При всевозрастающем уровне промышленного производства увеличивается и количество отходов. А это, естественно, повышает нагрузку на биосферу, в результате чего резко снижается ее способность самоочищаться. В этих условиях для предотвращения глобальных загрязнений необходимо, прежде всего, уменьшить общее количество вредных выбросов.

Радикальное решение проблемы защиты биосферы может быть достигнуто повсеместным применением безотходных технологий. Это общепринятое в настоящее время понятие впервые предложено академиками Н.Н.Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 70-е годы. Еще тогда они убедительно доказывали, что безотходные технологии - это практическое применение знаний, методов и средств с целью обеспечения в рамках человеческих потребностей наиболее рационального использования природных ресурсов и энергии с одновременной защитой окружающей среды.

Безотходные производства в общем, плане предусматривают полную комплексную переработку сырья и отсутствие всяких отходов в замкнутой технологической цепи. В экологическом отношении в таких производствах должны отсутствовать вредные для природы отходы, загрязняющие окружающую среду. Таким образом, экологически безотходные технологии следует рассматривать только как часть безотходных технологий вообще.

Как известно, абсолютно безотходных производств пока не существует, и понятие безотходная технология имеет условный характер. Здесь подразумевается некоторая теоретическая возможность, которая не всегда может быть реализована в полной мере. Поэтому вводится понятие “малоотходная технология”, то есть технология с коэффициентом безотходности меньше единицы. В ее процессах могут происходить выбросы, не превышающие, однако, предельно допустимых количеств для данного предприятия.

Существуют три основных направления создания безотходных (или малоотходных):

-разработка принципиально новых технологических схем и методов промышленного производства, исключающих выбросы в окружающую среду;

-создание замкнутых технологических схем с многократным использованием воды и технологических газов;

-создание замкнутых технологических схем с переработкой отходов производства, которые рассматриваются как вторичные материальные ресурсы, и организация на этой основе безотходных территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой потоков сырья и отходов внутри комплекса.

Наиболее широко ведутся работы по созданию новых экологически безотходных технологий в таких областях народного хозяйства, как энергетика, металлургия, химическая промышленность.

Одно из направления организации безотходных (малоотходных) технологий – создание замкнутых технологический систем, то есть многократное использование сырья. В основном применяется для решения проблемы технического водоснабжения и предотвращения загрязнения водного бассейна.

Следует подчеркнуть, что водо-замкнутые циклы, наряду с экологическим, дают и значительный материальный эффект.

Другим направлением создания безотходных технологий является разработка методов комплексного использования сырья и переработки отходов в масштабах отдельных предприятий или путем организации так называемых территориальных комплексов, в которых отходы одного производства являются сырьем для другого.

При этом ощутим также экономический эффект от внедрения безотходных технологий. Источником его является как использование вторичного сырья, которое ранее выбрасывалось, так и предотвращение ущерба окружающей среде.

при разработке и эксплуатации данной системы опасности загрязнения экосистемы не возникает. Это возможно в силу того, что микроконтроллерный модуль не выделяет вредных веществ при своей работе, не радиоактивен, уровень электромагнитного излучения не опасен для человека и природы. Поэтому рассмотрим более подробно защиту окружающей среды на этапе изготовления и утилизации платы микроконтроллерного модуля.

Рассмотрим процесс изготовления печатной платы устройства.

В процессе изготовления печатной платы наиболее вредными для окружающей среды являются следующие участки производства:

– термический цех;

– участки пайки и лужения.

Вентиляционный воздух, выбрасываемый из термических цехов, обычно загрязнен парами и продуктами горения масла, аммиаком и другими вредными веществами.

В процессе пайки и лужения выделяются токсичные газы (оксид углерода, фтористатный водород), аэрозоли (свинец и его соединения) и т.п. Удельные выделения аэрозоля свинца (размер частиц 0.7 - 7 мкм) при лужении и пайке оловянно-свинцовыми припоями ПОС-40 и ПОС-61 составляют:

Пайка электропаяльниками

мощность 20-60 Вт 0.02-0.04 мг/100паек

Лужение погружением в припой

(отнесено к поверхности ванны) 300-500 мг/м²·ч

Лужение и пайка волной

(отнесено к поверхности ванны) 3000-5000 мг/м²·ч

Вода используется для приготовления технологических растворов, применяемых при травлении материалов и деталей и нанесения на них покрытий, а так же для промывки деталей и ванн после сброса отработанных растворов и обработки помещений. Основные примеси сточных вод – пыль, металлическая окалина, эмульсии, щелочи и кислоты, тяжелые металлы и циан.

Все эти вещества, попадая в организм человека, приводят к нарушению его здоровья. Так, оксид углерода, попадая через органы дыхания в организм, на нервную и сердечно-сосудистую системы, вызывая удушье. Под воздействием свинца нарушается синтез гемоглобина, работа мочеполовых органов, нервной системы.

Согласно вышесказанному ясно, что необходима тщательная отчистка, как воздуха, так и сточных вод.

Для отчистки воздуха применяют:

– сухие пылеуловители;

– электрофильтры;

– фильтры;

– мокрые пылеуловители;

– туманопылеуловители.

Отчистка сточных вод от твердых частиц осуществляется методами:

– процеживания;

– осаживания;

– фильтрации;

– отделение твердых частиц в поле действия центробежных сил.

Отчистка сточных вод от маслопродуктов:

– отстаиванием;

– обработкой в гидроциклах;

– флотацией;

– фильтрованием.

Отчистка сточных вод от растворимых примесей:

– экстракцией;

– сорбцией;

– нейтрализацией;

– электрокагуляцией;

– эвапорачией;

– ионным обменом;

– озонированием.

Отчистка сточных вод от органических примесей:

– биологическими методами (естественными и искусственными);

– фильтрацией.

На всех этапах изготовления изделия существует опасность загрязнения литосферы, т.к. данное производство не безотходное. При нарезке, пайке, травлении печатных плат, изготовлении и покраске корпуса остаются отходы, содержащие свинец, олово и их соединения, органические горючие (обтирочные материалы, ветошь, обрезки пластмасс, оргстекла, остатки лакокрасочных материалов), которые необходимо складировать в определенном месте и в дальнейшем отправлять на переработку на полигон. Переработку промышленных отходов производят на специальных полигонах, создаваемых в соответствии с требованиями СНиП 2.01.28-85 и предназначенных для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных отходов.

Радикальное решение проблемы охраны окружающей среды от негативного воздействия промышленных объектов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий. Использование очистных устройств и сооружений не позволяет полностью локализовать токсичные выбросы, а применение более совершенных систем отчистки всегда сопровождается чрезмерным ростом затрат на осуществление процесса отчистки.

Поэтому, оптимальным для данного процесса можно считать:

1) для отчистки воздуха использование сухого пылеуловителя, например электрофильтра, который является более совершенным по сравнению с другими и, кроме того, позволяет возвратить собранную пыль в производство;

2) отчистку сточных вод осуществлять отстаиванием, фильтрованием, а также применением биофильтров и химической обработки.

3) промышленные отходы необходимо складировать в контейнер для утилизации, а затем отправить на переработку на специальный полигон.

Очевидно, что при выполнении требований по защите окружающей среды от загрязнения, никакого вреда экосистеме нанесено не будет.