Развитие малоотходного и безотходного производства. Разработка и использование биотехнологий

«Безотходная технология представляет собой такой метод производства

продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее

рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы — производство —

потребление — вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не

нарушают ее нормального функционирования». Эта формулировка не должна

восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно

без отходов. Представить себе абсолютно безотходное производство просто

невозможно, такого и в природе нет. Однако отходы не должны нарушать

нормальное функционирование природных систем. Другими словами, мы должны

выработать критерии ненарушенного состояния природы. Создание безотходных

производств относится к весьма сложному и длительному процессу,

промежуточным этапом которого является малоотходное производство. Под

малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты

которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня,

допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК. При этом по

техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья

и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное

Безотходная технология — это идеальная модель производства, которая в

большинстве случаев в настоящее время реализуется не в полной мере, а лишь

частично (отсюда становится ясным и термин «малоотходная технология»).

Однако уже сейчас имеются примеры полностью безотходных производств. Так, в

течение многих лет Волховский и Пикалевский глиноземные заводы

перерабатывают нефелин на глинозем, соду, поташ и цемент по практически

безотходным технологическим схемам. Причем эксплуатационные затраты на

производство глинозема, соды, поташа и цемента, получаемых из нефелинового

сырья, на 10-15% ниже затрат при получении этих продуктов другими

промышленными способами. При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших

организационных, технических, технологических, экономических,

психологических и других задач. Для разработки и внедрения безотходных

производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов.

Основным является принцип системности. В соответствии с ним каждый

отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной

системы — всего промышленного производства в регионе (ТПК) и на более

высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом,

включающей кроме материального производства и другой хозяйственно-

экономической деятельности человека, природную среду (популяции живых

организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы, ландшафты), а

также человека и среду его обитания. Таким образом, принцип системности,

лежащий в основе создания безотходных производств, должен учитывать

существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость

производственных, социальных и природных процессов.

Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является

комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального

использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как

известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более

трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть

извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее

время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20%

золота получают попутно при переработке комплексных руд.

Биотехнология представляет собой комплексную область деятельности, в которой новые методы современной биотехнологии соединены с устоявшейся практикой традиционных биотехнических мероприятий. Основу этой растущей наукоемкой отрасли составляет комплекс методов, дающих человеку возможность целенаправленно изменять структуру дезоксирибонуклииновой кислоты (ДНК), или генетического материала, растений, животных и микроорганизмов с выходом на получение полезных продуктов и технологий. Сама по себе биотехнология не в состоянии разрешить все фундаментальные проблемы окружающей среды и развития, поэтому подход к оценке перспектив в этой области должен быть сдержанно-реалистичным. Тем не менее можно рассчитывать на то, что она внесет весомый вклад, в частности, в дело повышения уровня медицинского обслуживания, укрепления продовольственной безопасности на основе внедрения рациональных методов ведения сельского хозяйства, улучшения поставок питьевой воды, повышения эффективности процессов промышленной переработки сырья, содействия внедрению рациональных методов облесения и лесовосстановления и обеззараживания опасных отходов. Биотехнология открывает также новые возможности для глобального сотрудничества, особенно между странами, богатыми биологическими ресурсами (в том числе генетическими), однако не располагающими специальными знаниями и инвестициями, необходимыми для прикладного использования таких ресурсов с помощью биотехнологии, и странами, обладающими развитым технологическим потенциалом для того, чтобы поставить биологические ресурсы на службу устойчивому развитию^.

23.малоотходное производство - процесс, в результате которого вредные выбросы в окружающую среду сводятся к минимуму и не влекут негативного воздействия на окружающую среду.Малоотходное производство представляет собой систему технологий, способных обеспечить комплексное использование сырья, не нанося при этом вреда окружающей среду.

Применение малоотходных технологий создает условия для снижения природоохранных затрат, в том числе на установку природоохранного оборудования Основой малоотходных технологий является комплексная переработка сырья с использованием всех его компонентов. Малоотходная технология - это средство производства, при котором осуществляется оптимальное использование сырья и энергии в технологической цепочке: природные ресурсы - производство - потребление - вторичное сырье, с минимальным негативным воздействием на природную среду.

Для организации малоотходных технологий необходимо, чтобы между предприятиями, которые составляют единый малоотходных комплекс, существовали тесные связи, поскольку отходы одного производства является сыро овиною для другого А его отходы, в свою очередь, обеспечивающих технологический процесс третьего и т.д.

В широком смысле понятие \"малоотходное производство» включает не только технологические процессы, организационные и управленческие меры, но и сферу потребления продукции, которая после потери своих потребительских в свойств в результате физического износа должна быть возвращена в производство или переведена в экологически безопасную форму В малоотходным производстве в конечном итоге все исходное сырье превращаетсяпродукциию.

Малоотходная технология должна обеспечить: комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов на базе внедрения новых технологий, создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований их повторного использования; переработку отходов производства и потребления с целью получения товарной продукции, создание малоотходных территориально-производственных комплексов.

Безотходная технология - технология, подразумевающая наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии в производстве, обеспечивающее защиту окружающей среды.

Безотходная технология - принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочку первичное сырьё - производство - потребление - вторичное сырьё.

• Ограничение воздействия на окружающую среду

Твёрдое и жидкое топливо при сжигании используются не полностью, а также образуют вредные продукты. Существует методика сжигания топлива в кипящем слое, которая более эффективна и экологически безопасна. Газовые выбросы необходимо очищать от оксидов серы и азота, а золу, образующуюся как результат фильтрации, использовать при производстве строительных материалов.

Необходимо широкое использование твёрдых, жидких и газообразных отходов чёрной и цветной металлургии вместе с одновременным снижением выбросов и сбросов вредных веществ. В цветной металлургии перспективно применение метода плавки в жидкой ванне, требующее меньших затрат энергии и вызывающее меньший объём выбросов. Получаемые же в результате серосодержащие газы могут использоваться в производстве серной кислоты и элементарной серы. Порошковая металлургия также является безотходной технологией. Коэффициент использования материала - 98-99%.

25. Безопасность применения биотехнологий и биологическая безопасность. В Беларуси наряду с традиционными биотехнологиями (хлебопечение, пивоварение, производство кисломолочной продукции, квашение овощей, виноделие, производство спирта и др.) широкое распространение получили различные биотехнологии для медицины и сельского хозяйства. Налажено производство лекарственных препаратов антимикробного, противовирусного, противовоспалительного, противоопухолевого, противолейкозного действия; аминокислот, витаминов, ферментов, гормонов, нуклеиновых компонентов, вакцин, кровезаменителей, диагностикумов и других (всего более 300 наименований). Для сельского хозяйства производятся различные кормовые добавки, средства ветеринарной защиты животных, регуляторы роста растений и животных, инсектицидные, противобактериальные, проотивогрибные и противовирусные биопрепараты широкого спектра действия. Освоены и усовершенствованы методы получения и микроклонального размножения чистого от патогенов посадочного материала сельскохозяйственных и декоративных культур. Новые методы находят применение в селекции сельскохозяйственных растений и животных.
Учитывая особую значимость биотехнологий для устойчивого развития Республики Беларусь, государство уделяет им большое внимание. Разработаны государственные научно-технические программы: «Инфекции и медицинские биотехнологии» и «Промышленная биотехнология», а также Государственная программа фундаментальных исследований «Разработка научных основ биотехнологических процессов и др.». В рамках Союза Беларуси и России разработана научная программа «Создание высокоэффективных биологически безопасных лекарственных препаратов нового поколения («Белространсген»). Государственная программа «Разработка и использование генно-инженерных биотехнологий в интересах сельского хозяйства и медицины «Генетическая инженерия» помимо проведения научных исследований включает комплекс организационных и кадровых мероприятий, призванных способствовать ускоренному развитию этого перспективного научного направления.
Таким образом, в Беларуси сложились три основных направления развития современных биотехнологий: селекция новых эффективных штаммов микроорганизмов как биотехнологических объектов для микробного синтеза биологически-активных соединений и для их использования в промышленности, сельском хозяйстве и охране окружающей среды; селекция генно-инженерных сортов сельскохозяйственных и декоративных растений; применение генно-инженерных биотехнологий в медицине для диагностики и лечения болезней, создания принципиально новых лекарственных препаратов.

26. Состав атмосферного воздуха и проблемы газового баланса атмосферы, вызванные антропогенной деятельностью. Источники и последствия загрязнения атмосферы. Нормирование степени загрязнения атмосферного воздуха.

Современный газовый состав атмосферы представляет собой в основном газовую смесь двух компонентов - азота (78,09%) и кислорода (20,95%). В норме в нем присутствуют также аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли (например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы. Кроме того, важную роль в атмосфере играет водяной пар.
Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа: кислород, углекислый газ и азот. Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов нашей планете. Он необходим всем для дыхания. Главные.запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, в органических веществах и окислах железа, часть кислорода растворена в воде. В атмосфере, по-видимому, сложилось приблизительное равновесие между производством кислорода в процессе фотосинтеза и его потреблением живыми организмами. Но в последнее время появилась опасность, что в результате человеческой деятельности запасы кислорода в атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представляет разрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинство ученых связывают это с деятельностью человека.
Круговорот кислорода в биосфере необычайно сложен, так как с ним вступает в реакцию большое количество органических и неорганических веществ, а также водород, соединяясь с которым кислород образует воду.
Углекислый газ (диоксид углерода) используется в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе. Азот - незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав белков и нуклеиновых кислот.Частично азот поступает из атмосферы в экосистемы в виде оксида азота, образующегося под действием электрических разрядов во время гроз. Однако основная часть азота поступает в воду и почву в результате его биологической фиксации
Различные негативные изменения атмосферы Земли связаны главным образом с изменением концентрации второстепенных компонентов атмосферного воздуха.
Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный источник - это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.
К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, различные машиностроительные предприятия.
По данным ученых (1990 е.), ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд т оксидов углерода, 190 млн т оксидов серы, 65 млн т оксидов азота, 1,4 млн т хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные (вызывающие заболевание раком).
Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.
Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии природных экосистем, особенно на зеленом покрове нашей планеты. Одним из самых наглядных показателей состояния биосферы служат леса их самочувствие.
Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страдают от кислотных дождей в большей степени, чем широколиственные.
Только на территории нашей страны общая площадь лесов, пораженных промышленными выбросами, достигла 1 млн га. Значительным фактором деградации лесов в последние годы является загрязнение окружающей среды радионуклидами. Так, в результате аварии на Чернобыльской АЭС поражено 2,1 млн га лесных массивов.
Особенно сильно страдают зеленые насаждения в промышленных городах, атмосфера которых содержит большое количество загрязняющих веществ.
Воздушная экологическая проблема истощения озонового слоя, в том числе появление озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой, связана с чрезмерным применением фреонов в производстве и быту.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

· Природные (естественные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относят извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльцу растений, выделения животных и др.)

· Искусственные (антропогенные), которые можно разделить на несколько групп:

— Транспортные — загрязнители, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта;

— Производственные — загрязнители, образующиеся как выбросы при технологических процессах, отоплении;

— Бытовые — загрязнители, обусловленные сжиганием топлива в жилище и переработкой бытовых отходов.

По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также можно разделить на несколько групп:

· Механические загрязнители — пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;

Химические загрязнители — пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;

Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от продолжительности временного интервала, в течение которого человек дышит данным воздухом.
Поэтому, установлены 2 норматива:

норматив, рассчитанный на короткий период воздействия загрязняющих веществ. Данный норматив называется «предельно допустимые максимально–разовые концентрации».

норматив, рассчитанный на более продолжительный период воздействия (8 часов, сутки, по некоторым веществам год). В Российской Федерации данный норматив устанавливается для 24 часов и называется «предельно допустимые среднесуточные концентрации».

ПДК - предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/м3. (ГН 2.1.6.695-98)

ПДК_МР – предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20-30 мин не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДК_СС – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

27. Инженерная защита воздушного бассейна. Классификация инженерно-экологических мероприятий по защите атмосферного воздуха. Технологические и архитектурно-планировочные мероприятия.

Система мероприятий,направленных на снижение загрязненности вредными примесями окружающего атмосферного воздуха и вентиляционного воздуха производственных, общественных и жилых помещений. Совокупность физических процессов, определяющих выбор и оптимизацию технических решений по очистке воздуха иобеспечению заданныхмикроклиматическихусловий в помещениях,определяют воздушный,тепловой, влажностный,пылевой и газовыйрежимы здания. Этирежимы составляютсложнуюбиотехническую,многомерную ивзаимосвязаннуюсистему,объединяющуюпроцессы воздействияна здание окружающейсреды, образования ивыделения в воздушнуюсреду помещений
вредных веществ, атакже процессы исистемы очисткивоздуха,вентиляционные
системы и системыкондиционированиявоздуха. Режимыздания обусловливают
распределениетемпературы,влагосодержания,концентрацию вредныхвеществ в воздухепомещений иконцентрациизагрязнений ввыбросах. Пылегазовоесостояние помещенияопределяетсясовокупностьюпроцессов, связанных сперемещением
перерабатываемыхматериалов, воздуха,пыли, газов и паров, атакже ылевоздушных
газо- (паро-) воздушныхи пылегазо- (паро-)воздушных потоков впомещении и
вентиляционныхсистемах и устройствахдля очистки воздуха вздании и вне его.
Задачи, которыенеобходимо решить дляопределенияпылегазового состоянияпомещения, можноразбить на три группы:внутреннюю,граничную и внешнюю.
Внутренняя включаетпроцессы, связанные собразованием вредныхвеществ в
оборудовании ивыделением их изоборудования иукрытий, со вторичнымобразованием ираспределениемпримесей в воздухепомещения. Решениеотдельных задач этойгруппы сводится косуществлениюмероприятий посокращению
образования ивыделения вредныхвеществ в воздухпомещений,локализации выделенийи устройству местнойвентиляциитехнологическогооборудования;
вакуумной пылеуборке;очистке воздушнойсреды помещения иустройству его
общеобменнойвентиляции; созданиюв помещениидопустимых уровнейзапыленности изагазованности воздухаи нормируемыхзначений еготемпературы,влажности иподвижности.

29. ПРОМЫШЛЕННАЯ ОЧИСТКА – это очистка газов с целью последующей утилизации или возврата в производство отделенного газа или превращенного в безвредное состояние продукта. Этот вид очистки является необходимой стадией технологического процесса при этом технологическое оборудование связано друг с другом материальными потоками в соответствии с обвязкой аппаратов. Задача промышленной газоочистки заключается в извлечении вредных веществ из организованных газовых выбросов от стационарных источников.

Многочисленные способы очистки промышленных газов от механических примесей основаны на применении двух групп методов: механических и физических. К механическим методам очистки относятся гравитационная и инерционная сепарация, мокрая очистка (промывка) газов, фильтрация через различные пористые материалы. К числу физических методов относятся осаждение в электрическом поле и акустическая коагуляция. Осуществляемую в обеспыливающих устройствах очистку можно разделить на грубую и тонкую. Для грубой очистки, позволяющей удалять частицы с размером более 10 мкм, применяются гравитационные и сухие инерционные пылеуловители, а также некоторые фильтры контактного действия. Тонкая очистка, при которой задерживаются частицы размером менее 10 мкм, выполняется инерционными пылеуловителями с применением воды, скрубберами Вентури, большей частью контактных фильтров и электрофильтрами.

Химическая очистка технологических и дымовых газов от содержащихся в них газообразных компонентов (диоксида серы, сероводорода, хлора, хлористого водорода) осуществляется методами адсорбции, абсорбции и хемосорбции (химической абсорбции).

Адсорбция представляет собой процесс поглощения газов или паров поверхностью твердых тел (активированного угля, силикагеля) и применяется при незначительном содержании паро- и газообразных компонентов в очищаемом газе.

При абсорбции происходит конвективная диффузия паро- и газообразных компонентов очищаемого газа в жидкие поглотители. Абсорбцию применяют в основном для очистки вентиляционного воздуха, отсасываемого от травильных и гальванических ванн.

Хемосорбция заключается в промывке очищаемого газа растворами, вступающими в химические реакции с содержащимися в газе отдельными газообразными компонентами, что позволяет извлечь их. Применяется в основном для очистки технологических газов от сероводорода, хлора, а главное, от диоксида серы.

В машиностроении чаще используют абсорбцию и хемосорбцию.

30. САНИТАРНАЯ ОЧИСТКА – это очистка газа от остаточного содержания в газе загрязняющих веществ, при котором обеспечивается соблюдение установленных для последнего ПДК в воздухе населенных мест или производственных помещений. Эта очистка осуществляется перед поступлением отходящих газов в атмосферный воздух и именно на этой стадии необходимо предусматривать возможность отбора проб газов с целью контроля их на содержание вредных примесей и оценки эффективности работы очистных сооружений.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: