Первое направление ("пассивный" метод защиты окружающей среды) — комплекс мероприятий по ограничению вредных выбросов и отходов производства с последующей утилизацией отходов (очистка сточных вод от примесей, очистка газовых выбросов от вредных веществ, рассеивание вредных выбросов в атмосфере, захоронение токсичных и радиоактивных отходов).
Второе направление разработка таких технологических процессов, которые обеспечивают безотходное производство. Основные этапы разработки безотходной технологии: разработка способов и оборудования для переработки всех отхо-
до» производства (включая уходящие газы и пыль); разработка технологий, обеспечивающих использование водообо-ротного цикла, отсутствие сточных вод; создание территориально-производственных комплексов (ТПК), имеющих замкнутую структуру материальных истоков сырья, полупродуктов и отходов внутри ТПК.
В металлургии в настоящее время реализуется третье направление: разработка малоотходных технологий. Под малоотходным производством часто понимают производство, в результате которого вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарными нормами, но определенная часть отходов все же имеет место (соответственно, имеются отвалы, захоронения отходов и т.п.).
К решению этих проблем можно идти разными путями:
а) восстановление экологического равновесия (строи тельство природоохранных объектов, создание и использова ние высокоэффективных газоводоочистных сооружений и др.);
б) предупреждение нарушения экологического равновесия путем рационального природопользования (рациональные, на- учнообоснованные масштабы тех или иных производств и их структур, создание и использование малоотходных и безот ходных технологий, обеспечивающих охрану природы на более высоком качественном уровне);
в) предупреждение будущих нарушений и восстановление нарушенного.
ОХРАНА ПРИРОДЫ И МЕТАЛЛУРГИЯ.
ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
В НАШЕЙ СТРАНЕ
Человечеством потребляются миллиарды тонн минерального сырья, топлива, воды, биомассы, атмосферного кислорода, а в готовый продукт переходит малая часть (около одного процента) затраченных природных ресурсов.
Ежегодно промышленные предприятия и транспорт выбрасывают в атмосферу около 1 млрд.т аэрозолей и газов (в том числе угарный газ, сернистый ангидрид, оксиды азота), приблизительно столько же сажи; в водоемы поступает свыше 500 млрд.т промышленных и бытовых стоков. Из природной среды ежегодно извлекается около 40 млрд.т разных материалов и продуктов. За счет сжигания топлива связывается
около 20 млрд. т свободного кислорода атмосферного воздуха. Количество воды, забираемой из источников, оценивается по различным данным в 550—600 млрд. т. Беда в том, что отходы и выбросы не только истощают запасы невозоб-новляемых природных ресурсов нашей планеты, но и оказывают вредное, а иногда и смертельное влияние на растительность, животный мир и на условия жизни человека.
Одной из отраслей, к деятельности которой в этом плане человечество предъявляет серьезные претензии, является металлургия. Так, металлургический завод полного цикла, производящий 10 млн.т стали в год до введения строгих мер контроля выбрасывал ежегодно в атмосферу более 200тыс.т пыли, 50 тыс.т соединений серы, 250 тыс.т оксида углерода, оксида азота и других веществ.
Предприятия цветной металлургии нашей страны до введения строгих мер контроля выбрасывали ежегодно около 6 млн. т вредных веществ, в водоемы сбрасывалось около 500 млн.м3 загрязненных сточных вод.
Выбросы пыли в 2—5 раз превышают показатели передовых промышленных стран, энергоемкость готовой продукции выше на 10-20%.
По степени ущерба, наносимого окружающей среде, металлургия в нашей стране занимает второе место среди отраслей промышленности после топливно-энергетического комплекса, отличаясь высокой ресурсоемкостью и, как следствие большими отходами.
Сегодня в металлургии более целесообразно применять процессы, менее загрязняющие окружающую среду, чем контролировать, с большими затратами, уровень загрязнений традиционных процессов и вести борьбу с этими загрязнениями.
Учитывая все сказанное, становится понятным, что инженеры-технологи, разрабатывающие тот или иной технологический процесс, и конструкторы, создающие новое оборудование, стремятся прежде всего исключить (или по возможности уменьшить) образование отходов и загрязняющих природу веществ. Если это не удается (в большиинстве случаев пока это не удается), организуют улавливание всех загрязняющих веществ, рациональное использование (утилизацию) образующихся отходов. При этом учитывается, что отходы часто содержат ряд ценных компонентов, а также значитель-
ное количество тепла. В принципе современная металлургическая технология обеспечивает полную утилизацию тепла и производственных отходов и охрану от загрязнения ими окружающей среды.
Инженерные разработки, связанные с созданием безотходных и малоотходных технологий, ведутся во всем мире. Возникла новая подотрасль, разрабатывающая, изготавливающая оборудование, обеспечивающая охрану природы и полное использование и утилизацию отходов. Подлежащие очистке потоки горячих отходящих газов от металлургических агрегатов несут в себе большое количество энергии, и улавливание загрязняющих веществ из газовых выбросов сочетается с использованием их химической энергии, физического тепла, а в некоторых случаях и их механической энергии. Ценные составляющие имеются в отвальных шлаках, в плавильной пыли.
Желание максимально использовать все ценное, что содержится в отходах металлургического производства, заставляет повышать требования к оборудованию по очистке газа, переработке шлаков и пыли, что связано с увеличением затрат, однако в целом это оказывается экономически выгодным и приближает индустрию, связанную с охраной окружающей среды в металлургии, к самоокупаемости.
Исторически получилось так, что структура производства металлов в России сегодня заметно отличается от таковой в других промышленноразвитых странах мира. С экологической точки зрения сегодня эта структура не может быть признана рациональной. Сложившаяся структура является следствием экстенсивного развития металлургии и некоторых других факторов. В целом это приводит к большим отходам не только в самой металлургии, но и металлопотребляющих отраслях.
Приведем пример из области черной металлургии. Внутри отрасли значительная доля затрат приходится на добычу руд, нерудных материалов, обогащение, производство кокса, ферросплавов, огнеупоров. Наша промышленность еще не успела перейти от традиционной, сложившейся десятилетиями технологии, к современной, основанной на замене разливки стали в изложницы непрерывной разливкой, на широком использовании листового проката (с последующей штамповкой, сваркой и т.д. и соответствующим уменьшением масштабов
использования металлообрабатывающих станков с образованием миллионов тонн стружки), на широком использовании методов внепечной обработки с целью получения металла высокой степени чистоты и качества.
В результате эффективно используется лишь небольшая доля выплавляемой стали. Условно можно сказать, что мы производим "излишнее" количество стали, соответственно добываем "излишнее" количество руды, коксующегося угля, имеем "излишнее" количество аглофабрик, доменных печей, заводов для производства огнеупорных материалов, т.е. производств с экологической точки зрения весьма неприятных (см. раздел "Внепечная обработка и экология").