Предисловие

Дисциплина «Эколого-экономический анализ в создании энерго- и ресурсосберегающих процессов» входит в состав вариативной части основной образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии и изучается в 7 и 8 семестрах 4 курса. В соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования подготовки бакалавров по бакалавров по направлению 18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии целью освоения дисциплины является освоение экономических аспектов взаимодействия промышленного производства с окружающей средой, способов анализа экономических проблем, связанных с изменением ее состояния, экономической оценки природных ресурсов и последствий их использования, методов планирования и прогнозирования промышленного природопользования, что соответствует общим целям основной образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии и направлены на формирование соответствующих уровней компетенций междисциплинарного характера, таких как: способен использовать элементы эколого-экономического анализа в создании энерго- и ресурсосберегающих технологий, ПК-14; способен проводить стоимостную оценку основных производственных ресурсов, ПК-16; способен систематизировать и обобщать информацию по формированию и использованию ресурсов предприятия, ПК-18.

Выпускники должны иметь уровень знаний, умений и навыков в области экологической экономики, достаточный для квалифицированного выполнения научно-исследовательской, проектной, производственно-технологической и организационно-управленческой видов профессиональной деятельности, связанных с указанным направлением подготовки.

Знания, умения и навыки, приобретаемые студентами в результате изучения дисциплины должны позволить будущим специалистам эффективно решать самые разнообразные задачи в сфере защиты окружающей среды с применением методов эколого-экономического анализа, использованием современных экономических и правовых механизмов промышленного природопользования и эколого-экономических критериев развития и функционирования народного хозяйства.

В учебном пособии представлен теоретический и практический материал, освещающий подходы к оценке экологической эффективности технологических процессов (раздел 1), порядок выполнения курсовой работы (раздел 2), ситуационные задания к курсовой работе (раздел 3), в приложения представлены необходимые для выполнения курсовой работы справочные материалы.

Раздел 1

1.1 Оценка экологической эффективности технологических процессов

Оценка экологической эффективности осуществляется на основании анализа материального баланса

m₁ + m₂ = m₃ + m₄. (1)

В первую очередь оцениваются составляющие материального баланса в единицах приведенной массы с использованием коэффициента относительной эколого-экономической опасности загрязняющих веществ в выбросах, сбросах и твердых отходах, усл.т/т, определяемые по прилож. 11 и 13.

Затем следует рассчитать комплексный коэффициент экологичности (экологической эффективности) рассматриваемого технологического процесса (базовый вариант)

К =ηПФ, (2)

где, η – показатель, характеризующий эффективность систем регулирования воздействия на окружающую среду; П – коэффициент экологичности очистных сооружений; Ф – технологический выход основной продукции.

Показатель эффективности систем регулирования воздействия на окружающую среду определяется по формуле

Η =М₄`/М₄ = (М₄– М₄``)/М₄, (3)

где М – приведенная масса загрязняющих веществ, усл. т.

Для нахождения П используется формула

П = ΣМ_{ПДВ(ПДС)}/М₄``, (4)

где ΣМ_{ПДВ(ПДС)} – суммарная приведенная масса ЗВ, рассчитанная для утвержденного ПДВ или ПДС, усл. т.

Технологический выход основной продукции

Ф = m₃/(m₁ + m₂). (5)

Далее сравнивается базовый вариант технологического процесса с другими, например:

а) доведение выбросов ЗВ в атмосферу до ПДВ;

б) доведение сбросов ЗВ в водоемы до ПДС;

в) внедрение замкнутой системы производственного водоснабжения с повторным использованием воды;

г) внедрение замкнутой системы производственного водоснабжения с повторным использованием воды, –

и выбрать наиболее лучший по максимальному значению К.

По п. а) коэффициенты рассчитываются по формулам:

η = (М₄ – М₄``<sub>ПДВ</sub> – М<sub>4</sub>``_с)/М₄; (6)

П = (М₄``<sub>ПДВ</sub> + М<sub>4</sub>``_ПДC)/(М₄``<sub>ПДВ</sub> + М<sub>4</sub>``_c). (7)

По п. б) расчет коэффициентов ведется во формулам

η = (М₄ – М₄``<sub>ПДС</sub> – М<sub>4</sub>``_в)/М₄; (8)

П = (М₄``<sub>ПДВ</sub> + М<sub>4</sub>``_ПДC)/(М₄``<sub>ПДС</sub> + М<sub>4</sub>``_в). (9)

При внедрении замкнутой системы водоснабжения расчет ведется по формулам

η = (М₄ – М₄``_в)/М₄; (10)

П = М₄``<sub>ПДВ</sub>/М<sub>4</sub>``_в); (11)

в случае оборотного использования воды (использование воды в том же технологическом процессе, внутренний рецикл)

Ф = m₃/(m₁+m₂–m₄``_с); (12)

в случае повторного использования воды (использование воды в других технологических процессах в качестве готовой продукции, внешний рецикл)

Ф = (m₃+m₄``_с)/(m₁+m₂). (13)

Пример 1.Для производства фторсодержащих полимерных материалов требуется, т/год: основного исходного сырья – 70,5; вспомогательного сырья и материалов – 2,2; получается до 44,0 т/год готовой продукции и 28,7 т/год отходов производства, уходящих со сточными водами и воздушными выбросами. Из них, т/год, до 26,0 приходится на Н₂О; до 0,7 – на фтористые соединения и до 2,0 – на органическую и неорганическую пыль. В результате реализации природоохранных мероприятий (абсорбционная очистка отходящих газов) фактическая масса выбросов ЗВ составляет 3,03 т/год (в т. ч. Н₂О – 3,0;F– 0,02; пыль – 0,01) фактическая масса ЗВ в сбросах составляет 20,03 т/год ( в т. ч. Н₂О – 20,0;F– 0,01; взвешенные вещества – 0,02). Утвержденный предприятию ПДВ, т/год, поFсоставляет 0,015; пыли – 0,05; ПДС, т/год, по растворимым фтористым соединениям – 0,0075; взвешенным веществам – 0,015. Уловленные газоочистным оборудованием отходы в количестве 5,64 т/год ( в т. ч. Н₂О – 3,0 и твердая фаза – 2,64) идут на организованное размещение на полигонах твердых бытовых отходов. Требуется, используя комплексный коэффициент экологичности технологических процессов, определить наиболее предпочтительный из следующих вариантов природоохранных мероприятий со сходными затратами на их осуществление:

а) доведение выбросов ЗВ в атмосферу до ПДВ;

б) доведение сбросов ЗВ в водоемы до ПДС;

в) внедрение замкнутой системы производственного водоснабжения с повторным использованием воды;

г) внедрение замкнутой системы производственного водоснабжения с повторным использованием воды.

Принять для растворимых соединений фтора в пересчете на F– ПДК_м.р.= 0,02 мг/м³; ПДК_р.х.= 0,75 г/м³; для взвешенных веществ и пыли ПДК_м.р.= 0,05 мг/м³; ПДК_р.х.= 10 г/м³.

Решение.Расчет материальных потоков в единицах приведенной массы свести в табл. 4.12.

1. Расчет комплексного коэффициента экологичности по базовому варианту

η =М₄`/М₄ =(М₄– М₄``)/М₄= (0,39 – 0,0102 – 0,0153)/0,39 = 0,935,

П = ΣМ_{ПДВ(ПДС)}/М₄`` = (0,0076 + 0,0115)/(0,0102 + 0,0153) = 0,749,

Ф = m₃/(m₁ + m₂) = 44,0/(70,5 + 2,2) = 0,605,

К =ηПФ = 0,935^.0,749^.0,605 = 0,424.

2. Доведение выбросов ЗВ в атмосферу до ПДВ

η =(М₄ – М₄``<sub>ПДВ</sub> – М<sub>4</sub>``_в)/М₄ =(0,39 – 0,0076 – 0,0153)/0,39= 0,941;

П=(М₄``<sub>ПДВ</sub> + М<sub>4</sub>``_ПДC)/(М₄``<sub>ПДВ</sub> + М<sub>4</sub>``_в) = (0,0076 + 0,0115)/(0,0076 + 0,0153) = 0,834;

Ф = m₃/(m₁ + m₂) = 44,0/(70,5 + 2,2) = 0,605,

К = 0,941^.0,834^.0,605 = 0,475.

3. Доведение сбросов ЗВ в водоемы до ПДС

η =(М₄ – М₄``<sub>ПДС</sub> – М<sub>4</sub>``_а)/М₄ =(0,39 – 0,0102 – 0,0115)/0,39= 0,944;

П = (М₄``<sub>ПДВ</sub> + М<sub>4</sub>``_ПДC)/(М₄``<sub>ПДС</sub> + М<sub>4</sub>``_а) = (0,0076 + 0,0115)/(0,0102 + + 0,0115) = 0,88;

Ф = m₃/(m₁ + m₂) = 44,0/(70,5 + 2,2) = 0,605,

К = 0,944^.0,88^.0,605 = 0,503.

4. Внедрение замкнутой системы водоснабжения

η = (М₄ – М₄``_а)/М₄ = (0,39 – 0,0102)/0,39 = 0,974;

П = М₄``<sub>ПДВ</sub>/М<sub>4</sub>``_а = 0,0076/0,0102 = 0,745;

в этом случае использование воды происходит в том же технологическом процессе (внутренний рецикл)

Ф = m₃/(m₁+m₂–m₄``_в) = 44,0/ (70,5 + 0,0022 – 0,02003) = 0,835;

К = 0,974^.0,745^.0,835 = 0,606.

в случае повторного использования воды (использование воды в других технологических процессах в качестве готовой продукции, внешний рецикл)

Ф =(m₃+m₄``_в)/(m₁+m₂) =(44,0 + 0,02003)/(70,5 + 0,0022)= 0,881,

К = 0,974^.0,745^.0,881 = 0,639.

Таблица 4.12

Расчет материальных потоков

Наименование компонента	Материальные потоки
	Суммарное количество загрязняющих веществ				Воздушные Выбросы					Сточные воды
	m4, т/год	Кэi, усл. т/т	М4, усл. т	m4``а, т/год		К^аэi, усл. т/т	М4``а, усл. т	М4``ПДВ, усл. т	M4``в, т/год		К^вэi, усл. т/т	М4``в, усл. т	М4``ПДС, усл. т
Вода	26	0	-	3,0		0	-	-	20,0		0	-	-
Фтор	0,7	0,5	0,35	0,02		0,5	0,01	0,075	0,01		1,33	0,013	0,01
Пыль	2,0	0,02	0,04	0,01		0,02	0,002	0,001	0,02		0,1	0,002	0,0015
Всего	28,7		0,39	3,03			0,012	0,076	20,03			0,015	0,0115