● поощрение экологически безопасного и устойчивого использования возобновляемых природных ресурсов;
● поощрение рециркуляции отходов в процессах промышленного производства и на уровне потребителя, разработка безотходных технологий и замкнутых технологических циклов.
Ресурсы – это любые используемые источники удовлетворения тех или иных потребностей общества [229]. Они расходуются главным образом для создания средств производства и потребительских товаров [13 1]. Ресурсы условно можно подразделить на природные, в том числе возобновляемые, и вторичные материальные и энергетические, к которым и относятся отходы, сбросы и выбросы производства. Они могут быть использованы повторно в хозяйственных целях непосредственно или после доработки, переработки. Использование вторичных ресурсов, как правило, экономически предпочтительнее добычи, обогащения и подготовки первичных ресурсов.
Ресурсосбережением является производство продукции с рациональным использованием и экономным расходованием всех видов ресурсов, оказывающее минимальное воздействие на окружающую среду. Объектами нашего пристального внимания выступают технические факторы, которые включают применение технологий, обеспечивающих минимальные потери материалов, совершенствование технологических режимов, обновление оборудования и т. д. [294].
Таким образом, ресурсосберегающая технология – это обобщенное название технологий, в которых технологический процесс обеспечивается при минимальном расходе энергии, затратах на основные и вспомогательные материалы, заработную плату рабочим основного производства при заданном количестве и требуемой производительности труда [294]. Материалосберегающие технологии – это частный случай ресурсосберегающих технологий. Они обеспечивают получение готового продукта производства или его части без отходов материалов (безотходный технологический процесс) либо с минимальными отходами, не утилизируемыми в данном, а также в каких-либо других видах производства (малоотходный технологический процесс) [140, 294].
Безотходным следует считать такое производство, при котором происходит полное превращение исходного сырья в ту или иную продукцию. Безотходную технологию можно определить как совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, форм сырья, материала или полуфабриката с целью получения потребительных стоимостей (ПС) при сравнительно полной утилизации отходов, образовавшихся в прямых технологических процессах [175].
Для более широкого внедрения относительно замкнутых, т. е. предполагающих возврат отходов в основной технологический процесс, экологических циклов необходимо решить по меньшей мере две задачи [30, 14 1].
Во-первых, для разработки конкретных способов утилизации отходов в те или иные полезные вещества следует выяснить их строение, состав, количество; разработать технологические процессы для их полного использования в качестве исходного сырья.
Во-вторых, преодолеть ограничения, связанные с угрозой теплового загрязнения планеты и техногенного наращивания энергопотребления, что значительно сложнее.
Однако изготовление товарных продуктов с разработкой и использованием малоотходных и безотходных технологий, очевидно, служит технико-технологическим «ключом» к экологическому и «устойчивому» обществу будущего [35, 106].
1.2. Отходы производства, реализации и потребления как возможное сырье для получения ценных импортозамещающих продуктов
Экологические аспекты технологии производства ТНП заключаются в уменьшении антропогенного фактора воздействия на окружающую среду и сокращении количества промышленных отходов.
По российскому законодательству отходы – это твердые, порошкообразные, пылеобразные остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных не являющихся конечной целью процесса производства изделий и продуктов, в том числе некондиционные и побочные продукты (производства и потребления), использованная и утратившая полностью или частично свои исходные документированные потребительские свойства готовая продукция и другие объекты [120]. Их подразделение производится в соответствии с идентификатором отходов.
Выделяют отходы производства и отходы потребления. Отходы производства включают:
● материалы, вещества, изделия, образовавшиеся в процессе производства продукции, выполнения работ (услуг) и не находящие применения на данном предприятии (организации) либо полностью непригодные для использования в том качестве, для которого они предназначены [30] ;
● остатки сырья, материалов, веществ, полуфабрикатов, изделий, предметов, образовавшиеся в процессе производства продукции, выполнения работ (услуг), утратившие полностью или частично потребительские свойства и не находящие применения в том качестве, для которого они предназначены;
● остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства; вновь образовавшиеся в процессе производства попутные вещества, не находящие применения.
В отходы производства включаются побочные и попутные продукты, отходы сельского хозяйства [195]. Отходы производства непродовольственных товаров можно классифицировать по таким признакам, как агрегатное состояние, степень воздействия и т. д. [13 1]. Наибольший интерес представляет классификация по возможности повторного использования, в соответствии с которой отходы бывают утилизируемые и неутилизируемые.
Утилизация древесных отходов
Одним из основных направлений государственной политики в области экологии является минимизация отходов при добыче и переработке биологических возобновляемых ресурсов, в том числе растительных. В перечень критических – в экологическом плане – технологий Российской Федерации, среди прочих, включена переработка и воспроизводство лесных ресурсов.
Далее в монографии достаточно подробно будет показано место и значение в балансе отходов, образующихся в отраслях лесного комплекса, древесной зелени, на долю которой приходится 20–30млн т.
Направления и способы использования древесной хвойной зелени [74] :
● непосредственное использование путем скармливания в измельченном виде и как водные вытяжки сельскохозяйственным животным и птице, а также использование в лечебной практике в виде водных настоев и экстрактов (сосна и пихта сибирская);
● упрощенные методы переработки древесной зелени: получение хвойной витаминной муки;
● экстракция органическими растворителями, прежде всего бензином, с получением товарных продуктов;
● экстрагирование легколетучими жидкостями и сжиженными газами с получением товарных продуктов;
● паровая дистилляция древесных отходов.
В известной нам литературе рассматриваются обычно технические решения этой задачи. Так, известна безотходная химическая переработка древесной зелени ели, сосны, березы, осины, ольхи, пихты сибирской с получением биологически активных веществ (БАВ) кормового и лечебно-профилактического назначения [12, 303]. Экстрагирование БАВ осуществляется одновременно бензином и водой с последующим разделением на растворы бензино- и водорастворимых веществ. После отгонки бензина экстрагированная древесная зелень ДЗ используется для приготовления кормовой муки. Из водорастворимых веществ получают экстракт хвойный натуральный и брикеты соляно-хвойные. Из раствора липидов при охлаждении, отстаивании и фильтровании выделяют суспензии воска-сырца, из которого путем экстракции получают воск и безметальные аналоги хлорофилла. Очищенный бензиновый раствор после отгонки растворителя обрабатывают едким натром, получая таким образом хлорофилло-каротиновую пасту. По другому варианту после выделения воска очищенный бензиновый раствор обрабатывают едким натром и серной кислотой и разделяют на три фракции: раствор нейтральных липидов, раствор полярных липидов и суспензию безметальных аналогов хлорофилла. Из раствора нейтральных липидов путем последовательного фракционирования растворителя получают эфирное масло и провитаминный концентрат. Раствор полярных липидов перерабатывают с получением бальзамической пасты, безметальных аналогов хлорофилла, жирных и дитерпеновых кислот. Из суспензии безметальных аналогов хлорофилла получают хлорофиллин натрия, металлокомплексы, жирные и дитерпеновые кислоты.