Экономика природопользования

Важно  отметить, что  методы  очистки  сточных  вод  зависят от характера и концентрации содержащихся в них веществ, а также  от  особенностей производства. Из всех методов, выделяют три основных: механический, биологический и химический способы очистки сточных вод.       

Механическая и биологическая  очистка  применяются  преимущественно  на коммунальных  и общезаводских сооружениях, если в стоках  содержатся  главным  образом  органические вещества. Для  извлечения концентрированных  загрязненных  стоков  отдельных  цехов  применяется  локальная  очистка. С учетом  особенностей  состава  стоков, содержание в них  примесей и разных компонентов   применяются  различные методы  очистки: коагуляция, фильтрование, активная адсорбция  углем, осаждение известью, цементация, электролиз, обратный  осмос,ионный  обмен, флогуляция.     

 Химические  методы  очистки – коагуляция  и осаждение, нейтрализация  кислот  и щелочей  - применяются  чаще  по сравнению с физико-химическими методами.  Эти методы применяют  для удаления коллоидных  и взвещенных веществ, освобождения  от наиболее  токсичных  тяжелых  металлов, нейтрализации кислот и щелочей, обезвреживания  ядовитых  веществ.

Сущность способа заключается в разрушении эмульсии и коагуляции эмульгированных масел под действием продуктов электрохимического растворения алюминиевых анодов и флотаций коагулята водородом, образующимся на катодах.

Перед электрохимической обработкой сточные воды подкисляют до рН=5- 5,5 для снижения агрегативной устойчивости эмульсии. В процессе электролиза величина рН сточных вод возрастает до 6,5 - 7,5.  

Маслоэмульсионные сточные воды после усреднения и отстаивания в резервуаре с целью отделения свободного масла (последнее удаляют в маслосборник) затем направляют в смеситель, где подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН=5-5,5. Подкисленные сточные воды направляют в электролизер. Пенный продукт, образующийся на поверхности обрабатываемой жидкости, периодически или непрерывно удаляют в пеноприемный бак. Обработанную сточную воду осветляют в отстойнике, после чего сбрасывают в канализацию населенных пунктов (при биологической очистке сточных вод на городских канализационных очистных сооружениях достигается удаление из них остаточных количеств органических веществ).

Электролизер для очистки маслоэмульсионных сточных вод представляет собой прямоугольный стальной резервуар, футерованный изнутри винипластом или другим кислотостойким материалом. Дно электролизера имеет уклон 1:10 в сторону выпуска сточных вод. К левой торцевой стенке корпуса электролизера (выше уровни жидкости) прикреплен патрубок для подачи сточной воды, к днищу приваривают патрубок для отвода очищенной воды, В правой торцевой степке аппарата выше уровня жидкости располагаются два прямоугольных продольных окна: нижнее - для присоединения пеносгонного лотка, верхнее - для подключения вытяжного воздуховода. На задней степке корпуса имеются отверстия для присоединения токоподводящих шин. Пеносгонный лоток расположен под углом 45' к вертикальной стенке. Б верхней части корпуса электролизера (под электродами) устанавливают пеноудаляющее устройство.

Очистка сточных промышленных вод от синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ):

Сущность метода  заключается в следующем. Сточные воды, содержащие СПАВ, предварительно очищают в пневматической флотационной машине с временем флотации 15-30 минут. Существует 2 метода очистки с использованием пневматичской флотомашины:

1) Из  флотомашины предварительно очищенные от СПАВ сточные воды направляют на доочистку в адсорбционные фильтры с угольной загрузкой. В качестве загрузки используют активированные крупнопористые угли, размер пор которых позволяет проникать в них молекулам СПАВ. После очистки сточных вод данным способом по схеме "флотация - адсорбция" содержание СПАВ в них достигает следовых количеств, то есть их концентрация в очищенной воде составляет примерно 0,001-0,0005 мг/л, что соответствует нормативным показателям. Используется оборудование производительностью до 5 м3/час.

Принцип работы пневматической флотационной машины заключается в следующем. Исходную (грязную) воду подают через патрубок 2 и она движется в горизонтальном направлении через камеры 3 и далее через камеру 6 с установленным в ней блоком 7, устройство регулирования уровня 8 и выходной патрубок 9. При движении воды через камеры 3 происходит ее аэрация (барботирование) пузырями воздуха, подаваемого под давлением через пористые аэраторы 10. Пузырьки воздуха слипаются с гидрофобными загрязнениями, капельками нефтепродуктов, и всплывают вместе с ними в пенный слой. Затем уловленные загрязнения в виде пенного продукта самотеком удаляются через желоб 4 и патрубок 5 из флотомашины.

 

2)Поток  замасленных сточных вод поступает  на локальные очистные сооружения, которые включают отстойник 1, насос 2, флотационную машину 3 со сборником  пенного продукта 4, промежуточный  резервуар с фильтрующей загрузкой 5. В качестве флотационной машины  возможно использование машины  пневматического типа с пористыми  аэраторами. Принцип работы данной  пневматической флотационной машины  идентичен первому.

Концентрация нефтепродуктов в очищенной воде, выходящей из флотомашины, составляет 0,3 - 0,5 мг/л. Для достижения нормативных значений концентраций нефтепродуктов (0,05 мг/л) воду, выходящую из флотомашины, направляют в резервуар с фильтрующей загрузкой из активированного угля, работающего в режиме безнапорного фильтра. Доочищенная путем фильтрации вода с концентрацией нефтепродуктов не более 0,05 мг/л далее сбрасывается в открытый водоем.

Существует актуальная проблема очистки промышленных газовых выбросов от взвешенных частиц, как например, твёрдых аэрозольных частиц (ТАЧ).

Размер ТАЧ находится в границах 0.01-10 мкм. Известно, что такие мелкие частицы, способные к витанию, представляют трудность для улавливания. Характерной особенностью ТАЧ есть их повышенная склонность к коагуляции. Скоагулированные, укрупненные частицы намного проще уловить в циклонах, чем мелкодисперсные ТАЧ. Одним из путей интенсификации процесса коагуляции частиц и повышения эффективности очистки является коагулятора с ПВЗС.

Применение коагулятора позволило достичь эффективности улавливания частиц до 98%. Этот коагулятор может быть классифицирован как высокопроизводительный аппарат беспрерывного действия, с функцией саморегенерации, стабильной характеристикой улавливания и гидравлическим сопротивлением. В основу разработки положена идея использования магнитных свойств аэрозоля. Процесс улавливания в зернистом слое ТАЧ происходит под действием магнитного поля наведённого слоем ТАЧ, который сформировался в насадке на стадии насыщения фильтра. Магнитная сила, которая действует на ТАЧ в приконтактных зонах, пропорциональная произведению напряженности поля в зоне на его градиент и приобретает большие значения даже при незначительных напряжённостях, что обусловливается значительной кривизной зерен насадки.

На данный момент времени завод использует мембранный метод очистки  атмосферной среды. Мембраны выполнены из полиэтилентерефталата и имеют форму дисков диаметром 47 мм. Толщина мембраны - 10 мкм, ширина - 320 мм.  Границы размера пор - от 0.2 до 5 мкм. Проницаемость по азоту и воде на уровне лучших аналогов.

С внедрением выше описанныx устройств, объем сбросов в близ лежащие  водоемы и выбросы в атмосферу снизился. Поэтому рассчитаем новый снизившейся ущерб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.Меры по предотвращению  вредных воздействий на предприятии.

На предприятии существует план технического развития. В рамках этого плана предприятие закупило циклон, но подключение к производственному циклу еще не проведено. Для уменьшения воздействия на природную среду и снижения платы за выбросы и сбросы необходимо усовершенствовать программу развития предприятия.

Существенным источником загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, является котельная, работающая круглый год на каменном и буром угле. На котельной установлен циклон для очистки дымовых газов от золы угля, но, в связи с тем, что выбросы дымовых газов осуществляются без очистки, рекомендуем подключить циклон к системе дымоудаления, что существенно снизит выбросы таких веществ, как: сажа, сернистый ангидрид, окись углерода, окислы азота, бенз(а)пирен, пятиокись ванадия, пыль неорганическая (SiO2 20-70%) .

Циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80 – 95% от частиц пыли размером более 10 мкм. В основном их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, фильтрами или электрофильтрами). В ряде случаев достигаемая эффективность циклонов оказывается достаточной для выброса газов или воздуха в атмосферу.

В результате осуществления  плана по расширению базы предприятия было заказано и установлено следующее пылегазоочистное оборудование – асфальтосмесительная установка ДС-117. Установка не подключена к системе дымоудаления. При подключении циклона к данной системе, дымовые газы будут проходить 2-х ступенчатую очистку:

- дымосос пылеуловитель  ДП- 10А с эффективностью очистки 67%;

- групповой циклон ЦН-33 с эффективностью очистки до 95%;

- Общий КПД очистки  при этом составит 98.95%.

Пылегазоочистное оборудование на момент наблюдения находилось в хорошем техническом состоянии.

При подключении циклона к системе дымоудаления запыленный воздух будет поступать в корпус циклона со скоростью до 20 м/с, совершая вращательное движение в кольцевом пространстве между стенкой корпуса и внутренней трубой, перемещаясь далее в коническую часть корпуса. Под действием центробежной силы пылевые частицы, перемещаясь радиально, прижимаются к стенкам корпуса. Воздух, освобожденный от пыли, будет выходить наружу через внутреннюю трубу, а пыль – поступать в сборный бункер.

Для повышения производительности рекомендуется объединить циклоны в группы из двух или четырех, что улучшит степень очистки газов от вредных примесей.

Эффективность очистки газа в циклоне определяется дисперсным составом и плотностью частиц улавливаемой пыли, а также вязкостью газа, зависящей от его температуры. При уменьшении диаметра циклона и повышении до определенного предела скорости газа в циклоне эффективность очистки возрастает.

 

Рисунок 1 – Принцип работы циклоны

Эффективность очистки, указанная в технических характеристиках, может быть достигнута лишь при условии соответствия между типоразмером циклона и его производительностью.

Типоразмер циклона выбирают исходя из производительности с учетом оптимальной скорости в цилиндрической части циклона.

Как было сказано выше, основным загрязнителем на производственной базе является пыль неорганическая с содержанием SiO2 20-70%, поэтому для снижения её выбросов мы разработали комплекс мер, способствующих наиболее эффективному пылеподавлению.

Под пылеподавлением понимается комплекс способов и средств предупреждения загрязнения атмосферы пылью, происходящего в результате ведения горных работ. В основе пылеподавления — снижение пылевыделения и осаждение пыли непосредственно в местах её образования.

Ротационные пылеуловители предназначены для очистки воздуха от частиц размером более 5 мкм и относятся к аппаратам центробежного действия, которые одновременно с перемещением воздуха очищают его от пыли. Принципиальная конструкция простейшего ротационного пылеотдели-теля представлена на рис. 4.4. Вентиляторное колесо обеспечивает подачу содержащего пыль воздуха или газа, причем частицы пыли, обладающие большей массой, под действием центробежных сил отбрасываются к стенке спиралеобразного кожуха и движутся вдоль нее в направлении пылеприем-ного отверстия, через которое они отводятся в пылевой бункер, а очищенный газ поступает в отводящий патрубок. Аппараты ротационного типа отличаются компактной конструкцией, так как вентилятор и пылеуловитель совмещены в одном корпусе и обеспечивают достаточно высокую эффективность очистки воздуха или газа, содержащих сравнительно крупные частицы пыли размером более 20~40 мкм.  

  
Рис. 4.4. Пылеотделитель ротационного типа:  
1 — вентиляторное колесо; 2 — спиральный кожух; 3 — пылеприемное отверстие; 4 — отводящий патрубок

 
        Аппараты мокрой очистки газов, или скрубберы, широко распространены, так как отличаются высокой эффективностью очистки от частиц мелкодисперсной пыли размером более 0,3-1,0 мкм, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Принцип действия основан на осаждении частиц пыли на поверхности капель или пленки жидкости, в качестве которой используется либо вода (при очистке от пыли), либо химический раствор (при улавливании одновременно с пылью вредных газообразных компонентов).   

Исторически сложившееся размещение производственных комплексов в районах жилой застройки населенных мест не оптимально. Системы водоснабжения и водоотведения в таких агломерациях также являются совместными для жилой и промышленной зоны. На крупных предприятиях, как правило, имеется собственная система водного хозяйства с полным технологическим циклом от забора воды до ее очистки, обезвреживания и утилизации твердой фазы.  
        Основные элементы системы водного хозяйства населенного пункта и ее взаимодействие с окружающей природной средой представлены на рис. 4.15.  
        Водозаборные сооружения забирают природную воду из поверхностного водоисточника. Насосная станция первого подъема по напорным трубопроводам подает ее на очистные сооружения. Здесь вода очищается до питьевого качества и из резервуаров насосной станцией второго подъема подается в населенный пункт, как правило, имеющий кольцевую водопроводную сеть. Вода используется на питьевые, хозяйственные нужды, полив улиц и насаждений, на предприятиях местной промышленности.