Современная промышленность развивается очень динамично. В отличие от прошлых лет, развитие это идет интенсивным путем, с привлечением последних научных разработок. Огромное значение приобретает ресурсосберегающая технология. Под этим термином понимается целая система мероприятий, направленных на значительное снижение потребления ресурсов при условии сохранения высокого уровня качества продукции. В идеальном случае стараются достичь минимально возможного уровня потребления сырья.
Предпосылки к максимально широкому внедрению
Несмотря на усилия природоохранных организаций и законодателей, о каком-то значительном снижении вреда, который наносится окружающей среде промышленными предприятиями, говорить не приходится. Только в России ущерб от промышленных выбросов оценивается в 150 миллиардов рублей ежегодно, а в США этот показатель и вовсе достигает порядка 7% от внутреннего ВВП!
Мировой опыт показывает, что те затраты, которые несет за собой ресурсосберегающая технология на первом этапе своего внедрения, несопоставимы с тратами на нивелирование последствий использования устаревших и грязных методов производства. Сроки же полной окупаемости новых технологий не превышают пяти лет.
Огромную опасность представляет постепенное истощение полезных ископаемых. Так, всего 50 лет назад не разрабатывали месторождения железной руды, если содержание в них железа было меньше 50-60%. Сегодня начинают добычу даже той руды, в которой не более 30 % металла.
Даже зольность используемых на ТЭЦ углей сегодня превышает 30%, тогда как в 60-х годах этот показатель не превышал 20%. Некоторые города вынуждены использовать для отопления сырье, зольность которого превышает 55 %. Более того, в некоторых случаях уже начинается активная добыча сырья даже из отвалов прошлых лет. Все это способствует резкому увеличению количества отходов. Таким образом, ресурсосберегающая технология чрезвычайно важна, так как позволяет промышленности и народному хозяйству потреблять меньше сырья, производя больше продукции.
Как осуществляется сбережение ресурсов?
В большинстве случаев уменьшение количества потребляемых ресурсов осуществляется путем повторного использования отработанных материалов. Так, при выплавке стали в настоящее время применяется не менее 30% сборного металлолома, при производстве бумаги берется до 25% макулатуры. Производство цветных металлов использует не менее 20% вторичного сырья. Следует заметить, что размер капиталовложений для широкого внедрения технологий переработки отработанных материалов ровно в четыре раза ниже, чем при создании производственных комплексов для добычи полезных ископаемых.
Что позволяют ресурсосберегающие технологии?
Во-первых, любая ресурсосберегающая технология позволяет серьезно сократить количество отходов и выбросов в окружающую среду. К примеру, при вовлечении в переработку хлорсодержащих отходов с металлургических титановых производств уровень выбросов хлора в окружающую среду удалось снизить на 50%!
Площади, которые до того были заняты технологическими отвалами или свалками, новейшие технологии позволяют полностью освободить от мусора и использовать в рекреационных целях. Кстати, отправка на переработку отходов, которые во множестве содержат диоксид серы (в той же металлургии, к примеру), не только значительно уменьшает загрязнение окружающей среды, но и позволяет значительно сократить количество первично добываемой серы.
Чрезвычайно важно то, что новые технологии развивают базу для переработки полимерных отходов: так, удельная теплоемкость двух тонн пластиковых бутылок равна аналогичному значению для тонны сырой нефти! Таким образом, создав фильтры нового поколения, мы можем годами отапливать крупные мегаполисы, используя только пластиковый хлам со свалок...
Сравним…
Чрезвычайно высоко значение, которое имеют новые промышленные технологии в черной металлургии. Если переплавить тонну металлолома, то загрязнение окружающей среды (в сравнении с выплавкой стали из руды) сокращается сразу на 86%, воды нужно на 76% меньше, а общее количество отходов сокращается сразу на 57%! Приблизительно та же картина получается, если сравнивать выработку бумаги из макулатуры и первичной целлюлозы.
Не забываем об экологии!
В свете того, что современная ситуация в экологической сфере оставляет желать много лучшего, все современные технологии обязательно должны способствовать сокращению объемов выброса вредных веществ в атмосферу. Учитывая, в каком состоянии находится сегодня тот же Норильск и прочие металлургические города не только в нашей стране, но и во всем мире, новейшие промышленные технологии должны не только давать работу тысячам людей на предприятиях тяжелой промышленности, но и защищать их здоровье.
На чем основываются новые методы производства?
Во-первых, осуществляется массовая замена низкокачественного сырья на более современные аналоги, которые позволяют производить то же количество продукции с лучшим качеством. К примеру, в лакокрасочном производстве такой подход привел к замене стандартных красок на органических растворителях на водорастворимую продукцию.
Для конечных потребителей важна также сохранившаяся функциональность продукции без ухудшения ее реальных технических характеристик. Отличным примером служит замена полимерной пленки на бумагу в случае с липкой лентой. Ее качество осталось прежним, а вот количество отходов и выбросов в атмосферу резко снизилось. Это и есть ресурсосберегающие технологии, примеры которых мы приводим в нашей статье.
Разумеется, чрезвычайно важно изменять сам технологический процесс, дабы он соответствовал современным реалиям. Так, сегодня все большее значение придается переводу производств на непрерывный цикл выработки продукции. Такое решение куда более перспективно, нежели периодическая остановка и запуск оборудования, что сопровождается резким увеличением выброса вредных веществ.
С этим тесно связано также требование по переоборудованию производства на новое оборудование, которое потребляет меньше расходных материалов, топлива и запасных частей. Такие ресурсосберегающие технологии в промышленности значительно повышают технологичность производства. Это не только способствует снижению количества отходов, но и способствует значительному удешевлению конечной продукции.
Компьютеры - в массы!
К примеру, к таковым относятся станки с ЧПУ и полностью компьютеризированные производственные линии, которые с максимальной точностью и экономичностью могут вырезать из цельных кусков металла требуемые детали. Такие станки (в сравнении с обычными) обеспечивают сокращение количества отходов на 50-80%. Кроме того, не приходится беспокоиться об уровне подготовки рабочих.
- Место образования опасных отработанных материалов никоим образом не должно контактировать с окружающей средой.
- Все отходы должны быть упакованы так, чтобы впоследствии их было проще отправлять на переработку.
- Если переработка отходов на существующем технико-технологическом уровне невозможна, их следует переводить в такое состояние, в котором бы они оказывали как можно меньшее негативное действие (переплавка в стеклообразное состояние отработанного ядерного топлива).
- Соответственно, контейнеры для долговременного их хранения должны быть минимально подвержены коррозии и прочим негативным факторам окружающей среды.
Основные примеры использования ресурсосберегающих технологий
Классическим примером можно считать пиролизное обогащение угля, химические методы обогащения руд, методы щелочной обработки торфа, посредством которых получается не только топливо, но и гуминовые удобрения, стимуляторы роста растений. Все эти технологические «изыски» не только резко сокращают количество требуемого для выработки продукции сырья, но и дают массу побочных полезных продуктов. Особенно это касается переработки торфа, когда при использовании химических реагентов из обыденного сырья для ТЭЦ получают даже лекарства!
Примеры биолого-химической переработки сырья
Так, сегодня все чаще применяют бактериальное выщелачивание металлов, когда из руд с минимальным содержанием вещества (старых отвалов) удается добыть немало высококачественного сырья, не загрязняя отвалами от разработок всю округу. Еще привлекательнее бактериальное же извлечение ценных металлов… из сточных вод! Причем речь идет не только о металлургических производствах, но и о стоках крупных мегаполисов.
Таким образом, внедрение ресурсосберегающих технологий характеризует степень развития не только промышленности, но и общества в целом. Сохраняя окружающую среду вокруг нас, мы передаем ее своим потомкам.
Кроме того, при помощи выщелачивания можно получать огромное количество серы из высокозольного угля низкого качества, который ни на что другое особенно не пригоден. Кстати, в нашей стране в последние годы активно внедряется технология биологической обработки низкокачественного бурого угля, из которого получается неплохая искусственная почва.
Строительство
Самыми распространенными материалами для строительства в наше время являются бетон и железобетон. Только в нашей стране за год их производится более 250 миллионов тонн. А потому современные строительные технологии в немалой степени акцентируются на экономии ресурсов при их выпуске.
Сбережение ресурсов при производстве железобетона
Проблема в том, что железобетон – весьма энергоемкий материал, на производство которого затрачивается гигантское количество электричества. На выработку всего только одного кубометра тратится 470 тыс. ккал! Если технологические процессы несовершенны, или в случае когда требуется заливать бетонные конструкции где-то на полигоне, то затраты и вовсе могут превысить 1 млн ккал!
Наиболее существенной проблемой является большой перерасход цемента строителями. Существует несколько реальных путей исправить это упущение. Во-первых, наибольший перерасход материала наблюдается в том случае, когда строители используют некачественные заполнители, не соответствующие конкретной цели. Так, наиболее часто это проявляется, когда вместо нормального песка используется ПГС.
В значительной степени можно снизить затраты, используя добавки-пластификаторы, которые сегодня широко представлены на международной строительной сцене. Качественный пластификатор позволяет уменьшить расход цемента сразу на 20%, причем прочностные характеристики возводимого строения не пострадают. Учитывая, что новейшие технологии в промышленности позволяют производить сотни их наименований, пластифицирующие присадки нужно применять в любом подходящем случае.
Прочие энергетические затраты
При изотермическом выдерживании в стальной форме один кубометр бетона «съедает» не менее 60 тыс. ккал. Если оборудование неисправно, то потери тепла возрастают в геометрической прогрессии. Так, на некоторых заводах этот показатель превышает 200 тыс. ккал на один кубометр бетона. Таким образом, можно более чем в три раза сократить избыточное потребление ресурсов, попросту вовремя ремонтируя оборудование, используемое на производстве бетона.
Очень перспективным методом является прогрев пластифицируемой смеси электричеством (в зимнее время). В этом случае можно значительно снизить количество не только цемента, но и пластификатора в смеси.
Другие способы экономии цемента
Нельзя не отметить, что крайне негативную роль играют огромные потери цемента при его транспортировке. Этот материал ни в коем случае нельзя грузить открытым способом, не допускается перевозка с частыми перегрузками. Потери цемента становятся просто гигантскими, если его сперва везти морским транспортом, потом перегружать на ЖД-платформы, с которых развозить его автомобилями.
Чрезвычайно важен также правильный подбор марок бетона, который бы реально соответствовал какой-то конкретной задаче. Практика показывает, что более 30% от общих потерь цемента приходится на случаи, когда строители используют неправильные марки бетона. В результате нередки случаи, когда работу приходится переделывать полностью.
Таким образом, развитие современных технологий должно помочь сохранять ресурсы, используемые во всех отраслях науки и промышленности. Внедряя новые методы производства, мы можем сократить количество вредных выбросов в воздух и воду, сохранить окружающую среду для всех последующих поколений.
