Безотходные и зеленые технологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Безотходные и зеленые технологии

Cleaner and green technology

Шехахмедова А.И.

Владимирский государственный университет имени

Александра Григорьевича

и Николая Григорьевича Столетовых, Россия

Введение

Анализ развития производств и динамики потребления сырья, энергии и образования отходов привели к неизбежному выводу, что дальнейшее развитие производств (и общества в целом) не может осуществляться на базе традиционных экстенсивных технологических процессов без учета экологических и социальных ограничений, и требует принципиально нового подхода. Этот подход получил название «мало- и безотходная технология», а позднее - «чистая» и «зеленая» технологии.

Мало- и безотходная технология

Как известно, рост благосостояния людей зависит от темпов социально-экономического развития, а экономическое развитие в решающей мере зависит от масштабов, интенсивности и характера использования природных ресурсов. Анализ развития производств, потребления сырья и энергии, а также образования отходов и состояния окружающей среды привели к неизбежному выводу, что дальнейшее развитие производств (и общества в целом) не может осуществляться на базе исторически сложившихся традиционных экстенсивных технологических процессов без учета экологических и социальных ограничений и требует принципиально нового подхода. Этот подход получил название «мало- и безотходная технология». Впервые обсуждение мало- и безотходных производств было проведено в 1976 г. на Международном симпозиуме стран-членов СЭВ по теоретическим и технико-экономическим вопросам малоотходных и безотходных технологий (г. Дрезден, ГДР) с участием Секретариата ЕЭК и ЮНЕП. В достаточно полном виде представление о «безотходной технологии» было сформулировано на Общеевропейском совещании по сотрудничеству в области охраны окружающей среды (Женева, 1979 г). На этом совещании была принята специальная «Декларация о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов», в которой говориться: «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» [1,2].

Идея многократного, цикличного использования материальных ресурсов уже давно широко обсуждалась во всем мире. В настоящее время технически возможно (имеются разработанные технологические процессы и соответствующее оборудование) повторно использовать 2/3 образующихся отходов, а в будущем промышленность будет, в основном, базироваться на возобновляемых и вторичных материальных ресурсах, и только на расширенное производство потребуется первичное, не возобновляемое сырье. Эта идея получила название «безотходная технология». Такой подход подсказан самой природой. В природных экосистемах образование живого вещества и его разложение сбалансированы, отходы одних организмов служат средой обитания для других, и таким образом осуществляется практически замкнутый кругооборот веществ.

Переход к мало и безотходному производству требует принципиально нового подхода ко всем стадиям технологического процесса и оборудованию. Так, например, при разработке технологических процессов основное внимание следует обратить на разработку принципиально новых процессов, при внедрении которых существенно снижается или практически исключается образование отходов и отрицательное воздействие на окружающую среду, на комплексное использование всех компонентов сырья и максимально возможное использование потенциала энергоресурсов, возможность замены первичных сырьевых и энергетических ресурсов вторичными, создание энерготехнологических процессов, внедрение непрерывных процессов и т.д. При организации мало и безотходных производств следует предусматривать возможности:

? создания замкнутых водооборотных и газооборотных циклов;

? комбинирования производств на основе комплексного использования сырья и энергоресурсов;

? отраслевую кооперацию производств на основе переработки и утилизации вторичных ресурсов;

? разработку нормативов, ограничивающих воздействие на окружающую среду, включая обоснование способов и конструкций установок и сооружений обезвреживания и ликвидации отходов;

? организацию непрерывного (независимого) контроля состояния окружающей среды в районе предприятия и т.д.

При разработке и выборе нового аппаратурного оформления следует руководствоваться следующими положениями: предпочтение имеют принципиально новые аппараты (например, позволяющих проводить в одном аппарате несколько технологических процессов), необходима оптимизация размеров и производительности, герметизация аппаратов, при их изготовлении целесообразно использование новых более долговечных конструкционных материалов и т.д. Особые требования предъявляются к сырьевым и энергетическим ресурсам: необходимо внимательно обосновывать их качество (например, рассматривать возможность использования технической воды, не питьевого, а более низкого качества); проводить предварительную подготовку сырья и топлива (извлекая из него токсичные компоненты, например, серу из топлива); предусматривать возможность замены сырья и энергоресурсов на нетрадиционные, местные, попутно добываемые и т.д. Готовая продукция при моло- и безотходном производстве после физического и морального износа должна иметь возможность возвращения в производственный цикл (возможность рецикла). Итоги по разработке и внедрению мало- и безотходных производств в разных странах были подведены на семинаре Европейской экономической комиссии ООН по малоотходной технологии (Ташкент, 1984 г). На этом семинаре было принято новое определение безотходной технологии: «Безотходная технология - это такой способ производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы - производство - потребление - вторичные сырьевые ресурсы, таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования». Рекомендации ташкентского семинара были рассмотрены и одобрены на заседании Старших советников правительств и от имени этой международной организации направлены во все страны-участницы [3].

В СССР внедрение безотходных технологических процессов и производств проводилось в законодательном порядке. Так в 20 статье Закона СССР «О государственном предприятии (объединении)», 1987 г. записано: «Предприятие обязано осуществлять организацию производства на базе безотходных технологий как главного направления сохранности природной среды». В разных странах используются различные формы стимулирования разработки и внедрения современных ресурсосберегающих и минимально загрязняющих окружающую среду процессов и производств. В Российской Федерации, например, осуществляется стимулирование рационального природопользования и охраны окружающей природной среды путем:- «установления налоговых и других льгот, предоставляемых государственным и другим предприятиям, учреждениям и организациям, в т.ч. природоохранительным, при внедрении малоотходных и безотходных технологий и производств, использование вторичных ресурсов, осуществление другой деятельности, обеспечивающей природоохранительный эффект…» (ст. 24 Закон РФ «Об охране окружающей природной среды», 1991 г.). В этой связи особую важность приобретает количественная оценка эффективности сохранения окружающей среда и рационального использования природных ресурсов в современных производствах.

В основу критериев, ограничивающих вредное воздействие промышленных производств на окружающую среду, положены существующие санитарно-гигиенические нормативы - предельно- допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в различных компонентах окружающей среды. На их основе рассчитываются научно- технические показатели ограничивающие воздействие производств на окружающую среду. К таким показателям относятся нормативы предельнодопустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу и предельно-допустимые сбросов (ПДС) в гидросферу. Эти показатели измеряются в единицах массы примеси во времени для каждого источника организованного выброса или сброса. При этом поступление вредных веществ от данного источника и от всех источников региона, с учетом дальнейшего развития инфраструктуры и рассеивания вредных веществ в атмосфере или гидросфере, не должны создавать концентрации превышающие предельно-допустимые. На сегодняшний день, универсального критерия для количественной оценки степени безотходности производства нет. В различных отраслях промышленного производства имеются различные соответствующие показатели. Так, в цветной металлургии, широко используется коэффициент комплексности - доля компонентов, извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему его количеству. В некоторых производствах такой величиной является степень использования в технологических процессах сырья и материалов. В ряде отраслей химической промышленности введен коэффициент безотходности; разработана специальная методика его определения и отнесения соответствующего технологического процесса к категории безотходных, малоотходных и традиционных. Коэффициент безотходности характеризует полноту использования в производстве материальных и энергетических ресурсов, а также интенсивность воздействия этого производства на окружающую среду: где ѓ - коэффициент пропорциональности, определяемый эмпирически; ? Кб - коэффициент безотходности (безразмерная величина 0?К?1); ? Км - коэффициент полноты использования материальных ресурсов; ? Кэн - коэффициент полноты использования энергетических ресурсов; ? Кэк - коэффициент соответствия экологическим требованиям [2].

безотходная зеленая технология

Чистое производство

Развитие понятий «безотходное производство» и «безотходная технология» произошло на заседании рабочей группы ЮНЕП/ИЕО в 1989 г. На этом заседании было дано новое название и определение таких процессов и производств. В международном сообществе получило распространение определение - чистое производство - «Это производство, которое характеризуется непрерывным и полным применением к процессам и продуктам природоохранной стратегии, предотвращающей загрязнение окружающей среды таким образом, чтобы понизить риск для человечества и окружающей среды».

Применительно к процессам - это рациональное использование сырья и энергии, исключение применения токсичных сырьевых материалов, уменьшение количества и степени токсичности всех выбросов и отходов, образующихся в процессе производства. С точки зрения продукции, чистое производство означает уменьшение ее воздействия на окружающую среду в течение всего жизненного цикла (продукта) от добычи сырья до утилизации (или обезвреживания) после использования. Переход к чистому производству достигается путем улучшения технологии, применением ноу-хау и/или путем изменения управления производством и его организации» [4].

Необходимо отметить, что все требования, предъявляемые к организации безотходных производств, остаются неизменными при переходе к «чистому» производству. Дополнительные требования, при организации таких производств, предъявляются к токсичности сырья и получаемых продуктов и необходимостью учета всего жизненного цикла продукции, а также, к снижению экологических рисков производств.

Зелёная химия

В последнее время передовые позиции в развитии химической промышленности приобретают принципы зеленой химии[5, 6], которые получили широкое распространение в мире благодаря активной поддержке ИЮПАК, Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), Института зелёной химии (США) и других организаций. По определению, принятому ИЮПАК, «Зелёная химия» это - «изобретение, разработка и применение химических продуктов и процессов, уменьшающих или устраняющих использование и образование опасных веществ и продуктов». Зеленую химию следует рассматривать как дальнейшее развитие безотходной и чистой технологии в химической промышленности [6].

Поэтому нельзя не согласиться с тем, что зеленую химию следует рассматривать «как один из основных методов предотвращения загрязнения окружающей среды», однако, вызывает сожаление, тот факт, что по непонятным причинам громадный опыт, накопленный ЕЭК ООН, СЭВ и Россией в области разработки подходов к созданию безотходных и чистых технологий часто просто игнорируется. Так, например в подробном обзоре «Зеленая химия: 30 - летняя история» [7], как и в работе [8] нет даже упоминания о нем. Как уже неоднократно отмечалось, главное в современном производстве - не переработка отходов, а организация технологических процессов по переработке сырья таким образом, чтобы отходы не образовывались в самом производстве. Ведь отходы производства - это часть, по тем или иным причинам, неиспользованного или недоиспользованного сырья, бракованная продукция, осадки и шламы очистных сооружений, не утилизируемые на данный период времени и поступающие в окружающую среду. Однако в большинстве случаев отходы являются сырьем для других производств и отраслей. Как еще в прошлом веке отмечал Д.И. Менделеев: «В химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье».

Конечной целью современного производства является максимально возможное удовлетворение потребностей людей (в пище, одежде, жилье, транспорте и т.д.) без ухудшения (а иногда и с улучшением) среды обитания человека, то есть - устойчивое развитие.

Литература

1. Малоотходные и безотходные технологии. Под редакцией Б.В. Громова и В.А. Зайцева. М.: СЭВ, 1983, 543 с.

2. Зайцев В.А. Малоотходные и безотходные процессы сегодня и завтра. М.: Знание, 1987, 32 с.

3. Fabio Arico. Green Chemistry: 30 Years of History. http://www.ec2e2n.info/news/2014/1501_201401

4. Ekaterina Lokteva, Green Chemistry in the Russian Federation. http://www.ec2e2n.info/news/2014/1501_201401

5. Зайцев В.А., Кузнецов В.А., Тарасова Н.П.. «Зелёная химия» и безотходное производство. Тезисы докладов XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: т.5. - М.: Граница. 2007. - с.368.

6. http://acct.muctr.ru/media/articles/pdf/2014_28_153_019-022.pdf

Размещено на Allbest.ru