Екологічна технологія

Основним фактором руйнування навколишнього середовища є суспільне виробництво. Науково-технічна революція, що багато­кратно збільшила масштаби і потужність господарської діяльнос­ті людей, стала основною причиною сучасної екологічної кризи.

Екологічною називається технологія, що покликана на осно­ві вивчення взаємодії суспільного виробництва з навколишнім середовищем розробляти екологічно безпечні прийоми та засоби інженерно-господарської діяльності людей. Отже, взаємодія тех­нологічних та природних процесів є предметом вивчення еколо­гічної технології. Характер взаємодії зумовлюється функціональ­ною структурою природно-господарських систем (ПГС), які і є об’єктом вивчення екологічної технології. Під природно-госпо­дарськими системами розуміють територіальні системи, що охо­плюють різні господарські об’єкти (промислові, енергетичні, тра­нспортні, комунальні сільськогосподарські тощо) та певну час­тину навколишнього природного середовища, на яку вони безпо­середньо впливають. У процесі взаємодії структурних компонен­тів ПГС між господарськими об’єктами і природним середови­щем відбувається обмін речовин та енергією. Якщо цей обмін вписується в природний кругообіг речовин та енергетичні пото­ки, не порушує речовинно-енергетичного балансу соціоекосисте-

ми, на території якої розташована ПГС, то таку природно-госпо­дарську систему можна вважати оптимізованою. На жаль, таких ПГС дуже мало. Тому метою екологічної технології є оптимізація діючих і створюваних природно-господарських систем, яка поля­гає у відрегулюванні речовинно-енергетичного обміну і встанов­ленні між технологічними та природними процесами динамічної рівноваги, яка б була противагою перед пошкодженням і руйну­ванням навколишнього середовища.

До основних прикладних завдань екотехнології належать:

- розробка ефективних засобів очищення промислових, ко­мунальних та тваринницьких стічних вод і промислових та транс­портних викидів в атмосферу;

- розробка маловідходних, ресурсо- та енергозберігаючих, екологічно чистих технологій;

- розробка засобів утилізації відходів тощо.

Розглянемо кожне з цих завдань окремо.

Очищення стічних вод. Очищення стічних вод здійснюєть­ся механічними, хімічними, біологічними методами. Вибір техно­логії очищення залежить від показників забруднення, можливос­тей повторного використання вод для виробничих потреб, стану водойм. Показниками забруднення є каламутність, вміст рухомих часточок, загальний вміст розчинних речовин, кислотність, кон­центрація кисню тощо. Схема очищення повинна забезпечувати мінімальне скидання стічних вод у водойми, максимальне вико­ристання їх і найбільш повне вилучення цінних домішок.

Існує три типи очисних споруд: локальні (цехові), загальні (заводські), районні (міські). Також розрізняють три види очи­щення - первинне, вторинне, третинне. Первинне очищення - виділяють великі частинки твердих речовин. Вторинне - це очи­щення за допомогою біохімічних процесів - виділяють основну масу органічних речовин, після цього можна стічну воду скидати у моря, ріки, озера, де подальше очищення відбувається природ­ним шляхом. Третинне - під дією мікроорганізмів.

Очищення газодимових викидів. Не менш складною є проблема очищення газових викидів в атмосферу. Здебільшого промислові та транспортні вихлопні гази передаються по трубоп- 106

роводах, які повинні, відповідно, обладнуватися газопилоочис- ними спорудами. Очищення повітря від газових шкідливих домі­шок здійснюється трьома способами: абсорбцією, адсорбцією та хімічним перетворенням.

Абсорбція - явище, що полягає у поглинанні газів певними рідинами (абсорбентами), які розчиняють або зв’язують гази, що пропускають через них.

Адсорбція газів полягає у їх поглинанні поверхнею твердих тіл (адсорбентів).

Хімічне перетворення газів - це спалювання або каталітичне перетворення їх, внаслідок чого шкідливі газоподібні речовини трансформуються у нешкідливі, які викидаються в атмосферу або використовуються у виробництві.

Безвідходні технології. В цілому, методи очищення забруд­нених стоків та газових викидів є досить дорогими.

Практична реалізація даного напряму пов’язана з пошуком нових джерел сировини для виробництва, нових безвідходних за своєю суттю технологічних процесів, нових видів продукції. До­сить важливою у цьому напрямі є розробка нових матеріалів із заздалегідь заданими властивостями і заміна ними традиційних матеріалів, що потребують багатостадійної технології одержання й обробки їх. Для цього потрібні принципово нові технології, які ґрунтуються на нових відкриттях та вимагають цілком нової техніки.

Отже, маловідходні технології - основний шлях охорони навколишнього середовища від техногенного впливу. Основними напрямами маловідходних виробництв є:

- комплексне використання сировини;

- створення замкнених газо- та водооборотних систем;

- розробка та впровадження принципово нових технологій;

- удосконалення існуючих процесів та виробництв.

Утилізація відходів промисловості. Важливим сучасним напрямом екологізації виробництва є утилізація, тобто повторне використання відходів. Вловлені відходи повинні або одразу по­вертатись у технологічний процес, або поступати на вторинну обробку.

З позиції екологізації виробництва, виводити відходи з ви­робничого циклу і викидати їх нераціонально з двох причин:

- по-перше, продукт, який містить у собі ще деяку кількість цінних компонентів, ми виводимо із виробничого процесу, інак­ше кажучи, «викидаються гроші на вітер»;

- по-друге, забруднюємо природні об’єкти, ускладнюючи екологічну ситуацію у районі діяльності виробництва.

Тому найбільш раціональним заходом є регенерація первин­них відходів, тобто залишення їх у циклі виробництва з метою додаткової переробки і вилучення невикористаних елементів або сполук.

Існує три напрями регенерації відходів:

- перший - полягає у поверненні відходів у той самий ви­робничий процес, з якого його отримано. Це можливо, коли від­ходи мало відрізняються за своїми властивостями від властивос­тей вихідних сировинних матеріалів;

- другий - це використання відходів в інших виробничих процесах. Якщо вилучення корисних компонентів ускладнене, первинні відходи переробляють багаторазово, доки не буде вилу­чено усі необхідні компоненти;

- третій - використання відходів (після вилучення потріб­них компонентів або без нього) у вигляді сировини для інших ви­робництв з метою отримання продуктів тривалого використання.

Проблема утилізації відходів виробництва викликає з кож­ним роком усе більше зацікавлення. 3 одного боку, це пов’язано з виснаженням деяких видів ресурсів, з іншого - з природоохорон­ним аспектом, а також мінливістю отримання продукції з мен­шими затратами. Є відходи, які поки що досить важко залучити у виробництво. Насамперед це стосується відходів кольорової ме­талургії. Їх у десятки і навіть у сотні разів більше, ніж в інших га­лузях. Інша особливість кольорової металургії - необхідність ви­користання отруйних речовин, що забруднюють відходи, а, від­повідно, і навколишнє середовище. Найбільше поширені серед них сполуки важких металів, S, As, Se, Tl.

Окрема проблема - шлаки кольорових металів, їх вихід на одиницю металу, що виплавляється, досить великий: на 1 т Cu, наприклад, припадає 10-30 т шлаків, а на 1 т Ni - 150 т шлаків, у той час як на 1 т чорних металів припадає лише 0,2-1,0 т шлаків. У шлаках кольорових металів досить часто вміст деяких кольоро­вих металів більший, ніж у вихідній руді, однак вилучення цих цінних елементів ускладнено через багатокомпонентність відхо­дів. Завдання переробки шлаків за складністю і масштабами ціл­ком співмірне із завданням освоєння нових родовищ.

Важливою є також утилізація вторинних текстильних та шкіряних матеріалів, полімерної сировини, макулатури, склобою тощо. Вторинні шкіряні матеріали застосовуються у випуску то­варів народного споживання, використовуються для виготовлен­ня клею, технічного жиру. Склобій, крім виробництва склотари і будівельної кераміки, може знайти застосування у шляховому будівництві і при виготовленні пористих наповнювачів теплоізо­ляційних матеріалів.

Регенерація рідких відходів (стічних вод) передбачає очи­щення їх від забруднень (у тому числі і теплового) з наступним поверненням у виробництво, тобто організацією замкнутого во- довідного циклу. Можливе і повне їх очищення з поверненням у природні водойми за умови цілковитої екологічної безпеки. Теп­лові відходи необхідно утилізувати, використовуючи як вторинні енергетичні ресурси.

Регенерація відходів у загальному масштабі сприяє вирі­шенню проблем мінімізації відходів, а в окремих випадках - до­сягнення цілковитої ліквідації їх. Однак водоспоживання має свої обмеження: кількість відходів часто перевищує реальні можливос­ті їх споживання, а затрати на утилізацію їх бувають надто висо­кі. Тому найбільш перспективними напрямами екологізації ви­робництва потрібно вважати розробку принципово нових мало- відходних технологій.

4.2.