Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Нет отходов — есть неиспользованное сырье. Д. П. Менделеев

2.1. БЕЗОТХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Впервые малоотходные и безотходные технологии как главный путь ин — з енерно-экологичесжого развития общества были предложены в середине 60 гаков академиками А. IX Виноградовым, И. В. Петряновым, Б. Н. Ласко-

МЯ1гЫМ;> ‘ ‘ —ш. На основе их применения предполагалось не только симально полезно использовать потребляемые сырьевые ресурсы, но и таться полностью перерабатывать образующиеся отходы.

& оощем случае, согласмп ——

предложено названі

ПНл»,-..——-

Чхятоаа*>*Г"сямиазмотоадМ»,прира3виі

•принешепнв» ronatotcg СлеДУЮідие явления:

Ди происходит б п™п, ИОД0ПІ, ЄМ;0М ГІР011есс’е загрязнение окружающей сре — еоверщеяства самого ТаЮ Неполного обезвреживания отходов из-за не­исходном продукте — nj>IX|Ccca мли присутствия значительных примесей в

До предела рїстеоряеіиТ^*ГВ° П0ИШ выбР°ея в любую часть биосферы части биосферы и »,ят„ ~ а икже одновременно проникает в ДРУПІЄ

Таким oSJ, с ними,

логической задачей явл™0 уКазанным за®номерностям, основной техно-

B03№HOBeH№i::™"wtKa

отходов на месте и в момент их более усложняется эта ■*,даляю™ отходы от места их образования, тем шамой. Поэтому при гачп к** И Ш каком_то этапе она становится неразре’ жввания вредных іїостутіепй”ЕКЄ Іехш, ю№гесІих схем очистки и обеззара- Чипов локальной ПНЖиЩтй В М®,)КШ01ВД0 среду следует исходить из при*’ объединение родственных п °’шсвд ^^«ретаого вида отходов. Допустимо * одинаковой обработай Л Компонешам <®содов, требующих ся в большем количестве Rwi* Самь, е отходы, иакапливаюшие-

Дгесие и> следоватсльно оТпи^Тактавиово^ейстаовать на сложившееся равно — руясагащей среды. *®їьно влиять на эколошчеясие параметры otf-

между стрлдади с’р^^^ИЧЕСгвав области мало и безотгидных технологи)

способствовало принятие по п™ °®щестаеано’Э1®номическими системам! °ОН на Rt. ir. A,rr„ ОІІР®Дложеипо Г™™.,,—^ „..„о», m-oai

. . „ии-л>.иии»»чеУМІІкШ страті

«л, (і(жнятий по прйдаожению Советского Союза совещз»15 ^о0

ООН на высоком уровне, состоявшимся в 1979 г. в Женеве, меяедуи3^ «Декларации о малоотходной и безотходной технологии и использовании отхо­дов».

По результатам проведенных до этого международных форумов, опреде­лены главные направления сотрудничества, включающие:

• научно-технические аспекты;

• рациональное использование природных ресурсов и энергии путем разра­ботки и внедрения новых технологий и совершенствования существующих;

• использование новых энергетических ресурсов, создания замкнутых водо­оборотных систем и утилизации материально-энергетических потерь;

• социально-экологические параметры;

• проведение анализов и научного прогнозирования краткосрочных и долго­срочных последствий развития материального производства для человека, флоры и фауны и сохранение нормальных условий развития природных эко­систем.

В итоге в Женеве была принята программа внедрения в мировую практику «безотходных технологий», а само понятие звучало так; безотходная техноло­гия есть практическое применение знаний, методов и средств для обеспече­ния в рамках человеческих потребностей наиболее рационального использо­вания природных ресурсов, энергии и защиту окружающей среды.

Под безотходной технологией понимается идеальная модель производства, которая в большинстве случаев не может быть реализована в полной мере, но с развитием технологического прогресса все больше приближается к идеаль­ной. Более конкретно под безотходной технологической системой следует по­нимать такое производство, в результате деятельности которого не происхо­дит выбросов в окружающую среду. Безотходное производство представляет собой совокупность организационно-технических мероприятий, технологических процессов, оборудования, материалов, обеспечивающих максимальное и ком­плексное использование сырья и позволяющих свести к минимуму отрица­тельное воздействие отходов на окружающую среду.

Безотходное производство можно характеризовать всемерно возможной ути­лизацией образовавшихся в прямых технологических процессах отходов.

Малоотходная технология представляет собой промежуточную ступень бе­зотходной и отличается от нее тем, что обеспечивает получение готового про­дукта с не полностью утилизированными отходами.

Отходы представляют собой побочные продукты промышленного произ­водства, выделяющиеся в процессе производства основных видов продукции, характеризующиеся определенными физико-химическими свойствами. Отходы производства и потребления, пригодные для переработки в товарную продук­цию, относятся к вторичным материальным ресурсам.

Анализ отечественных и зарубежных материалов показывает, что без от­ходная технология может развиваться в следующих основных направлениях;

• создание различных видев бессточных технологических систем на базе су­ществующих, внедряемых и перспективных способов очистки. При -этом дости­гается резкое уменьшение потребления воды, ио, как правило, образуется вто­ричное загрязнение в виде твердых осадков или насыщенных растворов;

• разработка и внедрение систем переработки отходов производства и пот­ребления, которые следует рассматривать не как экологическую нагрузку, а как вторичные материальные ресурсы. Необходимо учитывать, что при экс­плуатации современных систем водо — и газоочистки образуются твердые от­ходы, представляю щи е собой сложную концентрированную смесь загрязня­ющих веществ;

• организация принципиально новых процессов получения традиционных ви­дов продукции, позволяющих исключить или сократить этапы переработки; или технологические стадии, на которых образуется основное количество от­ходов;

• разработка и создание территориально-промышленных комплексов с замк­нутой структурой материальных потоков сырья и отходов внутри ТПК, име­ющих минимум выбросов.

Одним из перспективных, выгодных и развивающихся направлении использо­вания промышленных отходов, входящих в систему безотходных технологий, является обмен ими как между предприятиями внутри стран, так и между госу­дарствами в целях использования их в подходящих технологических процессах, Так, широко развит экспорт и импорт полимерных отходов в странах ЕЭС, а также Австрии, Швейцарии и Скандинавских странах. Особым спросом пользу­ются отходы полимеров: полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и аце — тата целлюлозы. Ведущее положение в европейском обмене этими отходащ занимают Италия, (ежегодный импорт составляет свыше 90 тыс. т полимернщ отходов), ФРГ (экспорт 65 тыс. т) и Франция (экспорт 50 тыс. т).

В странах Западной Европы и США существует два типа посреднических бирж: биржи, поставляющие информацию о количестве отходов, их качесі- венном составе и способах переработки, и биржи, непосредственно осущЄсі_ вляющие обмен отходами путем поиска соответствующего потребителя. ус пешное функшвшфование таких систем, замыкающих цикл безотходньїх Тех_ иологий, возможно на основе АСУ, функционирующих в государственных ма[> штабах или в пределах промышленного района. Так в ФРГ и Франции путем посреднических бирж менаду предприятиями реализуются отходы древеси^ бумаги, кфгона, металлов и других промышленных отходов (ПО). Несм©^ на сравнительно небольшие пока контракт между поставщиком и потред^ телем (21-35 %), такие биржи экономически выгодны для государства, этом же говорит опыт США, іде действует широкая сеть посреднических б11р)( способствующих внедрению прогрессивных технологических пропессов Пере> работки отходов и ойиену отходами между предприятиями.

Для рационального управления комплексной системой сбора, транспор­тирования, обезвреживания и утилизации отходов и загрязнений в масштабах промышленного региона, отдельной страны или группы стран необходимо вла­деть оперативной информацией о местонахождении отходов, их количестве, составе и свойствах, возможностях утилизации или обезвреживания. Ин­формационно-поисковые системы позволяют определить и находить связи «от­ходы — сырье», «поставщик — потребитель». Координационные центры по взаимному обмену промышленными отходами в целях дальнейшей утилиза­ции, например, успешно функционируют в Японии.

Резервы безотходных технологий огромны. Подсчитано, что в расчете на душу населения у нас в стране за год перерабатывается до 20 т различного природного сырья, в готовую продукцию переходит всего лишь 5-1 %, все остальное — отходы, неиспользованная часть сырья. В процессе эксплуата­ции промышленная продукция по мере износа нли морального старения также переходит в категорию отходов потребления. Таким образом, практически весь объем взятых у природы материалов возвращается ей, но уже с новыми свой­ствами, которые приветят к нарушению экологического равновесия.

Интересна эволюция в понимании существа безотходных технологий и воз­можности внедрения их в практику, которая хорошо иллюстрируется оп­ределениями понятия «безотходная технология». В рекомендациях, принятых после окончания работ и семинаров в Ташкенте (1984 г.), правительствами стран — членов ЕЭК было принято следующее определение: «Безотходная технология — это хавай способ осуществления производства продукции (про­цесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором наиболее рационально и комплексно используется сырье и энергия в цикле: сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные сырьевые ресурсы таким образом, чтобы любые воздействия на окружающую среду не нарушили ее нормального функционирования».

С одной стороны, определение расширяется для уточнения сферы действия безогходных технологий; с другой, подчеркивается этапность перехода. Се­годня, исходя из возможностей, реально повсеместное внедрение ресурсо — и энергосберегающих малоотходных технологий. Внедрение полностью без­огходных технологий — проблема XXI столетия. Отметим, что и само по­нятие безотходных технологий достаточно условно и показывает лишь прин­ципиальное направление развитая общества. На совещаниях были намечены конкретные пути внедрения элементов безотходных технологий в рассматри­ваемых отраслях.

Проблема рационального использования природных ресурсов и охраны ок­ружающей среды — взаимодействия общества и природы — была всесто­ронне рассмотрена Общим собранием Академии наук СССР в 1988 г., при­нято решение о создании Комиссии АН СССР по проблемам экологии, кого — рая разработала соответствующую «Программу биосферных и экологических исследований АН СССР на период до 2005 года». Только в Российской ака­демии наук более 300 институтов ведут экологические исследования по мно­гим направлениям. Вместе с ними работают научные учреждения и другій ведомств.

Каким образом совместить высокое качество жизни и бережное отношение к природным ресурсам в условиях нынешнего неконтролируемого роста насе­ления, безжалостной эксплуатации природных ресурсов и активного загрязнения окружающей среды? Ответ на этот вопрос дает международная не­правительственная организация, называемая Римским клубом. Он был основам в 1968 г. и ассоциировал вокруг себя усилия известных специалистов в облас­ти глобальных проблем охраны окружающей среды. В 1995 г. был представлен очередной доклад Римскому клубу, авторы которого считают, что «если уве­личить продуктивность использования ресурсов в 4 раза, человечество смог­ло бы удвсить свое багатство, при этом уменьшить наполовину нагрузку на природную среду». Допускается возможность жить в 2 раза лучше и в то же время тратить в 2 раза меньше. Авторы делают попытку доказать техничес­кую осуществимость учетверения производительности ресурсов с одновре­менной макроэкономической выгодой, что должно сделать все общество бо­гаче. Утверждается возможность решения экологических проблем с одновре­менным повышением эффективности потребления природных ресурсов путем совершенствования технологии. Для этого надо решить многие экономичес­кие проблемы с участием государственного регулирования.

Если ранее в основу прогресса закладывалось увеличение производитель­ности труда, то сейчас ■— увеличение продуктивности ресурсов. При этом необходимо учитывать, что для слаборазвитых стран, ведущих сегодня борь­бу с бедностью, экономия ресурсов и бережное отношение к природе нахо­дятся на втором плане. К сожалению, в наши дни это в полной мере отно­сится и к России.

Природопользование в нашей стране находится в стадии глобального упад­ка, обусловленного всеобщим экономическим кризисом, что в свою очередь ведет к обострению экологической обстановки. Этому способствует ряд тра­диционно существующих причин.

Во-первых, сложилось устойчивое, но крайне ошибочное по своей сути мне­ние о неограниченности ресурсо-энергегического потенциала страны, отсюда __ экономическая безвозмездность в расточительном использовании природных „есурсов. Это привело во многих случаях к истощению ресурсов С соответ­ствующим ухудшением экологической ситуации, а также к низкому показате­лю природоотдачи производству конечной продукции на единицу используе­мых ресурсов.

Во-вторых, стремление разрабатывать наиболее богатые месторождения по соображениям сиюминутной экономической выгоды, избегая совместного использования с бедным сырьем, которое при таком подходе является заба­лансовым.

В-трстьих, абсолютно недостаточное выделение средств на природовос­становление, что является главны, м.

Минеральное сырье составляет около 3/4 объема вовлеченных в про­мышленное производство природных ресурсов, из него производится более 90 % продукции тяжелой промышленности и свыше 85 % потребляемой об­ществом энергии (горные предприятия, топливная промышленность, энерге­тика, черная и цветная металлургия, химическая промышленность, строи­тельная индустрия и др.). При этом Россия занимает 5-е место в мире по стоимости готовой продукции добывающих отраслей промышленности из-за высоких расходов но добыче и переработке полезных ископаемых. Отметим, что на Урале, весьма богатом минеральными ресурсами, стоимость разведан­ных запасов, приходящихся на единицу площади, на порядок выше, чем в сред­нем по стране. Их переработка во многом определила основу социально — экономического развития края со всеми вытекающими отсюда значительными отрицательными воздействиями на природу, например, накоплены миллиарды тонн отходов.

Критическая экологическая обстановка на Урале вызвана нарушением зе­мельных угодий горными разработками, загрязнением атмосферы и вод, ис­тощением почв и деградацией лесов.

Годовой объем добычи горной массы в регионе составляет около 1 млрд. т, причем используется только около 30 % этого количества, в том числе 78 % для получения полезных компонентов, строительных материалов и на другие цели, более 10 % идет на внутреннее отвалообразование. Остальная горная масса направляется в отвалы. Более 80 % этих отходов — породы вскрыши, 20 % — отходы обогащения. Из 15 млн. т золошлаковых отходов рег иона используется только около 1 %.

Открытые горные работы по добыче полезных ископаемых оказывают су­щественное негативное воздействие на экологическую обстановку в этих рай­онах за счет изъятия из сельскохозяйственного оборота и нарушения про­дуктивных земель, а также выброса токсичных компонентов. Это весьма зат­рудняет рекультивацию земель, ликвидацию последствий загрязнения, от­равления и заболачивания окружающей местности, нарушения естественного гидрологического и гидрогеологического режима на прилегающей к пред­приятию территории и других отрицательных факторов.

Стратегия освоения месторождений полезных ископаемых должна од­новременно обеспечивать экономическую целесообразность и экологическую

безопасность добычи и переработки минеральных ресурсов. Наилучшим под­ходом является так называемая экологическая разработка, обогащение до­бытых топлива и минералов и утилизация отходов. Отходы, образующиеся, например, при обогащении угля, фосфоритов, серы, являются перспективным материалом для строительства дорог, плотин и фундаментов зданий, а также их можно использовать в качестве компонентов удобрений.

Значительный потенциал для повторного использования отходов существует в горнодобывающей промышленности. Ее можно превратить в безотходный процесс путем модернизации операций открытой разработки, сбора и промыш­ленного использования отходов. Для всех отраслей горнодобывающей про­мышленности меры по утилизации отходов следует считать частью рацио­нального использования земельных ресурсов, так как в России под всевоз­можные отвалы, накопители, терриконы занято около 1 млн. га.

Основные задачи в развития мало — и безотходных технологий в цветной и черной металлургии заключаются в разработке принципиально новых нап­равлений, нетрадиционных способов и усовершенствовании существующих технологий металлургического производства в целях сокращения на всех его стадиях вредных выбросов и полного использования образующихся отходов.

В процессе переработки руд и концентратов, вредные выбросы находятся в газообразном, жидком и твердом состояниях. К газообразным составляющим относятся оксиды серы, углерода и азота, сероводород, сероуглерод и фтори­стые газы, хлор и хлористый водород, мышьяковистый водород, аммиак, пары ртути, аэрозоли металлов, смолистые вещества, различные углеводороды и многие другие компоненты.

Высокая концентрация природозагрязняющих и природоразрушающих про­изводств (горнодобывающей, черной и цветной металлургии, химической и деревообрабатывающей промышленности, машиностроения и др.), морально устаревшие технологии и отсюда, в частности, постоянные промышленные аварии, недостаточная и малоэффективная система очистных сооружений, пылеулавливающих и других установок обеспечили Уральскому региону пер­вое месго в России по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу.

Кислоты (серная, азотная, соляная и др.) и щелочи могут выделяться в тех­нологических процессах в виде паров или жидких растворов. В виде жидких растворов, образующихся в гидрометаллургических процессах, выбрасываются токсичные органические и неорганические соединения, соли тяжелых цвет­ных металлов, мышьяка, сурьмы, цианиды, ксантогенаты, нефтепродукты и многое другое. Только в Свердловской области более половины предприятий цветной металлургии сбрасывают недостаточно очищенные сточные воды в водоемы и реки.

Твердые отходы выбрасываются в атмосферу в виде пыли или склади­руются в отвалы и заводские шламонакошггели и, что еще хуже, вывозятся просто на свалки. Пыли разной крупности содержат исходные руды и кон­центраты, уголь, известняк, кварцит, различные огарки, а также возгоны легко летучих элементов — кадмия, цинка, свинца, меди, олова, мышьяка, серы, селена, теллура, сурьмы и пр. В открытые отвалы, занимающие большие пло­щади земли, складируются твердые отходы, образующиеся на металлур­гических предприятиях в огромных объемах: разнообразные шлаки и шламы, хвосты и золы, огарки и отстой, различные полупродукты, выбросы коксо­химического производства и другие материалы, являющиеся источником заг­рязнения окружающей местности.

Строительство и содержание шламохранилшц и мест складирования, транс­портировка отходов требуют существенных затрат. Одновременно предприя­тия вынуждены расходовать средства на ликвидацию неотложных последствий загрязнения этими и другими отходами окружающей местности. Все эти да­леко неполно перечисленные отходы цветной и черной металлургии создают серьезную экологическую нагрузку на окружающую предприятия природу. Они приводят к существенным безвозвратным финансовым расходам, ведут к ос­ложнению социальных факторов: ухудшению условий труда, повышению забо­леваемости населения, мешают оздоровлению окружающей среды.

Главным источником загрязнения на земле является транспорт, энергетика и химическая промышленностс,. Тем не менее, на металлургию, по этим же данным, приходится около 10 % загрязнений атмосферы и водоемов.

Рациональное и комплексное использование полиметаллического мине­рального сырья является, пожалуй, основным направлением организации ма­лоотходных производств и обеспечения устойчивого промышленного разви­тия, уменьшения изъятия земель и решения, таким образом, экологических проблем защиты природы. И здесь металлургия с ее высокой ресурсоэнер — гоемкостъю и далеко не совершенными технологиями может сыграть веду­щую роль. При этом горнодобывающую и металлургическую отрасли про­мышленности следует рассматривать как единое горнометаллургическое про­изводство и с точки зрения экологических последствий.

Комплексное использование сырья как одно из наиболее эффекгивных на­правлений природоохранной деятельности состоит в экономически оправданном извлечении ценных составляющих перерабатываемого сырья и использования других полезных его свойств. Важность и эффективность этой деятельности обусловлены попиалементностыо руд практически всех месторождений и низ­ким содержанием ценных компонентов, а, следовательно, значительными (по сравнению с другими отраслями) отходами на единицу получаемой продук­ции. Имеют место тенденция усложнения условий разработки месторожде­ний и все большая их отдаленность.

В качестве примера, показывающего, насколько важно комплексно ис­пользовать добываемое сырье, следует отметить, что редкие и рассеянные элементы, как правило, извлекают только в процессе комплексной переработ­ки сырья, содержащего основные металлы. Руды цветной металлургии, каж­дая в отдельности, могут стяга, источником одновременного получения не­скольких металлов.

Степень использования сырья составляете цветной металлургии в среднем около 25 %, а в отдельных случаях свыше 60 % (переработка нефелинового сырья). Именно технология получения глинозема из нефелинового концентра­та может служить примером безотходного производства. Получаемую шихту направляют на спекание и выщелачивание. В результате получают алюминат — ный раствор, из которого после обескремнивания и карбонизации (топочными газами) осаждают гидроксид алюминия; его сушат, прокаливают и получают глинозем. Маточный раствор направляют на упаривание, из него получают поташ и соду. Оставшийся после выщелачивания шихты шлам фильтруют промывают, сушат и затем направляют на производство цемента.

На получение 1 т глинозема в этом процессе расходуют около 4 т нефе­линового концентрата, от II до 13,8тизвестняка, околоЗ ттоплива (мазута). В результате получают0,62-0,78 т кальцинированной соды, 0,18-0,28 т поташа п 9-10 г портландцемента. Эксплуатационные затраты на получаемую готовую продукцию на 15 % ниже, чем при других способах ее производства. Однако утилизация шлама на портландцемент может быть осложнена отсутствием его потребителей, чт о существенно снижает эффективность технологии и при­водит к интенсивному отвалообразованшо-

С максимальной эффястивностыо задача решается в рамках межотраслевого взаимодействия и создания потоков вещества максимальной степени замкну­тости. итоге шжанпсн уяельные техногенные нагрузки на природные сре­ды ализ показывает, что возможно значительное снижение отрицательных воздействия путем утилизации отходов за счет созда — ммшлешюеш °Г0 пР0Изв0Дства’ например цветной металлургии, химии и про­ной пеоепяйг. ,С1^оительньІХ материалов. Вместе с тем технологии коыплекс — зволяют вовлГ ПШеЗНЫХ ископаемых, техногенного и вторичного сырья по — сУрсы «рацьіЄЧЬ * материального производства новые сырьевые ре — ствем, наряду” В Т0М числе ^е’аНые >< забалансовые, с попутным производ — териалов, нео& 0СНсВДьШи металлами, различных высококачественных ма — РОДНого лпзяйсщИМЬК КШ! ДШ металлУргии, таїс и для других отраслей на-

•ЧУкции и делает шН0ГеННЫХ 01X0,4013 Расширяет номенклатуру полезной про­стая экономично К0№уРев’ГНЫМи сырьевыми ресурсами, одновременно по­ручав техногенное™ П^ИР0ДН0Г° сырья, из которого оии полнены. В этом Мики как Потенциала1становИтСя фактором динамичного развития эконо-

И замены Природні,™ И ИСТ0ЧНИК ДОХОДОВ (с уже вложенным в него трудом) АИЫХ ЕИДОВ сырья.

Ограниченность, невосполнимость; а также нередко уникальность, высокая стоимость добычи минеральных ресурсов требуют: их продуманного, бережного использования и одновременного обеспечения сырьем нескольких отраслей промышленности. Комплексное использование сырья приводит к активному развитию производства, повышению производительности труда, эффективно­сти капиталовложений и сокращению сроков их окупаемости, одним словом, является важнейшей составляющей всестороннего развития экономики, по­вышения технико-экономических показателей и более эффективного решения социальных проблем. Вот почему проблемы комплексной переработки при­родного и вторичного сырья, отходов потребления, техногенных отходов со­ставляют важнейшее направление научно-технического прогресса общества.

Отечественными учеными совместно с технологами разработан большой пакет новых технологий комплексной переработки разнообразных полиметал­лических руд и материалов для цветной и чфной металлургии. К сожалению, они не востребованы промышленностью, хотя ощущается острый дефицит качественного сырья, а также неуклонно ухудшение экологической обстанов­ки. Например, обеспеченность металлургии Урала, важнейшего горномегал — лургического региона России, товарным железорудным сырьем составляет около 30 %, медным концентратом — 40, цинковым — 75, никель-кобальтовы — ми рудами — 30-45 %, практически нет хрома и марганца.

Ощущается острая нехватка кокса и других материалов, необходимых для металлургических технологий. Вместе с тем иа Урале производится свыше 40 % российского чугуна, почти весь ванадий, добывается более 70 % бокси­тов и калийных солей, около 20 % железных руд, значительные объемы медно — цинковых руд, золота и других ископаемых. Исторически это привело к тому, что горнометаллургический комплекс определил специализацию Уральского региона и формирование всей уральской промышленности. Только на Среднем Урале доля отраслей горнометаллургического комплекса составляет 49 % всей промышленности. И вот здесь новые технологии могли бы сыграть свою важ­нейшую роль как для дальнейшего развития металлургических производств с одновременной активизацией социально-экономического развития областей и республик Урала, так и для экологической безопасности окружающей среды.

Многие новые невостребованные технологии предусматривают замкнутые системы водопользования на металлургических предприятиях, отличающихся громадным водопотреблением. Замкнутое водоснабжение существенно сни­жает удельный расход воды и образование загрязненных сточных вод. Значительное сокращение расхода всщы может быть достигнуто путем:

• применения испарительного охлаждения (с парообразованием) металлур­гических печей и кристаллизаторов машин для непрерывного литья заго товок, что позволит сократить потребление воды в 50-60 раз;

. совершенствования способов охлаждения прокатного оборудования и ме­талла — замены малоэффективного способа охлаждения с помощью перфо­рированных труб форсуночным охлаждением, что позволит в ряде случаев сократить потребление воды на 20-30 %;

• использования электроприводов к воздуходувным машинам и компре ссорам воздуходувных и кислородных станций, что позволит исключить весьма су­щественный расход воды на конденсацию пара паротурбин;

• применение для некоторых агрегатов и сред воздушного охлаждения;

■ максимального внедрения бескислотных методов травления металла;

• внедрения сухих методов очистки газов, пневмотранспорта пыли, ее оком — кования и утилизации на агломерационных фабриках.

В условиях нынешнего всеобъемлющего спада производства во всех от­раслях промышленности вследствие разрыва традиционных производствен­но-экономических связей трудно ожидать в обозримом будущем эффектив­ного использования этих новых технологий. Здесь же уместно отметить, что сегодня, к сожалению, отсутствуют экономический и правовой механизмы природопользования. Отсюда ■— издержки стратегического характера: исто­щение природных ресурсов, высокая ресурсоемкой! производства с одно­временным ухудшением состояния окружающей среды.

Тем не менее, следует считать, что основным направлением эффективного природопользования является применение ресурсосберегающих и мало­отходных технологий производства, обеспечивающих комплексное исполь­зование сырья и других материальных ресурсов. Применительно к российской экономике целесообразна переориентация предприятий с расширенного исполь­зования топливно-энергетических и сырьевых ресурсов и реализации их в ка­честве недорогой товарной продукции (что имеет место) на интенсивную их переработку и утилизацию на основе новейших (малоотходных) технологий с получением и реализацией дорогостоящей конкурентно способной конечной продукции. Следует торговать не ресурсами (что дешево), а изделиями, что несравненно экономически выгоднее и одновременно обеспечивает стране научно-технологическую и экономическую безопасность. Зту ориентацию целесообразно стимулировать льготным налогообложением предприятий, вы­пускающих продукцию из отходов производства н вторичных ресурсов с при­менением малоотходных н безотходных технологий.

Существенную роль в деле организации рационального использования при­родных ресурсов и переработки техногенных образований могут сыграть со­циально-промышленные комплексы и крупные промышленные центры как ин­дустриальная основа развития регионов в отечествшной экономике. Главное внимание должно уделяться качеству жизни населения, проживающего на территории комплексов, восстановлению и охране окружающей среды.

В машиностроении и металлообработке главная задача — уменьшение по­терь металла (в стружку и др.) при обработке изделий, достигающих 30 % их первоначальной массы. Огромное значение имеют внедряющиеся экологически безопасные методы обработки металлической поверхности. Это обезжирива­ние в тлеющем разряде, удаление окалины и поверхностных пленок дробест­руйными и подобными способами, нанесение термонапылением покрытий и т. д. Эти приемы исключают появление токсичных и агрессивных стоков — обез­жиривающих, травильных, гальванических и др. При обработке покрытии ме­таллов в ряде случаев обеспечивается широкая регенерация их вместе с ре­циклированием других компонентов электролитов, регенерация травильных кис­лот и рециркуляция промывочных вод. Многообещающей является замена кислот при поверхностной обработке металлоизделий.

Рациональное потребление ресурсов и охрана окружающей природы могут быть осуществлены при реализации следующих решений:

• замыкание в цикле стоков, выбросов, энергетических ресурсов. Это нап­равление связано с определенными затратами, но позволяет значительно умень­шить потребление первичных ресурсов и сократить выбросы;

• утилизация твердых отходов. Позволит уменьшить неблагоприятные воз­действия отвалов, сокращает затраты, связанные с содержанием отвалов и отчуждением земель. Кроме того, использование вторичных ресурсов одного производства приводит к сокращению потребления первичных ресурсов дру­гими отраслями, исключает экологические последствия строительства карье­ров, обогатительных фабрик, предприятии по переработке первичного сырья;

• изменение технологии основного производства — главный путь при соз­дании безотходных технологий. Он может быть осуществлен на разных уров­нях:

• повышение профессионального уровня и культуры эксплуатации произ­водства; — реконструкция и техническое перевооружение производства;

• создание принципиально новых ресурсосберегающих, безотходных произ — всдств, отличающихся высоким уровнем инженерного, экономического и эко­логического совершенства;

• выпуск продукции принципиально нового качества. Это предполагает из­готовление более долговечных изделий, не нуждающихся, поэтому, в частой замене, создание механизмов и машин, работающих при малом удельном рас­ходе сырья и энергии, оказывающих в силу особенностей конструкции мини­мальные неблагоприятные воздействия на природные системы;

• экономия ресурсов.

Указанный пугь в определенной мере связан с направлением изменения тех­нологии основного производства и имеет наиболее универсальное значение. Применение более экономных методов работы предполагает определенные затраты, но они существенно меньше, чем на производство дополнительного

сырья. Прямая экономия в одном производстве в большинстве случаев связа на со значительно большим эффектом у смежников в предшествующи[1] сырь евых переделах. Эго в особенности относится к бытовой продукции, машино­строению и радиоэлектронике. Например, чтобы обеспечить электроэнергией всего одну семью (2000 кВт-ч в год) в условиях Урала, надо добыть около 1,5 т энергетического угля и оставить в отвалах 5,5 т пустой породы, перевез­ти его почтя на 2000 км, сжечь, израсходовав 3 т кислорода и выбросив 0,7 т золы и 4 м3 грязных сточных вод. Перерасход в машиностроении I т металла означает добычу лишних 4 т руды, 1 тизвест и коксующихся углей, 5 т энер­гетических углей, образование 25 т пустой породы, 1,6 т шлаков, 2 т зольных отвалов, перерасход Ют кислорода и 65 м3 воды. Даже при изготовлении ми­ниатюрного микрокалькулятора образуется 0,5 т отходов.

Представляется важным использование какого-либо критерия даолотичл оста технологических процессов, хотя сложность современного производства де­лает весьма трудным поиск единого универсального экологического крите­рия. Можно говорить как о специфических инженерных, экологических и эко­номических критериях, так и об имеющих особое значение системных крите­риях, позволяющих оценить качество технологии.

К инженерным критериям относятся:

• доступность сырья;

■ возможность создают установок большой единичной мощности;

• гибкость и простота управления;

• высокий уровень механизации и автоматизации;

■ привлекательность для обслуживающего персонала.

Экологические критерии совершенства:

• возможность комплексной переработки сырья;

• создание замкнутых пиклов;

• высокая селективность процессов, обеспечивающая минимальные расхо­ды сырья и минимальные выбросы, получение высококачественных целевых продуктов:

• малооперационносгь и комбинирование технологических процессов, повы­шающие за счет сокращения числа стадий процесса его надежность, сни­жающие образование отходов на промежуточных стадиях;

• наличие резервов интенсификации; гибкие технологические решения по­зволяют при относительно небольших затратах использовать последние дос­тижения научно-технического прогресса, резко улучшающие экологические, экономические, инженерные характеристики процесса, аппарата, производства.

В любом случае внедрение безотходных технологий требует нетрадици­онного подхода, изменения системы мышления, необходимости преодоления психологических барьеров и стереотипов, препятствующих поиску новых ре­шений.

Общим направлением в работе по внедрению безотходных технологий для всех отраслей народного хозяйства является резкое уменьшение, а в перспек­тиве и полное уничтожение любых отходов. По количеству отходов, обра­зующихся в том или ином технологическом процессе, можно в значительной мере судить об эффективности использования сырья. В то же время количе­ство образующихся отходов является одним из основных факторов, опреде­ляющих масштабы вредного воздействия производства на окружающую сре­ду. Иначе говоря, о&ьем отходов служит показателем экологичности техноло­гического процесса. Кроме количественной оценки технологических отходов, возникает необходимость оценки степени токсичности компонентов отходов и определения их опасности для окружающей среды.

Известные из литературы варианты оценки экологичности технологических процессов учитывают только количество отходов или количество и токсич­ность отходов одного вида, обычно жидких или газообразных. Методики, по­зволяющей с учетом количества и качества всех отходов оценить экологичес­кое совершенство технологии пока нет. Экономическая оценка эффективности безотходных технологий заключается в определении экономического эффекта от утилизации и переработки отходов на всех стадиях включая и другие от­расли, а также в расчете предотвращенного ущерба окружающей среде на основе сопоставления безотходных технологий и предприятий с традиционной технологией.

Эффективность безотходных технологий должна стремиться к максимуму, определяемому как

У-Мпах^э-У)},} (2.1)

где Э — сумма всех эффектов; У—размер ущерба от загрязнения окружаю­щей среды отходами; Зп — затраты на осуществление безотходного произ­водства.

Известно также, что при разработке новых технических решений, которые должны отвечать всем необходимым требованиям к качеству выпускаемой продукции и производительности, необходимо удовлетворять все экологические требования.

Соответствие оптимального технического решения экологическим тре­бованиям оценивается экологическими и ресурсосберегающими показателя­ми, которые и являются критерием выбора оптимального технологического решения.

Ими являются:

• содержание вредных веществ в сбрасываемых водных и газообразных потоках;

• удельные затраты исходных материалов на единицу произведенного про­дукта;

• термический КПД установки, характеризующий тепловое загрязнение ок­ружающей среды и эффективность использования тепловых ресурсов;

• суммарное токсическое и тепловое воздействие одной технологической установки на окружающую среду, характеризуемое количеством выбросов в единицу времени.

Математические методы определения влияния различных источников

загрязнений на состояние окружающей среды применяют, когда прямые за­меры затруднены или этих данных недостаточно.

Рациональное использование отходов — одна из важнейших задач ра­ционального использования природных ресурсов и охраны природы. Отходы как вторичные ресурсы — полуфабрикат, из которого проще и дешевле изго­товить конечную продукцию. Конечно, их использование требует как подготовки самих отходов, так и изменения основного производства. Решение этих вопро — сов невозможно без создания банка о количествах отходов, их качестве и ста­бильности этого качества, об изучении возможных связей в данном регионе, без оценки возможности смежных производств.

Когда отходы становятся товарным сырьем, они, должны соответствовать определенным техническим требованиям. На предприятии появляются новые товарные продукты. Возникает необходимость изменения технологии, так как приходится оптимизировать производство уже не одного, а нескольких про­дуктов. Для изготовления товарной продукциитребуется специальная обработка отходов. К способам такой обработки может быть отнесена сушки шламов, брикетирование, в ряде случаев — специальная термическая обработка. Тре­буется изменение технологии переработки сырья, тщательный анализ возмож­ных вариантов. Иногда оказывается оправданным введение новых переделов для обращения отходов в товарные продукты. Во всех случаях необходимо решение транспортных задач, строительство складских помещений, установ­ление систем цен, выгодных и для изготовителя, и для потребителя.

Возможны различные варианты использования отходов. Проблема может быть решена, если метод их применения позволяет утилизировать их в коли­чествах, сопоставимых с ресурсами. Не следует привлекать экзотические до­рогие варианты, позволяющие утилизировать лишь незначительную часть от­ходов. Например, пиритные огарки содержат значительные количества окси­дов железа и цветных металлов. В принципе их можно переработать, выделяя все основные компоненты, но это настолько сложное производство, что оп­равданным оказывается использование огарков в качестве компонента сырье­вой смеси для изготовления цемента.

Реальное внедрение элементов безотходных технологий началось не с ос­новной технологии, а с реконструкции водного хозяйства в целях создания зам­кнутых бессточных систем на промышленных предприятиях, промузлах и эко­номических районах. Это объясняется возможностью обособления воды от основного производства и обработки ее в отдельных комплексах, наличием основного количества (более 80 %) загрязнений именно в сточных водах, и имеющимися технологическими наработками (о чем подробно будет сказано ниже).

Для организации малоотходных и безотходных промышленных производств исключительное значение имеет кооперирование предприятий различных от­раслей промышленности. Наиболее благоприятные возможности для коопе­рирования создаются в условиях территориально-промышленных комплексов (ТПК), где планово формируется совокупность взаимосвязанных и взаимо­обусловленных пропорционально развивающихся объектов различных отрас­лей народного хозяйства. Эти объекты созданы для совместного решения одной или нескольких определенных народно-хозяйственных проблем, выделяются объемами производства и четкой специализацией в масштабах страны и сво­его экономического района. Они сконцентрированы на ограниченной, обяза­тельно компактной территории, обладающей необходимым набором и количе­ством ресурсов, достаточных для решения соответствующих заданий. Кроме того, они эффективно (с позиций народного хозяйства) используют местные и полученные извне ресурсы, обеспечивают охрану окружающей среды, имеют единую производственную и социальную инфраструктуры.

При развитии промышленности в отдельных регионах страны некоторыми предприятиями не всегда соблюдаются должные меры по охране окружаю­щей природной среды. В рамках ТПК складываются благоприятные условия для комплексного использования сырья и для организации производства та — ким образом, чтобы отходы одних предприятий полностью использовались другими предприятиями. Экономические преимущества при правильном и оп­тимальном развитии промышленного производства допускают выгодное и целесообразное транспортирование отходов на относительно небольшие рас­стояния в пределах ТПК, что облегчает решение многих вопросов, связанных с территориальным размещением предприятии.

Комплексное развитие ТПК осуществляется путем постепенной организации связанных друг с другом производств, при которой продукция одного предпри­ятия становится сырьем или полуфабрикатом для другого. При этом происхо­дит совершенствование отдельных производств в целях сокращения потреб­ления энергии, веды, а также повышения производительности труда и увели­чения комплексности переработки первичного сырья. Создание малоотходных и безотходных ТПК является важным направлением развития народного хо­зяйства, рационального использования природных ресурсов и сохранения эко­логического равновесия.

Коренное изменение технологии дает крупный технико-экономический эф­фект, а достигаемый попутно экологический эффект — естественное след­ствие нового уровня производства. Охрана природы не является единствен­ной целью. Главная цель — создание совершенной технологии, а рациональ­ное использование ресурсов и охрана природы — основной признак се совер­шенства.

Понятно, что реальное внедрение безотходных технологий обусловливает создание принципиально новых технологий, сооружение новых основных фон­дов и, может быть, самое трудное, воспитание новых кадров. Это требует огромных средств, усилий и времени, поэтому эйфория 80-х годов сменилась сдержанностью 90-х. Безотходные технологии никто не отрицал, ио и повсе­местно их перестали рекомендовать. Однако направление — использование отходов производства и потребления — успешно развивается.

Комментарии запрещены.