направляться на длительное хранение или захоронение? В этой связи в ряде отраслей промышленности России уже имеются количественные показатели оценки безотходности. Так, в цветной металлургии широко используется коэффициент комплексности, определяемые долей полезных веществ (в %), извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему его количеству. В угольной промышленности введен коэффициент безотходности производства.

Безотходная технология — это идеальная модель производства, которая в большинстве  случаев в настоящее время  реализуется не в полной мере, а  лишь частично. Однако уже сейчас имеются  примеры полностью безотходных  производств. Так, в течение многих лет Волховский и Пикалевский  глиноземные заводы перерабатывают нефелин на глинозем, соду, поташ  и цемент по практически безотходным технологическим схемам. Причем эксплуатационные затраты на производство глинозема, соды, поташа и цемента, получаемых из нефелинового сырья, на 10-15% ниже затрат при получении этих продуктов другими промышленными способами.

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 потоков. 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.

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.

Оборотное водоснабжение — система повторяющейся  подачи отработанной воды на производственные нужды после ее периодической  очистки, охлаждения и обработки.

Машиностроительные  и смежные отрасли промышленности являются наиболее водоемкими, и в  тоже время на предприятиях данных отраслей в технологических процессах  происходит образование особо токсичных  сточных вод, содержащих ионы тяжелых  металлов, растворимые органические соединения и другие виды загрязнений. В связи с этим сегодня стоит  острая необходимость сокращения сброса промышленных сточных вод в водные объекты и создание систем оборотного водоснабжения.

Системы оборотного водоснабжения - замкнутые  системы, позволяющие повторно использовать промышленные сточные воды, прошедшие  процесс очистки на очистных сооружениях  замкнутого цикла. Система оборотного водоснабжения предприятия полностью  исключает сброс промышленных сточных  вод в водные объекты или системы  канализации. Оборотное водоснабжение  позволяет решить важнейшие экологические  и экономические задачи: значительно (на 85-95%) сократить водопотребление  промышленного предприятия, снизить  потери ценных компонентов со сточными водами, избежать платы за водоотведение  и превышение предельно допустимых концентраций - ПДК сточных вод.

Большинство современных промышленных очистных сооружений, базирующихся на традиционных технологиях реагентной, механической, электрокоагуляционной и биологической  очистки, не обеспечивают очистку сточных вод от тяжелых металлов до ПДК рыбохозяйственных водоемов, так и снижение солесодержания в сточных водах. При полном или частичном возврате очищенных данными методами сточных вод на повторное использование, через несколько технологических циклов происходит постепенное засоление циркулирующей в системы воды, что приводит в итоге к большому количеству проблем: коррозии оборудования, ухудшению качества гальванических покрытий в процессах обработки поверхности металла и т.д.

Внедрение систем оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях, в том  числе гальванических производствах (Рис 2), обусловлено основными факторами: наличием и стоимостью водных ресурсов; наличием водных объектов или инженерных коммуникаций, предназначенных для сброса сточных вод; более высокой рентабельностью в сравнении с существующей технологией, т.е. очисткой сточных вод до региональных требований ПДК на очистных сооружениях перед сбросом.

Рис.2. Система оборотного водоснабжения гальванического цеха

• Проектирование систем замкнутого водоснабжения промышленных предприятий необходимо начинать с аудита технологических процессов производства с целью минимизации водопотребления;
• Создание систем оборотного водоснабжения следует сочетать с организацией малоотходного и безотходного производства с максимальным извлечением из сырья целевых продуктов;
• Потоки сточных вод необходимо разделять по типу загрязняющих веществ и их концентрации с целью локальной очистки каждого типа сточных вод;
• Для технологических процессов со значительным водопотреблением следует установить научно обоснованные нормативные требования к качеству технической воды;
• Системы оборотного водоснабжения следует объединять со станциями промышленной водоподготовки с целью дополнительного снижения капитальных и эксплуатационных затрат.

Анализ  существующих технологических решений  и проектных материалов показывает, что создание систем оборотного водоснабжения  на промышленных предприятиях является хотя и достаточно сложной, но решаемой задачей. Современные технологии и  оборудование для очистки сточных  вод позволяют обеспечить получение  воды любой требуемой степени  чистоты из любой природной и/или  сточной воды, при этом создание замкнутого водоснабжения может  тормозиться лишь причинами экономического характера.

Список  используемой литературы

1. Общая экология. (Учебник) Чернова Н.И., Былова А.М. 2004
2. Экология. (Учебное пособие) Лебедева М.И., Анкудимова И.А. 2002,
3. Горышина Т.К. Экология растений. – М.: Высшая школа,1979
4. Голицын А.Н. Основы промышленной экологии. - М.: ИРПО; Издательский центр «Академия»,2002 г
5. Трушина Т.П. Экологические основы природопользования. – Ростов Н/Д: Феникс, 2005 г