Что можно использовать для оценки приближения технологии к безотходной
Коэффициенты для оценки степени приближения традиционной технологии к безотходной
Количественная оценка приближения производства к безотходному подразумевает формирование критериев, позволяющих отнести его к категории безотходных, малоотходных или рядовых (традиционных).
В основу критериев, ограничивающих вредное воздействие производства на среду, положены существующие санитарно-гигиенические нормативы – предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ, предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу и предельно допустимые сбросы (ПДС) в водоемы. ПДВ и ПДС измеряются во времени для каждого источника организованного выброса или сброса. При этом поступление вредных веществ от данного источника и от всех источников района с учетом дальнейшего развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмо– и гидросфере не должно создавать концентрации, превышающей предельно допустимую.
Таким образом, говоря о степени приближения традиционной технологии в безотходной, первое, что надо иметь в виду – это то, что предприятия должны выполнять санитарно-гигиенические требования, поскольку экологические нормативы пока не разработаны.
Второй по, значимости количественной оценкой безотходности производства является степень использования в технологических процессах сырья и материалов. Универсального критерия нет, но в ряде отраслей страны уже введены соответствующие показатели. Так, в цветной металлургии используется коэффициент комплексности – доля компонентов, извлекаемых из сырья по отношению ко всему количеству. В ряде производств его величина достигает 80 %. В угольной промышленности действует коэффициент безотходности производства (%):
В химической промышленности также введен коэффициент безотходности, разработана и реализована специальная методика его определения и отнесения соответствующих технологических процессов к категории безотходных, малоотходных или рядовых. Он характеризует полноту использования материальных и. энергетических ресурсов, а также интенсивность воздействия производства на окружающую среду:
Рис. 5.1. Распределение производств по категориям в
зависимости от коэффициента полноты использования
материальных ресурсов (Км) и его мощности (G)
В общем случае для оценки степени совершенства технологического процесса, учитывая взаимодействие с окружающей средой, за критерий безотходности принят коэффициент зкологического действия (к.э.д.), опрделяемый как:
,
где ВТ – теоретическое воздействие, необходимое для производства; Вф – факгическое воздействие; Вn – воздействие, определяемое конкретным, производством.
Если Вф » ВТ то К → 0, то єсть данное производство абсолютно не учитывает требований экологической безопасности, что неизбежно ведет к так называемому экологическому «просчету» или экологическому «бумерангу». Чем выше значение коэффициента зкологического воздействия К, тем более совершенно производство с учетом воздействия на окружающую среду, тем более существенно приближение к безотходной технологии [5]. Для идеальной модели, модели безотходного производства, козффициэнт зкологического действия равен единице.
Количественная оценка безотходности производств
Определение понятий «безотходная технология производства».
Теоретические основы безотходной технологии.
Термин«безотходная технология» получил широкое распространение в мире. Наиболее полная трактовка термина следующая:
Безотходная технология – это такой способ производства продукции (процесс, цех, 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.
В определении прежде всего подчеркивается необходимость использования сырьевых ресурсов в цикле, включающем также и сферу потребления, а это означает, что замкнутым такой цикл может быть только на уровне территориально-производственного комплекса(ТПК). Следовательно, безотходное производство (БОП) должно быть практически замкнутой системой, организованной по аналогии с природными экологическими системами. Так, в природных системах продукты жизнедеятельности одних организмов используются другими организмами и в целом осуществляют саморегулирующийся биогеохимический круговорот веществ. Основу же БОП составляет сознательно организованный и регулируемый человеком техногенный круговорот сырья, продукции и отходов.
Вторым основным положением БОП является обязательное включением в производство и потребление всех компонентов сырья. При этом должно быть обеспечено максимально возможное использование потенциала энергетических ресурсов, естественно, ограниченное вторым законом термодинамики. Здесь также проводится прямая аналогия с природными экосистемами, которые, будучи практически замкнутыми, не являются изолированными, т. к. через них проходит поток энергии, которую экосистемы получают от Солнца, поглощают, трансформируют и излучают в космическое пространство. Таким образом, и БОП является практически замкнутым, но не изолированным.
И, наконец, третьей составной частью концепции БОП является сохранение сложившегося экологического равновесия, т. е. ущерб окружающей среде, наносимый производством, не должен быть выше допустимого уровня. Под ущербом понимают фактические и возможные потери в результате отрицательных изменений окружающей среды, которые обусловлены антропическими факторами.
Создание БОПдлительный процесс, требующий решения взаимосвязанных технологических, экономических, организационных и других задач. Поэтому в качестве промежуточного этапа для практических целей допустимо использование малоотходного производства (МОП).
Количественная оценка безотходности производств
В связи с разработкой БОП особую важность представляет количественная оценка приближения производства к безотходному, т. е. критериев отнесения его к категории безотходных, малоотходных и традиционных. В основу критериев, ограничивающих вредное воздействие производства на окружающую среду, положены существующие ПДК загрязняющих веществ. На их основе рассчитываются научно-технические показатели воздействия производства на окружающую среду, к которым в первую очередь относятся нормативы:
предельно-допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу;
предельно-допустимые сбросы (ПДС) в водоемы.
Эти показатели измеряются для каждого источника организованного выброса или сброса.
Второй по значимости количественной оценкой безотходности производства является степень использования в технологических процессах сырья и материалов. Например, в химической промышленности введен коэффициент безотходности (КБ), который характеризует полноту использования в производстве материальных и энергетических ресурсов, а также интенсивность воздействия этого производства на окружающую среду:
где f – коэффициент, определяемый эмпирическим путем;
KМ – коэффициент полноты использования материальных ресурсов;
KЭ – коэффициент полноты использования энергетических ресурсов;
KА – коэффициент соответствия экологическим требованиям.
К малоотходным относятся производства, характеризующиеся величиной KМ, равной не менее 0,8÷0,9 (в зависимости от мощности предприятия), а к безотходным– не менее 0,90÷0,98 (также в зависимости от мощности производства).
Поступление в окружающую среду газовых выбросов, сточных вод и твердых отходов во всех случаях должно соответствовать санитарно-гигиеническим нормативам. Вероятно, в первом приближении для практических целей значение коэффициента безотходности (или коэффициента комплексности), равное 75÷90 %, можно принять в качестве количественного критерия малоотходного, а до 98 % – безотходного производства и в других материалоемких отраслях промышленности.
Роль безотходных и малоотходных технологий в процессе обращения с отходами
Создание безотходного производства — сложный и длительный процесс, промежуточным этапом которого является малоотходное производство.
Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т.е. ПДК.
По техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.
В соответствии с действующим в России законодательством предприятия, нарушающие санитарные и экологические нормы, должны быть реконструированы или закрыты, иными словами, все современные предприятия должны быть малоотходными или безотходными.
При организации производственных процессов, обеспечивающих условия малоотходного производства, предприятия вынуждены часть сырья направлять на длительное хранение или захоронение, поэтому возникает необходимость количественной оценки этих объемов.
В ряде отраслей промышленности России такие количественные показатели уже приняты. Например, в цветной металлургии применяется коэффициент комплектности к*, %, который определяется по формуле
где Мn — количество полезного вещества, извлекаемого из перерабатываемого сырья, т; Мв — количество всего перерабатываемого сырья, т (этот показатель колеблется в зависимости от уровня технологических процессов и организации производства, например на ряде предприятий отрасли он равен 80 % и более).
В угольной промышленности применяется коэффициент безотходное™, который определяется по формуле
где k П/Б — коэффициент использования породы, образующейся при горных выработках; k Ж/Б— коэффициент использования попутно забираемой воды при добыче угля (сланца); k Г/Б— коэффициент использования пылегазовых отходов.
Добыча угля является одним из наиболее материалоемким и экологически сложных производств народного хозяйства.
Для этой отрасли установлено, что производство является малоотходным, если коэффициент безотходности kб = 75 %. Этот показатель может быть значительно выше, если наряду с добываемым сырьем используются отвалы, образовавшиеся в предыдущие годы.
В первом приближении, если значение коэффициента безотходное или коэффициента комплектности превышает 75 %, производство может быть отнесено к категории малоотходных, а если значения этих коэффициентов превышает 95 %, производство можно считать безотходным.
Такой подход справедлив и для других материалоемких отраслей.
Создание безотходных производств требует решения сложных организационных, технических, технологических и экономических задач. Однако в настоящее время есть предприятия, которые смело можно отнести к безотходным производствам. Например, отдельные глиноземные заводы (Волховский, Пикалевский) перерабатывают нефелин на глинозем, соду, поташ и цемент практически по схеме безотходных производств.
При этом эксплуатационные затраты на производство глинозема, соды, поташа и цемента, получаемых из нефелинового сырья, на 10… 15 % ниже затрат при получении этих продуктов другими промышленными способами. Вместе с тем для разработки и внедрения безотходных производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов.
Принцип системности, лежащий в основе создания безотходных производств, позволяет учесть усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов. Это подтверждается тем, что каждый отдельно взятый процесс или производство необходимо рассматривать как элемент динамично развивающейся эколого-экономической системы, включающей в себя кроме материального производства и другой
хозяйственно-экономической деятельности человека природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания.
Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является принцип комплексности использования ресурсов,основанный на максимальном использовании сырьевых компонентов и энергетического потенциала. Все сырье практически является комплексным, и в среднем более 1/3 его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Например, в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20 % золота получают попутно в процессе переработки комплексных руд.
Принцип комплексного экономного использования сырья в России возведен в ранг государственной задачи и четко сформулирован в ряде постановлений правительства. Конкретные формы его реализации зависят от уровня организации безотходного производства.
Не менее важным принципом создания безотходного производства является принцип цикличности материальных потоков.
К цикличным материальным потокам можно отнести замкнутые водо- и газооборотные циклы. Последовательное применение этого принципа должно привести к формированию сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии. Такой процесс развивается поэтапно, начиная с регионов и распространяв на
всю техносферу.
Следует отметить, что при разработке технологических процессов, обеспечивающих малоотходность или безотходность производства, необходимо выполнить требования по ограничению воздействия производства на окружающую природную и социальную среды с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства. Это в первую очередь связано с сохранением таких природных и социальных ресурсов,
как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, рекреационные ресурсы, здоровье населения.
Следует подчеркнуть, что реализация такого подхода осуществима лишь в сочетании с эффективным мониторингом, развитым экологическим нормированием и многозвенным управлением природопользованием.
Еще одним определяющим принципом создания безотходного
производства является принцип рациональности организации производства.
Определяющими здесь являются требования:
Это позволит снизить отрицательное воздействие на окружающую среду и уменьшить нанесенный ей ущерб. Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам.
Основным путем достижения этой цели является разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств.
Совокупность работ, связанных с охраной окружающей среды и рациональным освоением природных ресурсов, позволяет сформулировать главные направления создания мало- и безотходных производств:
При совершенствовании существующих, а также при разработке принципиально новых технологических процессов необходимо соблюдение ряда общих требований:
Примером таких производств служит крупнотоннажное производство аммиака по энерготехнологической схеме.
При организации безотходных производств большое значение имеет кооперирование предприятий различных отраслей промышленности. Рациональная переработка минерального сырья предполагает использование его исходных компонентов, так как по количеству отходов, образующихся в том или ином технологическом процессе, в значительной мере можно судить об эффективности использования первичного сырья. В то же время образование отходов является одним из основных факторов, определяющих масштабы вредного воздействия производства на окружающую среду. Следовательно, в качестве показателя экологичности технологического процесса может использоваться такой критерий, как количество отходов. Кроме количественной оценки отходов возникает необходимость учета их качества, позволяющего определить токсичность компонентов отходов и их опасность для окружающей среды.
В настоящее время нет единой типовой методики оценки экологического совершенства технологии посредством учета количества отходов, тем не менее в ряде отраслей промышленности такая оценка проводится по конкретным видам производства.
Например, оценку экологического совершенства химических процессов и удельного образования отходов целесообразно проводить по методике, разработанной В. Ремезом, А. Шубиным и другими, в которой критерий экологичности Кэк предлагается считать по формуле
где miж miг miт — количество i-го токсичного компонента жидких,
газообразных и твердых отходов соответственно, т/т продукта; Сiж, Сiг, Сiт — концентрация /-го компонента в жидких, твердых, мг/дм^3, и газообразных, мг/м^3, отходах; ПДКi* — предельно допустимая концентрация i-го компонента в воде рыбохозяйственных водоемов, мг/дм^3; ПДКiг — предельно допустимая концентрация /-го компонента в воздухе населенных мест, мг/м^3.
Для оценки токсичности твердых отходов предполагается использование ПДКж, так как при хранении твердых отходов возможно их растворение в атмосферных осадках, сточных и грунтовых водах.
Как видно из формулы (18.3), критерий экологичности состоит из учета соответственно жидких, газообразных и твердых отходов. При этом количество i-го компонента в жидких отходах miж, определяется по формуле
где Q — количество жидких отходов, м3/ч; п — число рабочих
дней в году; Р — объем выпускаемой продукции, т/год.
При расчете первых двух слагаемых в формуле (18.3) учитываются все источники жидких и газообразных отходов. Так, для газообразных выбросов для каждого у’-го источника количество /-го
токсичного компонента за время г рассчитывается по формуле
где Ci^rj — концентрация i-ro компонента в j-м источнике, мг/м^3; Vj — объем выбросов в j-м источнике, м^3/ч.
Средняя концентрация i-го компонента в газообразных отходах рассчитывается по уравнению
где ΣVj — общий объем вредных выбросов, м^3/ч.
Количество i-гo токсичного компонента в твердых отходах определяется по формуле
где Тт — количество твердых отходов, т/год; ri — содержание i-го токсичного компонента (элемента) в твердых отходах, %.
При безотходной технологии Кэк = 0.
Предложенный критерий имеет четкую экологическую значимость, так как его величина зависит от количества отходов и их токсичности, определяющих воздействие технологического процесса на окружающую среду. Следовательно, он может быть использован для сравнения традиционных технологических процессов получения товарной продукции с перспективными безотходными и малоотходными технологиями, что существенно облегчает оценку безотходности.
Совершенствование технологических процессов основного производства и применение передовых технологий селективного разделения и взаимопревращения различных веществ способствуют уменьшению отходов, т.е. позволяют получить безотходное или малоотходное производство.
Необходимо отметить, что с начала 90-х гг. XX в. доля таких производств не увеличилась, так как в ряде отраслей наблюдался значительный спад производства. В этих условиях ни о каких новых технологиях, конечно, не могло быть и речи. Ситуация усугубляется еще и тем, что Россия переживает сложные в экономическом отношении годы. Доля износа производственных фондов
стремительно увеличивается и в отдельных производствах составляет 80… 85 %. Практически приостановилось технологическое перевооружение в ряде отраслей.
Сложившаяся в экономике ситуация свидетельствует о том, что именно в данный момент времени необходимо внедрять малоотходные и безотходные технологии, так как при нарастающих темпах накопления отходов население может оказаться завалено свалками промышленных и бытовых отходов и остаться без питьевой воды, достаточно чистого воздуха и плодородных земель.
Рассматривать все возможные направления создания малоотходных и безотходных производств по всем отраслям промышленности нет необходимости, так как многие процессы находят применение в десятках отраслей. Рассмотрим возможные направления такой работы применительно к отдельным отраслям и производствам.
Например, в энергетике для снижения отходов до уровня соответствующего малоотходному или безотходному производству
целесообразно шире внедрять современные технологии сжигания топлива, например в кипящем слое, при котором снижается содержание загрязняющих веществ в отходящих газах. Необходимо шире применять пылеочистное оборудование с максимально возможным КПД. Полученную золу можно эффективно использовать в качестве сырья, например при производстве строительных материалов.
Коэффициенты для оценки степени приближения традиционной технологии к безотходной
Количественная оценка приближения производства к безотходному подразумевает формирование критериев, позволяющих отнести его к категории безотходных, малоотходных или рядовых (традиционных).
В основу критериев, ограничивающих вредное воздействие производства на среду, положены существующие санитарно-гигиенические нормативы – предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ, предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу и предельно допустимые сбросы (ПДС) в водоемы. ПДВ и ПДС измеряются во времени для каждого источника организованного выброса или сброса. При этом поступление вредных веществ от данного источника и от всех источников района с учетом дальнейшего развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмо– и гидросфере не должно создавать концентрации, превышающей предельно допустимую.
Таким образом, говоря о степени приближения традиционной технологии в безотходной, первое, что надо иметь в виду – это то, что предприятия должны выполнять санитарно-гигиенические требования, поскольку экологические нормативы пока не разработаны.
Второй по, значимости количественной оценкой безотходности производства является степень использования в технологических процессах сырья и материалов. Универсального критерия нет, но в ряде отраслей страны уже введены соответствующие показатели. Так, в цветной металлургии используется коэффициент комплексности – доля компонентов, извлекаемых из сырья по отношению ко всему количеству. В ряде производств его величина достигает 80 %. В угольной промышленности действует коэффициент безотходности производства (%):
В химической промышленности также введен коэффициент безотходности, разработана и реализована специальная методика его определения и отнесения соответствующих технологических процессов к категории безотходных, малоотходных или рядовых. Он характеризует полноту использования материальных и. энергетических ресурсов, а также интенсивность воздействия производства на окружающую среду:
Рис. 5.1. Распределение производств по категориям в
зависимости от коэффициента полноты использования
материальных ресурсов (Км) и его мощности (G)
В общем случае для оценки степени совершенства технологического процесса, учитывая взаимодействие с окружающей средой, за критерий безотходности принят коэффициент зкологического действия (к.э.д.), опрделяемый как:
,
где ВТ – теоретическое воздействие, необходимое для производства; Вф – факгическое воздействие; Вn – воздействие, определяемое конкретным, производством.
Если Вф » ВТ то К → 0, то єсть данное производство абсолютно не учитывает требований экологической безопасности, что неизбежно ведет к так называемому экологическому «просчету» или экологическому «бумерангу». Чем выше значение коэффициента зкологического воздействия К, тем более совершенно производство с учетом воздействия на окружающую среду, тем более существенно приближение к безотходной технологии [5]. Для идеальной модели, модели безотходного производства, козффициэнт зкологического действия равен единице.
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)
Коэффициенты для оценки степени приближения традиционной технологии к безотходной.
Количественная оценка приближения производства к безотходному подразумевает формирование критериев, позволяющих отнести его к категории безотходных, малоотходных или рядовых (традиционных).
В основу критериев, ограничивающих вредное воздействие производства на среду, положены существующие санитарно-гигиенические нормативы – предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ, предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу и предельно допустимые сбросы (ПДС) в водоемы. ПДВ и ПДС измеряются во времени для каждого источника организованного выброса или сброса. При этом поступление вредных веществ от данного источника и от всех источников района с учетом дальнейшего развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмо– и гидросфере не должно создавать концентрации, превышающей предельно допустимую.
Таким образом, говоря о степени приближения традиционной технологии в безотходной, первое, что надо иметь в виду – это то, что предприятия должны выполнять санитарно-гигиенические требования, поскольку экологические нормативы пока не разработаны.
Второй по, значимости количественной оценкой безотходности производства является степень использования в технологических процессах сырья и материалов. Универсального критерия нет, но в ряде отраслей страны уже введены соответствующие показатели. Так, в цветной металлургии используется коэффициент комплексности – доля компонентов, извлекаемых из сырья по отношению ко всему количеству. В ряде производств его величина достигает 80 %. В угольной промышленности действует коэффициент безотходности производства (%):
В химической промышленности также введен коэффициент безотходности, разработана и реализована специальная методика его определения и отнесения соответствующих технологических процессов к категории безотходных, малоотходных или рядовых. Он характеризует полноту использования материальных и. энергетических ресурсов, а также интенсивность воздействия производства на окружающую среду:
Рис. 5.1. Распределение производств по категориям в
зависимости от коэффициента полноты использования
материальных ресурсов (Км) и его мощности (G)
В общем случае для оценки степени совершенства технологического процесса, учитывая взаимодействие с окружающей средой, за критерий безотходности принят коэффициент зкологического действия (к.э.д.), опрделяемый как:
,
где ВТ – теоретическое воздействие, необходимое для производства; Вф – факгическое воздействие; Вn – воздействие, определяемое конкретным, производством.
Если Вф » ВТ то К → 0, то єсть данное производство абсолютно не учитывает требований экологической безопасности, что неизбежно ведет к так называемому экологическому «просчету» или экологическому «бумерангу». Чем выше значение коэффициента зкологического воздействия К, тем более совершенно производство с учетом воздействия на окружающую среду, тем более существенно приближение к безотходной технологии [5]. Для идеальной модели, модели безотходного производства, козффициэнт зкологического действия равен единице.