rumah » Tren musim ini » Konsep teknologi bebas limbah. Produksi bebas limbah dan rendah limbah

Konsep teknologi bebas limbah. Produksi bebas limbah dan rendah limbah

Rasional dan penggunaan yang kompleks sumber daya bahan baku sangat penting, karena saat ini di produk akhir Rata-rata, hanya sekitar 10% dari total sumber daya alam yang dimanfaatkan, dan 90% sisanya hilang. Bentuk tertinggi Pengelolaan lingkungan hidup yang rasional adalah suatu kegiatan manusia yang hampir seluruhnya memanfaatkan sumber daya alam, tidak menimbulkan pencemaran dan limbah, dan pada akhirnya mengembalikan segala sesuatunya kembali ke alam tanpa mengganggu kondisinya. Dengan produksi bebas limbah, diasumsikan bahwa skema teknologi optimal dengan aliran material dan energi tertutup akan tercipta. Idealnya, produksi tersebut tidak menghasilkan emisi berbahaya ke atmosfer, Air limbah dan limbah padat.

Istilah “teknologi bebas limbah” pertama kali dirumuskan oleh ilmuwan kimia kami N.N. Semenov dan I.V. Petryanov-Sokolov pada tahun 1956. Ini tersebar luas tidak hanya di sini, tetapi juga di luar negeri. Di bawah ini adalah definisi resmi istilah ini, yang ditetapkan pada tahun 1984 di Tashkent melalui keputusan Komisi Ekonomi Perserikatan Bangsa-Bangsa untuk Eropa (UNECE).

Teknologi bebas limbah - ini adalah metode produksi (proses, perusahaan, kompleks produksi teritorial), di mana Semua bahan mentah dan energi digunakan paling rasional dan komprehensif dalam siklus: bahan mentah primer - produksi - konsumsi - sumber daya sekunder, dan dampak apa pun terhadap lingkungan alami jangan mengganggu fungsi normalnya.

Teknologi bebas limbah mencakup proses berikut:

pengolahan bahan mentah secara menyeluruh dengan menggunakan seluruh komponennya dan memperoleh produk dengan jumlah limbah yang sedikit atau sedikit;

pembuatan dan pelepasan produk baru dengan mempertimbangkan penggunaan kembali;

mengolah emisi, limbah, limbah produksi untuk menghasilkan produk yang bermanfaat;

tanpa saluran pembuangan sistem teknologi dan sistem pasokan gas dan air tertutup menggunakan metode canggih untuk memurnikan udara dan air limbah yang tercemar;

penciptaan kompleks industri teritorial (TPC) dengan teknologi tertutup aliran material bahan mentah dan limbah di dalam kompleks.

Teknologi rendah limbah- ini adalah langkah perantara dalam penciptaan produksi bebas limbah, ketika sebagian kecil bahan mentah menjadi limbah, dan dampak berbahaya terhadap alam tidak melebihi standar sanitasi.

Rasio bebas limbah (atau koefisien kompleksitas) adalah proporsinya zat bermanfaat(dalam%) diekstraksi dari bahan mentah yang diproses sehubungan dengan seluruh kuantitasnya.

Koefisien ini banyak digunakan dalam metalurgi non-ferrous dan diusulkan sebagai kriteria kuantitatif untuk non-limbah: untuk teknologi rendah limbah, koefisiennya harus minimal 75%, untuk teknologi non-limbah - setidaknya 95%.

Saat ini, terdapat pengalaman dalam penciptaan dan penerapan teknologi rendah limbah dan non-limbah di sejumlah industri. Misalnya, Kilang Alumina Volkhov memproses nepheline menjadi alumina dan sekaligus memproduksi soda, kalium, dan semen menggunakan skema teknologi yang hampir bebas limbah. Biaya produksinya 10-15% lebih rendah dibandingkan biaya memperoleh produk ini dengan metode industri lainnya.

Namun, pengalihan teknologi yang ada ke produksi rendah limbah dan bebas limbah memerlukan solusi kompleks besar tugas teknologi, desain dan organisasi yang sangat kompleks berdasarkan penggunaan pencapaian ilmiah dan teknis terkini. Dalam melakukannya, perlu berpedoman pada prinsip-prinsip berikut.

Prinsip sistematis. Menurut dia proses atau produksi adalah elemen sistem produksi industri di wilayah (TPK) dan selanjutnya - elemen dari keseluruhan sistem ekologi dan ekonomi, yang meliputi, selain produksi material dan aktivitas manusia lainnya, lingkungan alam (populasi organisme hidup, atmosfer, hidrosfer, litosfer, biogeocenosis) , serta manusia dan habitatnya. Oleh karena itu, ketika menciptakan industri bebas limbah, perlu mempertimbangkan interkoneksi dan saling ketergantungan produksi, proses sosial dan alam yang ada dan semakin meningkat.

Kompleksitas penggunaan sumber daya. Prinsip menciptakan produksi bebas limbah ini memerlukan penggunaan maksimal seluruh komponen bahan baku dan potensi sumber energi. Seperti yang Anda ketahui, hampir semua bahan baku memiliki komposisi yang kompleks. Rata-rata, lebih dari sepertiga kuantitasnya terdiri dari unsur-unsur penyerta yang hanya dapat diekstraksi dengan pemrosesan yang kompleks bahan baku. Dengan demikian, pengolahan bijih polimetalik yang kompleks memungkinkan diperolehnya sekitar 40 unsur dalam bentuk logam dengan kemurnian tinggi dan senyawanya. Saat ini, hampir semua perak, bismut, platinum dan logam platina, serta lebih dari 20% emas diperoleh sebagai produk sampingan selama pemrosesan kompleks bijih polimetalik.

Bentuk spesifik penerapan prinsip ini terutama akan bergantung pada tingkat pengorganisasian produksi bebas limbah pada tahapan proses individu, produksi, kompleks produksi, dan sistem ekologi-ekonomi.

Siklus aliran material. Ini umum prinsip menciptakan produksi bebas limbah. Contoh aliran material bersiklus adalah siklus air dan gas yang tertutup. Penerapan prinsip ini secara konsisten pada akhirnya harus mengarah pada pembentukan, pertama di masing-masing wilayah, dan selanjutnya di seluruh teknosfer, suatu sistem teknogenik yang terorganisir dan diatur. pilin materi dan transformasi energi terkait.

Membatasi dan menghilangkan dampak berbahaya produksi terhadap biosfer dengan peningkatan volume produksi bebas limbah yang sistematis dan terarah. Prinsip ini berkewajiban untuk menjamin kelestarian sumber daya alam dan sosial, seperti udara atmosfer, air, permukaan tanah, kesehatan masyarakat. Prinsip ini hanya dapat dilaksanakan jika dikombinasikan dengan pemantauan yang efektif, peraturan lingkungan yang dikembangkan, dan pengelolaan lingkungan multi-level.

Rasionalitas organisasi menciptakan produksi bebas limbah: penggunaan semua komponen bahan mentah secara wajar; meminimalkan intensitas energi, material dan tenaga kerja dalam produksi; mencari bahan mentah dan teknologi energi baru yang ramah lingkungan yang menghilangkan atau mengurangi dampak berbahaya terhadap biosfer; kerjasama produksi dengan menggunakan limbah dari beberapa industri sebagai bahan baku industri lain; terciptanya TPK bebas sampah.

Saat menciptakan produksi bebas limbah dengan memperbaiki proses teknologi yang ada dan mengembangkan proses teknologi baru, metode dan metode berikut biasanya digunakan:

pelaksanaan proses produksi dengan jumlah tahapan teknologi (perangkat) seminimal mungkin, karena pada masing-masing tahap tersebut dihasilkan limbah dan bahan mentah hilang;

meningkatkan kapasitas unit unit, menggunakan proses yang berkesinambungan; intensifikasi proses produksi, optimalisasi dan otomatisasinya;

penciptaan proses teknologi energi yang menggabungkan energi dengan teknologi;

Proses teknologi energi memungkinkan pemanfaatan energi transformasi kimia secara lebih maksimal, menghemat sumber daya energi, bahan mentah dan material, serta meningkatkan produktivitas unit.

Untuk transisi individu, terutama industri baru, ke teknologi bebas limbah, perlu bagi masing-masing perusahaan, asosiasi, industri dan struktur pemerintah pada umumnya untuk mengembangkan teknologi yang komprehensif. program pemerintah tentang penciptaan dan pelaksanaan industri bebas limbah dan kompleks industri teritorial.

Cara umum untuk memecahkan masalah lingkungan

alih-alih deklarasi - proyek-proyek yang ramah lingkungan dan aman secara ekonomi dalam kerangka global;

integrasi kekuatan intelektual, teknologi dan keuangan seluruh negara di dunia untuk pelaksanaan proyek-proyek ini;

pengaturan pertumbuhan penduduk dan kebutuhan masyarakat, mereka Pendidikan Lingkungan hidup;

memasukkan aktivitas ekonomi dalam batas kapasitas ekosistem berdasarkan pengenalan luas teknologi hemat energi dan sumber daya;

transisi ke teknologi produksi bebas limbah; pengembangan pertanian berdasarkan teknologi progresif lingkungan yang disesuaikan dengan kondisi lokal.

Penerapan teknologi rendah dan bebas limbah dalam produksi pertanian

Konsep “Teknologi dan produksi bebas limbah dan rendah limbah”

Teknologi bebas limbah dan rendah limbah di kompleks agroindustri

Pembangkit biogas

Desain pembangkit listrik tenaga biogas

Teknologi hemat energi bebas limbah untuk kompleks: lahan terbuka, peternakan, lahan terlindung

"Scarab"

Bertani dengan lingkaran tertutup produksi yang ramah lingkungan

Produksi pektin dan produk pektin dari bahan baku sekunder

Teknologi hidrosiklon untuk pengolahan kentang bebas limbah

Produksi pertanian terpadu dalam ekosistem buatan

Pembuatan pewarna dari limbah labu kuning

Teknologi pengolahan anggur bebas limbah

Literatur bekas, sumber

Konsep “Teknologi dan produksi bebas limbah dan rendah limbah”

Ekosistem alami, berbeda dengan ekosistem buatan (produksi), seperti diketahui, dicirikan oleh sirkulasi materi yang tertutup. Selain itu, limbah yang terkait dengan keberadaan suatu populasi merupakan bahan sumber yang menjamin keberadaan populasi lain atau, lebih sering daripada tidak, beberapa populasi lain yang termasuk dalam biogeocenosis tertentu.

Siklus biogeokimia nutrisi yang berpartisipasi dalam siklus alami telah terjadi secara evolusioner dan tidak mengarah pada akumulasi limbah. Manusia menggunakan materi planet ini dengan sangat tidak efisien; ini menghasilkan limbah dalam jumlah besar.

Mayoritas teknologi produksi buatan manusia yang ada adalah sistem terbuka, di mana sumber daya alam digunakan secara tidak rasional dan menghasilkan sejumlah besar limbah. Adalah sah, berdasarkan analogi biofisik yang mendalam antara produksi “biologis” dan “industri” dari sudut pandang mekanisme sirkulasi zat dan energi, untuk berbicara tentang pembentukan teknologi bebas limbah dan rendah limbah dalam antropogenik. sistem produksi.

Tidak ada keraguan bahwa penciptaan produksi bebas limbah merupakan proses yang agak rumit dan panjang yang memerlukan sistem teknologi, ekonomi, dan organisasi yang saling berhubungan. Tugas psikologis dan lainnya. Tahap peralihannya adalah produksi rendah limbah.

Rendah limbah berarti metode menghasilkan produk yang tidak menimbulkan efek berbahaya lingkungan tidak melebihi tingkat yang diizinkan oleh standar sanitasi dan higienis.

Teknologi bebas limbah dan rendah limbah di kompleks agroindustri

Produksi agroindustri multifungsi modern memiliki basis potensi yang signifikan untuk pengenalan proses teknologi bebas limbah dan rendah limbah yang menjamin penggunaan bahan baku sekunder secara terpadu.

Paling contoh sederhana Pendekatan rasional terhadap teknologi bebas limbah dan rendah limbah di bidang pertanian dapat berupa pembuangan kotoran yang bijaksana, yang telah dilakukan di sejumlah kompleks peternakan besar. Kotoran yang dihasilkan digunakan sebagai pupuk untuk menanam tanaman pakan ternak, yang kemudian diberikan kepada ternak yang dipelihara.

Pembangkit biogas

Biogas - nama yang umum campuran gas yang mudah terbakar yang diperoleh dari penguraian zat organik akibat proses mikrobiologi anaerobik (fermentasi metana).

Untuk produksi biogas yang efektif dari bahan baku organik, tercipta kondisi yang nyaman bagi kehidupan beberapa jenis bakteri tanpa adanya oksigen. Diagram skema proses pembentukan biogas disajikan di bawah ini:

Tergantung pada jenis bahan baku organik, komposisi biogas dapat bervariasi, namun kasus umum, mengandung metana (CH4), karbon dioksida (CO2), sejumlah kecil hidrogen sulfida (H2S), amonia (NH3) dan hidrogen (H2).

Karena 2/3 biogas terdiri dari metana - gas yang mudah terbakar yang menjadi dasarnya gas alam, nilai energinya ( panas spesifik pembakaran) menyumbang 60-70% nilai energi gas alam, atau sekitar 7000 kkal per m3. 1m3 biogas juga setara dengan 0,7 kg bahan bakar minyak dan 1,5 kg kayu bakar.

Biogas banyak digunakan sebagai bahan bakar yang mudah terbakar di Jerman, Denmark, Cina, Amerika Serikat dan lain-lain. negara maju. Ini disuplai ke jaringan distribusi gas dan digunakan untuk keperluan rumah tangga dan transportasi umum. Saat ini, pengenalan luas teknologi biogas di pasar CIS dan Baltik dimulai.

Desain pembangkit listrik tenaga biogas

Pabrik biogas mengolah sampah organik menjadi biogas, pemanas dan listrik, pupuk mineral organik padat dan cair, serta karbon dioksida.

Deskripsi proses

1. Setiap hari, substrat dikumpulkan dalam sebuah lubang dan, sebelum dimasukkan ke dalam bioreaktor, jika perlu, dihancurkan dan dicampur dengan air hingga dapat dipompa.

Substrat memasuki bioreaktor anaerobik. Bioreaktor beroperasi berdasarkan prinsip aliran. Artinya, dengan bantuan pompa, tanpa akses udara, sebagian segar dari substrat yang telah disiapkan disuplai (6-12 kali sehari). Jumlah substrat yang diproses yang sama dipindahkan dari bioreaktor ke tangki penyimpanan.

Bioreaktor beroperasi pada kisaran suhu mesofilik 38-40C. Sistem pemanas menyediakan suhu yang diperlukan untuk proses dan dikontrol secara otomatis.

Isi bioreaktor dicampur secara teratur menggunakan alat homogenisasi bawaan.

Biogas yang dihasilkan, setelah dikeringkan, masuk ke unit kogenerasi blok yang menghasilkan panas dan listrik. Sekitar 10% listrik dan 30% energi panas (in periode musim dingin) diperlukan untuk pengoperasian instalasi itu sendiri.

Substrat yang diproses setelah instalasi biogas disuplai ke separator. Sistem pemisahan mekanis memisahkan residu fermentasi menjadi fraksi padat dan cair. Fraksi padat membentuk 3-3,5% substrat dan mewakili kascing.

Sebagai pilihan, ditawarkan modul LANDCO yang mengolah fraksi cair menjadi pupuk cair dan air bersih (suling). Air murni membentuk 85% volume fraksi cair.

15% sisanya ditempati oleh pupuk cair:

Kelanjutan penggunaan pupuk cair tergantung ketersediaan pasar tradisional dan volume energi panas “bebas” untuk kristalisasi fraksi padat sebesar 2%. Sebagai salah satu pilihan, dimungkinkan untuk menguapkan air pada evaporator vakum atau di dalam kondisi alam. Bahkan dalam bentuk cair, pupuk tidak berbau dan hanya memerlukan sedikit ruang penyimpanan.

Pekerjaan BSU berkelanjutan. Itu. Substrat segar terus-menerus masuk ke dalam reaktor, substrat yang difermentasi dikeringkan, segera dipisahkan menjadi air, pupuk bio dan mineral. Siklus pembentukan biogas, tergantung pada jenis fermentor dan jenis substrat, berkisar dari beberapa jam hingga satu bulan.

Peralatan tersebut mencakup pengendalian kualitas biogas; jika diperlukan, dapat juga mencakup peralatan untuk mengubah biogas menjadi metana murni. Biaya peralatan tersebut adalah 1-5% dari biaya pembangkit listrik tenaga biogas.

Pengoperasian seluruh instalasi diatur secara otomatis. Jumlah pegawai di SPBU biogas ukuran sedang tidak melebihi 2 orang.

Kapasitas stasiun biogas bervariasi dari 1 hingga beberapa puluh juta meter kubik. per tahun, tenaga listrik - dari 200 kW hingga beberapa puluh MW. Menurut perhitungan para ahli, dalam kondisi Rusia yang paling hemat biaya adalah instalasi berdaya sedang dan tinggi, lebih dari 1 MW.

Paling pekerjaan yang efisien Pembangkit biogas dapat terwujud jika kondisi berikut terpenuhi:

Pasokan bahan baku yang tidak terputus dan gratis untuk pengoperasian instalasi

Penggunaan penuh produk pembangkit listrik tenaga biogas, terutama listrik, di perusahaan.

Teknologi hemat energi bebas limbah untuk kompleks: lahan terbuka, peternakan, lahan terlindung

DI DALAM tanah terbuka bercocok tanam. Biji-bijian digunakan sebagai pakan di peternakan dan peternakan unggas. Kotoran dan sampah yang dihasilkan dikirim ke instalasi biogas. Akumulasi biogas digunakan untuk memanaskan rumah kaca, dan sisa produknya digunakan sebagai pupuk di rumah kaca.

"Scarab"

Sampah berubah menjadi pendapatan. Saat ini, wilayah Khleven telah menjadi tempat para ilmuwan, politisi, dan petani berdiskusi tentang bagaimana menjadikan pertanian menguntungkan secara ekonomi dan ramah lingkungan. Peserta forum EcoRegion sampai pada kesimpulan: tanpa dukungan negara perusahaan tidak akan bertanggung jawab terhadap lingkungan. Daur ulang limbah pertanian adalah bisnis yang sangat mahal. Pada saat yang sama, para petani sendiri mengakui: pengalaman Lipetsk, ketika pupuk diperoleh dari limbah Kualitas tinggi, perlu dilaksanakan. Termasuk di tingkat legislatif.

Kotoran ternak berubah menjadi pupuk yang bermanfaat - kompos - bukan dalam setahun, tetapi hanya dalam 3-4 bulan. Bakteri aerobik sedang mencoba. Mereka mengolah kotoran hanya dengan memakannya. Mesin ajaib juga membantu. Itu ditemukan oleh Urbanzyuk Amerika. Penemu Amerika menyebutnya "Scarab", yaitu kumbang kotoran.

Hal-hal yang tampaknya biasa-biasa saja memerlukan investasi modal. "Scarab" berharga hampir 15 juta rubel. Pada pameran dadakan, peserta forum diperlihatkan contoh peralatan yang digunakan di lapangan wilayah Lipetsk. Geografi produsennya mulai dari Amerika Utara hingga Australia.

Bertani dengan siklus produksi tertutup yang ramah lingkungan

Aktivitas peternakan- produksi tanaman pertanian serbaguna - artichoke Yerusalem dan pengolahannya menjadi produk makanan, khususnya sirup fruktosa.

Untuk pembuangan limbah dan produk sampingan artichoke Yerusalem, produksi tambahan disediakan: peternakan babi untuk 300 hewan untuk memberi makan pulp yang diperoleh dalam produksi sirup fruktosa, produksi kascing menggunakan vermikultur (500 ton per tahun) berdasarkan pengolahan kotoran babi, serta biofeed (1000 ton per tahun) berdasarkan pengolahan massa hijau artichoke Yerusalem dengan bantuan jamur tiram. Nilai pakan biofeed setara dengan nilai pakan biji-bijian.

Produksi pektin dan produk pektin dari bahan baku sekunder

Salah satu bidang terpenting untuk meningkatkan efisiensi produksi modern adalah penciptaan teknologi rendah limbah dan non-limbah, keterlibatan lebih luas bahan baku sekunder dalam sirkulasi ekonomi. Persyaratan ini sebagian besar dipenuhi oleh produksi pektin dan produk pektin dari bahan mentah sekunder (bubur bit, apel, anggur dan jeruk pomace, kapas, dll.).

Rusia tidak memiliki produksi pektin sendiri. Fokus jangka panjang pada pasokan impor pektin yang sangat teresterifikasi telah berdampak negatif terhadap perkembangannya di Rusia. Peralatan dan teknologi produksi, Penelitian ilmiah belum cukup berkembang.

Situasi saat ini menunjukkan perlunya mengatur produksi pektin yang fleksibel dalam kondisi Rusia dengan pertimbangan wajib terhadap kondisi ekonomi kawasan, kondisi pasar domestik, dan rangkaian makanan yang mengandung pektin serta produk terapeutik dan profilaksis.

Spesialis dari Lembaga Penelitian Bioteknologi dan Sertifikasi Pangan Universitas Negeri Kuban di bawah bimbingan ilmiah dan teknis Profesor L.V. Donchenko dikembangkan dan diimplementasikan di Hongaria teknologi baru produk pektin dan pektin, menyediakan produksi ekstrak dan konsentrat pektin. Hal ini memungkinkan untuk meningkatkan jangkauan makanan kaleng yang mengandung pektin, gula-gula, roti, pasta dan produk susu, minuman ringan, balsem, dan teh obat.

Untuk memperluas jangkauan dan lebih meningkatkan teknologi perolehan zat pektin dari berbagai bahan baku nabati serta sebagai bagian dari pelaksanaan program inovasi dan edukasi, UNIK “Teknolog” - bagian struktural dari Lembaga Penelitian Bioteknologi dan Sertifikasi Produk Pangan - memasang satu-satunya lini di negara ini untuk produksi ekstrak dan konsentrat pektin, di mana karyawan lembaga penelitian dan mahasiswa pascasarjana berupaya memperluas jangkauan minuman yang mengandung pektin. Lebih dari 20 resep baru telah dibuat. Untuk memasukkannya ke dalam produksi, perlu dikembangkan teknis dan dokumentasi teknologi tidak hanya sesuai dengan kebutuhan pasar konsumen Rusia, tetapi juga pasar Eropa.

Teknologi hidrosiklon untuk pengolahan kentang bebas limbah

Pada tahun 80-an abad terakhir, NPO "Krahmaloprodukt" mengembangkan teknologi hidrosiklon untuk pemrosesan kentang bebas limbah di pabrik pati, yang khususnya diterapkan di wilayah Bryansk(pabrik Klimovsky), di Chuvashia (pabrik Yalchinsky), dll.

Dengan metode tradisional untuk memperoleh pati, hanya ampasnya (serat dengan residu pati) yang digunakan untuk keperluan pakan - bagian umbi yang paling sedikit nilai gizinya. Jus kentang, yang mengandung protein, unsur mikro, dan vitamin, biasanya masuk bersama air ke dalam reservoir, sehingga mencemarinya.

Dengan metode hidrosiklon, setelah hidrosiklon, ampas dan sari buah direbus dan disakarifikasi dengan bantuan enzim, dan terjadi koagulasi parsial protein. Kemudian massa melewati centrifuge dan pengering, dan sisa protein hidrolisat direbus. Hasilnya adalah daging buah yang kering dan kaya protein - pakan yang berharga.

Patut dicatat bahwa dengan teknologi tradisional, sekitar 15 ton air dihabiskan untuk memproses 1 ton kentang, dan dengan hidrosiklon, 0,5 ton air dikonsumsi per 1 ton. Yang tradisional menyediakan pengolahan 200 ton bahan baku per hari, hidrosiklon dirancang untuk 500 ton.

Di Bashkiria, teknologi pembuatan keju bebas limbah telah diterapkan. Misalnya, di pabrik pembuatan keju Dovlekanovsky, 180 ton susu digunakan setiap hari untuk membuat keju, tetapi hanya seperdua belas dari massa ini (15 ton) yang diubah menjadi produk akhir, sisanya (165 ton) adalah whey. Memisahkannya sebelum dikeringkan menghasilkan 60 ton mentega tambahan yang diekstraksi per tahun. Operasi lebih lanjut pada evaporator vakum mereka mengubah cairan keruh menjadi bubuk putih (dari 22 kg cairan diperoleh 1 kg bubuk kering), yang kemudian digunakan untuk berbagai keperluan makanan (produksi keju olahan, es krim, kembang gula).

Produksi pertanian terpadu dalam ekosistem buatan

Rusia menempati peringkat ke-106 dunia dalam hal ekologi dan peringkat ke-7 sebagai sumber sampah terbesar di dunia. Di negara kita, hanya 4% dari total volume sampah yang didaur ulang, yaitu seluas 4 juta hektar - luas yang sebanding dengan luas Belanda atau Swiss, dan setiap tahun meningkat sebesar 10%. Pada saat yang sama, ada sekitar 15 ribu pejabat tempat pembuangan sampah, dan jumlah yang ilegal, menurut berbagai sumber, berkisar antara 200 hingga 1000, sebagian besar berlokasi di wilayah Moskow, Chelyabinsk, Sverdlovsk, dan Leningrad.

Pada suatu waktu, masalah ini diselesaikan dengan mendirikan pabrik pembakaran sampah. Hanya ada tujuh pabrik seperti itu di negara ini: di Moskow, Sochi, Vladivostok, Murmansk, dan Pyatigorsk. Namun pembakaran sampah ternyata berbahaya dari sudut pandang lingkungan. Asap yang dikeluarkan selama pembakaran mengandung banyak zat karsinogen yang berdampak buruk terhadap lingkungan dan kesehatan manusia.

Solusi terbaik untuk masalah ini adalah penciptaan teknologi produksi yang bebas limbah. Tentu saja model ini ideal, namun belum bisa direalisasikan sepenuhnya. Meskipun penciptaan industri yang akan mengolah limbah dan menggunakannya sebagai bahan baku produk baru juga dipertimbangkan arah yang menjanjikan. DI DALAM tahun terakhir Pabrik pengolahan limbah semacam itu sudah muncul di Rusia.

Andrey Nikolaev

"Arti mendaur ulang sangat besar. Perlu diingat bahwa sumber daya banyak material di Bumi terbatas. Ketika banyak bahan memasuki lingkungan, mereka menjadi beracun dan mengganggu sistem ekologi. Di samping itu, penggunaan kembali bahan baku sering kali lebih menguntungkan dibandingkan pengolahan utamanya.”

Pemilahan sampah adalah ilmu yang utuh, di Eropa, pelajaran sekolah dikhususkan untuk itu. Guru membawa banyak hal ke kelas berbagai sampah, dan siswa harus membagi sampah ke tumpukan yang berbeda. Penting juga bagi anak-anak dalam pelajaran ini untuk mendiskusikan cara memilah sampah dengan benar, bagaimana sampah tersebut akan berdampak terhadap lingkungan jika dibiarkan di tempat pembuangan sampah, dan manfaat apa yang didapat setelah didaur ulang. Jadi orang Eropa sudah terbiasa memilah sampah sejak kecil. Dan atas kesalahan dalam memilih wadah, Anda bahkan bisa mendapatkan denda. Saat ini, kertas bekas, kaca, bahan kimia, besi tua, kayu, plastik dan masih banyak lagi dapat digunakan sebagai bahan baku sekunder.

Kertas dan plastik

Tampaknya, apa yang lebih mudah daripada mengumpulkan kertas bekas? Para ilmuwan telah menetapkan bahwa 1 ton kertas bekas menghemat 12 pohon dewasa, menghemat 32 liter air, dan menghemat 4100 kWh listrik. DI DALAM waktu Soviet ada sistem menyeluruh untuk mengumpulkan kertas bekas untuk ditukar dengan buku. Saat ini, sebagian besar limbah produksi percetakan didaur ulang, meskipun kertas apa pun, dengan pengecualian yang jarang terjadi, dapat berfungsi sebagai bahan baku sekunder yang berguna. Saat dibakar, bahan organik melepaskan metana dan gas rumah kaca, jadi sebaiknya kertas, koran, dan karton tidak dibuang ke tempat pembuangan sampah.

Teknologi produksi bebas limbah di bidang kertas bekas memungkinkan diperolehnya tidak hanya kertas putih, tetapi juga kertas baru Bahan bangunan. Bidang pemrosesan utama meliputi produksi barang-barang ramah lingkungan: kapas, tisu toilet, bahan sanitasi dan higienis, bahan isolasi termal. Hanya sedikit orang yang mengira bahwa kertas bekas dapat digunakan untuk membuat ecowool, papan fiber untuk dekorasi interior, dan digunakan untuk memproduksi berbagai macam bahan atap. Namun, kertas bekas daur ulang lebih sering digunakan hanya untuk produksi wadah dan penyangga kemasan telur, daftar pengepakan, gasket untuk kemasan makanan atau furnitur. Sebagai perbandingan: di Eropa, 60% kertas bekas digunakan kembali, di Rusia - 12%.

Mendaur ulang plastik juga memberikan manfaat yang sama. Setiap tahunnya seseorang membuang sekitar 300 kg sampah, sepertiganya adalah botol plastik. Dalam proses pengolahan plastik diperoleh kelenturan yang pada gilirannya cocok untuk pembuatan wadah baru. Oleh karena itu, daur ulang botol-botol plastik juga salah satu pilihan untuk produksi bebas limbah. Dan kemampuannya tidak terbatas pada fleksibilitas saja.

Arkady Semenov

Insinyur proses

“Pembakaran wadah PET merupakan salah satu metode memperoleh energi panas yang digunakan untuk memanaskan air secara terpusat sistem pemanas atau untuk memanaskan bangunan. Anda juga bisa mendapatkan bahan bakar mobil darinya. Benar, mendapatkan bahan bakar dari plastik agak lebih sulit dan mahal dibandingkan dari produk karet, namun ini salah satunya cara nyata daur ulang sampah.”

Di dunia, sekitar 70% plastik digunakan untuk produksi benang dan serat, yang menghasilkan poliester terkenal; 30% plastik daur ulang digunakan untuk produksi ulang botol. Di Rusia, statistik menunjukkan angka sebaliknya. Di negara kita, plastik daur ulang terutama digunakan untuk membuat wadah plastik.

Poliester berbahan dasar plastik merupakan bahan kain nyaman yang mudah dicuci, cepat kering, tidak luntur dan tidak berubah bentuk. Banyak desainer ramah lingkungan yang mengadopsi material ini. Belum lama ini, raksasa olahraga Nike bergabung dengan gerakan mereka. Chief brand officer Nike Charles Denson mengatakan: "Produksi perlengkapan sepak bola menggunakan 13 juta botol plastik yang jika tidak akan dibuang ke tempat pembuangan sampah selama berabad-abad."

Pakaian berbahan plastik daur ulang diwakili oleh brand seperti Asies, Levi's, Topshop, MaxMara, H&M dan masih banyak lagi. Desainer ramah lingkungan dan musisi Pharrell Williams mempersembahkan koleksi pakaian berbahan plastik daur ulang di New York Fashion Week pada tahun 2014. Jeans, jaket bomber, jas hujan, dan kaos oblong untuk pria dan wanita dibuat dari botol-botol yang pernah tergeletak di dasar laut.

Kemungkinan menstabilkan dan meningkatkan kualitas lingkungan melalui penggunaan lebih rasional seluruh sumber daya alam dikaitkan dengan penciptaan dan pengembangan produksi bebas limbah. Konservasi sumber daya merupakan sumber penentu dalam memenuhi kebutuhan yang terus meningkat ekonomi Nasional.

Penting untuk memastikan bahwa peningkatan kebutuhan bahan bakar, energi, bahan baku dan bahan sebesar 75-80% dipenuhi melalui penghematan mereka, yaitu penghapusan kerugian dan pemborosan secara maksimal. Penting untuk melibatkan secara luas sumber daya sekunder, serta produk sampingan, ke dalam sirkulasi ekonomi.

Teknologi non-limbah dipahami sebagai prinsip pengorganisasian produksi di mana siklus “bahan baku primer - produksi - konsumsi - bahan baku sekunder” dibangun dengan penggunaan rasional seluruh komponen bahan baku, segala jenis energi dan tanpa mengganggu keseimbangan ekologi.

Produksi bebas limbah dapat diciptakan di dalam pabrik, industri, wilayah, dan pada akhirnya bagi perekonomian nasional secara keseluruhan.

Contoh “produksi non-limbah” alami adalah ekosistem alami - kumpulan organisme hidup bersama yang stabil dan kondisi keberadaannya, yang terkait erat satu sama lain. Dalam sistem ini, terjadi siklus zat yang lengkap. Tentu saja, ekosistem tidak abadi dan berkembang seiring berjalannya waktu, namun ekosistem tersebut biasanya sangat stabil sehingga mampu mengatasi bahkan beberapa perubahan kondisi eksternal.

Saat menentukan produksi bebas limbah, tahap konsumsi diperhitungkan, yang memberlakukan pembatasan pada sifat-sifat produk konsumen yang diproduksi dan mempengaruhi kualitasnya. Persyaratan utamanya adalah keandalan, daya tahan, kemampuan untuk dikembalikan ke siklus untuk didaur ulang atau diubah menjadi bentuk yang ramah lingkungan.

Yang paling penting bagian yang tidak terpisahkan konsep produksi bebas limbah juga merupakan konsep berfungsinya lingkungan secara normal dan kerusakan yang diakibatkan oleh dampak negatif antropogenik. Konsep produksi bebas limbah didasarkan pada fakta bahwa produksi, meskipun berdampak pada lingkungan, tidak mengganggu fungsi normalnya.

Penciptaan produksi bebas limbah merupakan proses panjang dan bertahap yang memerlukan penyelesaian sejumlah masalah teknologi, ekonomi, organisasi, dan lainnya yang saling terkait. Dasar untuk menciptakan produksi industri bebas limbah dalam praktiknya haruslah, pertama-tama, pada proses dan peralatan teknologi baru yang fundamental.

1.2 Kriteria nol limbah

Sesuai dengan undang-undang saat ini di Rusia, perusahaan yang melanggar standar sanitasi dan lingkungan tidak berhak untuk hidup dan harus dibangun kembali atau ditutup, mis. semua perusahaan modern harus rendah limbah dan non-limbah.

Namun, timbul pertanyaan: berapa porsi bahan mentah dan persediaan yang diperbolehkan dalam produksi rendah limbah yang dapat dikirim untuk penyimpanan atau pembuangan jangka panjang? Dalam hal ini, sejumlah industri Rusia sudah memiliki indikator kuantitatif untuk menilai limbah. Jadi, dalam metalurgi non-ferrous, koefisien kompleksitas banyak digunakan, ditentukan oleh proporsi zat bermanfaat (dalam %) yang diekstraksi dari bahan mentah yang diproses dalam kaitannya dengan keseluruhan kuantitasnya. Dalam beberapa kasus sudah melebihi 80%.

Dalam industri batubara, koefisien produksi bebas limbah telah diperkenalkan dan dihitung dengan menggunakan rumus:

K b p = 0,33 * (K b t + K b f + K b g),

dimana K b t, K b g, K b g masing-masing adalah koefisien pemanfaatan batuan yang terbentuk selama operasi penambangan, air ikutan yang diambil dari penambangan batubara (serpih) dan pemanfaatan limbah debu dan gas.

Seperti diketahui, penambangan batu bara merupakan salah satu proses yang paling padat material dan kompleks terhadap lingkungan dalam perekonomian nasional. Untuk industri ini, telah ditetapkan bahwa produksinya bebas limbah (lebih tepatnya, rendah limbah) jika koefisien bebas limbah melebihi 75%. Jika timbunan sampah dari tahun-tahun sebelumnya digunakan bersama dengan batuan yang baru terbentuk, rasio bebas sampah bisa lebih dari 100%.

Mungkin, sebagai perkiraan pertama, untuk tujuan praktis, nilai koefisien bebas limbah (atau koefisien kompleksitas) sebesar 75% dan lebih tinggi dapat diambil sebagai kriteria kuantitatif untuk produksi rendah limbah, dan 95% - produksi bebas limbah. di sejumlah sektor padat material perekonomian nasional lainnya. Dalam hal ini tentu saja toksisitas limbahnya harus diperhitungkan.

Teknologi bebas limbah adalah model produksi yang ideal, yang dalam banyak kasus saat ini belum sepenuhnya diterapkan, namun hanya sebagian (oleh karena itu istilah “teknologi rendah limbah” menjadi jelas). Namun, sudah ada contoh produksi yang benar-benar bebas limbah. Oleh karena itu, selama bertahun-tahun, kilang alumina Volkhov dan Pikalevsky telah mengolah nepheline menjadi alumina, soda, kalium, dan semen menggunakan metode yang hampir bebas limbah. skema teknologi. Selain itu, biaya operasional untuk produksi alumina, soda, kalium dan semen yang diperoleh dari bahan baku nepheline 10-15% lebih rendah dibandingkan biaya untuk memperoleh produk tersebut dengan metode industri lainnya.

Teknologi bebas limbah adalah metode produksi (proses, perusahaan, kompleks produksi teritorial) di mana semua bahan mentah dan energi digunakan secara paling rasional dan komprehensif dalam siklusnya: bahan baku primer - produksi - konsumsi - sumber daya sekunder, dan dampak apa pun terhadap lingkungan alam tidak mengganggu fungsi normalnya.

Teknologi bebas limbah mencakup proses berikut:

Ш pemrosesan bahan mentah yang kompleks dengan menggunakan semua komponennya dan memperoleh produk tanpa atau sedikit limbah;
pembuatan dan pelepasan produk baru dengan mempertimbangkan penggunaan kembali;
pengolahan emisi, limbah, limbah produksi untuk menghasilkan produk yang bermanfaat;
sistem teknologi tanpa saluran dan sistem pasokan gas dan air tertutup menggunakan metode progresif untuk memurnikan udara dan air limbah yang tercemar;
Penciptaan kompleks industri teritorial (TPC) dengan teknologi tertutup aliran material bahan mentah dan limbah di dalam kompleks.

Teknologi rendah limbah merupakan langkah perantara dalam menciptakan produksi bebas limbah, ketika sebagian kecil bahan mentah menjadi limbah, dan dampak berbahaya terhadap alam tidak melebihi standar sanitasi.

Namun, transfer teknologi yang ada ke produksi rendah limbah dan bebas limbah memerlukan penyelesaian masalah teknologi, desain, dan organisasi yang sangat kompleks berdasarkan penggunaan pencapaian ilmiah dan teknis terkini. Dalam melakukannya, perlu berpedoman pada prinsip-prinsip berikut.

Prinsip sistematis. Sesuai dengan itu, proses atau produksi merupakan unsur sistem produksi industri di kawasan (IPC) dan selanjutnya merupakan unsur keseluruhan sistem ekologi dan ekonomi, yang meliputi, selain produksi material dan aktivitas manusia lainnya, lingkungan alam ( populasi makhluk hidup, atmosfer, hidrosfer, litosfer, biogeocenosis ), serta manusia dan lingkungannya. Oleh karena itu, ketika menciptakan industri bebas limbah, perlu mempertimbangkan interkoneksi dan saling ketergantungan produksi, proses sosial dan alam yang ada dan semakin meningkat.

Kompleksitas penggunaan sumber daya. Prinsip menciptakan produksi bebas limbah ini mensyaratkan pemanfaatan maksimal seluruh komponen bahan baku dan potensi sumber daya energi. Seperti yang Anda ketahui, hampir semua bahan baku memiliki komposisi yang kompleks. Rata-rata, lebih dari sepertiga kuantitasnya terdiri dari unsur-unsur terkait, yang hanya dapat diekstraksi melalui pengolahan bahan mentah yang kompleks. Dengan demikian, pengolahan bijih polimetalik yang kompleks memungkinkan diperolehnya sekitar 40 unsur dalam bentuk logam dengan kemurnian tinggi dan senyawanya. Saat ini, hampir semua logam perak, bismut, platina dan platina, serta lebih dari 20% emas, diperoleh sebagai produk sampingan selama pemrosesan kompleks bijih polimetalik.

Siklus aliran material. Ini prinsip umum menciptakan produksi bebas limbah. Contoh aliran material bersiklus adalah siklus air dan gas yang tertutup. Penerapan prinsip ini secara konsisten pada akhirnya harus mengarah pada pembentukan, pertama di masing-masing wilayah, dan selanjutnya di seluruh teknosfer, sirkulasi materi teknogenik yang terorganisir dan diatur serta transformasi energi terkait.

teknologi produksi bebas limbah

Tampilan