Разработка мероприятий по усовершенствованию системы сооружений очистки сточных вод завода металлоконструкций ООО «АСТ-Металл» - РГОТУПС

СодержаниеАННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1.АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И СИСТЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ 8
1.1. РЕАГЕНТНЫЕ МЕТОДЫ 11
1.2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 16
1.3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 25
2.ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ 33
2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРЕДПРИЯТИИ 33
2.2 БАЛАНС ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ 35
2.3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЦЕХА 36
2.4 СУЩЕСТВУЮЩИЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ 38
2.2.1. Технологическая схема очистки хромсодержащих сточных вод 40
3.ПРЕДЛАГАЕМАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД 48
3.1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 49
3.2. РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 55
3.3. КОНТРОЛЬ ЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ 68
4.ОРГАНИЗИЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 70
4.1.ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 71
4.2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 86
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 89
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 91
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. 93
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. 95

ВведениеЦелью данного проекта является разработка мероприятий по усовершенствованию системы сооружений очистки сточных вод завода металлоконструкций ООО "АСТ-Металл", которые позволят максимально снизить ущерб, наносимый окружающей среде, при минимальных затратах на их проведение.
В первой главе дипломного проекта сделан подробный обзор основных методов очистки сточных вод и рассмотрены методы очистки, применяемые на имеющихся очистных сооружениях.
Во второй главе проведен анализ существующей на предприятии схемы очистки и дано обоснование необходимости усовершенствования очистных сооружений АСТ-Металл". В третьей главе рассмотрены предложения по оборудованию, которое необходимо для дооснащения существующего комплекса, и реагентам, используемым для более качественной очистки сточных вод.
В четвертой части произведен расчет экономического ущерба, за сброс сточных вод содержащих загрязняющие вещества.

Гальванотехника - одно из производств, серьезно влияющих на загрязнение окружающей среды, в частности ионами тяжелых металлов (ИТМ) (Cr, Cd, Cu, Ni, Zn, Pb и другие) наиболее опасных для биосферы. Кроме непосредственного токсического воздействия на живые и растительные организмы, ИТМ имеют тенденцию накапливаться в пищевых цепочках, что усиливает их опасность для человека.
При нанесении гальванических покрытий теряется (в расчете на 1 м покрытия) от 0,2 до 2 г металлов, многие из которых стали дефицитными во всем мире . Потери металла с промывными водами соизмеримы с расходом металла на покрытие, а в случае использования хрома превышают его в 5-8 раз. Только в отечественной промышленности ежегодно сбрасывается около 3 км. куб. сточных вод, содержащих около 50000 тонн металлов . Оценки количества тяжелых металлов, сбрасываемых в России со сточными водами гальванических производств, противоречивы. Однако в целом они свидетельствуют не только о серьезном загрязнении природной среды, но и о расточительном отношении к ресурсам. Так, в гальванотехнике в среднем полезно используется 30-40% цветных металлов, от 5 до 10% кислот и щелочей и только 2-3% воды. Если учесть действующие ПДК, то сбрасываемого в водоемы количества токсикантов достаточно, чтобы отравить более 500 км воды, что сопоставимо с годовым стоком рек России. Помимо прочего, эти производства выбрасывают большое количество токсичных шламов, образующихся при частичном обезвреживании сточных вод, переработка или захоронение которых представляет трудноразрешимую проблему.
С промывными водами гальванического производства (ПВ ГП) основная масса соединений Cr(VI) попадает в канализацию. Эксплуатирующиеся в настоящее время городские очистные сооружения построены, как правило, по устаревшим технологическим схемам, предназначенным для очистки природных вод с небольшим техногенным и антропогенным загрязнением, в настоящее время они не в состоянии обеспечить снабжение потребителей доброкачественной водой, так как их барьерные функции в отношении ИТМ чрезвычайно малы. Такое положение усугубляется гидравлической перегрузкой водоочистных комплексов. И поэтому в последнее время у ряда специалистов сформировалось отчетливое мнение, что ориентация экологических мероприятий на очистку общего стока бесперспективна и приводит к многочисленным негативным последствиям: росту водопотребления пропорционально объему производства, такому же росту количества токсичных шламов, нерациональному использованию огромного количества разнообразных химикатов, загрязнению окружающей среды токсикантами, содержащимися в нормативно-очищенных водах.
Подписав Декларацию по охране окружающей среды в Рио-де-Жанейро, Россия обязалась исключить все модели производства и оборудование, вредно влияющие на человека. В Декларации указывается, что охрана окружающей среды должна стать неотъемлемой компонентой развития производства и рассматриваться в неразрывной связи с ней. Для того чтобы обеспечить население страны качественной питьевой водой, следует так усовершенствовать технологический процесс, чтобы удельный объем сбросов уменьшался быстрее, чем растет объем производства и содержание ИТМ в стоках попадающих на городские очистные сооружения было минимально. Этого можно добиться только снижением количества отходов и их переработкой непосредственно в местах возникновения.
Резкого сокращения попадания токсикантов на городские очистные сооружения и соответственно в окружающую среду можно добиться, уменьшив их сброс с ПВ ГП (промывочными водами гальванических производств) и прекратив слив так называемых отработанных электролитов.
Сокращения сброса токсикантов на городские очистные сооружения с ПВ ГП можно добиться, прежде всего, путем уменьшения
удельного объема выноса технологических растворов с деталями. Простейшие методы решения этой задачи широко известны: увеличение интервалов времени и интенсификация процесса стекания электролита, совершенствование конструкций деталей и оборудования, изменение маршрута движения деталей и др. [1].
Другой путь решения проблемы переработки ПВ ГП - это резкое сокращение их объема. В России все еще преобладает архаичная одностадийная промывка, которая требует расхода воды 2 м и более на 1 м поверхности деталей. Очевидно, что из такого объема воды и при таких низких концентрациях целевых компонентов организовать их экономичную регенерацию практически невозможно.
В результате отсутствия в течение продолжительного времени жестких требований по экологической безопасности гальванических производств эта отрасль промышленности в нашей стране развивалась односторонне. Основное внимание уделялось совершенствованию технологических операций и в значительно меньшей степени очистке сточных вод. И теперь, пытаясь исправить такое положение, большинство специалистов и руководителей предприятий видят выход в основном в строительстве или реконструкции очистных сооружений. Вместе с тем известно, что лучший способ борьбы с вредными сбросами - это не только их нейтрализация на пути распространения, но и создание препятствий их образованию. Поэтому основой достижения экологической безопасности гальванических производств является не только строительство современных очистных сооружений, но и создание процессов с бессточной технологией. Решение этой задачи состоит в уменьшении выноса электролитов из гальванических ванн за счет применения низкоконцентрированных растворов, совершенствования процессов промывки, организации рациональной системы водопотребления и водоотведения, создание высокоэффективных методов локальной очистки сточных вод и отработанных травильных растворов.
Предпочтительны такие технологические методы, при которых достигаются минимальный расход реагентов, максимальный возврат воды, максимальный эффект очистки и возврат металла в производство.
С ПВ ГП основная масса химикатов при промывке деталей поступает в канализацию. В частности, это относится к соединениям Cr(VI), которые не только весьма дефицитны, но и высокотоксичные, поскольку являются сильными окислителями и могут вызвать тяжелые поражения даже при кратковременном воздействии. Сточные воды, содержащие Cr(VI), образуются в технологических процессах машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий, где хромовая кислота применяется для травления, пассивации, а также при нанесении электрохимических покрытий и электрополировке стальных изделий.
Многообразие видов обработки металлов в хроматных растворах обусловливает значительные колебания состава ПВ ГП. Вследствие смешения ПВ ГП от нескольких процессов, общий сток гальванических цехов большинства промышленных предприятий содержит от 10 до 500 мг/л хроматов. В отдельных случаях при залповых сбросах концентрированных растворов содержание хрома в стоке достигает 1000 мг/л. ПДК Cr(VI) в сточных водах составляет 0,05 мг/л [3].
Современные требования к организации природопользования привели к резкому увеличению штрафов за выбросы химических веществ в окружающую среду и соответственно к росту стоимости очистки сточных вод, утилизации шламов, сброса воды в канализацию и потребления чистой воды. Эти затраты существенно повышают себестоимость химической и электрохимической обработки. Прямые потери, которых можно избежать, включают также унос с деталями и технологической оснасткой компонентов растворов, нерациональное использование воды на промывку, нагрев и охлаждение.
Аналогичная проблема присуща и производству завода ООО "АСТ-Металл". Это предприятие предпринимает определенные меры по изменению технологии гальванопокрытий (сокращение цианистых загрязнений; внедрение катафореза, предусматривающего сокращение хромовых стоков на 70%). Однако внедрение задерживается на неопределенное время в связи с необходимостью больших капитальных вложений. Поэтому проблема очистки сточных вод остается актуальной для данного предприятия. В настоящей работе решаются вопросы очистки хромсодержащих сточных вод и извлечения ценных компонентов, так как операции хромирования предполагается осуществлять и при внедрении перспективных технологий.
Объектом исследования является завод ООО "АСТ-Металл". В процесс нанесения гальванических покрытий на предприятии образуются сточные воды, содержащие в себе соли тяжелых металлов, ионы хрома, циансодержащие соединения, кислоты и щелочи, а после их очистки различные металошламы.
Предметом исследования являются методы очистки сточных вод гальванического цеха. Имеющиеся на предприятии очистные сооружения производят сброс воды в городскую канализацию. Из-за отсутствия специального полигона основная масса осадков складируется на собственной территории предприятия, что создает реальную угрозу вторичного загрязнения окружающей среды. Предприятие несет существенные экономические затраты, в том числе и в виде штрафов из-за несоответствия Стандартам параметров сбросов.
Цель работы: внедрение нового метода очистки сточных вод цеха на заводе ООО "АСТ-Металл". Предлагаемая технология позволит не только улучшить степень очистки сточных вод, но и извлечь из сточных вод элюаты, которые могут быть использованы в других областях промышленности.


Список литературы1. Алексеев В.И., Винокурова Е.А., Пугачев Е.А. Проектирование сооружений переработки и утилизации осадков сточных вод с использованием элементов компьютерных информационных технологий: Учеб. пособие. - М.: Изд-во "АСВ", 2003.
2. Арбузов В.В. Экологические основы охраны гидросферы: Учебное пособие. - Пенза: МАНЭБ, 1999.
3. Ветошкин А.Г. Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы): Учеб. пособие. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005.
4. Ветошкин А.Г. Технология защиты окружающей среды (теоретические основы): Учебное пособие / Ветошкин А.Г., Таранцева К.Р. - Пенза: Изд-во ПТИ, 2003.
6. Жуков А.И. и др. Методы очистки производственных сточных вод. М. -: Стройиздат, 1977.
7. Кривошеин Д.А. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: Учеб. пос. / Д.А.Кривошеин, П.П.Кукин, В.Л.Лапин. - М.: Высшая школа, 2003.
8. Инженерная экология. /Под ред. В.Т.Медведева. - М.: Гардарики, 2002.
9. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов / А.И.Родионов, Ю.П.Кузнецов, В.В.Зенков, Г.С.Соловьев. - М.: Химия, 1985.
10. Охрана окружающей среды / Под ред. С.В.Белова. - М.: Высшая школа, 1991.
11. Очистка производственных сточных вод / Под ред. С.В.Яковлева. - М.: Стройиздат, 1985.
12. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. - Л.: Химия, 1981.
13. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической технологии / Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. - М.: Химия, 1967.
14. Процессы и аппараты химической технологии. Явления переноса, макрокинетика, подобие, моделирование, проектирование. В 5 т. Т.2. Механические и гидромеханические процессы / Под ред. А.М. Кутепова. - М.: Логос, 2001.
15. Родионов А.И. Технологические процессы экологической безопасности (Основы энвайронменталистики) / Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. - Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2000.
16. Родионов А.И. Техника защиты окружающей среды / Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. - М.: Химия, 1989.
17. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.
17. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. В 3-х т. Т.2. - Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2003.
18. Тимонин А.С. Основы расчета и конструирования химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник: В 3 т. Т.2. - Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2002.
19. Яковлев С.В. [и др.]. Технология электрохимической очистки воды. - Л.: Стройиздат, 1987.
20. Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод / Яковлев С.В., Воронов Ю.В. М.: Изд-во АСВ, 2002.
21. Яковлев С.В. Механическая очистка сточных вод / Яковлев С.В., Калицун В.И. - М.: Стройиздат, 1972.
22. Яковлев С.В. Канализация / Яковлев С.В., Ласков Ю.М. - М.: Стройиздат, 1998.
23. Буторина М. В., Воробьев П. В., Дмитриева А. П; Инженерная экология и экологический менеджмент под ред. Иванова Н. И., Фадина И. М. - М.: Логос, 2002.
24. Зубрев Н.И., Байгулова Т.М., Зубрева Н.П., Теория и практика защиты окружающей среды. Учебное пособие под редакцией проф. Зубрева Н.И. - М.: Желдориздат, 2004.
25. Попов М.А., Румянцева И.С. Природоохранные сооружения. Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений. - М.: КолосС, 2005.
26. Турофский И.С. Обработка осадков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1982.
27. Водный кодекс РФ. - М.: Издательство инфра, 1996.
28. Закон РФ "Об охране окружающей среды" № 7 от 10.01.2002.
29. Инструктивно методические указания по взиманию платы за загрязнение окружающей среды (с изменениями на 15.02.2000). Письмо Минприроды России от 26.01.1993. № 01-15/65-265. Зарегистрирован Минюстом 24.03.1993 № 190.
30. Методика определения предотвращенного экологического ущерба. - М.: Госкомитет РФ по охране окружающей природной среды, 1999.