Промышленная экология - Кафедра экологического менеджмента

Промышленная экология
Преподаватель –
Куранов Борис Дмитриевич,
д.б.н., профессор кафедры
экологического менеджмента
• Общий объем курса 108 часов.
Из них:
лекции – 8 часов;
семинары – 30 часов,
самостоятельная работа – 70 часов.
Экзамен в 1 семестре.
Определения
• Промышленная экология – раздел
экологии, рассматривающий влияние
промышленности на окружающую среду и,
наоборот, влияние условий ОС на
функционирование предприятий и их
комплексов (Реймерс,1990).
Определения
• Промышленная экология изучает
взаимосвязь (и взаимозависимость)
промышленного производства, человека и
других живых организмов и среды их
обитания,
• Предметом изучения промышленной
экологии являются эколого-экономические
системы (Зайцев,1999). Синоним ЭЭС –
природно-промышленный комплекс.
• Эколого-экономическая система –
экосистема, которая включает
промышленные предприятия, транспорт,
сельское хозяйство, города, плотины,
тепловые станции и т.п.
• Целью ПЭ является поиск и реализация
способов обеспечения условий выживания
природы и человека при
функционировании эколого-экономической
системы (природно-промышленного
комплекса).
• Одной из главных задач ПЭ создание
техногенного кругооборота веществ по
аналогии с биогеохимическим кругооборотом
в природных экологических системах.
• В основе промышленной экологии лежит
концепция «безотходной технологии»,
предусматривающей цикличность
материальных потоков.
В биоэкологии центральным объектом является
организм, в промэкологии – предприятие
• Производственное предприятие –
организация, осуществляющая
производственный процесс, в результате
которого получается определенная
продукция.
• Производственный процесс – совокупность
операций по добыче и переработке сырья в
определенную продукцию.
По характеру протекания производственные
процессы бывают 2-х видов:
• Непрерывные – в систему постоянно
подаются исходные компоненты и
удаляются готовые продукты (например,
доменный процесс)
• Периодические – протекают в 3 стадии:
загрузка, сам процесс и выгрузка
(например, варка стали в мартеновских
печах).
Любое производство является открытой
системой и работает по типу«вход – выход»
Система «производство - окружающая природная среда»:
сплошная линия - организованные потоки; пунктир неорганизованные потоки (выбросы, сбросы, потери); ТБ технологический блок; ЦП - целевой продукт;
ЭС - экологическая система; А - рабочее помещение (рабочая
зона);
Б - промышленная площадка, территория предприятия; зона В окружающая природная среда (ОПС), природный
территориальный комплекс, совокупность экологических систем
различного уровня
Структура и функциональные элементы
производства
Структура и функциональные элементы
производства
1. Подготовка сырья: измельчение, очистку от
примесей, смешивание компонентов и т.д.
2. Образование необходимого продукта.
3. Очистка конечного продукта от примесей:
А  R + S, где:
A – исходный продукт; R – целевой
продукт; S – побочный продукт.
4. Образование отходов.
• Отходы производства могут содержать
вредные компоненты, которые опасно
выбрасывать в окружающую среду.
• Поэтому существенным элементом
производства является их очистка и
утилизация.
• Обезвреживание отходов, - перевод
токсичных составляющих в безвредные.
•
•
•
•
Для создания целевого продукта кроме сырья
также требуются:
вспомогательные материалы;
энергия;
вода;
система управление (КИП, автоматика).
Показатели эффективности
производства
1.Технические показатели:
• Производительность
(мощность) - количество получаемого
продукта или количество перерабатываемого
сырья в единицу времени: 1 час, 1 сутки, 1
год.
• Расходный коэффициент – количество
затраченного сырья, материалов или энергии
на производство единицы продукта.
• Интенсивность процесса - количество
образующегося продукта в единице объема
аппарата.
• Качество продукта – определяется
нормативными документами (ГОСТами
техническими условиями, сертификатами
качества).
2. Экономические показатели
• Себестоимость – суммарные затраты на
получение единицы продукта.
• Производительность труда - количество
продукции, произведенной в единицу
времени (обычно за год) в пересчете на
одного работающего.
3. Эксплуатационные показатели:
• Надежность – среднее время безаварийной
работы либо числом аварийных остановок за
определенный отрезок времени.
• Безопасность функционирования –
вероятность нарушений, приводящих к
нанесению вреда сотрудникам, окружающей
среде, населению.
4. Социальные показатели:
• Безвредность обслуживания – соответствие
санитарно-гигиенических норм реальным
условиям на предприятии.
• Экологическая безопасность - степень
воздействия производства на окружающую
среду и экологическую обстановку в регионе.
• Нередко достигнутые наилучшие результаты
по каждому из этих показателей вступают в
противоречие друг с другом.
• Поэтому часто необходимы компромиссные
решения, что требует от специалиста
обширных технологических и экологических
знаний.
Технологии и технологические
системы
• Технология – это совокупность способов,
приемов для получения из исходного
материала (сырья) некоторого продукта.
• Технологическая система – совокупность
аппаратов и материальных, тепловых,
энергетических потоков между ними,
предназначенная для переработки сырья.
в продукты.
Основные классы технологий
•
•
•
Физико-механические.
Химические.
Биотехнологии.
Физико-механические технологии
• Исходный материал в процессе получения
продукта меняет форму или агрегатное
состояние, но не изменяет своего
химического состава.
• Примеры: 1) переработка древесины для
производства мебели; 2) получение
металлических изделий.
Химические технологии
• В процессе получения продукта сырье
претерпевает изменения химического
состава.
• Примеры: 1) получение полиэтилена из
природного газа; 2) получение красителей и
многих лекарств из простых химических
соединений.
Биотехнология
• Получение продуктов с использованием
биохимической деятельности
микроорганизмов, изолированных клеток или
их компонентов.
• Примеры: получение лекарств, ферментов и
т.д.
Взаимодействие производства и
окружающей среды
• В процессе взаимодействия производства и
ОС осуществляется обмен веществ между
производством и природой (технологический
обмен).
• Особенностью технологического обмена
является его незамкнутый характер,
поскольку возвращение отходов и
отработанных изделий в качестве исходного
сырья все еще скорее исключение, чем
правило.
• Обмен веществ в биосфере основан на
других принципах и носит замкнутый,
цикличный характер, т. е. теоретически
бесконечный при постоянном потоке энергии
от Солнца.
• Современный объем технологического
обмена создает напряженность на входе
(ресурсы) и выходе (отходы).
• Это требует строго нормировать воздействие
производства на ОС, не допускать
превышения порогов устойчивости
экологических систем.