Дипломная (вкр): Технологія попереднього очищення води

Система штучного освітлення - комбінована, на виробництві прийняті люмінесцентні лампи типу ЛД-80 з потужністю 80 Вт, та світловим потоком - 4200 Лм.

Для аварійного й евакуаційного освітлення передбачене застосування ламп розжарювання, поміщених у світильник "Альфа", а також переносних світильників "Универсаль" УП-200, напругою 12В.

При відключенні робочого освітлення передбачена система аварійного освітлення. Світильники аварійного освітлення приєднуються до мережі робочого освітлення з автоматичним перемиканням на незалежне живлення.

Захист від виробничого шуму та вібрацій

У цеху водо підготовки основними джерелами шуму є мішалки, освітлювачі та насоси. Джерело шуму є електроприводи обладнання. Згідно ДСН 3.3.6.037 - 99 допустимий рівень звуку у виробничих приміщеннях дорівнює Lн = 80 дБА.

Також в цеху підготовки сировинної суміші існують джерела, що викликають вібрацію. До них відносяться габаритне устаткування і його вузли, які обертаються з великою швидкістю.

Для боротьби із шумом передбачаються наступні заходи: відведені спеціальні звукоізолюючі кабіни; внутрішні поверхні облицьовані матеріалами які поглинають шум. Створюються малошумні механічні передачі, розроблено способи зниження шуму в підшипникових вузлах, вентиляторах.

Щодо вібрації - мінімалізован контакт працівників з віброоб'єктами шляхом використання дистанційного керування, автоматичного контролю та сигналізації, а також застосування захисного огородження. Для зменшення вібрації використовується віброізоляція, шляхом застосування пружинних і гумових прокладок, спеціальних підкладок під устаткування.

Електробезпека

Проектом передбачено здійснювати живлення електроустаткування від трифазної 4-х провідної електричної мережі змінного струму промислової частоти із глухозаземленною нейтраллю напругою 380/220 В.

Відповідно ГОСТ 12.1.038 - 82 допустимі рівні напруги дотику (Uд) і струму, що проходить через тіло людини (Іл) дорівнює: при нормальному режимі роботи електроустаткування Uд= 2В, а Іл = 0.3мА; при аварійному - відповідно 36В і 6мА. Припустимі значення струму й напруги:

у нормальному режимі роботил = 0,3 ма і Uпр = 2 В, при часі дії до 10 хв/добу;

·   в аварійному режимі роботи:

Iл = 6 ма і Uпр = 36 В, при контакті більше 1 с.

Однофазний дотик зустрічається набагато частіше, ніж двофазний. Такий дотик менш небезпечний, тому що до тіла людини прикладається лінійна напруга.

Струм, що проходить через людину в цьому випадку, складе:

, мА ,

де Uф = 220 В - фазна напруга, В; Rл = 2000 Ом - опір тіла людини, Ом; R0 = 30 Ом - опір нейтралі заземлення, Ом.

 мА ,

При цьому напруга дотику складе:

 В.

Висновок: розрахувавши струм, що проходить через людину і напругу дотику, і порівнявши їх з значеннями, що допустимі і нормовані за ГОСТ 12.1.038 - 82 ми бачимо, що експлуатація таких установок та порушення вимог ПУЕ є небезпечною для здоров’я і життя людини. Тому необхідно вжити таких заходів, щодо забезпечення електробезпеки.

Для захисту від електрики впроваджено такі заходи: занулення електроустаткування; захист електропроводки від механічних ушкоджень прокладкою проводів у металевих трубах, схованої, у металорукавах; установка електроустаткування відповідно до умов навколишнього середовища, закриті пилонепроникні електродвигуни та світильники; захисне відключення електроустаткування. Передбачене використання захисного одягу та пристроїв: діелектричні рукавички, інструменти з ізолюючими рукоятками, покажчики напруги, діелектричні калоші, що ізолюють підставки, тимчасові огородження, захисні окуляри,подвійна ізоляція,застосування малих напруг. Блокування в системах пуску і зупинки обладнання. Недоступність струмоведучих частин. Передбачений систематичний контроль ізоляції. До роботи з електрообладнанням допускаються особи, які мають на це дозвіл посадових осіб. Ремонт і обслуговування електроустаткування здійснюють не менше 2 осіб. Схема автоматизації передбачає блокування і можливість автоматичного, аварійного відключення устаткування, а також звукову та світлову сигналізацію. Безпека технологічних процесів і обслуговування обладнання.

З боку технологічних процесів, на підприємстві є механізми, які зможуть завдати обслуговуючому персоналу травм:

·   обертові деталі;

·   апарати під тиском (до 0,6 МПа).

Можливі падіння людей з висоти 6м, тому вони вони огорожені перилами висотою до 1 м.

Аварійні ситуації можуть виникнути при порушенні технологічного режиму неправильної експлуатації обладнання, поломки обладнання можуть призвести до аварій, вибухів, пожеж. Головні причини аварійних ситуацій: порушення герметичності установок, прорив транспортних труб, припинення подачі технологічної води, захаращеність робочих місць, порушення технологічного режиму, відключення електроенергії, невиконання правил з техніки безпеки та інші.

8.2 Пожежна безпека

Причинами пожежі в цеху можуть бути:

перенавантаження електрообладнання;

теплова дія;

механічне пошкодження електромережі;

прямий удар блискавки в будівлю.

Протипожежними заходами є:

встановлення плавких запобіжників;

використання стрижневих блискавковідводів.

Будівля корпусу хімічного цеху, де знаходиться відділення попередньої очистки води, збудована з негорючого матеріалу другого ступеня вогнестійкості. В якості сигналізації встановлені датчики типу ПОСТ 1 та телефонний зв'язок. З метою дотримання правил пожежної безпеки у проекті передбачено такі запобіжні заходи: розділення апаратів протипожежними перегородками на відсіки, обладнання протипожежних перешкод у вигляді гребенів, козирків, бортиків, протипожежний водопровід, ємності з піском і пожежні щити. Передбачається захист ізоляції від теплового впливу. Захист від прямих ударів блискавки забезпечується завдяки стержневим блискавковідводам. В цеху для пригнічення пожежі передбачено сухий пісок, азбестові ковдри, порошкові вогнегасники, які є найбільш універсальними по області застосування й по робочому діапазоні температур. В приміщенні є два евакуаційні виходи на випадок виникнення пожежі. Всі електроустановки захищені автоматичними пристроями від струмів короткого замикання.

У даному розділі розроблено заходи, які направлені на створення здорових та безпечних умов праці та пожежної безпеки відповідно до санітарних норм і правил. Під час розробки проекту:

наведено оптимальні та допустимі параметри мікроклімату в робочій зоні виробничого приміщення;

створено сприятливу для роботи систему освітлення, а також проведено розрахунок системи загального електричного освітлення цеху методом коефіцієнта використання світлового потоку;

передбачено застосування засобів захисту від виробничого шуму та вібрацій;

наведено перелік електрозахисних засобів колективного та індивідуального захисту;

вжито всіх можливих заходів щодо безпеки технологічних процесів та обслуговування обладнання;

з метою дотримання правил пожежної безпеки проведено ряд заходів відповідного захисту.

9. Екологічна безпека виробництва

В даному дипломному проекті розроблена схема підготовки та очищення води за допомогою установки ультрафільтрації та коагуляції . З точки зору екологічної безпеки виробництво можна класифікувати як рядове.

Метою даного підрозділу є підрахунок всіх шкідливих відходів, які утворюються під час роботи підприємства і знайти рішення, які забезпечать їх екологічну утилізацію або доведення недопустимих значень до рівня ГДК.

9.1 Аналіз джерел та розрахунок кількості відходів

Технологічна схема починається з нагріву води у теплообміннику, звідси вода йде в освітлювач, де проходить стадію коагуляції й осаджує колоїдно-дисперсні частинки.

Після коагуляції вода прямує на блоки модулів ультрафільтрації, де проходить більш тонке очищення, на мембрані затримуються зависі з розміром частинок більше 0,01 мкм, а також розчинену органіку, віруси і бактерії. Завдяки прямій і зворотній промивці утворюються води з підвищеним вмістом зависей, які направляються в цикл перед освітлювачем.

Раз в 1-3 місяці звичайної промивки стає недостатньо для повного очищення мембрани і тоді застосовують СІР - промивку (clean in place), тобто залежно від типу забрудника мембрани, в систему додають тільки хімічні реагенти такі, як гіпохлорит натрію, кислоту, луг. Для промивки використовуються концентровані розчини кислот і лугів. Через мембрану пропускають розчини кислоти і потім нейтралізують розчином лугу, ці стоки взаємонейтралізуються та знову входять в цикл перед освітлювачем.

Частіше використовується СЕВ - промивка (chemical enhanced backwash). Для цього процесу УФ-мембрану піддають інтенсивній промивці з водою з реагентами такими самими реагентами, але меншою їх концентрацією. Зливи після нейтралізації також поступають в рецикл.

Отже, відходів у вигляді стоків немає. Але після стадії коагуляції ми маємо твердий залишок - шлам.

Шлам пройшовши шламоущільнювач у освітлювачі має 98-99% вологи, отже спочатку ми його повинні зневоднити, це проводиться за допомогою прес-фільтрів, після чого шлам має вологи вже 75-80 %. Потім ми його відправляємо на регенерацію. Регенерація проводиться 20-40% сульфатною кислотою H2SO4. Після чого отримуємо відпрацьований коагулянт Fe2(SO4)3, який в 3-4 рази дорожчий за наш вихідний. Відпрацьований коагулянт направляємо в цикл.

Ще одним недоліком стічних вод після промивок мембран є завищене значення вмісту завислих речовин. Для виріщення даної проблеми запропоновано повторне очищення в освітлювачі з метою відділення завислих речовин методом коагуляції.

Якщо вміст завислих речовин перевищує допустиму концентрацію, направляємо ці води у відстійник, де осаджуємо їх, а вже потім відділивши шлам від води скидаємо її у міську каналізацію. Ще одним із варіантів відділення завислих речовин від води є фільтрування.

Шлам, який залишився , знаходиться в «зеленому переліку відходів» й стоїть в IV класі небезпеки, тобто набуває статусу безпечної речовини. Є декілька шляхів подальшого використання цього шламу, а саме:

         для покращення когезійних властивостей грунтів;

         в керамічних виробництвах, в якості наповнювачів асфальтових сумішей і бетону;

         у виробництві цементу, цегли та інших будівельних матеріалів;

         матеріал для підсипки.

Також осади водоочищення можливо використовувати в процесах очищення промислових стоків: тим самим покращуються седиментаційні властивості осадів коагуляції, досягається більш повне вилучення цінних інгредієнтів зі стічних вод, підвищується зневоднення і скорочується витрата коагулянтів [14].

9.3 Екологічний моніторинг

Система нагляду та аналізу стічних вод складається із відбору проб стічної води та її аналізу на рівень рН за допомогою pH - метра, кожного разу коли проводиться CIP або CEB промивки. За розрахунками, CIP промивку необхідно проводити раз на 1-3 місяці, а CEB - раз на 3-4 тижні, таким чином і аналіз необхідно проводити відповідно цих розрахунків.

Точка відбору проби - бак, в який зливаються ці стоки, через які промивна вода надходить від системи до каналізаційного стоку. Якщо рівень рН не задовольняє вимоги до скиду стічних вод, в бак вводять кислоту або луг для донейтралізації, щоб досягти потрібного рН. Аналіз стічної води також має проводитися під час кожної промивки установки, коли домішується свіжа водопровідна вода.

Також стоять онлайн прилади, які міряють вміст завислих речовин, а саме turbidity meters, а також прилад який вимірює вміст сухого залишку TDS meters, якщо вміст перевищує допустимі концентрації, то проводиться розбавлення води, яка скидається.

Моніторинг шламу проводиться на вміст таких речовин :

-        вологість;

         загальний вміст заліза;

         вміст карбонатів;

         вміст SiO2.

Аналіз на вміст заліза проводиться фотометричним методом, на вміст карбонатів-тетраметричним, кількість SiO2 визначають гравіметричним методом.

9.4 Розрахунок екологічних платежів

В даному розділі розраховано величину плати за скидання стічних вод у міську каналізацію міста Києва.

Величина плати за скид стічних вод у міську каналізацію (Пс) розраховується водоканалом згідно з державною Інструкцією за формулою :

Пс = Т  Vдог + 5Т  Vпдог + Vпз  Кк  Нп                                      (9.1)

де Т - тариф, установлений за надання послуг водовідведення абонентам, віднесення до відповідної категорії, грн/м3 ;

Vдог - обсяг скинутих абонентом стічних вод у межах, обумовлених договором або лімітом, м3 ;

Vпдог - обсяг скинутих абонентом стічних вод понад обсяги, обумовлені договором або лімітом, м3 ;

Vпз - обсяг скинутих абонентом стічних вод з наднормативними забрудненнями ( за відсутності даних щодо обсягів водовідведення беруться дані, зазначені в паспорті водного господарства), м3 ;

Кк - коефіцієнт кратності, який враховує рівень небезпеки скинутих забруднень для технологічних процесів очищення стічних вод на МКОС та екологічного стану водойми ;

Нп - встановлений норматив плати за скид наднормативних забруднень у міську каналізацію, % .

Норматив плати за скидання 1 м3 стічних вод у міську каналізацію з понаднормативними забрудненнями встановлюється на рівні частки тарифу на послуги водовідведення, яка відповідає вартості очищення 1 м3 стічних вод з вмістом забруднень у межах, установлених допустимих концентрацій забруднюючих речовин.

При виявлені водоканалом під час контролю якості стічних вод, що скидаються абонентом, перевищення фактичної концентрації одного забруднення (Сф) над установленою ДК коефіцієнт кратності для розрахунку плати за скид наднормативних забруднень визначається за формулою [16]:

Кк = (Сф - Дк) / Дк                                                                        (9.2)

Кк = (15 000 - 300)/300 = 49.

Так як за правилами коефіцієнт кратності не може перевищувати 5, то беремо максимальне значення перевищення фактичної концентрації одного виду забруднення, яке дорівнює 5.

Отже можна порахувати плату за скид стічних вод за формулою 9.1:

Пс = 3, 56  10 000 + 5  3,56  5 000 + 1000  5  25 = 249 600 грн.

Тепер перерахуємо на 1 м3 скинутих вод :

Пс (на 1 м3 ) = 249 600 / 15 000 = 16,64 грн.

Таким чином в даному розділі розраховано плату за скид стічних вод у міську каналізацію у разі відсутності будь-яких переробок відходів. Так як у випадку даного дипломного проекту, вода яка утворюється після промивок мембран йде знову в цикл, шлам після коагуляції регенерується, а частина йде на подальше використання, можна побачити які капіталовкладення ми економимо, а саме 249 600 грн./рік.

В цілому екологічний стан виробництва відповідає нормі, адже тверді відходи, такі як відпрацьований шлам, не несуть ніякої шкоди, та йдуть на подальше використання, кислі і лужні відходи нейтралізуються та йдуть в цикл.

Висновки

В даному дипломному проекті розроблено схему попереднього очищення води для ТЕЦ з поєднанням стадії коагуляції та ультрафільтрації.