Характеристика ефективності роботи запроектованого пилогазоочисного обладнання на підприємстві

Найменування ПОУ	Параметри ПГПС на вході в ПОУ		Параметри ПГПС на виході з ПОУ		Назва речовини	Кількість ступенів очищення	Концентрація речовини на вході в ГОУ мг/м3	Ефективність очищення, %	Концентрація речовини на виході з пилоочисної установки (ПОУ), мг/м3
	V, м3/c	t 0 С	V, м3/c	t 0 С
ЦН-15П діаметром 400 мм	14,6	15,0	14,52	15,0	Пил деревини	2	1790,0	99,0	17,9

Примітка: ПГПС – пило газоповітряна суміш; ПОУ – пилоочисна установка

Зміст структурних частин курсовОго проекту, що виконується на тему: „екологічна раціоналізація технології очищення стічних вод від забруднювАчів”

РОЗДІЛ .1. Характеристика природної або чистої води та вимоги до якості очищеної води

У даному підрозділі курсового проекту наводяться існуючі нормативи вимог щодо якості води, перелік документів, якими вони регламентуються. В залежності від теми курсового проекту, слід навести відомості про якість природної води господарсько-питного призначення, якість води, що подається на промислові потреби, якість питної води тощо. В окремих випадках, якщо це передбачається темою проекту, слід навести відомості про якість промислових стічних вод, які надходять до міської каналізації чи скидаються у поверхневі водні об’єкти.

Показники, що входять до сукупності норм якості води, називаються нормованими показниками складу і властивостей води. Вони включають в себе нормовані властивості води, тобто загальні вимоги до фізичних, хімічних і біологічних характеристик її властивостей (температури, водневого показника рН, запахів, присмаків, токсичності), і нормовані речовини, що характеризуються нормами їх вмісту і гранично допустимими концентраціями (ГДК) у воді водних об’єктів для різних видів і категорій водокористування.

Таблиця 6. Деякі нормовані показники складу і властивостей води у поверхневих водних об’єктах

Показник	Одиниця вимірювання	Норматив не більше, ніж
Запах	бали	2
Кольоровість	градуси	20 ( 35 )
Присмак	бали	2
Каламутність	мг/дм3	0,5(1,5)
Мінералізація	мг/дм3	500* - 2000**
Зважені речовини	мг/дм3	20,0
Розчинений кисень	мг/дм3	7,1
ХСК	мгО2/дм3	25,0
БСК	мгО2/дм3	3,0
Бактеріопланктон,	млн кл./дм3	2,5
Біомаса фітопланктону	мг/дм3	3,0

* - для Полісся; ** - для посушливого Степу

Під граничнодопустимою концентрацією у воді водного об’єкта господарсько-питного та культурно-побутового водокористування розуміють таку концентрацію шкідливої речовини у воді, яка не впливає безпосередньо чи опосередковано на здоров’я людини (при дії на організм впродовж всього життя), не викликає несприятливих наслідків у її нащадків і не погіршує гігієнічних умов водокористування (таблиця 7).

Таблиця 7. Гранично допустимі концентрації деяких домішок у водоймах господарсько-побутового водокористування

Домішки	ГДК шкідливих домішок у водоймах, мг/дм3
	господарсько-побутового призначення	рибогосподарських
Аміак (у перерахунку на азот)	2,0	0,1
Арсен [Аs(Ш)], крім органічних сполук	0,05	0,05
Солі амонію (в перерахунку на NH4+)	-	5,0
Бензин	0,1	-
Бензол	0,5	-
Берилій (Ве)	0,0002	-
ДДТ технічний	0,2	0,0
Дихлоретан	2,0	-
Залізо [Fе(ІІ)]	0,5	-
Кобальт (Со2+)	1,0	0,01
Магній (Mg2+)	—	50,0
Мідь (Cu2+)	0,1	0,01
Нітрати за азотом	10,0	-
Поліакриламід	2,0	-
Свинець(Рb)	0,1	0,01
Гідрогенсульфід	1,0	1,0
Сульфіди	-	-
Нафтосірковмісна	0,1	0,05

Місця на водних об’єктах, де мають дотримуватися встановлені норми якості води, називають контрольними створами (на водотоках) або пунктами (на водоймах).

При господарсько-питному водокористуванні норми якості води або (у випадках природного перевищення цих норм) її природний склад і властивості мають дотримуватися вище за течією впродовж 1 км (для водотоку) або на акваторії в межах 1 км (для водойми) від місця розташування водозаборові для господарсько-питного водопостачання населення чи водопостачання підприємств харчової промисловості.

При комунально-побутовому водокористуванні норми якості води або (у випадках природного перевищення цих норм) її природний склад і властивості мають дотримуватися на ділянках водних об’єктів у межах населених пунктів, а також у водотоках впродовж 1 км вище найближчого за течією пунктові водокористування (місця організованого відпочинку на воді населення, території прилеглого до водного об’єкта населеного пунктові), у водоймах - на акваторії в межах 1 км від пунктові водокористування, у прибережних зонах морів - на найближчій границі районові водокористування або зони санітарної охорони.

При рибогосподарському використанні водного об’єкта норми якості води або її природний склад і властивості мають дотримуватися на ділянці водотокові або акваторії водойми, починаючи з контрольного створові або пунктові, що розміщується не далі ніж на відстані 500 м від місця скидові зворотних вод або розташування інших джерел надходження забруднень у водний об’єкт (місця видобутку корисних копалин,

Для підприємств, що будуються (реконструюються), потрібно забезпечити дотримання нормативів ГДС до введення цих об’єктів в експлуатацію. Діючі підприємства-водокористувачі, які скидають зворотні води з перевищенням ГДС, разом із проектом нормативів ГДС розробляють план заходів по їх досягненню. У період реалізації зазначених планів або їх окремих етапів, які відповідають нормативним строкам будівництва та введення в експлуатацію водоохоронних споруд, підприємства здійснюють скиди зворотних вод на підставі дозволів, які видають органи Мінприроди. Ліміти тимчасово погодженого скиду (ТПС) речовин із зворотними водами, які вказуються в цих дозволах, встановлюються за найкращими результатами, що можуть бути досягнуті на даному підприємстві, виходячи з наявних систем зворотного водопостачання, очисних та інших водоохоронних споруд. У разі надходження у водний об’єкт зворотних вод від декількох окремо розташованих підприємств враховується сума забруднень, що скидаються ними. Відповідно до асимілюючої спроможності водойми кількість забруднень, яка може бути допущена до скидання в неї, має розподілятися між підприємствами залежно від характеру зворотних вод, що ними скидаються, та можливостей їх очищення.

Для забезпечення якості води недостатнім є дотримання самих лише гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин. Тому для гарантування якості води в створі водокористування і водоспоживання для кожного підприємства встановлюється гранично допустиме скидання (ГДС) шкідливих речовин. ГДС – це маса забруднень у стічних водах, допустима для відведення зі встановленим режимом у певному пункті водного об’єкта за одиницю часу з метою забезпечення норм якості води в контрольному пункті. Встановлення ГДС речовин проводиться для речовин І (свинець та його сполуки, оксид хрому) та II (алюміній, барій, арсен, селен) класів небезпечності при господарсько-питному і комунально-побутовому водокористуванні та для всіх нормованих речовин, крім головних іонів мінерального складу води, при рибогосподарському водокористуванні.

Для речовин, по яких нормується приріст до природного фону (завислі речовини, алюміній, іони міді, селен, телур, фтор тощо), ГДС встановлюється з урахуванням цього припустимого приросту.

До переліку речовин, що нормуються у всіх випадках скидання зворотних вод, входять: розчинений кисень, завислі речовини, мінералізація води, сульфати, хлориди, азот амонійний, нітрати, нітрити, фосфати, нафтопродукти. Крім того, обов’язково нормуються такі фізико-хімічні показники, як біохімічна потреба в кисні (БПК), хімічна потреба в кисні (ХПК) – перманганатна та біхроматна окисності, рівень токсичності води (на основі біотестування), показники бактеріологічного забруднення і рівень радіоактивності води (сумарна радіоактивність), а також враховуються водневий показник (рН) і температура.

Для води культурно-побутового та господарсько-питного призначення в основу нормування якості покладені санітарно токсикологічні, загальносанітарні та органолептичні обмеження. Всього ж для води господарсько-питного призначення встановлені ГДК для 640 речовин. Основні вимоги до якості питної води регламентовані Державними санітарними нормами і правилами (САПНІН), затвердженими у 1997 році Міністерством охорони здоров’я України.

РОЗДІЛ 2. Характеристика існуючих методів, способів та обладнання для очищення води від забруднюючих речовин

У підрозділі слід навести відомості щодо існуючих способів і методів очищення стічних вод відповідно до теми курсового проекту, вказати їх переваги і недоліки. У ньому обов’язково слід навести схеми та рисунки пристроїв, що використовуються для очищення зворотних вод від забруднюючих речовин. Серед тем, висвітлення яких необхідно зробити у цьому підрозділі, можуть бути такі:

• очищення зворотних вод від грубодисперсних завислих речовин;

• фізико-хімічні методи очищення стічних вод;

• очищення стічних вод від колоїдно-дисперсних речовин;

• очищення стічних вод за допомогою іонного обміну;

• біологічне очищення господарсько-побутових стічних вод.

Вибір основної теми для висвітлення регламентується тим, яку технологію очищення зворотних вод буде розробляти чи удосконалювати автор курсового проекту, а також тим, які забруднюючі речовини потрапляють у гідросферу внаслідок діяльності суб’єкта господарювання.

Для очищення стічних вод наразі відомо багато методів, кількість яких безперервно збільшується. Той чи інший метод слід вибирати на основі якісної технічної характеристики стічних вод. Крім того, необхідно оцінювати різні методи на основі порівняння їх техніко-економічних показників.

Найбільш прийнятним є варіант, в якому різні методи очищення стічних вод об’єднані в один технологічний процес. У цьому разі можна розраховувати на найвищий ефект очищення води з досягненням її якості, що відповідає вимогам основних технологічних процесів.

У системі водоочищення та водопідготовки мають бути резерви виробничої потужності, щоб виключити непередбачені на період розробки проекту проскоки забруднень.

Комплексна технологія очищення стічних вод з поверненням їх у виробництво має передбачати: застосування кількох методів очищення та доочищення стічних вод; роботу кожного методу в оптимальному режимі, з найвищим ефектом очищення; отримання води потрібної якості.

Комплексні технологічні системи очищення води мають відповідати таким вимогам:

• для очищення стічних вод та на водопідготовку необхідно використовувати мінімально можливу кількість реагентів (кислот, лугів, відновників і т. ін.);

• у процесі очищення стічних вод має утворюватись мінімальна кількість осадів;

• на власні потреби технології очищення стоків та водопідготовки слід використовувати воду із власної циркуляційної системи;

• у результаті очищення стоків та водопідготовки з води необхідно виділити цінні компоненти, а також кислоти та луги, або суміші кислот та лугів, придатні для власних потреб основного або допоміжного виробництв;

• комплексна технологія очищення та доочищення стічних вод має базуватись, якщо це можливо, на стандартному устаткуванні, за винятком круп негабаритних споруд.

Усі існуючі методи очищення стічних вод поділяють на: механічні, фізичні, хімічні та фізико-хімічні. Вибір того чи іншого методу очищення залежить від:

• характеру забруднюючої речовини;

• розмірів завислих часток;

• в’язкості дисперсійного середовища;

• різниці густин дисперсної фази і дисперсійного середовища;

• витрат стічної води;

• необхідного ступеня очищення стічної води.

Для очищення стічних вод від грубодисперсних завислих речовин використовують: проціджування; відстоювання; фільтрування, а також застосовують відцентрові пристрої (гідроциклони).

Для очищення стічних вод, що містять кислотно-лужні домішки із солями важких металів, необхідно використовувати усереднювачі, які незалежно від концентрації забезпечують вирівнювання витрати стоку, концентрацій забруднювачів, рН. Реагентний метод при очищенні таких стоків за всіх концентрацій полютантів з подальшим відстоюванням забезпечує очищення до рівнів ГДК, а від домішок заліза, нікелю, міді, цинку, кадмію –- на рівні розчинності. При відстоюванні та фільтруванні цей метод забезпечує очищення до рівнів ГДК.

При очищенні стоків методом іонного обміну недопустимий вміст у воді органічних розчинників, масел, сильних окислювачів.

При очищенні хромовмісних стоків із домішками інших важких металів необхідно використовувати усереднювачі за всіх концентрацій. Реагентний метод забезпечує очистку до рівнів ГДК при всіх концентраціях. За малих концентрацій (до 20 мг/л) витрата відновника різко зростає. Метод іонного обміну доцільно використовувати при концентраціях до 100 мг/л хроматів. Він забезпечує отримання води з опором до 20 кОм/см².

Електрокоагуляцію доцільно застосовувати при концентрації хроматів до 150 - 200 мг/л та рН не більше за 6,5. Забезпечується очищення до ГДК тільки по іонах хрому.

Для очищення стоків від частково розчинних органічних речовин обов’язково необхідно використовувати усереднювачі без продування повітрям. Застосування реагентного методу для очищення можливе спільно з кислотно-лужним стоком. Ефект очищення 70 - 80%. Адсорбцію на активованому вугіллі доцільно застосовувати для доочищення після реагентного очищення. При цьому забезпечується повне видалення органічних сполук. Якщо вода скидається безпосередньо у водоймище, доцільно застосовувати біологічне очищення.

Стічні води, що містять масла, емульсії, необхідно направляти на усереднювачі, для того, щоб збирати масло, що спливає. Можливе застосування також відстійників в разі довгого відстоювання. Реагентний метод доцільно застосовувати при спільному очищенні стоків із кислотно-лужними стоками. Ефект очищення 70 - 80%. Для доочищення води можливе застосування адсорбційного методу з використанням активованого вугілля. Є можливість використовувати електроліз як в режимі електрокоагуляції, так і в режимі електрофлотації. Можливе спалювання цих розчинів разом із відпрацьованими органічними розчинами, а також застосування біологічного очищення.

Стічні води, що містять поверхнево-активні речовини (ПАР), рекомендується посилати на усереднювачі без продування повітрям. Для очищення таких стоків можна використовувати метод коагуляції. Він забезпечує ефект очищення 80 - 90%. Адсорбцію на активованому вугіллі бажано застосовувати, якщо концентрації ПАР до 10 мг/л. Доцільно використовувати для очищення води від ПАР методи флотації, електрофлотації та електрокоагуляції, біологічне очищення.

При очищенні стічних вод від відходів нікелювання крім усереднення доцільно використовувати реагентний метод з подальшою обробкою. При очищенні стоків від процесів електрохімічного нікелювання окрім реагентного можливе застосування методу іонного обміну з метою повернення нікелю та води.

Стічні води, які містять цинк, після усереднювача подаються на реагентне очищення. Можливе застосування методу іонного обміну, якщо загальний вміст солей до 5 - 10 мекв/л.

Мідьвміщуючі стічні води після вирівнювання концентрації в усереднювачах подаються на реагентне очищення. Коли концентрація міді вища за 1 г/л, її доцільно виділяти методом цементації на алюмінієвих або залізних стружках. Залишкова концентрація міді при цьому може бути на рівні 50 -100 мг/л. Тому розчини міді після цементації, а також розчини з концентрацією міді, меншою за 1 г/л, слід спрямовувати на реагентне очищення. Ефект затримки міді при цьому становить 80 - 90%. Далі воду слід спрямовувати до кислотно-лужного стоку. Крім того, від залишків міді воду можна доочищати методом іонного обміну.

Для очищення води від кадмію слід застосовувати після усереднення реагентний метод. Оптимальне значення рН для осадження кадмію 8,5, залишкова концентрація кадмію до 2,5 мг/л. Тому після виділення гідроокису кадмію стік слід спрямовувати до камери реакції перед відстійником кислотно-лужних розчинів. Усі сполуки кадмію, за винятком ціанідів, можна очищати методом іонного обміну.

Процес виділення свинцю із стічних вод передбачає наступні операції: усереднення стоку, змішування стоку з доломітом (СаСО₃), відстоювання осаду із РbСО₃. Термін перемішування та контакту 15-20 хв, відстоювання – не менше 2 год. Доломіт подається у вигляді порошку. До рН 8,5 вода доводиться кислотою або вапном. Усі сполуки свинцю допускається очищати методом іонного обміну з метою одержання води з питомим опором до 20 кОм/см².

РОЗДІЛ 3. Аналіз діяльності суб’єкта господарювання як джерела забруднення гідросфери

У даному підрозділі наводять характеристику діяльності суб’єкта господарювання як джерела забруднення гідросфери. Він має вміщувати характеристику підприємства, технології виробництва та технологічного обладнання, наявних на ньому, з точки зору можливості негативного впливу на гідросферу; аналіз системи водопостачання та водовідведення, існуючої на підприємстві із вказівкою її переваг і недоліків. Обов’язковою є й характеристика всіх категорій стічних вод, утворюваних на підприємстві, та їх хімічний склад. На підставі аналізу відповідності фактичних складу і обсягу скидів зворотних вод затвердженим робиться висновок про необхідність застосування того чи іншого технічного рішення для покращення системи водоочищення, існуючої на підприємстві.

У таблиці 8 наведено приклад характеристики джерел утворення стічних вод на підприємстві харчової промисловості. Дана таблиця може слугувати й для побудови схеми технологічного процесу із зазначенням джерел утворення стічних вод від основного та допоміжного виробництв.

^{Таблиця 8. Утворення стічних вод при проведенні окремих технологічних операцій на підприємстві, м}3

Технологічна операція	Об’єм стічних вод
ТЕХНОЛОГІЧНІ ПОТРЕБИ Приймально-апаратний цех: миття молоковозів миття патрубків, шлангів автомобілів миття трубопроводів миття танків Всього: Цех сухого молока: миття сепараторів миття охолоджувачів миття вакуумапаратної установки миття сушильної установки охолодження вакуумвипар. устан. миття танків для перегону миття ванн миття вершково-дозрівальної ванни Всього: Маслоцех: миття ваги і трубопроводів миття ванн ВК-2,5 миття сепараторів миття ванн ВН-600 миття масло утворювача миття фасувального апарату Всього: Разом на технологічні потреби:	4272 149 2490 2490 9401 720 720 1728 52 - 288 864 144 4516 1245 747 4077 346 184 5 6604 20521
ДОПОМІЖНІ ПОТРЕБИ: Котельна Компресорна Миття підлоги Лабораторія Утримання автотранспорту Разом на допоміжні потреби:	14910 - 813 1060 83 16866
ГОСПОДАРСЬКО-ПИТНІ ПОТРЕБИ Душова Питні потреби робочих Питні потреби ІТП Унітази Прання білизни Разом на господарсько-питні потреби: Разом по підприємству:	1141 747 44 64 1950 3973 49105

У таблицях 9 і 10 наведені приклади характеристики системи водоспоживання та водовідведення підприємства харчової промисловості.

Таблиця 9. Характеристика системи водоспоживання підприємства

Найменування показників	Водоспоживання
	нормативно розрахункове		фактичне
	м3/добу	тис. м3/рік	м3/добу	тис. м3/рік
1. Забір води всього: у тому числі: з поверхневих вод з підземних вод з водогону міста або іншого підприємства	170,5 - 170,5 -	49,1 - 49,1 -	162,2 - 162,2 -	59,2 - 59,2 -
2. Використання води на власні потреби	170,5	49,1	162,2	59,2
у тому числі: - на господарсько-питні потреби з них підземні води - виробничі
	13,8 13,8 156,7	4,0 4,0 45,1	16,2 16,2 146,0	5,9 5,9 53,3
з них підземні води	156,7	45,1	146,0	53,3
3. Витрати води в системах зворотного водопостачання	1064,6	306,6	1000,0	365
4. Витрати води в системах повторного (послідовного) водокористування	-	-	41,1	15,0

Найменування показників	Об’єм водовідведення
	м3/год	м3/добу	тис. м3/рік
1. Кількість стічних вод, що скидаються у водний об’єкт	4,73	143,8	41,4
у т. ч. нормативно очищених	4,73	143,8	41,4
2. Способи очистки стічних вод і проектна потужність очисних споруд	Біологічна очистка стічних вод. Потужність очисних споруд 8,7 м3/годину, 208,0 м3/добу та 76,0 тис. м3/рік.
3. Умови обеззараження та утилізації осадів стічних вод з очисних споруд	Надлишковий активний мул піддається бродінню в метантенках, а потім поступає на мулові майданчики, де сохне, після чого вивозиться на поля

Таблиця 10. Характеристика системи водовідведення підприємства

РОЗДІЛ 4. Розробка технології очищення стічних вод (питної води) від шкідливих компонентів

У даному підрозділі наведена інформація та розрахунки конструктивних параметрів очисних споруд та устаткування, застосування яких рекомендується для поліпшення екологічних аспектів діяльності підприємства.

Для виконання необхідних розрахунків складають таблицю вихідних даних, до якої вносять величини, значення яких беруть без обчислень із довідкової та спеціальної літератури, нормативно-технічної документації, наявної на підприємстві. До вихідних даних відносять: характеристики води, що надходить на очищення, показники щодо необхідного ступеня очищення, концентрації домішок у воді до і після очищення, характеристики шламів чи мулів, які виходять з очисних споруд, або подаються на інші споруди, характеристики використовуваних реагентів та їх розчинів. Необхідно також вказати переваги вибраної системи очищення стоків та її еколого – економічну ефективність.

Підрозділ повинен обов’язково містити графічний матеріал, де наведено схему водоочищувального пристрою або устаткування. Приклад написання підрозділу 2.4 (без розрахункової частини) наведений нижче.

РОЗДІЛ.4. Розробка технології очищення питної води від шкідливих компонентів

З метою підвищення якості очищення питної води на підприємстві пропонується на заміну використанню неорганічного коагулянту “Полвак-68” проводити сумісне використання цього коагулянту з органічним коагулянтом DB 45 SSН.

Коагулянти серії “Полвак” (розчини гідроксихлоридів алюмінію різного ступеня основності) виробляються в Україні в Запорізькій області в м. Пологи на Пологівському хімічному заводі “Коагулянт”. “Полвак” зберігається і транспортується в ємностях із кислотостійких матеріалів; його морозостійкість – -19±1⁰С. У таблиці 1 наведена характеристика основних марок коагулянтів серії «Полвак». На підприємстві найбільш часто застосовують середньоосновний цілорічний «Полвак-68».

Таблиця 1

Основні характеристики коагулянтів серії “Полвак”

Характеристика	Марка коагулянта
	“Полвак – 40” низькоосновний літній	“Полвак – 68” середньоосновний цілорічний	“Полвак – 80” високоосновний зимовий
Відносна основність, %	35 - 45	65 - 72	74 - 80
Умовна хімічна формула	Al2(OН)2,4Cl3,6	Al2(OН)4,1Cl1,9	Al2(OН)4,8Cl1,2
Масова частка Al2O3, не менше	15	10	10
рН продукційного розчину	0,5 – 1,5	2,5 – 3,5	3,5 – 4,0

Середньорічний обсяг споживання коагулянту “ПОЛВАК 68” на підприємстві – 1295 т. Ціна коагулянту “ПОЛВАК 68” з транспортними витратами – 1400 грн/т (з урахуванням ПДВ). Середньорічні витрати на закупівлю коагулянту “ПОЛВАК 68” – 1813 тис грн.

Коагулянт DB 45 SSН – полімерний органічний коагулянт, що мають такі переваги в порівнянні з неорганічними коагулянтами:

• забезпечує такий же само або кращий результат при значно менших (до 10 разів) дозах;

• працює в широкому діапазоні рН і лужності;

• не змінює рН очищеної води;

• не боїться хлорування;

• не додає в очищену воду розчинених металів (алюмінію і феруму);

• збільшує швидкість розподілу рідкої і твердої фази;

• збільшує строк служби фільтрів прямої фільтрації;

• видаляє одноклітинні водорості;

• мінімізує об’єм осаду, що утворився;

• утворює осад, який легше зневоднюється;

• скорочує витрати на обробку і видалення осаду;

• більш зручний у приготуванні і використанні.

У таблиці 2 наведені основні властивості органічного коагулянту.

Таблиця 2