- •Кафедра химической и техногенной экологии промышленная экология
- •Учебное пособие для студентов
- •Раздел 5. Безотходные и малоотходные производства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
- •Тема 1. Введение
- •1.1.Предмет промышленной экологии. . .
- •1.2. Производство и потребление
- •Большую угрозу для человечества представляет радиационное загрязнение окружающей среды, связанное, прежде всего, с аварийными ситуациями.
- •1.3 . Краткие исторические сведения
- •Раздел 2. Эколого-экономические системы
- •2.1. Общая трактовка
- •Литература
- •2.1. Модели ээс: структура и потоки
- •Состоя-ний
- •Круговорот
- •2.2. Соизмерение производственных и природных потенциалов
- •Литература
- •Раздел 3. Технологии и технологические системы
- •3.1. Виды технологий
- •3.2. Природоохранные технологии
- •3.3. Технологические системы
- •VIII – биохимическая очистка
- •Раздел 4. Основные технологические процессы
- •4.1. Классификация основных технологических процессов
- •4.2. Кинетические закономерности основных технологических процессов
- •4.3. Процессы периодические, непрерывные, полуперидические.
- •4.4. Гидромеханические процессы
- •4.4.1. Классификация неоднородных систем
- •4.4.2. Осаждение
- •Отстаивание
- •Осаждение под действием центробежной силы (оцс)
- •4.4.3. Фильтрование
- •4.4.4. Перемешивание в жидкой среде
- •4.4.5. Псевдоожижение
- •4.4. Тепловые процессы
- •4.4.1. Общая характеристика тепловых процессов
- •5.4.2. Нагревание
- •Нагревание водяным паром
- •На рисунке 4.19 схема аппарата с рубашкой для нагревания глухим паром.
- •Нагревание топочными газами
- •Нагревание промежуточными теплоносителями
- •Нагревание электрическим током
- •5.4.3. Охлаждение до обыкновенных температур
- •5. Выпаривание
- •5.4.5. Выпаривание
- •4.6. Массообменные процессы
- •Реактор
- •Продукты реакции
- •Очевидно, что любой концентрации X соответствует равновесная концентрация Yp, и наоборот, любой концентрации y соответствует равновесная концентрация Хр, т.Е.
- •4.6.1. Абсорбция
- •Принципиальные схемы абсорбции
- •4.6.2. Ректификация
- •Принцип ректификации
- •Ректификация
- •Ректификация многокомпонентных смесей.
- •Принципиальные схемы процессов ректификации
- •Абсорбционная и ректификационная аппаратура
- •4.6.3. Эстракция жидкостная экстракция
- •Экстракция
- •Ректификация
- •Экстракция из твердых веществ
- •4.6.4. Адсорбция
- •Принципиальные схемы адсорбционных процессов
- •4.6.5. Сушка
- •Равновесные соотношения в процессах сушки
- •Принципиальные схемы сушильных процессов
- •4.6.6. Кристаллизация
- •Раздел 5. Безотходные и малоотходные производства
- •5.1. Определение и концепция безотходного производства
- •5.2. Коэффициенты для оценки степени приближения традиционной технологии к безотходной.
- •5.3. Принципы безотходного производства
- •Годовая добыча и сроки исчерпания запасов нефти, угля и газа
- •5.4. Основные направления развития мало- и безотходных производств
- •Гидроэнергия
- •Энергия ветра
- •Солнечная энергия
- •Тепло Земли
- •Энергия морских приливов
- •Водородная энергетика
- •Правило шлейфа
- •Электроэнергия на автомобильном транспорте
- •Заключение
- •Рециркуляция уплотненного ила
- •Компостирование твердых органических отходов
- •Переработка твердых отходов на свалках
- •Санитарное захоронение отходов
- •Противофильтрационный экран
5.2. 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 (%):
КБ = 0,33·(КП + КВ + КГ),
где КП, КВ, КГ -– соответственно коэффициенты использования ,образующихся при проведении работы породы, попутно забираемой воды и пылегазовой смеси, %.. Для этой отрасли установлено, что производство является безотходным, если . коэффициент превышает 75 %. В случае использования наряду с образующейся породой отвалов прошлых лет коэффициент безотходности может быть более 100 %.
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:
КБ = f·КМКЭКА,
где КБ - коэффициент безотходности; 0<КВ<1; f–-коэффициент пропорциональности (определяется эмпирически); КМ и КЭ- коэффициенты полноты использования материальных и энергетических ресурсов; КА - коэффициент соответствия экологическим требованиям.
Разработанная методика предназначена для оценки коэффициента использования материальных ресурсов. По его величине с учетом мощности предприятия осуществляется отнесение его к соответствующей категории (рис. 5.1). В соответствии с методикой, к малоотходным относятся производства с Км, равным не менее 0,8-0,9, к безотходным -0,90-0,98. При этом поступление в окружающую среду газовых выбросов, сточных вод и твердых отходов не должно превышать санитарно-гигиенические нормы. Для практических целей значение безотходности, равное 75-90%, принимается в качестве критерия малоотходного, а 90-98 % - безотходного производства и в других материалоемких отраслях [7]. При этом важно учитывать токсичность отходов путем введения соответствующих коэффициентов и в любом случае их поступление должно соответствовать ПДК.
Традиционные
технологии
102 103 104 105 106
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.
