Малоотходные технологии

По определению, принятому Европейской экономической комиссией по малоотходной технологии, «безотходная техноло­гия — это такой способ осуществления производства продукции, при котором сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы — произ­водственное потребление — вторичные ресурсы используются наибо­лее рационально и комплексно таким образом, что любые воздей­ствия на окружающую среду не нарушают ее нормального функ­ционирования».

Малоотходным является такое производство, при котором вред­ное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, до­пустимого санитарно-гигиеническими нормами, при этом часть сырья и материалов переходит в отходы, которые направляются на переработку или захоронение.

«Чистое» производство характеризуется процессами, предот­вращающими загрязнение окружающей среды: рациональным использованием сырья и энергии, исключением применения ток­сичных сырьевых материалов, уменьшением количества всех вы­бросов и отходов, образующихся в процессе производства, а также степени их токсичности.

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

«Чистое» производство обеспечивается путем улучшения тех­нологии, применения новых эффективных процессов, а также пу­тем изменения управления производством и утилизации побоч­ных продуктов.

Решению проблемы создания малоотходных производств спо­собствует природоохранное законодательство Российской Феде­рации, а также применение экономических рычагов (стимулиро­вание экологических мероприятий, налоговые льготы, льготное кредитование экологически чистого производства, специальное налогообложение экологически вредной продукции).

Принципы разработки малоотходных технологий

1. Цикличность или многоразовость использования сырья. Реа­лизация цикличности — это попытка человека подражать приро­де, в которой основным фактором является кругооворот веществ.

2. Максимальное потребление большинства компонентов сырья и потенциала энергетических ресурсов. К сожалению, использо­вать сырье и энергию целиком невозможно, поэтому не существу­ет полностью безотходная технология, однако необходимо стре­миться к ее возможно большей экологизации.

3. Соблюдение предприятием требований по предельно допус­
тимой экологической нагрузке (ПДЭН) и ПДК вредных веществ,
т. е. поддержание такого состояния окружающей среды, при кото ром антропогенное воздействие не вызывает ее отрицательных из­менений.

Направления создания малоотходных производств подразделя­ются на технические и организационные.

Основные технические направления разработки и внедрения малоотходных технологий

1. Разработка и внедрение принципиально новых технологичес­
ких процессов, реализация которых позволяет существенно умень­
шить образование отходов.

Примером может служить внедрение на Московском нефтепе­рерабатывающем заводе (МНГТЗ) технологической линии получе­ния полипропилена.

2. Применение малоэнергоемких процессов (например, мето­дов порошковой металлургии).

3. Использование высокоэффективных методов тепло- и массо-обмена (например, кипящего слоя в установках каталитического крекинга при переработке нефти).

4. Замена прямоточных потоков материалов и теплоносителей противоточными.

5. Внедрение технологии с использованием кислорода, водоро­да, озона и электроэнергии.

Однако при этом следует иметь в виду, что для их получения требуется значительный расход энергоресурсов. Выработка энерго­ресурсов связана со сжиганием топлива, в процессе которого ат­мосфера загрязняется пылевыносом, окислами азота и углерода. Примером эффективного применения кислорода в кипящем слое может служить кислородно-взвешенная плавка цветных металлов с утилизацией тепла.

6. Использование эффекта сверхпроводимости, а также техно­логий с применением сверхвысоких давлений и температур.

7. Использование механических методов вместо химических про­цессов с применением кислот и щелочей.

8. Разработка высоких технологий, в частности плазменных и лазерных.

9. Внедрение современных мембранных, ионно-обменных, эк­стракционных методов выделения ценных (и токсичных) веществ.

10. Применение при разработке эффективных геотехнологичес­ких методов (например, подземное выщелачивание).

11. Внедрение безводных методов обогащения и переработки сырья.

12. Замена плавки руд и отходов гидрометаллургическими мето­дами, так как воду проще очищать, чем газы.

13. Изготовление биоразлагаемой тары, например пакетов, ко­торые в отличие от полиэтиленовой тары разлагаются в течение 3 — 5 лет.

Организационные направления внедрения малоотходных производств

1. Применение системности в организации производства, кото­рая обеспечивает взаимосвязь производственных, социальных и природных процессов. Примером может служить создание замкну­тых водооборотных схем, в частности на МНПЗ, где помимо зам­кнутой водооборотной схемы завода имеются внутренние водо-оборотные циклы в каждом цехе. При этом снижаются расходы на водоподготовку, потери воды в технологическом процессе и коли­чество вредных выбросов. Осадки после очистки воды перерабаты­ваются и используются в виде вторичного сырья. Металлургичес­кие шлаки успешно используются в изготовлении строительных материалов. Интересно отметить, что шлаки уральских металлур­гических комбинатов, которые раньше поступали в отвалы, со­держат значительное количество различных металлов и на совре­менном уровне развития металлургии могут служить сырьем для их выплавки.

2. Реализация многоразового использования материалов за счет организации цикличных процессов. Это касается не только воды, но и газов, и материалов.

Примером может служить рациональное использование ката­лизаторов при переработке нефти. Катализаторы (в том числе на основе платины) являются ценным материалом и для их работы необходимо проводить регенерацию (очистку и восстановление их свойств). При правильной организации процесса обеспечивается максимальный срок службы катализатора. После регенерации ка­тализатор возвращается в технологический цикл, а отходы регене­рации удаляются с предприятия и перерабатываются с извлечени­ем из них ценных веществ. Утилизация материальных и энергети­ческих ресурсов является одним из основных факторов создания малоотходных технологий.

3. Комбинирование производств при организации комплекс­ного использования сырья, энергоресурсов и продукции произ­водства.

4. Кооперация производств с учетом утилизации BMP и ВЭР на крупных отечественных комбинатах. Так, на металлургических ком­бинатах проводят многоступенчатую кооперацию производства, вплоть до извлечения из шлаковых отходов драгоценных металлов и редкоземельных элементов.

5. Научно-практическое обоснование района строительства про­изводств с учетом фонового загрязнения окружающей среды, ре­культивации почвы и возможности кооперации с другими произ­водствами региона.

Создание малоотходных территориально-производственных комплексов (ТПК) или эколого-промышленных парков. При этом отходы одного предприятия могут использоваться на другом пред приятии, кроме того, решаются вопросы транспорта и рациональ­ного размещения жилых построек.

Например, жилой массив на Новомосковском азотно-туковом комбинате располагается на расстоянии 30 км от завода с учетом «розы ветров», что позволяет резко снизить влияние оксидов азота на здоровье людей. Рациональная научно обоснованная политика государства при создании ТПК могла бы способствовать реализа­ции технического кругооборота веществ и энергии вначале в от­дельных регионах, а затем в масштабах всей страны.

7. Рациональная организация производства. Это позволяет уве­
личить объем выпуска продукции, а также расширить ее номенк­
латуру и улучшить качество.

В настоящее время в рамках рыночной экономики роль эф­фективной организации производства в значительной мере воз­растает. Однако погоня за прибылью не должна осуществляться за счет увеличения уровня выбросов вредных веществ в окружа­ющую среду.

8. Организация региональных центров по переработке и обез­
вреживанию отходов производства и быта. Создание полигонов по
захоронению твердых отходов является дорогостоящим мероприя­
тием, однако извлечение из них полезных веществ позволяет сни­
зить расходы на создание и эксплуатацию полигонов.

Таким образом, эколо­гизация технологий и малоотходность производства должны рас­сматриваться совместно с точки зрения реализации одной цели — снижения отрицательного антропогенного влияния на окружаю­щую среду.