        Министерство образования и науки Республики Казахстан
Костанайский государственный педагогический институт
Кенжебаева С.Д.
Использование вторичного сырья, как материал для изготовления объектов труда в процессе изучения технологии
Дипломная работа
специальность 050120 - «Профессиональное обучение»
Содержание
Введение
1 Общие вопросы связанные с проблемой переработки и использования вторичного сырья......................................................................................................5
1.1 Основные понятия и определения ……………………………………………5
1.1.1.Обзор проблемы ……………………………………………………………..5
1.2 Вторичное сырьё и окружающая среда…………………………….…………7
1.2.1Складирование отходов……………………………………………………...9
1.3 Возможности использования вторичного сырья…………………………….11
1.4 Виды вторичного сырья ………………………………………………………13
1.4.1 Бумага ………………………………………………………………………..13
1.4.2 Ткань ................................................................................................................19
1.4.3 Пластик……………………………………………………………………….24
1.4.4 Пенопласт…………………………………………………………………….26
2 Подбор, разработка объектов труда с использованием вторичного сырья на занятиях по технологии……………………………………………………………28
2.1Принцип и методы подбора объектов труда…………………………………31
2.2 Технология изготовления изделий из вторичного сырья……………………35
2.2.1 Организация рабочего места ………………………………………………..35
2.2.2 Инструменты и приспособления……………………………………………41
2.2.3 Технология изготовления декоративного панно в технике лоскутной пластики…………………………………………………………………………….42
2.2.4 Технологическая последовательность изготовления бабочки
из пластика…………………………………………………………………………49
2.3 Расчёт себестоимости………………………………………………………….50
Приложение А…………………………………………………………………... ..51
Приложение В…………………………………………………………….………..52
Заключение………………………………………………………………………….54
Список использованной литературы...……………………………………………55
Введение
Природные ресурсы - это компоненты природной среды, природные объекты, которые используются (или могут быть использованы) при осуществлении хозяйственной деятельности в качестве источников энергии, продуктов производства, предметов потребления и имеют потребительскую ценность. В природные ресурсы включают: полезные ископаемые, источники энергии, почву, водные пути и водоемы, минералы, леса, дикорастущие растения, животный мир суши и акватории, генофонд культурных растений и домашних животных, живописные ландшафты.
Они дают нам пищу, одежду, кров, топливо, энергию и сырье для работы промышленности, из них человек создает предметы комфорта, машины и медикаменты. В процессе производственной деятельности образуются отходы, которые нарушают экологическое равновесие, загрязняя окружающую среду, и снижают степень извлечения ценных компонентов, содержащихся в исходном сырье. Их подразделяют на отходы производства и отходы потребления (лом). Под отходами производства понимают остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Под отходами потребления понимают изделия и материалы, потерявшие потребительские свойства из-за физического или морального износа. На городских свалках даже среднего города ежегодно скапливаются сотни тысяч тонн бытовых отходов. Разлагаясь, они отравляют воздух, почву, подземные воды и превращаются, таким образом, в серьезную опасность для окружающей среды и человека. Вот почему "героями дня" становятся эффективные, безотходные, а главное - экологически чистые технологии промышленной переработки мусора. Во всем мире переработка и утилизация бытовых отходов становятся все более злободневной проблемой. Главным образом это касается крупных густонаселенных городов, где ежегодно скапливаются миллионы кубометров всевозможного мусора. Дымящиеся свалки, кучи выброшенного хлама, переполненные мусорные баки такие картины знакомы многим городским жителям. Подсчитано, что каждый год в стране скапливается только твердых бытовых отходов 140 миллионов кубометров, а к 2005 году эта цифра возрастет до 190 миллионов. Проблему уничтожения такой огромной массы мусора, бесспорно, можно отнести к категории экологических, с другой стороны, она самым тесным образом связана с решением сложных технических и экономических вопросов. Повышенный интерес к использованию вторичного сырья в развитых странах мира определяется наряду с экономическими соображениями также и жестким экологическим законодательством в отношении переработки отходов производства и потребления. Все большую роль играют международные соглашения по охране природы, особенно в тех направлениях, которые координируют отношения по обращению с отходами. Например, для стран - членов ЕС требуется обязательность наличия планов создания рынка вторичного сырья, введение нормирования использования наиболее распространенных отходов (макулатуры, стекла, пластиковых упаковок). [1]
Актуальность нашего исследования заключается в том, что использование вторичного сырья, утилизация отходов, представляет собой насущную проблему в настоящее время. Каждый вносит вклад в эту проблему, а значит, должен принять участие в её решении. Нельзя подходить к проблеме отходов, как к борьбе с мусором, ставя задачу любой ценой избавиться от него. Нужно не уничтожать отходы, а учиться использовать всё что, у нас называется мусором, отходами, вторичным сырьём
Под вторичным сырьем мы будем подразумевать лишь ту часть отходов, повторное использование которых технически возможно и экономически целесообразно. Использование вторичного сырья позволяет решить ряд важнейших проблем: сохранение невосполнимых природных ресурсов; улучшение экологической обстановки; снижение капитальных и энергетических затрат; повышение производства; создание малоотходных технологий [2].
Объект исследования процесс подбора разработки изготовления изделий из вторичного сырья.
Предмет исследования: изделия из вторичного сырья,
Цель исследования: подобрать, разработать технологию изготовления изделий из вторичного сырья и рассчитать себестоимость
Задачи:
Обзор и анализ литературы по вопросу исследования
Подбор и разработка изделий
Разработка технологии изготовления
Изготовление изделий и расчёт их себестоимости
Методы исследования: анализ, синтез, проектирование, изготовление, апробирование.
Гипотеза: если подобрать, разработать технологию изготовления изделия из вторичного сырья, это позволит уменьшить расходы и расширить возможности организации внеклассных мероприятий.
1 Общие вопросы связанные с проблемой переработки и использования вторичного сырья.
Основные понятия и определения
Вторичные сырьё и ресурсы – отходы производства и потребления, которые на данном этапе развития науки и техники могут быть использованы в народном хозяйстве как на предприятии, где они были образованы, так и за его пределами. К вторичным ресурсам можно отнести побочные продукты, которые являются возможным сырьем для других производств. Важнейшими видами вторичного сырья являются лом; отходы чёрных, цветных и драгоценных металлов; отработанные смазочные масла; брак деталей; вышедшие из употребления изделия из полиэтилена и др.; изношенные автопокрышки; отработанная серная кислота; макулатура и др. К вторичное сырью относятся также выбывшие из строя машины и оборудование и их детали; металлические части, получаемые при разборке зданий и старых судов; чёрные и цветные металлы, содержащиеся в непригодных к использованию предметах широкого потребления и быта, конечные отходы производства (например, зола на электростанциях). Отходы - непригодные для производства определенной продукции виды сырья, его неупотребимые остатки или возникающие в ходе технологических процессов вещества и энергия, не подвергающиеся утилизации.[3]
Повышенный интерес к использованию вторичного сырья в развитых странах мира определяется наряду с экономическими соображениями также и жестким экологическим законодательством в отношении переработки отходов производства и потребления. Все большую роль играют международные соглашения по охране природы, особенно в тех направлениях, которые координируют отношения по обращению с отходами. Например, для стран - членов ЕС требуется обязательность наличия планов создания рынка вторичного сырья, введение нормирования использования наиболее распространенных отходов (макулатуры, стекла, пластиковых упаковок).[4]
1.1.1.Обзор проблемы
Для начала хотелось бы обрисовать проблему городского мусора или твердых бытовых отходов как их называют специалисты. И начнем, по традиции с данных американских экологов, чей опыт всегда ставится в пример, иногда заслуженно. Жители Нью-Йорка выбрасывают в день в общей сложности около 24000 тонн всевозможных материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит ценные металлы, стеклянные контейнеры, пригодные для дальнейшего использования, а также макулатуру, пластик и пищевые отходы, незаменимые для удобрения почвы. Но наряду с ними в этой смеси содержится еще большее количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро- карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий.
Местные власти всех стран повсеместно пытаются найти лучший способ для утилизации отходов своих граждан. Особенно остро эта проблема стоит в промышленно развитых странах, так как состояние окружающей среды не допускает использование традиционных мест сброса. Все больше и больше мусора вывозится на дальние расстояния в санитарные зоны сброса, где он сортируется для извлечения ценных материалов в целях дальнейшей переработки и сжигается в специальных печах, предназначенных для получения энергии.
Проблема утилизации отходов усугубляется в основном потому, что большая часть товаров народного потребления обречена на очень кратковременную службу человеку. Они куплены, потреблены и выброшены без должного отношения к их остаточной ценности. Поражают количество энергии и затраты на восстановление окружающей среды при такой структуре потребления. Средний по размерам город областного значения располагает большим количеством алюминия, чем небольшая бокситовая шахта, меди - чем средняя медная копия, и большим количеством бумаги, чем можно было бы получить из огромного количества древесины. Вопрос лишь в том, как эффективнее ее разрабатывать, с тем чтобы получить максимальную отдачу от собранных материалов.
Переработка отходов предоставляет обществу повсюду "обмануть" проблему их утилизации и, следовательно, за счет затрат на переработку облегчить экологические стрессы. Переработка металлических, бумажных, стеклянных, пластмассовых и органических отходов уменьшает потребности в энергии и сырье. Так, при производстве алюминия из лома вместо бокситов затраты энергии и загрязнение воздуха уменьшаются на 95%. Получение бумаги из макулатуры вместо древесины не только спасает от вырубки ценные леса, но и на три четверти сокращает расход энергии на производство 1 т бумаги, требует лишь половины объема воды, потребляемой при использовании древесного сырья. Затраты энергии и материалов, общее загрязнение могут быть радикально снижены при условии сокращения количества отходов, посредством поощрения полного использования сырья и переработки, путем превращения отходов в новую продукцию.[5]
Благодаря уменьшению расхода энергии, получаемой в основном из ископаемого топлива, переработка отходов становится одним из наиболее эффективных методов сдерживания концентрации газов, способствующих парниковому эффекту, и сокращения загрязнений, составляющий которых ведут к образованию кислотных дождей. Продукты сгорания ископаемого топлива нарушают хрупкий баланс газов в атмосфере, что, как утверждают ученые, может вызвать глобальное повышение температуры и поднятия уровня океана - в случае увеличения доли оксида углерода в атмосфере. В результате действия загрязнителей, кислотных дождей и продуктов сгорания природного топлива уже повреждены 19 млн. га лесов в Северной и Центральной Европе, это - территория, примерно равная Восточной Германии и Австрии, вместе взятым, и это же - тысячи мертвых озер на индустриальном Севере.
Люди не беспомощны перед лицом этого комплекса проблем. Сокращая количество прямых отходов производства и перерабатывая большую часть отходов, люди становятся частью решения данной проблемы. Но сами по себе они (потребители) не могут произвести желаемых изменений. Им нужна помощь предприятий, способных и стремящихся производить продукцию, приспособленную к дальнейшей переработке, и правительства, способных и стремящихся изменить прежнюю практику утилизации отходов. Общие решения по утилизации отходов, принятые местными и национальными правительствами, влияют на глобальное использование энергии, уровень теплоты в атмосфере и степень загрязнения окружающей среды. От того, насколько сплоченно будут действовать люди и нации, чтобы сохранить сырье и энергетические ресурсы, и будет зависеть уровень глобального изменения окружающей среды.
Во многих местах в мире стратегия переработки отходов не получает поддержку из-за предрассудков против уже использованных материалов и продуктов, содержащих их. Из-за того, что кампания по сбору отходов началась как мера по защите здоровья, многие ошибочно считают вещи, бывшие в употреблении, опасными и грязными. Напротив, многие материалы находятся в употреблении именно из-за их долговечности и надежности.
Утилизация путем переработки мировых отходов приведет к тому, что в дальнейшем уже использованного металла будет применяться больше, чем имеется в богатейших месторождениях, бумаги - столько, сколько можно было бы получить из миллионов га лесов, и пластмассы, содержащие высоко переработанные химикаты.
И тот факт, что эту продукцию, очень дорогую по содержанию сырья и энергоемкую, часто считают бесполезной, показывает извращенность экономической системы. Мы просто выбрасываем наше будущее.[6]
Вторичное сырьё и окружающая среда
Жизнедеятельность человека связана с появлением огромного количества разнообразных отходов. Резкий рост потребления в последние десятилетия во всем мире привел к существенному увеличению объемов образования твердых бытовых отходов. В настоящее время масса потока твёрдых бытовых отходов, поступающего ежегодно в биосферу достиг почти геологического масштаба и составляет около 400 млн. тонн в год.
Твердые промышленные и бытовые отходы засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт, а также являются источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения поселка, города и области, и целым районам, а также будущим поколениям. То есть, эти твёрдые промышленные бытовые отходы нарушают экологическое равновесие. С другой стороны следует рассматривать как техногенные образования, которые нужно промышленно-значимо характеризовать содержанием в них ряда черных, цветных металлов и других материалов, пригодных для использования в металлургии, машиностроении, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве.
Влияние потока твёрдых бытовых остро сказывается на глобальных геохимических циклах ряда биофильных элементов, в частности органического углерода. Так, масса этого элемента, поступающего в окружающую среду с отходами, составляет примерно 85 млн. тон в год, в то время как общий естественный приток углерода в почвенный покров планеты составляет лишь 41,4 млн. тонн в год.
Сделать производство безотходным невозможно так же, как невозможно сделать безотходными и потребление. В связи с изменением промышленного производства, изменения уровня жизни населения, увеличения услуг рынка значительно изменился качественный и количественный состав отходов. Запасы некоторых мало ликвидных отходов, даже при современном спаде производства в России, продолжают накапливаться, ухудшая экологическую ситуацию городов, районов. Введение в 1994 году Временных правил по охране окружающей среды от отходов производства и потребления в Российской Федерации позволило наработать в вопросах образования и утилизации отходов некоторый опыт.
Решение проблемы переработки твёрдых бытовых отходов приобретает за последние годы первостепенное значение. Кроме того, в связи с грядущим постепенным истощением природных источников сырья (нефти, каменного угля, руд для цветных и черных металлов) для всех отраслей народного хозяйства приобретает особую значимость полное использование всех видов промышленных и бытовых отходов. Многие развитые страны практически полностью и успешно решают все эти задачи. Особенно это касается Японии, США, Германии, Франции, Прибалтийских стран и многих других. В условиях рыночной экономики перед исследователями и промышленниками, перед муниципальными властями выдвигается необходимость обеспечить максимально возможную безвредность технологических процессов и полное использование всех отходов производства, то есть приблизиться к созданию безотходных технологий. Сложность решения всех этих проблем утилизации твердых промышленных и бытовых отходов объясняется отсутствием их четкой научно-обоснованной классификации, необходимостью применения сложного капиталоемкого оборудования и отсутствием экономической обоснованности каждого конкретного решения.[7]
Во всех развитых странах мира потребитель давно "диктует" производителю тот или иной вид упаковок, что позволяет налаживать безотходный оборот их производства.
В 2001 году был проведен социологический опрос, который показал, что 64% граждан страны готовы раздельно собирать мусор без всяких условий. Учитывая, что существующие свалки переполнены, необходимо найти новые способы борьбы с твёрдыми бытовыми отходами. Эти способы должны сильно отличаться от сжигания, так как мусоросжигательные заводы крайне опасны.
В настоящее время реализованные в мировой практике технологии переработки твёрдых бытовых отходов обладают рядом недостатков, основным из которых является их неудовлетворительная экологическая проработка, связанная с образованием вторичных отходов, содержащих высокотоксичные органические соединения, и с высокой ценой переработки. Это связывается главным образом с отходами, содержащими хлорорганические вещества, и выделяющими высокотоксичные органические соединения (диоксиды и т.п.). Диоксид образующими компонентами твёрдых бытовых отходов являются такие материалы, как картон, газеты, пластмассы, изделия из поливинилхлорида и т.д.
Таблица №1 Складирование отходов.
Достоинства
|
Недостатки
|
1.Не требует постоянных
и крупных
капиталовложений.
|
1.Затраты на борьбу с последствиями
губительного влияния свалок, т.е. на охрану природы, здравоохранение, во много раз
превышают расходы на строительство заводов
по переработке ТБО.
|
2. Места складирования
отходов могут не обновляться десятилетиями.
|
2.Под всё разрастающиеся свалки,
уходят новые огромные территории.
Количество свалок непрерывно
увеличивается.
|
4.Результаты
разрушительного влияния
свалок на природу не видны сразу.
|
4.Последствия разрушительного
влияния свалок на природу могут
оказаться необратимыми в будущем.
|
Таблица №2 Захоронение отходов.
Достоинства
|
Недостатки
|
1.Позволяет забыть о проблеме утилизации отходов. Создаётся видимость - если закопать ТБО, то они исчезнут.
|
1. Находящиеся в почве отходы отравляют её, попадая через подземные воды в водоёмы, представляют огромную опасность для человека и животных.
|
2.Не требуются новые огромные территории.
|
2. Подземные свалки не заметны, на первый взгляд, но на поверхности земли над ними почва отравлена и разрыхлена, она не пригодна ни для строительства, ни для земледелия, ни для выпаса скота. Более того с поверхности почв над свалками часто испаряются едкие токсичные вещества.
|
3. Не требует постоянных и крупных капиталовложений.
|
2. Затраты на борьбу с последствиями губительного влияния захоронений отходов, т.е. на охрану природы, здравоохранение, во много раз превышают расходы на строительство заводов по переработке ТБО.
|
Таблица №3 Сжигание мусора.
Достоинства
|
Недостатки.
|
1. Позволяет единовременно избавиться от большого количества мусора.
|
1. Ядовитые газы, выбрасываемые в атмосферу с дымом, провоцируют тяжелые заболевания у людей, способствуют образованию озоновых дыр.
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы № 3
2. Удобно в больших городах и на крупных предприятиях, так как позволяет избавляться от отходов по мере их поступления.
|
2. Из-за постоянных выбросов дыма в атмосферу над городами и предприятиями образуются плотные
дымовые завесы.
|
Указанные выше сравнительные таблицы убедительно показывают, что все существующие сейчас и широко используемые в нашей стране способы утилизации имеют огромное количество недостатков. Единственным, относительно экологически чистым, способом борьбы с твёрдыми бытовыми отходами промышленными отходами, на сегодняшний день, является переработка отходов. В первую очередь, необходимо внедрять станции по вторичной переработке , этот процесс бесконечен, а значит наиболее выгоден. Конечно, необходимо создавать заводы по переработке бытового мусора вокруг больших городов, если не сделать это своевременно, то скоро вся наша планета превратиться в свалку. А ведь путём многоступенчатой переработки мусора можно получать многие виды пластмасс, которые вновь могут быть использованы и переработаны. Этот процесс тоже повторяем, а порой и бесконечен, следовательно, выгоден.
Более того, переработка отходов позволяет сэкономить природные ресурсы
и огромные средства.
Главное, что препятствует широкому распространению заводов и других станций по переработке отходов, - это отсутствие достаточного количества инвестиций. В строительство подобных заводов требуется единовременно вложить огромные деньги, которыми наше государство пока не располагает.[8]
1.3 Возможности использования вторичного сырья
Использование вторичного отходов в качестве основного сырья дает и значительный экологический эффект. Утилизация отходов позволяет более бережно расходовать природные ресурсы: 1 т макулатуры экономит 4 м3 древесины. Нынешние масштабы сбора и переработки макулатуры позволяют ежегодно сберегать от вырубки более 75 тыс. га лесных массивов.
Использование вторичного сырья в стране осуществляется пока недостаточно интенсивно. Причина, во-первых, в том, что эксплуатация богатых природных ресурсов давала более высокую норму накопления, чем применение вторичных ресурсов, и, во-вторых, в медленном совершенствовании техники и технологии их переработки. В настоящее время в связи с обострением энергетической и сырьевой проблемы промышленность страны переходит к потреблению практически всех видов ценных вторичных ресурсов, что становится важной задачей развития экономики.
Использование вторичных ресурсов тепла с помощью недорогих и несложных утилизационных установок также приносит большую выгоду народному хозяйству.
Использование вторичных ресурсов высокого энергетического потенциала не вызывает затруднений на разных стадиях самого технологического процесса, например, при подогреве исходного сырья и других потоков. Пар, получаемый в котлах-утилизаторах, может применяться в кипятильниках ректификационных колонн и других теплообменных аппаратах.
Развитию использования вторичных ресурсов во многом способствует широко развернутая в нашей стране научно-исследовательская работа. Ведущую роль в этой работе играют коллективы Энергетического института им.[9]
Технология предусматривает использование вторичных ресурсов, образующихся при сгорании осадка бытовых стоков.
В цветной металлургии использование вторичных ресурсов - тепла, отходящих газов и шлаков, воды охлаждающей конструкции печей - может быть весьма эффективно. Особое внимание должно быть обращено на отрасли, имеющие наиболее значительные возможности полезного использования вторичных энергоресурсов. К ним относятся предприятия, вырабатывающие медь, никель, цинк и свинец. Источниками вторичных энергоресурсов на этих предприятиях являются обжиговые, шахтные, отражательные, рафинировочные печи и конверторы.
В данном случае использование вторичных ресурсов позволяет ежегодно экономить более 32 Гкал тепловой энергии.
В области переработки и использования вторичных ресурсов Германия занимает одно из ведущих мест в мире.
Очень интересным направлением в использовании вторичных ресурсов, способствующим выполнению Продовольственной программы, экономии пресной воды, развитию мелиорации и охране окружающей среды, является использование сточных вод для орошения земельных угодий. Примером такого использования является сахарная промышленность, которая на 1 т свеклы, перерабатываемой в сахар, расходует до 5 - 8 т воды.
Определяются разумные границы и объемы использования вторичных ресурсов, не ухудшающие качество продукции. Внедряются ресурсосберегающие и безотходные процессы, мероприятия по снижению материалоемкости, изыскиваются варианты взаимозаменяемости отдельных видов ресурсов. Дополнительными источниками улучшения использования производственных мощностей, материальных и трудовых ресурсов являются использование опыта передовых объединений, проведение аттестации и рационализации рабочих мест, бригад и цехов, широкое внедрение лицевых счетов экономии материалов, переход на многосменную работу. Установленный предприятию плановый резерв производственных мощностей в необходимых случаях также можно использовать для принятия дополнительного плана.
Разработана форма об образовании и использовании вторичных ресурсов. Создается информационный банк данных о ресурсах с целью накопления сведений о наличии этих ресурсов и их потенциальных потребителях.
Таким образом, для повышения эффективности использования вторичных ресурсов как важнейшего фактора ресурсосбережения необходим поиск новых форм и методов хозяйствования в этой области. Требует разработки эффективная система материального стимулирования использования вторичных ресурсов, а также совершенствование организационных вопросов. Видимо, более широкое развитие должны получить кооперативные и индивидуальные формы трудовой деятельности. Кооперации отводится важная роль в обеспечении населения товарами и услугами, а также в снабжении производства и строительства отдельными видами продукции производственно-технического назначения. Кооперативные формы должны стать существенным дополнением государственных предприятий, и прежде всего для удовлетворения потребностей населения.
В последнее время большая работа по использованию вторичных ресурсов проводится и на предприятиях химико-лесного комплекса. Эти установки позволили увеличить долю улавливаемого сероуглерода, который используется для выпуска вискозных текстильных нитей, а также комковой серы.
На предприятиях отрасли накоплен большой опыт по использованию вторичных ресурсов и отходов производства.
Важнейшей задачей химической науки и технологии является также использование вторичных ресурсов. Так, известно, что при получении вторичного алюминия по сравнению с производством его из руды расход энергии уменьшается в 23 раза, а условного топлива - в 7 4 раза.
В промышленности накоплен ценный опыт в области использования вторичных ресурсов. Здесь можно указать установку котлов-утилизаторов за мартеновскими печами, использование мятого пара от молотов и прессов на машиностроительных заводах, вторичных соковых паров выпарных установок в сахарной промышленности, конденсатов на текстильных фабриках, тепла дефлегмации в нефтеперегонных установках и многочисленные другие примеры.[11]
1.3Виды вторичного сырья
1.3.1 Бумага
|
