федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» ИНСТИТУТ ХИМИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ Кафедра «Рациональное природопользование и ресурсосбережение» 18.03.02 «Энерго- ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» (код и наименование направления подготовки) БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА на тему: Разработка технических решений, направленных на повышение качества очистки сточных вод ЦАЛ МтП ОАО «АВТОВАЗ» Студент(ка) Т.А. Сидоренко (И.О. Фамилия) Руководитель (личная подпись) Ю.Н. Шевченко (И.О. Фамилия) (личная подпись) Допустить к защите Зав. кафедрой «Рациональное природопользование и ресурсосбережение» к.п.н., М.В. Кравцова (ученая степень, звание, И.О. Фамилия) «_____»______________________20_____г. Тольятти 2016 ______________ (личная подпись) федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» ИНСТИТУТ ХИМИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ Кафедра «Рациональное природопользование и ресурсосбережение» УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой «РПиР» ____________ М.В.Кравцова (подпись) (И.О. Фамилия) «____»___________20___г. ЗАДАНИЕ на бакалаврскую работу Студент: Сидоренко Татьяна Александровна 1. Тема: Разработка технических решений, направленных на повышение качества очистки сточных вод ЦАЛ МтП ОАО «АВТОВАЗ» 2. Срок сдачи студентом законченной бакалаврской работы 10.06.2016 3. Исходные данные к бакалаврской работе: Протокол результатов №13754 экологического контроля ОАО «АВТОВАЗ» о качестве сточных вод, сбрасываемых в производственную канализацию ОАО «АВТОВАЗ», образец загрязнённой воды из цеха, материалы литературно-патентного поиска. 4. Содержание бакалаврской работы: 4.1 Анализ сточных вод цеха и методов очистки нефтесодержащих сточных вод. 4.2 Разработка технических решений, направленных на повышение качества очистки сточных вод. 5. Дата выдачи задания «16» марта 2016 г. Руководитель бакалаврской работы Ю.Н. Шевченко (подпись) Задание принял к исполнению (И.О. Фамилия) Т.А. Сидоренко (подпись) 2 (И.О. Фамилия) федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» ИНСТИТУТ ХИМИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ Кафедра «Рациональное природопользование и ресурсосбережение» УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой «РПиР» _____________ М.В. Кравцова (подпись) (И.О. Фамилия) «____»___________20___г. КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН бакалаврской работы Студента: Сидоренко Татьяны Александровны по теме: Разработка технических решений, направленных на повышение качества очистки сточных вод ЦАЛ МтП ОАО «АВТОВАЗ» Наименование раздела работы Введение Плановый Фактический Отметка о Подпись срок срок выполнении руководителя выполнения выполнения раздела раздела 10.03.2016 Анализ сточных 25.04.2016 вод цеха и методов очистки нефтесодержащих сточных вод Разработка 10.05.2016 технических решений, направленных на повышение 3 качества очистки сточных вод Заключение Руководитель бакалаврской работы Задание принял к исполнению 25.05.2016 Ю.Н Шевченко (подпись) (И.О. Фамилия) Т.А. Сидоренко (подпись) 4 (И.О. Фамилия) АННОТАЦИЯ Бакалаврскую работу выполнила: Сидоренко Т.А Тема работы: Разработка технических решений, направленных на повышение качества очистки сточных вод ЦАЛ МтП ОАО «АВТОВАЗ». Научный руководитель: Шевченко Ю.Н Цель бакалаврской работы – Снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду, за счет повышения качества очистки сточных воды ЦАЛ ОАО «АВТОВАЗ». В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи: 1. Провести анализ сточных вод цеха, выявить недостатки; 2. Провести анализ существующих технологий очистки сточных вод; 3. Провести исследование процесса осаждения; 4. Разработать технические решения, направленные на повышения качества очистки сточных вод ЦАЛ. Краткие выводы по бакалаврской работе: В работе было проанализированное качество сточных вод ЦАЛ ОАО «АВТОВАЗ», экспериментально определено содержание ионов меди и железо в пробе воды из цеха, проведено исследование процесса осаждения и на основании теоретических и экспериментальных данных предложены технические решения по очистке и введения в водооборотный цикл сточных вод ЦАЛ МтП ОАО «АВТОВАЗ». Бакалаврская работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка. Во введении обосновывается актуальность проводимого исследования, описывается цель, задачи, объект и предмет исследования. В первой главе изложены теоретические аспекты технологической схемы очистки нефтесодержащих сточных вод, анализ сточных вод и теоретические основы создания замкнутых водооборотных циклов. 5 Во второй главе проведён расчет очистных сооружений и предложены технические решения, направленные на повышение качества очистки сточных вод. Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 2-х разделов, заключения, списка литературы из 70 источников и 4 приложений. Общий объем работы, без приложений 57 страницы машинописного текста, в том числе таблиц – 15, рисунков – 10. 6 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 7 ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СТОЧНЫХ ВОД ЦЕХА И МЕТОДОВ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД 8 1.1 Общие сведения о предприятии 8 1.2 Характеристика водоснабжения и водоотведения на ОАО 9 «АВТОВАЗ» 1.3 Состояние водоемов на территории г. о. Тольятти 13 1.4 Анализ сточной воды цеха 14 1.5 Технологии по очистке сточных вод от нефтепродуктов 18 1.6 Типовые конструкции отстойников и нефтеловушек 24 1.7 Обработка и ликвидация нефтяного шлама 29 1.8 Принципы создания замкнутых водооборотных циклов 33 ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 36 2.1 Исследование процесса осаждения 36 2.2 Расчет горизонтальной нефтеловушки 39 2.3 Расчет многоярусной нефтеловушки 43 2.4 Расчет радиальной нефтеловушки 45 2.5 Расчет шламонакопителя 47 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 51 7 ВВЕДЕНИЕ Вода является неотъемлемым элементом технологического процесса предприятия. На МтП ОАО «АВТОВАЗ» в цехе алюминиевого литья (ЦАЛ) вода используется для промывки деталей. После сооружения использования данная производственных вода стоков сбрасывается ОАО на «АВТОВАЗ» очистные ОСПС «ПАССАВАНТ». Однако качество данных сточных вод не отвечает нормативам на сброс в производственную канализацию, она имеет значительные превышения допустимых концентрация по нефтепродуктам, механическим примесям, ионам тяжелых металлов и др. Поэтому на предприятие налагаются штрафы на сброс данных вод в «ПАССАВАНТ». Сброс сточных вод, превышающих ДК увеличивает общую нагрузку на очистные сооружения, таким образом повышается риск негативного воздействия на водоемы города Тольятти и окружающую среду в целом. Следовательно, является актуальным и целесообразным повышения качества очистки сточных вод ЦАЛ ОАО «АВТОВАЗ» во избежание уплаты штрафов и для повторного использования очищенной воды. Цель работы –Снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду, за счет повышения качества очистки сточных воды ЦАЛ ОАО «АВТОВАЗ». Для этого необходимо выполнить следующие задачи: 5. Провести анализ сточных вод цеха, выявить недостатки; 6. Провести анализ существующих технологий очистки сточных вод; 7. Провести исследование процесса осаждения; 8. Разработать технические решения, направленные на повышения качества очистки сточных вод ЦАЛ. 8 ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СТОЧНЫХ ВОД ЦЕХА И МЕТОДОВ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД 1.1 Общие сведения о предприятии ОАО «АВТОВАЗ» - это крупнейший автопроизводитель в России, на его долю приходиться около 75% всех производимых в России легковых автомобилей. ОАО «АВТОВАЗ» является градообразующем предприятием, для города Тольятти (население свыше 700 тыс. человек), а также имеет статус муниципального предприятия, так как является владельцем очистных сооружений водоподготовки, работающих на жилой и промышленный комплекс Автозаводского района г. Тольятти. Металлургическое производство АВТОВАЗа – это одно из пяти основных структурных подразделений предприятия. На МтП может производится до 120 тысяч тонн чугунного литья, 35 тысяч тонн алюминиевого и более 103 тысяч тонн штампованных заготовок для изготовления деталей и запчастей для автомобилей В состав металлургического производства АВТОВАЗа входят корпуса: • кузнечный; • чугунного литья; • чугунного литья специальных видов; • алюминиевого литья; • порошковой металлургии; • ремонтно-литейный, ремонтно-кузнечный; • вспомогательных цехов (изготовления оснастки, ремонтного и деревомодельного отделений). 9 1.2 Характеристика водоснабжения и водоотведения на ОАО «АВТОВАЗ» Водоснабжение ОАО АВТОВАЗ осуществляется из следующих систем водопровода: хозяйственно-питьевой, противопожарный; производственный; артезианской 9-градусной воды; 15 градусной воды повторного использования; деминерализованной воды; оборотной воды. Водоотведение осуществляется в существующие системы канализации: бытовая; производственная; промышленно ливневая условно-чистых и условно-грязных стоков; шламопровод. Производственная система водоснабжения предназначена для подачи воды на технологические нужды. Источником водоснабжения является оборотная система промышленного водопровода, получающая воду после очистки промышленных стоков на очистных сооружениях производственных стоков ОАО «АВТОВАЗ» ОСПС «ПАССАВАНТ». Система оборотной воды предназначена для подачи, охлажденной и химически обработанной на ВОБ 1-ВОБ 4 воды в производства завода. Водооборотный блок 1 (ВОБ-1) предназначен для подачи воды на охлаждение оборудования кузнечного производства 22, компрессорной станции 115, ремонтно-литейного корпуса 10/2. Производительность ВОБ-1 4000 м3/час. Водооборотный блок 2 (ВОБ-2) предназначен для подачи воды на охлаждение оборудования металлургического производства: корпуса 20, 21, 10 25/2, компрессорной станции 114, термического цеха 04А и корпусов МСП 01/25, 01/25А 01/25Б. Водооборотный блок 3 ВОБ-3 предназначен для подачи воды на охлаждение оборудования прессового производства корпуса 6, компрессорной станции 106. Водооборотный блок 4 (ВОБ-4) предназначен для подачи воды на охлаждение оборудования корпусов В0-к.70, МСП 15/2,15/3. Нагретая отработанная вода из цехов завода поступает по самотечным трубопроводам в приемные резервуары блоков, далее охлаждается на градирнях до температуры не выше 30 град. И после химической обработки вновь возвращается в корпуса завода. Для восстановления потерь предусмотрена подпитка ВОБ питьевой, производственной водой. Производственные сточные воды от корпусов завода, а также после локально-очистных сооружений (ЛОС) самотеком поступают на насосную станцию производственных сточных вод и далее перекачиваются на очистные сооружения ОСПС «ПАССАВАНТ», расположенных на территории завода. Проектная производительность ОСПС – 100, 0 тыс. м3сут. Очистка сточных вод осуществляется следующим способом: Производственные сточные воды подаются на очистные сооружения по двум напорным трубопроводам, каждый диаметром 900 мм в приемную камеру, затем в помещение решеток с дробилками. После решеток сточные воды поступают в отстойники, снабженные мостовыми скребками, имеющими заданный по времени режим работы. Осевший на дно отстойников шлам подается насосами в шламоуплотнитель, а всплывшие масло продукты собираются и перекачиваются на утилизацию. После отстойников сточные воды через распределительную камеру поступают к пяти коагуляторам, где происходит основная очистка сточных вод с помощью реагентов: бентонита, сульфата алюминия, поли акриламида. 11 В коагуляторе имеется приспособление для сбора плавающих веществ и отвода их в приемную камеру отстойников. Полученный в отстойниках и коагуляторах шлам насосами перекачивается на уплотнение в 2 шламоуплотнителя. Для улучшения процесса осаждения применяется гашенная известь. После уплотнения шлам подается на фильтр-пресса для обезвоживания. Обезвоженный шлам вывозится с ОСПС автотранспортом на захоронение. Очищенные стоки после коагуляторов поступают на блок доочистки (БДО) после которого направляются на повторное использование в систему производственного водопровода завода на нужды производств. БДО состоит из фильтровального зала и реагентного хозяйства. В фильтровальном зале установлены 24 фильтра (3 ряда по 8 фильтров), загруженных керамзитом. Для борьбы с карбонатными отложениями и предотвращения коррозии стальных трубопроводов производится обработка воды реагентом ЭМП-12, для борьбы с биологическими обрастаниями трубопроводов- обработка воды хлором. На «ПАССАВАНТ» по эмульсопроводу поступает и отработанная смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) в узел разложения СОЖ от оборудования завода. Подготовленная производственная вода направляется в производства ОАО «АВТОВАЗ» на повторное использование; избыточный объем производственной воды сбрасывается в бытовую канализацию (перелив с камеры 6 ОСПС «ПАССАВАНТ»). Шламопровод предназначен для транспортировки через систему гидрошламоудаления отхода «горелая земля ГШУ» МтП. Производительность системы ГШУ - 28800 м 3/сут. Шламовые сточные воды от фильтров мокрой очистки воздуха поступают в зумпфы для приготовления пульпы (смесь сухих отходов металлургического производства со шламовыми сточными водами) и далее насосами пульпа перекачивается 12 в шламонакопитель ООО «АВТОГРАДВОДОКАНАЛ». После отстаивания в шламонакопителе осветленные воды поступают в пруд-накопитель условно чистых сточных вод и далее в Куйбышевское водохранилище. 1.3 Состояние водоемов на территории г.о. Тольятти На территории Самарской области проводится мониторинг загрязнения поверхностных вод двух водохранилищ – Куйбышевского и Саратовского. Качество воды Куйбышевского водохранилища формируется под влиянием традиционного переноса загрязняющих веществ с верховий реки Волги и загрязнений, поступающих со сточными водами предприятий, вода оценивается как умеренно-загрязненная. Сложная экологическая ситуация сложилась с Куйбышевским водохранилищем (куда сбрасываться после очистки сточные воды ОАО «АВТОВАЗа»). Постоянные промышленные сбросы г. Тольятти являются причиной чрезвычайного распространения одноклеточных сине-зелёных водорослей, которые нередко становятся причиной гибели рыбы и птицы. Вода на городских пляжах начинает «цвести» уже к концу июня. Общую загрязнённость водохранилища относят к 3 классу из 6 возможных. На пляжах Автозаводского района, расположенных ниже стоков ОАО «АВТОВАЗ», чистоту воды относят к максимальным 5 и 6 классам загрязнённости. Ещё хуже ситуация у при плотинной зоны водохранилища, где средние ПДК превышаются марганцу — в 8 раз, а максимально-разовые по нефти в 25-28 раз, по меди и фенолам — в 30 и более раз. В связи с сильным загрязнение водохранилищ на территории Самарской области требуется внедрение более эффективных систем водоочистки, а также создание замкнутых водооборотных циклов на предприятии. Необходимо провести анализ сточной воды цеха и на его основе подобрать технологические решения для повышения качества очистки сточных вод цаха. 13 1.4 Анализ сточной воды цеха Анализируемая воды используется в цехе, в качестве воды для промывки деталей, в связи с чем наблюдается сильное её загрязнение маслами, нефтепродуктами, а также ионами тяжёлых металлов и др. Более подробный анализ воды представлен в протоколе № 13754 (См. Приложение 1). Сведения по содержанию некоторых веществ (по которым наблюдается наибольшее превышение ДК) из данного протокола, представлены в таблице 1. Таблица 1 – Концентрация загрязняющих веществ, в анализируемой воде № Наименование Единица Концентрация Норматив Превышение п/п ингредиентов измерения в пробе ДК В раз 1 Нефтепродукты мг/дм3 1389 ± 347 50 27,78 2 Взвешенные мг/дм3 799 ± 80 500 1,6 4 5,75 вещества 3 Железо общее мг/дм3 4 Ионы меди мг/дм3 0,13 ± 0,03 0,05 2,60 5 Никель мг/дм3 0,23 ± 0,04 0,03 7,67 6 Свинец мг/дм3 0,016 ± 0,003 0,004 4 23,0 ± 2,3 Как видно из таблицы 1, анализируемая вода не соответствует нормативам качества. Она содержит превышение по многим веществам, превышение которых также наблюдается в водоемах г.о Тольятти. В данной воде наблюдается превышение допустимой концентрации нефтепродуктов в 27 раз. При попадании в водоемы нефтепродукты образуют тонкую пленку на поверхности воды, тяжелая фракции при этом оседает на дно, а легкая растворяется в воде. Всё это негативно сказывается на качестве воды, ухудшаются ее органолептические свойства, температура воды повышается, а ядовитые компоненты становиться причиной гибели рыб и морских птиц. При попадании в организм человека нефтепродукты вызывают воспалительные процессы во всем организме. 14 Рассмотрим подробнее в таблице 2, какую опасность для человека и окружающей среды представляют вещества, содержащиеся в исследуемой сточной воде, а также основные методы очистки от данных загрязнений. Таблица 2 – Токсикологический анализ Вещество Воздействие на человека Воздействие на ОС 1 2 Нефтепродукты вызывают в организме нарушение работы желудочнокишечного тракта, поражают центральную нервную система, снижают давление и замедляют пульс, а так же вызывают воспалительные процессы во всём организме. 3 Попадая в водоемы, нефтепродукты образуют на их поверхности пленку и придают воде неприятный керосиновый запах. Тяжелые нефтепродукты оседают на дно водоема,а легкая фракция растворяется. Изза образовавшейся нефтяной плёнки нарушаються естественные физикохимические процессы в водоеме, в следствии чего происходит повышение температуры поверхности воды и ухудшается газообмен. Также нефтепродукты становятся причиной гибели морских птиц, раб и микроорганизмов. При попадании в воду железо окисляется при контакте с кислородом и придаёт воде желтобурую окраску Нефтепродукты Железо общее При попадании в организм человека, железо вызывает воспалительные процессы во всем организме и нарушает работу желудочнокишечного тракта 15 Способ очистки сточных вод 4 Механическая очистка: песколовки, отстойники, гидроциклоны, центрифуги, фильтры, нефтеловушки. Физикохимическая очистка: коагуляция, флотация, сорбция. Химическая очистка: хлорирование, озонирование. Кла сс опа сно сти 5 3 Обезжилезивател 4 ибезреагентного типа, Химические реагенты коагулянты; фильтр тонкой очистки – обратноосматичес кая установка; химическое воздействие с применением ультрафильтрации ; Продолжение таблицы 2 1 Ионы меди 2 При попадании в организм вызывает нарушение работы мозга и печени 3 Является токсичным элементом для всех водных растений и рыб Никель В организме человека вызывает нарушение биохимических процессов, может вызывать рак легко и желудка При высоком содержании никеля в водоеме, может приводить к гибели некоторых водорослей, дафний и ряда рыб. Загрязняет почву, вызывая в ней изменения микробных ценозов Свинец При попадании в организм свинец может накапливаться в поверхностных тканях и костях. Он оказывает негативное воздействие на печень, почки и нервную систему человека. Дети и люди старшего возраста особенно чувствительны даже к не большим дозам свинца Свинец является глобальным загрязнителем окружающей среды, он накапливается в растениях и организме животных, попадая с продуктами в организм человека может вызывать множество негативных последствий 16 4 Химические реагенты коагулянты; фильтр тонкой очистки – обратноосматичес кая установка; химическое воздействие с применением ультрафильтрации ; Химические реагенты коагулянты; фильтр тонкой очистки – обратноосматичес кая установка; химическое воздействие с применением ультрафильтрации ; Химические реагенты коагулянты; фильтр тонкой очистки – обратноосматичес кая установка; химическое воздействие с применением ультрафильтрации ; 5 3 3 2 Для дополнительного анализа воды, проведем эксперимент на определение количества меди в воде. Как видно из таблицы 1 наибольшую проблему представляют нефтепродукты т.к. как их концентрация в пробе превышает допустимую концентрацию в 27,78 раз. Исходя из этого система очистки должна базироваться на очистке сточных вод от нефтепродуктов. Для выбора наиболее оптимального метода очистки, рассмотрим существующие технологии и методы очистки нефтесодержащих сточных вод. Эксперимент №1 Цель эксперимента: Определить концентрацию содержания ионов меди в анализируемой воде с предприятия. Реактивы и принадлежности: 1. Стандартный раствор №1, содержащий 10 мг Cu(II) в 1 мл (39,27 г CuSO4 ·5H2O) помещают в мерную колбу емкостью 1 л, растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды, прибавляют 50 мл H2SO4 (1:3) и доводят водой до метки); 2. Стандартный раствор №2, содержащий 1 мг Cu(II) в 1 мл (100 мл стандартного раствора №1 помещают в мерную колбу емкостью 1 л, добавляют 50 мл H2SO4 (1:3) и доводят до метки дистиллированной водой); 3. Аммиак (1:1) водный раствор; 4. Мерные колбы емкостью 50 мл – 8 шт. (на 1 рабочее место); 5. Мерные колбы емкостью 250 мл – 2 шт. (на группу); 6. Градуированные пипетки емкостью 10 мл – 2 шт. (на рабочее место); 7. Бюретки на 25 мл с ценой деления 0,1 мл – 1 шт. (на группу) и на 5 мл с ценой деления 0,02 – 1 шт. (на рабочее место); 8. Мерные цилиндры емкостью 10 мл – 1 шт. (на группу), 50 мл – 2 шт. 17 (на рабочее место) 9. Фотоэлектроколориметр – 1 шт. (на рабочее место). Ход работы 1. В шесть мерных колб (на 50 мл) прилил раствора №2 в количестве 2,5; 5,0; 7,5; 10; 12,5; 15 см3. 2. Прибавляем (для нейтрализации) раствор аммиака до появления мути, затем прибавляем ещё 10 мл избытка раствора. 3. Доводим растворы до метки и тщательно перемешиваем. 4. Измерили оптическую плотность полученных растворов (при λ = 670 нм) и записали результаты в таблицу 3. Таблица 3 – Результаты эксперемента №1 C(Cu2+) Ах 0,006 1 2 3 4 0,273 0,271 0,355 0,394 5 0,457 5. По данным из таблицы строим градуировочный график. Рисунок 1 – Градуировочный график для лабораторной работы №1 6. Отобрали 5 мл исследуемой воды и поместили в колбу объемом 50 мл, затем прилили до метки раствор аммиака. 18 7. Измерили оптическую плотность полученного раствора (Ax =0,006) и определили концентрацию ионов меди в анализируемой воде по градуировочному графику. Вывод: По градуировочному графику определили концентрацию содержания ионов меди в воде С(Сu2+) = 0,0059 мг/50мл (0,118 мг/л). Погрешность составляет 0,130-0,118 = 0,012. Полученное значение превышает допустимую концентрацию. Методика проведения эксперимента приведена в приложении (См. Приложение В). 1.5 Технологии по очистке сточных вод от нефтепродуктов При выборе технологии очистки конкретного стока определяющими факторами являются: расход стока, исходная концентрация нефтепродуктов и сопутствующих загрязнений, требования к качеству очищенной воды по всем нормируемым загрязнениям. Для выбора технологии очистки воды, для каждого конкретного случая, необходимо учитывать множество различных факторов. В зависимости от целого ряда технико-экономических показателей выбирается технологическая схема очистки, которая базируется на механической очистке. При этом в зависимости от требований по качеству очистке воды, используется предварительная или последующая доочистка воды. Методы очистки сточных вод подразделяться на: - механические; - физико-химические; - биохимические. При высоких концентрациях взвешенных веществ, система очистки воды обычно базируется на механической очистке (отстаивание) по средствам которой удаляется основной объем загрязняющих веществ. Схема очистки воды, помимо отстаивания (с использованием коагулянтов или 19 флокулянтов, или без них) может включать центрифугирование, фильтры, адсорбцию и др. Краткая характеристика методов очистки нефтесодержащих стоков приведена в таблице 4. Таблица 4 – Классификация способов очистки нефтесодержащих вод и достигаемая эффективность Способы очистки Допустимая начальная концентрация нефтепродуктов в стоках, мг/л Допустимая глубина очистки, мг/л Примечание Механический (отстаивание) Более 1000 40-1000 Физикохимические: флотация Физикохимические: коалесценция Физикохимические: адсорбция 200 20-60 Не очищает от эмульгированных продуктов Степень очистки зависит от флотации 100 10-15 100 1-3 Физикохимические: химический 50 1-10 Биохимический ( с помощью аэробных микроорганизмов) 100 1-10 Частично очищает от эмульгированных продуктов Очищает от эмульгированных нефтепродуктов (после предварительной очистки) Применяется в сочетании с фильтрацией или отстаиванием Обязательно предварительное отстаивание, очищает от эмульгированных нефтепродуктов Рассмотрим более подробно достоинства и недостатки данных методов в таблицах 5,6 и 7. Схемы и описание методов очистки сточных вод также представлены в таблице 8 (Приложение Б). 20 Таблица 5 – Механические методы очистки нефтесодержащих сточных вод Способ очистки 1 Сущность метода 2 Достоинства 3 Недостатки 4 Отстаивание (отстойники, нефтеловушки) Процесс отстаивания осуществляется в прямоугольных или круглых резервуарах, предназначенных для очистки сточных вод от нефтепродуктов с помощью гравитационного осаждения. За счет разности плотностей нефтепродукты всплывают в вверх образуя маслянистый слой на поверхности. Нефтеловушки бывают горизонтальными, многоярусными и радиальными. Степень очистки в зависимости от конструкции от 60% до 98% Достоинствами отстаивания являются: простота эксплуатации и минимальное недорогое обслуживание, отстойники легко и быстро справляется с резким ростом концентрации нефтепродуктов, небольшая стоимость по сравнению с прочими очистными сооружениям, а также высокая степень очистки до 98%. Не очищает от эмульгированных продуктов, необходимо наличие большого количества свободной площади из-за габаритов нефтеловушек. Требуется дополнительная более тонкая очистка для сброса вод в водоемы. Фильтрование Фильтрование проводят с применением фильтрующей перегородки, процесс осуществляется за счет разности давлений по обеим сторонам перегородки. При регенерации синтетических фильтрующих материалов удаляется до 95% адсорбированных нефтепродуктов. Необходимость предварительной механической очистки 21 Продолжение таблицы 5 2 3 Очистка воды в гидроциклонах осуществляется за счет центробежной силы. Поле центробежных сил создается благодаря тангенсальному подводу потока воды к цилиндрическому корпусу. Достоинством гидроциклонов являются их меньшие объемы относительно отстойников. 1 Гидроциклон 4 Более сложная конструкции и эксплуатация. Таблица 6 - Физико-химические методы очистки сточных вод Способ очистки 1 Коагуляция Электрокоагуляция Сущность метода 2 Коагуляция применяется для нарушения устойчивости нефтяной эмульсии, после механической очистки. При этом процессе применяются специальные вещества осадители или эмульгирующие вещества. При введении таких веществ в систему происходит хлопьеобразование и устойчивость системы нарушается. Процесс электрокоагуляции заключается в поляризации двойного ионного слоя коллоидных частиц, при наложении на них электрического поля, при этом Достоинства 3 Достоинства коагуляции — это простота оборудования и невысокая его стоимость, большой выбор российских и зарубежных коагулянтов, возможность по мере необходимости прерывать процесс очистки. Недостатки 4 Большой расход коагулянтов, образование большого количества сильно влажного осадка, Высокое содержание хлорид и сульфат ионов в воде после очистки. При электрокоагуляции не требуется дополнительных реагентов, и, следовательно, содержание солей в очищенной воде не повышается. Может применяться при Главным недостатком является большое потребление электроэнергии. Периодически происходит засорение между продуктами и электродами. 22 Продолжение таблицы 6 1 Флотация Адсорбция 2 частица перемещается к электроду с противоположным зарядом. Этот процесс можно назвать поляризационная коагуляция дисперсных частиц. Флотацию применяют при извлечении примесей, обладающих гидрофобностью (например,нефть). Она основана на том, что при введении в воду пузырьков воздуха (или углеводородных газов) происходит извлечение эмульгированных нефтепродуктов из воды с помощью пузырьков, за счет разной смачиваемости частиц. 3 4 неравномерном количестве сточных вод. Упрощает всё схему очистки сточных вод. Легка в эксплуатации. Достоинствами данного метода являются высокой степень очистки, за небольшой отрезок времени. Отсутствие вращающихся частей и не шумная работа. Можно утилизировать все извлекаемые компоненты. Высокая энергоемкость, засорение и зарастание отверстий пористого материала. Адсорбция – это процесс концентрирования загрязняющих веществ, на поверхности адсорбента. В качестве адсорбентов обычно применяют: гранулированный активный уголь. Главное достоинство адсорбции возможность очищать воду до любого необходимого уровня, не внося при этом дополнительных загрязнителей. Для очищения от эмульгированных продуктов требуется предварительная очистка. 23 Таблица 7 – Биохимические методы очистки сточных вод Способ очистки 1 Биохимическая очистка (биофильтр) Сущность метода 2 Биохимическая очистка заключается в окислении органических загрязнений микроорганизмами. Основными сооружениями для биологической очистки являются биофильтры и аэротенки. Достоинства 3 Высокая степень очистки Недостатки 4 Обязательна предварительная очистка При выборе технологии очистки важными факторами являются: расход стока, исходная концентрация нефтепродуктов и сопутствующих загрязнений, а также требования к качеству очищенной воды. Рассмотрим каждый фактор относительно сточной воды МтП в таблице 6. Таблица 9 – Обоснование выбора очистного сооружения Фактор Показатель по Обоснование выбора предприятию Расход стока 350 м3/ч - Исходная 1389 При концентрации нефтепродуктов в концентрация воде свыше 100 мг/л, наиболее оптимальным методом очистки являются нефтеловушки (отстойники) Требования к 50 мг/дм3 Вода планируется использоваться в качеству качестве промывной и не требует воды высокой степени очистки Расположение - Т.к. на предприятие имеется достаточно очистного свободных площадей, то имеется устройства возможность установки любого очистного сооружения 24 Таким образом, исходя из целого ряда технико-экономических показателей нефтеловушки наиболее оптимальным (отстойника). Ниже решением является приведены основные установка типовые конструкции нефтеловушек и отстойников из которых необходимо выбрать наиболее оптимальную для данного предприятия, исходя из ряда особенностей предприятия. 1.6 Типовые конструкции отстойников и нефтеловушек Процесс отстаивания является наиболее простым и дешевым методом очистки сточной воды от грубо диспергированных примесей, плотность которых отличается от плотности воды. Примеси под действием силы тяжести либо всплывают на поверхность, либо оседают на дно. В таблице 10 представлена классификация отстойных сооружений. Таблица 10 – Классификация отстойных сооружений Периодические и непрерывного По характеру работы действия По технологической роли Первичные, вторичные, третичные, илоуплотнители и осадкоуплотнители По направлению движения потока Вертикальные, горизонтальные, радиальные, наклонные тонкослойные По способу обеспечения флокуляции С активной и пассивной флокуляцией взвешенных веществ По способу выгрузки осадка Со скребковым механизмом, илососами, гидросмывом На Рисунке 2 представлена типовая схема отстойника. 25 1 – корпус; 2 – кольцевой желоб; 3 – мешалка; 4 – лопасти с гребками; 5 – среда для подачи исходной суспензии; 6 – штуцер для вывода осветленной жидкости; 7 – разгрузочное устройство для вывода осадка; 8 – электродвигатель. Рисунок 2 – Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой 1 – штуцер; 2 – перфорированная перегородка; 3 – воздушка; 4 – трубопровод для отвода легкой фракции; 5 – трубопровод для удаления тяжелой фракции; 6 – устройство для разрыва сифона. Рисунок 3 – отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий 26 При содержании в сточных водах грубодисперсных примесей более 100 мг/л применяются нефтеловушками. специальные Нефтеловушка это отстойники, вытянутый называемые прямоугольный железобетонный отстойник, обычно он включает несколько секций, для того что бы при необходимости (ремонта или чистки) выключить одну из них. Через горизонтальный водослив очищаемая вода поступает в отстойную часть (камеру) нефтеловушки. Из-за разности плотностей воды и нефтепродуктов, а также различных механических примесей происходит их разделение. Нефтепродукты всплывают на поверхность и образуют слой примерно 0,1 м, вода уходит из нефтеловушки, а примеси оседают на дно. Для облегчения удаления слоя нефтепродуктов с поверхности, в зимнее время, необходимо использовать змеевики, они устанавливаются по периметру нефтеловушки на глубине 0,2 м от поверхности воды. Для сдвигания выпавшего осадка к сборному приемнику нефтеловушки должны быть оборудованы скребковыми устройствами (скорость их движения не должна превышать 0,01 м/с). Удаления осадка из приемника производится чаще всего гидроэлеваторами. Время отстаивания в нефтеловушках обычно принимается около двух часов. При эксплуатации нефтеловушек можно выделить около 96-98% нефтепродуктов из загрязнённых сточных вод. Чаще всего после очистки на нефтеловушках требуется дополнительная очистка т.к. остаточное содержание нефтепродуктов в среднем около 50-100 мг/л. Доочистка обычно осуществляется с помощью коагуляции или фильтрации сточных вод. Так как на МтП воду подразумевается использовать очищенную воду на нужды производства (как оборотную воду) и вода не будет сбрасываться в природные водоёмы, то дополнительная очистка не требуется. Во время работы нефтеловушек образуется нефтешлам. Он удаляется скребковыми механизмами, гидроэлеваторами или насосами. Не менее одного раза в сутки скребки под водой сгребают осадок в прямоток, затем он откачивается насосом или энжектором. 27 Нефтеловушки подразделяются на: горизонтальные, многоярусные и радиальные. Горизонтальные нефтеловушки: Горизонтальная прямоугольный нефтеловушка отстойник, представляет разделенный на железобетонный параллельные секции, продольными стенками. Из распределительной камеры через щелевую перегородку сточная вода поступает в каждую секцию. Очищенная вода в конце секции проходит под затопленной стенкой и через водослив переливается в отводящий трубопровод. Всплывшая нефть скребковыми механизмами выводится из нефтеловушки. Тем же механизмом сгребаются осадок со дна нефтеловушки и отправляется в приемник, откуда его периодически удаляют насосом или гидроэлеватором. Скорость течения воды в горизонтальной нефтеловушке 3-10 мм/с, а время отстаивания около двух часов. 1 – подводящая труба; 2 щелевая распеределительная перегародка; 3 – нефтесборная труба; 4 – механизм передвижения скребков;5 – скребковый транспортер; 6 – трубопровод отвода осветленной воды; 7 – гидроэлеватор; 8 – подача воды к гидроэлеватору; 9 – отвод осадка. Рисунок 4 - Горизонтальная нефтеловушка 28 Достоинствами горизонтальной нефтеловушки являются простота конструкции, эксплуатации и недорогое обслуживание. Однако горизонтальные нефтеловушки имеют множество недостатков. Главными из них являются необходимость больших площадей и загрязнение атмосферы углеводородами. Поэтому были разработаны более эффективные, многоярусные нефтеловушки. Многоярусные нефтеловушки: Многоярусная нефтеловушка является усовершенствованной конструкцией горизонтальной, имеет меньшие габариты и более экономична. Для повышения эффективности работы нефтеловушек применяют тонкослойное отстаивание. При таком отстаивании в отстойной камере располагают под углом 45-50° пакеты пластин с зазором 20-100 мм. За счет уменьшения пути движения частиц нефтепродуктов сокращается время отстаивания. 1 – подводящая труба; 2 – водораспределительная труба; 3 - нефтесборная труба; 4 – пропорциональное водораспределительное устройство; 5 – тонкослойный модуль; 6 – скребковый транспортер; 7 – трубопровод отвода осветленной воды; 8 – гидроэлеватор; 9 – отвод осадка. Рисунок 5 – Многоярусная нефтеловушка Радиальные нефтеловушки: Конструкция радиальных нефтеловушек, похожа на конструкцию радиальных отстойников. По трубопроводу сточная вода поступает в нижнею часть нефтеловушки, затем с помощью направляющего цилиндра происходит 29 заглубленный впуск воды в отстойную часть сооружения, и вода распределяется по всему рабочему объему сооружения. Для сбора очищенной воды используется кольцевой лоток. Всплывшие нефтепродукты с помощью скребкового механизма сгоняются к нефтесборной трубе, а осевший нефтешлам сгребается вращающимся скребком к приемнику, из которого затем с помощью насоса перекачивается в шламонакопитель. 1 – подача сточной воды; 2 – сборный лоток; 3 – скребковый механизм; 4 – нефтесборная труба; 5 – направляющий цилиндр; 6 – удаление осадка. Рисунок 6 – Радиальная нефтеловушка 1.7 Обработка и ликвидация нефтяного шлама Вне зависимости от конструкции нефтеловушки, в ней образуется большое количество нефтешлама, который необходимо утилизировать. Нефтешлам обычно содержит 5-10% механических примесей, до 20% нефтепродуктов, до 70 - 75% воды /45/. 30 Рисунок 7 – Диаграмма состава нефтешлама Утилизация нефтешлама является наиболее сложной задачей, в тоже время существует множество разнообразных технологий их обезвреживания и утилизации. Целью такой обработки является либо извлечение ценных компонентов из шлама, либо превращение его безвредный продукт для ОС. Для обработки осадков, применяются следующие типовые процессы: уплотнение (сгущение); стабилизация (предотвращение загнивания осадка); кондиционирование; обезвоживание; утилизация; ликвидация. Все эти процессы представлены на Рисунке 8. При обработке осадка могут быть использованные те или иные стадии обезвреживания. Рисунок 8 - Типовые процессы, применяемые для обработки осадков Выбор технологии очистки зависит от многих технико-экономических факторов, таких как свойства осадков и их количество, а также наличие 31 площадей и др. Сложность при обработке осадков заключается в отсутствии свободных площадей, реагентов и высокой энергоемкости технологических процессов. В процессе очистки нефтесодержащих сточных вод выделяются: - нефть и нефтепродукты -нефтяной шлам Нефть и нефтепродукты обычно утилизируются, путём извлечения из них полезных компонентов, а нефтешлам ликвидируют, применяя захоронение в специальных местах, либо складируют в шламонакопителях за пределами предприятия. Также для ликвидации нефтешлама применяют сжигание в разнообразных печах. Для увеличения эффективности процесса сжигания, необходимо уменьшить объема шлама, для этого применяют фильтрование, центрифугирование и гравитационное отстаивание. Как показали исследования при утилизации нефтяного шлама полностью выделить нефтепродукты из шлама не удаться (после обработки содержит 3-5%). Поэтому после обезвоживания нефтешлам сжигают в печах. Конструкция и тип печи выбирается на основании технико- экономических показателей. Печи делаться на камерные, циклонные, многоподовые, распылительные, а также печи с псевдоожиженным слоем. В России наибольшее распространение получили печи с псевдосжиженным слоем т.к они обладают рядом конструкционных достоинств, а за рубежом более распространёнными являются многоподовые печи. Однако все вышерассмотренные методы имеют ряд недостатков: отстаивание является слишком медленным и малоэффективным процессом, который к тому же требует больших площадей; Фильтр-пресс делит нефтешлам на примеси и жидкость, он имеет малую пропускную способность, и проблема отделения воды остается не решенной; 32 Сжигание нефтешламов является довольно дорогостоящим процессом, к тому же при сжигании происходит загрязнение атмосферы. В последнее время возрос интерес ученых к изучению углеводородокисляющих микроорганизмов. Были разработаны активные штаммы-нефтедеструкторы и их консорциумы, а на их основе различные биопрепараты такие как: «Путидойл», «Сойлекс», «Бамил», «Петро трит» и др. Известен способ очистки нефтешлама на основе использования микроорганизмов и биотрина микроорганизмов в нем аборигенных [7]. В используют нефтеокисляющих качестве нефтеокисляющих суспензию активизированных микроорганизмов или биопрепарат «Родотрин» с плотностью 106кг/м3 из расчета 50 мл на 1 кг нефтешлама. Однако в данный момент эти технологии имеют ряд недостатков, в первую очередь это их относительно высокая стоимость и узкий диапазон применения. К тому же внедрение подобных штампов в окружающую среду может нарушить экологический баланс. Все эти методы широко применяются в современном мире, однако они имеют ряд общих недостатков, таких как низкая производительность и эффективность, поэтому сейчас внедряются и более эффективные методы переработки шламов, к ним относятся декандеры, центрифуги. В них нефтешламы распадаются на безопасные элементы, а количество механических примесей значительно уменьшается. Декандеры (центрифуга шнековая горизонтальная осадительная непрерывного действия) делятся на двух- и трёх фазные. Трехфазный декандер разделяет нефтешлам на три составляющие, вода, нефтепродукты и механические примеси. В то время как двух фазный только на механические примеси и жидкость. Достоинством осадительных шнековых центрифуг является механизация выгрузки осадка из ротора и непрерывность работы. Это позволяет автоматизировать технологический процесс, полностью исключив 33 при этом ручной труд. В некоторых технологических процессах можно обойтись без расходных материалов (коагулянтов, флокулянтов), что снижает эксплуатационные затраты. Расчет шламонакопителя приведен во второй главе. 1.8 Принципы создания замкнутых водооборотных циклов Наиболее оптимальным решением проблемы водопотребления промышленности, является создание замкнутых систем водопотребления (ЗСВ). Применение ЗСВ (замкнутых систем водопотребления) помогает решить многие проблемы, такие как возможность размещения предприятий в районах с ограниченными водными ресурсами, но выгодным экономикогеографических положением, сокращение сброса загрязнённых сточных вод в окружающую среду и проблему водообеспечения. Создание замкнутой системы экономически оправданно в случае, если затраты на создание замкнутого цикла и модернизация оборудования, не превышает затрат на сброс загрязненных веществ или их очистку до нормативов на сброс. ЗСВ (замкнутых систем водопотребления) можно вводить как на действующих предприятиях, так и на вновь строящихся. На уже действующих предприятиях внедрение оборотного водоснабжения следует совершать постадийно. В общем случае предприятие оборотным водоснабжением можно представить в виде схемы на рисунке 9. 34 Рисунок 9 – Схема безотходного производства товарного продукта Основные принципы создания ЗСВ (замкнутых систем водопотребления): 1. Водоснабжение и канализацию необходимо рассматривать в совокупности. На предприятии должна существовать единая система водного хозяйства. При этом вся вода должна соответствовать установленным стандартам. 2. При создании замкнутого цикла, необходимо ориентироваться на малоотходные технологии и максимальное извлечение сырья и ценных компонентов из использованной воды, а также стремление к минимальным энергетическим затратам. 3. Потоки сточных вод следует различать по видовому, фазовому, концентрационному, энтальпийному признакам для разработки соответствующих способов локальной очистки каждого потока, вплоть до потоков отдельных стадий технологического процесса. 4. При создании ЗСВ (замкнутых систем водопотребления) нужно объединить цехи водоподготовки и очистки предприятия, а также использовать ливневой сток с промышленной площадки в системе оборотного водоснабжения. Основными для водоснабжения должны являться очищенные производственные сточные воды, а также поверхностный сток. Необходимо сократить до минимума использование свежей воды на производстве. 35 5. Регенерации должны подвергаться локальные потоки отработавших технологических растворов и сточных вод, при этом должны создаваться локальные замкнутые системы водоснабжения, которые являются основным звеном замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий. 36 ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ По результатам анализа, проведенного в первой главе оптимальным техническим решением для повышения качества очистки сточных вод, является установка отстойного сооружение (нефтеловушки), далее приводиться расчет основных конструкции нефтеловушек на основании исходных данных с предприятия. При проектировании нефтеловушек необходимо учитывать: 1. Глубина нефтеловушки должна быть не более 2 м; 2. Ширина секций принимается в диапазоне 3-6 м; 3. Число секций нефтеловушке должно быть не менее двух; 4. Толщина слоя всплывших нефтепродуктов не более 0,1 м; 5. Толщина слоя осадка до 0,1 м. Также необходимо учитывать кинетику процесса осаждения. Для изучения процесса осаждения и зависимости его эффективности от времени проведем лабораторную работу. 2.1 Исследование процесса осаждения Цель исследования – изучение зависимости эффекта осветления сточных вод от продолжительности отстаивания. Обеспечивающие средства: цилиндры мерные 5 шт., стеклянные палочки 5 шт., бюксы 5 шт., фильтры бумажные, сушильный шкаф, секундомер, весы аналитические. Теоретическая часть. Грубодисперсные примеси образуют с водой кинетически неустойчивые системы. В состоянии покоя в таких системах происходит седиментация взвешенных частиц, т.е. выпадение частиц в осадок или всплывание их на поверхность в зависимости от их плотности. Данный физико-химический процесс определяет такие методы очистки сточных вод от примесей, как центрифугирование. 37 отстаивание, фильтрование, Отстаивание представляет собой разделение суспензий и эмульсий в поле гравитационных сил. Скорость отстаивания непостоянна и уменьшается с течением времени. При проектирование очистных сооружений (отстойников, фильтров, гидроциклонов) необходимо знание времени осаждения примесей в зависимости от дисперсности, процент удаления взвесей и т.д. Задача эксперимента сводиться к построению кривой, выражающей зависимость количества выпавших частиц от продолжительности отстаивания. Выполнение работы 1. Исследуемую воду разлили равными порциями в мерные цилиндры. 2. После перемешивания воды и выравнивания уровня воды в цилиндре, начали отсчет времени. 3. Исследование кинетики осаждения частиц производим через интервалы времени 10,15,30,60,120 минут. 4. Через указанные промежутки времени, аккуратно отделяем всплывшие частицы нефтепродуктов от воды и определяем в осветленной жидкости оставшееся их количество. Таблица 11 – Результаты эксперимента №2 № цилиндра Время отстаива ния t, мин 1 15 20 25,0124 25,0626 0,0251 Концен трация НП в осветлё нной воде, мг/л 1255 2 30 20 24,2351 24,2581 0,0230 1150 3 60 20 20,3058 20,3233 0,0175 875 4 90 20 25,6302 25,6356 0,0054 270 5 120 20 47,2643 47,2691 0,0048 240 Вес бюкса с Вес бюкса с Объем фильтром фильтром пробы, до после мл фильтрован фильтрован ия ия 38 Масса НП на фильтр е 5. Эффективность осветления сточной воды Э (%) рассчитывают по формуле: ( 1) где Ссв – концентрация НП в сточной воде, поступающей на очистку, мг/л; Сов – концентрация НП в очищенной воде, мг/л. Рассчитаем эффективность осветления для каждого промежутка отстаивания по формуле (1) и запишем результат в таблицу 11. Э15 = (1389-1255) *100/1389 = 9,64%; Э30 = (1389-1150) *100/1389 = 17,20%; Э60 = (1389-875) *100/1389 = 37,01%; Э90 = (1389-270) *100/1389 = 80,50%; Э120 = (1389-240) *100/1389 = 82,72%; Таблица 12 – Таблица для построения градуировочного графика Э(%) 9,64 17,20 37,01 80,50 82,72 t, мин 15 30 60 90 120 На основании результатов таблицы 5 построим график зависимости эффекта осветления сточных вод Э % от продолжительности отстаивания t, мин: 39 Рисунок 10 – График зависимости очистки от времени отстаивания Выводы: Эффективность очистки увеличивается с увеличением времени отстаивания, однако скорость осаждения не постоянна и со временем уменьшается, поэтому время нахождения очищаемой воды в отстойной части сооружение должно быть не более двух часов. 2.2 Расчет горизонтальной нефтеловушки Методика выполнения расчета: 1. Принимаем количество секций не менее двух. 2. На основании пропускной способности q, м3/ч (по таблице 12) назначаем ширину секции B, м и глубину отстаиваемого слоя воды Hset, м: Таблица 13 – Типовые параметры нефтеловушек q, м3/ч ˂ 162 ≥162 B, м 2–3 6 Hset, м 1,2 – 1,5 2 1. По формуле вычисляем гидравлическую крупность частиц нефти u0: (2) где,γв и γн– объемные массы воды (1) и нефти (0,79 – 0,85), т/м3; d– крупность всплывающих частиц, м; 40 µ - динамический коэффициент вязкости сточной воды, Па·с. При отсутствии данных по кинетике принимаем u0= 0,4 – 0,6. 2. Принимается скорость движения воды в диапазоне v = 3 – 10 мм/с. Определяется продолжительность всплывания нефтяных частиц tp: (3) где, Hset - глубину отстаиваемого слоя воды, м; v - скорость движения воды, мм/с. В зависимости от соотношения v/u0 выбирается коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды a по таблице 13. Таблица 14 – Коэффициент учитывающий турбулентность потока v/u0 0,1 10 15 20 a 1,2 1,5 1,65 1,75 3. Рассчитывается длина отстойной части нефтеловушки L: (4) где, a - коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды; u0 - гидравлическую крупность частиц нефти. 4. Определяется продолжительность отстаивания tp’: (5) где, L – длина отстойной части нефтеловушки. Рассчитанная продолжительность tp’ должна быть не менее tp. В противном случае изменяют глубину слоя воды Hset или скорость движения воды v. 5. Определяется количество осадка Qmud, выделяемого при отстаивании за сутки: (6) где, Q– суточный расход воды, м3/сут; 41 С– концентрация механических примесей в сточной воде, примерно равная 800 мг/л; Э – эффект задержания осаждающихся примесей, равный для горизонтальных нефтеловушек 60 – 70%; pmud– влажность осадка, равная для свежевыпавшего осадка – 95% и слежавшегося – 70%; γmud – объемная масса частиц осадка, равная 2,65 т/м3. 6. Определим количество нефтепродуктов Qoil, задержанных за сутки: (7) где, Acn и Aex – концентрация нефтепродуктов соответственно в исходной и осветлённой воде, мг/л; γoil – объемная масса обводненных нефтепродуктов, равная 0,95 т/м3. Расчет горизонтальной нефтеловушки: Исходные данные: q = 350 м3/ч; Aen = 1386 347 мг/л; µ= 0,0055 Па*с; Расчет: 1. По пропускной способности нефтеловушки (q, м3/ч) принимается типовая нефтеловушка (либо проектируется индивидуально). Параметры типовых горизонтальных нефтеловушек приведены в таблице 14 (Приложение Г). 2. Наиболее близкой по пропускной способности является типовая нефтеловушка номер 902-2-2. Принимаем число секций n = 2 и проводим индивидуальный расчет нефтеловушки. 3. По таблице 10 назначаем ширину секций B, м и глубину отстаиваемого слоя воды Hset, м. Так как q> 162 (350> 162) м3/ч, то B = 6 м и Hset= 2, м. 42 4. Рассчитываем гидравлическую крупность частиц нефти u0: Так как отсутствуют данные по кинетике принимаем u0 = 0,5. 5. Принимаем скорость движения воды v = 5 мм/с и определяем продолжительность всплывания нефтяных частиц tp по формуле (3): 6. По соотношения v/u0 принимается коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды a по таблице 11: v/u0 = 5/0,5 = 10, следовательно, a = 1,5. 7. Рассчитываем длину отстойной части нефтеловушки L по формуле (4): 8. Определяем продолжительность отстаивания tp’ по формуле (5): Рассчитанная продолжительность tp’ должна быть не менее tp, (1,6 > 0,11). 9. Определяем количество осадка Qmud, выделяемого при отстаивании за сутки по формуле (6): 10. Определим количество нефтепродуктов Qoil, задержанных за сутки по формуле (7): 11. Занесём полученные данные в таблицу 15, для построения чертежа. 43 Таблица 15 – Параметры рассчитанной горизонтальной нефтеловушки B, м L, м L, м n 6 2 30 2 Qmud T, ч 1,6 2.3 Расчет многоярусной нефтеловушки Принимается количество секций нефтеловушки n не менее двух. 1. Назначается ширина секции B = 2-3 м, и глубина отстаиваемого слоя воды Hset, = 2,5 – 3 м. Назначается ширина Bbl = 0,65-0,75 м и высота тонкослойного 2. блока Hbl = 1,5-1,6 м. Находится площадь поперечного сечения тонкослойного блока Fbl: (8) где, Bbl – ширина тонкослойного блока, м; Hbl – высота тонкослойного блока, м. 3. Рассчитывается скорость движения воды в нефтеловушке ν: (9) где, q – пропускная способность нефтеловушки, м3/ч; Fbl – площадь поперечного сечения тонкослойного блога, м2; n – число секций нефтеловушки. 4. Определим число Рейнольдса Re: (10) где, hti – высота ярусного блока по перпендикуляру, равная 50 мм; ν – кинематическая вязкость, равная 8,04*10-7. Величина Re должна быть близка к 700-800. В противном случае изменяют размеры тонкослойного блока или количество секций. 5. Рассчитывается продолжительность пребывания воды в тонкослойном блоке T: (11) 44 где, u0 – гидравлическая крупность частиц нефти, равная 0,15 мм/с; hti – высота ярусного блока по перпендикуляру, равная 50 мм. 6. Определяется длина тонкослойного блока Lbl: (12) где, k – коэффициент запаса, равный 1,3; ν – скорость движения воды в нефтеловушке, мм/с; Т – время пребывания воды в тонкослойном блоке, с. 7. Находится общая длина нефтеловушки Lобщ: (13) где, L – длина тонкослойного блока, м. 8. Определяется количество осадка Qmud, выделяемого при отстаивании за сутки по формуле 6. 9. Определим количество нефтепродуктов Qoil, задержанных за сутки по формуле 7. Расчет многоярусной нефтеловушки: 1. Принимаем количество секций нефтеловушки n = 7. Назначаем ширину секции B = 2,5 м, и глубину отстаиваемого слоя воды Hset, = 3 м. 2. Назначаем ширину Bbl = 0,75 м и высота тонкослойного блока Hbl = 1,6 м. По формуле (8) находим площадь поперечного сечения тонкослойного блока Fbl: 3. Рассчитываем скорость движения воды в нефтеловушке ν по формуле (9): 4. Определим число Рейнольдса Re по формуле (10): 45 Рассчитанное число находится в оптимальных приделах (700-800). 5. По формуле (11) рассчитываем продолжительность пребывания воды в тонкослойном блоке T: 6. Определяется длина тонкослойного блока Lbl по формуле (12): 7. По формуле (13) находится общая длина нефтеловушки Lобщ: 8. Определяем количество осадка Qmud, выделяемого при отстаивании за сутки по формуле (6): 9. Определим количество нефтепродуктов Qoil, задержанных за сутки по формуле (7): 2.4 Расчет радиальной нефтеловушки 1. Принимается количество секций нефтеловушки n, не мене трех. Назначается продолжительность отстаивания Tset, равная примерно 6 ч. 2. Определяется глубина зоны отстаивания Hset: (14) где, Kset – коэффициент использования объема, равный 0,6; u0 – гидравлическая крупность частиц нефти, в среднем равная 0,2 мм/с; Tset - продолжительность отстаивания, ч. 3. Рассчитывается диаметр нефтеловушки D: 46 (15) где, q- пропускная способность нефтеловушки, м3/ч; Kset – коэффициент использования объема, равный 0,6; Tset - продолжительность отстаивания, ч; n – число секций; Hset - глубина отстаиваемого слоя воды, м. Диаметр округляется до целого значения или принимается значение диаметров типовых радиальных нефтеловушек 24 или 30 м. 4. Находится полная строительная высота нефтеловушки H: (16) где, H1 – высота борта над слоем воды, равная 0,3 – 0,5 м; H2 – высота зоны осадка, равная 0,3 м; H3 – толщина слоя всплывших нефтепродуктов, равная 0,1 м. 5. Определяется количество осадка Qmud, выделяемого при отстаивании за сутки по формуле 6. 6. Определим количество нефтепродуктов Qoil, задержанных за сутки по формуле 7. Расчет: 1. Принимаем количество секций нефтеловушки n = 3 и назначаем продолжительность отстаивания Tset = 6 ч. 2. Определяем глубину зоны отстаивания Hset по формуле (14): 3. Рассчитывается диаметр нефтеловушки D по формуле (15): Округляем диаметр до D = 24 м. 4. Находим полную строительную высоту нефтеловушки H по формуле (16): 47 5. Определяем количество осадка Qmud, выделяемого при отстаивании за сутки по формуле (6): 6. Определим количество нефтепродуктов Qoil, задержанных за сутки по формуле (7): 2.5 Расчет шламонакопителя Из отстойника осадок направляется в шламонакопитель, где он может находиться до 15 суток. Отношение диаметра шламонакопителя к высоте конической части принимается D/H=1,5. Площадь поперечного сечения рассчитывается по формуле: (17) где, β = 1,3-1,5; Qoil – количество нефтепродуктов, улавливаемых за сутк; N – количество шламонакопителей; Vp – расчетная скорость движения осадков, Vp = 0,6 мм/с. Рассчитывают диаметр шламонакопителя: (18) где, F – площадь поперечного сечения шламонакопителя, м2. , высота конической части шламонакопителя и рассчитываем высоту конической части шлапонакопителя. 48 (19) где, D – диаметр шламонакопителя, м. Расчет: 1. Рассчитываем площадь поперечного сечения по формуле (17): 2. По формуле (18) рассчитываем диаметр шламонакопителя: 3. Рассчитываем высоту конической части по формуле (19): Исходя из ряда технико-экономических показателей наиболее целесообразным является установка многоярусной нефтеловушки. Она имеет меньшие габариты и более экономична. Не смотря на то что горизонтальная нефтеловушка наиболее дешёвая, эффективность очистки в ней составляет всего 60-70%, что будет недостаточно для очистки воды до нормативов ДК (50мг/дм3). Требуемой степени очистки от нефтепродуктов (95-97%) можно добиться с помощью многоярусной нефтеловушки (до 98%). При установке нефтеловушки необходимо учитывать, что при очистке в них сточных вод будет выделяться большое количество нефтешлама, поэтому был предложен и рассчитан шламонакопитель, а также рассмотрены методы утилизации нефтяного шлама. 49 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной работе был проведен анализ качества сточной воды цеха и выявлены основные загрязнения. Наибольшее превышение ДК обнаружено по нефтепродуктам – в 27,78 раз, взвешенным веществам – в 1,6 раз, ионам меди и железа в 2,6 и 5,7 раз соответственно. Для дополнительного анализа в работе были проведены два эксперимента по обнаружению количество ионов меди и железа в исследуемой воде, по результатам экспериментов также были выявлены превышения по данным веществам. На основании данного анализа и исходных требований к качеству воды после очистки, оптимальным решением является установка сооружения механической очистки. Для выбора оптимального сооружения очистки был проведен анализ существующих технологий очистки сточных вод и проведены исследования процесса осаждения. На основании анализа сточных вод цеха, расчетов и ряда техникоэкономических наиболее целесообразным решением является установка многоярусной нефтеловушки. Так как она имеет меньшие габариты и более экономична. Не смотря на то что горизонтальная нефтеловушка наиболее дешёвая, эффективность очистки в ней составляет всего 60-70%, что будет недостаточно для очистки воды до нормативов ДК (50мг/дм3). Требуемой степени очистки от нефтепродуктов (95-97%) можно добиться с помощью многоярусной нефтеловушки (до 98%). Дополнительно был рассчитан шламонакопитель и предложены методы утилизации нефтешлама. Предложенные в работе технические решения позволят повысить качество очистки сточных вод цеха до требуемых нормативов и ликвидируют штрафы за превышения по загрязнениям. Таким образом, актуальность исследуемой проблемы доказана, поставленные задачи выполнены, цель дипломного проекта достигнута. 50 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Абдуллаев К. М. Водоподготовка на ТЭС при использовании городских сточных вод – М.: «Энергоатомиздат», 1988. - 271 с. 2. Айзенштадт Б. М. Производственная санитария – М.: «Металлургия», 1969. - 688 с. 3. Аренс В.Ж., Саушин А.З., Гридин О.М. Очистка окружающей среды от углеводородных загрязнений. - М.: Интербук, 1999. - 180с. 4. Артамонов В. В. Технологические схемы очистки сточных вод - Киев: «Будiвельник», 1981. - 64 с. 5. Беднарский В. В. Экологическая безопасность при эксплуатации и ремонте автомобилей - Ростов-на-Дону.: «Феникс», 2003. - 379 с. 6. Большина Е.П. Экология металлургического производства: Курс лекций. – Новотроицк: НФ НИТУ «МИСиС», 2012. – 155 с. 7. Вейцер Ю. И. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод – М.: «Стройиздат», 1984. - 200 с. 8. Гавриленков А. М. Оборудование для очистки воздушных выбросов и сточных вод пищевых предприятий -Санкт-Петербург: «ГИОРД», 2007. - 115 с. 9. Гвоздев В. Д. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков - М: Химия, 1988. - 112 с. 10. Гляденов С.Н. Очистка производственных и поверхностных сточных вод / Экология и промышленность России. – 2001. – № 8. – С. 7 – 9. 11. Гляденов С.Н. Очистка сточных вод: традиции и новации / Экология и промышленность России. – 2001. – № 2. – С. 15 -17. 12. Гордин И. В. Оптимизация химико-технологических систем очистки промышленных сточных вод - Ленинград: «Химия», 1977. - 176 с. 13. Госкомэкология РФ. Методические указания по расчету платы за неорганизованный сброс загрязняющих веществ в водные объекты / ЭКОСинформ. – 1999. – № 1/2. – С. 198 - 224. 51 14. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. Введ. 1989–01–01. М.: Изд-во стандартов, 2002. 45 с. 15. Губанов Л.Н., Цимбалов С.Д., Новикова О.М. О плате за негативное воздействие на окружающую среду. / Вода и экология. Проблемы и решения. – 2005. - № 2. – С. 61-70. 16. Гудков, А.Г. Механическая очистка сточных вод: учебное пособие / А.Г. Гудков. – Вологда: ВоГТУ, 2003. – 152 с. 17. Данилович Д.А., Козлов М.Н., Богарова И.Н., Дворецкая И.С. Сравнительная оценка методов обеззараживания сточных вод / Вода и экология. Проблемы и решения. – 2002, - №1. - С. 41-48. 18. Дикаревский, В.С. Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте: учебник для вузов ж-д транспорта / В.С. Дикаревский, П.П. Якубчик, В.Г. Иванов, Е.Г. Петров. – М.: Транспорт, 1999. – 439 с. 19. Добыдно М.Н., Гильбух А.Я., Петрова Н.Р., Анисимов В.Я., Обеспечение экологической безопасности производства ОА «АВТОВАЗ». – Самара: Корпорация «Федоров», Издательство «Учебная литература», 2002. – 264 с.: ил. – ISBN 5-9507-0003-1 20. Друцкий А.В. Установка очистки ливневых сточных вод/ Водоснабжение и санитарная техника. – 2001. – № 3. – С. 68-69. 21. Жуков А. И. Канализация – М.: «Стройиздат», 1969. - 590 с. 22. Жуков А.И. Методы очистки производственных сточных вод. Справочное пособие. – М., Стройиздат, 1977. 23. Жуков, А.И. Методы очистки производственных сточных вод: справочное пособие / А.И. Жуков, И.Л. Монгайт, И.Д. Родзиллер. – М.: Стройиздат, 1977. – 204 с. 24. Зиновьев А.П., Филиппов В.Н. Комплексная очистка сточных вод, содержащих нефтепродукты, ПАВ и фенолы. № 2 / 2002. – С. 43-55. 25. Иванов, В.Г.Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 52 "Водоснабжение и водоотведение"/ В.Г. Иванов, Н.А. Черников, Е.В. Постнова. - СанктПетербург: ПГУПС, 1996. – 38 с. 26. Ивчатов А. Л. Химия воды и микробиология М.: «ИНФРА-М», 2006. - 217 с. 27. Известия Самарского научного центра Российской Академии Наук.: спец. выпуск.: "ELPIT - 2005". Т. 1 / гл. ред. В. П. Шорин. – Самара.: Самар. науч. центр РАН, 2005. - 323 с.: ил. - Имен. указ. авторов: с. 322. - 3000. 28. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Справочник проектировщика / Н.И. Лихачев [и др.]; под общ. ред. В.Н. Самохина. – М.: Стройиздат, 1981. – 639 с. 29. Кичигин В. И. Выбор систем водоотведения на ЭВМ - Самара: Самар. гос. архит.-строит. ун-т, 2005. - 240 с. 30. Кичигин В. И. Основы моделирования и оптимизации территориальных систем водоотведения - Самара: «Самар. гос. архит.-строит. акад.», 2002. - 338 с. 31. Колесников В. А. Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод – М.: «ДеЛи принт», 2005. - 266 с. 32. Комарова Л.Ф. Технология очистки промышленных и сточных вод: физико-химические, химические и биохимические методы очистки: Учебное пособие/Алтайский политехнический институт. – Барнаул, 1983. 33. Ксенофонтов Б. С. Флотационная очистка сточных вод – М.: «Новые технологии», 2003. - 159 с. 34. Кушелев В.П. Охрана природы от загрязнений промышленными выбросами. – М.: Химия, 1979. 35. Лапицкая М. П. Очистка сточных вод - Минск: Высш. шк. А, 2007. - 256 с. 36. Ласков, Ю.М. Примеры расчетов канализационных сооружений: учеб. пособие для вузов / Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов, В.И. Калицун. – М.: Стройиздат, 1987. – 255 с. 53 37. Луканин В. Н. Промышленно-транспортная экология – М.: Высш. шк., 2003. - 273 с. Лукиных Н. А. Методы доочистки сточных вод – М.: 38. «Стройиздат», 1978. - 156 с. 39. Милованов Л. В. Очистка и использование сточных вод предприятий цветной металлургии – М.: «Металлургия», 1971. - 383 с. 40. Москвитин А. С. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений -Подольск: «Технология», 2007. - 405 с. 41. Мочалов И. П. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных мест – Ленинград.: «Стройиздат», 1991. - 160 с. 42. Оборудование и технология для очистки сточных вод машиностроительных предприятий.: альбом / ВНИИТЭМР; авт.-сост. В. И. Шатунова. – М.: ВНИИТЭМР, 1991. - 120 с. 43. Орадовский С.Г., Лятисв Г.Г. Система идентификации нефтяного загрязнения моря // Материалы Всесоюзного научного симпозиума "Океанографические аспекты охраны морей и океанов от химических загрязнений", Одесса, 3-6 окг.,1988 г. - М., 1990. - С. 38-43. 44. Орлов Д.С., Малинина М.С. и др. Химическое загрязнение и охрана почв. Словарь-справочник. М.: Агропромиздат, 1991. 45. Орловский З. А. Очистка сточных вод за рубежом - М.: «Стройиздат», 1974. - 192 с. 46. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1991. 47. Очистка сточных вод.: Методы. Оборудование.: 1987-1991 гг.: ретросп. библиогр. указатель / ГПНТБ России; сост. Т. И. Кукуева. – М.: ГПНТБ, 1992. - 183 с. 48. Очистка сточных вод: Метод. указания к курсовому и дипломному проектированию / Владим. Гос. Ун-т; Сост.: Н.В. Селиванова, Н.А. Андрианов. Владимир, 2002. 54 49, Паль Л.Л. Справочник по очистке природных сточных вод. – М.: Высш. шк.,1994. 50. Проектирование сооружений для очистки сточных вод / Всесоюз. комплекс. н.-и. и конструкт. -технол. ин-т водоснабжения, канализации, гидротехн. сооружений и инж. гидрогеологии. – Москва.: Стройиздат, 1990. - 190 с. - (Справочное пособие к СНиП). 51. Раздорожный А. А. Охрана труда и производственная безопасность М.: «Экзамен», 2006. - 511 с. 52. Родионов А. И. Техника защиты окружающей среды – М.: Химия, 1989. - 512 с. 53. Родионов и др. Техника защиты окружающей среды. – М., 1989. 54. Сапега В. А. Практикум по экологии – Тюмень.: «Тюменского гос. ун-та», 2002. - 143 с. 55. Смирнов Д. Н. Автоматизация процессов очистки сточных вод химической промышленности - Ленинград: «Химия», 1981. - 198 с. 56. Соболев А.А. Диссертация «Совершенствование методов уборки осевшей пыли в литейном производстве с целью улучшения качества труда». 57. в Соколов, Л.И. использование осадка промышленных сточных вод производстве асфальтобетона / Л.И. Соколов // Экология и промышленность России. – 2006. – №6. – С. 16-20. 58. Сумская А.И. Методы концентрирования и анализа нефтепродуктов, содержащихся в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов// Тезисы докладов Всесоюзной конферен¬ции "Методы анализа объектов окружающей среды", Москва, 27-29 сснт. 1983 г. - М.: Наука, 1983. -С. 62. 59. Таварткиладзе И. М. Очистка сточных вод на биофильтрах - Киев: «Будiвельник», 1983. - 72 с. 60. Тамер, Д. Механическая и термическая обработка осадка сточных вод / Д. Тамер // Водоснабжение и санитарная техника. – 2007. – №2. – С. 46. 55 61. Технология очистки воды и обработки осадка: лаб. практикум / ТГУ; каф. "Водоснабжение и водоотведение"; [сост. В. И. Кичигин]. - ТГУ. Тольятти: ТГУ, 2007. - 45 с.: ил. - Библиогр.: с. 44-45. - 6-00. 62. Тимонин А. С. Инженерно-экологический справочник – М.: «Изд-во Н. Бочкаревой», 2003. - 881 с. 63. Трегубенко Н. С. Водоснабжение и водоотведение – М.: Высш. шк., 1989. - 352 с. 64. Уткин Н. И. Производство цветных металлов – М.: «Интермет Инжиниринг», 2002. - 442 с. 65. Учебное пособие для студентов заочного отделения факультета "Водоснабжение и водоотведение": (V курс 10-й семестр): учеб. пособие / под общ. ред. Ю. В. Воронова, А. Л. Ивчатова. - Гриф УМО; ВУЗ/изд. Москва: АСВ, 2008. - 568 с. 66. Феклин В. И. Технические средства и методы защиты литосферы и гидросферы М.: «ВУМЕКС», 2003. - 459 с. 67. Хенце М. Очистка сточных вод М.: «Мир», 2004. - 480 с. 68. Э. С. Разумовский Инструкция по привязке и эксплуатации установок заводского изготовления для очистки сточных вод – М.: «Стройиздат», 1984. - 28 с. 69. Экологическая технология и очистка промышленных выбросов: межвуз. сборник науч. трудов / [редкол.: А. Ф. Туболкин и др.]. - Ленинград: ЛТИ им. Ленсовета, 1982. - 144 с.: ил. - Библиогр. в конце гл. 70. Яковлев С. В. Водоотведение и очистка сточных вод. – М.: «Стройиздат», 1996. - 591 с. 56 ПРИЛОЖЕНИЕ А Протокол результатов № 13 754 ДИРЕКЦИЯ ПО ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ И Лаборатория экологического контроля ОАО «АВТОВАЗ» УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ, ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ПРОМЫШЛЕННЫМ РИСКАМ ЭКОЛОГИИ 445024, РФ, Самарская обл., г. Тольятти, аттестат аккредитации Южное шоссе, 36 ОАО "АВТОВАЗ" № РОСС RU.0001.513661, срок действия 28.10.2016 лаборатории контроля качества воды и сточных вод ОАО "АВТОВАЗ" тел. (8482) 73-64-53 Протокол результатов № 13 754 Дата отбора и начала анализа: 26.03.15 Акт отбора пробы: № Проба отобрана в присутствии: Наименование подразделения: ОАО "АВТОВАЗ", МтП Место отбора пробы: корпус 21/3, насосная станция ПК Наименование объекта контроля: производственные сточные воды, сбрасываемые на ОСПС "Пассавант" № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Единицаизмерения Наименованиеингредиентов единицрН рН АПАВ мг/дм Ионаммония Нитрат-ион Нитрит-ион Фосфат-ион (по Р) Взвешенныевещества Хлорид-ион Сульфат-ион Сухойостаток ХПК БПКполное(расчетпо БПК5) 17 18 3+ 15 16 Ионыхрома ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 3 Алюминий Железообщее Ионымеди Никель Цинк 14 НД наметодику 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мгО/дм 3 мгО/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм ПНД.Ф 14.1:2:4.1582000 ПНД Ф 14.1:2.1-95 Концентрация в пробе 8,0 ± 0,2 0,037 ± 0,013 6,5-8,5 10 5,3 ± 1,1 13 8,21 1,66 12 500 59 100 510 450 235 2 4 0,05 0,03 0,58 0,05 ПНД Ф 14.1:2:4.157-99 0,98 ± 0,14 ПНД Ф 14.1:2:4.3-95 0,22 ± 0,03 ПНД Ф 14.1:2:4.112-97 0,59 ± 0,08 ПНД.Ф 14.1:2.110-97 799 ± 80 ПНД Ф 14.1:2:4.157-99 45 ± 4 ПНД Ф 14.1:2:4.157-99 161 ± 16 ПНД Ф 14.1:2:4.114-97 670 ± 60 ПНД Ф 14.1:2:4.190-03 1039 ± 156 ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97 457 ± 41 ПНД.Ф 14.1:2:3:4.181-02 0,42 ± 0,06 ПНД Ф 14.1:2:4.50-96 23,0 ± 2,3 ПНД Ф 14.1:2:4.48-96 0,13 ± 0,03 ПНД Ф 14.1:2.253-09 0,23 ± 0,04 ПНД.Ф 14.1:2:4.183-02 0,053 ± 0,011 ПНД Ф 14.1:2:4.52-96 -- 57 Норматив Превышение, ДК в раз 1,60 1,61 1,31 2,31 1,94 5,75 2,60 7,67 Продолжение приложения А 19 20 21 22 23 24 25 6+ Ионыхрома Кадмий Свинец Нефтепродукты Фенолыобщие Фенолылетучие Сульфид-ионы 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм ПНД Ф 14.1:2:4.52-96 -- 0,1 ПНД Ф 14.1:2.253-09 -- ПНД Ф 14.1:2.253-09 0,016 ± 0,003 0,0005 0,004 50 0,064 0,001 0,04 ПНД.Ф 14.1:2:4.128-98 1389 ± 347 ПНД Ф 14.1:2:4.182-02 -- ПНД Ф 14.1:2:4.182-03 -- ПНД Ф 14.1:2:4.178-02 -- 4,00 27,78 * - сроки выполнения конкретных анализов соответствуют Датаокончанияанализа: 31.03.15 требованиям НД на методику Заключение: Качество сточных вод не соответствует нормативам на сброс в производственную канализацию ОАО АВТОВАЗ. Начальник лаборатории В. Н. Юсупова Протокол результатов не может быть тиражирован или частично И.Н. воспроизведен без письменного разрешения начальника лаборатории 58 Протокол подготовил: Диденко ПРИЛОЖЕНИЯ Б Таблица 8 – Схемы устройств для очистки нефтесодержащих сточных вод Название устройства очистки Схема Описание Нефтеловушки 1водоотражательный щит, 2-зона грубой очистки, 3маслосборная труба, 4-распределительное устройство, 5тонкослойные болоки, 6скребковый транспортер, 7водосборный лоток, 8-гидроэлеваторы 1 - конические диафрагмы; 2 впускные камеры; 3 насадки для отвода воды; 4 - корпус; 5 шламоприемные щели; 6 - окна для отвода масел; 7 трубопровод для отвода масел; 8 трубопровод для отвода шлама; 9 бункер для шлама; 10 - трубопровод для отвода осветленной воды; 11 водосливная стенка; 12 маслоудержнвающий щит; 13 -воронка для отвода масел Гидроциклоны 59 Продолжение таблицы 6 Фильтр (напорный вертикальный фильтр с зернистой загрузкой) 1-трубопровод для подачи воды на очистку, 2-слой зернистого фильтрующего материала, 3верхнее распределительное устройство, 4контрольный элиптический лаз, 5-круглый лаз, 6трубопровод для подачи промывной воды, 7трубопровод для отвода первого фильтрата, 8-отвод очищенной воды, 9-отвод промывной воды, 10-трубопровод сжатого воздуха, 11-штуцер для гидравлической выгрузки и загрузки фильтрующего материала. Устанока электрокоагуляционная установка 1-насос; 2-бункер для осадка; 3гидроциклон; 4выпрямитель; 5очищенная вода; 6уловленные нефтепродукты; 7вертикальный отстойник; 8электродный блок; 9 – осадок. 60 Продолжение таблицы 6 Флотато р (горизонтальный) 1– флотационная камера; 2 – выделительная камера; 3 – скребковое устройство; 4 – сборник очищенной воды; 5 – пеносборная камера; 6 – выпуск пенной массы; 7 – выпуск воды; 8 – дросселирующе е устройство. 61 ПРИЛОЖЕНИЕ В Методика проведения эксперемента № 1 В ряд мерных колб емкостью 50 мл поместите точно отмеренные 2,5; 5,0; 7,5; 10; 12,5; 15 см3 стандартного раствора №2, содержащего 1 мг/мл Cu+2. Растворы в каждой колбе нейтрализуйте раствором аммиака до появления слабой мути и прибавьте по 10 мл избытка раствора аммиака, после чего растворы доведите водой до метки и тщательно перемешайте. Измерьте оптические плотности полученных растворов в кюветах с толщиной слоя 2 см и λ = 670 нм относительно «нулевого» раствора (в мерную колбу емкостью 250 мл прилейте 100 мл аммиака (1:1) и разбавьте водой до метки). Измерение каждой точки производите 2 – 3 раза. Полученные данные представьте в форме таблицы и графика зависимости оптической плотности от концентрации меди (II), выполненного на миллиметровой бумаге в читаемом масштабе так, чтобы градуировочная прямая имела угол наклона ≈ 450. 4. Определение содержания меди (II) в исследуемом растворе (задаче) методом градуировочного графика. Получите у лаборанта Ваш вариант исследуемого раствора соли меди (II) неизвестной концентрации в мерной колбе емкостью 50 мл. доведите этот раствор дистиллированной водой до метки и тщательно перемешайте. Раствор сохраните для второго занятия. Для приготовления окрашенного аммиаката меди (II) 5 мл исследуемого раствора (задачи) поместите в мерную колбу емкостью 50 мл, нейтрализуйте раствором аммиака до появления слабой мути и прилейте еще 10 мл аммиака, доведите водой до метки и тщательно перемешайте. Измерьте оптическую плотность аммиачного исследуемого раствора в кювете с толщиной поглощающего слоя 2 см и λ = 670 нм относительно «нулевого» раствора, приготовленного в п. 1.2. Измерение произведите 2 – 3 раза. Используя градуировочный график найдите концентрацию меди (II) С х, соответствующую измеренной оптической 62 плотности Ах. Проверьте результат у лаборанта (в мг/50 мл Cu+2) и рассчитайте относительную погрешность определения для метода градуировочного графика. 63 ПРИЛОЖЕНИЕ Г Таблица 14 – Основные параметры горизонтальных нефтеловушек Номер Глубина Строительные размеры секций, м Типового Проточной проекта частим, м 902-2- 1,2 2 12 1,2 2 1,25 ширина длина высота Число Пропускная секций способность, м3/ч 2,4 и 3,6 1 18 12 2 36 3 18 2 72 1,5 3 24 2 108 2 3 30 2 162 902-2-2 2 6 36 2 369 902-2-17 2 6 36 3 594 902-2-18 2 6 36 4 792 157 902-2158 902-2159 902-2160 902-2161 64 2,4
