ВВЕДЕНИЕ
Наука и техника начала третьего тысячелетия развивается в темпах геометрической прогрессии, не является исключением и промышленность как одна из самых (если не самой) масштабных сфер деятельности человека. Подобного рода тенденция распространилась по всему миру и уже захватила развивающиеся, в прошлом слаборазвитые, страны. Украина обладает довольно мощным промышленным потенциалом, доставшимся ей в наследие от Советского Союза, после распада которого до сих пор промышленность нашей страны не оправилась в полной мере. В связи с не безупречностью технологических процессов на данном этапе неизбежно негативное воздействие промышленности на окружающую среду, промышленных отходов как компонента данного воздействия. Ежегодно во всем мире и в нашей стране миллионы тонн твердых, пастообразных, жидких, газообразных отходов поступает в биосферу, нанося тем самым непоправимый урон как живой, так и неживой природы. В глобальных масштабах изменяется круговорот воды и газовый баланс в атмосфере. Огромное количество видов живых существ подвержены воздействию опасных веществ, в том числе на генетическом уровне, отсюда вытекает поражения целого ряда поколений организмов, а может и множества. Стало очевидным, что и люди не застрахованы от жатвы плодов своей беспечности и халатного отношения к природе. Так, лишь по прошествию несколько десятилетий после создания крупных промышленных узлов, на которых велся недостаточно или не велся вовсе контроль над выбросами токсичных отходов в биосферу, в окрестностях стали появляться на свет дети с очевидными мутациями. Если люди в состоянии позаботиться о себе, животные и растения сами на это не способны, поэтому необходимо тщательно следить за развитием и жизнедеятельностью организмов в зонах прямого и косвенного воздействия промышленных предприятий и смежных с ними объектов. Несмотря на давность и большое количество исследований в области экологически чистого производства, проблема утилизации и переработки промышленных отходов остается актуальной до сих пор.
Основные понятия отходов
В общем, отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в промышленности, не используемые непосредственно в местах своего образования и которые могут быть реально или потенциально использованы как сырье в других отраслях хозяйства или в ходе регенерации. Отходами производства являются остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утратившие полностью или частично свои полезные физические свойства. Отходами производства могут считаться продукты, образовавшиеся в результате физико-химической переработки сырья, добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не является целью данного производства. Отходы потребления – непригодные для дальнейшего использования по прямому назначению и списанные в установленном порядке машины, инструменты, бытовые изделия.
По возможности использования, различаются утилизируемые и неутилизируемые отходы. Для первых существует технология переработки и вовлечения в хозяйственный оборот, для вторых в настоящее время отсутствует.
Металлургия
Переработка руд черных и цветных металлов, их обогащение, литье, прокат, металлообработка – источник потерь колоссального количества металлов.
Задача комплексного использования сырья в металлургии – рациональная полнота извлечения основных и сопутствующих элементов, утилизация отходов добычи, обогащения руд без нанесения урона окружающей среде. Кроме этого металлургия является весьма земле- и водоемкой отраслью. Несмотря на наличие технологий извлечения ценных попутных компонентов из железной руды на большинстве комплексных месторождений, полезные материалы сбрасываются в отвалы. Среди ценных компонентов руд черных металлов (Fe, Mn, Cr) встречаются W, Ti, Co, Ni, Zn, Cu, редкие металлы. При обогащении и обработке руд большое количество отходов при соответствующей обработке может стать товарными продуктами. Часто в попутно извлекаемой породе (особенно при открытом способе добычи) содержатся многие нерудные полезные ископаемые, среди них: мел, пригодный для известкования почв и наполнителя при производстве красок; сланцы для изготовления щебня; глины и суглинки – сырье для фаянсовой промышленности и изготовления технической керамики, эмалей, цветного стекла; кварцевые пески для стекольной промышленности; мергель, являющийся сырьем для изготовления извести и цемента; граниты и гнейсы.
В доменной печи образуется за счет пустой породы руды и золы кокса шлаки, в состав которых входят CaO, SiO2, FeO, MgO, Al2O3, CaS, MnS, FeS, TiO2, соединения P, в зависимости от соотношения компонентов шлаки могут быть основные, нейтральные и кислые. При мартеновском способе основные шлаки способны удалять в процессе выплавки из металла примеси серы и фосфора.
Шлак – ценное сырье для строительной и дорожно-строительной отраслей. Шлаковый щебень в 1.5 – 2 раза дешевле природного, шлаковая пемза – втрое дешевле керамзита и требует меньше удельных затрат. Использование гранулированного шлака в цементной промышленности увеличивает выход цемента, снижает себестоимость и удельные затраты на его производство по сравнению с естественным сырьем – цементным клинкером. Применение шлаков при вторичной переработке металлов для раскисления стали, сокращает расход дефицитного ферросилиция. Допустимо даже применение металлургических шлаков в качестве абразивного материала для очистки днищ судов. Конвертерные шлаки могут использоваться в гидротехническом строительстве для обсыпки дамб вместо грунта.
Для доизвлечения железа из отходов применяется обратная флотация хвостов, прямая флотация руды, сухая магнитная сепарация, магнитно-флотационный способ.
Использование шламов уменьшает содержание железа в доменной шихте, снижает производительность доменных печей, увеличивает расход кокса.
Истощение богатых месторождений хромовых руд вызвало необходимость постоянно наращивать мощности по добыче и обогащению бедных руд или руд, недостаточно эффективно обогащаемых механическими методами. Для этого был разработан специальный процесс, предусматривающий прокалку на воздухе (630 – 750° С) дробленой руды (частицы менее 15 мм), измельчение пека (до 0.1 мм), приготовления водной суспензии, ее карбонатизация – так можно получить углеродистый феррохром вместо кондиционной руды и кварцита .
Во всех металлургических процессах образуется значительное количество пыли, которую необходимо улавливать и утилизировать с целью извлечения содержащихся в них металлов и поддержания необходимого уровня охраны окружающей среды.
Для этого применимы системы сухого и мокрого пылеулавливания. Основная проблема при улавливании металлургической пыли – повышенное содержание цинка и свинца, которые нарушают процессы пылеулавливания и собственно выплавки.
В США Zn и Pb выделяются путем сбора пыли, содержащей кроме них железо, и последующего дробления так, что более мелкие частицы состоят в основном из соединений цинка и свинца, а более крупные в основном из Fe2O3, что основано на различной хрупкости упомянутых соединений. Кроме этого используется восстановительный обжиг окускованной пыли, возгонка с улавливанием конденсата, магнитная сепарация и флотация. В Германии для данных целей используются растворы серной, азотной или уксусной кислот, которые способны растворить почти весь Zn, но при малых его концентрациях раствориться может и железо. В Японии разделение Fe- и Zn-содержащих отходов обычной магнитной сепарацией. В Бельгии и Люксембурге цинк и свинец из Fe-содержащих отходов выделяются методом флотации и экстракции щелочными растворами.
Кроме оксидов железа, свинца и цинка пыль и шламы содержат оксиды Mn, Mg, Ca, Cr, Ni, Cd и других элементов, которые можно использовать.
Пыли и шламы ферросплавного производства, состоящие главным образом из аморфного диоксида кремния, пригодного для промышленного и жилищного строительства.
Особое место занимают установки улавливания SOX и NOX, т.к. этот процесс весьма затруднителен вследствие низких концентраций данных веществ.
Существует опыт использования шламов сероочистки после мокрой известковой обработки для мелиорации почв, что увеличивает содержание в почве кальция, магния, кремния и уменьшает количество алюминия, меди, цинка, мышьяка, марганца. Действие подобного рода удобрений не ослабевает в течение пяти лет и прибавляет урожай зерновых и кормовых культур на 25 – 30 % (4 – 5 т шлама на 1 га).
Нефелин – один из компонентов аппатито-нефелиновых руд, являющихся сырьем для химической промышленности, содержит, помимо фосфора, алюминий, натрий, калий, титан, железо, стронций, редкие металлы. Нефелин является альтернативой бокситам, сырью для алюминиевой промышленности и месторождения которых постоянно истощается. Из попутных продуктов, получающихся при переработке нефелиновых руд в глинозем, можно производить и уже производятся содовые продукты и цемент. Существуют два основных способа переработки нефелиновых руд:
Спекательно-щелочной способ. Сущность метода заключается в высокотемпературном разложении нефелина в присутствии СаСО3. При этом содержащиеся в нефелине глинозем щелочи образуют алюминаты Na и K, а кремнезем – дикальциевый силикат. Путем дальнейшей переработки получаемых продуктов обеспечивается получение глинозема, содо-поташного раствора, используемого для производства соды и поташи, и нефелинового шлама – сырья для производства цемента.
Гидрохимический способ. Данный метод основан на автоклавном разложении нефелина концентрированным раствором едкой щелочи в присутствии извести. В результате образующиеся из алюминатов и силикатов щелочные алюмосиликаты остаются в осадке. Процесс оптимально протекает при 260 – 300° С и 3 МПа. Однако гидрохимический способ переработки нефелиносодержащего сырья требует большое количество щелочи, высокий расход тепла и повышенного водного баланса.
На пути к созданию экологичной и малоотходной металлургии зарубежными государствами был накоплен немалый опыт. В разных странах мира применяются различные методы утилизации и переработки отходов металлургии: в автодорожном и железнодорожном строительстве, в сельском хозяйстве в качестве удобрений, в строительной промышленности и других отраслях.
Несомненное лидерство в этом принадлежит Японии. При выплавке марганцевых сплавов образуется большое количество газов (700 м3/г углеродистого ферромарганца), часть которого (СО2) весьма эффективно (на 84 %) используется в качестве источника тепла сушки сырых материалов, что позволяет сэкономить до 16 млн. т в год мазута. Доменный газ применяется для производства метанола, этанола, этиленгликоля, этилена, пропилена, уксусной кислоты, коксовый газ – в производстве метанола и аммиака.
Ярким примером использования безотходной технологии в нашей стране может служить Пикалевский глиноземный комбинат.
Киотский договор
Важнейший из срезов решения природоохранных проблем - их финансирование. Где же взять деньги для реализации наболевших экологических вопросов? Предлагаем вашему вниманию одну из идей.
Оказавшись перед угрозой разрушения окружающей природной среды (воздушной и водной) из-за варварского к ней отношения людей, экологи сотен стран заключили в 1997 году в японском городе Киото международный договор о совместном бережном отношении к общемировой собственности - матушке-природе. В подписанном документе, который был назван Киотским протоколом, изложены общеобязательные мероприятия по уменьшению выбросов парниковых газов, ежегодная подотчетность каждой из стран и условия наказания за невыполнение обязательств.
Впервые в мировой практике также разработан рыночный механизм торговли чистым воздухом, состоящий в том, что страны с низким уровнем выбросов могут "продавать" его тем, кто загрязняет природу свыше установленных ограничений. Эксперты считают, что финансовый потенциал нового атмосферного рынка - 10-15 миллиардов долларов США.
Примкнула в прошлом году к реализации Киотского договора и Украина, которая, несмотря на множество экологических проблем, оказалась в выигрышной ситуации. Базовым в части загрязнения в этом документе принят 1990-й год - время начала в нашей стране длительного экономического кризиса, значительного спада производства на многих промышленных предприятиях. С другой стороны, в отличие от Германии или Японии в Украине немало сельскохозяйственных регионов и там нет выбросов в атмосферу парниковых газов.
То есть в целом получается "экономия" на выбросах парниковых газов. Продавая квоты на них и привлекая затем инвестиции на модернизацию объектов-загрязнителей атмосферы, можем рассчитывать получить из международного кошелька не менее двух миллиардов долларов. Эти средства станут отмычкой к новейшим технологиям и кроме стимулирования экономики позволят значительно очистить природную среду Украины.
Словом, благодаря инициативе международного сообщества наша страна получила уникальную возможность участвовать в создании принципиально нового сегмента мирового рынка и иметь выгоду от этого. В том числе в решении глобальных природоохранных проблем. Но чтобы преодолеть путь к свету, видному в конце тоннеля, при добром здоровье и оставить его нашим детям, следует создать надлежащие условия. Одно из них - неотложное введение экологического коэффициента: + 25 процентов к пенсиям, зарплатам и другим социальным выплатам.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подводя итог всему вышесказанному, можно сказать, что, несмотря на длительность изучения настоящей проблемы, утилизация и переработка отходов промышленности по-прежнему не ведется на должном уровне.
Острота проблемы, несмотря на достаточное количество путей решения, определяется увеличением уровня образования и накопления промышленных отходов. Усилия зарубежных стран направлены, прежде всего, на предупреждение и минимизацию образования отходов, а затем на их рециркуляцию, вторичное использование и разработку эффективных методов окончательной переработки, обезвреживания и окончательного удаления, а захоронения только отходов, не загрязняющих окружающую среду. Все эти мероприятия, бесспорно, уменьшают уровень негативного воздействия отходов промышленности на природу, но не решают проблему прогрессирующего их накопления в окружающей среде и, следовательно, нарастающей опасности проникновения в биосферу вредных веществ под влиянием техногенных и природных процессов. Разнообразие продукции, которая при современном развитии науки и техники может быть безотходно получена и потреблена, весьма ограничено, достижимо лишь на ряде технологических цепей и только высокорентабельными отраслями и производственными объединениями.
Несмотря на длительную ориентацию промышленности нашей страны на ресурсосберегающие технологии, отображало это скорее экономические цели производства, нежели предотвращение вредного воздействия на природу.
Ранее считавшееся перспективным способом снижения загрязнения окружающей среды сжигание токсичных бытовых и промышленных отходов, при котором исключение загрязнения окружающей среды высокотоксичными веществами, возможно только на крайне специальных дорогостоящих заводах, не окупающих в результате своей деятельности затраты на строительство и эксплуатацию. Движение к минимизации негативного воздействия промышленных отходов на окружающую среду следует осуществлять по двум магистральным направлениям:
· Технологическое – повышение экологической безопасности производства;
· Экозащитное – стабилизация и изоляция опасных отходов от природной среды.
Многостороннее и глубокое решение проблемы утилизации и переработки промышленных отходов – длительный и кропотливый процесс, которым предстоит заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного профиля и многих других специалистов.
Есть ли выход из создавшейся ситуации? Да, пока еще есть. Необходимо научиться понимать законы природы и считаться с ними. В природе нет ничего беспредельного, все целесообразно и взаимосвязано.
Установка очистных приборов, газо- и пыле- уловителей очень дорогостоящая, не все заводы могут позволить себе их приобрести, или найти средства на реконструкцию действующих установок. Следует шире внедрять малоотходные и безотходные технологии, использовать экологически-чистые виды топлива, на автомобильном транспорте важно улучшать качество топлива и двигателей, шире применять дизельные двигатели и др. На многих предприятиях тем или иным методом улавливается до 90% пыли и газов.
Благоприятное влияние на экологическую обстановку Запорожья оказывает обилие зеленых насаждений и водных пространств. В городе расположены 11 парков — памятников садово-паркового искусства, заказник "Днепровские пороги", много скверов. В зеленый наряд одеты бульвары, улицы, набережные. В целом площадь зеленых насаждений, включая прилегающие к городу зеленые массивы, составляет до 60% общей территории города.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
http://dencef.iatp.org.ua/
http://regnum.ru/
http://www.ecoportal.org.ua
1. Багрянцев Г.И., Черников В.Е. Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
2. Подземные ядерные взрывы… для улучшения экологической обстановки. ВасильевА.П., Приходько Н.К., Симоненко В.А. // Природа, 1991, №2.
3. Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов. М.: Минздрав СССР, 1985.
4. Управление процессами обработки производственных отходов. М. 1991.
5. Фролов К.И., Шайдуров В.С. Химическая и технологическая защиты окружающей среды. Л., ГИПХ, 1980.
6. Хмельницкий А.Г. Использование вторичных материальных ресурсов в качестве сырья для промышленности // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
7. Шпирт М.Л. Безотходные технологии. Утилизация отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых. М., Недра, 1986.
ВВЕДЕНИЕ
Наука и техника начала третьего тысячелетия развивается в темпах геометрической прогрессии, не является исключением и промышленность как одна из самых (если не самой) масштабных сфер деятельности человека. Подобного рода тенденция распространилась по всему миру и уже захватила развивающиеся, в прошлом слаборазвитые, страны. Украина обладает довольно мощным промышленным потенциалом, доставшимся ей в наследие от Советского Союза, после распада которого до сих пор промышленность нашей страны не оправилась в полной мере. В связи с не безупречностью технологических процессов на данном этапе неизбежно негативное воздействие промышленности на окружающую среду, промышленных отходов как компонента данного воздействия. Ежегодно во всем мире и в нашей стране миллионы тонн твердых, пастообразных, жидких, газообразных отходов поступает в биосферу, нанося тем самым непоправимый урон как живой, так и неживой природы. В глобальных масштабах изменяется круговорот воды и газовый баланс в атмосфере. Огромное количество видов живых существ подвержены воздействию опасных веществ, в том числе на генетическом уровне, отсюда вытекает поражения целого ряда поколений организмов, а может и множества. Стало очевидным, что и люди не застрахованы от жатвы плодов своей беспечности и халатного отношения к природе. Так, лишь по прошествию несколько десятилетий после создания крупных промышленных узлов, на которых велся недостаточно или не велся вовсе контроль над выбросами токсичных отходов в биосферу, в окрестностях стали появляться на свет дети с очевидными мутациями. Если люди в состоянии позаботиться о себе, животные и растения сами на это не способны, поэтому необходимо тщательно следить за развитием и жизнедеятельностью организмов в зонах прямого и косвенного воздействия промышленных предприятий и смежных с ними объектов. Несмотря на давность и большое количество исследований в области экологически чистого производства, проблема утилизации и переработки промышленных отходов остается актуальной до сих пор.
Запорожье - индустриальный центр Украины и зона экологического бедствия
Запорожье по уровню промышленного потенциала замыкает пятерку крупнейших индустриальных центров Украины. Наряду с мощными предприятиями черной металлургии — "Запорожсталь", "Днепроспецсталь", в Запорожье расположены крупнейшие предприятия цветной металлургии - Запорожский Титано-Магниевый комбинат и Днепровский алюминиевый завод, предприятия химической промышленности — заводы "Кремнийполимер", искусственных кож, предприятия машиностроительного комплекса, "АвтоЗАЗ", моторостроительный завод. В районе Запорожья на Днепре сооружена самая крупная гидроэлектростанция днепровского каскада — ДнепроГЭС.
Природа - единственный и бессменный источник материальных и духовных благ. Постоянно пользуясь этим источником, человек даже думать не хотел, что он когда-то будет исчерпан, но уже сегодня стало ясно, что без кардинального решения назревших проблем, невозможно обеспечить дальнейшее развитие экономики. Главными загрязнителями окружающей среды являются - теплоэлектростанции, предприятия металлургической и химической промышленности, коммунального хозяйства.
Город расположен по обоим берегам Днепра. Развитие Запорожья складывалось таким образом, что крупные промышленные предприятия оказались в непосредственной близости от жилой застройки. Многие жилые дома находятся в пределах санитарно-защитных зон промпредприятий. Над Запорожьем постоянно нависает темно-фиолетовая дымка смога, формируемая выбросами промышленных предприятий, сконцентрированных на сравнительно небольшом пространстве. Этому способствует рельеф местности, представляющий собой волнистую равнину, изрезанную овражно-балочной сетью с перепадом высот до 100 м, что ухудшает проветриваемость территории и условия рассеивания пылегазовых выбросов. В число наиболее загрязненных городов мира попал и наш город.
Запорожье - как индустриальный центр области, наиболее загрязнен такими промышленными гигантами как "Запорожсталь", "Коксохим", Днепроспецсталь", "Титано-магниевый", "Абразивный комбинат" и другие. За один год (1991) в атмосферу над городом выбрасывается 94,5 тыс. тонн твердых веществ, 493 тыс. тонн газообразных и жидких. Над каждым заводом облако своей пыли, а по воротникам рубашки можно выяснить с какого завода тот или иной человек. Коричневый цвет - цвет окислившегося железа: значит человек обитает где-то у металлургического завода. Синий - это кубовый краситель: человек с анилинокрасочного производства; серый - цвет окиси алюминия; зеленый - меди. Автор книги "Загрязненное небо" Л. Дж. Папетон так сформулировал проблему: "Или люди сделают так, что в воздухе станет меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей.
Современная экологическая обстановка в Запорожской области стала крайне опасной. Основные причины случившегося следующие:
устаревшая технология производства на многих промышленных предприятиях;нерациональная структура промышленности (избыток энергоемких и "грязных" предприятий);
недостаточное экологическое воспитание людей и, как результат, их безразличное отношение к экологическим проблемам;
недостаточное внимание к экологическим проблемам государственных организаций.
Запорожская область вошла в число зон экологического бедствия Украины под названием "Районы наибольшего загрязнения окружающей среды - Приднепровье".
Общая характеристика отходов промышленности
Негативное воздействие промышленности выражается в воздействии на конкретные части природы и на биосферу в целом отходов от процессов добычи и переработки природных ресурсов. Отходы производства и потребления являются источниками антропогенного загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе и возникают как неизбежный результат потребительского отношения и непозволительно низкого коэффициента использования ресурсов.
Основные понятия отходов
В общем, отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в промышленности, не используемые непосредственно в местах своего образования и которые могут быть реально или потенциально использованы как сырье в других отраслях хозяйства или в ходе регенерации. Отходами производства являются остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утратившие полностью или частично свои полезные физические свойства. Отходами производства могут считаться продукты, образовавшиеся в результате физико-химической переработки сырья, добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не является целью данного производства. Отходы потребления – непригодные для дальнейшего использования по прямому назначению и списанные в установленном порядке машины, инструменты, бытовые изделия.
По возможности использования, различаются утилизируемые и неутилизируемые отходы. Для первых существует технология переработки и вовлечения в хозяйственный оборот, для вторых в настоящее время отсутствует.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 197.
