Малоотходное и безотходное производство

Содержание

 

 

 

Введение 3

1 Определение и концепция безотходного производства 4

2  Коэффициенты для оценки степени приближения традиционной технологии к безотходной. 9

3  Принципы безотходного производства 13

4  Основные направления развития мало- и безотходных производств 20

Заключение 24

Список литературы 25

 

 

Введение

 

Дальнейшее устойчивое развитие производства и связанное с ним решение проблемы охраны окружающей среды должны базироваться на новом подходе. Его принципиальная новизна обусловлена невозможностью эффективно решать проблемы охраны среды и рационального использования природных ресурсов только путем развития методов переработки, обезвреживания и захоронения отходов в условиях экспоненциального роста их объемов.

Народная мудрость гласит: «Чисто не там, где убирают, а там, где не сорят». Если «уборка» — это очистка предприятия от вредных выбросов, то «не сорить» позволяют разработка и внедрение малоотходных (безотходных) технологий.

Концепция безотходного производства была предложена и развита академиками  Н. Н. Семеновым, И. В. Петряновым-Соколовым, Б.Н. Ласкориным и др. Анализ развития производств и динамики потребления сырья и образования отходов привели к неизбежному выводу о том, что дальнейшее развитие производств (и общества в целом) не может осуществляться на базе исторически сложившихся традиционных экстенсивных технологических процессов без учета экологических ограничений и требует принципиально нового подхода. Этот подход, получивший название «безотходная технология», а позднее «чистая технология», основой которого является цикличность материальнмх потоков, подсказан самой природой.

В настоящем реферате будет  рассмотрена концепция безотходного производства, коэффициенты для оценки степени приближения традиционной технологии к безотходной, принципы безотходного производства

 

1 Определение и концепция безотходного производства

 

Развитие представлений об окружающей среде и рациональном природопользовании, а также практические задачи создания и внедрения безотходных производств,  сделали необходимым уточнение их   понятия. 

В достаточно полном виде понятие  безотходная технология было сформулировано на Общеевропейском совещании по сотрудничеству в области охраны окружающей среды (Женева, 1979 г.). На совещании  была принята специальная «Декларация  о малоотходной и безотходной  технологии и использовании отходов», в которой говорится, что: «Безотходная технология есть практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защитить окружающую среду» [8] Развитие представлений об окружающей среде и рациональном природопользовании, а также практические задачи по созданию и внедрению безотходных производств привели к необходимости сформулировать новое определение безотходной технологии, которое и было принято на семинаре Европейской экономической комиссии по малоотходной технологии (Ташкент, 1984 г.). Рекомендации ташкентского семинара рассмотрены и одобрены на заседании старших советников правительств ЕЭК по окружающей среде и направлены всем странам – участницам [1]: «Безотходная технология – это такой способ производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы – производство – потребление – вторичные сырьевые ресурсы таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».

Здесь важно обратить внимание на 3 основных положения.

Во-первых, подчеркивается  необходимость использования сырьевых ресурсов в цикле, включающем и среду потребления. Это означает, что замкнутым такой цикл может быть только на уровне территориально-производственного комплекса (ТПК), т.е. в формулировке уже заложен принцип кооперации производств и региональный подход. Отсюда безотходное производство должно быть практически замкнутой системой, организованной по аналогии с экосистемами. В них продукт жизнедеятельности одних организмов потребляется другими и в целом осуществляется саморегулирующийся биогеохимический круговорот веществ. Основу производства составляет сознательно организованный и регулируемый человеком техногенный круговорот сырья, продукции и отходов.

Во-вторых, обязательным, положением безотходного производства является включение в него всех компонентов сырья. При этом должно быть обеспечено максимально возможное использование энергетического потенциала. Здесь также  наблюдается  прямая  аналогия с природными экосистемами. Будучи практически замкнутыми, они, пропуская через весь цикл солнечную энергию, поглощают её, трансформируют  и излучают в космическое пространство. Таким же образом и безотходное производство является практически замкнутым, но неизолированным.

Третьей составляющей частью концепции безотходного производства является сохранение или не нарушение нормального функционирования окружающей среды (сложившегося экологического равновесия), при котором оно не оказывает неблагоприятного воздействия на здоровье человека. Критерием качества окружающей среды считают в настоящее время предельно допустимые концентрации (ПДК) или рассчитанные на их основе предельно допустимые выбросы (ПДВ и ПДС), а в будущем предельно допустимые экологические концентрации (ПДЭК) или нагрузки (ПДЭН).

Актуален вопрос, что  такое безотходное производство – красивая мечта или реальность?

К концепции безотходной технологии имеются два подхода. Один из них  основан на законе сохранения вещества, в соответствии с которым, материя  всегда может быть преобразована  в ту или иную продукцию. А если это так, то всегда можно создать  такой технологический цикл, в  котором все экологически опасные вещества будут преобразовываться в безопасный продукт или исходное сырье. Согласно другому подходу, полностью безотходную технологию нельзя создать ни практически, ни даже теоретически, коль скоро это определенным образом противоречит второму закону термодинамики. Подобно тому, как энергию нельзя полностью перевести в полезную работу, так и сырье невозможно полностью перевести в полезный экологически безопасный продукт. Второй подход кажется не только теоретически более обоснованным, но и практически более трезвым и реальным. Другими словами, полностью безотходная технология — это идеальная система, к которой должен стремиться всякий реальный технологический цикл, и чем больше будет это приближение, тем меньшим будет экологически опасный след.

В этом отношении более реальной является так называемая малоотходная технология. Под малоотходным понимается такой способ производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами; при этом по техническим, организационным, экономическим или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.

В настоящее время, особенно после  «Семинара по стимулированию чистого  производства» ЮНЕП/ИЕО (Кантенбери, Великобритания, 17-20 сентября 1990 г.), в  основном применяется термин чистое производство.

Термин чистое производство был введен на заседании рабочей группы ЮНЕП/ИЕО в 1989 г. Было дано следующее определение чистого производства: «это производство, которое характеризуется непрерывным и полным применением к процессам и продуктам природоохранной стратегии, предотвращающей загрязнение окружающей среды таким образом, чтобы понизить риск для человечества и окружающей среды.

С точки зрения продукции  чистое производство означает уменьшение ее воздействия на окружающую среду в течение всего жизненного цикла (продукта) от добычи сырья до утилизации (или обезвреживания ) после использования.

Чистое производство достигается  путем улучшения технологии, применением  ноу-хау и/или путем изменения  управления производством и его организации» [2]

В связи с принятием большинством стран специального природоохранного законодательства и программ по стимулированию безотходного или чистого производства сама концепция и определение  безотходного или чистого производства имеют важное практическое значение, поскольку речь идет в основном об экономических методах стимулирования, связанных с налоговыми льготами, льготным кредитованием выпуска  экологически чистой продукции и  внедрения малоотходных и безотходных  или чистых технологических процессов  и производств и, наоборот, введением  специального налогообложения экологически вредной продукции и соответствующих  производств

Они переходят от ограничения выбросов и сбросов загрязняющих веществ  и ликвидации отходов к поддержке  государственных требований и предотвращению загрязнения атмосферы и гидросферы и уменьшению отходов, как в интересах  населения, так и для повышения  эффективности производства и конкурентоспособности. В то время как экономика промышленно  развитых стран выросла, расход ресурсов, например, и энергоемкость продукции  уменьшились. С 1970 года химические предприятия  промышленно развитых стран удвоили  выпуск продукции, сократив более чем  на половину потребление энергии на единицу продукции.

Таким образом, по  своей  сути принцип  чистой технологии отличается от так  называемых традиционных  технологий  и  больше  приближается   к   малоотходной. Но так, или иначе, если стоять на позиции, что полностью безотходная технология — это идеальная модель производства, то совершенно очевидно, что и малоотходная технология и чистая технология требуют определенных коэффициентов, оценивающих степень их приближения к безотходной. А поскольку каждое производство имеет свою целенаправленную  особенность, то и такие коэффициенты для каждого из них могут быть свои.

 

2 Коэффициенты для оценки степени приближения традиционной технологии к безотходной.

 

Количественная оценка приближения производства к безотходному подразумевает формирование критериев, позволяющих отнести его к  категории безотходных, малоотходных или рядовых (традиционных).

В основу критериев, ограничивающих вредное воздействие производства на среду, положены существующие санитарно-гигиенические нормативы – предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ, предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу и предельно допустимые сбросы (ПДС) в водоемы. ПДВ и ПДС измеряются во времени для каждого источника организованного выброса или сброса. При этом поступление вредных веществ от данного источника и от всех источников района с учетом дальнейшего развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмо – и гидросфере не должно создавать концентрации, превышающей предельно допустимую.

Таким образом, говоря о  степени приближения традиционной технологии в безотходной, первое, что надо иметь в виду – это то, что предприятия должны выполнять санитарно-гигиенические требования, поскольку экологические нормативы пока не разработаны.

Второй по, значимости количественной оценкой безотходности производства является степень использования в технологических процессах сырья и материалов. Универсального критерия нет, но в ряде отраслей страны уже введены соответствующие показатели. Так, в цветной металлургии используется коэффициент комплексности – доля компонентов, извлекаемых из сырья по отношению ко всему количеству. В ряде производств его величина достигает 80 %. В угольной промышленности действует коэффициент безотходности производства (%):

 

К_Б = 0,33·(К_П + К_В + К_Г),

 

где К_П, К_В, К_Г -– соответственно коэффициенты использования ,образующихся  при проведении  работы  породы, попутно забираемой воды и пылегазовой смеси, %.. Для этой отрасли установлено, что производство является безотходным, если . коэффициент превышает 75 %. В случае использования наряду с образующейся породой отвалов прошлых лет коэффициент безотходности может быть более 100 %.

В химической промышленности также введен коэффициент безотходности, разработана и реализована специальная методика его определения и отнесения соответствующих технологических процессов к категории безотходных, малоотходных или рядовых. Он характеризует полноту использования материальных и. энергетических ресурсов, а также интенсивность воздействия производства на окружающую среду:

 

К_Б = f·К_МК_ЭК_А,

 

где   К_Б  -   коэффициент   безотходности;   0<К_В<1; f–-коэффициент пропорциональности (определяется эмпирически); К_М и К_Э- коэффициенты полноты использования материальных и энергетических ресурсов; К_А - коэффициент соответствия экологическим требованиям.

Разработанная методика предназначена  для оценки коэффициента использования  материальных ресурсов. По его величине с учетом мощности предприятия осуществляется отнесение его к соответствующей категории (рис. 5.1). В соответствии с методикой, к малоотходным относятся производства с К_м, равным не менее 0,8-0,9, к безотходным -0,90-0,98. При этом поступление в окружающую среду газовых выбросов, сточных вод и твердых отходов не должно превышать санитарно-гигиенические нормы. Для практических целей значение безотходности, равное 75-90%, принимается в качестве критерия малоотходного, а 90-98 % - безотходного производства и в других материалоемких отраслях [7]. При этом важно учитывать токсичность отходов путем введения соответствующих коэффициентов и в любом случае их поступление должно соответствовать ПДК.

 

 

 

 

 

 

 

10²  10³  10⁴  10⁵  10⁶

Рисунок 1 –  Распределение    производств    по   категориям  в

зависимости      от      коэффициента      полноты      использования

материальных ресурсов (Км) и его мощности (G)

 

В общем случае для оценки степени  совершенства технологического процесса, учитывая взаимодействие с окружающей средой, за критерий безотходности  принят коэффициент экологического действия (к.э.д.), опрделяемый как:

 

,

 

где В_Т – теоретическое воздействие, необходимое для производства; В_ф – фактическое воздействие; В_n – воздействие, определяемое конкретным, производством.

Если Вф » В_Т то К → 0, то єсть данное производство абсолютно не учитывает требований экологической безопасности, что неизбежно ведет к так называемому экологическому «просчету» или экологическому «бумерангу». Чем выше значение коэффициента экологического воздействия К, тем более совершенно производство с учетом воздействия на окружающую среду, тем более существенно приближение к безотходной технологии [5]. Для идеальной модели, модели безотходного производства, козффициэнт зкологического действия равен единице.