Проблема очистки сточных вод

Проблема очистки сточных вод (хозяйственно-бытовых и промышленных) достаточно остро стоит для многих предприятий и коммунальных объектов. Обеззараживание сточной воды предполагает не только защиту окружающей среды, но и безопасность технологического процесса.

Установка эффективных очистных сооружений позволяет сократить платежи за сброс загрязняющих веществ, избавить предприятие от штрафов со стороны природоохранных органов.

Пока промышленно - бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать и утилизировать сточные воды.

На качество воды оказывают значительное влияние находящиеся в ней вещества и соединения в различных концентрациях. Превышение концентрации некоторых загрязняющих веществ может оказывать пагубное воздействие как на человека, так и на биологическую обстановку в водном объекте. Следовательно, при сбросе сточных вод после производственных процессов требуется осуществлять извлечение вредных веществ и добиваться установленной предельно допустимой концентрации ПДК сточных вод.

Современные методы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ОЧИСТКИ

 

2.1 Расчет мощности планируемого оборудования

Мощность планируемого оборудования участка, цеха N (м³/год) очистки определяется по формуле:

 

N = n * T_эф * П, (1)

 

где n – количество установленного ведущего оборудования, шт.;

T_эф - эффективный фонд времени ведущего оборудования, час/год;

П – производительность установки, м³/час.

 

T_эф = Т_кал – Т_ост – Тппр, (2)

 

где Т_кал – годовой календарный фонд времени, дни;

Т_ост – время остановок, связанных с режимом работы оборудования, при непрерывном производстве Т_ост = 0, дни;

Т_ппр - время остановок, связанных с проведением планово – предупредительных ремонтов, дни.

Обычно Т_ппр принимают 5 суток.

T_эф = 365-0-5=360 дней

По результатам расчетов составляется таблица 2.1

Таблица 2.1 - Эффективный фонд времени работы ведущего оборудования

Оборудование	Ткал	Тост выходные и праздничные дни	Тппр	Тэф
дни	Час

n = 1 шт.

T_эф = 8640 ч/год

П = 60 м³/час

N = 1 * 8640 * 60 = 518400 м³/год

Расчет коэффициента использования мощности установки природоохранного назначения

 

Коэффициент использования мощности установки равен:

 

К_исп = В_факт * 100 / N, (3)

 

где В_факт – фактический выброс загрязняющих веществ или выпуск сточных вод, м³/год, т/год.

В_факт = 505247,25 м³/год

N=518400 м³/год

К_исп = 505247,25 * 100 / 518400 ≈ 97,5 %

 

К_исп данного оборудования составляет 97,5 %, то есть установка используется эффективно.

 

Расчет затрат по статье «Сырье и материалы»

Затраты по данной статье отсутствуют.

 

Расчет затрат по статье «Возвратные отходы»

 

Затраты по данной статье отсутствуют.

Расчет затрат по статье «Топливо и электроэнергия на технологические цели»

 

Затраты по статье «Топливо и электроэнергия на технологические цели» формируется следующим образом:

 

З_эл.эн. = n_э * Ц_э, (4)

 

где n_э – норма расхода электроэнергии на 1 м³, кВт*час/год;

Ц_э – стоимость единицы электроэнергии, руб./кВт*час.

n_э = 0,096 кВт * час/год

Ц_э = 2,75 руб./кВт*час

 

З_эл.эн. = 0,096 * 2,75 = 0,264 руб/м³

 

Годовая потребность в электроэнергии:

 

П_э = Р_э * Т_эф * К_с, (5)

 

где Р_э – установленная мощность рабочих энергоприемников (электродвигатели, вентиляторы и др.), кВт;

Т_эф – эффективное время работы оборудования, час;

К_с – коэффициент спроса, учитывающий КПД двигателя и сети, т.е. коэффициент загрузки оборудования. К_с = 0,75 – 0,9.

 

Р_э = 7 кВт

К_с = 0,8

Т_эф =8640 час

 

П_э = 7 * 8640 * 0,8 = 48384 кВт * час/год

 

Норма расхода электроэнергии:

 

n_э = П_э / В_факт, (6)

 

где Пэ – годовая потребность в электроэнергии, кВт*час

В_факт – фактический выброс или выпуск сточных вод, м³/год.

 

П_э = 48384 кВт * час/год

В_факт = 505247,25 м³/год

 

n_э = 48384 / 505247,25 = 0,096 кВт * час/год

Расчет фонда заработной платы основных производственных рабочих

 

Списочная численность рабочих

Списочная численность рабочих равна:

 

Ч_сп = Ч_яв * К_пер, (7)

 

где Ч_яв – явочная численность рабочих, которая определяется по нормам обслуживания, нормам времени, нормам выработки, чел.;

К_пер – коэффициент перехода от явочной численности к списочной.

 

Ч_яв = 8 чел.

К_пер = 1,36

Ч_сп = 8 * 1,36 = 10,88 чел.

Принимаем Ч_сп = 11 чел.

Коэффициент перехода от явочной численности к списочной равен:

К_пер = Т_кал / Т_полезн, (8)

 

где Т_кал – календарный фонд времени одного рабочего, дни;

Т_полезн – полезный фонд времени одного рабочего, дни;

 

Т_кал = 365 дней

Т_полезн = 268 дней

К_пер = 365 / 268 = 1,36

 

Явочную численность рабочих рассчитываю по нормам обслуживания оборудования и рабочих мест:

 

Ч_яв = Ч_м * М * С, (9)

 

где Ч_м – число рабочих на одном рабочем месте, чел;

М – число одноименных аппаратов или рабочих мест;

С – количество смен в сутки.

Ч_м = 2 чел

М = 1 шт

С = 4

Ч_яв = 2 * 1 * 4 = 8 чел

 

Рассчитываю производительность труда рабочих:

 

П = В_факт / Ч_сп, (10)

В_факт = 505247,25 м³/год

Ч_сп =11 чел

П = 505247,25 / 11 = 45931,57 м³ / чел