|
Целью 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.
|
|
1. 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.
|
На уровень вверх
Купить