Современные безотходные и малоотходные технологии

Безотходная технология обеспечивает технически достижимый минимум твердых, жидких, газообразных отходов (выбросов, стоков). Безотходность использования сырья можно достигнуть в том случае, когда отходы одного производства являются сырьем для другого. Безотходная технология предусматривает улавливание полезных веществ в стоках и выбросах с последующим их использованием для нужд предприятия или реализации.

Кроме основного сырья в производстве используются вспомогательные природные ресурсы (вода, воздух, топливо ..).

В безотходных технологиях массобмен основных видов сырья и готовой продукции характеризуется уравнением:

                                                                   п

Мс = ∑ Мrni ,

 

 Мс – масса основного сырья;

Мrni – масса i-й готовой продукции;

N – число видов продукции, изготавливаемой из сырья i-го вида

В современных технологиях полное использование сырья практически невозможно кроме того это противоречит II закону термодинамики. Малоотходная технология характеризуется получением готовой продукции при техническом минимуме твердых, жидких, газообразных отходов (стоков, выбросов). Малоотходные технологии предусматривают работы по переработке отходов, их использование для изготовления новых видов продукции и товаров необходимых для населения. Малоотходная технология позволяет увеличить объем выпускаемой продукции, сократить расход природных ресурсов, уменьшить загрязнения окружающей среды.

Массобмен основных видов сырья в малоотходных процессах:

 

                                                               п

Мс = ∑ Мrni + Мотх

 

Где Мотх – масса вещества в отходах, выбросах, стоках (Мотх → min)

 

Открытый процесс характеризуется использованием сырья только для основной продукции. Полезные вещества в отходах (выбросах, стоках) в открытом процессе не улавливаются, а только загрязняют окружающую среду.

Массобмен в открытом процессе:

                                                               

 Мс =  Мrn + Мотх + Мвыбр + Мст

 

Где  Мвыбр и Мст – масса вещества от используемого сырья соответственно в выбросах и стоках.

 

Для количественной оценки используемого сырья в технологических процессах используют безразмерный коэффициент Кс, характеризующий безотходность или малоотходность процесса:

                                                                    п

                                                         Кс =  ∑ Мrni / Мс            

Если к = 1, то технологический процесс считается безотходным; к = 0,9-1 процесс почти безотходный; к = 0,5-0,9 процесс малоотходный; к < 0,5 процесс отходный.

Создание малоотходных производств предусматривает следующее:

Ø  Основание и выбор сырья, которое обеспечивает надежность и качество продукции и в то же время оказывает минимальное влияние на природную среду;

Ø  Обоснование и выбор способа получения продукции, который связан с наименьшим расходом сырья;

Ø  Обоснование и выбор способа получения продукции, который обеспечивает наименьшее загрязнение природной среды выбросами, стоками, отходами;

Ø  Создание эффективных процессов и устройств очистки отходов, выбросов и стоков с увеличением ценных веществ;

Ø  Создание эффективных процессов использование отходов и изготовление из них сопутствующей продукции, т.е. создание многостадийного использования сырья и отходов;

Ø  Сокращение потерь эксплуатационных материалов за счет оптимизации технологических процессов  и совершенствования системы технического обслуживания.

 

Малоотходные производства могут быть реализованы в машиностроительной, деревообрабатывающей, мясной, молочной и других отраслях промышленности. К ним относятся: использование металлолома после обработки на специальных обогатительных предприятиях; употребление доменных шлаков в процессе строительных материалов; применение отходов стекла; синтез аммиака по замкнутому циклу, получение серной кислоты из отходов предприятий цветной металлургии. Одно из эффективных направлений безотходного производства вторичного использования энергетических ресурсов в системах теплоснабжения, например для обогрева теплиц. Важное направление – снижение материалоемкости выпускаемой продукции, уменьшение отходов производства, предусматриваемые на стадии проектирования промышленных изделий.