Використання безвідхідних технологій в промисловості (стр. 4 из 5)
Для ілюстрації ефективності водооборотних систем у табл. 1 наведені порівняльні дані про водоспоживання і використання стічних вод до і після впровадження комплексної схеми оборотного водопостачання й очищення стоків. З табл. 1 випливає, що загальна витрата в промисловому регіоні свіжої води знизився в 6 разів, а безпосередньо на хімічному комбінаті - більш ніж у 30 разів, скидання стічних вод у ріку припинений, повернення стічних вод у виробництво складає 95,6%.
Використання в комплексній схемі окремих потоків дозволяє застосовувати локальне очищення стічних вод. Локальне очищення стічних вод має велику перевагу в порівнянні з загальної, тому що очищенню піддається стічна вода, що містить одне забруднення або кілька близьких по хімічних властивостях. Технологія такого очищення простіше, економічне і невимірно ефективніше, ніж технологія очищення стічних вод, що містять багато різних забруднень. Локальне очищення повинне проводитися на виході технічних стічних вод з підприємства, з його окремих цехів або з виробничих ліній. При цьому не допускається змішування стічних вод, що містять різнорідні забруднення.
Важливим принципом формування систем оборотного водопостачання є комбінування потреб ряду підприємств і організацій (хімкомбінат, ТЭЦ, житловий масив і ін.) у воді й очисних спорудженнях у рамках одного промислового регіону. Тільки в цьому випадку можливе створення економічно ефективних схем водооборотних систем. Масштаб водокористування для сучасних систем і устаткування очисних споруджень можна умовно оцінити, як економічний при споживанні води, аналогічному споживанні містом з населенням 1 млн. чіл. Природно, що при промисловому споживанні води (як чистої, так і оборотної) ці потреби включаються в загальну оцінку, і сама ця оцінка дуже приблизна. Однак вона дає наочне представлення про обсяги водогосподарчого використання. Такий принцип масштабності часто застосовують у передпроектних проробленнях.
Замкнуте оборотне водопостачання промислових підприємств одержує в нашій країні усе більше застосування. Воно дає економічний ефект, але набагато більше значення має екологічний ефект - припинення забруднення рік, у які раніше скидалися не повністю очищені стічні води.
Таблиця 1
Порівняльні дані про водоспоживання і використання стічних вод до і після впровадження комплексної схеми очищення стоків і оборотного водопостачання, тис.м3/год
| Показники | До впровадження | Після впровадження |
| Загальна витрата свіжої води | 175,6 | 29,4 |
| У тому числі хімічним комбінатом | 150,7 | 4,5 |
| Загальна кількість води в обороті | 551,2 | 688,4 |
| Загальна кількість стічних вод, що надходять на біологічне очищення | 137,2 | 16,8 |
| У тому числі хімічного комбінату | 128,1 | 7,6 |
| Скидання стічних вод у ріку | 137,2 | - |
| Закачування стічних вод у підземнішари | - | 1,8 |
| Повернення стічних вод у виробництво, % | - | 95,7 |
Розділ 2 Комплексне використання сировини і вторинних матеріальних ресурсів
Комплексне використання сировини - одна з найважливіших задач економії ресурсів, рішення якої допоможе також істотно поліпшити охорону навколишнього середовища. Таке використання сировини досягається, в основному, поділом порід (мінералів) на складові, тобто відповідним збагаченням сировини, поділом рідкої і газоподібної сировини на велике число самостійних фракцій (сублімація нафти і газофракціонування) і поглибленням хімічної переробки складної сировини з виділенням його складових частин у виді коштовних кінцевих продуктів.
В даний час значна кількість гірських порід, мінералів, багатокомпонентних сумішей органічних речовин піддають комплексній переробці. При цьому з однієї гірської породи можна одержувати різні метали, неметалічні елементи, кислоти, солі, будівельні матеріали. Тим самим знижується обсяг відходів відповідного виробництва, що забруднюють навколишнє середовище (зменшується обсяг відвалів, кількість шламів і ін.). У більшості випадків комплексна переробка сировини приводить до комбінування різних виробництв.
Як приклад комплексного використання сировини можна привести схему переробки апатито-нефелиновой породи (мал. 6).
Породу подрібнюють і розділяють методом флотації на апатит Ca5F(PO4)3 і нефелін K2Na2O.Al2O3.2SіО2. Нефелінова фракція містить нефелін, невеликі кількості апатиту і титано-магнетіту і ще менші кількості мінералів, включаючи рідкі метали. З нефеліну одержують поташ, соду, алюміній, галій, цемент; інші компоненти (наприклад, ванадій, титан) дотепер практично не витягаються і викидаються у відвали, що погіршують стан навколишнього середовища поблизу таких підприємств. З апатиту одержують фосфорні добрива, фториди, гіпс, але, як правило, не витягають коштовні рідкоземельні елементи. Хімічна переробка апатиту і нефеліну розроблена і здійснюється на підприємствах, що роблять мінеральні добрива, і на алюмінієвих заводах, що, власне кажучи, є металургійно-хімічно-цементними комбінатами.
Прикладами комплексного використання природних матеріалів, що є сумішами органічних речовин, можуть служити коксохімічна переробка вугілля, переробка нафти, сланців, торфу і деревини. В даний час з кожного виду палива одержують сотні коштовних продуктів. Раніш же при коксуванні вугілля єдиним продуктом цього процесу був кокс, газ спалювався, забруднював продуктами згоряння атмосферу, а смолу просто викидали, забруднюючи водойми і ґрунт. На сучасних коксохімічних підприємствах з коксового газу виділяють ароматичні вуглеводні, аміак, інші коштовні продукти, а потім частина газу піддають глибокому охолодженню з поділом його на фракції (водень, метан, етилен і ін.). Смолу, що містить більш трьохсот органічних речовин, розділяють на компоненти і переробляють з метою одержання коштовних продуктів. Таким чином, потенційні забруднювачі навколишнього середовища перетворилися в сировинне джерело багатьох нових хімічних виробництв.
Рис. 6. Схема комплексного використання апатито-нефелінової породи:
1 - процеси, здійснені в промисловості; 2 - потенційні промислові процеси
Комбінування декількох виробництв на основі комплексного використання того самого сировини є найбільш прогресивною формою організації промисловості з урахуванням вимог охорони навколишнього середовища. Існує кілька форм комбінування при комплексному використанні сировини.
Типовий приклад комбінування підприємств із використанням відходів основного виробництва - об'єднання заводів кольорової металургії з хімічними, у першу чергу із січанокислими. Виробництво сірчаної кислоти, об'єднане з металургійним, базується на відходах останнього - флотаційному колчедані (хвостах флотації поліметалевих сульфідних руд) і грубних газах, що відходять, утримуючих двооксид сірки. Комбінування сприяє і технічному прогресові - упровадженню на підприємствах нової техніки і технології, більш прогресивних у відношенні охорони навколишнього середовища. Так, при комбінуванні металургійних підприємств із січанокислими необхідно удосконалювати випалювальну систему для одержання газів з високим змістом диоксиду сірки. Тому для випалу концентратів кольорових металів тепер застосовують найбільш інтенсивні печі киплячого шару з відповідним очисним устаткуванням, герметизуючи апаратуру і комунікації і проводять інші заходи, у результаті яких поліпшується стан навколишнього середовища.
Безвідхідні виробництва створюються при максимально повному технологічному використанні всіх компонентів, що утримуються в сировину.
Удосконалювання охорони навколишнього середовища тісно зв'язано зі створенням перспективних технологічних процесів, що вимагає значного часу і колосальних капітальних витрат. Тому задача дня - пошук оптимального співвідношення кардинальної перебудови технології й оснащення традиційних виробництв зробленими засобами знешкодження забруднень і відходів, комбінування виробництв для комплексної переробки сировини. Обмеженням при такій оптимізації служить загальний обсяг ресурсів (капітальних витрат, устаткування й ін.), а цільовою функцією - мінімізація навантаження на природне середовище з урахуванням її здатності до самоочищення (рекреаційної ємності).
Розділ 3 Системи переробки и утилізації відходів хімічних виробництв
Безвідхідні виробництва, створювані на базі досягнень науково-технічного прогресу, відкривають необмежені можливості для оздоровлення навколишнього середовища. У той же час, мається безліч діючих підприємств, що через застарілі технологічні рішення не можуть бути переведені на безвідхідні схеми виробництва, і єдиний шлях зменшити їхнє навантаження на навколишнє середовище - створювати системи уловлювання, утилізації і переробки відходів у корисні продукти.
Відходи утворяться в основному технологічному процесі виробництва продукції, при очищенні технологічних газів, що відходять, промислових стічних вод, ремонтних роботах і ін. Розрізняють відходи виробництва і - відходи споживання; у хімічній промисловості переважають відходи першого типу. Однак останнім часом перед хіміками-технологами поставлена задача розробки технології утилізації і відходів другого типу, зокрема використаної полімерної тари, інших відходів синтетичних матеріалів.