Екологічна технологія

Головним фактором руйнування навколишнього середовища виступає суспільне виробництво. Науково-технічна революція, що багатократно збільшила масштаби і потужність господарської діяльності людей, ста­ла основною причиною сучасної екологічної кризи.

Екологічною називаєтьсятехнологія покликана на основі вивчення взаємодії суспільного виробництва з навколишнім середовищем розробляти екологічно безпечні прийоми та засоби інженерно-господарської діяльності людей. Отже, взаємодія технологічних та природних процесів є предме­том вивчення екологічної технології. Характер взаємодії зумовлюється функціональною структурою природно-господарських систем (ПГС), які і є об’єктом вивчення екологічної технології. Під природно-господарськими системами розуміють територіальні системи, що охоплюють різні господарські об’єкти (промислові, енергетичні, транспортні, комунальні сільськогосподарські тощо) та певну частину навколишнього природного середовища, на яку вони безпосередньо впливають. У процесі взаємодії структурних компонентів ПГС між господарськими об’єктами і природним середовищем відбувається обмін речовин та енергією. Якщо цей обмін вписується в природний кругообіг речовин та енергетичні потоки не порушує речовинно-енергетичного балансу соціоекосистеми, на території якої розташована ПГС, то таку природно-господарську систему можна вважати оптимізованою. На жаль, таких ПГС дуже мало. Тому, метою екологічної технології є оптимізація діючих і створюваних природно-господарських систем, яка полягає у відрегулюванні речовинно-енергетичнего обміну і встановленні та них між технологічними та природними процесами динамічної рівноваги, яка б була противагою перед пошкодженням і руйнуванням навколишнього середовища.

До основних прикладних завдань екотехнології належать:

– розробка ефективних засобів очищення промислових, комунальних та тваринницьких стічних вод і промислових та транспортних викидів у атмосферу;

– розробка маловідходних, енергозберігаючих та екологічно чистих технологій;

– розробка засобів утилізації відходів тощо.

Розглянемо кожне з цих завдань окремо.

Очищення стічних вод. Очищення стічних вод здійснюється механічними, хімічними, біологічними методами. Збір технології очищення залежить від показників забруднення, можливостей повторного використання вод для виробничих потреб, стану водойм. Показниками забруднення є каламутність, вміст рухомих часточок, загальний вміст розчинних речовин, кислотність, концентрація кисню тощо. Схема очищення повинна забезпечувати мінімальне скидання стічних вод у водойми, максимальне використання їх і найбільш повне вилучення цінних домішок.

Існує три типи очисних споруд: локальні (цехові), загальні (заводські), районні (міські). Також розрізняють три види очищення – первинне, вторинне, третинне. Первинне очищення – виділяють великі частинки твердих речовин. Вторинне – це очищення з допомогою біохімічних процесів – виділяють основну масу органічних речовин, після цього можна стічну воду скидати у моря, ріки, озера, де подальше очищення відбувається природним шляхом. Третинне – під дією мікроорганізмів.

Очищення газодимових викидів. Не менш складною є проблема очищення газових викидів у атмосферу. Здебільшого промислові та транспортні вихлопні гази передаються по трубопроводах, які повинні, відповідно, обладнуватися газопилоочисними спорудами. Очищення повітря від газових шкідливих домішок здійснюється трьома способами: абсорбцією, адсорбцією та хімічним перетворенням.

Абсорбція – явище, що полягає у поглинанні газів певними рідинами (абсорбентами), які розчиняють або зв’язують гази, що пропускають через них.

Адсорбція газів полягає у їх поглинанні поверхнею твердих тіл (адсорбентів).

Хімічне перетворення газів – це спалювання або каталітичне перетворення їх, внаслідок чого шкідливі газоподібні речовини трансформуються у нешкідливі, які викидаються в атмосферу або використовуються у виробництві.

Безвідходні технології. Взагалі, методи очищення забруднених стоків та газових викидів є дуже дорогими. Значно перспективнішими є заходи, спрямовані на зменшення або й повну ліквідацію шкідливих відходів, що забруднюють довкілля. Справа в тому, що всі виробничі технологічні процеси можна поділити на замкнуті та незамкнуті. Для замкнутих характерна відсутність обміну речовин із зовнішнім середовищем. Це процес, у якому відсутні викиди твердих, рідких і газоподібних речовин – відходів. Незамкнута технологічна система має органічні зв’язки із зовнішнім середовищем, від якого вона отримує вихідну сировину та енергію і, в яке віддає готову продукцію та викидає відходи. Сучасна технологія виробництва, в основному, є незамкнутою, яка нераціональне використовує природні ресурси і має значні відходи. Саме вдосконалення технології виробництва і прагнення зблизити технологічний процес до замкнутої системи є головним завданням вирішення проблеми раціонального використання природних ресурсів і охорони навколишнього середовища.

Практична реалізація даного напряму пов’язана з пошуком нових джерел сировини для виробництва, нових безвідходних за своєю суттю технологічних процесів, нових видів продукції. Дуже важливою у цьому напрямі є розробка нових матеріалів із заздалегідь заданими властивостями і заміни ними традиційних матеріалів, що потребують багатостадійної технології одержання і обробки їх. Для цього потрібні принципово нові технології, які ґрунтуються на нових відкриттях та вимагають цілком нової техніки,

Отже, маловідходні технології – основний шлях охорони навколишнього середовища від техногенного впливу. Основними напрямами маловідходних виробництв є:

– комплексне використання сировини;

– створення замкнених газо- та водооборотних систем;

– розробка та впровадження принципово нових технологій;

– удосконалення існуючих процесів та виробництв.

Утилізація відходів промисловості. Важливим сучасним напрямом екологізації виробництва є утилізація, тобто повторне використання відходів. Вловлені відходи повинні або відразу повертатись у технологічний процес, або поступати на вторинну обробку. Це дає змогу не тільки відчутна зменшити забруднення, а й суттєво знижувати затрати на, основне виробництво.

З позиції екологізації виробництва виводити відходи з виробничого циклу і викидати їх нераціонально з двох причин:

– по-перше, продукт, який містить у собі ще деяку кількість цінних компонентів, ми виводимо із виробничого процес – інакше кажучи, «викидаються гроші на вітер»;

– по-друге, забруднюємо природні об’єкти, ускладнюючи екологічну ситуацію у районі діяльності виробництва.

Тому найбільш раціональним заходом є регенерація первинних відходів, тобто залишення їх у циклі виробництва з метою додаткової переробки і вилучення невикористаних елементів або сполук.

Існує три напрями регенерації відходів:

– перший – полягає у поверненні відходів у той самий виробничий процес, з якого його отримано. Це можливо, коли відходи мало відрізняються за своїми властивостями від властивостей вихідних сировинних матеріалів;

– другий – це використання відходів у інших виробничих процесах. Якщо вилучення корисних компонентів ускладнене, первинні відходи переробляють багаторазово, доки не буде вилучено усі необхідні компоненти;

– третій – використання відходів (після вилучення потрібних компонентів або без нього) у вигляді сировини для інших виробництв з метою отримання продуктів тривалого використання.

Проблема утилізації відходів виробництва викликає з кожним роком все більше зацікавлення. 3 одного боку, це пов’язано з виснаженням деяких видів ресурсів, з другого – з природоохоронним аспектом, а також мінливістю отримання продукції з меншими затратами. Є відходи, які поки що дуже важко залучити у виробництво. Насамперед, це стосується відходів кольорової металургії. Їх у десятки і навіть у сотні разів більше, ніж у інших галузях. Друга особливість кольорової металургії – необхідність використання отруйних речовин, що забруднюють відходи, а відповідно і навколишнє середовище. Найбільше поширені серед них сполуки важких металів, S, As, Se, Tl. Небезпечні також залишки самих кольорових металів, що потрапляють у відходи – Pb, Zn, Cи, Cd, Hg тощо.

Окрема проблема – шлаки кольорових металів, їх вихід на одиницю металу, що виплавляється, дуже великий: на 1 т Сu, наприклад, припадає 10–30 т шлаків, а на, 1 т Ni – 150 т шлаків, в той час як на 1 т чорних металів припадає лише 0,2–1,0 т шлаків. У шлаках кольорових металів дуже часто вміст деяких кольорових металів більший, ніж у вихідній руді, однак вилучення цих цінних елементів ускладнено через багатокомпонентність відходів. Завдання переробки шлаків за складністю і масштабами цілком співмірне із завданням освоєння нових родовищ.

Важливою є також утилізація вторинних текстильних та шкіряних матеріалів, полімерної сировини, макулатури, склобою тощо. Вторинні шкіряні матеріали застосовуються у випуску товарів народного споживання, використовуються для виготовлення клею, технічного жиру. Склобій, крім виробництва склотари і будівельної кераміки, може знайти застосування у шляховому будівництві і при виготовленні пористих наповнювачів теплоізоляційних матеріалів.

Регенерація рідких відходів (стічних вод) передбачає очищення їх від забруднень (у тому числі і теплового) з наступним поверненням у виробництво, тобто організацією замкнутого водовідного циклу. Можливе і повне їх очищення з поверненням у природні водойми за умови цілковитої екологічної безпеки. Теплові відходи необхідно утилізувати, використовуючи як вторинні енергетичні ресурси.

Регенерація відходів, у загальному масштабі, сприяє вирішенню проблем мінімізації відходів, а у окремих випадках – досягнення цілковитої ліквідації їх. Однак водоспоживання має свої обмеження: кількість відходів часто перевищує реальні можливості їхнього споживання, а затрати на утилізацію їх бувають надто високі. Тому найбільш перспективними напрямами екологізації виробництва треба вважати розробку принципово нових маловідходних технологій.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: