Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Тц

Рис.3.3 Изменение состава сточных вод притока при циклических колебаниях

Получаем общий объем усреднителя:

Vобщ = 750 + 10.7 + 12 =772.7 м³

В соответствии с расчетным объемому усреднителя определяем число секций и по принятому числу уточняем объем усреднителя. Число секций принимаем равным n = 4 шт. Проверочный расчет выполняем по формуле:

w = q*1000

Fс*3600 , (3.16)

w – скорость продольного движения воды в секции, мм/с;

q – пропускная способность секции, q = Q/n = 53.571/4 = 13.4 м³/ч;

F – площадь живого сечения секции, м³.

Из уравнения 3.16 найдем Fс подбором w, при условии, что w <= 2.5 мм/с. Высоту Н задаем равной 3 м.

w = 2.0 мм/с, Fс = 1.85 м;

w = 1.5 мм/с, Fс = 2.5 м;

w = 1.0 мм/с, Fс = 3.7 м.

w = 0.5 мм/с, Fс = 7.5 м принимаем Fс = 7.5 м

Таким образом при Н = 3 м, В = 2.5 м, L = 26 м, получаем объем усреднителя Vобщ = 780 м³.

Предполагается использовать существующий усреднитель станции нейтрализации площадки «А», который состоит из 4-х секциий объемом 323 м³ каждая.

3.2.4. Расчет сорбционного фильтра [80]

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов и органических веществ предусматривается установка сорбционного фильтра. В качестве сорбента используется «Пороласт-F». Десорбция насыщенного пороласта осуществляется острым паром.

1) Рассчитываем поток загрязнителя по формуле:

G = C*Q, (3.17)

где G – количество загрязнителя, кг/ч;

С – концентрация нефтепродуктов и органических веществ в сточной

воде, С = 1 г/м³;

Q – количество сточной воды, Q = 53.57 м³/ч.

G = 1*53.57 = 0.054 кг/ч

2) Рассчитываем поток ионита по формуле:

Пи = G/T, (3.18)

где Пи – поток ионита, м³/ч;

G – поток загрязнителя, кг/ч;

Е – сорбционная емкость «Пороласта-F», Е_П = 80 кг/м³ ионита (Еп берется из [ ]),

Пи = 0.054/80 = 0.000675 м³/ч

3) Задаем время сорбции τ = 7 ч.

4) Найдем объем сорбционного фильтра.

V = Пи * τ, (3.19)

где Vр – рабочий объем сорбента, м³;

Пи – поток ионита, м³/ч;

τ – время сорбции, ч

Vр = 7*0.000675 = 0.00472 м³

Принимаем, что загрузка сорбента производится раз в месяц. Тогда рабочий объем сорбента на одну загрузку составляет:

Vраб = Vр*20*2 = 0.189 м³

5) Найдем объем колонны сорбционного фильтра:

Vк = Vраб + Vзап , (3.20)

где Vзап – рабочий запас колонны (включая конструктивные особенности),

Vзап = 1.0 м³

Vк = 0.189 + 1.0 = 1.189 м³

Принимаем диаметр колонны сорбционного фильтра D = 0.85 м, высоту Н =1.45 м.

3.2.5. Расчет электродиализатора [79]

Электрохимические методы очистки включают анодное окисление, катодное восстановление растворенных веществ, электрокоагуляцию и электродиализ. Токсичные вещества превращаются в нетоксичные (или малотоксичные) соединения. Некоторые вещества могут переходить в газообразное состояние, выпадать в нерастворимый осадок, флотироваться в виде пены, осаждаться на катодах (металлические осадки).

Электролиз проводят в проточных или контактных условиях. Проточные электролизеры могут быть непрерывного или периодического действия (с многократной циркуляцией сточных вод или без нее).

Электролизеры могут быть разделены перегородками (диафрагмами) на отдельные камеры. Для диафрагм используются электрохимически активные селективные ионитовые мембраны.

Предлагаемая схема очистки сточных вод предусматривает установку электродиализатора с ионитовой мембраной для перевода ионов хрома (III) в ионы хрома (VI), а также для разложения содержащихся в воде цианидов. Скорость окисления: 4 г-экв Cr ³⁺/ч*м³. Степень окисления 100%. Расход энергии: 50 Вт*ч/м³.

Материал анода – диоксид свинца. Потенциал анода равен 1.26 В. На аноде идет окисление ионов хрома (III) до хрома (VI), а также цианидов с превращением в малотоксичные и нетоксичные продукты (цианаты, карбонаты, углекислый газ, азот). Материал катода – легированная сталь. Для предотвращения выпадения в осадок металлов площадь поверхности катода меньше площади поверхности анода в 10 раз.

Рассчитаем объем камеры электродиализатора:

Vэ.д. = Q*τ_э, (3.21)

где V - рабочий объем камеры электрдиализатора, м³;

Q – объем сточных вод, м³/ч;

τ_о – время электролиза, задаем τ_о = 0.25 ч.

Vэ.д. = 53.57*0.25 = 13.4 ≈ 15 м³

3.2.6. Расчет анионообменных колонн для сорбции хрома (VI) [80]

Ионообменные установки предназначены для очистки сточных вод от ионов металлов и обессоливания сточных вод.

Очистку производят с применением ионитов – синтетических ионообменных смол. Иониты представляют собой практически нерастворимые в воде полимерные вещества, имеющие подвижный ион (катион или анион).

Различают сильно- и слабоосновные аниониты (в ОН- или солевой форме). При фильтровании воды через ОН-анионит происходит обмен анионов кислот на ОН-ионы анионита по уравнению:

m [An]OH + A^m [An]_mA + mOH ^-, (3.22)

где [An] – каркас анионита;

А –извлекаемый ион;

m – валентность аниона.

Обменная емкость сильноосновных анионитов по отношению к различным ионам остается постоянной в широком интервале значения рН.

В данной схеме для сорбции хрома предлагается использовать анионит АМ-п, селективность которого по хрому (VI) = 99.996%. Десорбция анионита осуществляется смесью растворов 8%-ного NaOH и 6%-ного NaCl.

1) Рассчитываем поток загрязнителя по формуле (3.17):

G = 5.813 кг/ч

2) Рассчитываем поток ионита по формуле (3.18):

Сорбционная емкость ионита марки АМ –п - Е= 90 кг/ м³ ионита

Пи = 5.813/90 = 0.065 м³/ч

3) Задаем время сорбции τ_с = 20 ч, время десорбции τ_дес = 10 ч.

4) Найдем рабочий объем анионита по формуле (3.19):

Принимаем, что загрузка анионита рассчитана на 2 цикла, тогда

V ан = 2*Vц

V ц = 0.065*20 = 1.3 м³

V ан = 1.3*2 = 2.6 м³

5) Найдем объем анионообменной колонны по формуле (3.20):

V а.к.= 2.6 + 1.0 = 3.6 м³

Принимаем диаметр колонны D = 1.2 м, высоту колонны Н = 3 м.

3.2.7. Расчет катионообменной колонны для сорбции ионов цинка, никеля и меди [80]

Ионы меди, цинка и никеля содержатся в сточных водах раздельно или в смесях в различных комбинациях и соотношениях. Эффективность извлечения данных ионов зависит от их концентрации в воде, величины рН, общей минерализации воды, а также от наличия и концентрации ионов кальция, железа и т.д.

Для извлечения ионов меди, никеля и цинка используются катиониты как сильнокислотные (в водородной форме), так и слабокислотные (в натриеваой форме). Na-катионирование применяют преимущественно для извлечения данных металлов, которые затем утилизируют.

При контакте воды с Н-катионитом происходит обмен катионов растворенных в воде солей на Н⁺-ионы катионита по уравнению:

N [K]H + Me ⁿ⁺ [K]_n Ме + nH⁺,

где [K] – радикал, или «скелет» катионита;

Ме – извлекаемый катион металла;

n – валентность металла.

По предлагаемой технологической схеме предполагается Na-катионирование ионитом марки КУ-23Na, емкость которого в условиях коллективной сорбции: E (Zn) – 90 кг/м³, E (Ni) – 80 кг/м³, E (Cu) – 70 кг/м³. Десорбция осуществляется селективно раствором серной кислоты соответственно: цинка – 0.2 Н раствором; никеля – 2 н раствором; меди –

5 Н раствором.

1. Рассчитываем поток загрязнителя по формуле (3.17):

G(Zn) = 9. 375 кг/ч;

G(Ni) = 0.305 кг/ч;

G(Cu) = 0.455 кг/ч.

1. Рассчитываем поток ионита по формуле (3.18):

Пи (Zn) = 0.104 м³/ч;

Пи (Ni) = 0.004 м³/ч;

Пи (Cu) = 0.006 м³/ч.

Далее ведем расчет по Zn, так как его количество в сточных водах наибольшее.

1. Задаем время сорбции τ_с = 20 ч, время десорбции τ_дес = 10 ч.

2. Найдем рабочий объем катионита по формуле (3.19):

Принимаем, что загрузка катионита рассчитана на 2 цикла, тогда

V кат =2*Vц4

V ц = 0.104*20 = 2.08 м³;

V кат = 2.08*2 = 4.16 м³

1. Найдем объем катионнобменной колнны по формуле (3.20):

V к.к. = 4.16 + 1.0 = 5.16 ≈ 5.2 м³

Принимаем диаметр колонны D = 1.4 м, высоту колонны Н = 3 м.

1. Расчет емкостей для десорбентов и элюатов [80]

1. Расчет емкостей для анионообменной колонны

а) Рассчитаем расходную емкость для десорбента по формуле:

V расх = V ан*К зап, (3.22)

где V расх – объем расходного бака, м ³;

V ан – рабочий объем анионита, м³;

К зап – коэффициент запаса, К зап = 1.5

V расх = 2.6*1.25 = 3.3 м³

Используем свободные емкости станции нейтрализации.

б) Рассчитаем растворную емкость.

Десорбция проводится 3 раза в неделю, раствор готовится 1 раз в неделю.

Vраст = 3*2.6*1.25 = 12 м³

в) Емкость для элюата принимаем равной расходной емкости:

Vэ = 3.3 м³

1. Расчет емкостей для катионообменных колонн.

а) Рассчитаем расходные баки по формуле (3.22):

Vрасх = 3.2*1.25 = 4 м³

Используем резервные емкости станции нейтрализации.

б) Рассчитаем растворные емкости.

Десорбция проводится 4 раза в неделю, раствор готовится раз в неделю.

Vраст = 3.2*4*1.25 = 16 м³

в) Емкости для элюатов принимаем равными расходным емкостям.

Vэ = 4 м³

Используем свободную емкость на станции нейтрализации.

1. Контроль за технологическим процессом

Все контрольно-измерительные приборы задействованы из существующей технологической системы:

1. Электроды стеклянные промышленные ЭСП-04-14.

Предназначены для измерения величины рН в технологических растворах. ГОСТ 16287-77.

2) Электрод вспомогательный промышленный ЭВП-08. Предназаначен для создания опорного потенциала при работе со стеклянными и другими индикаторными электродами при потенциометрических измерениях. ГОСТ 16286-72.

3) Преобразователь высокоомный промышленный повышенной точности рН-261 (рН-261И). Предназначен для измерения величины рН и рNа в технологических растворах, а также для использования в системах непрерывного контроля и автоматического регулирования технологических процессов. ГОСТ 16454-70.

4) Сигнализатор содержания цианидов СЦ-1.

Позволяет осуществлять визуальный контроль превышения концентрации цианидов в растворах сверх установленных санитарных норм.

5) Сигнализатор наличия шестивалентного хрома в сточных водах. Предназначен для использования в системах автоматического регулирования на установках реагентной очистки хромсодержащих сточных вод. Позволяет осуществлять визуальный контроль превышения концентрации шестивалентного хрома в растворе от установленной нормы.

1. Чувствительные элементы ДПг-4М, ДМ-5М. Предназначены для

измерения рН.

3.4. Выводы

1. Предлагаемая схема очистки хромсодержащих сточных вод комбинированным методом позволяет очистить воду до требований ГОСТа 9.314-90 технической воды II категории «Вода для гальванического производства и гальванических промывок» (см. табл.3.1.), что позволяет возвратить ее в основное производство.

2. Так как при применении данного способа очистки осадков не образуется, необходимость в их утилизации отпадает.

3. Ценные компоненты, теряемые при реагентном способе очистки, по предлагаемой технологии извлекаются в виде элюатов и направляются на повторное использование.

Таблица 3.1.

Показатели очистки хромсодержащих сточных вод по предлагаемой технологической схеме

Н аименование Единицы Показатели Показатели ГОСТ Степень

ингредиентов измерения до очистки после очистки 9.314-90 очистки,%

Хром (VI) мг/л 94.2 0.05 0.1 99.95

Хром (III) мг/л 16.3 0.0 0.5 100.0

Железо мг/л 0.3 0.05 0.1 85.0

Цинк мг/л 175.5 1.41 1.5 99.2

Никель мг/л 5.7 0.17 1.0 97.0

Медь мг/л 8.5 0.17 0.3 98.0

Цианиды мг/л 0.2 0.0 0.0 100.0

Сухой

остаток мг/л 820.5 41.1 400.0 95.0

Нефтепродукты

(и органика) мг/л 1.0 0.05 0.3 95.0

Приложение 8.2.

Расчет количества реагентов для десорбции ионитов

1. Расчет расхода реагентов для десорбции ионита АМ-п.

Десорбция насыщенного ионита проводится 3 раза в неделю смешанным раствором 8%-ного гидроксида натрия и 6%-ного хлорида натрия.

Vионита = 2.6 м³

Найдем массу NaOH:

На 1 м³ NaOH – 80 кг

2.6 м³ – Х кг

Получаем количество гидроксида натрия, необходимое для приготовления десорбента: Х₁ = 208 кг.

Найдем массу NaCl:

На 1 м³ – 60 кг

2.6 м³ – Х₂ кг

Получаем количество хлорида натрия, необходимое для приготовления раствора десорбента: Х₂ = 156 кг.

Всего в год расходуется 26000 кг NaOH и 19500 кг NaCl.

2) Расчет расхода серной кислоты для селективной десорбции ионов цинка, никеля и меди.

а) Расчет количества серной кислоты для приготовления 0.2 Н раствора для десорбции цинка.

Расчет произведем по формуле:

N = m*1000 / V*Э, (1)

где N – нормальность раствора;

V – объем расвора, м³;

m – масса серной кислоты, кг;

Э – количество эквивалентов серной кислоты.

Окончание приложения 8.2.

Из формулы (1) получаем:

m = 63 кг

б) Расчет количестве серной кислоты для приготовления 2Н раствора для десорбции никеля

Из формулы (1) получаем:

m = 156.8 кг

в) Расчет количества серной кислоты для приготовления 5 Н раствора для десорбции меди

Из формулы (1) получаем:

m = 1568 кг

Всего в год расходуется 268128 кг концентрированной серной кислоты

Приложение 8.3.

Расчет количества получаемых элюатов (в пересчете на 100%-ную соль)

1. Расчет количества Na₂CrO₄

Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле:

Кзагр = Q*C, (1)

где Кзагр – количество хрома-загрязнителя в год, кг;

Q – количество сточных вод, м³/год;

С – концентрация загрязнителя в сточных водах, г/м³.

Кзагр = 110.5*750*250 = 20719 кг в год

Найдем количество извлеченного чистого хрома по формуле:

Кизвл = Кзагр*α , (2)

где Кзагр – количество хрома-загрязнителя, кг/год;

α – степень очистки сточных вод, %.

Кизвл = 20719*0.99996 = 20717 кг

Найдем количество хромата натрия из пропорции:

М (Cr) = 52 г/моль

М (Na₂CrO₄) = 162 г/моль

162 г/моль – 52 г/моль

Х₁ кг - 20717 кг

Получаем количество хромата натрия: 64540.5 кг/год.

1. Расчет количества ZnSO₄

Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле (1):

Кзагр = 175.5*250*750 = 32906 кг

Количество извлеченного чистого цинка в год рассчитаем по формуле (2):

Кизвл = 32906*0.995 = 327442 кг/год

Найдем количество сульфата цинка из пропорции:

Продолжение приложения 8.3.

М (Zn) = 65 г/моль

M (ZnSO₄) = 161 г/моль

161 г/моль – 65 г/моль

Х₂ кг - 32742 кг

Получаем количество сульфата цинка: 81099 кг/год

1. Расчет количества NiSO₄

Количество загрязнителя в год рассчитываем по формуле (1):

Кзагр = 5.7*250*750 = 1069 кг

Количество извлеченного чистого никеля в год найдем по формуле (2):

Кизвл = 1042 кг

Найдем количество сульфата никеля из пропорции:

М (Ni) = 59г/моль

M (NiSO₄) = 155 г/моль

155 г/моль – 59 г/моль

Х₃ кг - 1042 кг

Получаем количество сульфата никеля: 2737.5 кг/год.

1. Расчет количества CuSO₄

Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле (1):

Кзагр = 8.5*250*750 = 1594 кг

Количество извлеченной меди рассчитаем по формуле (2):

Кизвл = 1562 кг

Найдем количество сульфата меди из пропорции:

М (Cu) = 64 г/моль

M (CuSO₄) = 160 г/моль

160 г/моль – 64 г/моль

Х₄ кг - 1562 кг

Получаем количество сульфата меди в год: 3905 кг/год.

Окончание приложения 8.3.

Поскольку эти соли реализуются в виде растворов (элюатов), то в расчете дохода от улучшения производственной деятельности (см. табл. 4.4. в п.4.2.4) берем стоимость элюатов как 30% от стоимость солей.

Приложение 5.

4.ОРГАНИЗИЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В данной дипломной работе предложен комбинированный метод очистки хромсодержащих сточных вод гальванического производства завода «Автоприбор». Схема включает в себя механическую очистку, сорбцию и ионообмен. Для этого предполагается установить решетку, скорый напорный фильтр для удаления взвешенных веществ; сорбционный фильтр для удаления нефтепродуктов и органики, электродиализатор для окисления трехвалентного хрома до шестивалентного и разложения цианидов; два ионообменных аппарата для селективной сорбции хрома (VI); двух ионообменных аппаратов для коллективной сорбции цинка, никеля и меди. Предлагаемая схема позволяет существенно сократить затраты (стоимость реагентов, плата за хранение и размещение гальваношламов, платежи за сброс недоочищенной воды в горколлектор).

Извлеченные соли хрома подлежат возврату в основное производство с целью приготовления электролитов или продаже в кожевенную промышленность. Очищенная вода направляется на водооборот.

4.1.Организационная часть

Все оборудование для сорбционной очистки будет располагаться

на свободных площадях станции нейтрализации.

Организационная структура представлена на рисунке 4.1.

В штате станции нейтрализации работает 49 человек: 4 ИТР (начальнк станции, два мастера и технолог); 4 лаборанта; рабочие (41 человек – корректировщики, аппаратчики и т.д.). Начальник станции нейтрализации находится в непосредственном подчинении у заместителя начальника энергоцеха по водопотреблению и водоотведению. В его обязанности входит обеспечить бесперебойную работу станции нейтрализации и необходимую степень очистки сточных вод.

Технолог следит за соблюдением технологии очистки.

В обязанности корректировщиков входит контроль за условиями работы в аппарате (концентрация, температура).

Главный инженер

Зам. главного инженера

Главный энергетик ОООС

Начальник энергоцеха

З аместитель начальника

энергоцеха по водопотреблению и

водоотведению

Начальник станции

нейтрализации

Технолог Мастера

Лаборанты Обслуживающий персонал

Рис. 4.1. Организационная структура управления станции нейтрализации

4.2. Экономическая часть

Объем сточных вод, поступающих на очистку на станцию нейтрализации площадки «А» Q = 750 м³/сут. Количество рабочих дней в году – 250 дней. Работа осуществляется в две смены (продолжительность смены – 7 ч).

4.2.1. Расчет капитальных вложений [74]

Цена оборудования, входящего в систему, находится по формуле:

Ц = См + Ср + Ск, (4.1)

где Ц – цена оборудования, руб.;

См – стоимость материала, руб.;

Ср – стоимость строительно-монтажных работ, руб.;

Ск – стоимость конструктивных особенностей, руб.

Стоимость материала находим по формуле:

См = Ма*Цст, (4.2)

где Ма – масса аппарата, кг;

Цст – цена тонны стали, Цст = 70 руб./кг (по данным Владгорснаба).

Стоимость строительно-монтажных работ находим по формуле:

Ср = 2/3*См (4.3)

Стоимость конструктивных особенностей аппарата находим по формуле:

Ск = 1/5*См (4.4)

1) Рассчитаем стоимость вспомогательного оборудования по формулам (4.1) – (4.3), (4.5).

а) Рассчитаем стоимость растворного бака для анионообменной колонны.

Из-за простоты конструкции растворного бака стоимостью конструктивных особенностей можно пренебречь.

Массу растворного бака находим по формуле:

Ма = S*L*ρ, (4.5)

где Мб – масса бака (аппарата), кг;

S – площадь металлического покрытия, м²;

L – толщина металлического покрытия, L = 0.004 м;

ρ – плотность стали, ρ = 7850 м³/кг

Мб = 0.004*7850*24 = 754 кг

См = 754*70 = 52780 руб.

Ср = 35187 руб.

Получаем цену бака:

Цб = 52780 + 35187 = 87967 руб.

б) Рассчитаем стоимость растворных баков для катионообменных колонн по формулам (4.1) – (4.3), (4.5).

Мб = 0.004*7850*29.5 = 926 кг

См = 926*70 = 64820 руб.

Ср = 43213 руб.

Получаем цену одного бака:

Цб = 64820 + 43213 = 108033 руб.

Так как используется три бака, то получаем:

Цб = 324099 руб.

Общая стоимость всех баков:

Цобщ = 412066 руб.

Итого стоимость вспомогательного оборудования: 500033 руб.

1. Рассчитаем стоимость сорбционного фильтра

(Dф = 0.85 м, Нф = 1.45 м)

Цена металлоконструкции рассчитается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 140 кг

См = 9765 руб.

Ср = 6510 руб.

Ск = 1953 руб.

Ца = 18228 руб.

В качестве загрузки используется сорбент «Пороласт-F», стоимость килограмма которого С = 1.25 руб./кг. Плотность сорбента ρ = 800 кг/м³. Объем сорбента Vc = 0.19 м³.

Рассчитаем стоимость сорбента по формуле:

Цс = С*Vc*ρ, (4.6)

Где С – стоимость килограмма сорбента, руб./кг;

Vc – объем сорбента, м³;

ρ – плотность сорбента, кг/м³

Цс = 190 руб.

Стоимость сорбционного фильтра с загрузкой сорбента определим по формуле:

Цф = Цк + Цс, (4.7)

где Цк – цена металлоконструкции аппарата, руб.;

Цс – цена загруженного сорбента, руб.

Цф = 190 + 18228 = 18418 руб.

1. Рассчитаем стоимость электродиализатора по формуле (4.5):

Мэ.д. = 37*0.004*7850 = 1162 кг

См = 81340 руб.

Ср = 54227 руб.

Ск = 16268 руб.

Получаем стоимость электродиализатора:

Цэ.д. = 151835 руб.

1. Рассчитаем стоимость анионообменной колонны (высота колонны На.к. = 3 м, диаметр колонны Dа.к. = 1.2 м).

Цена металлоконструкции рассчитывается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 0.004*7850*12.44 = 390.6 кг

См = 27342 руб.

Ср = 18228 руб.

Ск = 5468 руб.

Ца = 51038 руб.

В качестве загрузки колонны используется анионит марки АМ-п, стоимость килограмма анионита С = 70 руб./кг, плотность анионита

ρ = 1600 кг/м³, объем анионита V = 2.6 м³.

Рассчитаем стоимость анионита по формуле (4.6):

Цан = 291200 руб.

Найдем стоимость анионообменной колонны с загрузкой анионита по формуле (4.7):

Ца.к. = 51038 + 291200 = 342238 руб.

Стоимость десорбционной колонны рассчитывается аналогично:

Ца.к. = 342238 руб.

Общая стоимость двух колонн:

Цобщ. = 684476 руб.

1. Рассчитаем стоимость катионообменной колонны (высота колонны Нк.к. = 3 м, диаметр Dк.к. = 1.4 м).

Цена металлоконструкции рассчитывается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 462.5 кг

См = 32375 руб.

Ср = 21584 руб.

Ск = 6475 руб.

Ца = 60434 руб.

В качестве загрузки катионообменной колонны используется катионит марки КУ-23Na, стоимость килограмма которого С = 50 руб./кг, плотность катионита ρ = 1350 кг/м³, объем катионита V = 3.2 м³.

Рассчитаем стоимость катионита по формуле (4.6):

Цк = 216000 руб.

Найдем стоимость катионообменной колонны с загруженным катионитом по формуле (4.7):

Цк.к. = 276432 руб.

Всего две колонны:

Цобщ = 552864 руб.

Все контрольно-измерительные приборы, насосы, вентилятор задействованы из существующей схемы.

Общие капитальные вложения составляют:

К = п.1 + п.2 + п.3 + п.4 + п.5 = 500033 + 18418 + 151835 + 684476 + 552864 = 1907626 руб.

4.2.2. Расчет эксплуатационных расходов [74]

1. Затраты на сырье и материалы

Таблица 4.1.

( по данным отдела снабжения завода «Автоприбор»)

Наименование Стоимость Расход Затраты на

р еагента реагента, руб./кг реагента, кг/год реагент, руб./год

1 2 3 4

Серная кислота

(Н₂SO₄) 1.28 268128 343204

Гидроксид

натрия (NaOH) 5.65 52000 293800

Хлорид

н атрия (NaCl) 1.0 39000 39000

Итого - - 676004

1. Расчет энергозатрат

Электродиализатор расходует 50 кВт*ч на окисление одного кубометра сточной воды. Объем сточных вод Q = 750 м³/сут. В год расходуется:

N = 50*750*250 = 9375000 кВт

Используется два насоса марки 2-НФ, мощностью 1 кВт*ч (в год работают по 3500 ч каждый), два насоса марки 2К-6А, мощностью 2 кВт*ч (в год работают по 1750 ч каждый).

Используется один вентилятор марки Ц 4-70 №2, мощностью 3 кВт*ч, в год работает 1000 ч.

Стоимость 1кВт = 0.34 руб. (заводские данные).

Таблица 4.2.

З атраты на электроэнергию (по данным отдела главного энергетика)

Наименование Количество, Количество потребляемой Затраты на элек-

п рибора шт. энергии, кВт*ч/год троэнергию, руб.

1 2 3 4

Насос марки

2-НФ 2 7000 2380

Насос марки

2К-6А 2 7000 2380

Вентилятор

Ц 4-70 №2 1 3000 1020

Электродиа-

лизатор 1 9375000 3187500

Итого - - 3193280

1. Амортизационные отчисления

Амортизационные отчисления на основное оборудование

составляют 10%.

Ао = 18228*0.1 + 684476*0.1 + 552864*0.1 = 125557 руб.

Амортизационные отчисления на иониты составляют 8%.

Аи = 190*0.08 + 291200*2*0.08 + 216000*2*0.08 = 81167 руб.

Всего амортизационные отчисления составляют: 206724 руб.

1. Заработная плата (по данным бухгалтерии завода)

Таблица 4.3.

Фонд заработной платы станции нейтрализации площадки «А».

Д олжность Разряд Количество, Зарплата одного Общая годовая

чел. работника, руб. зарплата, руб.

1 2 3 4 5

Начальник

станции 1 1500 18000

Технолог 1 950 11400

Мастер-сменщик 2 1100 26400

Лаборант

хим.анализа 4 4 450 21600

Аппаратчик по

очистке ст.вод 4 13 500 78000

Аппаратчик по

гашению изв. 5 8 600 57600

Машинист насос.

установок 5 8 650 62400

Корректиров-

щик ванн 4 4 450 21600

Продолжение таблицы 4.3.

1 2 3 4 5

С лесарь-

сантехник 6 1 570 6840

5 3 500 12000

Электро-

монтажник 6 1 650 7800

5 1 570 6840

С лесорь КИПа 5 2 650 15600

Всего - 49 - 340560

5) Отчисления на социальное страхование составляют 39.5% от фонда заработной платы, т.е. 134521 руб.; дополнительная зарплата – 22674 руб.

Эксплуатационные расходы составляют:

Э = п.1 + п.2 + п.3 + п.4 + п.5 = 676004 + 3193280 + 206724 + 340560 + 134521 + 22674 = 4573763 руб.

4.2.3. Расчет ущерба [73]

Под экономическим ущербом понимается сумма затрат на предупреждение вредного воздействия загрязненной среды на реципиентов (население, объекты жилищно-коммунального хозяйства, животные, растения и др.).

Экономическая оценка ущерба от сброса сточных вод в горколлектор составила:

У₁ = 201151 руб. (заводские данные)

Экономическая оценка ущерба от утилизации гальваношламов площадки «А» составляет:

У₂ = 159232 руб. (заводские данные)

В процессе осуществления предлагаемой схемы очистки, сброс сточных вод в городскую канализацию не производится, так как очищенная вода поступает на водооборот. По технологии предлагаемой схемы не образуются осадки, которые требуется утилизировать. Поэтому ущерб от внедрения природоохранного мероприятия условно принимаем У₃ = 0.

4.2.4. Определение чистого экономического эффекта [73]

Под чистым экономическим эффектом R понимается разность между результатами природоохранного мероприятия Р и затратами на их осуществление З.

R = Р – З, (4.8)

где R – чистый экономический эффект, руб.;

Р – результат природоохранного мероприятия, руб.;

З – затраты на осуществление природоохранных мероприятий, руб.

В формуле (4.8)

Р = Ру + D, (4.9)

где Ру – предотвращенный годовой экономический ущерб от загрязнения окружающей среды, руб., рассчитывается по формуле:

Ру = У₁ + У₂ – У₃ , (4.10)

D – годовой прирост дохода от улучшения производственной деятельности, рассчитывается по формуле:

n

D = Σ Gi*Ci, (4.11)

i=1

где Gi – масса i –того вещества, извлекаемого в год, кг, см. табл.4.4.;

Сi – стоимость i – того вещества, руб/кг, см. табл.4.4.;

n – количество извлекаемых веществ.

Затраты на осуществление природоохранных мероприятий найдем по формуле:

З = Э + Ен*К, (4.12)

где Ен – коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаем Ен = 0.12.

Э – эксплуатационные расходы, руб.;

К – капитальные вложения, руб.

Таблица 4.4.

Годовой доход от улучшения производственной деятельности

N Вид улучшения Масса Стоимость Доход,

производственной извлекаемого Ci, руб./кг руб.

деятельности элюата Gi, кг

1 Продажа соли меди 3904.7 14.5 56619

2 Продажа соли никеля 2737.5 16.5 45169

3 Продажа соли цинка 81098.7 12 973185

4 Продажа соли хрома 64540.5 37 2387998

Итого - - 3462971

Расчет количества солей хрома, никеля, меди и цинка см. Приложение 8.2, Приложение 8.3.

З = 4573763 + 0.12*1907626 = 4802678 руб.

В годовой прирост дохода включаем также стоимость 80% воды, возвращенной в производство (165000 руб.), а также стоимость очистки воды по существующей технологии (1415625 руб.).

Р = 201151 + 159232 - 0 + 165000 + 1415625 + 3462971 = 5403979 руб.

Чистый экономический эффект составил:

R = 5403979 – 4802678 = 601301 руб.

4.2.5. Определение общей экономической эффективности природоохранных затрат [73]

Под общей (абсолютной) экономической эффективностью природоохранных затрат понимается отношение полного годового эффекта от внедренных природоохранных мероприятий к вызвавшим их затратам.

Общая экономическая эффективность определяется по формуле:

Эз = Р / З, (4.13)

где Эз – общая экономическая эффективность природоохранных затрат,

руб./руб.;

Р – результат природоохранного мероприятия, руб.;

З – затраты на осуществление природоохранных мероприятий, руб.

Получаем общую экономическую эффективность природоохранных затрат:

Эз = 5403979 / 4802678 = 1.12 руб./руб.

4.2.6. Определение общей расчетной экономической эффективности капитальных вложений в средозащитные мероприятия [73]

Общая расчетная экономическая эффективность определяется по формуле:

Ер = (Р – Э) / К, (4.14)

где Р – результат природоохранного мероприятия, руб.;

Э – эксплуатационный затраты, руб.;

К – капитальные затраты, руб.

Общая расчетная экономическая эффективность составила:

Ер = (5403979 – 4802678) / 1907625 = 0.31 руб./руб.

Сопоставляем коэффициент Ер с нормативным коэффициентом Ен для решения вопроса эффективности капитальных вложений и целесообразности природоохранного мероприятия. При Ер>Eн вариант целесообразен с точки зрения экономических затрат. Можно сделать вывод, что предлагаемая схема очистки хромсодержащих сточных вод завода «Автоприбор» экономически выгодна.

4.2.7. Определение расчетного срока окупаемости капитальных вложений [73]

Срок окупаемости капитальных вложений рассчитывается по формуле:

Тр = 1 / Ер, (4.15)

где Тр – срок окупаемости капитальных вложений, год;

Ер – общая расчетная экономическая эффективность капитальных

вложений в средозащитные мероприятия.

Тр = 1 / 0.31 = 3.2 года

4.3. Выводы

Очистка хромсодержащих сточных вод гальванического производства завода «Автоприбор» требует сравнительно небольших капитальных (1907 тыс. руб.) и эксплуатационных затрат (4573763 тыс.руб.). Данная технология позволяет предотвратить ущерб окружающей среде в размере 360383 руб. Извлеченные из сточных вод элюаты (растворы солей цинка, никеля, хрома и меди) реализуются в других отраслях промышленности, при этом доход от их продажи составляет 3463 тыс.руб. в год. Эффективность капитальных вложений составляет 0.31 руб./руб. Срок окупаемости составил 3.2 года.

Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности и рентабельности данного природоохранного мероприятия.33

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

Очистные сооружения предприятия предназначены для очистки сточных вод гальванического цеха, в которых содержатся вещества, вредно влияющие на организм человека:

1. Хром

Общетоксическое действие сказывается в поражении печени, почек, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. Независимо от пути введения в первую очередь поражаются почки.

При попадании на кожу растворимых соединений хрома (хроматов, бихроматов и др.) развиваются хромовые дерматиты, сыпь, аллергии. Попадание на поврежденную кожу ведет к образованию плохо заживающих язв.

При попадании в желудок – от поражения желудочно-кишечного тракта, слизистой до гастрита и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. При вдыхании – поражение органов дыхания, кашель.

1. Медь

Соединения меди, вступая в реакцию с белками тканей, оказывают резкое разражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.

При попадании в желудок появляются тошнота, рвота, анемия. При попадании внутрь солей меди дозой около 1 – 2 г возникают тяжелые, иногда смертельные отравления. При хронической интоксикации медью и ее солями возможны расстройства нервной системы, нарушение функции печени, почек.

При длительном воздействии на кожу возможно возникновение аллергии, дерматитов.

1. Кадмий

Токсическое действие соединений кадмия проявляется в поражении центральной и периферической нервной системы, внутренних органов, главным образом сердца, почек, печени, скелетной мускулатуры и костной ткани.

При пищевом отравлении солями кадмия доза 30 мг, принятая внутрь, является смертельной. Признаки отравления: рвота, тошнота. При хроническом отравлении – снижение обоняния вплоть до полной его утраты, головокружение, нарушение аппетита. В последующем могут развиться желудочно-кишечные расстройства, поражение печени, почек.

Реагенты, применяемые для очистки сточных вод, также могут оказать вредное воздействие на организм человека:

1. Серная кислота

При вдыхании аэрозоля Н₂SО₄ раздражается и прижигается слизистая верхних дыхательных путей, затруднение дыхания, появляется жжение в глазах, рвота. Позже могут развиться тяжелые заболевания бронхов и легких.

Концентрированная серная кислота при попадании на кожу вызывает сильное жжение, если ее сразу смыть водой, действие может ограничится краснотой. В противном случае кислота быстро проникает вглубь тканей, образуется струп. При очень большой поверхности поражения – часто случается смертельный исход. Очень тяжелы поражения при попадании Н₂SО₄ в глаза.

2. Гидроксид натрия

Действует на кожу прижигающим образом. При попадании растворов на кожу и в особенности на слизистые образуется мягкий струп. Проникает и в более глубокие ткани. После “ожогов” остаются рубцы. Растворы действуют тем сильнее, чем выше концентрация и температура.

При попадании в глаза даже самых малых количеств NaOH поражается не только роговица, но вследствие быстрого проникания вглубь, страдают и глубокие части глаза. Исходом может быть слепота.

1. Хлорид натрия

Токсическое действие преимущественно обусловлено раздражающими

свойствами. При вдыхании распыленного раствора NaCL могут появиться воспаления слизистой носа, гортани. Возникают коньюктивиты.

При долгом воздействии на кожу – появляется сыпь, долго не заживающие язвы [75].

Химикаты и материалы

1. Кислота серная, 0.2 Н, 2 Н, 5 Н растворы, ГОСТ 4204-77;

2. Гидроксид натрия;

3. Хлорид натрия;

4. Бумага универсальная индикаторная ТУ 6-09-1181-76;

5. Вода техническая, II категории, ГОСТ 9.314-90.

К работе допускаются лица не моложе восемнадцати лет, прошедшие

медицинский осмотр, не имеющие противопоказаний к выполнению работ с реагентами, прошедшие инструктаж по безопасности труда.

(см. Приложение 8.4).

Механические травмы можно получить при нарушении техники

безопасности по обслуживанию оборудования, при несоблюдении безопасных методов работы, при применении неисправного инструмента, при нарушении правил эксплуатации оборудования, работающего под давлением и грузоподъемных механизмов.

По пожароопасности очистные сооружения относятся к категории «Д». Опасность пожара возникает вследствие нарушения правил пожарной безопасности, из-за неисправности или нарушения правил эксплуатации электрооборудования, электросетей, электроустановок [76].

Поражение электрическим током возможно при нарушении изоляции токопроводящих проводов и обмоток электродвигателей, а также нарушения их заземления. В качестве заземляющих устройств электроустановок в первую очередь используются естественные заземлители (железобетонные фундаменты промышленных зданий и сооружений). Допускается применение переносных заземлителей, например, ввинчиваемых в землю стальных труб, стержней. Для защиты от поражения электрическим током применяют основные изолирующие электрозащитные средства (диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолирующими рукоятками и указатели напряжения), а также дополнительные изолирующие электрозащитные средства (диэлектрические коврики, галоши, подставки). Применяются также сигнализирующие средства (включают запрещающие и предупреждающие знаки безопасности), а также плакаты (запрещающие, предостерегающие, разрешающие и т.д.). Чаще всего используется предупреждающий знак «Проход запрещен» [77].

Приложение 8.4.

Инструкция по охране труда для корректировщика по приготовлению реагентов.

Общие требования безопасности

1. К работам по обезвреживанию хромсодержащих сточных вод допускаются лица, достигшие восемнадцатилетнего возраста, прошедшие медосмотр, не имеющие противопоказаний к выполнению работ с реагентами и сточными водами, обученные и прошедшие инструктаж по технике безопасности труда с подъемными механизмами.

2. Корректировщик станции нейтрализации отвечает за тени чески правильную эксплуатацию установок, исправность оборудования, за безопасное приготовление и правильное расходование реагентов, за своевременную доставку реагентов на станцию нейтрализации.

3. Не допускать посторонних лиц, а также лиц, находящихся в нетрезвом состоянии, в помещение реагентного хозяйства и к работающему оборудованию.

4. Работу с серной кислотой проводить в спецодежде, защитных очках,

Характеристики

Список файлов реферата