Организация безотходных (малоотходных) производств

Применение традиционных технологий переработки сырья, в ре­зультате которых образуются разнообразные отходы, предусматривающих последующие очистку отходящих газов и сточных вод и утили­зацию твердых отходов, крайне неэффективно не только с точки зрения экологии, но и экономики. Очистные сооружения очень дороги, их работа требует огромных затрат энергии и реагентов, которые на некоторых производствах достигают 20—40% суммарных капиталовложений, а расходы на обезвреживание и переработку отходов составляют 8—10% стоимости производимой продукции.

Отсюда вытекает необходимость реализации принципиально но­вого подхода к развитию промышленных производств. Этот подход, получивший не совсем правильное название «безотходная техноло­гия», основой которого является цикличность материальных потоков, подсказан самой природой (вспомните: «природа знает лучше»). Дей­ствительно, в природных условиях отходы жизнедеятельности одних организмов используются другими, и в целом осуществляется биохи­мический круговорот веществ.

Идея многократного, циклического, экономного использования материальных ресурсов активно реализуется во многих развитых стра­нах. Так, в США, ФРГ и Японии степень повторного использования таких экологически опасных металлов, как свинец, медь, никель, алю­миний, цинк, достигла 65, 40 и 40% соответственно. В этом отноше­нии показатели нашей страны много скромнее. Крайне нерационально ис­пользуются в нашей стране лесные богатства. Например из доставленных на предприятия 1000 м³ древесины мы по­лучаем лишь 27, 3 т бумаги в то время как в Швеции из такого же количества получают 129 т, в США — 137 т, а в Финляндии — 164 т.

Повторное использование материальных ресурсов исключительно важно с точки зрения сохранения или продления времени использова­ния запасов важнейших руд (исчерпаемых ресурсов). Для их количе­ственной оценки используют индексы исчерпания ресурсов, которые ха­рактеризуют расходование имеющихся мировых запасов руд с учетом ежегодного прироста темпов их использования. Подсчитано, напри­мер; что если запасы металлов возрастут даже в 10 раз, то обеспечен­ность сырьем увеличится всего в 2, 5—3 раза. Если же, рециркуляция металлов достигнет 50%, тогда обеспеченность важнейшими металла­ми возрастает в 3—3, 5 раза, а при 95—98%-ной рециркуляции — в 5— 7 раз. Именно поэтому экологи считают, что важнейшим резервом сырья является вторичное использование материальных ресурсов. Сле­довательно, для рационального развития экономики, определяющего, в свою очередь, устойчивое развитие любой страны, необходимы пла­номерное, целенаправленное повышение роли вторичных ресурсов и организация технологического круговорота веществ.

Концепция безотходного производства включает несколько поло­жений.

Во-первых, ресурсы необходимо использовать в таком цикле, ко­торый включал бы не только сферу промышленного производства, но и сферу потребления. Замкнутым такой цикл может быть только на уровне промышленного региона или территориально-производствен­ного комплекса. Следовательно, необходимо в рамках этого региона или комплекса найти потребителей отходов, производимых предприятиями. Во-вторых, обязательно использование в производстве всех компонентов сырья и сведение до минимума нерациональных энерго­затрат. В-третьих, составной частью концепции безотходного произ­водства является сохранение сложившегося экологического равнове­сия, иначе говоря, сохранение нормального функционирования ООС, при котором оно не оказывает отрицательного воздействия на среду обитания человека, его здоровье. Напомним при этом, что критерием качества окружающей среды ныне являются предельно допустимые концентрации (ПДК) и рассчитанные на их основе предельно допустимые выбросы (ПДВ) и сбросы (ПДС).

Таким образом, понятие «безотходная технология» есть не только |шсто технологический процесс, в широком смысле это и совокупнocть организационных и управленческих мероприятий, проектных и научно-исследовательских работ. Оно обязательно должно охватывать и сферу потребления продукции, которая после утраты своих потребительских свойств (например, изношенные автопокрышки) должна бы быть возвращена в производство или, в крайнем случае, переведена в экологически безопасную форму.

Вполне очевидно, что создание безотходных производств — дли­тельный и дорогостоящий процесс. Поэтому в качестве промежуточ­ного этапа выступает малоотходное производство, при котором его отрицательное воздействие на природную среду не превышает уро­вень, допускаемый санитарно-гигиеническими нормами. При этом если образуются неутилизируемые отходы, они направляются на дли­тельное экологически безопасное хранение или захоронение.

Известно много примеров экономии сырья, энергии в сочетании с оздоровлением окружающей среды в случае использования вторич­ных материальных ресурсов. Так, производство алюминия из метал­лолома требует всего 5% энергозатрат от выплавки из бокситов, при­чем переплав 1 т вторичного сырья экономит 4 т бокситов и 0, 7 т кокса, снижая одновременно на 35 кг выбросы крайне опасных фто­ристых соединений в атмосферу. Использование макулатуры при про­изводстве тонны бумаги и картона экономит 4, 5 м³ древесины, 200 м³ воды и в два раза снижает затраты электроэнергии. К тому же в 2—3 раза уменьшается себестоимость продукции. Для изготовления того же количества бумаги требуется 15—16 взрослых деревьев. При исполь­зовании 1 млн.т макулатуры можно сэкономить 4 млн. м³ первоклассной древесины; это спасение от вырубки лесополосы шириной 100 м и длиной от Москвы до Санкт-Петербурга.

О чрезвычайной перспективности использования бытовых отхо­дов свидетельствуют такие цифры. В более чем 150 млн т ежегодно выбрасываемого в США мусора содержится около 11 млн т железа, почти 900 тыс. т алюминия, 430 тыс. т других металлов (главным образом меди), более 13 млн т стекла, более 60 млн т бумаги и такое количество органических материалов, которое при сжигании даст теп­ловую энергию, эквивалентную 20 млн т нефти.

Отходы можно сортировать либо непосредственно на месте их полу­чения (в домах), либо после сбора на специальных установках. В пер­вом случае необходимы совместные усилия жителей, воспитание у них «культуры чистоты»; однако этот способ весьма экономичный, так как труд «добровольный». В определенном месте устанавливаются мусор­ные контейнеры различного цвета, каждый из которых предназначен для определенного вида отходов — пластмассы, металлов, стекла, бума­ги, растительного мусора и т.д. Эти контейнеры опорожняются (не сме­шиваясь) в особые грузовики — мусоровозы и отправляются на перера­ботку.

По другому варианту сортируют отходы на специальных установках.

По мнению многих ученых и специалистов, проблема отходов -должна решаться на месте их образования путем внедрения ресурсовозобновлякщих технологий (РВ1), обеспечивающих минимизацию пром-выбросов и выхода вторичных отходов.

Концепция РВТ впервые была предложена еще в 60-х гг. А. Нагорным, В настоящее время в г. Запорожье (Украина) вводится в строй первый.в мире завод РВТ производительностью по ТБО — 1000—1500 т/сут. Он имеет узлы технохимической, физико-хими­ческой и биотехнологической обработки отходов. Вторичные ресур­сы найдут применение в качестве биотоплива, металлолома, строй­материалов и т.д.

В развитие концепции РВТ А. Семенов и И. Максимов (1995) предложили создать экозащитные системы нового поколения — мно­гопрофильные комбинаты «Экополигон», способные перерабатывать все виды антропогенных отходов данного города и региона. При этом более 80% отходов превращаются во вторичные ресурсы и биосферные вещества, восстанавливается качество ОПС путем санирования (оздоровления) старых свалок и других мер. Данный вариант решения проблемы отходов, в основе которого лежит теория трофо-энергетического функционирования экосистем и круговорота веществ (т.е. 1 отходы одних служат продуктами питания и энергии для других), позволяет: использовать экологически безопасные технологические процессы; исключить прямое сжигание Органических веществ; обеспечить совместимость конечных продуктов с биосферой и включение ихв круговорот веществ в природе; возместить издержки производства за счет использования вторичных ресурсов, отдельных видов промышленной продукции, платы за отходы, предотвращения ущерба ОПС.