Atık olmayan teknolojiler nelerdir? Atıksız ve düşük atıklı üretim. Atıksız üretim yaratmanın temel ilkeleri

23.10.2019

Ulusal Araştırma Teknoloji Üniversitesi "MISIS" ve işletme "Vtoraluminproduct" bilim adamları, endüstriyel atıklardan dökme demir ve demir dışı metal konsantresi üretimi için benzersiz bir pilot tesisi Mtsensk şehrinde faaliyete geçirdi.

Bu gelişme, yerli güç mühendislerinin ve demirli metal üreticilerinin ilgisini çekti. Gerçek şu ki, dünyada üretilen dökme demirin %95'inden fazlası hala yüksek fırınlarda üretiliyor. Bunlar günde binlerce ton metal üreten güçlü birimlerdir. Ancak geleneksel yüksek fırınlar, hazırlanmış yüksek kaliteli hammaddeler gerektirir; bunlarda atıkları işlemek teknolojik ve ekonomik olarak pratik değildir ve hatta imkansızdır. Ancak yalnızca Rus işletmelerinde yılda 5 milyondan fazla (!) Ton ikincil hammadde üretilmektedir.

Yenilikçi fırın, eriyik içindeki gaz kabarcıklarının yükselmesine dayanan kabarcıklanma ilkesine dayanmaktadır. İşlemin nihai amacı, karışık bileşim eriyiğinin saf dökme demire indirgenmesidir. İlk olarak, 1400-1500°C sıcaklıktaki bir fırında, demir cevheri konsantresi bir eriyik haline dönüştürülür ve daha sonra karbon dioksit ve nitrojen safsızlıkları ile gaz halinde karbon monoksit ile üflenir. Ortaya çıkan kabarcıklar, banyodaki kimyasal süreçleri önemli ölçüde hızlandırır ve demirli eriyik ve cürufu (metal üretiminden kaynaklanan atık) yoğun bir şekilde karıştırır.

Geliştiricilere göre, 1980'lerde SSCB'de MISiS temelinde oluşturulan Romelt teknolojisini geliştirdiler ve reaktörü iki bölgeye ayırdılar: erime ve indirgeme. Eriyik banyosunun yüzeyine demir içeren malzemeler, termal kömür, eritici katkı maddeleri beslenir. Bu durumda, kömür cüruf akışıyla banyonun alt bölgelerine çekilir, burada oksijen akışı nedeniyle karbondioksit ve su buharı salınımı ile yanar. Ayrıca, eriyik, sonunda dökme demire indirgendiği indirgeme bölgesine akar.

Müşterinin talebi üzerine, cürufun bileşimi, daha sonra cüruf taş ürünleri, ısı yalıtımlı cüruf yünü ve çimento üretiminde ara ürünlerin üretimi için işlenmek üzere seçilebilir. Yeni tesisin bir diğer avantajı da azaltılmış özgül enerji tüketimidir. Ünitenin benzersiz tasarımı sayesinde, enerji tüketimi üretilen ton pik demir başına 500 kilogram kömür ve 500 Nm³ oksijene yükseltilebilir. Sonuç olarak, atık insan yapımı atıklar işlenir ve pik demir, ticari cüruf ve demir dışı metal konsantresi elde edilir. Yeni Rus teknolojisinde israf yok. Pilot örnek ayrıca, belediye katı atıkları da dahil olmak üzere çok sayıda karbon içeren atığın atık olmayan gazlaştırma teknolojisini test etmeye yöneliktir.

Çevreciler, endüstrinin çevre üzerindeki zararlı etkileri konusunda uzun zamandır endişe duymaktadırlar. Tehlikeli atıkların bertarafı için etkili yöntemlerin organize edilmesinin modern araçlarının yanı sıra, çevreye verilen ilk zararı en aza indirmek için seçenekler geliştirilmektedir. Bu bağlamda, atık emisyonlarının azaltılması, yalnızca yakındaki altyapı tesislerine verilen zararı azaltmakla kalmaz, aynı zamanda işletmelerin ekonomik verimliliğini de artırır. Doğru, atık olmayan teknolojiler de uygulama sürecinde önemli katkılar gerektirir. Bu tür programların tanıtılması genellikle üretim aşamalarını etkiler ve yöneticileri teknolojik süreçleri sağlamaya yönelik yaklaşımları yeniden düşünmeye zorlar.

Atık olmayan ve düşük atık teknolojileri nelerdir?

Geniş bir bakış açısıyla, israfsızlık, ana üründen sonra kalan ikincil ürünlerin gelişiminin tamamen reddedildiği anlamına gelmez, yani, israfsız bir teknolojinin tanımı, en rasyonel olan bir işletmenin çalışmasının böyle bir organizasyonunu ima edebilir. doğal kaynak ve enerji tüketimi gerçekleştirilmektedir. Ancak bu hala bu kavramın genel bir tanımıdır. Konuya katı bir yaklaşımla yaklaşırsak, atıksız teknolojiler, hammaddelerin tamamen kapalı bir döngüde kullanıldığı genel bir üretim süreci olarak sunulmalıdır.

Düşük atık teknolojisi özel ilgiyi hak ediyor. Özünde, bu, işletmeyi minimum maliyetle tam döngü üretim moduna geçirmenizi sağlayan bir ara bağlantıdır. Düşük atık konseptinin uygulandığı tesislerde, çevresel arka plan üzerinde izin verilen sıhhi standartları aşmayan bir düzeyde zararlı etki bulunmaktadır. Ancak, atık olmayan teknolojiler ikincil hammaddelerin tamamen işlenmesini içeriyorsa, bu durumda malzemelerin uzun süreli depolanmasına veya imha edilmesine de izin verilir.

Üretim israfı nasıl değerlendirilir?

Başlangıç olarak, tamamen atıksız bir üretimin tam olarak uygulanmasının her zaman mümkün olmadığına dikkat edilmelidir. İşletmelerin ve tesislerin çeşitli nedenlerle düşük atık statüsünden çıkamadığı tüm endüstriler vardır. Bu bağlamda, atık olmayan tahminler dikkati hak etmektedir. Özellikle uzmanlar, bir işletmenin geri dönüştüremediği ve geri dönüşüme veya depolamaya gönderdiği atık yüzdesinin belirlenmesine olanak tanıyan katsayılar kullanır.

Örneğin, kömür endüstrisinde düşük atık ve atık içermeyen teknolojilerin uygulanması diğer endüstrilere göre daha zordur. Bu durumda atıksız oranı %75 ile %95 arasında değişmektedir. Zararlı maddelerin çevre üzerindeki etkisini azaltan teknolojilerin tanıtılmasının özünü de hatırlamalısınız. Bu yönü göz önüne alındığında, atıkta bulunan faydalı maddelerin oranını belirleme ihtiyacından bahsedebiliriz. Bazen bu rakam %80'e ulaşıyor.

Teknoloji ilkeleri

Atıksız teknoloji, başlıcaları aşağıdakiler olmak üzere çeşitli ilkelere dayanmaktadır:

Bölgesel endüstriyel altyapıdan ayrılmadan üretim tesisini atık minimizasyonu açısından ele almanın gerekli olduğunu varsaymaktadır.
Döngüsel akış. Bu ilkeye göre, kullanılan hammaddelerin ve işlenmesini sağlayan enerjinin bir tür sirkülasyonu olmalıdır.
Kaynakların karmaşık uygulaması. Bu ilke, maksimum hammadde tüketimini ve enerji potansiyelini sağlar. Herhangi bir hammadde karmaşık olarak kabul edilebileceğinden, tüm bileşenlerinin üretim döngüleri sırasında çıkarılması gerekir.
Çevresel etkilerin sınırlandırılması. Çeşitli endüstrilerde düşük atıklı ve atıksız üretim teknolojilerinin geliştirildiği ana fikir bu diyebiliriz.
Üretim organizasyonunun rasyonelliği. Bu durumda, maddi kaynaklardan, enerji maliyetlerinden ve finansal yatırımlardan mümkün olduğunca tasarruf etmek için teknolojik süreçleri optimize etmesi gerekiyor.

Atık olmayan teknolojileri tanıtma süreci

Üretim sürecini değiştirmeyi amaçlayan herhangi bir eylem, bir projenin geliştirilmesini içerir. Bu durumda verimli filtrasyon yöntemleri platformunda drenajsız teknolojik sistemler ve su sirkülasyon döngülerinin oluşturulacağı varsayılabilir. Örneğin, endüstrilerde benzer şemalar kullanılmaktadır.İkincil hammaddelerin işlenmesi için en etkili araçlardan biri, ilke olarak ikincil ürünlerin oluşumunu hariç tutan atıksız teknolojilerin tanıtılmasıdır. Bunun için üretim süreçlerine ek işleme ve saflaştırma aşamaları eklenir. Ayrıca, işleme malzemesi akışlarının sağlanmasıyla kapalı sistemleri kasıtlı olarak uygulayan ayrı endüstriyel kompleksler oluşturmak için de uygulanmaktadır.

Metalurjide sıfır atık

Demir dışı ve demir dışı metalleri işleyecek tesislerin tasarlanması sürecinde, atık olmamasını sağlamak için en geniş araç yelpazesi kullanılmaktadır. Örneğin sıvı, gaz ve katı atıklar işlemeye dahil edilebilir. Temizlik maddeleri ayrıca işlenmiş ürünleri en aza indirmek için temel bir araç olarak kullanılmaktadır. Ek olarak, düşük atık ve atık içermeyen teknolojiler yalnızca metalurji girişiminin kendi çerçevesinde çalışmayabilir. Büyük tonajlı çöp atıklarının geliştirildiği madencilik ve işleme tesisleri, hazır yapı malzemeleri üretimi yapmaktadır. Özellikle atıklardan madenlere yer imi yapılır, duvar blokları oluşturulur ve yol yüzeyleri döşenir.

Tarımda israf

Bu ekonomik faaliyet alanı, kaynakların geri dönüşümünü sağlayan fonların kullanımı açısından en esnek olanıdır. Bunun nedeni, tarımsal atıkların çoğunun organik kökenli ürünler içermesidir. Örneğin, sıfır atık teknolojileri kompost, gübre, talaş, yaprak ve diğer malzemelerin yeniden kullanımı şeklinde ortaya çıkabilir. Ayrıca bu atıklardan gübre için bir hammadde tabanı oluşturularak maliyet tasarrufu sağlanır.

Enerji sektöründe israf

Modern enerji endüstrisinde, uzmanlar, teknolojik yakıt yakma yöntemlerinin yaygın kullanımı tarafından yönlendirilmektedir. Bu, egzoz gazlarındaki kirleticileri en aza indirmeye yardımcı olan bir akışkan yatak kullanımı olabilir. Ayrıca, enerji sektöründe atıksız üretim teknolojisi, nitrojen ve kükürt oksitlerden gaz emisyonlarının temizlenmesine yönelik gelişmelerin gelişmesinde kendini göstermektedir. İşletmelerin teknik donanımlarına yaklaşımları da değişmektedir. Örneğin, toz temizleme ekipmanı yüksek verimlilikle çalıştırılır ve ortaya çıkan kül daha sonra inşaat sektörüne beton çözeltilerinin bir bileşeni olarak girer.

Atık olmayan ve düşük atıklı endüstrilerin sorunları

Atıksız üretime geçiş sürecinde ortaya çıkan sorunların ana kısmı, işlenmiş ürünleri en aza indirme ve işletmelerin verimliliğini koruma arzusu arasındaki çelişkiden kaynaklanmaktadır. Örneğin ikincil hammadde kullanımı ile üretim süreçlerine yeni aşamaların dahil edilmesi, endüstriyel tesislerin ekonomik performansını düşürmektedir. Ayrıca, atık olmayan teknolojinin sorunları, bir dizi atık ürünün işlenmesinin imkansızlığı ile ilişkilidir. Bu esas olarak, tehlikeli gazlı atıkların hacimlerinin arttığı kimya sanayi dalları için geçerlidir. Bununla birlikte, atıksız üretim projelerinin devreye alınmasının ekonomik verimliliğin artmasına katkıda bulunduğu durumlarda bunun tersi örnekler de vardır. Aynı madencilik sektöründe işletmeler, inşaat tesislerinin gereksinimlerini karşılayan özelliklere sahip kayaları ikincil hammadde olarak satmaktadır.

Sıfır atık yönetimi

Tehlikeli atık oluşumunun en aza indirilmesi açısından üretim kapasitelerinin optimize edilmesini sağlayan sistemlerin entegrasyonu, yönetim süreçlerinin iyileştirilmesini de ima eder. İşletmelerin, işlenmiş ürünlerin oluşumunu, kullanımını ve yerleştirilmesini düzenlemelerine izin veren bir dizi işlevi düzenlemeleri gerekmektedir. Aynı zamanda, işletmelerdeki atık olmayan teknolojilerin yalnızca ikincil hammadde üretiminin doğrudan kaynaklarını değil, aynı zamanda daha fazla tüketiciyi de etkilediğini dikkate almak önemlidir. Sonraki atık yönetiminin verimliliğini artırmak için ham madde depolama ve bertaraf sistemleri geliştirilmektedir.

Çözüm

Kriz döneminde üretimde yaşanan düşüşe rağmen, sanayi işletmelerinin çevreye olan zararlı etkisi (en iyi ihtimalle) aynı seviyede kalmaktadır. Bu, yöneticilerin çevresel maliyetler de dahil olmak üzere tasarruf etmeye çalıştıkları gerçeğiyle açıklanmaktadır. Bununla birlikte, atık olmayan, orijinal hammadde bazının daha rasyonel tüketimi için bir araç sunarak bu tür sorunların çözülmesine izin verir. Başka bir deyişle, israfı azaltmaya yönelik önlemler, teknolojik sürecin ilk aşamalarında zaten yürürlüğe giriyor. Bu, yalnızca ikincil ürünün nihai çıktısının hacmini optimize etmeyi değil, aynı zamanda üretim için kaynakların satın alınmasıyla ilgili ilk maliyetlerden tasarruf etmeyi de mümkün kılar.

Rusya ekoloji açısından dünyada 106. sırada ve dünyanın en büyük çöp kaynakları arasında 7. sırada yer alıyor. Ülkemizde, 4 milyon hektarlık bir alanı kapsayan toplam çöp hacminin sadece %4'ü geri dönüştürülmektedir - Hollanda veya İsviçre alanıyla karşılaştırılabilir bir alan ve her yıl %10 oranında artmaktadır. . Aynı zamanda, Rusya'da yaklaşık 15 bin resmi çöplük var ve çeşitli kaynaklara göre yasadışı olanların sayısı 200 ila 1000 arasında değişiyor ve bunların çoğu Moskova, Chelyabinsk, Sverdlovsk ve Leningrad bölgelerinde bulunuyor.

Bir zamanlar bu sorun, atık yakma tesisleri oluşturularak çözüldü. Ülkede bu tür sadece yedi fabrika var: Moskova, Sochi, Vladivostok, Murmansk ve Pyatigorsk. Ancak yanan çöplerin çevresel açıdan tehlikeli olduğu ortaya çıktı. Yanma sırasında yayılan duman, çevre ve insan sağlığını olumsuz yönde etkileyen birçok kanserojen içerir.

Soruna en iyi çözüm, atıksız üretim teknolojilerinin oluşturulmasıdır. Tabii ki, bu model idealdir, ancak henüz tam olarak uygulanamaz. Her ne kadar atıkları işleyecek ve yeni ürünler için hammadde olarak kullanacak endüstrilerin yaratılması umut verici bir yön olarak görülüyor. Son yıllarda, Rusya'da bu tür geri dönüşüm tesisleri ortaya çıktı.

Andrey Nikolaev

“Geri dönüşümün önemi çok büyük. Yeryüzündeki birçok malzemenin kaynaklarının sınırlı olduğunu düşünmeye değer. Çevreye karışan birçok malzeme toksik hale gelir ve ekolojik sistemi bozar. Ayrıca, malzemelerin geri dönüştürülmesi, genellikle birincil işlemlerinden daha kârlıdır.”

Atık ayırma bütün bir bilimdir; Avrupa'da okuldaki dersler buna ayrılmıştır. Öğretmen sınıfa birçok farklı çöp getirir ve öğrenciler atıkları farklı yığınlara dağıtmak zorundadır. Bu derslerde çocukların çöpleri nasıl düzgün bir şekilde ayıracaklarını, bu tür çöplerin çöplükte bırakılırsa çevreyi nasıl etkileyeceğini ve geri dönüşümden sonra ne gibi faydalar sağlayabileceğini tartışmaları da önemlidir. Bu yüzden Avrupalılar çocukluklarından beri atıkları ayırmaya alışmışlardır. Ve bir kap seçerken bir hata için para cezası bile alabilirsiniz. Günümüzde atık kağıt, cam, kimyasallar, hurda metal, ahşap, plastik ve daha fazlası ikincil hammadde olarak kullanılabilir.

Kağıt ve plastik

Atık kağıt toplamaktan daha kolay görünüyor mu? Bilim adamları, 1 ton atık kağıdın 12 olgun ağacı kurtardığını, 32 litre su tasarrufu sağladığını ve 4100 kWh elektrik tasarrufu sağladığını belirlediler. Sovyet döneminde, kitap karşılığında atık kağıt toplamak için bütün bir sistem vardı. Nadir istisnalar dışında, herhangi bir kağıt yararlı ikincil hammaddelerin rolü için uygun olsa da, günümüzde esas olarak baskı üretim atıkları geri dönüştürülür. Organik maddeler yakıldığında metan ve sera gazı açığa çıkarır, bu nedenle kağıt, gazete ve karton çöplüklere gönderilmemelidir.

Atık kağıt alanında atıksız üretim teknolojileri, sadece beyaz kağıt değil, yeni yapı malzemeleri de elde etmeyi mümkün kılıyor. Ana işleme alanları arasında çevre dostu ürünlerin üretimi yer almaktadır: pamuk yünü, tuvalet kağıdı, sıhhi ve hijyenik malzemeler, ısı yalıtım malzemesi. Çok az insan ecowool'ün, iç dekorasyon için fiber levhaların atık kağıttan yapılabileceğini ve çok çeşitli çatı kaplama malzemeleri üretmek için kullanılabileceğini düşünüyor. Bununla birlikte, daha sık olarak, geri dönüştürülmüş atık kağıt yalnızca kapların ve yumurta taşıyıcıların, ambalaj levhalarının, gıda ambalajı için astarların veya mobilyanın üretiminde kullanılır. Karşılaştırma için: Avrupa'da atık kağıdın %60'ı yeniden kullanılıyor, Rusya'da - %12.

Plastiğin geri dönüştürülmesi de aynı derecede faydalıdır. Her yıl bir kişi, üçte biri plastik şişe olan yaklaşık 300 kg çöp atıyor. Plastik geri dönüşüm sürecinde, sırayla yeni kapların üretimi için uygun olan bir esnek elde edilir. Bu nedenle plastik şişelerin geri dönüşümü de atıksız üretim seçeneklerinden biridir. Ve olanakları esneklikle sınırlı değildir.

Arkadiy Semenov

Süreç Mühendisi

“PET konteynırları yakmak, merkezi ısıtma sistemlerinde suyu ısıtmak veya bir binayı ısıtmak için kullanılan termal enerjiyi üretmenin bir yoludur. Ayrıca ondan otomobil yakıtı da alabilirsiniz. Plastikten yakıt elde etmenin kauçuk ürünlerden elde etmekten biraz daha zor ve maliyetli olduğu doğrudur, ancak bu, atıkları geri dönüştürmenin gerçek yollarından biridir.”

Dünyada, plastiğin yaklaşık %70'i, iyi bilinen polyesterin elde edildiği iplik ve liflerin üretimine gidiyor, şişelerin yeniden üretilmesi için geri dönüştürülmüş plastiklerin %30'u kullanılıyor. Rusya'da istatistikler tam tersi rakamları gösteriyor. Ülkemizde geri dönüştürülmüş plastik ağırlıklı olarak plastik kap imalatında kullanılmaktadır.

Plastikten elde edilen polyester, yıkanması kolay, çabuk kuruyan, solmayan veya şekil değiştirmeyen rahat bir kumaştır. Bu malzeme birçok çevre dostu tasarımcı tarafından benimsenmiştir. Çok uzun zaman önce, spor devi Nike hareketlerine katıldı. Nike'ın baş marka yöneticisi Charles Denson şunları söyledi: "Futbol formalarının üretimi, aksi takdirde yüzyıllarca çöplüklerde kalacak 13 milyon plastik şişe kullanıyor."

Geri dönüştürülmüş plastiğe dayalı giysiler, Asies, Levi's, Topshop, MaxMara, H&M ve diğerleri gibi markalar tarafından temsil edilmektedir. Eko-tasarımcı ve müzisyen Pharrell Williams, 2014 yılında New York Moda Haftası'nda geri dönüştürülmüş plastik koleksiyonunu tanıttı. Kot pantolonlar, bomber ceketler, trençkotlar, erkek ve kadın tişörtleri bir zamanlar okyanusun dibinde duran şişelerden yapılıyordu.

"Atıksız teknoloji" terimi ilk olarak kimyagerlerimiz N.N. Semenov ve I.V. 1956'da Petryanov-Sokolov. Sadece ülkemizde değil yurtdışında da yaygın olarak kullanıldı. Aşağıda bu terimin 1984 yılında Taşkent'te Birleşmiş Milletler Avrupa Ekonomik Komisyonu'nun (UNECE) kararıyla belirlenen resmi tanımı yer almaktadır.

Atıksız teknoloji, tüm hammaddelerin ve enerjinin döngüde en rasyonel ve kapsamlı bir şekilde kullanıldığı böyle bir üretim yöntemidir (süreç, işletme, bölgesel üretim kompleksi): birincil hammaddeler-üretim-tüketim-ikincil kaynaklar ve herhangi bir doğal çevre üzerindeki etkisi normal çalışmasına müdahale etmez.

Doğal bir "atık olmayan üretim" örneği, doğal ekosistemlerdir - birlikte yaşayan organizmaların istikrarlı kombinasyonları ve birbirleriyle yakından ilişkili varoluş koşulları. Bu sistemlerde, tam bir madde döngüsü gerçekleştirilir. Ekosistemler elbette sonsuz değildir ve zaman içinde gelişirler ancak genellikle o kadar kararlıdırlar ki dış koşullardaki bazı değişikliklerin bile üstesinden gelebilirler.

Atık olmayan üretimin tanımı, üretilen tüketici ürünlerinin özelliklerine kısıtlamalar getiren ve kalitelerini etkileyen tüketim aşamasını dikkate alır. Ana gereksinimler güvenilirlik, dayanıklılık, işleme veya çevre dostu bir forma dönüşme döngüsüne geri dönme olasılığıdır.

Atıksız teknoloji aşağıdaki süreçleri içerir:

Ø tüm bileşenlerini kullanarak hammaddelerin karmaşık işlenmesi ve atıksız veya en az miktarda atık içeren ürünler elde edilmesi;
Ш yeniden kullanımı dikkate alınarak yeni ürünlerin yaratılması ve piyasaya sürülmesi;
Ø Yararlı ürünler elde etmek için emisyonların, atıkların, üretim atıklarının işlenmesi;
Ш gelişmiş kirli hava ve atık su temizleme yöntemlerini kullanan drenajsız teknolojik sistemler ve kapalı gaz ve su temini sistemleri;
Ø Kompleks içindeki hammadde ve atık malzeme akışlarının kapalı bir teknolojisi ile bölgesel-endüstriyel komplekslerin (TPC) oluşturulması.

Düşük atık teknolojisi, hammaddelerin ve malzemelerin küçük bir kısmı boşa gittiğinde ve doğaya zararlı etkisi sıhhi standartları aşmadığında, atıksız üretim yaratmada bir ara adımdır.

Bununla birlikte, mevcut teknolojilerin düşük atıklı ve atıksız üretime aktarılması, en son bilimsel ve teknolojik başarıların kullanımına dayanan çok karmaşık teknolojik, tasarım ve organizasyonel görevlerin büyük bir kompleksinin çözümünü gerektirir. Bunu yaparken aşağıdaki ilkelere uyulmalıdır.

Sistem ilkesi. Buna göre, süreçler veya üretimler, bölgedeki endüstriyel üretim sisteminin unsurlarıdır (TPC) ve ayrıca - maddi üretime ve diğer insan faaliyetlerine ek olarak doğal çevreyi içeren tüm ekolojik ve ekonomik sistemin unsurlarıdır ( canlı organizma popülasyonları, atmosfer, hidrosfer, litosfer, biyojeozozlar ) ve ayrıca insanlar ve çevreleri. Bu nedenle, atık olmayan endüstriler yaratırken, üretimin, sosyal ve doğal süreçlerin mevcut ve artan karşılıklı bağlantısını ve karşılıklı bağımlılığını hesaba katmak gerekir.

Kaynak kullanımının karmaşıklığı. Bu atıksız üretim ilkesi, hammaddelerin tüm bileşenlerinin maksimum düzeyde kullanılmasını ve enerji kaynaklarının potansiyelini gerektirir. Bildiğiniz gibi, hemen hemen tüm hammaddeler bileşimde karmaşıktır. Ortalama olarak, miktarının üçte birinden fazlası, yalnızca hammaddelerin karmaşık işlenmesi yoluyla çıkarılabilen ilgili elementlerden oluşur. Böylece, polimetalik cevherlerin karmaşık işlenmesi, yüksek saflıkta metaller ve bunların bileşikleri biçiminde yaklaşık 40 elementin elde edilmesini mümkün kılar. Şu anda, neredeyse tüm gümüş, bizmut, platin ve platin metalleri ile altının %20'sinden fazlası, polimetalik cevherlerin karmaşık işlenmesi sırasında yan ürün olarak elde edilmektedir.

Bu ilkenin özel uygulama biçimleri, öncelikle, ayrı bir süreç, üretim, üretim kompleksi ve ekolojik ve ekonomik sistem aşamalarında atık olmayan üretimin organizasyon düzeyine bağlı olacaktır.

Malzeme akışlarının döngüselliği. Bu, atıksız üretim yaratmanın genel prensibidir. Döngüsel malzeme akışlarının örnekleri, kapalı su ve gaz sirkülasyon döngüleridir. Bu ilkenin tutarlı bir şekilde uygulanması, nihayetinde, önce tek tek bölgelerde ve daha sonra tüm teknosferde, maddenin organize ve düzenlenmiş teknojenik dolaşımının ve bununla bağlantılı enerji dönüşümlerinin oluşumuna yol açmalıdır.

israfsız üretim teknolojisi

Modern gaz temizleme ekipmanının tüm büyük cephaneliği ile, çevreyi kirletebilecek herhangi bir atık üretmeyen hammaddelerin entegre kullanımına dayalı teknolojik süreçlerin yaratılması radikal bir çözüm olmaya devam etmektedir.

Tüm doğal kaynakların daha rasyonel kullanımı yoluyla çevre kalitesinin istikrara kavuşturulması ve iyileştirilmesi olasılığı, atık olmayan üretimin yaratılması ve geliştirilmesi ile ilişkilidir. Kaynakların korunması, ulusal ekonominin artan ihtiyaçlarını karşılamanın belirleyici bir kaynağıdır. Yakıt, enerji, hammadde ve malzeme talebindeki %75-80 oranındaki artışın, tasarrufları, yani kayıpların ve irrasyonel giderlerin maksimum düzeyde giderilmesi sonucunda karşılanması önemlidir. İkincil kaynakları ve yan ürünleri ekonomik dolaşıma geniş ölçüde dahil etmek önemlidir.

İsrafsız teknoloji, "birincil hammaddeler - üretim - tüketim - ikincil hammaddeler" döngüsünün, hammaddelerin tüm bileşenlerinin, her türlü enerjinin ve ihlal edilmeden rasyonel kullanımı ile inşa edildiği böyle bir üretim organizasyonu ilkesi olarak anlaşılmaktadır. ekolojik denge. Fabrika, sanayi, bölge ve nihayetinde tüm ülke ekonomisi için atıksız üretim oluşturulabilir.

Doğal bir “atık olmayan üretim” örneği, bazı doğal ekosistemlerdir - birbirleriyle yakından ilişkili, birlikte yaşayan organizmaların istikrarlı koleksiyonları ve varlık koşulları. Bu sistemlerde, tam bir madde döngüsü gerçekleştirilir. Ekosistemler elbette sonsuz değildir ve zaman içinde gelişirler ancak genellikle o kadar kararlıdırlar ki dış koşullardaki bazı değişikliklerin bile üstesinden gelebilirler.

Doğa yasaları enerjinin tamamen işe dönüşmesine izin vermediğinden, atıksız üretim ancak teorik olarak düşünülebilir. Ve madde kaybı sıfır olamaz. Onları sıfıra indirmek, üzüntü, çok büyük bedeller pahasına da olsa zaten imkansızdır çünkü; sistemleri belirli bir sınırdan sonra ele geçirerek, kendileri için yaratıldıklarından daha büyük miktarlarda yeni atıklar “üretmeye” başlayacaklardır. Ayrıca, istisnasız olarak, tüm endüstriyel kimyasal reaktifler kesinlikle saf değildir ve bir veya daha fazla miktarda yabancı madde içerir. İdeal atıksız endüstriler yaratma olasılığını ima ettiği iddia edilen maddenin korunumu yasasına yapılan atıflar, basitçe saf görünüyor. Evet ve normal varoluş sırasında ekosistemler döngüdeki tüm maddeleri içermez: hayvanların, kuşların ve balıkların ölümünden sonra iskeletler, kabuklu yumuşakçalar kalır. Ancak amaç - teorik sınıra mümkün olduğunca yaklaşmak - aynı zamanda bunu başarmanın yollarını da belirler. Bu durumda, bu, hammaddelerin karmaşık işlenmesi, gazlı sistemlerin oluşturulması, makul işbirliği, birleştirmeler ve bölgesel üretim kompleksleri çerçevesinde endüstrilerin bir kombinasyonudur. Atık olmayan üretim kavramı, yeni teknolojiler ve yeni cihazlar için gereksinimleri formüle etmemizi sağlar.

Atık olmayan üretimin tanımı, üretilen tüketici ürünlerinin özelliklerine kısıtlamalar getiren ve kalitelerini etkileyen tüketim aşamasını dikkate alır. Temel gereksinimler güvenilirlik, dayanıklılık, geri dönüşüm döngüsüne geri dönme veya çevre dostu bir forma dönüşme olasılığıdır.

Atık olmayan üretim kavramının en önemli bileşeni aynı zamanda çevrenin normal işleyişi ve olumsuz antropojenik etkinin çevreye verdiği zarar kavramıdır. Atıksız üretim kavramı, çevreyi kaçınılmaz olarak etkileyen üretimin normal işleyişini bozmadığı gerçeğine dayanmaktadır.

Atıksız üretimin yaratılması, birbiriyle ilişkili bir dizi teknolojik, ekonomik, organizasyonel, psikolojik ve diğer görevlerin çözümünü gerektiren uzun ve kademeli bir süreçtir. Pratikte, temelde yeni teknolojik süreçler ve ekipman, pratikte atıksız endüstriyel üretimin oluşturulması için temel oluşturmalıdır.

Novosibirsk bilim adamları orijinal bir fikir önerdiler - birçok işletmeden kaynaklanan kontrollü emisyon etkileşimine dayanan atıksız bir sanayi merkezinin oluşturulması. Başka bir deyişle, geleneksel kanalizasyonun bir gaz analoguna ihtiyacınız var.

Bu pratik olarak nasıl yapılabilir? İşletmelerde üretim süreçlerini durdurmadan, gaz emisyonlarını şalt sistemine taşımak için bir yeraltı boru sistemi döşeyin. Emisyonların bileşimini bilen bu cihaz, bunları gruplar halinde birleştirmek ve birbirleriyle etkileşime girerek sıvı ve katı maddeler oluşturdukları en basit birinci aşama reaktörlerine göndermek için kullanılabilir. Gruplardan herhangi birine dahil olmayan emisyonlar, birinci aşama reaktörleri baypas etmek için gönderilir.

Son aşamanın reaktörlerinden gelen gaz ürünleri, gazın şehir dışına tek bir özel işletmeye yönlendirilmesini sağlayan yeraltı gaz ana hattına girdikleri gaz toplayıcısına verilir. Gelen gazların değerlendirilmesi veya nötralize edilip atmosfere salınması için aparat ve özel reaktörlerle donatılmalıdır.

İşletmelerin gaz kanalizasyonuna bağlantısı mevcut emisyon sistemlerini bozmadan çok kısa sürede yapılabilmektedir.

Yazarlar, ülkemizin pompa istasyonları ile donatılmış ve onlarca atmosfer basıncında çalışan kıtalararası gaz boru hatlarının inşası ve işletilmesinde engin deneyim biriktirdiğine inanıyor. Onlarla karşılaştırıldığında, gaz emisyonlarının şehir sınırları dışına, atmosferik basınçtan biraz daha yüksek bir basınçta birkaç kilometre mesafeye taşınmasını sağlayan bir sistemin oluşturulması çok basit bir iştir.

Gaz kullanım ürünleri ülke ekonomisinde kullanılabilir, işletmelerin bacalarından çıkan sıcak gazlardan gelen ısı, önerilen sistemin enerji temini de dahil olmak üzere şehrin endüstriyel ve evsel ihtiyaçları için kullanılabilir.

Atıksız üretim, gaz akışlarının devridaimini gerektirir. Böyle bir teknolojik süreç organizasyonuna bir örnek, asbest fabrikalarının konsantre fabrikalarının binalarında torba filtrelerde temizlendikten sonra aspirasyon havası kullanma sistemidir. Böyle bir sistem, sadece havayı gerekli standartlarda arıtmayı değil, aynı zamanda ek ürünler elde etmeyi ve kışın ek ısı maliyeti olmadan binaların içinde gerekli sıcaklığı korumayı sağlar.

Atıksız üretim, büyük miktarda atık içeren endüstrilerin (fosfatlı gübrelerin, termik santrallerin, metalurji, madencilik ve işleme endüstrilerinin üretimi) üretim - bu atıkların tüketicisi, örneğin inşaat malzemeleri işletmeleri ile işbirliğini içerir. Bu durumda, atık, onları "sonunda yeni bir üretimin başlangıç noktası haline gelen kimyasal dönüşümlerin ihmal edilmiş ürünleri" olarak adlandıran D. I. Mendeleev'in tanımını tam olarak karşılar.

Çeşitli endüstrileri birleştirmek ve işbirliği yapmak için en uygun fırsatlar, bölgesel üretim kompleksleri koşullarında oluşur.

Osaka şehri yakınlarındaki Hitachi Zossen makine yapım şirketi, geleneksel yöntemlerle işlenemeyen bu kadar düşük konsantrasyondaki kükürt dioksit egzoz gazından sülfürik asit üretimi için Japonya'daki ilk tesisi faaliyete geçirdi. Tesis, bir Japon şirketi tarafından, durağan olmayan katalitik süreç olarak adlandırılan veya ABD'li kimyagerlerin dediği gibi, temelde yeni endüstriyel cihazların üretimi için ülkemizde aldığı bir lisansa uygun olarak üretildi. Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesinin Kataliz Enstitüsü'nde dünyada ilk kez geliştirilen ve uygulanan “Rus süreci”.

Kullanışlı bir ürün üreten bu tesis, tesisin endüstriyel emisyonlarını zararlı içeriklerinden arındırdığı için aynı zamanda çevre koruma rolünü de üstleniyor. Üretimi, geleneksel olandan birkaç kat daha az metal gerektirir. Ototermaldir, yani sadece kimyasal reaksiyonu sürdürmek için olağan ısı girdisini gerektirmez, aynı zamanda ısıtma veya teknolojik amaçlar için uygun yüksek sıcaklıkta ısı üretir.

Pecheneganikel, Mednogorsk Bakır ve Kükürt, Krasnouralsk Madencilik ve Metalurji ve diğer bazı tesislerde, düşük konsantrasyonlu egzoz gazlarından sülfürik asit üretimi için tesisler bulunmaktadır. Burada, hava emisyonlarından yılda yaklaşık 500.000 ton sülfürik asit elde edilmekte ve böylece zorlu çevresel durumun etkisiz hale getirilmesinde ilk adımlar atılmaktadır. Kola Yarımadası'ndaki yalnızca bir tesis, bu bölgedeki toplam kükürt dioksit emisyonlarını %15 oranında azalttı.

Zaman, düşük atık teknolojisinin ekolojik rolünü ön plana çıkardı. Bugün, en az sermaye yatırımı ve enerji maliyeti ile başka hiçbir yöntemde olmadığı gibi, çeşitli organik maddelerden, nitrojen oksitlerden, karbon monoksitten kaynaklanan gaz halindeki endüstriyel emisyonları (kükürt dioksit hariç) nötralize edebilmektedir. Ülkedeki gergin çevresel duruma rağmen, hava emisyonlarının nötralizasyonu için geleneksel olmayan katalizörlerin yaklaşık bir düzine endüstriyel tesisi var; üç - Novosibirsk Metalurji Fabrikasında, bir - Biysk Oleum Fabrikasında, birkaçı - Kemerovo ve Omsk'ta, bir - Moskova'da. Bununla birlikte, işletmeler için hava kirliliği için bir ceza, ucuz bir nötralizasyon tesisinin kurulmasından çok daha ucuzdur. Yalnızca işletmeler tarafından zararlı emisyon miktarı için yeterince yüksek bir ölçeğe göre ödeme yapılması durumu değiştirebilir. Ardından, kurulumun milyonlarca ruble tasarruf edeceği ve onu nasıl hızlı bir şekilde monte etmenin başka bir yolu olmadığı anlaşılacaktır.

Metsä-Serla, İskandinav ülkelerinde ürünleri için Nordic Ecolabel'i alan ilk kağıt şirketidir. İskandinav ülkeleri Bakanlar Kurulu kararına uygun olarak, 1990 yılından bu yana, çevre koruma gerekliliklerinin azami dikkate alınarak üretilen bu tür endüstriyel ürünleri işaretliyorlar. Şu andan itibaren, endişe tarafından üretilen üç dereceli kağıt, bir kuğu görüntüsü ile işaretlenme hakkını aldı.

1990 yılında, endişenin bir parçası olan "Metsä-Botnia" şirketine ait Kaskinen'deki (Finlandiya) tesiste, ilk büyük endüstriyel klorsuz kağıt hamuru partisi üretildi. Klor ve bileşikleri ile ağartmanın, endüstriyel atıklarla çevreye en büyük zararı veren birçok zararlı maddenin (dioksinler dahil) oluşumuna yol açtığı düşünüldüğünde, olay olağanüstüdür. Agresif klor bileşikleri yerine, Fin cüzdanları ağartmada oksijen, enzimler ve hidrojen peroksiti başarıyla kullandı. Yeni teknoloji temelinde elde edilen kağıt hamurundan, beyazlık açısından dergi derecelerine karşılık gelen kağıt üretilir.

2000 yılında, Severodvinsk'teki nükleer denizaltı yapımında uzmanlaşan Northern Engineering Enterprise, Kotlas Kağıt Hamuru ve Kağıt Fabrikası'nın siparişiyle klorsuz kağıt hamuru ağartma için benzersiz bir tesis üretti. Teknolojik kağıt hamuru sürecinden çevreye zararlı kloru hariç tutan bu tür yerli ekipman henüz yapılmamıştır. Klor yerine oksijen kullanan tesisatın tasarımı Sevmash tasarımcıları tarafından geliştirildi. Oksijen istasyonunun temeli, ekstra güçlü çelikten yapılmış, 40 m yüksekliğinde ve 4 m çapında, kule şeklinde bir kimyasal reaktördür. Kotlas Kağıt Hamuru ve Kağıt Fabrikası, Severodvinsk gemi yapımcılarının çalışmalarını çok takdir etti.

Rusya'da oldukça az sayıda işletme, teknolojik süreci, neredeyse hiç deşarj olmayacak şekilde organize etmiştir. Bunlara Voskresensk Minudobreniya derneği, Nizhnekamskneftekhim üretim birliği, polimerlerden yapılmış tıbbi ürünlerin Belgorod-Dnestrovsky tesisi dahildir.

Bugün "Dünyada" var olan çok çeşitli yapı malzemeleri arasında, baskın konum hala çimento tarafından işgal edilmektedir.Aynı zamanda, elde etme teknolojisi

endüstriyel ölçekte çimento, yakın zamana kadar neredeyse hiç değişmedi: çimento endüstrisi, 19. yüzyılda yaratılan bilimsel kavramlara göre faaliyet gösteriyor. Bu kavramlara dayalı teknolojilerin ana dezavantajı yüksek sıcaklıklardır. Günümüzde çimento sektörü 1 ton ürün başına 200 kg'ın üzerinde yakıt tüketmektedir. Rus bilim adamları, yeni bir mineralojik temelde çimento elde etmek için bilimsel bir temel oluşturdular. Alinit çimentosu olarak adlandırılan bu tür çimento, bir çimento yarı ürünü olan klinkerin ateşleme sıcaklığının radikal bir şekilde düşürülmesiyle önemli ölçüde yakıt tasarrufu sağlanarak elde edilebilir. Alinit çimento üretimi için ekipman oluşturma alanında da temelde yeni fırsatlar ortaya çıkmıştır. Hacimli döner fırınların yerini kompakt konveyör teknolojileri alacak. Bütün bunlar atmosfere emisyonları azaltacaktır.