Головна
Калькулятори
Склад стічної води хімічного виробництва. Очищення стічних вод теплових електростанцій

Склад стічної води хімічного виробництва. Очищення стічних вод теплових електростанцій

Ця стаття несе ознайомлювальну інформацію. Компанія Квант Мінерал поділяє не всі положення цієї статті.

Класифікація промислових стічних вод

Так як на різних підприємствах використовуються різноманітні технології, то і перелік шкідливих речовин, що потрапляють у ході технологічних процесів у промислові води, дуже різняться.

Ухвалено умовне розподіл промислових стоків на п'ять груп за видами забруднень. при цьому класифікації відрізняється в межах однієї і тієї ж групи, а за систематизуючий ознака взято подібність використовуваних технологій очищення:

  • група 1:домішки у вигляді завислих речовин, механічні домішки, в т.ч. гідроксиди металів
  • група 2:домішки у вигляді масляних емульсій, нафтовмісні домішки.
  • група 3:домішки у вигляді летких речовин.
  • група 4:домішки у вигляді миючих розчинів.
  • група 5:домішки у вигляді розчинів органічних та неорганічних речовин, що мають токсичні властивості (ціаніди, сполуки хрому, іони металів).

Методи очищення промислових стоків

Для видалення забруднюючих речовин із промислових стічних вод розроблено кілька методів. Вибір у кожному конкретному випадку здійснюється, ґрунтуючись на та необхідному якісному складі очищеної води. Так як у деяких випадках забруднюючі компоненти відносяться до різних видів, то для таких умов доцільно застосування комбінованих методів очищення.

Методи очищення виробничих стоків від нафтопродуктів та завислих речовин

Для очищення промислових стоків перших двох груп найбільше часто використовується відстоювання, для чого можуть застосовуватися відстійники або гідроциклони. Також в залежності від кількості механічних домішок, розміру зважених частинок та вимог до очищеної води в очисних спорудах здійснюється флотація та . При цьому слід враховувати, що деякі види зважених домішок і олій мають полідисперсні властивості.

Незважаючи на те, що відстоювання є широко використовуваним методом очищення, воно має низку недоліків. Відстоювання промислових стоків для отримання хорошого ступеня очищення зазвичай потребує дуже тривалого часу. Хорошими показниками очищення при відстоюванні вважаються 50-70% масел і 50-60% очищення для завислих речовин.

Найбільш ефективним способом освітлення стічних вод є флотація. Флотаційні установки дозволяють значно скоротити час очищення стоків, при цьому ступінь очищення для забруднень нафтопродуктами та механічними домішками досягає показника 90-98%. Такий високий ступінь очищення виходить при флотації протягом 20-40 хвилин.

На виході з флотаційних установок кількість завислих частинок у воді становить близько 10-15 мг/л. У той же час це не відповідає вимогам, що висуваються для оборотних вод ряду промислових підприємств, та вимогам екологічного законодавства для скидання промстоків на рельєф. Для якіснішого видалення забруднюючих чинників з виробничих стоків на очисних станціях використовують фільтри. Фільтруючим наповнювачем виступає пористий або дрібнозернистий матеріал, наприклад, кварцовий пісок, антрацит. У фільтрувальних установках останніх модифікацій часто застосовуються наповнювачі з піноуретанів і пінополістиролів, які мають більшу ємність і здатні багаторазово регенерувати для повторного використання.

Реагентний метод

Фільтрування, флотація та відстоювання дозволяють видаляти зі стічних вод механічні домішки від 5 мкм і більше, видалення більше дрібних частинокможна здійснити тільки після попередньої. Додавання до промислових стоків коагулянтів і флокулянтів викликає утворення пластівців, які в процесі осадження викликають сорбацію завислих речовин. Деякі види флокулянтів прискорюють процес самокоагуляції частинок. Найбільш поширені як коагулянти хлорне залізо, сірчанокислий алюміній, залізний купорос, як флокулянти – поліакриламід та активована кремнієва кислота. Залежно від технологічних процесів, що застосовуються на основному виробництві, для флокуляції і коагуляції можна використовувати допоміжні речовини, що утворюються на підприємстві. Таким прикладом може бути застосування в машинобудівній галузі відпрацьованих травильних розчинів, що містять сульфат заліза.

Реагентна обробка збільшує показники очищення стічних вод промислового підприємства до 100% від механічних домішок (включаючи дрібнодисперсні), та до 99,5% від емульсій та нафтопродуктів. Мінусом даного методу є ускладнення обслуговування та експлуатації очисної станції, тому на практиці він застосовується лише у випадках підвищених вимог до якості очищення стоків.

На сталеливарних виробництвах зважені речовини у стічних водах можуть більш ніж половину складатися із заліза та його оксидів. Такий склад промислової води дозволяє використовувати для очищення безреагентну коагуляцію. У даному випадку коагуляція забруднюючих залізовмісних частинок здійснюватиметься за рахунок магнітного поля. Очисні станції на такому виробництві є комплексом з магнітокоагулятора, магнітних фільтрів, магнітних фільтроциклонів та інших установок з магнітним принципом дії.

Методи очищення промислових стоків від розчинених газів та ПАР

Третя група промислових стоків є розчинені у воді гази і леткі органічні речовини. Видалення їх із стічних вод здійснюється методом віддування або десорбції. Даний метод полягає у пропущенні через рідину дрібних бульбашок повітря. Пухирці, що піднімаються до поверхні, захоплюють з собою розчинені гази і видаляють їх зі стоків. Барботування повітря через промислові стічні водине вимагає спеціальних додаткових пристроїв, крім самої барботажної установки, а утилізація звільнених газів може здійснюватися, наприклад, . Залежно від кількості відпрацьованого газу часом доцільно його спалювання в каталітичних установках.

Для очищення стоків, що містять миючі речовини, застосовується комбінований метод очищення. Цей може бути:

  • адсорбція на інертних матеріалах або природних сорбентах,
  • іонний обмін,
  • коагуляція,
  • екстракція,
  • пінна сепарація,
  • деструктивне руйнування,
  • хімічне осадження як нерозчинних сполук.

Комбінація використовуваних способів видалення забруднень з води підбирається за складом вихідних стоків та вимог до очищених стоків.

Методи очищення розчинів органічних та неорганічних речовин, що мають токсичні властивості

Здебільшого стоки п'ятої групи утворюються на гальванічних і травильних лініях являють собою концентрати солей, лугів, кислот і промивної води з різними показниками кислотності. Стічні води такого складу на очисних установках піддаються реагентній обробці для того, щоб:

  1. знизити кислотність,
  2. знизити лужність,
  3. коагулювати та осадити солі важких металів.

Залежно від потужностей основного виробництва концентровані та розведені розчини можуть або змішувати, а потім нейтралізувати та освітлювати (малі травильні відділення), або у великих травильних відділеннях виробляти роздільну нейтралізацію та освітлення різних розчинів.

Нейтралізація кислих розчинів зазвичай виконується 5-10%-ним розчином гашеного вапна, при цьому відбувається утворення води та випадання осаду нерозчинних солей та гідроксидів металів:

Крім гашеного вапна в якості нейтралізатора можуть використовуватися луги, сода, аміачна вода, але їх застосування доцільно тільки, якщо вони утворюються як відходи на даному підприємстві. Як видно з рівнянь реакцій, при нейтралізації сірчанокислотних стоків гашеним вапном утворюється гіпс. Гіпс має властивість осідати на внутрішніх поверхняхтрубопроводів і викликати тим самим звуження прохідного отвору, особливо схильні до цього трубопроводи з металу. Як профілактика в такій ситуації можливо проводити очищення труб промиванням, а також використовувати трубопроводи з поліетилену.

Поділяють не лише за показником кислотності, а й за їх хімічним складом. У цій класифікації виділяється три групи:

Такий поділ зумовлений специфічними технологіями очищення стоків у кожному випадку.

Очищення хромовмісних стоків

Сульфат заліза – дуже дешевий реагент, тому в минулі роки такий спосіб знешкодження дуже поширений. У той же час зберігання сульфату заліза (II) дуже важко, тому що він швидко окислюється до сульфату заліза (III), тому розрахувати правильне дозуваннядля очисної установки важко. Це один із двох недоліків даного способу. Другим недоліком є ​​велика кількість опадів у цій реакції.

Сучасні застосовують газ – діоксид сірки, чи сульфіти. Процеси, що протікають при цьому, описуються такими рівняннями:

На швидкість цих реакцій впливає pH розчину, що вище кислотність, то швидше відновлюється шестивалентний хром до трехвалентного. Найоптимальнішим показником кислотність реакції відновлення хрому є pH=2-2,5, тому при недостатній кислотності розчину його додатково змішують з концентрованими кислотами. Відповідно змішування хромовмісних стоків зі стоками меншої кислотності необґрунтоване та економічно невигідне.

Також з метою економії хромистих стічних вод після відновлення не слід нейтралізувати окремо від інших стоків. Їх з'єднують з іншими, включаючи ціансодержащіе, і піддають загальної нейтралізації. Для профілактики зворотного окислення хрому за рахунок надлишку хлору в ціаністих стоках можна скористатися одним з двох способів - або збільшити кількість відновника в хромистих стоках, або видалити надлишковий хлор у ціаністих стоках натрію тіосульфатом. Випадання осад відбувається при pH=8,5-9,5.

Очищення ціансодержащих стоків

Ціаніди є дуже токсичними речовинами, тому технологія та методи повинні дотримуватися дуже строго.

Виробляється в основному за участю газоподібного хлору, хлорного вапна, або гіпохлориту натрію. Окислення ціанідів до ціанатів відбувається у 2 етапи з проміжним утворенням хлорціану – дуже токсичного газу, при цьому в очисній установці повинні постійно підтримуватися умови, коли швидкість другої реакції перевищує швидкість першої:

Розрахунковим шляхом були виведені, а пізніше і підтверджені практично наступні оптимальні умови для даної реакції: pH>8,5; t стічних вод< 50°C; концентрация цианидов в исходной сточной воде не выше 1 г/л.

Подальша нейтралізація ціанатів може виконуватись двома способами. Вибір способу залежатиме від кислотності розчину:

  • при pH=7,5-8,5 здійснюється окислення до вуглекислого газу та газоподібного азоту;
  • при pH<3 производится гидролиз до солей аммония:

Важливою умовою для застосування гіпохлоритного методу знешкодження ціанідів є дотримання не вище 100-200 мг/л. Велика концентрація токсичної речовини у стоках вимагає попереднього зниження цього показника шляхом розведення.

Завершальним етапом очищення ціанистих гальванічних стоків виконується видалення з'єднань важких металів та нейтралізація за показником pH. Як зазначалося вище, нейтралізацію ціанистих стоків рекомендується виконувати разом із стоками двох інших видів – хромсодержащими і кислими зі лужними. Гідроокису кадмію, цинку, міді та інших важких металів також доцільніше виділяти та видаляти у вигляді суспензій на змішаних стоках.

Очищення різних стоків (кислих та лужних)

Утворюються при знежиренні, травленні, нікелюванні, фосфатуванні, лудженні тощо. У них не містяться сполуки ціану або, тобто вони не є токсичними, а забруднюючими факторами в них виступають детергенти (поверхнево-активні миючі речовини) та емульговані жири. Очищення кислих та лужних стічних вод гальванічних цехів полягає в їх частково взаємній нейтралізації, а також у нейтралізації за допомогою спеціальних реагентів, таких як розчини соляної чи сірчаної кислоти та вапняне молоко. Взагалі нейтралізацію стоків у разі правильніше називати корекцією pH, оскільки різні по кислотно-лужному складу розчини в результаті будуть приведені до середнього показника кислотності.

Наявність ПАР та масляно-жирових включень у розчинах не заважає реакціям нейтралізації, але знижує загальну якість очищення стоків, тому жири видаляються зі стоків методом фільтрування, а як ПАР необхідно застосовувати тільки м'які детергенти, які здатні біологічно розкладатися.

Кислі та лужні стічні води після нейтралізації у складі змішаних стоків направляють направляються для освітлення у відстійники або центрифуги. У цьому завершується хімічний метод очищення стоків гальванічних ліній.

Крім хімічного методу очищення гальванічних стоків може здійснюватися електрохімічним та іонообмінним методами.

5.21.1. Основні проблеми стічних вод в енергетиці

Експлуатація сучасних теплових електростанцій пов'язана з появою ряду рідких відходів стічних вод. До них відносяться води після охолодження різних апаратів - конденсаторів турбін, масло-і повітроохолоджувачів, механізмів, що рухаються, і ін.; скидні води із систем гідрозоловидалення (ГЗП); розчини, що відпрацювали після хімічних очищень теплосилового обладнання або його консервації; регенераційні та шламові води від водоочисних установок; нафтозабруднені стоки; розчини, що виникають при обмиваннях зовнішніх поверхонь нагріву головним чином повітропідігрівачів та водяних економайзерів котлоагрегатів, що працюють на сірчистому мазуті. Склади всіх цих стоків та його кількості дуже різні; вони визначаються типом ТЕС і встановленого у ньому устаткування, її потужністю, видом використовуваного палива, складом вихідної води, прийнятим способом водопідготовки переважно виробництві та інші менш істотними обставинами. За останні роки в енергетиці проведено значну роботу щодо зменшення кількості стічних вод, вмісту в них різних забруднень та створення оборотних систем водокористування. Намічено шляхи створення повністю безстічних ТЕС, що потребує вирішення низки складних технічних та організаційних завдань, а також певних капіталовкладень.

Створення ТЕС, що не забруднюють природні водоймища, можливе двома шляхами - глибоким очищенням всіх стоків до гранично допустимих концентрацій (ГДК) або організацією систем повторного використання стоків. Перший шлях неперспективний, оскільки органи охорони водойм безперервно підвищують вимоги до ступеня очищення скиданих виробничими підприємствами вод. Так, кілька років тому очищення стоків від нафтопродуктів до залишкового вмісту 0,3 мг/л вважалося достатнім. Пізніше була прийнята як гранично допустима концентрація 0,1 мг/л. Нині цю норму знижено до 0,05 мг/л, і виключено, що з рибогосподарських водойм відбудеться подальше її скорочення. Треба також мати на увазі, що застосування технології водообробки нових матеріалів і реагентів вимагатиме і для них встановлення ГДК. Підвищення ж глибини очищення стоків вимагатиме значного збільшення витрат як на спорудження відповідних установок, так і на їх експлуатацію. Всі ці обставини роблять перший шлях мало перспективним. Найбільш реальним є другий шлях створення оборотних систем з багаторазовим використанням води. При цьому глибокої очистки стоків вже не потрібно, достатньо довести їх якість до рівня, прийнятного для здійснення відповідних технологічних процесів. Такий шлях дає істотне скорочення водоспоживання, тобто різко зменшується та кількість води, яку підприємство забирає з вододжерела. Крім того, за такого підходу різко скорочується кількість питань, що підлягають узгодженню з органами, які контролюють якість стоків. Саме тому шляхи і йде розробка безстічних ТЕС.

Кількість вод, що утворюються після охолодження апаратури, визначається в основному кількістю пари, що відпрацювала, що надходить в конденсатори турбін. Води після охолодження конденсаторів турбін і охолоджувачів повітря несуть, як правило, тільки так зване теплове забруднення, так як їх температура на 8-10 ° С перевищує температуру води у вододжерелі. Однак у деяких випадках охолоджувальні води можуть вносити в природні водойми та сторонні речовини. Це зумовлено тим, що в систему охолодження включені також і охолоджувачі масло, порушення щільності яких може призводити до проникнення нафтопродуктів (масел) в охолоджувальну воду.

Найбільш надійним напрямом вирішення цього завдання є виділення охолодження таких апаратів, як маслоохолоджувачі та подібні до них, в особливу автономну систему, відокремлену від системи охолодження «чистих» апаратів.

На ТЕС, що використовують тверде паливо, видалення значних кількостей золи та шлаку виконується зазвичай гідравлічним способом, що потребує великої кількості води. Так, ТЕС потужністю 2400 МВт, що працює на екібастузькому вугіллі, спалює до 2500 т/год цього палива, при цьому утворюється до 1000 т/год золи та шлаку. Для евакуації цієї кількості зі станції на золошлакові поля потрібно не менше 5000 м 3 /год води. Тому основним напрямом у цій галузі є створення оборотної системи ГЗУ, коли звільнена від частинок золи і шлаку освітлена вода знову прямує зворотним трубопроводом на ТЕС для виконання тієї ж функції. Частина води при цьому обороті виходить із системи, так як затримується в порах оселі золи, вступає в хімічні сполуки з компонентами цієї золи, а також випаровується і в деяких випадках просочується в ґрунт. У той самий час у систему відбувається надходження води з допомогою переважно атмосферних опадів. Тому найважливішим питанням при створенні оборотних систем ДЗП є забезпечення балансу між надходженням та витратою води, що необхідно враховувати у різних технологічних процесах, у тому числі у золоуловлюванні. Наприклад, при використанні мокрих золоуловлювачів головну роль у вирішенні цього завдання грає організація їх живлення освітленою водою. Відсутність збалансованості створює необхідність систематичного скидання частини води із системи ГЗУ.

Необхідність створення оборотних систем ГЗУ обумовлена ​​також тим, що такі води містять у ряді випадків підвищену концентрацію фторидів, миш'яку, ванадію, рідше ртуті та германію (донецьке вугілля) та деяких інших елементів, що мають шкідливі властивості. Води ДЗП також часто містять канцерогенні органічні сполуки, феноли тощо.

Стоки після хімічної промивки або консервації теплосилового обладнання дуже різноманітні за складом внаслідок великої кількості рецептів промивних розчинів. Крім мінеральних кислот - соляної, сірчаної, плавикової, сульфамінової, застосовується багато органічних кислот (лимонна, ортофталева, адипінова, щавлева, мурашина, оцтова тощо). Поряд з ними використовуються трилон і різні суміші кислот, що є відходами виробництв, а як інгібітори корозії вводяться каптакс, поверхнево-активні речовини, сульфовані нафтенові кислоти і т. д. Для зв'язування в комплекс міді в суміші для промивання вводиться тіомочевина. Консерваційні розчини містять гідразин, нітрити, аміак.

Більшість органічних сполук, що застосовуються в промивних розчинах, піддається біологічній переробці і, отже, може бути спрямовано разом із господарсько-побутовими стічними водами на відповідні установки. Перед цим необхідно видалити з відпрацьованих промивних та консерваційних розчинів токсичні речовини, що згубно діють на активну мікрофлору. До таких речовин відносяться нони металів - міді, цинку, нікелю, заліза, а також гідразин та каптакс. Трилон відноситься до біологічно «жорстких» сполук, до того ж він пригнічує активність біологічних факторів, але у формі кальцієвих комплексів допустимо у досить високих концентраціях у стоках, що спрямовуються на біологічну переробку. Усі ці умови диктують певну технологію переробки стоків від хімічної очистки устаткування. Вони повинні бути зібрані в ємність, в якій здійснюється нейтралізація кислотної суміші, причому відбувається осадження гідратів оксидів заліза, міді, цинку, нікелю і т. д. цинку та нікелю не руйнуються навіть при високих значеннях рН. Тому для руйнування цих міцних комплексів застосовують осадження металів у вигляді сульфідів, вводячи сірчистий натрій в рідину.

Осадження сульфідів або гідратів оксидів відбувається повільно, тому після додавання реагентів рідину витримують протягом декількох діб. За цей час відбувається повне окислення гідразину киснем повітря. Потім прозору рідину, що містить лише органічні речовини та надлишок реагентів-осадників, поступово відкачують у магістраль господарсько-побутових стоків.

Звільнену ємність заповнюють стоками від наступного промивання і повторюють операцію осадження. Опади, що накопичилися після декількох очищень, евакуюють; ці опади часто містять значну кількість цінних металів, які можуть бути вилучені металургами. У тих випадках, коли ТЕС розташована на відстані від поселень, що мають пристрої для біологічної переробки господарсько-побутових стічних вод, освітлена рідина може бути спрямована для поливу ділянок або в систему замкнутого охолодження як додаткову воду. На ТЕС, що мають гідрозоловидалення, стоки після хімічних очищення обладнання, часто навіть без попереднього осадження металів (заліза, міді, цинку та ін), можуть бути скинуті в пульпопровод. Подрібнені частинки золи мають високу абсорбційну здатність по відношенню до домішок відпрацьованих розчинів після хімічних очищення обладнання.

Води від обмивання зовнішніх поверхонь нагріву утворюються тільки на ТЕС, що використовують як основне паливо сірчисті мазути. Зольні елементи, що утворюються при згорянні мазуту, мають велику липкість і осідають переважно на поверхні елементів повітропідігрівачів, які внаслідок цього доводиться регулярно очищати. Періодично очищення здійснюється шляхом обмивань; їх результатом є обмивна рідина, що містила вільну сірчану кислоту та сульфати заліза, ванадію, нікелю, міді та натрію. Як незначну домішку в цій рідині присутні й інші метали.

Знешкодження цих обмивних розчинів супроводжується отриманням шламів, що містять цінні речовини – ванадій, нікель тощо.

При експлуатації водоочищення на електростанціях виникають стоки від промивок механічних фільтрів, від видалення шламових вод освітлювачів та в результаті регенерації катіонітних та аніонітних матеріалів.

Промивні води містять лише нетоксичні опади - карбонат кальцію, гідроксиду магнію, заліза та алюмінію, кремнекислоту, органічні, переважно гумінові речовини, глинисті частинки. Оскільки всі ці домішки не мають токсичної властивості, то ці стоки можуть бути скинуті після відділення шламу у водоймища. На сучасних ТЕС ці води після деякого освітлення повертають на водоочищення, а саме - до її головної частини.

Регенераційні стоки містять у розчині значну кількість солей кальцію, магнію та натрію.

З метою зменшення солоних скидів від хімводоочищення пропонуються різні способи попередньої обробки води, що надходить на водоочищення. Наприклад, на електродіалізних установках або установках зворотного осмосу мінералізація вихідної води може бути трохи зменшена. Однак кількість солоних стоків і при цих способах залишається значною, так як у всіх випадках відбирається чиста вода, а солі, що в ній містилися, повертаються у водоймище з тією чи іншою кількістю реагентів.

Пропонується заміна хімічного знесолення випарниками або застосування для випарювання солоних стоків. Установка випарників замість хімобезсолювання можлива на суто конденсаційних ТЕС, але дуже обтяжлива на ТЕЦ з великою віддачею пари виробничим споживачам. Випарювання солоних стоків, очевидно, не вирішує завдання їх видалення, а тільки скорочує обсяги об'єктів, що підлягають евакуації.

Дещо привабливішою є наступна схема переробки стоків: після змішування кислих (від Н-катіоніту) і лужних (від аніоніту) стоків проводиться обробка їх вапном і содою для осадження іонів кальцію і магнію. Розчин після відокремлення від опадів містить тільки солі натрію, хлориди і сульфати. Цей розчин піддають електролізу, отримуючи при цьому кислі та лужні розчини. Вони направляються замість привізних кислот та лугів на регенерацію відповідних фільтрів. Розрахунки показують, що у такий спосіб кількість надлишкових солей може бути зменшено в кілька разів.

Попередня

У промисловості воду використовують як сировину та джерело енергії, як холодоагент, розчинник, екстрагент, для транспортування сировини та матеріалів.

У промисловості 65...80% витрати води споживається для охолодження рідких та газоподібних продуктів у теплообмінних апаратах. У цих випадках вода не стикається з матеріальними потоками і не забруднюється, лише нагрівається. Технологічну воду поділяють на середоутворюючу, промивну та реакційну. Середоутворюючу воду використовують для розчинення та утворення пульп, при збагаченні та переробці руд, гідротранспорті продуктів та відходів виробництва; промивну - для промивання газоподібних (абсорбція), рідких (екстракція) та твердих продуктів та виробів; реакційну - у складі реагентів, а також при відгоні та інших процесах. Технологічна вода безпосередньо контактує із середовищем. Енергетична вода споживається для отримання пари та нагрівання обладнання, приміщень, продуктів.

Відповідно до призначення воду в системах виробничого водозабезпечення можна розділити на чотири категорії:

вода I категорії використовується для охолодження рідких та конденсації газоподібних продуктів у теплообмінних апаратах без зіткнення з продуктом; вода нагрівається та практично не забруднюється; можуть спостерігатися лише аварійні витікання рідких та газоподібних продуктів у воду при несправних теплообмінних апаратах, що забруднюють її;

вода II категорії служить як середовище, що поглинає різні нерозчинні (механічні) та розчинені домішки; вода не нагрівається (збагачення корисних копалин, гідротранспорт), але забруднюється механічними та розчиненими домішками;

Стічна вода - це вода, що була у побутовому, виробничому чи сільськогосподарському вживанні, а також пройшла через забруднену територію. Залежно від умов утворення стічні води поділяються на господарсько-побутові (БСВ), атмосферні (АСВ) та промислові (ПСВ).

Господарсько-побутові води - це стоки від санітарних вузлів виробничих та невиробничих корпусів та будівель, душових, пралень, їдалень, туалетів, від миття підлог та ін. Вони містять домішки, з яких приблизно 58% органічних речовин та 42% - мінеральних.

Атмосферні води утворюються в результаті випадання атмосферних опадів і стікають з територій підприємств (дощові та від танення снігу). Вони забруднюються органічними та мінеральними речовинами.

Промислові стічні води - це використані у технологічному процесі виробництва або які виходять при видобутку корисних копалин (вугілля, нафти, руд тощо);

При прямоточному водозабезпеченні підприємств (рис. 3.1, а) вся вода, що забирається з водоймища (Q іст після участі в технологічному процесі (у вигляді відпрацьованої) повертається у водойму, за винятком тієї кількості води, яка безповоротно витрачається у виробництві Q піт. Кількість відведених в водоймище стічних вод становить.

Про збр = Q іст - Q піт · (3.1)

Стічні води в залежності від виду забруднень та інших умов перед скиданням у водойму повинні проходити через очисні споруди. У цьому випадку кількість стічних вод, що скидаються у водойму, зменшується, оскільки частина води відводиться зі шламом.

При схемі водозабезпечення з послідовним використанням води (рис. 3.1,6), яке може бути дво- і триразовим, кількість стічних вод, що скидаються, зменшується відповідно до втрат на всіх виробництвах і на очисних спорудах, тобто.

Мал. 3.1. Схеми водозабезпечення промислових підприємств:

1 – вода свіжа чиста, ненагріта; 2 – стічна вода, нагріта; 3 - те ж, нагріта та забруднена; 4- те ж, очищена; ПП, ПП-1, ПП-2 – промислові підприємства; ОС – очисні споруди; Q іст - вода, що подається з джерела на виробничі потреби; Q піт, Q піт1 і Q піт2 - вода, безповоротно споживана на промислових підприємствах; Q шл - вода, що видаляється зі шламом; Q збр - вода, що скидається у водойму

Повторне використання стічних вод після відповідного їх очищення набуло нині широкого поширення. У ряді галузей промисловості (чорної металургії, нафтопереробної) 90...95% стічних вод використовують у системах оборотного водопостачання і лише 5...10% скидається у водойму.

Для зменшення споживання свіжої води створюють оборотні та замкнуті системи водопостачання. При оборотному водопостачанні передбачають необхідне очищення, охолодження, обробку та повторне використання стічної води. Застосування оборотного водопостачання дозволяє 10...15 разів зменшити споживання природної води.

Якість води, що використовується для технологічних процесів, має бути вищою, ніж води, що знаходиться в оборотних системах.

Якщо в системі оборотного водопостачання промислового підприємства вода є теплоносієм і в процесі використання лише нагрівається, то перед повторним застосуванням її охолоджують попередньо в ставку, бризгальному басейні, градирні (рис. 3.2, а); якщо вода служить середовищем, що поглинає та транспортує механічні та розчинені домішки, і в процесі використання забруднюється ними, то перед повторним застосуванням стічна вода проходить обробку на очисних спорудах (рис. 3.2, б); при комплексному використанні стічні води перед повторним застосуванням піддаються очищенню та охолодженню (рис. 3.2, в).

Мал. 3.2. Схеми оборотного водопостачання промислових підприємств:

а - з охолодженням стічних вод; б – з очищенням стічних вод; в - з очищенням та охолодженням стічних вод; 1 – вода свіжа, чиста, ненагріта; 2-стічна вода, нагріта; 3 - теж, ненагріта та забруднена; 4- те ж, очищена; 5 – стічна вода, забруднена; б - оборотна вода; ОУ – охолоджувальні установки; Q - вода, що подається на виробничі потреби; Q про - оборотна вода; Q ун - вода, що втрачається на випаровування та винесення з охолоджувальних установок (решта позначення тс ж, що і на рис. 3.1)

При таких системах оборотного водопостачання для компенсації безповоротних втрат води у виробництві, на охолоджувальних установках (випаровування з поверхні, винесення вітром, розбризкування), на очисних спорудах, а також втрат води, що скидається в каналізацію, здійснюється підживлення з водойм та інших джерел водопостачання. Кількість підживлювальної води визначається за формулою

Q іст = Q піт + Q ун + Q шл + Q збр. (3.3)

Підживлення систем оборотного водопостачання може здійснюватися постійно та періодично. Загальна кількість води, що додається становить 5...10% загальної кількості води, що циркулює в системі.

Норми водовідведення у різних галузях промисловості коливаються у межах. Так, наприклад, при видобуванні 1 т нафти утворюється 0,4 м 3 стічних вод, при видобуванні 1 т вугілля в шахтах - 0,3 м 3; при виплавці 1 т сталі або чавуну – 0,1 м; при виробництві 1 т віскозного штапельного волокна - 233 м3; 1 т добрив - 3,9 м 3; 1 т синтетичних ПАР - 1 м; 1 т сульфітної целюлози - 218 м 3; 1 т паперу - 37 м 3; 1 т цементу - 0,1 м 3; 1 т лляних або шовкових тканин - відповідно 317 або 37 м3; 1 т м'яса - 24 м 3; 1 т хліба – 3 м 3 ; 1 т олії - 2,6 м 3 ; 1 т цукру-рафінаду - 1,2 м 3; при виготовленні одного легкового автомобіля – 15,5 м 3 ; одного автобуса – 80 м 3 ; одного магістрального тепловоза - 710 м 3 . При виробленні 1 МВт-год електроенергії на теплових та атомних електростанціях із системами оборотного водопостачання утворюється в середньому 5 м 3 стічних вод.

За відсутності норм водовідведення кількість стічних вод визначається за технологічними розрахунками відповідно до регламенту виробництва. Кількість стічних вод від великих промислових підприємств сягає 200...400 тис. м 3 /сут, що відповідає кількості стічних вод від міст із населенням 1...2 млн осіб.

Виробничі стічні води поділяються на дві основні категорії: забруднені та незабруднені (умовно чисті).

Незабруднені стічні води надходять від холодильних, компресорних, теплообмінних апаратів. Крім того, вони утворюються при охолодженні основного виробничого обладнання та продуктів виробництва.

Забруднені виробничі стічні води містять різні домішки та поділяються на три групи:

забруднені переважно мінеральними домішками (підприємства металургійної, машинобудівної, рудо- та вугледобувної промисловості; заводи з виробництва) мінеральних добрив, кислот, будівельних виробів та матеріалів та ін);

забруднені переважно органічними домішками (підприємства м'ясної, рибної, молочної, харчової, целюлозно-паперової, хімічної, мікробіологічної промисловості; заводи з виробництва пластмас, каучуку та ін.);

забруднені мінеральними та органічними домішками (підприємства нафтовидобувної, нафтопереробної, нафтохімічної, текстильної, легкої, фармацевтичної промисловості; заводи з виробництва консервів, цукру, продуктів органічного синтезу, паперу, вітамінів та ін.).

Для об'єктивної оцінки якості води проводиться класифікація показників характеру впливу забруднюючих речовин. На основі запропонованої класифікації виділяються п'ять груп, що включають такі показники:

група якості (запах, кольоровість, температура, кількість завислих частинок);

наявність органічних речовин (біохімічне споживання кисню (ВПК), водневий показник (pH), розчинений у воді кисень, хімічне споживання кисню або біхроматна окислюваність (ГПК), фосфати, нітрати);

наявність санітарно-токсичних речовин (хлориди, сульфати, Са, Mg, Na, К);

наявність мікробіологічних речовин (колі-індекс та ін);

наявність токсичних речовин.

Остання група розбивається на чотири підгрупи: слаботоксичні речовини, ГДК яких знаходиться в інтервалі 0,1...0,9 мг/л (амоній, синтетичні ПАР (СПАР), V, Mo, Cr, Fe, Ti);

середньотоксичні речовини, ГДК яких становлять 0,01...0,09 мг/л (нітрити, Zn, Ni, З);

сильнотоксичні речовини, ГДК яких потрапляють до інтервалу 0,001...0,009 мг/л (Сu, Hg, Cd, феноли);

особливо отруйні речовини з ГДК 0,0001...0,0009 мг/л (пестициди, сульфіди).

По концентрації забруднюючих речовин виробничі стічні води поділяються на чотири групи: 1...500, 500...5000,

5000...30000, більше 30000 мг/л.

Виробничі стічні води можуть відрізнятися за фізичними властивостями органічних продуктів, що їх забруднюють (наприклад, по температурі кипіння: менше 120, 120 ... 250 і більше 250 ° С).

За ступенем агресивності ці води поділяють на слабоагресивні (слабокислі з pH 6...6,5 і слаболужні з pH 8...9), сильноагресивні (сильнокислі з pH< 6 и сильнощелочные с pH >9) та неагресивні (з pH 6,5...8).

Технологічні цикли виробництва хімічних, металургійних, підприємств енергетики та оборонного комплексу використовують, крім основних матеріалів та сировини та звичайну воду, що відіграє велику роль у технології виробництва продукції. Великі обсяги прісної води, що застосовуються для приготування розчинів реагентів і як допоміжні операції охолодження, мають у своєму складі просто величезну кількість хімічних домішок і добавок, що роблять таку воду небезпечною навіть у вигляді промислових стоків.

Проблему очищення таких вод, їх використання у подальшому технологічному циклі чи скидання до системи загальної каналізаціїсьогодні цілком справляється обладнання хімічного очищення стічних вод, що забезпечує як підготовку води до стандартам побутових стоків, а й навіть приводячи очищення до норм очищеної прісної води, придатної технічного використання.

Основні методи хімічного очищення промислових стоків

Хімічні методи проведення очищення промислових стоків сьогодні використовуються в основному для зв'язування та видалення обсягу технічної водинебезпечних хімічних елементів та приведення основних параметрів таких стоків до норм, що дозволяють надалі провести звичайне біологічне очищення.

Буквально в процесі такого очищення використовуються основні типи хімічних реакцій:

  • Нейтралізація небезпечних з'єднань та елементів;
  • Окислювальна реакція;
  • Реакція поновлення хімічних елементів.

У технологічному циклі очисних споруд промислових підприємств хімічне очищення застосовується:

  • Для одержання очищеної технічної води;
  • Очищення стоків виробництва від хімічних сполук перед скиданням у каналізацію для подальшого біологічного очищення;
  • Вилучення цінних хімічних елементів для подальшої переробки;
  • При проведенні доочищення води у відстійниках для скидання у відкриті водоймища.

Хімічна очистка стічних вод перед викидом стоків у каналізацію загального призначення, дозволяє суттєво підвищити безпеку та прискорити процес біоочищення.

Нейтралізація промислових стоків

Більшість промислових підприємств, що використовують хімічне очищення промислових стоків, найчастіше використовують у своїх очисних спорудах та комплексах засоби нейтралізації кислотних та лужних показників води до прийнятних для подальшої обробки рівня кислотності 6,5–8,5 (рН). Зниження або навпаки, підвищення рівня кислотності стоків дозволяє надалі використовувати рідину для технологічних процесів, оскільки такий показник вже не є небезпечним для людини.

Доведена до такого показника води може бути використана для технологічних потреб підприємств, допоміжних виробництвах або для подальшого очищення із застосуванням біологічних засобів.

Важливо, що нормалізація хімічним шляхом води, що проводиться на підприємствах, ефективно забезпечувала нейтралізацію кислот і лугів, розчинених у стоках, і не допускала їх потрапляння в грунт і водоносні шари.

Перевищення кількості показників кислот і лугів у відходах, що скидаються, веде до прискорення старіння обладнання, корозії металу трубопроводів і запірної арматури, розтріскування та руйнування залізобетонних конструкційфільтрувальних та очисних станцій.

Надалі для нормалізації кислотно-лужного балансу відходів у відстійниках, резервуарах та на полях фільтрації необхідно більше часу на проведення біологічної очистки на 25-50% часу більше ніж нейтралізованих стоків.

Промислові технології нейтралізації рідких відходів

Проведення заходів хімічного очищення рідких відходів методом нейтралізації пов'язане з вирівнюванням необхідного показника рівня кислотності певного обсягу стічних вод. Основними технологічними процесами, задіяними у нейтралізації, виступають:

  • визначення рівня забруднень хімічними сполуками стоків;
  • розрахунок дозування хімічних реагентів, необхідні нейтралізації;
  • освітлення води до рівня норм для рідких відходів.

Підбір обладнання засобів очищення, його розташування, підключення та робота залежить насамперед від рівня забруднення та необхідних обсягів очищення скидів.

В окремих випадках для цього достатньо мобільних установок хімічного очищення, які забезпечують очищення та нейтралізацію щодо невеликої кількості рідини із накопичувача підприємства. А в окремих випадках потрібно застосування постійно діючої установки хімічної очистки та нейтралізації.

Основним видом технологічного устаткування таких станцій виступає установки проточної очищення чи контактного типу. Обидві установки дозволяють забезпечити:

  • контроль рівня забруднення;
  • можливість використання технології схеми взаємної нейтралізації кислотного і лужного компонентів;
  • можливість використання природного процесу нейтралізації у технологічних водоймах.

Технологічні схеми хімічного очищення методом нейтралізації повинні забезпечувати можливість вилучення або видалення з резервуарів очищення твердих нерозчинних частинок осаду.

Другим важливим моментомроботи очисних установок виступає можливість своєчасного коригування необхідної кількості та концентрації реагентів для реакції залежно від рівня забруднення.

Зазвичай у технологічному циклі застосовується устаткування, має кілька накопичувальних резервуарів, дозволяють забезпечити своєчасний прийом, зберігання, змішування і скидання стоків, доведених необхідної кондиції.

Хімічна нейтралізація стоків змішуванням кислотної та лужної складових

Використання методу нейтралізації стоків шляхом змішування кислотних та лужних складових дозволяє проводити контрольовану реакцію нейтралізації без використання додаткових реагентів та хімікатів. Контроль кількості стічних вод, що скидаються, кислотного і лужного складів дозволяє своєчасно проводити операції з акумулювання обох складових і дозування при змішуванні. Зазвичай для безперервної роботиочисних споруд такого виду використовується добовий обсяг скидів. Кожен із видів відходів перевіряється і у разі потреби доводиться до необхідної концентрації шляхом додавання об'єму води або визначення об'єму пропорції для реакції очищення. Безпосередньо на установці очищення це проводиться у накопичувальних та регулюючих резервуарах станції. Використання цього методу вимагає правильного хімічного аналізу складових кислотної та лужної складової, проведення залпової або багатоступінчастої реакції нейтралізації. Для невеликих підприємств використання такого методу може бути проведене як у локальних очисних спорудах цеху чи ділянки, так і за допомогою очисних підприємств у цілому.

Очищення за допомогою додавання реагентів

Метод очищення рідких відходів реагентами застосовується в основному для очищення вод, що містять велику кількість забруднень одного виду, коли нормальне співвідношення лужної та кислотної складової у воді значно в одну із сторін.

Найчастіше це необхідно коли забруднення має яскраво виражений вигляді очищення методом змішування результатів не дає або просто через підвищену концентрацію нераціональна. Єдиним і найнадійнішим методом нейтралізації у разі виступає метод додавання реагентів – хімікатів, вступають у хімічну реакцію.

У сучасних технологіяхтакий метод найчастіше використовується для кислих стічних вод. Найпростішим і найефективнішим методом нейтралізації кислоти зазвичай виступає використання місцевих хімікатів і матеріалів. Простота і ефективність методу полягає в тому, що відходи, наприклад, доменного виробництва, відмінно нейтралізують забруднення сірчаною кислотою, а шлак з теплових електростанцій і централей часто використовується для додавання в резервуари з кислотними скидами.

Використання місцевих матеріалів дозволяє значно здешевити процес очищення, адже шлак, крейда, вапняк, доломітові породи добре нейтралізують велику кількість сильно забруднених стоків.

Відходи доменного виробництва та шлак з теплових електростанцій та централей не потребують додаткової підготовки, крім подрібнення, пориста структура та наявність у складі багатьох сполук кальцію, кремнію та магнію дозволяють застосовувати матеріали без попередньої обробки.

Крейда, вапняк і доломіт, що використовуються як реагенти, в обов'язковому порядку проходять підготовку та подрібнення. Крім того, для очищення в деяких технологічних циклах використовується підготовка рідких реагентів, наприклад, з використанням вапна та аміачного розчину води. Надалі, аміачна складова добре допомагає при процесі біологічної очистки води.

Метод окислення стічних вод

Метод окислення стічних вод дозволяє отримувати безпечні за своїми характеристиками токсичності стічних вод у небезпечних хімічних виробництвах. Найчастіше окислення використовується для отримання стоків, які не вимагають подальшого вилучення твердих частинок і можуть бути скинуті в загальну систему каналізації. Як добавки використовуються окислювачі на основі хлору, це сьогодні найпопулярніший матеріал для очищення.

Матеріали на основі хлору, натрію та кальцію озон та пероксид водню використовуються у багатоступінчастій технології очищення стоків, при якій кожен новий етап дозволяє значно знижувати токсичність, зв'язуючи небезпечні токсичні речовини у нерозчинні сполуки.

Установки окислення, що мають багатоступінчасті системи очищення, роблять цей процес відносно безпечним, але застосування таких токсичних окислювачів, як хлор поступово витісняється безпечнішими, але не менше ефективними методамиокиснення стоків.

До високотехнологічних методів очищення стоків відносяться методи, що використовують у своєму технологічному циклі нові розробки, що дозволяють за допомогою специфічного обладнання забезпечити очищення від шкідливих та отруйних домішок широкого спектру забруднювачів.

Найбільш прогресивним та перспективним методом очищення виступає метод озонування стоків. Озон при потраплянні в стічні води впливає як на органічні так і на неорганічні речовини, проявляючи при цьому широкий спектр дії. Озонування стічних вод дозволяє:

  • знебарвити рідину, значно підвищивши її прозорість;
  • виявляє знезаражуючий ефект;
  • практично повністю усуває специфічні запахи;
  • усуває сторонні присмаки.

Озонування застосовується при забрудненні води:

  • нафтопродуктами;
  • фенолами;
  • сірководневими сполуками;
  • ціанідами та похідними від них речовинами;
  • канцерогенними вуглеводнями;
  • знищує пестициди;
  • знешкоджує поврехнісно-активні речовини.

На додаток до цього практично повністю знищуються небезпечні мікроорганізми.

Технологічно озонування як метод очищення може бути реалізований як у локальних очисних установках, так і стаціонарних станціях очищення.

Використання різних методівхімічне очищення стічних вод призводить до зниження шкідливих і небезпечних для людини та екосистем викидів речовин від 2 до 5 разів, і сьогодні саме хімічне очищення дозволяє досягти найвищого ступеня очищення води.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru

Контрольна робота

За галузевою екологією

Варіант 3

1. ОСВІТА ШКІДЛИВИХ ВИКИДІВ І ВІДХОДІВ НА ПІДПРИЄМСТВАХ МЕТАЛООБРОБКИ

1.1 Технологічні процеси та обладнання - джерела утворення викидів

стічний промисловий викид забруднення

Сучасне машинобудування розвивається на базі великих виробничих об'єднань, включаючи заготівельні та ковальські цехи, термічної обробки, механічної обробки, цехи покриттів та велике ливарне виробництво. До складу підприємства входять випробувальні станції, ТЕЦ та допоміжні підрозділи. Використовуються зварювальні роботи, механічна обробка металу, переробка неметалевих матеріалів, лакофарбові операції

Ливарні цехи.

Найбільш великими джерелами пило- та газовиділень в атмосферу в ливарних цехах є: вагранки, електродугові та індукційні печі, ділянки складування та переробки шихти та формувальних матеріалів, ділянки вибивання та очищення лиття.

У сучасних чавуноливарних цехах як плавильні агрегати застосовують водоохолоджувальні вагранки закритого типу, індукційні печі тиглів підвищеної і промислової частоти, дугові печі типу ДЧМ, установки електрошлакового переплаву, вакуумні печі різних конструкцій і т.п.

Викиди забруднюючих речовин під час плавлення металів залежать від двох складових:

складу шихти та ступеня її забруднення;

від викидів самих плавильних агрегатів залежно від видів енергії, що використовуються (газ, кокс тощо) і технології плавки.

За шкідливим впливом на людину і навколишнє середовищепил ділять на 2 групи:

мінерального походження;

аерозолі парів металів.

Високу небезпеку є пилу мінерального походження, що містять діоксид кремнію (), а також оксиди хрому (VI) і марганцю, які є канцерогенними речовинами.

Дрібнодисперсний пил є аерозоллю. За ступенем дисперсності аерозолі поділяються на 3 категорії:

груба: 0,5 мкм та більше (візуально);

колоїдна: 0,05 – 0,5 мкм (за допомогою приладів);

аналітична: менш як 0,005 мкм.

У ливарному виробництві мають справу з грубою та колоїдною аерозолями.

Діоксид кремнію викликає розвиток силікозу, захворювання є професійним у формувальному відділенні ливарного цеху.

Ряд металів викликає "ливарну лихоманку" (Zn, Ni, Cu, Fe, Co, Pb, Mn, Be, Sn, Sb, Cd та їх оксиди). Деякі метали (Cr, Ni, Be, As та інших.) мають канцерогенним дією, тобто. викликають ракові захворювання органів.

Багато металів (Hg, Co, Ni, Cr, Pt, Be, As, Au, Zn та їх сполуки) викликають алергічні реакції організму ( бронхіальну астму, деякі захворювання серця, ураження шкіри, очей, носа та ін). У табл. 1 представлені ГДК для низки металів.

Таблиця 1 - Гранично допустимі концентрації металів

Модифікації вагранок відрізняються типом дуття, видом палива, конструкцією горна, шахти, колошника. Це визначає склад вихідних і кінцевих продуктів плавки, а отже, кількість і склад газів, що відходять, їх запиленість.

У середньому при роботі вагранок на кожну тонну чавуну припадає 1000 м3 газів, що викидаються в атмосферу, що містять 3...20 г/м3 пилу: 5...20 % оксиду вуглецю; 5... 17% вуглекислого газу; до 2% кисню; до 1,7% водню; до 0,5% сірчистого ангідриду; 70...80% азоту.

Значно менша кількість викидів із вагранок закритого типу. Так, у димових газах відсутній окис вуглецю, а к.п.д. очищення від зважених частинок досягає 98...99 %. В результаті обстеження вагранок гарячого та холодного дуття було встановлено діапазон значень дисперсного складу пилу у вагранних газах.

Вагранковий пил відрізняється широким спектром дисперсності, але основу викидів становлять високодисперсні частинки. Хімічний склад ваграночного пилу різний і залежить від складу металозавалки, шихти, стану футерування, виду палива, умов роботи вагранки.

Хімічний склад пилу у відсотках масової частки: SiO2 - 20 -50%; CaO - 2 - 12%; A2O3 – 0.5 – 6%; (FeO+F2O3) – 10 -36 %; C – 30 – 45%.

При випуску чавуну з вагранки в ковші заливки виділяється 20 г/т графітового пилу і 130 г/т оксиду вуглецю; з інших плавильних агрегатів винос газів та пилу менш значний.

У процесі експлуатації газової вагранки (ГВ) виявлено такі переваги перед коксовими вагранками:

можливість стабільно виплавляти чавуни широкого діапазону з різним вмістом і низьким вмістом S, у тому числі і ЧШГ;

виплавлений чавун має перлітну структуру з великою
дисперсністю металевої матриці, володіє меншим евтектичним зерном та величиною графітних включень;

механічні властивості чавуну, отриманого в ГР, вище; його чутливість до зміни товщини стінки менше; має хороші ливарні властивості при явній тенденції до зменшення сумарного обсягу усадкових порожнин і переважання концентрованої усадкової раковини;

в умовах тертя зі змащенням чавун має велику зносостійкість;

вища його герметичність;

в ГВ можна використовувати до 60% сталевого брухту і мати температуру чавуну до 1530°С 3,7...3,9%С;

одна ГВ може працювати без ремонту 2...3 тижні;

екологічна ситуація при переході з коксу на природний газ змінюється: виділення пилу в атмосферу зменшується у 5-20 разів, вміст СО – у 50 разів, SO2 – у 12 разів.

Порівняно великий вихід технологічних газів спостерігається при плавці сталі в електродугових печах. В даному випадку склад газів залежить від періоду плавки, марки сталі, що виплавляється, герметичності печі, способу газовідсмоктування і наявності кисневої продування. Принциповими перевагами плавки металу в електродугових печах (ЕДП) є невисокі вимоги до якості шихти, розмірів та конфігурації шматків, що знижує вартість шихти, висока якістьвиплавлений метал. Витрата енергії коливається від 400 до 800 кВт-год/т, залежно від розмірів та конфігурації шихти, необхідної температури рідкого металу, його хімскладу, стійкості вогнетривкої футеровки, методу рафінування, типу установок для пило- та газоочищення.

Джерела виділень при плавці в ЕДП можна поділити на три категорії: шихта; викиди, що утворюються в процесі плавлення та рафінування; викиди під час випуску металу з печі.

Відбір проб пиловиділень з 23 ЕДП у США та їх аналіз активаційним та атомно-адсорбційним методами на 47 елементів показав наявність у них цинку, цирконію, хрому, заліза, кадмію, молібдену та вольфраму. Кількість інших елементів була нижчою за межу чутливості методів. За даними американських та французьких видань кількість виділень з ЕДП коливається від 7 до 8 кг на тонну металевої шихти за нормального ведення плавки. Є відомості, що ця величина може зростати до 32 кг/т у разі забрудненої шихти. Відзначається лінійна залежність між швидкостями виділення та обезуглерожування. При вигорянні 1% С за хвилину виділяється 5 кг/хв пилу і газу на кожну тонну металу, що обробляється. При рафінуванні розплаву залізною рудою кількість виділень та час, протягом якого відбувається це виділення, помітно вище, ніж при рафінуванні киснем. Тому з екологічної точки зору при встановленні нових та реконструкції старих ЕДП доцільно передбачати продування киснем для рафінування металу.

Гази, що відходять, з ЕДП в основному складаються з монооксиду вуглецю, що утворюється в результаті окислення електродів і видалення вуглецю з розплаву при продуванні його киснем або добавці залізної руди. Кожен м3 кисню формує 8-10 м3 газів, що відходять, і в цьому випадку 12-15 м3 газів повинно пройти через систему очищення. Найвища швидкість виділення газів відзначається під час продування металу киснем.

Основною складовою пилу при плавці в індукційних печах(60 %) є оксиди заліза, решта - оксиди кремнію, магнію, цинку, алюмінію у різному співвідношенні залежно від хімічного складу металу та шлаку. Частини пилу, що виділяються при плавці чавуну в індукційних печах, мають дисперсність від 5 до 100 мкм. Кількість газів та пилу в 5...6 разів менша, ніж при плавці в електродугових печах.

Таблиця 2 - Питоме виділення забруднюючих речовин (q, кг/т) при виплавці сталі та чавуну в індукційних печах

При лиття з формувальних сумішей під дією теплоти рідкого металу виділяються: бензол, фенол, формальдегід, метанол та інші токсичні речовини, які залежать від складу формувальних, сумішей, маси та способу отримання виливка та інших факторів.

Від ділянок вибивання на 1 м2 площі решітки виділяється 46 - 60 кг/год пилу, 5 - 6 кг/год, до 3 кг/год аміаку.

Значні виділення пилу спостерігаються на ділянках очищення та обрубування лиття, ділянці приготування та переробки шихти, формувальних матеріалів. На стрижневих ділянках – середні газоподібні виділення.

Ковальсько-пресові та прокатні цехи.

У процесах нагрівання та обробки металу в ковальсько-пресових та прокатних цехах виділяється пил, кислотний та масляний аерозоль (туман), оксид вуглецю, діоксид сірки та ін.

У прокатних цехах викид пилу становить приблизно 200 г/т прокату. Якщо застосовується вогнева зачистка поверхні заготівлі, вихід пилу зростає до 500 - 2000 г/т. При цьому в процесі згоряння поверхневого шару металу утворюється велика кількість дрібнодисперсного пилу, що на 75 - 90% складається з оксидів заліза. Для видалення окалини з поверхні гарячекатанної смуги застосовують травлення в сірчаній чи соляній кислоті. Середній вміст кислоти у повітрі, що видаляється, становить 2.5 - 2.7 г/м3. Загальнообмінною вентиляцією ковальсько-пресового цеху в атмосферу викидаються оксиди вуглецю та азоту, діоксид сірки.

Термічні цехи.

Повітря, що викидається з термічних цехів, забруднене парами та продуктами горіння олії, аміаком, ціаністим воднем та іншими речовинами, що надходять у систему. витяжної вентиляціївід ванн та агрегатів для термообробки. Джерелами забруднення є нагрівальні печі, що працюють на рідкому та газоподібному паливі, а також дробоструминна та дробометна камери. Концентрація пилу сягає 2 - 7 г/м3.

При загартуванні і відпуску деталей в масляних ваннах у повітрі, що відводиться від ванн, міститься до 1% парів масла від маси металу.

Цехи механічної обробки.

Механічна обробка металів на верстатах супроводжується виділенням пилу, стружки, туманів (краплі рідини розміром 0.2 – 1.0 мкм, дими – 0.001 – 0.1 мкм, пил – > 0.1 мкм). Пил, що утворюється в процесі абразивної обробки, складається на 30 - 40% матеріалу абразивного кола і на 60 - 70% матеріалу оброблюваного виробу.

Значні виділення пилу спостерігаються при механічній обробці деревини, склопластиків, графіту та інших неметалевих матеріалів.

При механічній обробці полімерних матеріалів одночасно з пилоутворенням можуть виділятися пари хімічних речовинта сполук (фенол, формальдегід, стирол), які входять до складу оброблюваних матеріалів.

Зварювальні цехи.

Склад і маса шкідливих речовин, що виділяються, залежить від виду і режимів техпроцесу, властивостей застосовуваних матеріалів. Найбільші виділення шкідливих речовин притаманні процесу ручного електродугового зварювання. При витраті 1 кг електродів у процесі ручного дугового зварювання сталі утворюється до 40 г пилу, 2 г фтористого водню, 1.5 г оксидів і N, в процесі зварювання чавунів - до 45 г пилу і 1.9 г фтористого водню. При напівавтоматичному та автоматичному зварюванні маса виділених шкідливих речовин< в 1.5 - 2.0 раза, а при сварке под флюсом - в 4-6 раз.

Аналіз складу забруднень, що викидаються в атмосферу машинобудівним підприємством, показує, що крім основних домішок (СО, SO2, NOx, CnHm, пил) у викидах містяться й інші токсичні сполуки, які майже завжди негативно впливають на навколишнє середовище. Концентрація шкідливих викидів у вентиляційних викидах часто невелика, але через великі обсяги вентиляції повітря валові кількості шкідливих речовин дуже значні.

1.2 Кількісні показники викидів від основного технологічного устаткування. Розрахунок екологічного податку

Якісними характеристиками викидів забруднюючих речовин є хімічний складречовин та клас їх небезпеки.

До кількісних характеристик відносяться: валовий викид забруднюючих речовин у тоннах на рік (QB), значення максимального викиду забруднюючих речовин у грамах на секунду (QМ). Розрахунок валового та максимального викидів проводять при:

Оцінка впливу на навколишнє середовище;

розроблення проектної документації на будівництво, реконструкцію, розширення, технічне переозброєння, модернізацію, зміну профілю виробництва, ліквідацію об'єктів та комплексів;

Інвентаризації викидів забруднюючих речовин, у атмосферне повітря;

Нормування викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря;

встановлення обсягів дозволених (лімітованих) викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря;

Контроль за дотриманням встановлених норм викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря;

Ведення первинного обліку про вплив на атмосферне повітря;

ведення звітності про викиди забруднюючих речовин;

Обчисленні та сплаті екологічного податку;

За виконання інших заходів щодо охорони атмосферного повітря.

Розрахунок ведеться відповідно до керівного документа "Розрахунок викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря при гарячій обробці металів" - РД 0212.3-2002. РД розроблено лабораторією "НІЛОГАЗ" БДПА, затверджено та введено в дію постановою Міністерства природних ресурсів та охорони навколишнього середовища РБ № 10 від 28 травня 2002 р.

РД призначений до виконання орієнтовних розрахунків очікуваних викидів у повітря забруднюючих речовин від основного технологічного устаткування підприємств галузі. В основу розрахунку покладено питомі викиди забруднюючих речовин від одиниці технологічного обладнання, заплановані чи звітні показники основної діяльності підприємства; норми витрати основних та допоміжних матеріалів, графіки та нормо-години роботи обладнання, ступінь очищення пилогазоочисних установок. РД дозволяє здійснювати річне та перспективне планування обсягів викидів, а також намічати шляхи їх скорочення.

2. ОСВІТА ПРИМІСІВ СТІЧНИХ ВОД

2.1 Загальні відомості

Запаси води на планеті колосальні - близько 1,5 млрд км3, проте обсяг прісних вод становить трохи більше 2%, при цьому 97% їх представлено льодовиками в горах, полярними льодами Арктики та Антарктики, які не доступні для використання. Об'єм придатних для застосування прісних вод становить 0,3% загального запасу гідросфери. Наразі населенням світу щодобово споживаємо 7 млрд.т. води, що відповідає кількості корисних копалин, які видобувають людством протягом року.

З кожним роком споживання води різко зростає. На території промислових підприємств утворюються стічні води 3-х типів: побутові, поверхневі, виробничі.

Господарсько-побутові стічні води - утворюються при експлуатації на території підприємств душових, туалетів, пралень та їдалень. Підприємство не відповідає за кількість даних стічних вод та спрямовує їх на міські станції очищення.

Поверхневі стічні води утворюються в результаті змивання дощової поливальної води домішок, що накопичують на території, дахах і стінах виробничих будівель. Основними домішками цих вод є тверді частки(пісок, камінь, стружки та тирсу, пил, сажа, залишки рослин, дерев тощо); нафтопродукти (мастила, бензин і гас), що використовується в двигунах транспортних засобів, а також органічних та мінеральних добрив, що використовуються у заводських скверах та квітниках. Кожне підприємство відповідає за забруднення водойм, тому необхідно знати обсяг стічних вод цього типу.

Витрата поверхневих стічних вод розраховується відповідно до СН та П2.04.03-85 «Норми проектування. Каналізація. Зовнішні мережі та споруди» за методом граничної інтенсивності. Для кожного перерізу водостоку розрахункову витрату визначають за формулою:

де - Параметр, що характеризує інтенсивність опадів залежно від кліматичних особливостей місцевості, де розташоване підприємство;

Розрахункова площа стоку.

Площа території підприємства

Коефіцієнт залежить від площі;

Коефіцієнт стоку, що визначає залежний від проникності поверхні;

Коефіцієнт стоку, що враховує особливості процесів збору поверхневих стічних вод та руху їх у лотках та колекторах.

Виробничі стічні води утворюються внаслідок використання води у технологічних процесах. Їх кількість, склад, концентрація домішок визначається типом підприємства, його потужністю, видами технологічних процесів, що використовуються. Для покриття потреб водоспоживання підприємствами області провадиться забір води з поверхневих джерел підприємствами промисловості та теплоенергетики, сільськогосподарськими об'єктами водокористування, переважно на цілі зрошення.

У господарстві Республіки Білорусь використовують водні ресурси річок: Дніпро, Березина, Сож, Прип'ять, Уборть, Случ, Птичь, Уть, Немильня, Терюха, Уза, Віша.

З артезіанських свердловин забирається приблизно 210 млн. м3/рік, причому вся ця вода - питна.

Загальний обсяг стічних вод утворює протягом року близько 500 млн. м3. Близько 15% стоків є забрудненими (недостатньо очищеними). У Гомельській області забруднено близько 30 річок та річок.

Особливі види промислового забруднення водойм:

1) теплове забруднення, обумовлене випуском теплових вод різних енергетичних установок. Тепло, що надходить із нагрітими скидними водами в річки, озера та штучні водосховища, істотно впливає на термічний та біологічний режим водойм.

Інтенсивність впливу теплового забруднення залежить від t нагрівання води. Для літа виявлено наступну послідовність впливу температури води на біоценоз озер та штучних водойм:

при t до 26 0С не спостерігається шкідливого впливу

понад 300С – шкідливий вплив на біоценоз;

при 34-36 0С виникає летальні умови для риб та інших організмів.

Створення різних охолоджувальних пристроїв для скидання вод теплових електростанцій при величезній витраті цих вод призводить до значного подорожчання будівництва та експлуатації ТЕС. У зв'язку з цим вивченню впливу теплового забруднення приділяється велика увага. (Володимиров Д.М., Ляхін Ю.І., Охорона довкілля ст. 172-174);

2) нафта і нафтопродукти (плівка) - розкладаються за 100-150 днів за сприятливих умов;

3) синтетичні миючі засоби- важкоудалими зі стоків, збільшують вміст фосфатів, що веде до збільшення рослинності, цвітіння водойм, виснаження кисню у водній масі;

4) скидання Zu та Cu - не видаляються повністю, а змінюються форми з'єднання та швидкість міграції. Тільки за рахунок розведення можна зменшити концентрацію.

Шкідливий вплив машинобудування на поверхневі води обумовлено великим водоспоживанням (близько 10 % загального водоспоживання у промисловості) та значним забрудненням стоків, які поділяються на п'ять груп:

з механічними домішками, у тому числі гідроксидами металів; з нафтопродуктами та емульсіями, стабілізованими іоногенними емульгаторами; з леткими нафтопродуктами; з миючими розчинами та емульсіями, стабілізованими неіоногенними емульгаторами; з розчиненими токсичними сполуками органічного та мінерального походження.

На першу групу припадає 75% обсягу стічних вод, другу, третю та четверту – ще 20%, п'яту групу – 5% обсягу.

Основним напрямом у раціональному використанні водних ресурсівє оборотне водопостачання.

2.2 Стічні води машинобудівних підприємств

Ливарні цехи. Вода використовується на операціях гідравлічного вибивання стрижнів, транспортування та промивання формувальної землі у відділення регенерації, на транспорт відходів горілої землі, при зрошенні газоочисного обладнання, охолодженні обладнання.

Стічні води забруднюються глиною, піском, зольними залишками від вигорілої частини стрижнів суміші та сполучними добавками формувальної суміші. Концентрація цих речовин може досягати 5 кг/м3.

Ковальсько-пресові та прокатні цехи. Основними домішками стічних вод, що використовуються для охолодження технологічного обладнання, поковок, гідрозбиву металевої окалини та обробки приміщення, є частинки пилу, окалини та олії.

Механічні цехи. Вода використовується для приготування мастильно-охолоджуваних рідин, промивки виробів, що фарбуються, для гідравлічних випробуваньта обробки приміщення. Основні домішки - пил, металеві та абразивні частинки, сода, олії, розчинники, мила, фарби. Кількість шламу від одного верстата при чорновому шліфуванні 71,4 кг/год, при чистовому - 0,6 кг/год.

Термічні ділянки: Для приготування технологічних розчинів, що використовуються для загартування, відпуску та відпалу деталей, а також для промивання деталей та ванн після скидання відпрацьованих розчинів використовують воду. Домішки стічних вод - мінерального походження, металева окалина, важкі олії та луги.

Ділянки травлення та гальванічні ділянки. Вода використовується для приготування технологічних розчинів, що застосовується при травленні матеріалів та нанесення на них покриттів, для промивання деталей та ванн після скидання відпрацьованих розчинів та обробки приміщення. Основні домішки - пил, металева окалина, емульсії, луги та кислоти, важкі олії.

У зварювальних, монтажних, складальних цехах машинобудівних підприємств стічні води містять металеві домішки, маслопродукти, кислоти тощо. у значно менших кількостях, ніж у розглянутих цехах.

Ступінь забрудненості стічних вод характеризується такими основними фізико-хімічними показниками:

кількістю завислих речовин, мг/л;

біохімічним споживанням кисню, мг/л O2/л; (БПК)

Хімічним споживанням кисню, мг/л (ГПК)

Органолептичними показниками (колір, запах)

Активною реакцією середовища, рН.

ЛІТЕРАТУРА

1. Акімова Т.В. Екологія. Людина-Економіка-Біота-Середовище: Підручник для студентів вузів/Т.А.Акімова, В.В.Хаскін; 2-ге вид., перераб. і допов. - М.: ЮНІТІ, 2006. - 556 с

2. Акімова Т.В. Екологія. Природа-Людина-Техніка: Підручник для студентів техн. спрям. та спеці. вузів / Т.А.Акімова, А.П.Кузьмін, В.В.Хаскін - М.: ЮНІТІ-ДАНА, 2006. - 343 с

3. Бродський А.К. Загальна екологія: Підручник для студентів вищих навчальних закладів. М: Вид. Центр «Академія», 2006. – 256 с.

4. Воронков Н.А. Екологія: загальна, соціальна, прикладна. Підручник для студентів ВНЗ. М.: Агар, 2006. – 424 с.

5. Коробкін В.І. Екологія: Підручник для студентів вузів/В.І. Коробкін, Л.В.Передельський. -6-е вид., Дод. І перероб. - Ростон н / Д: Фенікс, 2007. - 575с.

6. Ніколайкін Н.І., Ніколайкіна Н.Є., Мелехова О.П. Екорлогія. 2-ге вид. Підручник для вузів. М.: Дрофа, 2007. – 624 с.

7. Стадницький Г.В., Родіонов А.І. Екологія: Уч. посібник для стут. хіміко-технол. та техн. сп. вузів. / За ред. В.А.Соловйова, Ю.А.Кротова.- 4-те вид., Випр. – СПб.: Хімія, 2006. –238с.

8. Одум Ю. Екологія. - М: Наука,2006.

9. Чернова Н.М. Загальна екологія: Підручник для студентів педагогічних вузів/Н.М.Чернова, А.М.Билова. - М: Дрофа, 2008.-416 с.

10. Екологія: Підручник для студентів вищих. та середовищ. навч. закладів, навч. з техн. спец. та напрямкам/Л.І.Цвєткова, М.І.Алексєєв, Ф.В.Карамзінов та ін; за заг. ред. Л.І.Цвєткової. М: АСБВ; СПб.: Хіміздат, 2007. - 550 с.

11. Екологія. За ред. проф.В.В.Денісова. Ростов-н/Д.: ІКЦ "Березень", 2006. - 768 с.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

    Джерела забруднення внутрішніх водойм. Методи очищення стічних вод. Вибір технологічної схеми очищення стічних вод. Фізико-хімічні методи очищення стічних вод із застосуванням коагулянтів. Відділення завислих частинок від води.

    реферат, доданий 05.12.2003

    Санітарно-гігієнічне значення води. Характеристика технологічних процесів очищення стічних вод. Забруднення поверхневих вод. Стічні води та санітарні умови їх спуску. Види їхнього очищення. Органолептичні та гідрохімічні показники річкової води.

    дипломна робота , доданий 10.06.2010

    Забруднення довкілля підприємствами металургійної галузі. Вплив металургійних підприємств на атмосферне повітря та стічні води. Визначення та види промислових стічних вод та способи їх очищення. Санітарна охорона повітря.

    курсова робота , доданий 27.10.2015

    Зниження біосферних функцій водойм. Зміна фізичних та органолептичних властивостей води. Забруднення гідросфери та її основні види. Основні джерела забруднення поверхневих та підземних вод. Виснаження підземних та поверхневих вод водойм.

    контрольна робота , доданий 09.06.2009

    Забруднення, які у побутових стічних водах. Біорозкладається як одна з ключових властивостей стічних вод. Фактори та процеси, що впливають на очищення стічних вод. Основна технологічна схема очищення споруд середньої продуктивності.

    реферат, доданий 12.03.2011

    Характеристика побутових, виробничих та атмосферних стічних вод. Визначення основних елементів системи водовідведення (загальноплавних, комбінованих) міст та промислових підприємств, проведення їх екологічної та техніко-економічної оцінок.

    реферат, доданий 14.03.2010

    Склад та класифікація пластичних мас. Стічні води виробництв суспензійних полістиролів та кополімерів стиролу. Стічні води виробництва фенолоформальдегідних смол. Класифікація методів їхнього очищення. Очищення стічних вод після виробництва каучуків.

    курсова робота , доданий 27.12.2009

    Охорона поверхневих вод від забруднення. Сучасний стан якості води у водних об'єктах. Джерела та можливі шляхи забруднення поверхневих та підземних вод. Вимоги щодо якості води. Самоочищення природних вод. Охорона води від забруднення.

    реферат, доданий 18.12.2009

    Підприємство АТ "Оскоцемент" як джерело забруднення водних об'єктів. Технологічний процесвиробництва цементу. Можливі забруднюючі речовини, які можуть потрапляти в стічні води. Розрахунки гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин.

    курсова робота , доданий 22.12.2011

    коротка характеристикадіяльності ТОВ "Уралхімтранс". Основні джерела забруднення та оцінка екологічного впливу підприємства на довкілля: стічні води, відходи виробництва. Природоохоронні заходи зниження рівня забруднення.

Розділи