Резервы ресурсосбережения при комплексной переработке сырья и использовании отходов весьма значительны. Энергоемкость производства алюминия из вторичного сырья в 20 раз ниже, чем из первичного, а стали - в 4 раза. В нефтепереработке выбросы низко потенциального тепла составляют до 80% расходуемой энергии, а в теплоэнергетике - до 50 - 70%. Существует тесная взаимосвязь между экономией энергии и загрязнением окружающей среды, поэтому снижение энергоемкости так же, как и материалоемкости продукции, дает ощутимый экологический эффект.
В хозяйственном цикле: добыча - обработка - потребление - утилизация восполнение потерь - в основном, осуществляется за счет добытых первичных материальных ресурсов. В настоящее время при производстве стали ВМР составляют 30%, при производстве бумаги - 25%, цветных металлов - 20%. В то же время капитальные вложения, необходимые для переработки вторичного
сырья, примерно в четыре раза меньше, чем при получении продукции из первичного сырья.
Очевидно, что необходимо вкладывать средства в безотходные технологические процессы, которые сберегают сырьевые и энергетические ресурсы и вместе с тем обеспечивают высокое качество продукции.
Ресурсосберегающая технология - такая организация производства, при которой отходы сведены к минимуму и перерабатываются в реальные ВМР. По определению Европейской экологической комиссии ООН по малоотходной технологии, безотходная технология - это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле «сырьевые ресурсы - производство - потребление - ВМР». При этом любое воздействие на окружающую среду не нарушает ее нормального функционирования. Важно отметить, что полный цикл включает и стадию потребления. При ресурсосберегающей технологии предполагается создание оптимальных технологических схем с замкнутым материальным и энергетическим потоками. Однако еще не для всех производств разработаны промышленные технологии рационального использования ресурсов, не созданы экономические и юридические предпосылки для этого. Такая задача должна быть и будет решена, так как альтернативы такому подходу сегодня уже нет.
Ресурсосберегающие технологии позволяют:
- снизить размер ущерба, наносимого окружающей среде выбросом отходов. Например, утилизация жидких и твердых хлорсодержащих отходов металлургической переработки титансодержащих концентратов позволяет на 45% снизить выброс хлора в окружающую среду;
- уменьшить площади земель, занятых накопителями, свалками отходов;
- уменьшить загрязнение окружающей среды от переработки первичного сырья, «компенсирующего» неиспользование ВМР, содержащихся в отходах, а также тепла, содержащегося во вторичных энергетических ресурсах (ВЭР). Так, утилизация диоксида серы на металлургических и химических предприятиях не только уменьшает загрязнение окружающей среды, но и позволяет сократить добычу серы.
Очень важно максимально полное вовлечение в цикл полимерных отходов, поскольку оно не только дает возможность уменьшить расход нефти и газа на синтез полимеров, но и снижает нагрузку на окружающую среду, так как в атмосферных условиях полимеры разлагаются очень медленно;
- снизить термическое загрязнение окружающей среды (в случае использования ВЭР).
- сократить выбросы в окружающую среду при производстве продукции из вторичных ресурсов по сравнению с использованием первичного сырья (за счет исключения из технологической цепочки ряда звеньев). Например, при выплавке 1 т стали из металлолома, по сравнению с ее производством из железной руды, загрязнение атмосферного воздуха уменьшается на 86%, использование воды - на 40%, объем твердых отходов сокращается на 97%; при
производстве картона или бумаги из макулатуры загрязнение атмосферы уменьшается на 37%, воды - на 25- 44%;
- сократить количество топлива, сжигаемого на электростанциях, в котельных, промышленных печах, и соответственно уменьшить объемы загрязнений, связанных как с продуктами сгорания сэкономленного эквивалентного количества топлива, так и с его добычей, подготовкой и транспортировкой.
Широкое применение во всех отраслях народного хозяйства ресурсосберегающих технологий может стать решающим фактором улучшения экологической обстановки в стране. Эти технологии, окупаясь в короткий срок, могут обеспечить наибольший выход конечного продукта в расчете на единицу исходного сырья, а учитывая высокую степень автоматизации таких процессов, и в расчете на единицу трудозатрат.
Несмотря на то что наиболее продуктивным способом защиты окружающей среды является создание новых ресурсосберегающих технологий, старые технологии также имеют значительные резервы экономии природных ресурсов, которые заключаются в:
- замене исходного сырья на более совершенное, которое дает меньше отходов, не изменяя качество конечного продукта. Например, применение в окрасочном производстве водоразбавляемых красок взамен красок на основе органических растворителей;
- изменении конечного продукта без ухудшения его потребительских свойств. Например, применение для изготовления липких аппликаций бумажной основы вместо полимерной, содержащей в своем составе токсичные продукты;
- изменении технологического процесса изготовления продукта. Так, организация непрерывной работы оборудования взамен периодической резко сокращает отходы и выбросы в атмосферу в процессе перегрузки оборудования и транспортировки промежуточных продуктов;
- усовершенствовании оборудования. Например, применение более совершенных систем сбора и очистки смазывающее охлаждающих жидкостей, применение ЭВМ, позволяющих наиболее рационально раскраивать и вырубать детали из листовых и рулонных материалов;
- усовершенствовании эксплуатации и обслуживания оборудования, обеспечивающем снижение количества отходов, в том числе брака. Например, своевременная заточка инструмента, организация планово-предупредительных ремонтов, исключающих поломку оборудования и аварийные выбросы рабочих сред.
Во всех случаях подход, при котором исключаются или уменьшаются отходы производства, должен быть приоритетным по сравнению с технической политикой, направленной на переработку, обезвреживание или захоронение отходов. Говоря о приоритетах в деле охраны окружающей среды от отходов, следует расположить различные способы их ликвидации в таком порядке:
- предотвращение или сокращение загрязнений в источнике их образования;
- использование отходов производства;
- перевод отходов в безопасное для человека и природы состояние;
- захоронение отходов в полностью безопасных контейнерах.
Как известно, важнейшие научно-технические решения находятся на стыке наук. Разработка ресурсосберегающих технологий не является в этом смысле исключением. Положительные результаты (сокращение объемов потребляемого сырья, комплексность его переработки, малоотходность, экологичность) легко прослеживаются на примере разработки новейших технологий химических и химико-биологических процессов горно-химического производства.
Примерами могут служить методы обогащения угля пиролизам (США), химические методы добычи медных руд, химические методы обогащения (Россия); метод щелочной обработки торфов и бурых углей с получением гумата натрия - физиологически активного стимулятора роста сельскохозяйственных растений (Россия) и др.
Химические технологии создают основу для более глубокого преобразования минерального сырья. Эта особенность еще ярче проявляется по мере перехода к более сложным химико-биологическим процессам.
Воздействие на сырье при этом осуществляется не на молекулярном, как при химических технологиях, а на субатомном уровне.
Примерами химико-биологических технологий могут служить:
бактериальное выщелачивание металлов из руд с получением меди, свинца, цинка (США); бактериальное извлечение ценных металлов из сточных вод с получением урана, хрома, селена, ванадия, вольфрама, молибдена (США);
бактериальное выщелачивание органической и неорганической серы из каменного угля; биологическое получение гумус содержащих суспензий из бурого угля путем воздействия поликультурой (ассоциацией микроорганизмов), представляющее собой создание искусственной почвы (Россия); методы бактериальной очистки вод и почв от загрязнения нефтепродуктами (Великобритания, Россия).
Последовательное использование новых технологий в горно-хи мическом производстве позволяет резко сократить количество образующихся отходов и затраты на производство готовой продукции.
3.2 Комплексное использование сырья и материалов в условиях