Федеральное агентство связи
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
(ФГОБУ ВО «СибГУТИ»)
Кафедра Безопасности жизнедеятельности и экологии
20.03.01 - Безопасность технологических процессов и производства
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: Система защиты среды обитания
«Способы создания безотходных производств»
Студент Булавко В.Д.
Группа ТБТ-02
Руководитель Щербаков Ю.С.
Зав. кафедрой Щербаков Ю.С.
Новосибирск, 2022
Федеральное агентство связи
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
(ФГОБУ ВО «СибГУТИ»)
УТВЕРЖДАЮ Щербаков Ю.С.
2022 г.
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Студенту (ке) Булавко Вероника Дмитриевна
Группа ТБТ-02
Тема работы «Способы создания безотходных производств»
Руководитель Щербаков Юрий Сергеевич
Задание на КР или перечень рассматриваемых вопросов:
1. Безотходное и экологическое производство.
2. Концепция безотходного производства.
3. Основные направления безотходной технологии.
4. Переработка и использование отходов.
5. Государственная программа «отходы» в России.
График выполнения курсовой работы
|
№ этапа |
Этапы КР |
Срок исполнения |
Отметка о выполнении |
|
|
1 |
Подбор литературы и исходных материалов |
|||
|
2 |
Текстовая часть КР (указать ориентировочные названия разделов и конкретные сроки их написания) |
|||
|
3 |
Выполнение исследовательских, экспериментальных, расчетных работ (нужное подчеркнуть) |
|||
|
4 |
Выполнение графических (иллюстративных) работ |
|||
|
5 |
Первый просмотр руководителем |
|||
|
6 |
Срок сдачи КР на кафедру |
|||
|
7 |
Подготовка презентации, раздаточного материала и доклада |
|||
|
8 |
Защита курсовой работы |
Содержание
Введение
С развитием современных масштабов производства и темпов роста проблема разработки и внедрения малоотходных и безотходных технологий становится все более острой. Их ранние решения в некоторых странах считались стратегическим направлением рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды.
Под безотходным производством понимается технология изготовления продукции, при которой сырье и энергетические ресурсы расходуются рационально. При этом концепция безотходного производства предполагает, что воздействие на окружающую среду не приводит к нарушению ее функционирования.
Малоотходным называется предприятие, при работе которого образуется малое количество мусора, из-за чего воздействие на природные ресурсы сведены к минимуму.
В соответствии с действующим законодательством, в РФ запрещены предприятия, чья работа сопровождается нарушением санитарно-экологических норм. Поэтому все предприятия должны применять малоотходную или полностью безотходную технологию.
Цель и задачи данной работы:
- Ознакомиться с безотходной и малоотходной технологиями производства;
- Рассмотреть их рентабельность и их экономность;
- Оценить ситуацию в стране.
1. Безотходное и экологическое производство
Невиданный размах производственной деятельности человечества является одной из главных причин угрожающего загрязнения природной среды. В настоящее время лишь 2 - 5 % сырьевых материалов переходят в конечную продукцию, а 95 - 85 % превращаются в отходы. Человечество сегодня в основном работает на производство отходов.
В связи с необходимостью уменьшения отходов производства возникла новая концепция развития промышленных производств, получившая название экологизации производства. Она предполагает ликвидацию всевозможных отходов, создание малоотходных, а в идеале - безотходных технологий.
В настоящее время для уменьшения отходов в различных производствах осуществляется раздвоение технологического процесса на непосредственно производящую и нейтрализующую части. Последняя объединяет разнообразные способы очистки и разложения отходов. Главная цель - восстановление равновесия между производящей и нейтрализующей технологиями.
Новые возможности в этой области открываются вследствие использования биологических методов очистки. Например, некоторых микроорганизмы обладают способностью перерабатывать сложные соединения в простейшие элементы, накапливать металлы, радиоактивные отходы, окислять и делать растворимыми сульфиды никеля, урана и меди, создавая тем самым благоприятные условия для «извлечения» этих металлов путем электролиза.
Различные виды моллюсков являются замечательными фильтраторами водных бассейнов. Сейчас ведутся работы по выведению новых их популяций с повышенной стойкостью к загрязненной среде, изыскиваются возможности регулирования их численности.
Полное использование отходов возможно путем создания замкнутых технологических процессов, объединения мелких предприятий в крупные производственные комплексы, где отходы одних могут служить сырьем для других. В таком случае не только сводиться до минимума химическое загрязнение природной среды, но значительно повышается и эффективность использования природных ресурсов.
Повторное использование 2/3 образующихся отходов на сегодня вполне реально. В перспективе промышленное производство будет в основном базироваться на возобновляемых и вторичных ресурсах и только на расширенное воспроизводство потребуется первичное природное сырье.
Само развитие техники способствует созданию безотходных производств, основой которых является цикличность вещественно-энергетических потоков. Именно по этому принципу функционирует и сама биосфера, в которой устойчиво сохраняются сложившиеся циклы вещества, энергии и информации.
Для массового внедрения замкнутых технологических процессов необходимо решить, по меньшей мере, две задачи. Первая из них непосредственно связана с определением конкретных способов переработки отдельных отходов в те или иные полезные вещества. Для этого предстоит выяснить строение, состав, количество многочисленных загрязнений природной среды по различным отраслям производства, разработать технологические процессы для их полного использования в качестве исходного сырья. Современный уровень технической науки, особенно аналитической химии и химической технологии, позволяет с оптимизмом смотреть в будущее.
Вторая задача гораздо сложнее. Она связана с возможностями решения энергетической проблемы. Дело в том, что создание замкнутых технологических процессов приводит к многократному повышению затрат энергии.
Создание полностью безотходных производств - длительный процесс, требующий решения сложнейших экономических, технологических, энергетических и др. задач. Поэтому в ближайшей перспективе следует в основном ожидать перехода к малоотходным производствам.
Задача экологического производства не ограничивается только нейтрализацией негативных последствий человеческой деятельности, следует создавать рекреационные зоны и искусственные экосистемы, восстанавливать численность популяции животных и растений, поддерживать благоприятные климатические условия и др.
2. Концепция безотходного производства
2.1 Критерии безотходности
Для оценки безотходности необходимо перевести предприятие на математическую модель. Для этого существуют математические показатели, например, коэффициент комплексности для определения долей полезных веществ при переработке цветмета. Также существует коэффициент безотходности производства, реализуемый в угольной промышленности.
Для расчета коэффициента безотходности производства необходимо сложить коэффициенты использования породы, воды, которая забирается для добычи, отходов газа, а эту сумму умножить на 0,33.
Если полученное число выше 75%, то предприятие можно считать малоотходным, а при значении 95% и выше - безотходным. При расчете необходимо учитывать токсичные свойства мусора.
Другой популярный критерий - материальный индекс производства (МИП далее). Это значение позволяет проанализировать, насколько предприятие близко к безотходному. Чтобы посчитать МИП, нужно сложить массу вспомогательного сырья и исходного, а после разделить на массу готового продукта. Безотходным производство можно считать, если МИП равен единице.
Степень воздействия производства на окружающую среду рассчитывается исходя из следующих факторов:
- Степень очистки вредных выбросов;
- Затраты на технику, обеспечивающую защиту окружающей среды;
- Уровень загрязненности биосферы близлежащих районов;
- Соотношение нормативов допустимых выбросов и реально существующих.
Коэффициент комплексности, отражающий процент веществ, полученный из первичного сырья, должен превышать 75-80% для малоотходного производства и от 95% для безотходного.
2.2 Принципы безотходных технологий
При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших организационных, технических, технологических, экономических, психологических и других задач. Для разработки и внедрения безотходных производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов.
Основным является принцип системности. В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы - всего промышленного производства в регионе (ТПК) и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, включающей кроме материального производства и другой хозяйственно-экономической деятельности человека, природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания. Таким образом, принцип системности, лежащий в основе создания безотходных производств, должен учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.
Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно при переработке комплексных руд.
Принцип комплексного экономного использования сырья в России возведен в ранг государственной задачи и четко сформулирован в ряде постановлений правительства. Конкретные формы его реализации в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадии процесса, отдельного производства, производственного комплекса и эколого-экономической системы. Одним из общих принципов создания безотходного производства является цикличность материальных потоков. К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести замкнутые водооборотные и газооборотные циклы. В конечном итоге последовательное применение этого принципа должно привести к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии. В качестве эффективных путей формирования цикличных материальных потоков и рационального использования энергии можно указать на комбинирование и кооперацию производств, создание ТПК, а также разработку и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования.