Методы снижения негативного воздействия промышленных объектов на растительность и животный мир

     Большинство составов смесей и соответствующие  способы изготовления некоторых новых строительных материалов и изделий разработаны на их основе. Приведем ниже ряд примеров нетрадиционных способов утилизации некоторых отходов в производстве строительных материалов и изделий, которые, с нашей точки зрения, являются наиболее экономически целесообразными. Как известно, в производстве целлюлозосодержащих материалов, особенно картона, попутным отходом является скоп, который в виде шлама с влажностью 80...85% тысячами тонн скапливается в отстойниках. Ценность этого отхода заключается) не только в его экологической чистоте и теплоэнергетическом потенциале (он способен гореть в сухом состоянии), но и в большей степени его материальной составляющей. Речь идет о скопе, содержащем 45...48% глинистого сырья — каолина, являющегося ценным природным сырьем для центральных регионов России. Ряд ученых Японии, России и других государств предлагают применять скоп в качестве выгорающей добавки для производства керамического кирпича, дренажных труб и керамзита. В приведенных ниже трех способах утилизации скопа в производстве изготовления легких заполнителей предлагается утилизировать и воду, содержащуюся в шлакообразном скопе.

     Первый  способ заключается в двухстадийном  перемешивании скопа влажностью 80...85% с сухими малоиспользуемыми отходами — пористым ферромарганцевым шлаковым песком на первой стадии и с отходами производства мела — на второй стадии перемешивания с последующей грануляцией смеси и подсушкой гранул при температуре не выше 65 + 5 °С. В качестве теплоносителя рекомендуется использовать отходящие газы от обжигательных печей керамики или других тепловых агрегатов. Полученный безобжиговый скопошлаковый гравий и попутный с ним песок обладают биостойкостью, низкой гигроскопичностью и относятся к числу трудносгораемых материалов с насыпной плотностью 200...350 кг/м3. Такой легкий заполнитель рекомендуется для гипсобетонных стеновых изделий (блоков, плит) и панелей как утеплитель перекрытий, а также для засыпки отверстий стеновых шлакоблоков и других целей. Попутный легкий песок хорошо оправдывает себя в качестве выгорающей и облегчающей добавки в массах керамического кирпича, дренажных труб, заменяя более дорогой каменный уголь, дегидратированные глины и другие добавки.

     Второй  способ заключается в одностадийном  перемешивании влажного скопа с пылевидной золой из циклонов ТЭС с последующей грануляцией смеси и подачей скопозольных гранул в зону обжига вращающихся печей, в которых обжигаются сырцевые гранулы керамзита. Под действием теплоудара и испарения влаги скопо-зольные гранулы превращаются в порошок, а после сгорания целлюлозной составляющей в скопе образуется эффективная опудрива-ющая добавка для керамзита, состоящая из каолина и золы ТЭС. Таким образом, разработанным способом решается не только утилизация малоиспользуемых отходов — скопа и пылевидной золы, но и снижается насыпная плотность керамзита в 2... 2,5 раза, а также предотвращается возможность запыленности цеха золой-уноса, рекомендуемой в качестве опудривающей добавки для керамзита. Это объясняется тем, что каолин, содержащийся в скопе, является более эффективной тугоплавкой опудривающей добавкой, чем пылевидная зола ТЭС.

     Третий  способ утилизации скопа весьма прост. Сущность способа заключается в  двухстадийном перемешивании влажного скопа с попутными отходами добычи бурого или другого каменного угля, с городским мусором, обогащенным железосодержащими отходами, а также с рублеными обрезками городских деревьев, листьями и др., с добавлением небольшого количества буроуголь-ной золы или без него, с последующим сжиганием комбинированной смеси в печах и закаливанием при температуре не ниже 800...850 °С. Продуктом такого самосжигания отходов является пористый материал (выход не менее 60...70%), состоящий из пористого песка и пылевидной составляющей этого песка (20... 25%) от общей массы остатка. Насыпная плотность пористого песка с размером фракций 1,25... 5 мм соответственно составляет 350... 600 кг/м3, а более мелкой с размером 0,14... 1,25 мм — 650...800 кг/м3. Цвет песка светло-розовый или бежевый. Кроме песка попутно образуется и пылевидная зола с размером частиц менее 0,14 мм, обогащенная поташом (К2С03). Более крупный песок с размером фракций более 1 мм рекомендуется для производства легких бетонов, например для стеновых железобетонных панелей взамен дробленого керамического песка, а с более мелкой фракцией в 1,25...2 мм может исполнять роль обогащающей и облегчающей добавок в массе керамического кирпича и дренажных труб. Пылевидная фракция, как показали опыты, хорошо себя оправдывает в качестве рыхлителя, рас-кислителя и одновременно удобрения почвы. Основные направления малоотходных и безотходных технологий. В настоящее время для удовлетворения потребностей народного хозяйства ежегодно вовлекается в оборот около 20 т природного сырья в расчете на одного человека. Долгое время человек черпал это сырье из природной кладовой, как из бездонного колодца. Взять, например, добычу нефти или газа. И только теперь начинают замечать, что никакого «колодца» нет, а есть истощенные шахты и скважины, «лунные» пейзажи заброшенных карьеров. Вопросы перераспределения структуры потребления и производства к началу XXI в. вышли на первое место в мире. Развитые капиталистические страны стремятся во многом разрешить их путем «выталкивания» загрязняющих отраслей, в том числе и горнодобывающей промышленности, в развивающиеся страны. Но это не способ решения проблемы. Жизнь и практика показывают, что технология, основанная на использовании новейших достижений науки и техники, в конечном счете, самая выгодная. В этих условиях взаимосвязь экологии и экономики принципиальным образом изменяется. Появляется возможность создания новой технологии, технологических процессов, базирующихся на экологически чистых продуктах сырья и соответствующем оборудовании, которые становятся, как принято говорить, экологически чистыми и не наносят ущерба окружающей среде. Современная технология по ряду производств и отраслей промышленности достаточно развита (химическая и нефтеперерабатывающая промышленность, энергетика, черная и цветная металлургия), чтобы приостановить рост отходов. И в этом процессе государство должно взять на себя роль руководителя в разработке и реализации комплексной программы внедрения безотходных производств и переработки скопившихся отходов. Скорейшее внедрение такой программы можно будет рассматривать как стратегическое направление рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. «Безотходная технология представляет собой такой метод производства продукции (технологический процесс, предприятие, ТПК), при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования». Эта формулировка не должна восприниматься абсолютно точно, т.е. не надо думать, что производство возможно без отходов. Представить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно, такого и в природе не может быть. Однако отходы, которые образуются на любом производстве, не должны нарушать нормальное функционирование природных экосистем. Если говорить об охране окружающей среды и экономике, то будущее — за малоотходной и безотходной экономикой. Именно советские и российские ученые предложили термин «безотходная технология», получивший распространение во всем мире.

     Новые технологические безотходные производства позволят радикально снизить энергоемкость  и материалоемкость производственных процессов, особенно расход химикатов. Безотходная технология свои принципы заимствует у природы. Это принципы экологических систем, в которых вещество и энергия расходуются экономно, и отходы одних организмов являются условием существования других. Закон природы очень суров, но мудр: никаких отходов. Так должно происходить и в промышленности, в которой все компоненты сырья используются полностью, и производство является безотходным. Одним из примеров безотходной технологии является бескоксовый бездоменный метод получения железа восстановлением железорудных концентратов водородом или конвертированным природным газом. При этом устраняются из технологической цепи производства наиболее загрязняющие стадии, такие как доменный передел, производство кокса и агломерата. Это позволяет практически полностью исключить вредные выбросы в атмосферу.

     Еще один пример — Оскольский электрометаллургический комбинат (ОЭМК), который работает без доменных печей и коксохимического производства с прямым получением железа из руд — не из чугуна, а непосредственно из руды. Весь процесс, включая подготовку газа и восстановление железа, протекает в замкнутой системе. В атмосферу сбрасывается лишь дым из межтрубного пространства реформера после использования теплоты. Бездоменная металлургия позволяет отказаться от постоянно дорожающего кокса, а значит, и от сложного хозяйства коксохимических, агломерационных и доменных цехов. Кроме того, для бездоменной металлургии характерна высокая культура производства: здесь практически отсутствуют такие атрибуты традиционной технологии, как пыль, грязь, шум. Технологические процессы, базирующиеся на прямом получении железа, легко поддаются механизации и автоматизации. Установки совершенно чисты для окружающей среды, а коксохимическое производство регулярно выбрасывает в атмосферу сернистый газ, фенол, цианид и другие вредные вещества.

     Показателен пример Пикалевского глиноземного комбината в Ленинградской области. Он использует бедное по содержанию алюминия сырье и в то же время является одним из наиболее рентабельных предприятий в отрасли. На комбинате была внедрена безотходная комплексная переработка сырья для выпуска глинозема, химических продуктов и строительных материалов. Таким образом, новый подход к решению экологических задач органически вписывается в практику построения интенсивной производственной базы и в то же время решает проблему охраны атмосферного воздуха. При создании новых предприятий и реконструкции действующих производств в черной и цветной металлургии внедрение безотходных и малоотходных технологических процессов может обеспечить резкое сокращение расходов воды и сброса сточных вод, внедрение сухих способов очистки газов от пыли, утилизацию слабых (менее 3,5% серы) серосодержащих газов, переработку всех доменных и ферросплавных шлаков и других шлаков и отходов. В бумажной промышленности, которая на сегодня набирает темпы производства, необходимо внедрять разработки по сокращению на единицу продукции расхода свежей воды, отдавая предпочтение созданию замкнутых и бессточных систем промышленного водоснабжения. Следует максимально использовать экстрагирующие соединения, содержащиеся в древесном сырье, совершенствовать технологические процессы по отбеливанию целлюлозы с помощью кислорода и озона. Для того чтобы оценить научные и практические подходы к решению малоотходной и безотходной технологии, рядом ученых предложена методика оценки экологического совершенства, например, химических процессов и удельного образования отходов.

     Предложен критерий экологичности технологических  процессов, который включает в расчет количество и концентрацию токсичного компонента в жидких, твердых и  газообразных отходах и предельно допустимые концентрации, например, в городском воздухе. Предлагаемый критерий имеет четкую зависимость от количества и токсичности отходов, определяющих воздействие технологического процесса на окружающую среду, следовательно, он может быть использован для сравнения традиционных производств с перспективными безотходными и малоотходными технологиями, что существенно облегчает оценку безотходности. Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство. Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии загрязнений на окружающую среду не превышают уровня, допустимого нормами. Надо понимать, что по техническим, экономическим и другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение. Однако возникает вопрос, какая допустимая часть сырья и материалов при малоотходном производстве может направляться на хранение или захоронение? Поэтому в ряде отраслей промышленности России имеются количественные показатели оценки безотходности. Так, например, в угольной промышленности, наиболее емкой по отходам отрасли, введен коэффициент безотходности производства, а в цветной металлургии — коэффициент комплексности. Установлено, что производство является безотходным, когда коэффициент безотходности превышает 75% (в угольной промышленности). При создании малоотходных и безотходных производств, которые уже реализуются, пусть и не в полной мере, решаются многие организационные, технические, технологические, экологические и, конечно, экономические задачи. Учитывая практику внедрения безотходной технологии, можно выделить ряд взаимосвязанных принципов.

     Принцип системности, когда каждый отдельный технологический процесс рассматривается как элемент динамичной системы всего промышленного производства в регионе (ТПК) и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, затрачивая при этом и хозяйственно-экономическую деятельность человека и его влияние на природную среду (атмосферу, гидросферу, ландшафты...). Принцип комплексности использования ресурсов требует при создании безотходного производства максимального использования всех компонентов сырья и энергоресурсов. Сопутствующие элементы, которые присутствуют в сырье, могут быть извлечены только при комплексной его переработке.

     Принцип ограничения воздействия процесса или производства на окружающую природную среду.Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, рекреационные ресурсы, здоровье населения. Естественно, что реализация этого принципа осуществима лишь в сочетании с экологическим нормированием, соблюдением природоохранных актов, ответственностью руководителей. Принцип рациональности организации безотходного производства, т.е. требование разумного (экономичного) использования всех компонентов сырья и поиск новых экологически обоснованных технологий. Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам.

     Оценивая, таким образом, перечисленные принципы, связанные с охраной окружающей среды и рациональным использованием природных ресурсов, можно выделить главные направления создания малоотходных и безотходных производств: - усовершенствование существующих и разработка принципиально новых технологических процессов, производств и соответствующего оборудования; - внедрение круговорота использования воды в технологических Циклах; - использование отходов в качестве сырья на других предприятиях. На пути совершенствования существующих и создания принципиально новых безотходных технологий и производств очень важно соблюдать: непрерывность процессов, позволяющих наиболее эффективно использовать сырье и другие ресурсы; интенсификацию производственных процессов и совершенствование технологического оборудования для сокращения отходов и экономного использования сырья. При организации малоотходных и безотходных производств большое значение имеет кооперирование предприятий различных отраслей промышленности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Использование альтернативных видов топлива

     На  этапе становления нефтяной отрасли  — во второй половине XIX в. — основным нефтепродуктом являлся керосин. Изобретение лампы накаливания, т.е. развитие, энергии существенно сократило потребление керосина, а затем вообще свело его на нет. Почти одновременно с процессом отмирания керосиновой лампы стартовало развитие автомобилестроения, открывшее нефтяной отрасли новые перспективы. И сегодня можно с уверенностью сказать, что тому положению, которое нефтяная отрасль занимает сейчас в мировой экономике, она обязана появлению двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Если отказаться от ДВС (или хотя бы от нефтепродуктов как топлива для ДВС) в пользу какого-либо другого источника энергии — экологически чистого, недорогого и более эффективного, тогда все оптимистические прогнозы роста спроса на нефть окажутся утопией. Процесс замены нефти альтернативным топливом идет и в первую очередь в странах — импортерах нефти: США, Японии, Германии. Пальма первенства в разработке проектов замены нефти принадлежит Японии и Германии. В 1930— 1940-х гг. альтернативное топливо вырабатывалось в Германии. К 1940 г. там производилось около 10 тыс. т синтетического топлива в день, что и обеспечивало 95% общего объема потребления авиационного бензина, а ЮАР в 1980-х гг. в условиях эмбарго Германии обеспечивала альтернативным топливом до 50% внутреннего спроса. Идея использования альтернативных видов топлива поддерживается не только желанием стран-импортеров снизить свою зависимость от нефти, но и снижением экологической безопасности и ужесточающимися требованиями к экологии транспорта. В связи с этим автомобильные концерны стимулируют финансирование разработок, связанных с усовершенствованием действующих ДВС и созданием принципиально новых двигателей. В США потребитель уже сегодня может выбрать себе автомобиль, работающий на альтернативном топливе. К 2010 г., по разным оценкам, до 1,5% транспортных средств в мире будут потреблять топливо, в котором вообще отсутствует нефть. Это сегодняшние прогнозы. Реально процесс разработки и освоения нового топлива может пойти быстрее. Россию данная тенденция пока не затрагивает. Здесь, с одной стороны, есть нефть, с другой — нет денег на развитие новых технологий. В начале XXI в. среди множества вариантов альтернативных топлив в силу своей низкой себестоимости и налаженного производства можно назвать природный газ и спирты.