Россия внесла огромный вклад в науку и производство в XX веке в области новых технологий и тем самым способствовала экологизации производства.
Например, известно, что традиционные методы механической обработки металла при производстве машин обращают в стружку до 40% металла. При этом затрачивается большое количество сырья, энергии, капитала и труда. В окружающую среду попадает большое количество отходов - пыли, грязных стоков и т.п.
В нашей стране был разработан метод сверхточного литья, который позволяет получить практически готовые детали, требующие лишь финишной доработки. Этот ресурсосберегающий и экологически более чистый метод производства получил широкое распространение во многих странах мира.
Организация финансирования инвестиций в новые технологии военно-промышленного комплекса (ВПК) весьма эффективна. Имеющийся в ВПК научно-технический потенциал и технические решения способны оказать большую помощь в переходе на новые технологии производства многим отраслям промышленности и тем самым сэкономить время (продукция готова к применению)
371
и средства на разработку этих технических решений в гражданских отраслях промышленности.
Большой интерес представляют технологии и технические решения, созданные непосредственно в процессе конверсии оборонной промышленности на базе фундаментальных научных знаний применительно к нуждам гражданских отраслей экономики.
√ Созданы технологии и технические средства для получения электрической и тепловой энергии из природного газа, а также сбросных газов нефтеперерабатывающих производств. Коэффициент полезного действия (кпд) установки при выработке только электрической энергии составляет 60%, при выработке тепловой и электрической энергии - 80%, а в перспективе он может быть доведен до 95%.
√ Создан металлогидридный тепловой насос - разновидность сорбционных тепловых насосов, который использует свойство ряда металлических порошков сорбировать большие объемы водорода при разнице температур среды 8 – 10ºС. Цикл замкнутый и экологически чистый. Для аккумулирования тепла создан аккумулятор, который позволяет сохранить температуру в течение 20 ч, доводить ее до 450°С и использовать тепло в различных целях (обогрев помещений, приготовление пищи и др.).
√ Освоена технология очистки и полной утилизации практически любых промышленных стоков, например, путем переработки гальванических стоков; серийно выпускаются эффективные жидкие, экологически чистые, сбалансированные удобрения с добавками микроэлементов. Подготовлено серийное производство установок для получения технической и питьевой воды, соответствующей стандартам качества, из исходной воды любого качества (загрязненной, болотной, соленой, сильно минерализованной и др.). Производительность установок имеет широкий диапазон: для передвижных систем (судов) подача воды - 100 т/ч, для стационарных систем - 1000 т/ч.
√ Разработаны методы генной инженерии для получения микробиологических штаммов, позволяющих резко интенсифицировать производство гумолитов из угля и торфа и обогащать их экологически чистыми соединениями азота из атмосферного воздуха. Эти вещества могут нормализовать минеральный состав почв при их "перекорме" удобрениями, а также снизить содержание солей. Средства, затраченные на их производство и внесение, окупаются в среднем за два сезона сельскохозяйственных работ.
372
√ Сконструирована принципиально новая усовершенствованная кавитационная мельница, позволяющая доводить мощность электромагнитного поля до 10 кВт на 1 см3 обрабатываемого материала. Эта мельница может не только разрушать на частицы (до микроуровня), но даже активизировать ионы, вследствие чего становится возможным создание устойчивых, отсутствующих в природе соединений, например тетраоксида водорода. Мельница пригодна для разделения материалов, находящихся в твердом, жидком (растворы) и газообразном состоянии.
√ В научно-исследовательских институтах ВПК созданы штаммы, пригодные для направленного извлечения химических элементов из сложных соединений (минералов или растворов). Так, создан штамм, живущий в 30-процентном растворе мышьяка и активно поглощающий его. Такой штамм может быть использован при переработке мышьяксодержащих минералов или отходов обогатительного процесса. Имеются штаммы и технологии выделения цианидов из растворов, дающие возможность их нейтрализации или утилизации с последующим возвращением отходов в технологический цикл.
√ Сконструирован дистанционный лазерный анализатор утечек газа из магистральных газопроводов (а также экологически безвредные источники инертного газа), используемый в устройствах для автоматического, дистанционного управления перекрытия кранов газопроводов и скважин в аварийных ситуациях, для дозаправки баллонов с инертным газом, вытеснения горючего газа из емкостей при ремонтных работах.
√ Для разрушения горной породы (негабаритов) создан ударный стенд, где используется энергия взрыва для получения механической энергии. При этом достигаются большая мощность рабочего импульса в оборудовании, экологическая чистота процесса разделки, мобильность установки, безопасность и малая трудоемкость работ. Энергия взрыва используется на ударном стенде для рубки крупногабаритных изношенных автомобильных шин. Энергия направленного взрыва используется в закрытой камере в строго дозированном количестве и с направленным воздействием, стенд обеспечивает предохранение окружающего производственного оборудования и персонала от воздействия взрыва.
√ В производстве полупроводников основным материалом является кремний, легированный с высокой однородностью фосфором. До последнего времени технология легирования состояла из большого количества операций обработки кремния высокотоксичными веществами, при этом часть их попадала в окружающую
373
среду. Кроме того, химическими методами не удавалось обеспечить нужную степень однородности. Новым безотходным технологическим процессом, решающим проблему качества, стал метод бомбардировки брусков кремния однородным нейтронным потоком в одном из каналов атомного реактора. Под воздействием однородного нейтронного потока кремний частично превращается в фосфор. Интенсивность нейтронного потока и время пребывания в нем определяются из необходимых параметров материала (глубина и однородность расположения фосфора).
√ Разработаны технологии подземной газификации угля и непрерывной разливки стали, признанные во всем мире не только производительными, но и оказывающими существенно меньшее влияние на окружающую среду по сравнению с традиционными технологиями. К сожалению, у нас эти прогрессивные технологии внедрялись медленно. Между тем, применение принципиально новых, эффективных технологий производства во всех отраслях хозяйства является основным направлением в снижении антропогенного воздействия на окружающую среду.
Россия, к сожалению, отстает от развитых стран по уровню использования в производстве новых эффективных технологий, хотя и располагает самым мощным интеллектуальным потенциалом. Причины отставания - больше организационные, чем технические и экономические. Дело в том, что СССР в течение длительного времени не был интегрирован в мировую природоохранную технологию, так как существовало эмбарго на ввоз некоторых технологий, например, мембранных. В то время мембраны отечественного производства были менее эффективны и избирательны, чем зарубежные.
Торговые работники в целях экономии государственных средств закупали за рубежом менее эффективные технологические процессы и системы очистки, действовали по принципу: "Скупой платит дважды". Так случилось, например, с Астраханским газовым комплексом. Проектом была предусмотрена очистка от сероводорода (одного из наиболее токсичных газов) с эффективностью 99,96%. Проект очистки был закуплен с менее эффективной степенью очистки (99,60%). Так как объемы переработки значительны, то разность этих показателей очистки оказалась достаточной для нанесения огромного ущерба окружающей среде и здоровью людей. Детские сады пришлось обеспечить противогазами на случай залповых выбросов.
В отраслях промышленности народного хозяйства определились следующие направления перехода к безотходным и малоотходным технологиям.
374
► В горной промышленности предстоит внедрять разработанные технологии по полной утилизации отходов при открытом и подземном способах добычи полезных ископаемых; шире применять методы извлечения на земную поверхность только целевых компонентов. В обогащении полезных ископаемых предстоит переход на экологически чистые технологии.
► В черной и цветной металлургии при реконструкции действующих предприятий необходимо осуществлять переход на технологии, облегчающие экономичное и рациональное использование рудного сырья; расширять производство путем прямого получения железа (без коксодоменного процесса); использовать технологии порошковой металлургии и другие прогрессивные процессы, резко сокращающие выбросы в окружающую среду. Наряду с этим необходимо добиваться резкого сокращения расхода воды и уменьшения объемов сточных вод за счет использования "безводных" технологических процессов и бессточных систем водоснабжения; расширения использования твердых отходов горного и обогатительного производств в качестве строительных материалов, материалов для закладки выработанного пространства шахт, дорожных покрытий, стеновых блоков и т.п.
► В химической и нефтеперерабатывающей промышленности необходимо в крупных масштабах использовать в технологических процессах: окисление и восстановление с применением кислорода, азота и воздуха; электрохимические методы; мембранную технологию разделения газов и смесей жидкостей, биотехнологию (включая производство биогаза из остатков органических продуктов), а также методы радиационной, ультрафиолетовой, электроимпульсной и плазменной интенсификации химических реакций.
► В машиностроении в области гальванического производства следует разработать и применять новые эффективные методы водоочистки, переходить к замкнутым процессам циркуляции воды и извлечения металлов из сточных вод; шире применять получение деталей из металлических пресс-порошков. Совершенствовать технологию машиностроения, заменяя трудоемкие и металлоемкие процессы более прогрессивными и производительными: штамповкой, прессованием, экструдированием и т.п.
► В целлюлозно-бумажной промышленности предстоит в первую очередь сократить расход свежей воды на единицу продукции, создать замкнутые и бессточные системы промышленного водоснабжения; максимально использовать экстрагирующие соединения,
375
содержащиеся в древесном сырье для получения целевых продуктов; совершенствовать процессы по отбеливанию целлюлозы с помощью кислорода; улучшать переработку отходов лесозаготовок биотехнологическими методами в новые продукты цивилизации; расширять мощности по переработке бумажных отходов и макулатуры.
376