La Russia è al 106° posto nel mondo in termini di ecologia e al 7° posto tra le maggiori fonti di rifiuti al mondo. Nel nostro Paese viene riciclato solo il 4% del volume totale dei rifiuti, che occupa una superficie di 4 milioni di ettari, un'area paragonabile a quella dell'Olanda o della Svizzera, e ogni anno aumenta del 10%. Allo stesso tempo, sono circa 15mila i funzionari discariche e il numero di quelli illegali, secondo varie fonti, varia da 200 a 1000, la maggior parte dei quali si trova nelle regioni di Mosca, Chelyabinsk, Sverdlovsk e Leningrado.

Una volta questa domanda risolto creando impianti di incenerimento dei rifiuti. Ci sono solo sette fabbriche di questo tipo nel paese: a Mosca, Sochi, Vladivostok, Murmansk e Pyatigorsk. Ma bruciare i rifiuti si è rivelato pericoloso dal punto di vista ambientale. Il fumo rilasciato durante la combustione contiene molti agenti cancerogeni, che influiscono negativamente sull'ambiente e sulla salute umana.

La migliore soluzione al problema è la creazione di tecnologie di produzione senza sprechi. Naturalmente questo modello è ideale, ma non può ancora essere pienamente realizzato. Sebbene la creazione di industrie che tratteranno i rifiuti e li utilizzeranno come materie prime per nuovi prodotti è considerata una direzione promettente. IN l'anno scorso Tali impianti di trattamento dei rifiuti sono già comparsi in Russia.

Andrej Nikolaev

“L’importanza del riciclaggio è enorme. Vale la pena considerare che le risorse di molti materiali sulla Terra sono limitate. Una volta nell’ambiente, molti materiali diventano tossici e interrompono il sistema ecologico. Inoltre, riutilizzare i materiali è spesso più redditizio che riciclarli."

La raccolta differenziata è una scienza completa; in Europa le lezioni scolastiche sono dedicate ad essa. L'insegnante porta in classe tanti rifiuti diversi e gli studenti devono distribuire i rifiuti in mucchi diversi. È anche importante che in queste lezioni i bambini discutano su come differenziare correttamente i rifiuti, in che modo tali rifiuti influenzeranno l'ambiente se lasciati in discarica e quali benefici possono apportare dopo il riciclaggio. Quindi gli europei sono abituati a differenziare i rifiuti fin dall’infanzia. E per un errore nella scelta del contenitore, puoi persino ricevere una multa. Oggi carta straccia, vetro, prodotti chimici, rottami metallici, legno, plastica e molto altro ancora possono essere utilizzati come materie prime secondarie.

Carta e plastica

Sembrerebbe che sia più semplice che raccogliere la carta straccia? Gli scienziati hanno stabilito che 1 tonnellata di carta straccia salva 12 alberi maturi, fa risparmiare 32 litri di acqua e fa risparmiare 4100 kWh di elettricità. In epoca sovietica c'era l'intero sistema raccogliere carta straccia in cambio di libri. Oggi vengono riciclati soprattutto gli scarti della produzione tipografica, anche se qualsiasi carta, salvo rare eccezioni, può fungere da utile materia prima seconda. La materia organica, quando bruciata, rilascia metano e gas serra, per questo è meglio non mandare in discarica carta, giornali e cartone.

Tecnologie senza rifiuti la produzione nel campo della carta straccia consente di ottenere non solo carta bianca, ma anche nuova Materiali di costruzione. Le principali aree di lavorazione comprendono la produzione di beni rispettosi dell'ambiente: cotone idrofilo, carta igienica, materiali sanitari e igienici, materiale isolante termico. Poche persone pensano che la carta straccia possa essere utilizzata per produrre ecowool, pannelli in fibra per la decorazione d'interni, e usarla per produrre un'intera gamma di materiali per coperture. Tuttavia, più spesso la carta straccia riciclata viene utilizzata solo per la produzione di contenitori e substrati di imballaggio per uova, fogli di imballaggio, guarnizioni per imballaggi alimentari o mobili. Per fare un confronto: in Europa viene riutilizzato il 60% della carta straccia, in Russia il 12%.

Non meno beneficio Anche il riciclo della plastica porta dei vantaggi. Ogni anno una persona butta via circa 300 kg di rifiuti, di cui un terzo sono bottiglie di plastica. Nel processo di lavorazione della plastica si ottiene la flessibilità che, a sua volta, è adatta alla produzione nuova confezione. Quindi, riciclaggio bottiglie di plastica anche una delle opzioni per una produzione senza sprechi. E le sue capacità non si limitano alla flessibilità.

Arkady Semenov

Ingegnere di processo

“La combustione di contenitori in PET è un metodo per ottenere energia termica utilizzata per riscaldare l'acqua da impianti di riscaldamento centralizzati o per riscaldare un edificio. Da esso puoi anche ricavare carburante per automobili. È vero, ottenere carburante dalla plastica è in qualche modo più difficile e più costoso che dai prodotti in gomma, tuttavia questo è uno dei modi reali Riciclo dei rifiuti."

Nel mondo circa il 70% della plastica viene utilizzata per la produzione di fili e fibre, da cui si ottiene il noto poliestere; il 30% della plastica riciclata viene utilizzata per la riproduzione di bottiglie. In Russia le statistiche mostrano cifre opposte. Nel nostro Paese la plastica riciclata viene utilizzata principalmente per realizzare contenitori in plastica.

Il poliestere, ottenuto dalla plastica, è un tessuto confortevole, facile da lavare, si asciuga rapidamente, non scolorisce e non cambia forma. Molti designer ecologici hanno adottato questo materiale. Non molto tempo fa, il colosso sportivo Nike si è unito al movimento. Charles Denson, chief brand officer di Nike, ha dichiarato: “La produzione di kit da calcio utilizza 13 milioni di bottiglie di plastica che altrimenti rimarrebbero in discarica per secoli”.

L’abbigliamento realizzato con plastica riciclata è rappresentato da marchi come Asies, Levi’s, Topshop, MaxMara, H&M e molti altri. L’eco-designer e musicista Pharrell Williams ha presentato una collezione di abiti realizzati con plastica riciclata alla settimana della moda di New York nel 2014. Jeans, bomber, trench e magliette per uomo e donna erano realizzati con bottiglie che un tempo giacevano sul fondo dell'oceano.

Razionale e utilizzo complesso le risorse di materie prime sono fondamentali, poiché attualmente solo il 10% circa della massa utilizzata è inclusa nel prodotto finale risorse naturali, e il restante 90% va perso. Forma più alta La gestione ambientale razionale è un'attività umana che utilizza quasi completamente le risorse naturali, non genera inquinamento e rifiuti e, in ultima analisi, restituisce tutto alla natura senza disturbarne le condizioni. Con una produzione senza rifiuti si presuppone la creazione di schemi tecnologici ottimali con flussi di materiali ed energia chiusi. Idealmente, tale produzione non ha emissioni nocive nell’atmosfera, Acque reflue e rifiuti solidi.

Il termine “tecnologia senza rifiuti” è stato formulato per la prima volta dal nostro chimico N.N. Semenov e I.V. Petryanov-Sokolov nel 1956. Si diffuse non solo qui, ma anche all'estero. Di seguito riportiamo la definizione ufficiale di questo termine, sancita nel 1984 a Tashkent da una decisione della Commissione economica per l'Europa delle Nazioni Unite (UNECE).

Tecnologia senza sprechi- questo è un metodo di produzione (processo, impresa, complesso produttivo territoriale), in cui Tutto le materie prime e l'energia vengono utilizzate nel modo più razionale e completo nel ciclo: materie prime primarie - produzione - consumo - risorse secondarie e qualsiasi impatto su ambiente naturale non interferire con il suo normale funzionamento.

La tecnologia senza rifiuti comprende i seguenti processi:

lavorazione completa delle materie prime utilizzando tutti i loro componenti e ottenendo prodotti con zero o minimi scarti;

creazione e rilascio di nuovi prodotti tenendo conto del loro riutilizzo;

trattamento di emissioni, rifiuti, scarti di produzione per produrre prodotti utili;

sistemi tecnologici senza drenaggio e sistemi chiusi di approvvigionamento di gas e acqua che utilizzano metodi avanzati per purificare l'aria inquinata e le acque reflue;

creazione di complessi territoriali-industriali (TPC) con una tecnologia chiusa di flussi di materie prime e rifiuti all'interno del complesso.

Tecnologia a basso spreco- questo è un passaggio intermedio nella creazione di una produzione senza rifiuti, quando una piccola parte delle materie prime finisce nei rifiuti e l'impatto dannoso sulla natura non supera gli standard sanitari.

Rapporto senza sprechi (o coefficiente di complessità) è la proporzione sostanze utili(in%) estratti dalle materie prime lavorate rispetto alla loro intera quantità.

Questo coefficiente è ampiamente utilizzato nella metallurgia non ferrosa e viene proposto come criterio quantitativo per i non rifiuti: per la tecnologia a basso rifiuto dovrebbe essere almeno del 75%, per la tecnologia senza rifiuti - almeno il 95%.

Attualmente esiste una certa esperienza nella creazione e implementazione di tecnologie a basso e non-rifiuto in numerosi settori. Ad esempio, la raffineria di allumina di Volkhov trasforma la nefelina in allumina e produce contemporaneamente soda, potassio e cemento utilizzando uno schema tecnologico praticamente privo di rifiuti. I costi della loro produzione sono inferiori del 10-15% rispetto ai costi per ottenere questi prodotti con altri metodi industriali.

Tuttavia, il trasferimento delle tecnologie esistenti verso una produzione a basso e senza sprechi richiede la risoluzione di un ampio complesso di problemi tecnologici, progettuali e organizzativi molto complessi basati sull'uso delle più recenti scoperte scientifiche e tecniche. Nel fare ciò è necessario ispirarsi ai seguenti principi.

Principio sistematico. Secondo lui processi O la produzione sono elementi del sistema produzione industriale nella regione (TPK) e oltre - elementi dell'intero sistema ecologico ed economico, che comprende, oltre alla produzione materiale e ad altre attività umane, l'ambiente naturale (popolazioni di organismi viventi, atmosfera, idrosfera, litosfera, biogeocenosi), come così come l'uomo e il suo habitat. Pertanto, quando si creano industrie senza rifiuti, è necessario tenere conto dell’interconnessione e dell’interdipendenza esistenti e crescenti dei processi produttivi, sociali e naturali.

Complessità dell'uso delle risorse. Questo principio di creazione di una produzione senza sprechi richiede il massimo utilizzo di tutti i componenti delle materie prime e del potenziale delle risorse energetiche. Come sapete, quasi tutte le materie prime hanno una composizione complessa. In media, più di un terzo della sua quantità è costituito da elementi di accompagnamento che possono essere estratti solo con elaborazioni complesse materie prime. Pertanto, la complessa lavorazione dei minerali polimetallici consente di ottenere circa 40 elementi sotto forma di metalli di elevata purezza e loro composti. Già allo stato attuale, quasi tutto l'argento, il bismuto, il platino e metalli del platino, così come più del 20% dell'oro è ottenuto come sottoprodotto durante la complessa lavorazione dei minerali polimetallici.

Le forme specifiche di attuazione di questo principio dipenderanno principalmente dal livello di organizzazione della produzione senza rifiuti nelle fasi di un singolo processo, produzione, complesso produttivo e sistema ecologico-economico.

Ciclicità dei flussi di materia. Questo generale il principio di creare una produzione senza sprechi. Esempi di flussi di materiale ciclici sono l'acqua e il gas chiusi cicli di turnover. L’applicazione coerente di questo principio dovrebbe infine portare alla formazione, prima nelle singole regioni, e poi nell’intera tecnosfera, di un sistema tecnogenico organizzato e regolamentato. vortice materia e trasformazioni energetiche ad essa associate.

Limitare ed eliminare gli effetti dannosi della produzione sulla biosfera con un aumento sistematico e mirato dei volumi di produzione senza scarti. Questo principio deve garantire la conservazione delle risorse naturali e sociali, come l’aria atmosferica, l’acqua, la superficie terrestre e la salute pubblica. Questo principio è realizzabile solo in combinazione con un monitoraggio efficace, una regolamentazione ambientale sviluppata e una gestione ambientale multilivello.

Razionalità organizzativa creare una produzione senza sprechi: uso ragionevole di tutti i componenti delle materie prime; minimizzare l'intensità energetica, materiale e lavorativa della produzione; ricerca di nuove materie prime e tecnologie energetiche rispettose dell'ambiente che eliminino o riducano gli effetti dannosi sulla biosfera; cooperazione di produzione utilizzando i rifiuti di alcune industrie come materie prime per altre; creazione di TPK senza rifiuti.

Quando si crea una produzione senza sprechi migliorando i processi tecnologici esistenti e sviluppando nuovi processi, vengono solitamente utilizzati i seguenti metodi e metodi:

implementazione processi di produzione con il minor numero possibile di fasi tecnologiche (dispositivi), poiché in ciascuna di esse si generano rifiuti e si perdono materie prime;

aumentare la capacità unitaria delle unità, utilizzando processi continui; intensificazione dei processi produttivi, loro ottimizzazione e automazione;

realizzazione di processi energetico-tecnologici che uniscano l'energia alla tecnologia;

I processi tecnologici energetici consentono di utilizzare più pienamente l'energia delle trasformazioni chimiche, risparmiare risorse energetiche, materie prime e materiali e aumentare la produttività delle unità.

Per la transizione delle singole industrie, soprattutto di quelle nuove, verso una tecnologia senza rifiuti, è necessario che le singole imprese, associazioni, industrie e strutture governative in generale sviluppino programmi governativi globali per la creazione e l'implementazione di industrie senza rifiuti e iniziative territoriali-industriali. complessi.

Modi generali per risolvere i problemi ambientali

invece di dichiarazioni: progetti rispettosi dell'ambiente ed economicamente sicuri nel quadro globale;

integrazione delle forze intellettuali, tecnologiche e finanziarie di tutti i paesi del mondo per l'attuazione di questi progetti;

la regolazione della crescita della popolazione e dei bisogni delle persone, la loro educazione ambientale;

ingresso attività economica entro i limiti della capacità dell’ecosistema basata sull’introduzione diffusa di tecnologie per il risparmio energetico e delle risorse;

transizione verso tecnologie di produzione senza rifiuti; sviluppo dell’agricoltura basata su tecnologie progressiste dal punto di vista ambientale adattate alle condizioni locali.

Gli ambientalisti sono da tempo preoccupati per gli effetti dannosi dell’industria sull’ambiente. Insieme a mezzi moderni organizzazioni modi efficaci sono in fase di sviluppo lo smaltimento dei rifiuti pericolosi e le opzioni per ridurre al minimo il danno iniziale situazione ecologica. A questo proposito, la riduzione delle emissioni di rifiuti consente non solo di ridurre i danni alle infrastrutture vicine, ma anche di aumentare l’efficienza economica delle imprese. È vero, anche le tecnologie senza rifiuti richiedono contributi significativi durante l’implementazione. L'attuazione di tali programmi spesso influisce sulle fasi di produzione, costringendo i manager a riconsiderare gli approcci per garantire i processi tecnologici.

Cosa sono le tecnologie senza e a basso spreco?

In senso lato, senza rifiuti non implica un rifiuto completo della produzione di prodotti secondari che rimangono dopo quello principale. Cioè, la definizione di tecnologia senza rifiuti può implicare una tale organizzazione del lavoro dell'impresa in cui la maggior parte viene effettuato il consumo razionale delle risorse naturali e dell’energia. Ma questa è ancora una definizione generale questo concetto. Se adottiamo un approccio rigoroso alla questione, le tecnologie prive di rifiuti dovrebbero essere rappresentate come un processo di produzione generale, secondo il quale le materie prime vengono utilizzate completamente in un ciclo chiuso.

La tecnologia a basso spreco merita un'attenzione particolare. In sostanza, si tratta di un collegamento intermedio che consente di trasferire l'impresa alla modalità di produzione a ciclo completo a costi minimi. Nelle strutture in cui è stato implementato il concetto di riduzione dei rifiuti, vi è un livello di impatto dannoso sull’ambiente che non supera gli standard sanitari accettabili. Tuttavia, se le tecnologie senza rifiuti comportano la lavorazione completa delle materie prime secondarie, in questo caso è consentito anche lo stoccaggio o lo smaltimento dei materiali a lungo termine.

Come viene valutata la produzione senza rifiuti?

Per cominciare, va notato che la completa implementazione di una produzione completamente priva di sprechi non è sempre possibile. Ci sono interi settori in cui le imprese e gli impianti, per vari motivi, non possono uscire dallo status di rifiuti bassi. A questo proposito meritano attenzione le valutazioni “rifiuti zero”. In particolare, gli esperti utilizzano coefficienti che consentono loro di determinare quale percentuale di rifiuti un'azienda non può riciclare e inviare al riciclaggio o allo stoccaggio.

Ad esempio, le tecnologie a basso e non-rifiuto sono più difficili da implementare nell’industria del carbone che in altri settori. In questo caso il coefficiente di assenza di rifiuti varia dal 75 al 95%. Dovremmo anche ricordare l’essenza stessa dell’introduzione di tecnologie che riducano l’impatto delle sostanze nocive sull’ambiente. Tenendo conto di questo aspetto, possiamo parlare della necessità di determinare la percentuale di sostanze utili contenute nei rifiuti. A volte questa cifra raggiunge l'80%.

Principi di tecnologia

La tecnologia senza rifiuti si basa su diversi principi, i principali sono i seguenti:

• Si presuppone che sia necessario considerare un impianto di produzione dal punto di vista della minimizzazione dei rifiuti senza separazione dall'infrastruttura industriale regionale.
• Ciclicità dei flussi. Secondo questo principio deve esserci una sorta di circolazione delle materie prime utilizzate, nonché dell'energia che ne garantisce la lavorazione.
• Utilizzo integrato delle risorse. Questo principio prevede il massimo consumo di materie prime e potenziale energetico. Poiché qualsiasi materia prima può essere considerata complessa, tutti i suoi componenti devono essere estratti durante i cicli produttivi.
• Limitare gli impatti ambientali. Possiamo dire che questa è l'idea principale, in base alla quale in vari settori vengono sviluppate tecnologie di produzione a basso e senza sprechi.
• Organizzazione razionale della produzione. In questo caso, si presume che i processi tecnologici saranno ottimizzati al fine di massimizzare il risparmio in risorse materiali, costi energetici e investimenti finanziari.

Il processo di introduzione di tecnologie senza rifiuti

Qualsiasi azione volta a modificare il processo produttivo comporta lo sviluppo di un progetto. In questo caso si può presumere che sulla piattaforma di efficaci metodi di filtrazione verranno creati sistemi tecnologici senza drenaggio e cicli di circolazione dell'acqua. Schemi simili, ad esempio, sono utilizzati nelle industrie strumenti efficaci la lavorazione delle materie prime secondarie è l'introduzione di tecnologie prive di rifiuti che escludono in linea di principio la formazione di prodotti secondari. Per raggiungere questo obiettivo, nei processi produttivi vengono introdotte ulteriori fasi di lavorazione e purificazione. Viene anche praticata la creazione di complessi industriali separati che implementano intenzionalmente sistemi chiusi per garantire il trattamento dei flussi di materiale.

Metallurgia senza rifiuti

Nel processo di progettazione di impianti che tratteranno metalli non ferrosi e ferrosi, viene utilizzata la più ampia gamma di mezzi senza rifiuti. Ad esempio, il trattamento può coinvolgere rifiuti liquidi, gassosi e solidi. I detergenti vengono utilizzati anche come strumento di base per ridurre al minimo i prodotti trasformati. Inoltre, le tecnologie a basso e non-rifiuto possono operare non solo nell'ambito dell'impresa metallurgica stessa. Gli impianti di estrazione e lavorazione, dove vengono sviluppati rifiuti di grandi tonnellate, sono impegnati nella produzione di materiali da costruzione finiti. In particolare, con i rifiuti vengono realizzati i terreni di riempimento delle miniere, vengono formati i blocchi dei muri e vengono posati i manti stradali.

Zero sprechi in agricoltura

Quest'area di attività economica è la più flessibile in termini di utilizzo dei fondi forniti raccolta differenziata risorse. Ciò è dovuto al fatto che la maggior parte dei rifiuti agricoli contiene prodotti di origine organica. Ad esempio, le tecnologie a rifiuti zero possono presentarsi sotto forma di riutilizzo di compost, letame, segatura, foglie e altri materiali. Successivamente, da questi rifiuti si forma una base di materia prima per il fertilizzante, il che consente di risparmiare sui costi

Zero sprechi nel settore energetico

Nell'energia moderna, gli specialisti si concentrano su ampia applicazione metodi tecnologici di combustione del carburante. Potrebbe trattarsi dell'uso di un letto fluido, che aiuta a ridurre al minimo gli inquinanti nei gas rilasciati. Inoltre, la tecnologia di produzione senza rifiuti nel settore energetico si manifesta sotto forma di sviluppi volti alla pulizia emissioni di gas da ossidi di azoto e zolfo. Anche gli approcci all'attrezzatura tecnica delle imprese stanno cambiando. Gli apparecchi per la pulizia della polvere, ad esempio, funzionano con alta efficienza e le ceneri risultanti entrano successivamente nel settore edile come ingrediente di soluzioni concrete.

Problemi di produzione senza rifiuti e con pochi rifiuti

La parte principale dei problemi che sorgono nel processo di transizione verso una produzione senza rifiuti è dovuta alla contraddizione tra il desiderio di ridurre al minimo i prodotti trasformati e il mantenimento dell'efficienza delle imprese. L’inclusione di nuove fasi nei processi produttivi che comportano il riciclaggio di materie prime secondarie, ad esempio, riduce la performance economica degli impianti industriali. Inoltre, i problemi della tecnologia senza rifiuti sono associati all'impossibilità di elaborare un numero di prodotti di emissione. Ciò vale soprattutto per le industrie industria chimica, in cui aumenta il volume dei rifiuti gassosi nocivi. Tuttavia, ci sono anche esempi opposti, in cui l’introduzione di progetti di produzione senza rifiuti ha contribuito ad aumentare l’efficienza economica. Nello stesso settore minerario, le imprese vendono come materia prima secondaria rocce con caratteristiche che soddisfano le esigenze degli impianti di costruzione.

Gestione aziendale a rifiuti zero

L'integrazione di sistemi che consentano di ottimizzare la capacità produttiva in termini di minimizzazione della generazione di rifiuti pericolosi passa anche attraverso il miglioramento dei processi di gestione. Le imprese sono tenute a organizzare tutta una serie di funzioni che consentano loro di regolamentare la formazione, l'utilizzo e il collocamento dei prodotti trasformati. È importante tenere conto del fatto che le tecnologie senza rifiuti nelle imprese influiscono non solo sulle fonti immediate di materie prime secondarie, ma anche su altri consumatori. Per aumentare l’efficienza della successiva gestione dei rifiuti, si stanno migliorando i sistemi di stoccaggio e smaltimento delle materie prime.

Conclusione

Nonostante la riduzione dei volumi di produzione durante la crisi, l’impatto dannoso delle imprese industriali sull’ambiente rimane allo stesso livello (nella migliore delle ipotesi). Ciò è spiegato dal fatto che i manager si sforzano di risparmiare, anche sui costi ambientali. Tuttavia, le soluzioni senza sprechi ci permettono di risolvere anche problemi di questo tipo, offrendo uno strumento per un consumo più razionale della materia prima di partenza. In altre parole, le misure di riduzione dei rifiuti entrano in vigore già nelle prime fasi del processo tecnologico. Ciò consente non solo di ottimizzare il volume della produzione finale di un prodotto secondario, ma anche di risparmiare sui costi iniziali associati all'acquisto di risorse per la produzione.

Produzione senza e a basso spreco (tecnologie)

Come il produzione moderna Insieme alla sua portata e al tasso di crescita, i problemi di sviluppo e implementazione di tecnologie a basso consumo e senza sprechi stanno diventando sempre più rilevanti. La rilevanza di questo problema è dovuta alle seguenti circostanze.

La biosfera funziona secondo il principio dei sistemi embedded: ogni forma è costruita attraverso la distruzione di altre forme, costituendo un anello nella circolazione generale della materia in natura. Attività produttive Fino a poco tempo fa si basava su un principio diverso: massimo sfruttamento delle risorse naturali e ignoramento del problema della distruzione dei rifiuti di produzione e consumo. Questo percorso era possibile solo finché l’entità dei rifiuti non superava i limiti della capacità di autoguarigione dei sistemi ecologici.

Il rapporto tra industria e ambiente è ancora dominante tipo aperto comunicazioni. Anche la produzione agricola è un sistema aperto. Il processo di produzione inizia con l'utilizzo delle risorse naturali e termina con la loro trasformazione in mezzi di produzione e beni di consumo. Al processo di produzione segue il processo di consumo, al termine del quale i prodotti usati vengono buttati. Pertanto, il sistema aperto si basa sul principio dell'uso usa e getta di sostanze naturali.

L'attività produttiva inizia con l'utilizzo di alcune nuove risorse naturali e il consumo termina con il rilascio di rifiuti nell'ambiente. Come mostrato sopra, una parte molto piccola delle risorse naturali viene convertita in prodotti target, la maggior parte di essi finisce nei rifiuti.

Sulla base di ciò, possiamo parlare dell'esistenza di due tipi condizionali (modelli) di società: il consumo usa e getta (società degli sprechi), che crea rifiuti e dove la produzione è multi-rifiuto in natura, e il risparmio della natura, dove la produzione è organizzata utilizzando tecnologie senza e a basso spreco (Fig. 6.10).

Quindi, oggettivamente, è necessaria una transizione verso un approccio fondamentale nuova forma connessioni - a sistemi di produzione chiusi, suggerendo possibilmente una maggiore autonomia di produzione, escludendo l'integrazione dei processi di produzione nella circolazione generale della materia in natura.

In un sistema chiuso, la produzione è costruita sulla base dei seguenti principi fondamentali:

• massimo utilizzo della sostanza naturale originaria;
• massimo utilizzo dei rifiuti (rigenerazione dei rifiuti e loro trasformazione in materia prima per le successive fasi produttive);
• creare prodotti di produzione finale con proprietà tali che gli scarti di produzione e consumo utilizzati possano essere assimilati dai sistemi ecologici naturali;
• ridurre la quantità di rifiuti di consumo producendo beni con meno peso, in imballaggi biodegradabili, con il loro completo smaltimento prima che entrino nell’ambiente.

Il principio di zero rifiuti nel concetto generalmente accettato si riduce al fatto che quando si sviluppa e si progetta una nuova produzione:

Applicare un approccio sistematico;

Riso. 6.10. Schema strutturale di una società usa e getta (UN) e rispettoso dell'ambiente (B) rispettivamente

• utilizzare le risorse in modo completo;
• tenere conto della natura ciclica dei flussi di materiali;
• limitare l'impatto sull'ambiente;
• organizzare razionalmente il processo produttivo.

Secondo il principio di sistematicità, ogni singolo processo o produzione è considerato come un elemento di un sistema dinamico di tutta la produzione industriale nella regione e oltre. alto livello- come elemento del sistema ecologico ed economico nel suo insieme, che comprende, oltre alla produzione materiale e alle altre attività economiche dell'uomo, l'ambiente naturale (popolazioni di organismi viventi, atmosfera, idrosfera, litosfera, biogeocenosi, paesaggi), come così come l'uomo e il suo habitat. Pertanto, il principio di coerenza alla base della creazione di industrie senza rifiuti deve tenere conto dell’interconnessione e dell’interdipendenza esistenti e crescenti dei processi produttivi, sociali e naturali.

Il principio dell'utilizzo integrato ed economico delle materie prime in Russia è stato elevato al rango di compito statale ed è chiaramente formulato in numerosi decreti del governo della Federazione Russa. Le forme specifiche della sua attuazione dipenderanno principalmente dal livello di organizzazione della produzione senza rifiuti nelle fasi del processo, dalla produzione individuale, dal complesso produttivo e dal sistema economico-ambientale.

Uno di principi generali creare una produzione senza sprechi è la natura ciclica dei flussi di materiali. Gli esempi più semplici di flussi di materiali ciclici includono cicli chiusi di acqua e gas. In definitiva applicazione coerente Questo principio dovrebbe portare alla formazione, prima nelle singole regioni, e successivamente in tutta la tecnosfera, di una circolazione tecnogenica della materia consapevolmente organizzata e regolata e delle trasformazioni energetiche ad essa associate. Modi efficaci per formare flussi di materiali ciclici e un uso razionale dell’energia comprendono la combinazione e la cooperazione delle industrie, la creazione di complessi industriali, nonché lo sviluppo e la produzione di nuovi tipi di prodotti tenendo conto dei requisiti del loro riutilizzo.

Principi non meno importanti per creare una produzione senza sprechi includono l’obbligo di limitare l’impatto della produzione sull’ambiente naturale e sociale, tenendo conto della crescita sistematica e mirata dei suoi volumi e dell’eccellenza ambientale. Questo principio è principalmente associato alla conservazione delle risorse naturali e sociali come l’aria atmosferica, l’acqua, la superficie terrestre, risorse ricreative, salute pubblica. Va sottolineato che l'attuazione di questo principio è fattibile solo in combinazione con un monitoraggio efficace, una regolamentazione ambientale sviluppata e una gestione ambientale multilivello.

Il principio generale di creare una produzione senza sprechi è anche la razionalità della sua organizzazione. I fattori decisivi sono l’esigenza di un utilizzo ragionevole di tutti i componenti delle materie prime, la massima riduzione dell’intensità di energia, materiali e manodopera nella produzione e la ricerca di nuove materie prime e tecnologie energetiche rispettose dell’ambiente, che è in gran parte dovuta alla riduzione degli impatti negativi sull’ambiente e dei danni ad esso, compresi i settori collegati dell’economia nazionale. L'obiettivo finale in questo caso dovrebbe essere considerato l'ottimizzazione della produzione simultaneamente secondo parametri energetici tecnologici, economici e ambientali. La cosa principale per raggiungere questo obiettivo è lo sviluppo di nuovi e il miglioramento dei processi tecnologici e di produzione esistenti.

Da ciò possiamo concludere che la tecnologia senza rifiuti è un metodo di produzione in cui tutte le materie prime e l'energia vengono utilizzate nel modo più razionale e completo nel ciclo: materie prime - produzione - consumo - risorse secondarie, ed eventuali impatti sull'ambiente non interromperne il normale funzionamento.

La strategia “rifiuti zero” riconosce che i rifiuti inutilizzati sono sia una risorsa naturale sottoutilizzata che una fonte di inquinamento. ambiente. Ridurre la resa specifica di rifiuti inutilizzati per prodotto commerciale della tecnologia consentirà di produrre più prodotti dalla stessa quantità di materie prime e allo stesso tempo diventerà una misura efficace per la protezione dell’ambiente. La biosfera ci fornisce risorse naturali da cui si ottengono prodotti finali nella sfera produttiva, mentre si generano rifiuti. I prodotti vengono utilizzati nella produzione o nel consumo e anche in questo caso vengono generati rifiuti. Quasi sempre, se necessario, dopo opportune lavorazioni, possono essere utilizzati come materie prime secondarie (risorse materiali secondarie) o come vettori energetici secondari (risorse energetiche secondarie). Se per ragioni tecniche o tecnologiche è impossibile o economicamente non redditizio riciclare i rifiuti, allora questi devono essere immessi nella biosfera in modo tale che, se possibile, non danneggino l'ambiente naturale.

In base alla legge di conservazione della materia si può tracciare il seguente bilancio per le sfere della produzione e del consumo:

Dove UN - massa di rifiuti generati nell'ambito della produzione e del consumo, kg/s; R- consumo di risorse naturali, kg/s; S- la massa di sostanze che si accumulano nelle sfere della produzione e del consumo a causa della crescita costante della produzione, kg/s; f t - tasso medio di utilizzo dei rifiuti, kg/kg.

Declino importo specifico gli scarti di produzione non utilizzati e quindi il consumo specifico di risorse naturali sono possibili a causa di:

• ridurre la resa specifica dei rifiuti;
• aumentare il tasso di utilizzo dei rifiuti;
• riciclaggio, cioè riciclaggio dei rifiuti di consumo nella produzione.

La scelta di uno dei percorsi dipende sia dalle capacità tecnologiche,

e sulle condizioni economiche. Da un lato, l’obiettivo primario della tecnologia senza rifiuti è ridurre la massa di rifiuti inutilizzati rilasciati nella biosfera per unità di tempo in modo tale da mantenere l’equilibrio naturale della biosfera e la conservazione delle risorse naturali di base. essere assicurato. D’altro canto, sono urgentemente necessarie tecnologie senza rifiuti che utilizzino i rifiuti di consumo come materie prime. Tali tecnologie hanno una doppia efficienza ambientale.

Ad oggi, sono stati identificati i seguenti approcci principali per la creazione di tecnologie senza rifiuti:

• sviluppo di schemi tecnologici drainless e cicli di circolazione dell'acqua basati su metodi efficaci di trattamento e riutilizzo delle acque reflue regolamentate;
• sviluppo di cicli tecnologici a circolazione d'aria chiusa;
• sostituire l'acqua nella tecnologia con mezzi facilmente riciclabili;
• sostituzione dell'aria con ossigeno e altri gas;
• sviluppo e implementazione di processi tecnologici fondamentalmente nuovi che eliminano la formazione di qualsiasi tipo di rifiuto;
• creazione di complessi territoriali-industriali, ovvero regioni economiche in cui all'interno del complesso viene implementato un sistema chiuso di flussi di materiali di materie prime e rifiuti;
• riciclaggio dei rifiuti come materia seconda e risorsa energetica;
• utilizzare i rifiuti per riciclare altri rifiuti;
• ridurre la massa dei rifiuti riducendo il consumo materiale delle tecnologie.

La formulazione del concetto di tecnologia senza rifiuti non dovrebbe essere presa in modo assoluto, vale a dire Non si dovrebbe dare per scontato che sia possibile produrre senza rifiuti, ma i rifiuti non dovrebbero interrompere il normale funzionamento dei sistemi naturali. IN condizioni reali non è possibile creare una tecnologia completamente priva di rifiuti né praticamente né teoricamente (così come, secondo la seconda legge della termodinamica, è impossibile convertire completamente l’energia in energia utile lavoro meccanico e le materie prime non possono essere completamente convertite in un prodotto utile ed ecologico). In altre parole, una tecnologia completamente priva di rifiuti è un sistema ideale a cui dovrebbe tendere qualsiasi ciclo tecnologico reale, e maggiore è il grado di approssimazione, minore sarà il rischio ambientale che questa produzione porrà.

La creazione di una produzione senza rifiuti è un processo molto complesso e lungo, la cui fase intermedia è la produzione con pochi rifiuti. La produzione a basso contenuto di rifiuti dovrebbe essere intesa come tale produzione, i cui risultati, se esposti all'ambiente, non superano il livello consentito dalle norme sanitarie e igieniche, ad es. MPC. Allo stesso tempo, per ragioni tecniche, economiche, organizzative o di altro tipo, parte delle materie prime e dei materiali possono diventare rifiuti ed essere avviati allo stoccaggio o allo smaltimento a lungo termine.

In alcuni casi viene utilizzato il concetto di “tecnologia ecologica”, intendendo un metodo di produzione in cui le materie prime e l’energia vengono utilizzate in modo così razionale da ridurre al minimo il volume di sostanze inquinanti e rifiuti rilasciati nell’ambiente.

Poiché il grado di pulizia ambientale sarà determinato dal grado di approssimazione della tecnologia a basso consumo di rifiuti al modello ideale, è necessario introdurre coefficienti appropriati che valutino l'approssimazione della tecnologia a basso consumo di rifiuti alla tecnologia senza rifiuti.

Esistono numerosi approcci per determinare la produzione senza sprechi: valutazione sperimentale, valutazione basata sui bilanci delle materie prime e dell'energia, basata sul parametro di ottimizzazione generale ottenuto utilizzando la funzione di desiderabilità o il profilo tecnologico, nonché economicamente quando si confrontano i costi di produzione .

Il bilancio complessivo della tossicità relativa della massa di sostanze nocive è determinato dalla seguente espressione:

dove M c + M b è la quantità di rifiuti immessi nell'ambiente con acque reflue e emissioni di gas; ΔМ Н - massa dei rifiuti neutralizzati, ХМ р - massa dei rifiuti disperduti.

La relativa compatibilità ambientale di un tipico processo, linea di produzione o officina può essere determinata dall'espressione

Se A -> 0, il processo tende ad uno stato senza sprechi.

Per quantificare la produzione Waste-Free™, si consiglia di utilizzare il coefficiente Waste-Free, che tiene conto vari fattori a seconda del settore dell’economia nazionale.

Pertanto, per l’industria del carbone il coefficiente di assenza di rifiuti è K S) si propone di determinare mediante l'espressione

Dove Kp- tasso di utilizzo delle rocce a seguito delle operazioni minerarie; K k- tasso di utilizzo dell'acqua prodotta generata durante l'estrazione del carbone; K pag - coefficiente di utilizzo degli scarti gassosi di nylon. Per l'industria chimica, coefficiente senza scarti

Dove Km - coefficiente di completezza dell'uso delle risorse materiali; A:) - coefficiente di completezza di utilizzo delle risorse energetiche; TO ET- coefficiente di conformità ai requisiti ambientali. I valori dei primi due coefficienti si trovano tenendo conto dei dati sui bilanci materiali ed energetici.

Valore del coefficiente K questo determinato dall'espressione

dove G) g, g| a, g| l - coefficienti di conformità ai requisiti ambientali rispettivamente per l'idrosfera, l'atmosfera e la litosfera.

Coefficiente r v è determinato dall'espressione

Dove P - numero di sostanze inquinanti contenute nei rifiuti liquidi scaricati corpi d'acqua(idrosfera); IN ( - scarico effettivo dell'ingrediente z-esimo (sostanza) per unità di tempo, IVA, - - scarico massimo consentito dell'ingrediente i-esimo per unità di tempo; Concentrazione massima ammissibile dell'i-esimo ingrediente per un serbatoio di un dato tipo di utilizzo dell'acqua.

Se IN,

Se mancano i dati sull'IVA, il calcolo viene eseguito secondo l'espressione

dove C J- concentrazione dell'i-esimo ingrediente.

Quando in un serbatoio vengono scaricati più inquinanti con lo stesso indicatore limite di nocività, deve essere soddisfatta la seguente condizione:

Metodologia per il calcolo del coefficiente Г| e simile a quello discusso sopra. Coefficiente r| attualmente si presuppone che l sia uguale a uno. Se il valore del coefficiente K questo K questo i coefficienti sono calcolati in unità Km E K e o solo un coefficiente A m. Per il prodotto di destinazione il coefficiente Km determinato dall'espressione

dove M op - materiali della produzione principale; M VP - materiali per la produzione ausiliaria; 0 op - rifiuti della produzione principale; OT op - rifiuti della produzione principale; P op - perdite della produzione principale.

Se Km è compreso tra 0,9 e 1,0, se viene trovato, la produzione è considerata priva di sprechi Km nell'intervallo 0,8-0,9 - poco spreco, con un valore Km

In generale, per valutare il grado di perfezione di un processo tecnologico, tenendo conto dell’interazione con l’ambiente, si assume come criterio non-waste™ il coefficiente di prestazione ambientale:

dove Vt è l'impatto teorico richiesto per la produzione; Vf - impatto effettivo; In n - impatto determinato dalla produzione specifica.

Se Vf Ksh -> 0, cioè Questa produzione non tiene affatto conto dei requisiti di sicurezza ambientale, il che porta al cosiddetto errore di calcolo ambientale. Quanto più alto è il valore del coefficiente Ked, tanto più avanzata è la produzione, tenendo conto dell’impatto sull’ambiente, e tanto più si avvicina significativamente alla tecnologia senza rifiuti.

L’effetto socioeconomico (SEE) di una produzione senza rifiuti può essere valutato utilizzando un criterio complesso:

Dove? E, - la somma di tutti gli effetti ottenuti introducendo una produzione senza rifiuti; D - danni da inquinamento ambientale da scarti di produzione e consumo; Z p: i costi totali per la creazione di una produzione senza rifiuti.

Se sono presenti più opzioni, è necessario selezionare l'opzione con il SEE più alto con i valori minimi di 3 punti.

Pertanto, la combinazione di tecnologie avanzate con metodi moderni di purificazione e controllo delle emissioni di gas e polveri, riciclaggio dei rifiuti consente di ricostruire gli impianti di produzione esistenti e di progettare nuovi impianti che soddisfano i requisiti di low-waste™ e di sicurezza ambientale.

PRODUZIONE SENZA RIFIUTI in chimica tecnologie (tecnologia non-rifiuti), realizzate secondo standard ottimali. tecnologia. schemi (vedi Ottimizzazione) con materiale ed energia chiusi (a ricircolo). flussi, non presentano acque reflue (produzione drainless), emissioni di gas nell’atmosfera e rifiuti solidi (produzione drainless). Il termine “produzione senza rifiuti” è condizionale, perché in condizioni reali a causa delle imperfezioni moderne tecnologia, è impossibile eliminare completamente tutti gli sprechi e l’impatto della produzione sull’ambiente. Nella produzione senza rifiuti, le risorse naturali vengono utilizzate nel modo più razionale. e materie prime secondarie ed energia con un minimo. danni all'ambiente.

Il concetto di produzione senza rifiuti significa. Hanno contribuito scienziati sovietici (A.E. Fersman, N.N. Semenov, I.V. Petryanov-Sokolov, B.N. Laskorin, ecc.). Per analogia con la natura. ecologico i sistemi di produzione senza rifiuti si basano sul ciclo tecnogenico delle sostanze e dell’energia. La necessità di creare industrie senza rifiuti è nata negli anni ’50. 20 ° secolo a causa dell’esaurimento delle risorse naturali mondiali. risorse e inquinamento della biosfera come risultato del rapido sviluppo, insieme alla chimica del villaggio. economia e crescita dei trasporti, settori trainanti dell'energia e dell'industria manifatturiera (raffinazione del petrolio, industria chimica, energia nucleare, metallurgia non ferrosa, ecc.).

Secondo le idee di D.I. Mendeleev (1885), la misura dell'eccellenza produttiva è la quantità di rifiuti. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, ogni produzione si avvicina sempre più all'assenza di rifiuti. In questa fase, la produzione senza rifiuti comprende essenzialmente una produzione a bassi rifiuti, in cui solo una piccola parte delle materie prime viene convertita. sprecare. Questi ultimi vengono sepolti, neutralizzati o inviati per un lungo periodo. conservazione ai fini del loro smaltimento futuro. Nelle industrie a basso spreco, le emissioni sostanze nocive non superare la concentrazione massima consentita, nonché il livello al quale si impediscono cambiamenti ambientali irreversibili (vedi Conservazione della natura).

Di base indicazioni per creare una produzione a basso contenuto di rifiuti in un'impresa separata o nell'intero settore. regione: preparazione rispettosa dell'ambiente e lavorazione completa delle materie prime in combinazione con la purificazione delle emissioni nocive, lo smaltimento dei rifiuti, ottimale. utilizzo dei cicli dell'energia, dell'acqua e del gas; l'uso del cosiddetto tecnologia breve (fase bassa). circuiti con max. estrazione del target e dei sottoprodotti in ogni fase; sostituzione periodica processi continui mediante l’automazione. i loro sistemi di controllo e le attrezzature più avanzate; coinvolgimento diffuso nella produzione di risorse secondarie.

Sviluppo del settore chimico, raffinazione del petrolio, petrolchimico. e una serie di altri settori sono associati allo sviluppo del cosiddetto. tecnologia energetica circuiti - sistemi di grande potenza unitaria. Quest'ultimo insieme a max. l'utilizzo di materie prime ed energia garantisce un trattamento altamente efficiente delle acque reflue e delle emissioni di gas nell'atmosfera attraverso l'uso di tecnologie anidri. processi, cicli di circolazione dell’acqua e del gas (compresa la circolazione dell’aria), che sono ambientalmente ed economicamente più fattibili rispetto ai corrispondenti. fornitura di acqua a flusso diretto e purificazione del gas secondo gli standard sanitari.

Ottimale l'utilizzo delle materie prime avviene attraverso la loro complessa lavorazione. Esempi: chim. lavorazione di combustibili solidi (vedi chimica del coke), petrolio (vedi raffinazione del petrolio), apatite-nefelina, fosforite-apatite, polimetallici. minerali, ecc. Ad esempio, con la complessa lavorazione dei minerali di apatite-nefelina, oltre ai fosfati si ottengono anche altri prodotti preziosi. Così, nell'URSS, per la prima volta al mondo, è stata sviluppata e implementata una tecnologia per la lavorazione delle nefeline, uno scarto dell'arricchimento dell'apatite. Di conseguenza, per 1 tonnellata di allumina si ottengono 0,2-0,3 t K 2 CO 3, 0,60-0,75 t Na 2 CO 3 e 9-10 t di cemento. Questa tecnologia, combinata con la circolazione chiusa dell'acqua e l'efficace purificazione dei gas provenienti dai forni di sinterizzazione e dalla produzione di cemento, fornisce un minimo. quantità di rifiuti. Il metodo progressivo di decomposizione dell'acido nitrico di fosforiti e apatiti durante la produzione di fertilizzanti complessi (ad esempio nitroammofosfato) elimina la formazione di fosfogesso, un prodotto di scarto su larga scala dalla produzione di questi fertilizzanti utilizzando il metodo dell'acido solforico. Insieme ai fertilizzanti azoto-fosforo o azoto-fosforo-potassio si ottengono SrCO 3, CaCO 3, CaF 2, NH 4 NO 3, ossidi di terre rare e altri prodotti importanti.

Ottimale l'uso delle risorse energetiche si ottiene utilizzandole razionalmente per la tecnologia. esigenze per vari fasi di produzione, nonché l'utilizzo di calore a basso potenziale (50-150°C) per garantire condizioni di lavoro confortevoli nell'industria. e non produzione. locali, per la fornitura di acqua calda comunale, riscaldamento, ventilazione, condizionamento dell'aria, riscaldamento di serre, serbatoi, ecc. massimo efficace in chimica l'industria utilizza le risorse energetiche nei tempi moderni. tecnologia energetica schemi di produzione di NH 3, HNO 3 debole e urea.

Una forma progressiva di organizzazione della produzione senza rifiuti è la combinazione di diverse tecnologie. schemi Per chimica. l'industria è particolarmente caratterizzata dall'utilizzo di rifiuti di base. produzione come materie prime per la produzione subordinata di nuova organizzazione. Pertanto, la produzione di NH 3 viene combinata, utilizzando i suoi rifiuti - CO 2, con la produzione di urea utilizzando una sostanza chimica. impresa. Dott. un tipico esempio è l'associazione di sostanze chimiche. imprese per la produzione di H 2 SO 4 con rifiuti metallurgici (pirite di flottazione e gas di scarico di forni contenenti SO 2) su cui si basa. Un ruolo importante nell'utilizzo delle materie prime secondarie solide spetta al settore edile. materiali. Ad esempio, le scorie d'altoforno (quasi completamente) e il fosfogesso vengono utilizzati per la produzione di cemento, scorie e minerali. ovatta, pomice di scorie, leganti di gesso, ecc.

La creazione di una produzione senza rifiuti è particolarmente efficace sulla base di tecnologie fondamentalmente nuove. processi. Un esempio è un metodo in altoforno senza coke per la produzione di acciaio, utilizzando la tecnologia. circuiti esclusi stadi, in max. misura che ha influenzato l’inquinamento ambientale: la ridistribuzione degli altiforni. produzione di coke e sinterizzazione. Questa tecnologia fornisce. La riduzione delle emissioni di SO 2, polveri e altre sostanze nocive nell'atmosfera consente di ridurre di tre volte il consumo di acqua e di riciclare quasi completamente tutti i rifiuti solidi.

È anche promettente l'uso, ad esempio, nei processi di assorbimento, assorbimento-estrazione ed estrazione idrometallurgici, che forniscono un'elevata selettività per l'estrazione della decomposizione. componenti, un efficace trattamento delle acque reflue e nessuna emissione di gas nell’atmosfera. Pertanto, i processi di estrazione vengono utilizzati per estrarre e separare, ad esempio, Ta e Nb, REE, T1 e In, nonché per ottenere Au di elevata purezza (vedi anche Lisciviazione).

Un ruolo importante nella creazione di una produzione senza sprechi è svolto dal miglioramento delle attrezzature tecnologiche. processi. Quindi, la transizione della produzione