Способы минимизации платежей за негативное воздействие за сброс промышленных сточных вод процесса меднения

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

Способы минимизации платежей за негативное воздействие за сброс промышленных сточных вод процесса меднения

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

Введение

 

Актуальность темы исследования заключается в том, что загрязнение водных источников включает в себя любые изменения физических, химических, биологических свойств воды в водных объектах, обусловленных сбросом в них твердых, жидких и газообразных веществ, причиняющих или создающих проблемы, делающих воду опасной для потребления, нанося ущерб деятельности человека, здоровью человека и экологической безопасности населения. 

Загрязнения поверхностных  водоемов и грунтовых вод можно  классифицировать следующим образом:

Механические - увеличение содержания механических примесей, относящееся  в основном к поверхностным видам  загрязнений,

Химические - присутствие  в воде неорганических и органических веществ токсичного и нетоксичного действия,

Биологические и бактериологические - присутствие в воде разнообразных  патогенных бактерий, грибов и водорослей,

Тепловые - сброс в  водоемы нагретых вод ТЭЦ и АЭС,

Радиоактивные - наличие  радиоактивных веществ в поверхностных  или грунтовых водах.

Основными источниками  загрязнений водных объектов являются недостаточно очищенные стоки производственных предприятий и коммунальных объектов, животно- и птицеводческих фабрик, твердые отходы, образующиеся при разработке полезных ископаемых, сточные воды горнодобывающих шахт, сточные воды, образующиеся при обработке и сплаве леса; сточные воды железнодорожного и водного видов транспорта, техногенные отходы металлургических предприятий. 

Загрязняющие вещества, попадая в водные объекты, вызывают качественные изменения, которые проявляются  в изменении физических и химических свойств воды (появление запаха, неприятного привкуса и пр.). 

Промышленные сточные воды как правило загрязнены выбросами и отходами производства. Качественный количественный и состав данных сточных вод различен и зависит от отрасли промышленности и производственных процессов. По составу стоки подразделяют на три основных класса, содержащих:

Неорганические загрязнения, включая токсичные,

Органические загрязнения,

К первому типу относятся  сточные воды содовых, сульфатных, азотных  предприятий, обогатительных заводаов марганцевых, свинцовых, никелевых, цинковых, руд, в которых содержатся кислоты, щелочи, катионы тяжелых металлов и пр. Сточные воды этого типа как правило изменяют физические свойства воды.

Сточные воды второго  типа сбрасываются НПЗ и нефтехимическими предприятиями, предприятиям органического  синтеза и пр. В сточных водах  присутствуют различные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и прочие вредные вещества. Токсикологическое воздействие стоков данного типа заключается, в основном, в процессах окисления, в результате которых снижается содержание кислорода в воде, возрастает биологическая (БПК) и химическая (ХПК) потребность в кислороде, происходит ухудшение органолептических свойств воды.

Сточные воды третьего типа образуются в процессах гальванической обработки поверхностей, производстве печатных плат приборостроительной и радиоэлектронной промышленности и прочих технологических процессах. В составе данных сточных вод присутствуют неорганические: щелочи, кислоты, катионы тяжелых и цветных металлов, и органические поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, красители и другие вещества. 

Нефть и нефтепродукты  в настоящее время являются основными  загрязняющими веществами внутренних вод и морей мирового океана. Попадая  в водные объекты, они создают  различные классы загрязнений: нефтяную пленку, плавающую на поверхности  воды, растворенные или эмульгированные нефтепродукты, осевшие на дно водоема тяжелые нефтяные фракции. В результате происходит изменение вкуса, запаха, цвета, поверхностного натяжения и вязкости воды, снижается количество кислорода, образуются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и начинает представлять угрозу для животного мира и человека. При содержании нефти всего 0,01 г/л вода становиться непригодной для употребления. 

Особо опасным загрязняющим веществом является фенол. Фенол присутствует в сточных водах большинства нефтеперерабатывающих и коксохимических предприятий. В присутствии фенолов значительно снижаются биологические процессы водных объектов, процесс самоочищения, вода приобретает довольно неприятный запах.

Таким образом, цель данной работы – проанализировать способы минимизации платежей за негативное воздействие за сброс промышленных сточных вод процесса меднения.

Для достижения данной цели в процессе работы необходимо решить ряд задач:

- представить характеристику  производственного процесса меднения с точки зрения образования сточных вод, их количественного и качественного состава;

- описать опасные свойства  загрязнителей;

- произвести расчет  платежей за негативное воздействие  от производственных стоков;

- рассмотреть способы минимизации платежей.

 

 

 

 

 

1. Характеристика производственного  процесса меднения с точки  зрения образования сточных вод,  их количественного и качественного  состава

 

Основными неорганическими  (минеральными)  загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения,  токсичные для обитателей водной среды. 

Это соединения мышьяка,  свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора, а также  цианидные соединения.

Большинство  из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются  по  пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. 

Ежегодно  в сточных водах гальванических цехов теряется более 0,46 тысяч тонн меди, 3,3 тысяч тонн цинка, десятки  тысяч тонн кислот и щелочей. Помимо указанных потерь соединения меди и цинка, выносимые сточными водами из очистных сооружений гальванического производства, оказывают весьма вредное влияние на экосистему.

Отходы, содержащие ртуть,  свинец,  медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод.

Установлено, что соединения меди и цинка даже при малых концентрациях (0,001 г/л) тормозят развитие, а при больших (более 0,004 г/л) вызывают токсическое  воздействие на водную фауну.

Никелевые покрытия  широко  применяются  для защиты изделий из черных металлов от коррозии в различных климатических зонах и в атмосфере,  загрязненной промышленными газами,  для защиты от непосредственного влияния пресной воды и  от  коррозионного воздействия  керосина,  бензина  и других нефтяных продуктов и масел.

Медные  покрытия  чаще всего применяют  для экономии никеля как подслой  при никелировании и хромировании. Вследствие промежуточного покрытия  стали  и  чугуна  медью достигается лучшее сцепление между основным металлом и металлом покрытия и уменьшается вредное  влияние водорода. Медные покрытия широко применяются также для местной защиты при цементации и в  гальванопластике. Медные покрытия хорошо полируются,  что имеет значение при декоративно-защитных покрытиях. Хорошо оснащенные  гальванические  цехи  имеются почти на всех машиностроительных и металлообрабатывающих заводах России.

Каждый  технологический  процесс гальванического  нанесения металлических покрытий состоит из ряда отдельных операций, которые можно разделить на 3 группы:

1.Подготовительные  работы. Их  цель  -  подготовка  металла (его поверхности) для  нанесения  покрытия  гальваническим  путем. На этой стадии технологического  процесса проводится шлифование,  обезжиривание и травление.

2.Основной  процесс, цель которого заключается  в образовании соответствующего  металлического  покрытия  с  помощью гальванического метода.

3.Отделочные  операции. Они применяются для  облагораживания и  защиты  гальванических покрытий. Наиболее часто для этих целей применяют пассивирование, окраску, лакирование и полирование.

В обычных  условиях для  меднения  применяется  электролит такого состава (в Г/л):

           Хлорид меди                                         30-40

           Соляная кислота                               400-550

          Уксусная кислота                                    5-10

 

При работе  с  повышенной  плотностью  тока   применяется электролит такого состава (в Г/л):

 

 

           Фторборат меди                                   400

           Борфтористоводородная кислота         30

           Борная кислота                                  15-20

 

Для никелирования  же в стационарных и колокольных  ваннах широко применяют электролит следующего состава (в Г/л):

           Сульфат никеля                240-340

           Хлорид никеля                   80-85

           Борная кислота                  30-40

 

Состав электролита  для блестящего никелирования (в  Г/л):

           Сульфат никеля                          250-300    

           Хлорид натрия                                 10-15

           Борная кислота                               30-40

           Формальдегид                           0,01-0,05

           Хлорамин Б                                    20-2,5

            Моющее средство «Прогресс»       2-5     

 

Характеристика  возможных вариантов систем водопотребления  и водоотведения  в производстве

Можно выделить 2 основных системы водообеспечения  промышленных предприятий:  прямоточная  и  последовательная система. При прямоточной системе (рис. 1.1.1) вся забираемая из водоема вода Qист после участия в технологическом процессе   (в виде  отработавшей – Qсбр)   возвращается  в водоем,  за исключением того количества воды,  которое безвозвратно  расходуется  в  производстве (Qпот).

 

 

 

                               Q_пот

 

 

 

                

 

 

 

                  - вода чистая ненагретая

                  - cточная вода нагретая

                  - то же, ненагретая и загрязненная

                  - то же, очищенная

 

 

 

Рис. 1.1.1. Прямоточная система водообеспчения

Количество  отводимых в водоем сточных вод составляет:  

Qсбр = Qист  -  Qпот.

Следует отметить,  что сточные воды в зависимости  от вида загрязнений и других условий перед сбросом в водоем могут проходить через  очистные  сооружения. В  этом  случае  количество сбрасываемых в водоем сточных вод уменьшается, поскольку часть воды отводится со шламом (Qшл). По схеме водообеспечения с последовательным  использованием  воды  (рис. 1.1.2), которое может быть двух - трехкратным, количество сбрасываемых сточных вод уменьшается в  соответствии  с потерями на всех производствах и на очистных сооружениях:

Qсбр = Qист  -  ( Qпот1  + Qпот2  + Qпот3 ) .                                                                       

              Q_пот1                                                Q_пот2

                  

                   ПП - 1                    ПП - 2

                                                                   

                                                                             ОС            Qшл

         Q_ист                                                            

                                                                                   Q_сбр

 

Рис. 1.1.2 Последовательная система водообеспечения

 

Повторное использование сточных вод после  соответствующей их очистки получило в настоящее время широкое распространение. В ряде отраслей промышленности 90-95% сточных вод используется в системах оборотного водоснабжения и лишь 5-10 %  - сбрасываются в водоем.

Рис. 1.1.3                        Рис. 1.1.4                       Рис. 1.1.5

    Q_пот                                             Q_пот                                              Q_пот

ПП                                               ПП                                        ПП

 

                                                                                                                              ОС        Q_шл