Особенности использования водных ресурсов в химической промышленности

Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
«Севастопольский государственный университет»
Институт ядерной энергии и промышленности
Кафедра «Радиоэкология и экологическая безопасность»
Реферат
Тема: «Особенности использования водных ресурсов в химической
промышленности.»
По дисциплине «Эколого-экономическая оценка водных объектов»
Выполнил: студент 3 курса
группы ПВ/б-17-1-о
Тарасевич Д.В.
г. Севастополь
2020
Содержание
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………….3
1. Характеристика водных ресурсов……………………………………………..4
2. Водоснабжение промышленности………………………………...…………..6
3. Особенности водопотребления и водопользования химических
предприятий……………………………………………………………………….7
4. Сравнительный анализ использования водных ресурсов……………………9
Заключение
7
Использованная литература
9
2
ВВЕДЕНИЕ
Вода имеет большое значение в сельском хозяйстве и промышленном
производстве; так же она необходима в повседневной жизни человека, всех
растений и животных, а для некоторых из них вода служит средой обитания.
Расширение городов, активный рост промышленности, сельского
хозяйства, значительное увеличение площадей орошаемых земель, и другие
факторы усложняют проблемы снабжения водой.
Большие объемы воды потребляются химической и целлюлознобумажной промышленностью, черной и цветной металлургией. С развитием
энергетики резко возрастает потребление воды. Значительная часть воды
после использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в
виде сточных вод.
Современные темпы потребления воды и ее загрязнения сильно
опережают темпы ее естественного восстановления. И поэтому водные
ресурсы нельзя отнести к полностью возобновляемым природным ресурсам.
Водные проблемы в Российской Федерации обусловлены как природными,
так и антропогенными факторами.
К природным факторам, из-за которых возникают проблемы с водой,
относятся: неравномерное распределение стока по территории,
неравномерное распределение стока по сезонам года.
На качество воды значительно влияют: агротехнические
лесомелиоративные мероприятия; урбанизация; оросительные и
осушительные мелиорации; зарегулирование стока большим числом
водохранилищ; значительные заборы воды на ирригацию, промышленное и
коммунальное водоснабжение и др.
3
1.
Характеристика водных ресурсов
В народном хозяйстве страны в количественном отношении
потребление воды превышает суммарное использование всех иных
природных ресурсов. Одним из важнейших направлений использования
водных ресурсов является гидроэнергетика. Водные акватории широко
используются как транспортные артерии. Большое значение водные ресурсы
оказывают на рекреационный потенциал территории.
Из поверхностных вод в социально-экономическом развитии страны
приоритет принадлежит речному стоку. По территории страны речная сеть
распределена неравномерно: наибольшая ее густота характерна для северных
и горных районов, наименьшая – для южных.
Особенностью речного стока является его временная и
пространственная изменчивость. Многолетние колебания стока имеют
циклический характер. Практически все реки подвержены антропогенному
воздействию, возможности экстенсивного водозабора для хозяйственных
нужд по многим из них в целом исчерпаны, а тысячи малых рек прекратили
по вине человека свое существование.
Водохранилища играют большую роль в регулировании паводковых
процессов, в предотвращении наводнений и т. п.
Воду озер относят к статическим запасам ввиду замедленного
водообмена, хотя незначительная доля запасов возобновляется ежегодно.
Всего в России насчитывается порядка 2 млн. пресных и соленых озер;
среди них самое глубокое в мире пресноводное озеро Байкал, а также
Каспийское море.
Многие озера являются своеобразными регуляторами речного стока,
снижают высоту половодий и паводков, обеспечивают защиту территорий от
затопления и подтопления.
Болота занимают порядка 1,4 млн. км2 и аккумулируют огромные
массы воды. Болота играют важную роль в формировании гидрологического
режима рек. Являясь стабильным источником питания рек, они регулируют
4
половодья и паводки, и в пределах своих массивов способствуют
естественному самоочищению речных вод от многих атмосферных и
антропогенных загрязнителей.
Ледники, наледи и снежники являются существенными
аккумуляторами пресной воды. Ежегодно возобновляемые ресурсы воды,
аккумулированные в ледниках, оцениваются ледниковым стоком, доля
которого в общем объеме стока рек России относительно невелика.
Подземные воды наряду с поверхностными являются основой водного
фонда России и служат, главным образом, для питьевых целей.
Минеральные подземные воды самых различных типов извлекаются на
территории России более чем из 600 месторождений. Россия располагает
огромными возможностями в отношении расширения запасов и
использования минеральных подземных вод, в том числе на территории
Сибирского региона, где известны практически все их типы.
Термальные подземные воды широко используются в целом ряде стран
для теплоснабжения и получения электроэнергии. Россия обладает весьма
значительными потенциальными ресурсами таких вод (в т. ч. в Сибирском
регионе), но их разведанные запасы и использование очень невелики.
Промышленные подземные воды используются в качестве источника
получения йода и брома.
На водный, ледовый и гидрохимический режимы этих морей
воздействует материковый сток крупных рек северной части европейской
территории, и особенно Сибири. По морям Северного Ледовитого океана
проходит трасса Северного морского пути, имеющая исключительно важное
значение.
Территориальные морские воды принадлежат к бассейнам окраинных
морей Северного Ледовитого, Тихого и Атлантического океанов.
Атмосфера содержит воду в виде водяного пара, тумана, облаков,
капель дождя и кристаллов снега. Она является основным источником
формирования и пополнения водных ресурсов и в конечном итоге, благодаря
процессу круговорота воды, определяет водность рек, озер, болот, оказывает
5
огромное влияние на формирование качества поверхностного и подземного
стоков и на всю окружающую подземную среду.
2.
Водоснабжение промышленности
Промышленное водоснабжение, обеспечивающее функционирование
технологических процессов, является ведущим направлением
водопользования. Системы промышленного водоснабжения включают в себя
гидротехнические сооружения по забору технической воды и доставке се
предприятиям, а также системы водоподготовки. Объемы водопотребления
зависят от структуры промышленных предприятий, уровня технологии,
выполняемых мероприятий по экономии воды. Наиболее водоемкими
отраслями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия,
машиностроение, нефтехимическая и деревообрабатывающая
промышленность. На долю самой водоемкой отрасли - электроэнергетики приходится около 68% суммарного потребления свежей и 51% - оборотной
воды. Так, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани расходуется около
250 м3 воды, 1 т синтетического волокна – 2500-5000 м3. Много воды
требуется химической промышленности: около 1000 м3 воды используется
при производстве 1 т аммиака и 2000 м3 – 1 т синтетического каучука. К
числу водоемких потребителей относится и цветная металлургия: на 1 т
никеля расходуется 4000 м3 воды. Следует иметь в виду, что на предприятиях
одной и той же отрасли в зависимости от технологического уровня
производства на получение 1 т продукции используется различное
количество воды, например на производство 1 т нефти требуется от 0,1 до 50
м3 воды. Обычно расход воды на родственных предприятиях различается в 510 раз.
6
3. Особенности водопотребления и водопользования химических
предприятий
Группа «Акрон» уделяет большое внимание проблеме загрязнения
водных объектов. На предприятиях Группы проводятся мероприятия по
сокращению потребления чистой воды для производственных нужд и
снижению количества загрязняющих веществ в промышленных стоках.
Внедряемые на предприятиях мероприятия по охране водного бассейна
направлены на рациональное использование воды.
В 2014 году в ОАО «Акрон» проведены ремонтно-восстановительные
работы в цехах биологических очистных сооружений (БОС), ВиК и
аммиачной селитры, направленные на обеспечение стабильной работы
оборудования, требуемых параметров очистки сточных вод и соблюдение
нормативов сброса загрязняющих веществ в систему канализации
предприятия и в водный объект.
С 1994 года ОАО «Акрон» по договору с администрацией города
эксплуатирует БОС и осуществляет очистку промышленно-бытовых сточных
вод Великого Новгорода, Новгородского района и предприятий Северного
промышленного района.
В 2014 году с химически загрязненными и бытовыми сточными водами
от ОАО «Акрон» на биологические очистные сооружения поступило 2 960 т
загрязняющих веществ, что на 8% меньше, чем в 2013 году. Это связано с
внедрением на предприятии природоохранных мероприятий, направленных
на минимизацию сбросов.
В ОАО «Дорогобуж» для охраны водных ресурсов в отчетном году
выполнены следующие мероприятия:

введен в эксплуатацию узел вторичного отстаивания
биологически очищенных сточных вод на участке нейтрализации
промышленно-сточных вод;
7

введен в эксплуатацию трубопровод
подачи сточных вод от гидротехнических
сооружений на аэротенки БОС;
разработан проект установки очистки
сточных вод для склада пиритного огарка.
Затраты ОАО «Акрон», ОАО «Дорогобуж»,
«Хунжи-Акрон», СЗФК и ЗАО «ВКК» на
мероприятия по снижению сброса загрязняющих
веществ в водные объекты за 2014 год составили
78,1 млн руб.
В ОАО «Акрон», ОАО «Дорогобуж» и
СЗФК ведется постоянный мониторинг поверхностных и подземных вод.
Помимо этого в СЗФК проводится тщательный контроль строительства
водоохранных объектов обогатительного комплекса. В отчетном году на ГОК
введены в эксплуатацию очистные сооружения полной биологической
очистки с блоком доочистки производительностью 400 м3 в сутки.
В 2014 году на промплощадках ОАО «Акрон», ОАО «Дорогобуж» и
СЗФК аварий, связанных со сбросами и разливами загрязняющих веществ, не
зафиксировано.
Общий объем сточных вод в ОАО «Акрон» снизился по отношению к
2013 году на 9,2%, до 13,3 млн м3, в ОАО «Дорогобуж» – на 3,3%, до 4,8 млн
м3.
Проектом на ОАО «Химпром» была предусмотрена установка по
первичной очистке сточных вод с последующей откачкой на биологические
очистные сооружения до 40000 м. куб./ сутки сточных вод. Химпром за
последние 10 лет резко сократил уровень токсичности и объёмы
сбрасываемых сточных вод. Для нейтрализации высокотоксичных сточных
вод на ОАО «Химпром» имеется специализированная печь сжигания жидких
отходов. В настоящий момент на предприятии функционирует 9 локальных
8
установок очистки стоков и одна общая станция нейтрализации и первичной
очистки стоков объёмом около 10000 м. куб./сутки стоков.
По действующим производствам расходные нормы на образование
отходов и полупродуктов соответствуют проектным решениям, либо
значительно ниже их. Накопления их на промплощадке не производится,
временное хранение жидких полупродуктов осуществляется только в
специализированных емкостях-хранилищах, которые герметично закрыты и
установлены в железобетонных поддонах.
В настоящее время установка термообезвреживания образующихся на
ОАО «Химпром» сточных вод и кубовых остатков состоит из 1 схемы,
мощностью по сточным водам – 20 700 т/год, по кубовым остаткам – 1 800
т/год.
4. Сравнительный анализ использования водных ресурсов
Огромное значение вода отыгрывает для химической промышленности.
H2O используется и в качестве сырьевой базы для получения
ценнейших компонентов, и как элемент технического оснащения
производственных фондов, например вода выступает в роли охлаждающей
или нагревающей жидкости, либо же в качестве абсорбента и экстрагента или
носителя дорогостоящих компонентов и т. д.
При помощи воды проводится очистка либо же насыщение сложных
молекулярных соединений химическими веществами. Что касается менее
наукоемкого химического производства, то вода зарекомендовала себя в
качестве одного из лучших растворителей.
Предприятием ОАО «Химпром» в большом количестве используется
вода, источником водоснабжения которого являются река Волга и городской
водопровод.
Установленный
лимит
забора
воды
по
каждому
водному
источнику (тыс.м/год).
9
1999
2000
2001
2002
р. Волга
8000
8000
8200
8200
Горводопровод
6000,0
6000,0
6000,0
6000,0
Расходы сточных вод по категориям (м/сутки/тыс.м/год)
Категории
фактические
расчетные
1. Хозбытовые
9000,0/3116,5
9500,0/3330
2.1. промливневые
10000/3650
136000/4964
2.2. условно-чистые
48110,0/623,6
4810,0/700,0
2. Химзагрязненные
Производительность оборотных систем водоснабжения предприятия
составляет проектная - 604600 м/сутки и фактическая 439000 м/сутки (37).
Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод о том, что
предприятие ОАО «Химпром» является источником выбросов таких
загрязняющих веществ как сероуглерод, окись углерода, аммиак, большого
количества пылесодержащих веществ, сточных вод и неутилизированнных
отходов, которые загрязняют атмосферный воздух, водные ресурсы, почвы
вследствии своей производственной деятельности.
№
п/п
1
2
3
4
Определяемый
показатель, единицы
измерения
Вода питьевая централизованного
водоснабжения
Исходная вода
ПДК по
р. Волга
Резервуар
Разводящ
СанПиН
чистой воды
ая сеть
2.1.4.107401
Обобщенные показатели
7,7
6,9
6,9
6,0-9,0
Водородный
показатель, ед. pH
Жесткость (общая), Ж0 3,1
Нефтепродукты,
0,011
мг/дм3
Окисляемость
11,2
перманганатная,
3,3
0,009
0,009
7,0
0,1
4,5
4,0
5,0
10
мгО/дм3
Общая минерализация 210
(сухой остаток), 246
1000
мг/дм3
6
Фенольный индекс, <0,0005
<0,0005
0,25
мг/дм3
Органолептические показатели
7
Мутность, мг/дм3
<0,58
<0,58
<0,58
1,5
8
Цветность, град.
60
13
11
20
цветности
9
Запах при 20 0С,
1
1
1
2
балл
10
Привкус, баллы
1
1
2
Вещества поступающие и образующиеся в воде в процессе ее обработки
11
Алюминий, мг/дм3
<0,04
0,25
0,24
0,5
12
Остаточный
1,0
0,72
1,2
активный хлор, мг/дм3
13
Хлороформ, мкг/дм3 <0,6
10,6
17,9
200
14
Сульфат-ион,
39
69
500
мг/дм3
15
Хлорид-ион,
10,1
11,2
10,4
350
мг/дм3
Металлы
16
Железо (общее),
0,23
0,09
0,10
0,3
мг/дм3
17
Кадмий, мг/дм3
<0,0002
0,00029
<0,0002
0,001
18
Марганец, мг/дм3
<0,005
<0,005
<0,005
0,1
19
Свинец, мг/дм3
<0,0002
<0,0002
<0,0002
0,03
20
Ртуть, мг/дм3
<0,00004
<0,00004
<0,000041 0,0005
Неорганические вещества
21
Кремний, мг/дм3
2,4
2,5
10,0
22
Аммоний-ион,
0,15
0,13
<0,5
2,0
мг/дм3
23
Нитрат-ион,
4,26
4,00
3,85
45,0
мг/дм3
24
Нитрит-ион, мг/дм3 <0,20
<0,20
<0,20
3,0
25
Мышьяк, мг/дм3
<0,002
<0,002
<0,002
0,5
26
Фторид-ион,
0,19
0,10
1,5
мг/дм3
Микробиологические и паразитологические показатели
27
Общее микробное
0
0,33
50
число, КОЕ в 1 мл
28
Термотолерантные
5,7
не обн.
не обн.
отс.
колиформные
бактерии,
КОЕ в 100 мл
29
Общие колиформные 5,9
не обн.
не обн.
отс.
бактерии,
КОЕ в 100 мл
30
Цисты лямблий,
не обн.
не обн.
не обн.
отс.
число цист в 50 л
5
11
Гидрографическая сеть в районе расположения проектируемого
объекта ПАО «Дорогобуж» представлена р. Днепр, р. Вычевка, пойменными
озерами. Река Днепр является источником производственного
водоснабжения производственной площадки ПАО «Дорогобуж» и
приемником очищенных хозяйственно – бытовых, производственных и
ливневых сточных вод предприятия.
Фоновые концентрации загрязняющих веществ р. Днепр
Повышенные значения фоновых концентраций по железу общему и
меди обусловлены влиянием природных факторов на формирование
химического состава поверхностных вод.
По остальным показателям фоновые концентрации загрязняющих
веществ р. Днепр не превышают ПДКр/х, установленных для водного
объекта высшей категории рыбохозяйственного назначения.
В соответствии с договором на отпуск речной воды от водозабора
Дорогобужской ТЭЦ на предприятие осуществляется поставка речной воды в
количестве 3300 тысяч м3/год.
В соответствии с договором водопользования на забор (изъятие)
водных ресурсов из поверхностного водного объекта обеспечивается
поставка речной воды в количестве 6 800 тысяч м3/год.
12
Сброс очищенных хозяйственно – бытовых, производственных и
поверхностных сточных вод производится через объединенный выпуск № 1 в
р. Днепр.
Показатели ХПК возрастают от 12,2 мг/л в створе выше устья р.
Вычевки до 23,3 мг/л (1,5 ПДК) в створе ниже г. Дорогобужа. Концентрации
БПК5 также увеличиваются от створа №8 к створу №12 (от 1,9 мг/л до 2,6
мг/л, максимальное значение отмечено в створе №12 - 4,89 мг/л (2,4 ПДК).
Из биогенных загрязнителей отмечены концентрации азота нитритов,
превышающие ПДК в 4 раза в створе №12 ниже г. Дорогобужа.
Железо общее (0,14-0,93 мг/л) превышает ПДК на всем участке реки в
районе Дорогобужского промузла, максимальные концентрации (6,9 ПДК)
отмечены в створе ниже г. Дорогобужа.
Из органических веществ в этих пунктах наблюдений отмечаются
фенолы (0,014 - 0,002 мг/л), максимальное содержание (2 ПДК) - в створе
ниже г. Дорогобужа.
По всей длине р. Днепр концентрации взвешенных веществ колеблются
в пределах 2,3 - 10,14 мг/л, значительного повышения концентрации в местах
сбросов сточных вод не отмечено.
Показатели минерализации, общей жесткости, РН, окисляемости - в
пределах ПДК.
Ионообразующий состав стабилен на всем протяжении реки с
незначительными колебаниями и ростом вниз по течению, значительно ниже
ПДК:
кальций 35,3 - 61,08 мг/л;
магний 10 - 26,64 мг/л;
натрий, калий 3,75 - 15,5 мг/л;
хлориды 11,2 - 17,3 мг/л;
сульфаты 10,5 - 30,85 мг/л;
гидрокарбонаты 174 - 214,06 мг/л.
13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
14
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. «Методы очистки
производственных сточных вод» М.: Стройиздат, 1999.
2. Голованов, А. И. Введение в природообустройство / А. И.
Голованов, Ф. М. Зимин. - М. : Изд-во Моск. гос. ун-та
природообустройства, 2003. - 34 с.
3. Резников А.А. Методы анализа природных вод / А.А. Резников, Е.П.
Муликовская, И.Ю. Соколов - М.: Недра, 1970. - 487 с.
4. Экологический паспорт ОАО «Химпром».
5. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к
качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения.
Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению
безопасности .
6. Отчет о результатах анализа воды по показателям, наиболее
подверженным сезонным изменениям за январь 2020 г.
7.
15