<<
>>

2.5.6. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫБЕЗОТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ


Рассмотрим три возможных типа организации безотходного производства (М. Д. Харламова и др.). тип БП. Замкнутое безотходное производство — такое производство, в котором на выходе в ОС не выделяются отходы и осуществляется полная переработка промежуточных отходов в качестве вторичного сырья для получения других продуктов в данном производстве, внутри отрасли или в смежных областях.
Рассмотрим уравнения массобмена для этого типа производства:
(2.10)
(2.11)
(2.12)
где тс — масса сырья; тк пр п — масса конечного продукта на п-й стадии переработки; т0ТХ — масса отходов.
В безотходном производстве первого типа осуществляется полная переработка промежуточных отходов и образуется п конечных продуктов. тип БП. Производство, возвращающее в ОС отходы в природном состоянии. Газы очищаются до состава


атмосферного воздуха, сточные воды — до состава воды природных водоемов, твердые отходы — до безвредного состояния в литосфере, компоненты, извлекаемые из отходов и обычно не присутствующие в биосфере, идут на утилизацию (полезное использование). При этом концентрации Сотх = Сфон . При таком типе производства на стадии переработки сырья образуются конечные продукты и отходы, масса которых не равна нулю:




Тогда стадию переработки отходов можно выразить следующей математической зависимостью:

где тотх у — масса утилизированных отходов. После поступления в окружающую среду состав отходов существенно не меняется во времени, при этоми так как
где ntj — масса каждого компонента в составе перерабатываемых отходов.
III тип БП. Безотходное производство, которое предполагает возврат отходов для переработки в природных условиях: растениями (усвоение С02 и выделение 02, синтез углеводов, усвоение N, Р, К); за счет микробиологического самоочищения; утилизации рассеянной тепловой энергии в теплицах.
Уравнения материального баланса при этом типе БП аналогичны уравнениям, описывающим II тип БП. При таком типе БП стадию переработки сырья по обычной технологии с получением конечного продукта можно также выразить уравнением
(2.15)
а стадию переработки отходов уравнением
(2.16)

Но после поступления в окружающую среду состав отходов существенно не меняется во времени за счет взаимодействия веществ, находящихся в переработанных отходах, с ОС:поскольку— переменная величина.
Рассмотрим схемы производства и материально-технические балансы потоков для замкнутого и незамкнутого типов производственного процесса.

1. Схема незамкнутого производственного процесса без очистки.



Уравнение материального баланса:
А + В = (А - С) + (В + С).              (2.17)
Из уравнения видно, что чем больше величина С, тем больший вред наносится окружающей среде и тем менее эффективно работает производство. Схема незамкнутого производственного процесса с очисткой отходов до ПДК.



На схеме: Д — часть отходов С, выделенных из потока, прошедших очистку и являющихся вторичным сырьем, входящим в общий поток А; (А -I- Д) - С — готовая продукция; С - Д — количество загрязнений, поступающих с потоком В в окружающую среду.



Тогда материальный баланс потоков имеет следующий вид:




Условие очистки:

В этом случае технологический процесс может быть замкнут по сырьевому циклу, а ресурсный выходной поток содержит вредные загрязнения ниже уровня ПДК и поступает в окружающую среду.

3. Схема замкнутого производственного процесса с полной очисткой отходов.





В этом случае уравнение материально-энергетических потоков имеет следующий вид:

В идеальном варианте безотходное производство предполагает полную очистку потока (В -I- С) от загрязнений С, т. е. при этом Д = С (но смысл Д и С — различный) и цикл замыкается по потоку В. Тогда поток В пополняется только в самом начале производственного цикла, а за

тем количество подпиточной воды становится равным нулю.
Главное требование экологизации производства — рециркуляция, что сокращает потребности в потоке В (вода и воздух). Однако нереально полностью очистить поток В, поэтому часть потока В, идущего после стадии очистки вновь в производство, обозначим как Е. Тогда доля потока чистой воды и воздуха становится на Е меньше, т. е. поток равен (В - Е), а поток Е, смешиваясь с первоначальным потоком (В - Е), компенсирует потери.
Рассмотрим четвертый случай организации производственного процесса.
4. Схема производственного процесса с частичной рециркуляцией очищенного потока Е.
Введем понятие доли очищенного потока X:

и степени расхода а потока В для переноса Е:



Тогда



Чем больше доля очищенного потокатем меньше степень расходаВ, тем меньшее количество потока В расходуется впустую (т. е. уменьшается поток В -h С). Тогда в отходы попадает только часть потока (В -I- С) за вычетом (Д 4- Е). Баланс материальных потоков будет выглядеть следующим образом:






Организация технологического процесса или производства в целом по указанной схеме является наиболее целесообразной, так как позволяет организовать его аналогично природным замкнутым циклам. Однако реализация такой схемы возможна при условии использования локальных очистных сооружений. Принципы локальной очистки будут рассмотрены далее. 
<< | >>
Источник: Кривошеин Д. А., Дмитренко В. П, Федотова Н. В.. Основы экологической безопасности производств: Учебное пособие. 2015 {original}

Еще по теме 2.5.6. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫБЕЗОТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ:

  1. II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС
  2. Теоретическое и практическое «я».
  3. 2. Теоретическое
  4. ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕРМИНОЛОГИИ
  5. Тема 1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ(лекции 1—4)
  6. § 1. Теоретические предпосылки
  7. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИБЛИОТЕКОВЕДЕНИЯ
  8. Теоретические методы.
  9. Эмпирическое и теоретическое.
  10. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ АРГУМЕНТАЦИЯ
  11. теоретический эскиз
  12. СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК.
  13. Теоретическая философия