Безвідходна і малоотходная технології, циклічність матеріальних потоків

Раціональне і комплексне використання сировинних ресурсів має вирішальне значення, так як в даний час в кінцевий продукт включається в середньому лише близько 10% маси використовуваних природних ресурсів, а решта 90% втрачаються. Вищою формою раціонального природокористування є така діяльність людини, яка практично повністю використовує природні ресурси, не породжує забруднення і відходи і в кінцевому підсумку все знову повертає природі, не порушуючи її стану. При безвідходному виробництві передбачається створення оптимальних технологічних схем із замкнутими матеріальними та енергетичними потоками. В ідеальному випадку таке виробництво не має шкідливих викидів в атмосферу, стічних вод і твердих відходів.

Термін «безвідходна технологія» вперше був сформульований нашими вченими-хіміками М.М. Семеновим і І.В. Петрянова-Соколовим в 1956 р Він набув широкого поширення не тільки у нас, але і за кордоном. Нижче наведено офіційне визначення даного терміну, закріплене в 1984 р в Ташкенті рішенням Європейської економічної комісії ООН (ЄЕК ООН).

Безвідходна технологія - це такий метод виробництва продукції (процес, підприємство, територіально-виробничий комплекс), при якому вся сировина і енергія використовуються найбільш раціонально і комплексно в циклі: первинні сировинні ресурси-виробництво-споживання-вторинні ресурси, і будь-які дії на природне середовище не порушують її нормального функціонування.

Безвідходна технологія включає наступні процеси:

комплексну переробку сировини з використанням всіх його компонентів і отримання продукції з відсутністю або найменшою кількістю відходів;

створення і випуск нової продукції з урахуванням її повторного використання;

переробку викидів, стоків, відходів виробництва з отриманням корисної продукції;

безстічні технологічні системи і замкнуті системи газо- і водопостачання з використанням прогресивних способів очищення забрудненого повітря і стічних вод;

створення територіально-промислових комплексів (ТПК), що мають замкнуту технологію матеріальних потоків сировини та відходів всередині комплексу.

Маловідходна технологія - це проміжна ступінь при створенні безвідходного виробництва, коли невелика частина сировини і матеріалів переходить у відходи, а шкідливий вплив на природу не перевищує санітарних норм.

Коефіцієнт безвідходності (або коефіцієнт комплексності) - це частка корисних речовин (в%), які з сировини, що переробляється по відношенню до всього їх кількості.

Цей коефіцієнт широко використовується в кольоровій металургії і пропонується в якості кількісного критерію безвідходності: для малоотходной технології він повинен бути не менше 75%, для безвідходної технології - не менше 95%.

В даний час є деякий досвід у галузі створення і впровадження малоотходной і безвідходної технологій в ряді галузей промисловості. Наприклад, Волховський глиноземний завод переробляє нефелин на глинозем і попутно отримує соду, поташ і цемент по практично безвідходної технологічної схемою. Витрати на їх виробництво на 10-15% нижчі за витрати при отриманні цих продуктів іншими промисловими способами.

Однак переклад існуючих технологій в маловідходні та безвідходні виробництва вимагає рішення великого комплексу вельми складних технологічних, конструкторських та організаційних завдань, заснованих на використанні новітніх науково-технічних досягнень. При цьому необхідно керуватися такими принципами.

Комплексність використання ресурсів. Цей принцип створення безвідходного виробництва вимагає максимального використання всіх компонентів сировини і потенціалу енергоресурсів. Як відомо, практично вся сировина є складним за складом. В середньому більше третини його кількості складають супутні елементи, які можуть бути вилучені лише при комплексній переробці сировини. Так, комплексна переробка поліметалічних руд дозволяє отримувати близько 40 елементів у вигляді металів високої чистоти та їх з'єднань. Уже в даний час майже всі срібло, вісмут, платина і платинові метали, а також понад 20% золота отримують попутно при комплексній переробці поліметалічних руд.

Конкретні форми реалізації цього принципу в першу чергу будуть залежати від рівня організації безвідходного виробництва на стадіях окремого процесу, виробництва, виробничого комплексу та еколого-економічної системи.

Циклічність матеріальних потоків. Це загальний принцип створення безвідходного виробництва. Прикладів циклічних матеріальних потоків є замкнуті водо- і газооборотние цикли. Послідовне застосування цього принципу має привести в кінцевому підсумку до формування спочатку в окремих регіонах, а згодом і в усій техносфери організованого і регульованого техногенного кругообігу речовини і пов'язаних з ним перетворень енергії.

Раціональність організації створення безвідходного виробництва: розумне використання всіх компонентів сировини; мінімізація енерго-, матеріало- і трудомісткості виробництва; пошук нових екологічно обгрунтованих сировинних і енергетичних технологій, що виключають або зменшують шкідливий вплив на біосферу; кооперація виробництва з використанням відходів одних виробництв в якості сировини для інших; створення безвідходних ТПК.

При створенні безвідходного виробництва шляхом вдосконалення існуючих та розробки нових технологічних процесів зазвичай використовуються наступні способи і методи:

здійснення виробничих процесів при мінімально можливому числі технологічних стадій (апаратів), оскільки на кожній з них утворюються відходи і втрачається сировину;

збільшення одиничної потужності агрегатів, застосування безперервних процесів; інтенсифікація виробничих процесів, їх оптимізація та автоматизація;

створення енерготехнологічних процесів, що поєднують енергетику з технологією;

енерготехнологічні процеси дозволяють повніше використовувати енергію хімічних перетворень, економити енергоресурси, сировину і матеріали та збільшувати продуктивність агрегатів.

Для переходу окремих, особливо нових виробництв, на безвідходну технологію необхідна розробка окремими підприємствами, об'єднаннями, галузями і в цілому урядовими структурами комплексних державних програм зі створення та впровадження безвідходних виробництв і територіально-промислових комплексів.

Загальні шляхи вирішення екологічних проблем

замість декларацій - екологічно обґрунтовані і економічно забезпечені проекти в світових рамках;

інтеграція інтелектуальних сил, техніки та фінансів всіх країн світу на здійснення цих проектів;

регулювання зростання народонаселення і потреб людей, їх екологічна просвіта;

введення господарської діяльності в межі ємності екосистем на основі широкого впровадження енерго- та ресурсозберігаючих технологій;

перехід на безвідходні технології виробництва; розвиток сільського господарства на основі екологічно прогресивних технологій, пристосованих до місцевих умов.