Лекция №20
Занятие 20 Малоотходные технологии
Вопросы:
1. Основные принципы малоотходных технологий.
2. Виды отходов.
3. Эффективность малоотходных производств.
1. Основные принципы малоотходных технологий.
Основные понятия
Природопользование — непосредственное и косвенное воздействие человека на окружающую среду в результате всей его деятельности. Рациональное природопользование — планомерное, научно обоснованное преобразование окружающей среды по мере совершенствования материального производства на основе комплексного использования невозобновляемых ресурсов в цикле: производство — потребление — вторичные ресурсы при условии сохранения и воспроизводства возобновляемых природных ресурсов.
Изучение процессов, протекающих в биосфере, и влияния на них хозяйственной деятельности человека показывает, что только создание экологически безотходных и малоотходных производств может предотвратить оскудение природных ресурсов и деградацию природной среды. Хозяйственная деятельность людей должна строиться по принципу природных экосистем, которые экономно расходуют вещество и энергию и в которых отходы одних организмов служат средой обитания для других, т. е. осуществляется замкнутый кругооборот.
В XX в. человечество в результате научно-технической революции пришло к следующему техногенному кругообороту веществ (рис. 1.1).
Казалось бы, сегодня всем ясно, что время «покорения природы» безвозвратно прошло и начался период глубокого, заинтересованного познания ее законов. Однако на практике объемы " отходов в стране растут в два-три раза быстрее, чем объемы производства и численность населения. Лавина отходов загрязняет природу, их вредные токсичные компоненты засоряют землю, воздух, реки, моря и озера. Причина кроется в сиюминутной выгоде для производства. Но разумный человек не должен считать выгодой уничтожение всего живого, «безумное прожигание» ресурсов, не только своих, но и принадлежащих будущим поколениям. Следовательно, пришло время коренным образом изменить сам подход к понятию выгодности, когда речь идет о природопользовании.
Рис. 1.1. Техногенный кругооборот веществ:
С — первичное сырье; Р — рассеивание в окружающей среде; О — отходы;
BMP — вторичные материальные ресурсы; ВС — вторичное сырье;
НО — неутилизируемые ресурсы
Исходя из сказанного можно сформулировать наиболее общее определение рационального природопользования — это система взаимодействия общества и природы, построенная на основе научных законов природы и в наибольшей степени отвечающая задачам как развития производства, так и сохранения биосферы.
Из схемы техногенного кругооборота веществ (рис. 1.1) видно, что в отличие от природных кругооборотов он незамкнут во многих частях.
Безотходные и малоотходныепроизводства
Термин «безотходная технология» впервые предложен российскими учеными Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. В ряде стран Западной Европы вместо «мало- и безотходная технология» применяется термин «чистая или более чистая технология» («pure or more pure technology»).
В соответствии с решением ЕЭК ООН и с Декларацией о малоотходной и безотходной технологиях и использовании отходов принята такая формулировка безотходной технологии (БОТ): «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».
В литературе встречаются и другие термины, например, «безотходная технологическая система» (БТС). Под БТС понимается такое отдельное производство или совокупность производств, в результате практической деятельности которых не происходит отрицательного воздействия на окружающую среду. В определении безотходной технологии подразумевается не только производственный процесс. Это понятие затрагивает и конечную продукцию, которая должна характеризоваться:
• долгим сроком службы изделий,
• возможностью многократного использования,
• простотой ремонта,
• легкостью возвращения в производственный цикл или перевода в экологически безвредную форму после выхода из строя.
Теория безотходных технологических процессов в рамках основных законов природопользования базируется на двух предпосылках:
• исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех возможных продуктов, а не каждый раз для отдельных;
• создаваемые продукты после использования по прямому назначению должны относительно легко превращаться в исходные элементы нового производства.
Схема такого процесса — «спрос - готовый продукт - сырье». Но каждый этап этой схемы требует затрат энергии, производство которой связано с потреблением природных ресурсов вне замкнутой системы. Вторым препятствием полной замкнутости процесса является износ материалов, их рассеивание в окружающей среде. Например, долгое, на протяжении многих столетий, использование таких металлов, как серебро, свинец, цинк, медь и др., и их рассеивание в процессе этого использования в ОС привели к тому, что сроки их исчерпания из земных недр составляют, согласно своду международных прогнозов «Мир в 2000 году», всего один-два десятка лет.
Понятие безотходной технологии условно. Под ним понимается теоретический предел или предельная модель производства, которая в большинстве случаев может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда — малоотходная технология — МОТ). Но с развитием современных наукоемких технологий БОТ должна быть реализована все с большим приближением к идеальной модели.
Критики концепции безотходного производства утверждают, ссылаясь на второй закон термодинамики, что как энергию нельзя полностью перевести в работу, так и сырье невозможно полностью переработать в продукты производства и потребления. С этим нельзя согласиться, поскольку речь идет прежде всего о материи и о Земле как открытой системе, а материю — продукцию в соответствии с законом сохранения вещества и энергии всегда можно преобразовать снова в соответствующую продукцию. Примерами служат безотходно функционирующие природные экосистемы.
Имеется и другая крайность, когда все работы, связанные с охраной ОС от промышленных загрязнений, относят к БОТ и МОТ. Необходимо помнить, что оценка степени безотходности производства — очень сложная задача и единых критериев для всех отраслей промышленности нет.
В целом комплексный подход к оценке степени безотходности производства должен базироваться на:
• учете не столько безотходности, сколько степени использования природных ресурсов;
• оценке производства на основе самого обычного материального баланса, т. е. на отношении выхода конечной продукции к массе поступившего сырья и полуфабрикатов;
• определении степени безотходности по количеству отходов, образующихся на единицу продукции.