Безотходная и малоотходная технология

Применение безотходных и малоотходных технологий дает возможность радикального решения проблем охраны окружающей среды. Использование очистных устройств и сооружений не позволяет полностью локализовать токсичные выбросы, а применение более совершенных систем очистки всегда сопровождается ростом затрат на процесс очистки. Так, например, очистка сточных вод крупного машиностроительного предприятия с эффективностью до 90% обеспечивается сравнительно легко, но каждый последующий процент дает рост затрат, взмывающий по экспоненциальной кривой. Стопроцентная очистка теоретически возможна, но практически неосуществима из-за громоздкости очистных сооружений и их стоимости. Следовательно, нужно искать альтернативные решения, а именно — внедрять малоотходные и ресурсосберегающие технологии.

Термин «безотходная технология», впервые предложенный академиками п. Н. Семеновым, И. В. Петряновым, получил широкое распространение в нашей стране и за рубежом. Он формулируется следующим образом: 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.

Основой безотходных производств является комплексная переработка сырья с использованием всех его компонентов, поскольку отходы производства — это неиспользованная часть сырья. Чтобы создать необходимую продукцию, получить энергию, сырье, человек находит и добывает природные ресурсы, перевозит их к местам переработки, производит из них предметы. Тем самым человек вовлекает природные ресурсы в производственный цикл, который относится к категории незамкнутых систем. На каждом этапе ресурсного цикла неизбежны потери либо вследствие особенностей технологии, либо по субъективным причинам. Используя известный афоризм, можно сказать: загрязнение среды — это природные ресурсы, оказавшиеся не на своем месте. Таким образом, необходимо стремиться к созданию замкнутого технологического цикла.

Замкнутая термодинамическая система позволяет организовать технологический процесс без обмена веществ с окружающей средой. Технологическим аналогом замкнутой термодинамической системы могут служить такие процессы, в которых отсутствуют отходы производства, т.е. выбросы в виде твердых, жидких и газообразных веществ. Обмен с окружающей средой осуществляется лишь посредством энергии исходного сырья, готовой продукции и энергетическими выбросами. В замкнутом безотходном производстве все отходы могут быть полностью использованы на данном предприятии или смежном производстве.

Для удовлетворения потребностей экономики страны ежегодно на душу населения в хозяйственный оборот вовлекается до 20 тонн природного сырья. В промышленности около 70% затрат приходится на сырье, материалы, топливо и энергию. В условиях постоянно нарастающего дефицита природных ресурсов важную роль играет рациональное, комплексное и экономичное их использование, снижение металлоемкости и энергоемкости промышленного производства.

Таким образом, малоотходная и безотходная (ресурсосберегающая) технология должна обеспечить:

комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов на базе создания новых безотходных процессов;
создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного их использования;
переработку отходов производства и потребления с получением товарной продукции или любое полезное их использование без нарушения экологического равновесия;
использование замкнутых систем промышленного водоснабжения.

Совершенствование технологических процессов и особенно создание принципиально новой технологии получения продукта сопровождается значительным сокращением доли отходов производства. В качестве примера можно привести технологию получения глинозема из нефелинового концентрата, когда на вход процесса подают нефелиновый концентрат и известняк для получения шихты, идущей затем на спекание и выщелачивание.

Предприятие безотходного производства в определенной мере моделирует биохимические системы использования природных ресурсов, которые установились в результате эволюционного процесса. Основные принципы организации такого предприятия:

по возможности полный перенос вещества на производимую продукцию;
передача отходов из одного производства в другое, для которого они должны служить сырьем;
объединение разнотипных предприятий в один функциональный комплекс, использующий все образующиеся в процессе производства вещества и получающий в конечном итоге только готовую продукцию;
вовлечение отходов производства в производственный процесс с целью окончательной их переработки.