Экологически чистые производства
Известно, что чисто не там, где убирают, а там, где не сорят. Если уборка — это очистка на предприятии вредных выбросов, то «не сорить» позволяют разработка и внедрение малоотходных (или безотходных) технологий.
По определению, принятому Европейской экономической комиссией по малоотходным технологиям, безотходная (экологически чистая) технология — это такой способ осуществления производства продукции (процесс, предприятие, производственный комплекс), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле «сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные ресурсы» (так, чтобы любые воздействия на окружающую среду не нарушали ее нормальное функционирование).
К сожалению, абсолютно чистым промышленное производство быть не может, но его отрицательное влияние на окружающую среду необходимо сводить к минимуму, т. е. заменять «грязные» производства на малоотходные.
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 направляют на захоронение.
Чистое производство характеризуется непрерывным и полным применением к процессам и продуктам природоохранной стратегии, предотвращающей загрязнение окружающей среды, с тем чтобы понизить риск для человечества. Применительно к процессам — это рациональное использование сырья и энергии; исключение применения токсичных сырьевых материалов; уменьшение количества всех выбросов и отходов, образующихся в процессе производства, а также степени их токсичности. Чистое производство означает уменьшение воздействия продукта на окружающую среду в течение всего его жизненного цикла — от добычи сырья до утилизации (или обезвреживания) после использования. Чистое производство достигается улучшением технологии, применением ноу-хау и изменением управления производством и способов утилизации побочных продуктов.
Решению проблемы создания малоотходных производств способствуют природоохранное законодательство Российской Федерации, а также применение экономиче-
ских рычагов (стимулирование экологических мероприятий, налоговые льготы, льготное кредитование экологически чистого производства, а также специальное налогообложение экологически вредной продукции).
Основные принципы создания и развития малоотходных технологий:
1. Системность производства продукции, т. е. его со
ответствие технологическим нормам; соблюдение очеред
ности технологических процессов; ответственность за на
рушение технологического процесса, повлекшее загрязне
ние окружающей среды.
2. Минимизация источников загрязняющих веществ
(например, уменьшение тепловых выбросов в атмосферу
благодаря установке котлов-утилизаторов за высокотем
пературными промышленными агрегатами или гасителей
шума и вибрации в движущихся частях аппаратов).
3. Комплексность использования материальных и энер
гетических ресурсов, т. е. всестороннее использование
сырья и продуктов производства (например, применение
в строительстве шлаков, образующихся в металлургиче
ских печах и энергетических котлах).
4. Замкнутость материальных потоков, т. е. поэтап
ное использование продукции технологических процессов
(например, воды, охлаждающей высокотемпературные ап
параты). •
5. Цикличность, т. е. многоразовость использования
сырья. Реализация цикличности — это попытка человека
подражать природе, в которой основным фактором ди
намики природных процессов является кругооборот ве
ществ.
6. Максимальное потребление компонентов сырья и
потенциала энергетических ресурсов. К сожалению, не
возможно целиком использовать сырье и энергию, поэто
му полностью безотходной технология быть не может, но
стремиться к ее большей экологизации, безусловно, необ
ходимо.
7. Соблюдение предприятием предельно допустимой эко
логической нагрузки (ПДЭН) и предельно допустимой кон-
центрации (ПДК) вредных веществ, т. е. сохранение такого состояния окружающей среды, при котором антропогенное воздействие не вызывает ее отрицательных изменений.
Критерием полноты использования ресурсов является коэффициент безотходности К6, который, например, для химической и нефтехимической промышленности определяется по формуле
К& = f • Км • Кэ • Ка,
где / — эмпирический коэффициент пропорциональности; Км — коэффициент использования материальных ресурсов; Кэ — коэффициент полноты использования энергетических ресурсов; Ка — коэффициент соответствия производства энергетическим требованиям.
Естественно, Кб не может быть меньше нуля и больше единицы. Если Кж больше 0,8—0,9, предприятие малоотходное; если же Км равен 0,9—0,98 — безотходное.
Направления создания малоотходных производств можно разделить на технические и организационные. Основные технические направления:
— разработка и внедрение принципиально новых тех
нологических процессов, реализация которых позволяет
существенно уменьшить образование отходов. Примером
может служить внедрение на Московском нефтеперераба
тывающем заводе (МНПЗ) технологической линии полу
чения полипропилена;
— применение малоэнергоемких процессов (напри
мер, использование методов порошковой металлургии
резко снижает теплопотребление на металлургических
предприятиях);
— использование высокоэффективных методов тегаго-
и массообмена (например, кипящего слоя в установках
каталитического крекинга при переработке нефти);
— замена прямоточных потоков материалов и тепло
носителей противоточными;
— внедрение технологии с использованием кислорода,
водорода, озона, электрического тока. Следует, однако,
иметь в виду, что для их получения требуется значительный расход энергоресурсов, выработка которых связана со сжиганием топлива — процессом, загрязняющим атмосферу пылью, окислами азота и углерода. Примером эффективного применения кислорода в кипящем слое может служить кислородно-взвешенная плавка цветных металлов, разработанная в Гинцветмете;
— использование эффекта сверхпроводимости, а также
технологий сверхвысоких давлений и температур;
— использование механических методов вместо хими
ческих процессов с применением кислот и щелочей;
— разработка высоких технологий, в частности плаз
менных и лазерных;
— внедрение современных мембранных, ионообмен
ных, экстракционных методов выделения ценных (и ток
сичных) веществ;
— применение при разработке месторождений эффек
тивных геотехнологических методов (например, подзем
ного выщелачивания);
— внедрение безводных методов обогащения и пере
работки сырья;
— замена огневой переработки руд и отходов гидроме
таллургическими методами, так как известно, что воду
очищать проще, чем газы;
— изготовление биоразлагаемой тары (например, та
ких пакетов, которые в отличие от полиэтиленовых раз
лагаются в течение трех-пяти лет);
— повторное использование отработанного сырья (на
пример, использование шлаков для производства керам
зита);
— многоотраслевая кооперация (создание комбинатов
и комплексов заводов).
К организационным направлениям внедрения малоотходных производств относятся:
— системная организация производства, обеспечиваю
щая взаимосвязь производственных, социальных и при
родных процессов. Примером может служить создание
замкнутых водооборотных схем (в частности, на МНПЗ
помимо замкнутой водооборотной схемы завода имеются внутренние водооборотные циклы в каждом цехе). При этом снижаются расходы на водоподготовку, потери воды в технологическом процессе и количество вредных выбросов. Осадки после очистки воды перерабатывают и используют в виде вторичного сырья. Интересно отметить, что ранее складируемые шлаки уральских металлургических комбинатов содержат значительное количество металла и на современном уровне развития металлургии могут служить сырьем для вторичной его выплавки;
— многоразовое использование материалов за счет ор
ганизации цикличных процессов. Это касается не только
воды, но и газов и материалов. Что касается материалов,
то примером может служить рациональное использование
катализаторов. Катализаторы ускоряют технологические
процессы. Они являются ценным материалом, и поэтому
их необходимо регенерировать, т. е. очищать и восстанав
ливать. При правильной организации процесса обеспечи
вается максимальный срок службы катализатора. После
регенерации он возвращается в технологический цикл, а
отходы регенерации удаляют с предприятия и перераба
тывают с извлечением ценных веществ. Утилизация BMP
и ВЭР — один из основных факторов создания малоот
ходных технологий;
— комбинирование производств при организации
комплексного использования сырья, энергоресурсов и
продукции производства;
— кооперация производств с учетом утилизации BMP
и ВЭР на крупных отечественных комбинатах, в частнос
ти на металлургических, вплоть до извлечения из шлако
вых отходов драгоценных металлов и редкоземельных
элементов;
— научно-практическое обоснование района стро
ительства производства с учетом фонового загрязнения
окружающей среды и возможности кооперации с другими
производствами региона;
— создание малоотходных ТПК и эколого-промыш-
ленных парков. При этом отходы одного предприятия ис-
пользуют на другом, а также решают вопросы рационального размещения жилых построек. Пример — Новомосковский азотно-туковый квмбинат: жилой массив располагается в 30 км от него — с учетом розы ветров, что позволило резко снизить влияние соединений азота на здоровье людей.
Научно обоснованная политика государства при создании ТПК могла бы привести к реализации технического кругооборота веществ и энергии вначале в отдельных регионах, а затем в масштабах всей страны;
— рациональная организация производства позволяет
увеличить объем выпуска продукции и расширить ее но
менклатуру и качество. В условиях рыночной экономики
эффективной организации производства придается все
возрастающее значение. Но погоня за прибылью не долж
на осуществляться за счет увеличения уровня выбросов
вредных веществ в окружающую среду;
— создание региональных центров по переработке и
обезвреживанию отходов производства и быта. Однако
полигоны по захоронению твердых отходов — дорого
стоящее мероприятие, поэтому целесообразно извлекать
полезные вещества из мусора, снижая при этом расходы
на создание и эксплуатацию полигонов.
Таким образом, экологизация технологий, создание и развитие малоотходных производств должны рассматриваться во взаимосвязи для реализации одной цели — снижения отрицательного антропогенного влияния на окружающую среду.