Зін-өзі тексеру сұрақтары

1. Инновациялық технологиялар дегеніміз не?

2. Мемлекеттік ресур үнемдейтін технологияның дамуына үлесі қандай?

3. Қазіргі кезде жаңа технологияны дамыту тиімділіктері?

Лекция 5Өндірістік қалдықтардың құрамындағы құнды компоненттерді рекуперациялау мен қалпына келтіру.

Мақсаты: Өндірістік қалдықтарды өндеу технологиясымен және қайта қалпына келтіру жолдарымен таныстыру.

Ғылыми-техникалық прогресстің ерекшелігі болып халықтық өндірістің көлемінің өсуі табылады. Өндірістіңөсуінің нәтижесі шаруашылық айналымға табиғи ресурстарды көптеп қолдану немесе қолданысқа еңгізу. Бірақ-та олардың рациональды өсу дәрежесі жалпы алғанда төмен. Жылына 10млрд т миниральды және тура сол мөлшерде органикалық шикізат азық-түліктері қолданылады. Пайдалы қазбаларды өңдеу мен утилизациялау олардың қордарын анықтауға қарағанда тезірек жүреді. ТМД елдерінде өндірістердің 70пайызы шикізат, материал, жағармай мен энергияның қазылуына, жұмсалуына кетеді. Сонымен қатар өндіріс шикізатының 10-99пайызына дейін қалдыққа айналады, ал ол сулар мен атмосфераға тасталып жерді ластайды.

Минералды шикізаттарды өте көп мөлшерде қолдану көп көлемді қалдықтардың жиналуына әкеліп соғады, ал олардың жою мен алдын-алу экономикалық тиімсіздікке әкеледі. Әлемде жылдан жылға өнеркәсіптік өндіріс өсіп келеді және осыған пропорциональды қалдық көлеміде өседі, ол қалдықты 8-10жыл арасында 2 есе өсірді. АҚШ-та жылына шығатын қатты қалдықтың мөлшері 3,5млрд т құрайды, ол әрбір адамға шаққанда 50кг.

Көп жағдайда интенсивті қолданысқа ие энергетикалық ресурстар болып табылады. Адамзаттың қалыптытасқанынан бері жағармайдың 90 млрд т қолданылған.

Минералды шикізаттарды қолдану (5-6пайыз жылына) әлемде соншалықты көп, ал оны физикалық көлемде қалыпты келтіруге 30 жыл керек, ол қазылып алынатын жағармай тіпті одан да көп. Осы шикізаттарды шексіз көп пайдалану оларды қайта қалпына келтіруде өте көпшығын әкеледі.Шикізатпен жағармайды қазып алу кезіндегі көбейіп келе жатқан қалдық мөлшері қоршаған ортаны және оларды алушы жерлерді одан әрі кірлетіп жатыр. Жылдан жылға өсіп келе жатқан қалдық массасы қоршаңан ортамен табиғи ландшафттардың сапасын азайтушы бірден-бір фактор.

Өндірістің неготивті әсері табиғаттың негізгі бөліктерімен жалпы биосфераны ластайды. Ол табиғи ресурстарды алу мен өңдеу кезіндегі қалдықтың бөлінуі болып табылады. Өндіріс пен өндіруші қалдықтар – антропогенді ластаушы көздері болып табылады, тек қана қоршаған ортаны емес, ол глобальды масштабта шығатын қалдықтардың қолдану коэффицентінің көбеюі.

Мысалы, СССР-да түсті металлургияда табиғи породаларды жылына 2 млрд т дейін қолданған, ал ол товарлы продукцияның 1пайызы, ал Ресей Федерациясында ол нәтиже басқаша, өнімнің 90-95пайызы қалдыққа жіберіледі немесе 80млрд т -120 млрд т улы заттар өндірісінің қазба көзі болып табылады, оның жылдық өсу мөлшері 10млрд т немесе 9-10пайыз болса, қалдықтан алынатын көлемдік мөлшері 250000 га жер. Қалдықты шығарытын негізгі көз болып тау-кен өндірісі, химиялық, металлургиялық, жағармай-энергетикалық өндірістер табылады.

Қалдықтар туралы негізгі түсінік.

Жалпы алғанда қалдық деп- адамдар шаруашылықта, транспортта, өндірісте қолданбайтын , бірақ өз құрамына байланысты шикізат ретінде шаруашылық салаларына қалпына келтіріле алатын затты атайды.

Өндіріс қалдықтары деп- өнімдерді дайындау кезінде өзінің физикалық құрамын толықтай немесе бөлшектермен жойған жартылай фабрикат, шикізат, материал қалдықтарын айтамыз. Өндірістің жұмысы кезінде қазба байлықтарын алу мен байыту, шикізатты физико-химиялық өңдеудегі шикізаттар өндіріс қалдықтары болып есептеледі. Өңделген қалдықтар- олар ары қарай өңделмейтін, керексіз, істен шыққан инструменттер, шаруашылық құралдары, машиналар түрлері және т.б болып табылады.

Қолдану жағдайына қарай оларды: утилизацияланатын және утилизацияланбайтын қалдықтар деп бөледі. Біріншісіне шаруашылық айналымындағы технологиялық өнім, ал екіншісіне қазіргі уақытта жоқ қалдықтар жатады.
Өндіріс қалдықтарының классификациясы.

Өндіріс қалдықтары көбінесе химиялық біркелкі емес, күрделі поликомпонетті заттар болып табылады, олар химия-физикалық құрамының әртүрлілігімен қатар, улы, химиялық, биологиялық, коррозионды, отқа және жарылғаш қауіпті болып табылады. Қалдықтардың классификациясы мынандай түрлері болады: химиялық табиғатына, пайда болу технологиялысына және ары қарай қалпына келетінлігіне байланысты бөлінеді. Біздің елімізде улы заттар қауіптілігіне байланысты, сақталуы мен қалпына келтіруіліне байланысты 4 классқа бөлінеді:

1. Өте қауіпті қалдықтар. Ол қалдықтарға сынап пен оның қосылыстары, сулем, хромқышқылды және цианистті калий,сурьма қосылыстары оның ішінде үшхлорлы сурьма, бенз-а-пирен және т.б.

Сынап қосылыстарының улылығы сынап ионының әсерінен болады. Ағзаға сынап ионды емес формада енеді. Сосынол ақуыз молекулаларымен қанда қосылып, нәтижесінде ондай күшті болмасада мықтылаукомплекс- металлопротеидтер түзеді. Ағзалық орталық жүйке жуйесінің жұмысы бұзылып, мидағы процесстер жұмыстарының бұзылуна әкеледі. Сынап қоспалары жануарларға өте улы құраммен улану кезінде тәбеттің жоқтығы , су тапшылығы, құсу, жалпы әлсіздік , үштің өтуіне,көздерінің сулануы тіпті дірілге, аяқ-астынан өлімге де әкелуі мүмкін. Ал тірі қалғанын өзінде 1-2сағат ішіндеасқазанның бұзылуына, күннен соң бүйректің зақымдануына әкеліп соғады.

Адамда сулем мен сынап тұздарымен уланғанда- басы ауырады, тістері зақымдалады, стомотит болады, кейде температурасы көтеріледі, ауыр жағдайларда – бүйрек нефроз болып, 5-6 күннен соң өлімге әкеледі. Ал жеңіл жағдайларда- тәбеттің жоғалуы,құсу, кейде қан құсу, жүрегі айну, асқазан язвасы болады.Басына кіші дәрет бөлінбеуі байқалып, сосын мүлдем жүрмей қалуы мүмкін.Хроникалық улану кезінде адамда, сондай-ақ жануарларда жүйке-жүйесі зақымдалып, мидың үлкен жарты шары жұмыс істемей қалуы мүмкін. Тубуркулезбен ауырған адамдар арасында өлім жиірек кездеседі.

Жалпы ағзаға калий цинаиді мен цианид әсері тыныс алу жолдарынбұзып, оттегін табады. Адам үшін калий цианиді улкен өлімдік зонасы-0,12г кейде одан да аз болуы мүмкін.

Сурьманың қосылыстары өкпе, тыныс алу жолдарының , терінің бұзылуына әкеледі. Ал қатты улануда ол зат алмасуға әсер етіп жүйке-жүйесі мен жүрекке әсер береді. Сурьма 3хлор қыщқылы мен тұз қышқылы гидролизі кезінде ағзаға тыныс алу жолдарының жұмысының бұзылуына әкеліп соғады. Ол көзді бұзады, жүректі айнытады, құсуға, іш өтуге, әлсіздіке, кіші дәретке бара алмауға әкеледі, нәтижесінде жүрек ілсіздігі ал ол өлімге әкеледі.

Бенз-а-пирен- канцерогенді қосылыс ,ол таскөмір (1,5-2пайыз), таскөмірлі смола (0,001-1пайыз), сланецті майлар, мұнай өнімдерінің, пиролиз заттары мен торф өндірісі нәтижесінде алынады. Бенз-а-пирен адам мен жануарлар ағзаларында канцерогенді активтілікке ие. Сонымен қатар әртүрлі ағзаларда рак ісіктерінде де әкелед , олар: тыныс жолдары, асқазан, сүт бездері және т.б канцерогенді ағзаға әсері жасуша элементтері мен әрекеттесу нәтижесінде болады. Мынандай гипотезаларда бар: олар өздігінен жеке рөл атқармай, аногенді вирустарға жағдай жасайды. Атмосфералық ауада бензапирен ПДК-сы 0,01мкг/м³.

2. Жоғары-қауіпті қалдықтар.Бұл қалдықтар мыс хлорлары, мыс сульфаты, қымыздық қышқылды мыс, үшокисьті сурьма мен қорғасын қосылыстарынан тұратын болып табылады.

Қорғасын –барлық тіріге оның ішінде жүйке жүйесіне, қанға, қан тамырларына аз мөлшерде эндоприндік және асқорту жүйелеріне аз мөлшерде әсер етуші у. Ақуыз синтезіне активті әсер етеді, жасуша мен гендік аппараттардың энергетикалық балансы мен ферментті процесстердің жұмысына қанды жүйеде эритроциттер зақымдалуына зат алмасуға әсер етеді.

Мыс ағза құрамында органикалық комплексті қосылыс түзіп қан айналым жұмысына үлкен әсер етеді. Ол кезде маңызды рольді мыс ионы мен SH-группалары арасындағы реакция ең улы болып табылады. Мыс пен ақуыз жасушаларының реакциясы тынысы алу жолдары мен асқазан трактаталарының жұмысын бұзады.

Мыс сульфаты жануарлардың асқазанына түсуі оларда анемия, асқазан язвасын, бүйрек жұмысының бұзылуына, бауыр ауруларына әкеліп, аяғында өлімге ұшыратады. Олармен тыныс алатын болса, онда жоғары тыныс алу жүйесі мен асқазан, орталық жүйке жүйесінің жұмысы бұзылады.

3. Әдейі немесе өте қауіпті қалдықтар.Оларға қорғасын оксидтері, никель хлориді, төртхлорлы көміртек қалдықтары жатады.

Никель хлоридімен уланған кезде қозу пайда болады, терінің қызаруы, іштің өту процесстері жүреді. Көп уақыт қатынаста болу эритроцит санын азайтып,көп жануарларда ол өте ауыр аурулы болып өтеді.

4.Қауіптілігі аз қалдықтар. Олар құрамында магний сульфаты, фосфаттар, мырыш қосылыстары қалдықтары, ол қалдықтар пайдалы қазбалармен байытылған.

Магний SH-группасының ағзаның ішкі мүшелерінде өзгеріске әкеледі, нукелинді алмасуды бұзады. Адамдарда танау жұмыстары бұзылып, шаштары түседі. Магний сульфаты теріге әсері дермотологиялық ауруларға әкеледі.

Кең қолданысты халықшаруашлық белгілеудегі өнімдер мен материалдарды алумен және бағалы құралдарды алумен өндірістік өнімдер мен өндірістік қалдықтарды қайта өңдеудің қалдықсыз ресурсқорғау технологиясын жасау

Қазіргі өндірістің масштабтылығымен және өсу қарқынымен дамуы бойынша аз және қалдықсыз технологияларды ендіру мен өңдеу мәлелері үлкен өзектілікке ие болуда. Елдер қатарында оларды жылдам шешу қоршаған ортаны қорғау мен табиғи ресурстарды рационалды қолданудың стратегиялық бағыты сиякты қарастырылады.

Көптеген фирмаларда, әсіресе ірі зауыттарда (мыс, темірбетон өндірісінде) қажет материалдарды, энергияны, отын үнемділігі, шығындар азайту және рентабелділікті жоғарлату үшін қажет ететін орасан зор ресурс шығындары жүреді. Ондай кәсіпорындарда мәселердің бірі ресурсқорғайтын технологиясы енгізілген болуы керек.

Кез – келген өндірістің дамуына қағидалы жаңа қарым – қатынасты және қалдықсыз технологияны құру.

Еуропалық экономикалық комиссия БҰҰ декларациясына (1979) сәйкес қалдықсыз технология ұғымы – адам қажетінің жақтауларында табиғи ресурстарды көбірек рационалды қолдануды және қоршаған ортаны қорғауды қамтитын құралдар мен әдістерді, білімдерді, тәжірибелі қолдану.

1984ж БҰҰ комиссиясы бұл ұғымның ең нақтылы анықтамасын қабылдады:

қалдықсыз технология шикізаттың барлығы және энергия көбірек рационалды және айналымда кешенді қолданылатын, өнімді өндіру әдісі: өндірісте шикізат ресурстарының екінші ресурстарын қолдану, қоршаған ортаға кезкелген әсет оның қалыпты көрсетуін бұзбайды.

Бұл анықтама абсолютті қабылдануы керек, яғни өндіріс қалдықсыз болуы мүмкін деп оайламау керек. Абсолютті қалдықсыз өндірісті елестету мүмкін емес, ондай табиғатта жоқ, ол термодинамиканың екінші бастамасына қарсы келеді (термодинамиканың екінші бастамасы екінші текті мәнгі қозғалтқыш, жылудың бір көзінің салқындауы есебінен жұмысты аяқтайтын кезеңді қызмет ететін құрылғыны жасаудың мүмкін еместігі туралы тәжірибеден алынған дәлелдеме). Бірақ қалдықтар табиғи жүйелердің қалыпты қызмет көрсетуін бұзбауы керек. Басқаша айытқанда, табиғаттағы бұзылмаған күйдің критерийлерін өңдеуі қажет. Қалдықсыз өндірісті жасау өте күрделі және ұзақ үрдіске жатады, аралық кезеңі азқалдықты өндіріс болып табылады.

Азқалдықты өндіріс қоршаған ортаға нәтижесі әсер еткенде санитарлы – гигиеналық нормаларда рұқсат етілген деңгейді, яғни ПДК аспайтын өндіріс болып табылады. Техникалық, экономикалық, ұйымдастырылатын, т.б.себептері бойынша материалдар мен шикізаттар бөлігі қалдықтарға өтіп, ұзақ сақтауға немесе көмуге жіберіледі. Ғылыми – техникалық прогрестің қазіргі даму кезеңінде бұл көбірек шынайы.

Қалдықсыз өндірісті жасаудың жалпы қағидасы оны ұйымдастырудың рационалдығ болып табылады. Мұнда анықтаушы болып табылатындары шикізаттың барлық құрамдарын дұрыс қолдану, өндірістің энерго, материал еңбексиымдылығын максималды азайту және экологиялық негізделген шикізаттық және энергетикалық жаңа технологияларды іздестіру, бұл қоршаған ортаға теріс әсері мен ауылшаруашылығының аралас салаларын қоса алғанда зиянды әсерінің төмендеуі көп байланысты болады. Бұл жағдайда соңғы мақсат энерготехникалық, экономикалық, экологиялық параметрлер бойынша біруықытта өндіріс оптимизациясы болып табылады. Бұл мақсатқа жетудің негізгі жолы өндірістер мен қазіргі технологиялық үрдістерді жетілдіру және жаңаларын өңдеу болып табылады. Қалдықсыз өндірісті ұйымдастыруға осындай қадамды мысалдардың бірі күкірт қышқылы өндірісінің қалдығы пиритті огароктар утилизациясы болып табылады. Қазіргі уықытта пиритті ограктар толықтай цемент өндірісіне кетеді. Бірақ пиритту ограктардың құнды құралдары – мыс, күміс, алытын, темір қолданылмайды. Сол уақытта мысты, асыл металдарды алумен және темірді кезекті қолданумен пиритті ограктарды қайта өңдеудің (мысалы, хлоридті) экономикалық тиімді технологиясы ұсынылған.

Табиғи ресурстарды рационалды меңгерумен және қоршаған ортаны қорғаумен байланысты жұмыстардың барлық байланысында аз және қалдықсыз өндірісті жасаудың басты бағыттарын көрсету қажет. Оларға жататындар шикізатты және энергетикалық ресурстарды кешенді қолдану; сәйкесті жабдықтар мен өндірістерді және технологиялық үрдістерді жетілдіру және қағидалы жаңаларын өңдеу; су және газ айналымды циклдерді өндіру (газ, су тазалау әдістері базасында); басқаларға шикізат ретінде бір өндірістердің қалдықтарын қолдана отырып, өндіріс кооперациясы, қалдықсыз аймақты өндірістік кешендер жасау.

Өнеркәсіптің жеке салаларында қалдықсыз және аз қалдықты технологияларды өңдеулер мен кейбір бағыттар бар.

1. Энергетика. Энергетикада газды қалдықтарды азот пен күкірт оксидтерінен тазалау бойынша өңдеулерді ендіру, қалдықты газдарда ластайтын заттар құрамын төмендетуге көмектесетін, қайнаған қабатта жағу сияқты, отын жағудың жаңа әдістерін кең қолдануға қол жеткізу, бұл кезде түзілген күлді құрылыс материалдар өндірісінде т.б. өндірістерде шикізат ретінде тиімді қолдану керек.

2. Тау өнеркәсібі. Тау өнеркәсібінде пайдалы қазбаларды алудың ашық және жерасты әдістерінде қалдықтарды толық утилизациялаудың өңделген технологияларын енгізу қажет; пайдалы қазбалардың алу жерлерін өңдеудің геотехникалық әдістерін кең қолдану керек; алу жерінде табиғи шикізатты қайта өңдеу мен байытудың қалдықсыз әдістерін қолданып ресурстарды қайта өңдеудің гидрометаллургиялық әдістерін кең қолдану қажет.

3. Металлургия. Қара және түсті металлургияда жаңа кәсіпорындарды жасауда және қайта жасауда рудалық шикізатты экономды, рационалды қолдануды қамтитын қалдықсыз, азқалдықты технологиялық үрдістерді ендіру қаже; қайта өңдеуге газ тәрізді, сұйық, қатты қалдықтарды тарату, құбыр суларымен және қалдық газдармен зиянды заттардың қалдықтарын жіберуді төмендету; ферро балқымалы және доминалы шлактардың барлығын толық көлемде қайта өңдеу, сондай – ақ түсті металургия шылактары мен болат балқымалы шылактарды қайта өңдеу масштабтарын мәнді ұлғайту; сусыз технологиялық үрдістер мен сумен қамтудың құбыр су жүйелерін ендіру ары дамыту жолдарымен құбыр суларын азайту және болған су шығындарын шұғыл қысқарту; қоршаған ортаның ластауының әртүрлі параметрлерін бақылау аппараттарын, жоғары тиімді тазалау жабдықтарын металлургиялық кәсіпорындарда кең ендіру және өңдеу.

4. Химиялық және мұнай өңдеу өнеркәсібі. Химиялық және мұнай өңдеу өнеркәсіптерінде ірі масштабтарда технологиялық үрдістерде қолданылуы керек; ауа, азот пен оттегіні қолданып қалпына келтіру мен тотығу; газды және сұйықты қоспаларды бөлудің мембраналық технологиясын, электрохимиялық әдістері; радиациялық, ултракүлгін, электримпулисті және плазмалық интенсификациялы химиялық реакциялар әдістері; органикалық өнімдер қалдықтарын алынған биогаз өндірісін қоса алғанда биотехнология.