ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экологический аспект из "Переработка отходов в промышленности полупродуктов и красителей" В настоящее время в связи с бурным развитием химической индустрии огромное значение приобретает максимальная защита окружающей среды, в первую очередь биосферы. Под биосферой, в соответствии с понятиями акад. В. И. Вернадского, подразумевается совокупность биологически активных зон, окружающих Землю гидросфера (океаны, моря, реки, озера), верхняя часть земной коры (литосфера) и нижняя часть атмосферы (тропосфера) с животным и растительным миром. [c.9] В глобальном, планетарном масштабе рост промышленного производства способствует значительному увеличению количества отходов, а следовательно, и резкому увеличению нагрузки на биосферу. За период 1950—1972 гг. мировой валовой продукт [2] увеличился примерно в 4 раза, причем особенно существенен был рост производства и потребления химических продуктов. Например, за период с 1945 по 1959 г. химиками всего мира был создан 1 млн. различных химических веществ, а с 1960 по 1969 г.— еще 1,2 млн. соединений, отсутствующих в природе. Многие из этих соединений выпускаются промышленностью в больших количествах. [c.9] Представление о масштабах влияния деятельности людей на окружающую среду могут дать следующие цифры. Общее количество отходов [2] в 1970 г. во всем мире достигло 39126 млн. т. Из них 19706 млн. т составляли газообразные продукты, 241 млн. т — твердые частицы, выброшенные в атмосферу, 5000 млн. т — твердые отходы, 69 млн. т — углеводороды, 14110 млн. т —органические и фекальные отходы. [c.9] В отходящих газах химических производств содержатся токсичные вещества — сероводород, меркаптаны, алифатические амины, кислоты, алифатические и ароматические ненасыщенные соединения, хлораль, сероуглерод, дифениловый эфир, диметил-сульфоксид, карбонильные соединения, нитробензол, фенолы, фосген, стирол, цианистый водород. За последние десять лет [4] запыленность атмосферы увеличилась на 12%, а за последние 50 лет концентрация СО2 в атмосфере возросла на 10—12%. [c.10] С промышленных предприятий и транспорта в США попало в атмосферу [3] в 1968 г. 100 млн. т оксида углерода, 33 млн. т оксидов серы, 32 млн. т углеводородов, 20 млн. т оксидов азота, 20 млн. т пыли. 14% этих загрязнений приходится на долю химической и металлургической промышленности. Источником загрязнения биосферы является также городской мусор в США ежегодно образуется 134—300 млн. т мусора [5,6]. [c.10] В отечественной химической промышленности общее количество отходов по ориентировочным подсчетам (1975 г.) превысило 200 млн. т. Кроме химических продуктов сюда включены также различные виды тары [7]. [c.10] Если на протяжении ближайших лет не будет создана безотходная технология (во всех отраслях промышленности, включая химическую) и не будут приняты энергичные меры по утилизации и обезвреживанию отходов, то загрязнение окружающей среды не уменьшится. В этом случае можно ожидать, что через 25—30 лет поступление р биосферу планеты различных загрязнений может достигнуть катастрофических размеров 43 млрд. т СО2, 355 млн. т 50г, 180 млн. т азотистых соединений, 15 млрд. т твердых отходов, 15 270 млрд. т сточных вод [8]. [c.10] Положение осложняется тем, что растения и животные способны аккумулировать токсичные вещества. Например, в флоре и фауне некоторых водоемов содержится ДДТ в 250 раз больше (в пересчете на единицу объема), чем в воде этих водоемов [3]. По данным [4], загрязнение атмосферы в 1,5 раза сокращает межремонтный период работы промышленного оборудования. [c.10] Наиболее существенными источниками загрязнения окружающей среды являются отходы, образующиеся при химико-технологических процессах. К ним относятся продукты побочных реакций, неполного и чрезмерно глубокого превращения и полимеризации, а также фильтраты, промывные воды и воды с абсорбционных установок очистки отходящих газов, газообразные продукты пиролиза, отработанный воздух окислительных процессов, газы, не вступившие в реакцию (хлор, аммиак и др.), и т. п. [c.10] Окружающую среду загрязняют вспомогательные вещества и материалы, применяемые в химико-технологических процессах отработанные катализаторы, адсорбенты, абсорбенты и растворители, промывные воды, осущающие агенты, воздух (применяемый для транспортирования продуктов и их осущки, для нагревания, охлаждения и регенерации катализаторов, для продувки осадков на фильтрах, а также воздух, вытесняемый из аппаратов при их заполнении), газы (отсасываемые из аппаратов при создании в них разрежения), тара и фильтровальные материалы, не пригодные для повторного использования и т. д. [c.11] Кроме того, источниками загрязнения окружающей среды являются механические потери сырья, промежуточных и готовых продуктов вследствие негерметичности оборудования и коммуникаций, а также из-за недостаточной герметизации процессов выгрузки и загрузки тары. [c.11] Для защиты биосферы от отходов химической промышленности существуют несколько направлений использование отходов в качестве товарных продуктов, уничтожение или обезвреживание токсичных отходов, исключение их образования. [c.11] Применение отходов как товарных продуктов — один из лучших вариантов. Примером может служить производство фенола кумольным методом, когда побочно образуется ацетон—ценный продукт, потребляемый различными отраслями промышленности. Однако это относительно редкий случай, большей частью использовать отходы затруднительно. [c.11] Иногда отходы можно использовать вместо природного сырья, хотя последнее и дешевле. Например, сульфид натрия можно вырабатывать из отходящего сульфата натрия, используемого взамен природного. Однако, по расчетам [7], в ближайшие годы наша промышленность будет ежегодно вырабатывать 3 млн. т сульфата натрия. Предполагается, что будут получать в качестве отхода примерно 50 млн. т хлорида натрия, что вдвое превысит потребность всей страны в этом продукте. Кроме того, из основных отходов предполагается выработать 1 млн. т серной кислоты, примерно 700 тыс. т соляной кислоты и до 500 тыс. т железного купороса (указанные цифры рассчитаны на основе стабильности существующей технологии). [c.11] Нетрудно видеть, что утилизация столь больших количеств отходов в производственном цикле крайне затруднительна требуются большие капитальные и эксплуатационные затраты для облагораживания отходов и доведения их кондиций до уровня систематически возрастающих требований к качеству исходного сырья. Таким образом, при разработке новых производств и усовершенствовании действующих нужно стремиться создавать производства без отходов или сводить их количество к минимуму. [c.11] Сточные воды ряда производств содержат значительное количество минеральных и органических примесей. В настоящее время в промышленности используются различные эффективные методы очистки сточных вод. Однако следует иметь в виду, что очистка сточных вод не предотвращает загрязнения водоемов, так как при сбросе даже очищенных вод требуется многократно разбавлять их свежей водой. В противном случае естественные водоемы будут заполняться водами, обедненными кислородом и не пригодными для жизни рыб. Последнее обстоятельство осложняется нарастающим дефицитом природных ресурсов пресной воды. Отсюда одним из основных направлений в защите окружающей среды является перевод промышленных предприятий на оборотное водоснабжение, когда очищенные волы используются для технических целей на этом же предприятии. [c.12] Промышленностью освоен ряд методов эффективной очистки вредных отходящих газов. Методами сорбции эти газы очищают от сероводорода, хлористого водорода, хлора, аммиака и фосгена при этом получают продукты, используемые в данном или каком-нибудь другом производстве. Для очистки отходящих газов от твердых частиц (силикаты, волокнистые материалы) применяют фильтры, для очистки от пылей и туманов используют электрофильтры. Однако применение известных и разработка новых методов очистки не могут полностью решить задачу защиты окружающей среды. [c.12] Наиболее радикальным способом защиты окружающей среды являются разработка и освоение производственных методов, позволяющих если не исключить полностью, то, по крайней мере, свести к минимуму количество вредных и трудно-уничтожаемых отходов. Задача эта, хотя и сложна, во многих случаях вполне разрешима. Отметим, что рассматриваемая проблема актуальна не только для крупнотоннажных, но и для малотоннажных производств. Особенно четко это выявляется при производстве химических реактивов, красителей, фармацевтических препаратов и т. п. В данном случае может оказаться, что количество трудноутилизируемых и трудноуничтожаемых отходов на единицу массы готовой продукции будет не меньше, а больше, чем при крупнотоннажных производствах. [c.12] Внутри отдельных групп химических производств, а тем более для отдельных производств, материальные индексы отличаются большим разнообразием. Для ароматических аминов, получаемых каталитическим восстановлением соответствующих нитросоединений водородом, материальный индекс составляет 1,5. Для полупродуктов для красителей (типа нафтиламинсульфокислот и аминофенолов) материальный индекс равен 9—17. Для красителей материальный индекс очень разный — от 5 до 35. [c.13] В процессах получения малеинового и фталевого ангидридов газофазным каталитическим окислением ароматических углеводородов (бензол, о-ксилол и нафталин) кислородом воздуха материальный индекс равен 35, причем около 34 приходится на воздух это приводит к большому количеству отходящих газов, содержащих токсичные и неприятно пахнущие вещества. [c.13] Вернуться к основной статье