تقنيات خالية من النفايات ومنخفضة النفايات

شارك مع الأصدقاء:

تقنيات خالية من النفايات ومنخفضة النفايات.

لأول مرة في الخمسينيات من القرن الماضي العلماء الروس أكاد. قدم NN Semyonov و IVPetryanov مصطلح "التكنولوجيا الخالية من النفايات" في العلوم. حاليًا ، بدلاً من المصطلحين "تقنيات خالية من النفايات ومنخفضة النفايات" ، تُستخدم أيضًا مصطلحات "التقنيات النظيفة أو النظيفة إلى حد ما".

التكنولوجيا الخالية من النفايات هي التطبيق العملي للمعرفة والأساليب والأدوات من أجل تلبية احتياجات الإنسان ، وضمان الاستخدام الفعال للموارد الطبيعية والطاقة ، وحماية البيئة.

تعد التكنولوجيا الخالية من النفايات طريقة فعالة لإنتاج المنتجات ، حيث يتم استخدام المواد الخام والطاقة بكفاءة وشاملة في دورة "المواد الخام - الإنتاج - الاستهلاك - موارد المواد الخام الثانوية" وكل كمية يتم تسليمها إلى البيئة الطبيعية نوع من التأثير لا يمكن إخراجها من حالتها الطبيعية.

يوجد 3 أوشحة في هذا الوصف:

1. أساس الإنتاج الخالي من النفايات هو دورة المواد التي يصنعها الإنسان والتي ينظمها ويعدلها الإنسان بوعي.

2. الالتزام بالاستخدام الفعال لجميع المكونات الموجودة في المواد الخام والاستخدام الكامل لإمكانات موارد الطاقة.

3. عدم تأثير تقنية التخلص من النفايات على البيئة الطبيعية وتشغيلها العادي.

من المعروف من مقرر "الفيزياء" أنه بناءً على القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، يمكن حساب معامل العمل المفيد (FIK) للآلات الدورية باستخدام الصيغ التالية:

لذا ، فإن كمية الحرارة التي يتم إزالتها من الثلاجة هي Q₂ = 0 أو درجة حرارة المبرد T₂ = 0 ، يمكن أن تساوي FIK لآلة دورية 100٪. لكن كما أظهر نيريست ، من المستحيل الحصول على درجة حرارة صفرية مطلقة. لذلك ، من المستحيل صنع آلة بـ FIK تساوي 100٪ من الآلات الدورية ، أو Q من السخان₁ بأخذ كمية الحرارة ، هذه الحرارة تمثل القانون الثاني للديناميكا الحرارية بشكل كامل. يمكن وصف هذا القانون على النحو التالي: لا يمكنك صنع آلة تعمل بمصدر حرارة واحد فقط.

تسمى الآلات ذات FIK التي تساوي 100٪ النوع الثاني من الجباية المتنقلة ، ويتم تعريف القانون الثاني للديناميكا الحرارية على أنه من المستحيل صنع النوع الثاني من الجباية المتنقلة.

استنادًا إلى القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، من الممكن نظريًا إنشاء تقنية خالية من النفايات بنسبة 100٪. ولكن من الناحية العملية (في الحياة الواقعية) هناك إهدار للطاقة في عمليات الإنتاج ، أي أن كمية معينة من الطاقة يمكن أن تسخن الآلة. لذلك ، فإن مصطلح "التكنولوجيا الخالية من النفايات" هو مصطلح مشروط ، ويتم استخدام المصطلحين "التكنولوجيا الصديقة للبيئة" أو "التكنولوجيا الصديقة للبيئة" بدلاً من ذلك.

تقنية النفايات المنخفضة هي طريقة لإنتاج المنتج لا يتجاوز فيها أي تأثير على البيئة الطبيعية المعايير الصحية والصحية المسموح بها. لأسباب تنظيمية وتقنية واقتصادية ، يمكن أن تصبح كمية صغيرة معينة من المواد الخام نفايات.

الشرط الرئيسي لتنظيم إنتاج منخفض النفايات هو وجود نظام لتحييد النفايات غير القابلة للاستخدام ، ولا سيما المواد السامة. في هذه الحالة ، يجب ألا يتجاوز تأثير النفايات على البيئة الطبيعية تركيزاتها المسموح بها.

وتجدر الإشارة بشكل منفصل إلى أن مصطلحات "التكنولوجيات الخالية من النفايات ومنخفضة النفايات" تشمل "الموارد الطبيعية" ، و "المعالجة المعقدة للمواد الخام" ، و "الاستخدام الفعال للموارد" ، و "المنتجات الثانوية" ، و "نفايات الإنتاج" ، ترتبط "النفايات غير الصالحة للاستعمال" و "موارد المواد الثانوية" و "موارد الطاقة الثانوية" و "الضرر الاقتصادي" ارتباطًا وثيقًا.

الموارد الطبيعية. المياه والأرض والموارد المعدنية والموارد الحيوانية والنباتية والطاقة الشمسية والطاقة التي يتم الحصول عليها من الأرض (على سبيل المثال ، طاقة المياه الساخنة المعدنية) وغيرها تسمى الموارد الطبيعية.

الموارد المعدنية. هذا هو مصدر الموارد المعدنية الجوفية (الفحم والنفط والغاز والمعادن والمعادن غير المعدنية).

الاستخدام المعقد للمواد الخام. وهذا يعني الاستخدام الكامل للمكونات المفيدة الموجودة في المواد الخام ومخلفات الإنتاج.

وتجدر الإشارة بشكل منفصل إلى أن مستوى استخراج المكونات القيمة في المواد الخام واستخدامها الفعال يعتمد على تطور التكنولوجيا وحاجة المجتمع لها. يزيد الاستخدام الشامل والمتكامل للمواد الخام من كفاءة الإنتاج ، ويضمن زيادة أنواع وأحجام المنتجات ، ويقلل من سعر المنتجات التي يتم الحصول عليها ، ويقلل من تكاليف إنشاء احتياطيات من المواد الخام ، والأهم من ذلك أنه يساعد على منع التلوث البيئي.

يجب أن نتذكر أيضًا أنه من الناحية العملية ، أثناء المعالجة الفيزيائية والكيميائية للمواد الخام ، يكون منتج الإنتاج الرئيسي ، جنبًا إلى جنب مع المنتجات الوسيطة أو الدقيقة الإضافية (على سبيل المثال ، الغبار والأبخرة ومخاليط الغازات والنفايات السائلة والبخار والألياف القصيرة ، قد تظهر مساحيق وحجارة ورواسب وغيرها). على سبيل المثال ، أثناء استخراج ألياف القطن ، يظهر الغبار والألياف القصيرة والوبر والوبر مع تركيبة كيميائية مختلفة. أو أثناء استخراج النحاس والنيكل والزنك والكوبالت والمعادن النفيسة الأخرى من الخامات في المؤسسات المعدنية ، يتم فصل أعواد الثقاب. يوجد تطابق الذهب أيضًا في النفط والغاز الطبيعي. ولكن هناك أيضًا عناصر مثل المغنيسيوم والتيلوريوم والسيلينيوم في مباراة الذهب. أو يتم إطلاق مركبات الفلور التي تلوث البيئة الطبيعية أثناء إنتاج الألمنيوم. إذا كانت الألياف والنحاس والنيكل والزنك والكوبالت والألمنيوم والنفط والغاز هي المنتجات الرئيسية ، فإن الغبار والألياف القصيرة والوبر والوبر والكبريت والمارجيوم والتيلوريوم والسيلينيوم والفلور المتكونة أثناء إنتاجها تكون مركبات وسيطة إضافية أو منتجات جيدة تحسب. مظهرها ليس الغرض الرئيسي من عملية الإنتاج ، ولكن يمكن استخدامها كمواد خام أو منتجات تامة الصنع. على سبيل المثال ، ينتج طن واحد من الكبريت 1 أطنان من حامض الكبريتيك وثاني أكسيد الكبريت (SO3) ومنتجات أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر الكبريت مادة خام قيمة للغاية في إنتاج المشروبات الروحية المعدنية (مثل حامض الكبريتيك) ، وجوز الهند (مثل ثاني أكسيد الكبريت) ، ومنتجات المطاط ، ومساحيق الغسيل ، ومواد البناء. التيلوريوم والسيلينيوم هما المادتان الخام الرئيسيتان في إنتاج أشباه الموصلات. مركبات الفلورين هي المواد الخام الرئيسية في إنتاج حمض الهيدروفلوريك.

في مؤسسات الإنتاج ، توجد معايير الدولة (DAVAN) ومعايير الشبكة والمعايير الفنية والأسعار المعتمدة لمثل هذه المنتجات الوسيطة أو الصغيرة الإضافية. إذا كان فصل أو إعادة تدوير المواد الوسيطة أو المنتجات الثانوية الإضافية غير ممكن اقتصاديًا ، فيمكن عندئذٍ استخدامها كوقود.

نفايات الإنتاج. هذه قصاصات من المواد الخام والمواد المتدهورة جزئيًا أو كليًا والمنتجات شبه المصنعة (المنتجات شبه المصنعة) التي لا تلبي معايير الدولة. يمكن استخدام هذه النفايات في إعادة التدوير دون معالجة أو بعد معالجة أولية. على سبيل المثال ، إذا كانت مؤشرات الجودة للمنتجات البلاستيكية (الأواني ، والأنابيب ، والأفلام ، والأدوات المنزلية ، وما إلى ذلك) ، والألوان المصبوغة ، والأنماط ، والمنتجات التي يمكن التخلص منها (النظارات) لا تفي بمعايير الدولة ، فيمكن اعتبارها نفايات إنتاجية.

نفايات غير صالحة للاستعمال. هذه هي المواد التي لا يمكن استعادتها إلى خصائصها الأصلية ، أو المواد التي تجاوزت عمرها الإنتاجي ، أو العديد من العناصر المتقادمة.

مصدر المواد الثانوية. هذه مجموعة من نفايات الإنتاج والنفايات غير القابلة للاستخدام ، ويمكن أيضًا تضمين منتجات وسيطة أو نفايات إضافية في هذه المجموعة. يمكن استخدامها كمادة خام رئيسية أو كمواد مساعدة في إنتاج المنتجات. تعتبر هذه النفايات احتياطيًا محتملاً للموارد المادية للمؤسسات الصناعية. على سبيل المثال ، يعد استخدام المواد القديمة أو المتقادمة - الأفلام والحاويات والمواد المماثلة في الإنتاج ضمانًا لفوائد اقتصادية كبيرة.

مصادر الطاقة الثانوية. هذه هي الطاقة الكامنة للمنتجات أو النفايات أو المواد الوسيطة الإضافية أو المواد التي يتم إطلاقها أثناء العملية التكنولوجية. في نفوسهم ، يتم استخدام وحدتين جزئيًا لتزويد المستهلكين بالطاقة داخل المؤسسة أو خارجها.

يمكن أن تكون مصادر الطاقة الثانوية من 3 أنواع:

1. مصادر الطاقة الثانوية التي تستخدم كطاقة.

2. تستخدم موارد الطاقة الثانوية كحرارة.

3. موارد الطاقة الثانوية الميكانيكية.

            تشتمل مجموعة موارد الطاقة الثانوية للوقود على مثل هذه النفايات أو النفايات أو القمامة أو المنتجات الوسيطة الإضافية التي لا يمكن استخدامها إلا كوقود. على سبيل المثال ، لغرض تحييد القمامة والنفايات والقمامة ، غالبًا ما يتم حرقها في محارق خاصة. يتم تضمين الطاقة المنتجة في هذه العملية في مصادر الطاقة الثانوية للوقود.

            تشمل مجموعة مصادر الطاقة الحرارية الثانوية الحرارة الفيزيائية للأبخرة والغازات وخلائطها الميكانيكية وحرارة تدفق المواد وحرارة الماء وغيرها. على سبيل المثال ، من الممكن تسخين مباني المؤسسة بأبخرة عالية الحرارة تظهر أثناء عملية الإنتاج أو تلبي احتياجات المستهلكين خارج المؤسسة. أو من الممكن تبريد المعدات والمرافق بمساعدة مياه الصرف المنتجة في المؤسسة. هذا لا يجلب فوائد اقتصادية كبيرة فحسب ، بل يساعد أيضًا بشكل كبير في الحفاظ على البيئة الطبيعية.

            موارد الطاقة الثانوية الميكانيكية. تشمل المجموعة الحرارة المتولدة من العمليات التكنولوجية أو طاقة الغازات المضغوطة وغيرها.

   وتجدر الإشارة بشكل منفصل إلى أن مصانع إنتاج الألمنيوم من بين المؤسسات الصناعية تستهلك معظم الكهرباء. 15-16 الف كيلوواط لانتاج طن واحد من الالمنيوم. ساعات من الكهرباء مستهلكة. لذلك ، فإن الغرض الوحيد من إدخال إنتاج خالٍ من النفايات ليس فقط الاستخدام الفعال للسلع المنزلية والنفايات ، ولكن أيضًا الاستخدام الفعال لأنواع الطاقة وموارد الطاقة الثانوية ، فضلاً عن إنشاء تقنيات موفرة للطاقة.