В данной работе материальные промышленные загрязнения окружающей среды подразделяются на выбросы в атмосферу, сточные воды и твердые отходы.Физико-химические свойства промышленной пыли зависят в основном от ее природы, т. е. материала или вещества, из которого она образовалась, а также механизма ее образования (размельчение, сгорание и т. п.).
Основной причиной загрязнения верхнего слоя литосферы — почвы являются разнообразные неутилизируемые твердые отходы, идущие в отвалы, на свалки и т. п. Если металлические твердые отходы, как правило, используются в качестве вторичного сырья, этого нельзя сказать о большей части шлаков, золы, древесины, шламов и т. д., а тем более о промышленном и строительном мусоре всех видов.
Основными видами загрязнений сточных вод на машиностроительных предприятиях являются механические взвеси — песок, окалина, металлическая стружка и пыль, флюсы, волокна хлопчатки и т. п., и минеральные масла — продукт переработки высококипящих вязких фракций нефти. Активная реакция таких сточных вод близка к нейтральной (pH = 6,5 -ч- 8,5).
Загрязнение атмосферы разрушительно действует на строительные, конструкционные и другие материалы. Причиной разрушения материалов является прежде всего их коррозия, вызываемая содержащимися в загрязненном воздухе агрессивными веществами (окислителями, солями и т. п.). Кроме того, взвешенные в воздухе частицы могут оказывать на материалы абразивное действие, а также загрязнять их в прямом смысле слова.
Исключительно жесткие требования предъявляются к воде, предназначенной для питья. Вода должна быть бесцветной, свободной от различных веществ, запахов и привкусов, а главное — от болезнетворных микробов и паразитов.
Более высокая степень локализации загрязнений может быть достигнута путем изоляции и герметизации их источников. Такая герметизация осуществляется с помощью специальных камер, кожухов, боксов и т. п., в которые заключается технологическое оборудование, выделяющее загрязняющие окружающую среду вещества или излучения. В качестве примера можно привести выполняемую в камере окраску изделий распылением. В литейном производстве снижению пылеобразова-ния в значительной мере способствует герметизация вспомогательного оборудования, в частности применение закрытых вибрационных конвейеров и пневмотранспорта всасывающего типа для перемещения сыпучих пылящих материалов. Изоляция шумного оборудования позволяет намного снизить уровень шума.
С целью снижения уровня мощности аэродинамического шума, генерируемого поворотами, разветвлениями и дросселирующими устройствами, следует ограничивать скорость движения воздуха в магистральных воздуховодах общественных зданий и вспомогательных зданий предприятий до 5—6 м/с, а на ответвлениях до 2—4 м/с. Для производственных зданий эти скорости могут быть увеличены в 2 раза [33].
Так, Горьковский металлургический завод из своих отходов изготавливает и поставляет другим предприятиям, в том числе местной промышленности, заготовки и детали (производство последних организовано в цехе ширпотреба). В результате внедрения комплексной переработки металла коэффициент его использования повысился с 0,5 до 0,7. Заводом получена экономия 265 тыс. руб. [40].
Переработка металлических отходов с переплавом является основным путем их утилизации. Выплавка вторичных металлов из скрапа—амортизационного лома, т. е. металлолома, получаемого от амортизации и морального износа металлических конструкций, машин и т. д., и производственных отходов (обрезков, стружки и т. п.) представляет собой самую крупную сферу потребления твердых отходов в промышленности.
Переработку производственного мусора преимущественно органического состава (древесина, пластмассы, резина, бумага, ветошь и т. п.) можно осуществлять по той же схеме, что и переработку бытовых отходов, для которой в настоящее время уже имеется отработанная технология. Перспективным здесь является применение пиролиза (деструктивной сухой перегонки), при котором мусор нагревается до высокой температуры без доступа воздуха, в результате чего происходит разложение содержащихся в нем органических веществ 1.’ Проведение этого процесса позволит получить из мусора полезные продукты — высококалорийный горючий газ, смолу и напоминающий сажу углеродистый остаток — заменители, не уступающие по своим свойствам натуральной саже, эбониту, смолам, газу. За счет более высокой температуры горения по сравнению с обычным сжиганием пиролиз позволит также увеличить производство зольных удобрений.
Самыми новыми методами регенерации травильных растворов являются электрохимические методы, из которых следует отметить метод с ртутным катодом и электродиализный метод с селективными мембранами [13].Большая часть электролитов гальванических ванн в настоящее время очищается совместно с элюатами (продуктами, извлеченными из адсорбента) реагентным методом. Однако внедряются и такие методы, при которых основное вещество возвращается в производство. Например, железосодержащие электролиты подвергаются вакуум-кристаллизации, в результате которой выделяется железный купорос (при этом практически 50% основного вещества может быть возвращено в производство). Установки такого типа внедрены на ЗИЛе и на Волгоградском сталепроволочноканатном заводе [75].
Для регенерации растворов травильных ванн, а также для получения из них ценных продуктов травления металлов применяются химические, физические, ионообменные и электрохимические методы.Химические методы можно применять прежде всего к растворам простого состава (например, серной или сЬляной кислот). Значительно чаще используют физические методы, сущность которых заключается в удалении продуктов травления из отработанных травильных растворов в кристаллической форме. Эти методы применяют главным образом для очистки отработанных травильных растворов, составленных из растворов серной кислоты, из которых путем охлаждения выкристаллизовывается железный купорос.
Наряду с утилизацией вторичных материальных ресурсов большие возможности имеются в использовании вторичных топливно-энергетических ресурсов (ВЭР) технологических установок и в первую очередь тепла отходящих дымовых газов металлургического оборудования и нагревательных печей. Если учесть, что затраты энергии и топлива на производство промышленной продукции достигают 15% ее себестоимости, становится очевидным, что этот аспект производства заслуживает самого пристального внимания.
При составлении проектной документации следует предусматривать строительство цехов по переработке отходов в готовую продукцию или полуфабрикаты для передачи другим предприятиям. Вопросы рационального комплексного использования сырья и материалов должны учитываться уже на стадии проектирования и разработки генеральных планов предприятий.
Машиностроение является сердцевиной современной индустрии, ибо оно создает орудия труда для всех отраслей народного хозяйства и является базой его научно-технического прогресса. В. И. Ленин, подчеркивая особую роль машиностроения в осуществлении планов преобразования экономики нашей страны, указывал, что «единственной материальной основой социализма может быть крупная машинная промышленность». В Советском Союзе машиностроение развивается более высокими темпами, чем все другие отрасли промышленности, и по масштабам достигло высокого уровня развития. Так, из общего объема валовой продукции, создаваемой 300 имеющимися отраслями и видами производств, на долю машиностроения и металлообработки приходится примерно 26% или порядка 125 тыс. наименований машин, оборудования, механизмов и других изделий.
Большие масштабы загрязнения окружающей среды наносят обществу существенный ущерб, экономический расчет которого затруднителен. Однако в литературе можно найти ориентировочные оценки ущерба от загрязнений [27], подсчитанные с помощью метода экстраполяции или другим путем.
Любой технологический процесс или отдельную технологическую операцию можно представить в виде определенной системы, которая по своему существу, если пользоваться термодинамическими представлениями, относится к категории незамкнутых. Незамкнутость технологической системы обусловлена органической связью ее с внешней средой, от которой она получает исходное сырье и энергию и в которую она отдает готовую продукцию и всевозможные отходы. К исходному сырью относятся те вещества, которые идут на получение готовой продукции, на обеспечение работоспособности системы (смазки, охлаждающие вещества, строительные материалы и т. п.), на получение энергии (топливо, воздух или кислород для горения топлива и т. п.), на образование сопутствующих побочных веществ, не используемых в качестве продукции. Энергия, подводимая к системе извне (электрическая, солнечная и т. п.) или генерируемая внутри системы за счет химических реакций или физико-химических процессов, расходуется на превращение исходного сырья в готовую продукцию, а также на поддержание работоспособности системы и на всевозможные потери (излучения, поля, шумы, химические вещества и т. д.).