Забруднення стічних вод шкідливими речовинами

Содержание



Вступ

1. Загальна частина

1.1 Загальні положення очищення промислових стічних вод

1.2 Основні екологічні проблеми забруднення стічних вод

1.3 Загальні вимоги до складу та властивостей стічних вод, які скидаються у міську каналізацію

1.4 Суть і сфери застосування біологічного очищення води

1.5 Технологія біологічного очищення води

2. Спеціальна частина

2.1 Розрахунок кількості хлору

2.2 Обробка стічних вод хлором та хлорвміщюючими реагентами

2.3 Склади хлору

2.4 Біологічні ставки

3. Економічна частина

3.1 Еколого-економічна ефективність ресурсозберігаючих заходів

4. Охорона праці та техніка безпеки

4.1 Охорона праці в Україні

4.2 Основні правила зберігання контейнерів з хлором

Висновок

Перелік посилань




Реферат



Курсовий проект містить: сторінок; таблиці; рисунків; посилань.

Мета курсового проекту - зменшити забруднення стічних вод скидами шкідливих речовин.

Задача курсового проекту - удосконалити технологію очистки стічних вод, виконати розрахунки та дати оцінку збитків, які наносять народному господарству скидаємі стічні води.

В загальній частині розглянуто характеристику та екологічні проблеми забруднення стічних вод, загальні вимоги та відповідальність за порушення скиду в каналізацію. Наведена біологічна схема надходження стоків.

В спеціальній частині виконано розрахунок активного хлору, розглянуто характеристику основних складів зберігання та опис біологічних ставків.

Економічна частина складається з двох підрозділів: це збитки та платежі за скид забруднюючих речовин, які перевищують норми до ГДС, що мають компенсуватись для відновлення водних об’єктів.

В розділі охорона праці розглянуто основні правила безпечного ведення технологічного процесу біологічної очистки стічних вод та правила поводження з хлором.

ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ, ЗВАЖЕНІ РЕЧОВИНИ, ОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ, НАФТОПРОДУКТИ, ПІДПРИЄМСТВО, ОСАД, ЗВОРОТНІ ВОДИ, ПРОЕКТ КУРСОВИЙ.


Вступ



Вода - одне з найбільших багатств у житті людини. Вона широко застосовується в різних галузях життєдіяльності. Організм людини на 70-80% складається з води, це саме можна сказати й про тваринний та рослинний світ. Вона в повсякденному житті людини використовується для пиття, приготування їжі, задоволення санітарно-гігієнічних потреб. Вода необхідна для різних галузей промисловості, де вона використовується як сировина, реагент, теплоносій, промивних засобів тощо. Загальні витрати води в побуті, сільському господарстві і промисловості досягають 7000л за добу на душу населення. Прісна вода на планеті на душу населення становлять всього 5-6 тис. м. Стік річок є невеликою часткою цього об'єму.

Як було вже сказано, Україна - країна, що розвивається, тому майже всі великі річки забруднені неочищеними стічними водами. Це призводить до 80% хвороб через вживання неякісної води. Забруднення та патогенні водні мікроорганізми щорічно у світі вбивають 25 мільйонів чоловік. Варто виділити отруйний ״спектр״ забруднень поверхневих вод, який загрожує не лише здоров’ю людей, але і всім живим істотам існуючих акваторій. Шкідливі речовини потрапляють в організм риби та інших морських тварин, а згодом в процесі споживання - в організм людини.

Слід зазначити, проблемою р. Дніпро є її забрудненість від підприємств, що здійснюють скид різних речовин за хімічним складом та властивостями, які по різному реагують з навколишнім середовищем. Задоволення людиною своїх потреб у воді з недостатньо чистих джерел, призводить до великих проблем зі здоров’ям, а іноді до смерті.


1. Загальна частина



1.1 Загальні положення очищення промислових стічних вод



Очищення стічних вод та використання очищених вод промислового водопостачання здійснюють із такою метою:

зменшення забору води з джерел водопостачання переходом на нову технологію виробництва із заміною водомістких процесів безводними або маловодними, наприклад, застосування повітряного охолодження замість водяного;

переходу на замкнені системи водопостачання і водовідведення;

підвищення коефіцієнта оборотного водопостачання і повторного використання води у виробництві;

впровадження нових методів очищення стічних вод на локальних установках, загальнозаводських і районних очисних спорудах, які передбачають вилучення та утилізацію цінних продуктів і відходів виробництва й використання очищеної води;

раціонального розміщення нових та реконструкції діючих промислових підприємств і споруд для очищення стічних вод.

Для промислового водопостачання можна використовувати відпрацьовані промислові й комунально-побутові води після їх очищення та знезараження.

Потрібно прагнути до укрупнення споруд для очищення стічних вод там, де це можливо, оскільки витрати на будівництво таких споруд значно менші, ніж у разі спорудження великої кількості споруд малої пропускної здатності. Запровадження регіональних і побутових стічних вод включає спільні споруди, каналізаційну мережу з насосними станціями, що сполучає ці споруди з промисловими підприємствами і населеними пунктами регіону.

Основні положення регіональної схеми каналізування зводяться до одного:

регіоном вважається територія, на якій розміщені спільні очисні споруди та всі прилеглі до нього промислові підприємства і населені пункти;

регіональні схеми каналізування й очищення стічних вод з наступним використанням їх у системі оборотного водопостачання;

регіональні очисні споруди будують лише після техніко-економічного обґрунтування.

Ефективність очищення на регіональних станціях аерації значною мірою залежить від попереднього очищення стічних вод на промисловому підприємстві перед скиданням їх у міську каналізацію. Здебільшого на промислових підприємствах має здійснюватися локальне очищення виробничих стічних вод перед скиданням їх у міську каналізацію, а на міських очисних спорудах - повне біологічне очищення. Для локального очищення потрібно видалити всі шкідливі речовини, які гальмують біохімічні процеси під час біологічного очищення на міській станції аерації.

Біологічне очищення дає змогу здійснити глибоке доочищення виробничих стічних вод, яке забезпечує можливість їх повторного використання у виробництві. При цьому очищення доцільно проводити у великих районних очисних спорудах, база та експлуатація яких має вищий технологічний рівень, ніж невеликі очисні споруди на підприємствах. Тому велике значення має розробка вимог до якості та кількості виробничих стічних вод, які скидають у міську каналізацію.

Попереднє реагентне оброблення стічних вод доцільно проводити на станціях аерації тоді, коли потрібно підвищити ступінь спільного очищення виробничих і побутових стічних вод або збільшити пропуск ну здатність станції. Це буває тоді, коли на станцію надходять дуже забруднені виробничі стічні води. Реагентне оброблення сприяє транс формації всього амонійного Нітрогену на нітрати. Взимку, коли не потрібний високий ступінь очищення від сполук Флуору та амонійного Нітрогену, реагентне оброблення води можна не проводити. Введення реагентів у стічну воду перед первинним відстійником сприяє збільшенню об'єму сирого осаду в 1,5-2 рази та зменшенню приросту активного мулу приблизно в 2 рази. Зміна співвідношення між сирим та активним мулом поліпшує водовіддавальну здатність суміші осадів під час їх механічного зневоднення та збільшує вихід газу в процесі зброджування.

Стічні води для різних виробництв різняться як за хімічним складом, так і за фізико-хімічними властивостями. Класифікація забруднення передбачає вибір методів очищення води залежно від фазово-дисперсного та фізичного станів домішок. Специфіка такої класифікації полягає в тому, що використовуються не індивідуальні властивості забрудників води, а їх поведінка під час взаємодії з дисперсним середовищем (водою), що дає змогу характеризувати властивості системи загалом.



1.2 Основні екологічні проблеми забруднення стічних вод



Основними джерелами забруднення стічних вод являються всі підприємства, що знаходяться на території міста, населені пункти та об’єкти різного напряму виробництва. В каналізаційну систему скидаються шкідливі речовини, які потребують повного вилучення для скиду в повному обсязі очищених стічних вод у водний об’єкт.

Для зменшення забруднення р. Дніпро та забезпечення населення якісною питною водою ведеться очистка стічних вод. В даній роботі розглянемо процес загальноміської очисної споруди, яка працює потужністю 90тис. м на добу, що працює за біологічним очищенням води а також існують певні вимоги для скиду побутових стічних вод.



1.3 Загальні вимоги до складу та властивостей стічних вод, які скидаються у міську каналізацію



До систем каналізації міста можуть бути прийняті стічні води підприємств, які не порушують роботу каналізаційних мереж та споруд, забезпечують повну безпеку їх експлуатації та можуть бути знешкоджені разом з стічними водами міста до вимог і нормативів, згідно з ״Правилами охорони поверхневих вод״.

Стічні води, які підлягають прийманню до міської каналізаційної мережі, не повинні містити:

горючі домішки і розчинені газоподібні речовини, які здатні утворювати вибухонебезпечні суміші;

речовини, які здатні захаращувати труби, колодязні решітки, або відкладати їх на поверхнях (сміття, ґрунт, абразивні порошки та інші грубо дисперсні зависі, вапно, пісок, металева або пластмасова стружка, жири, смоли, мазут;

неорганічні речовини, які не піддаються біологічному розкладу;

речовини, для яких не встановлено ГДК для води водойм, або токсичні речовини, які перешкоджають біологічній очистці вод, а також речовини, для визначення яких не розроблені методи аналітичного контролю;

небезпечні бактеріальні, вірусні, токсичні та радіоактивні забруднення;

поверхнево - активні речовини, що важко руйнуються;

Вони не повинні мати:

температуру вище 40 ºС;

рН нижче 6,5 або вище 9;

показник ХПК вище БПК більше ніж у 2,5 рази;

БПК вище ніж вказано в проекті очисних споруд - 237 мг⁄дм.

Категорично забороняється скидати в міську каналізаційну мережу:

кислоти, розчинники, розчини, які містять або утворюють при змішуванні зі стічними водами сірководень, сірковуглець, оксид вуглецю, ціанисті сполуки, легко леткі вуглеводні й інші токсичні, горючі та вибухонебезпечні речовини;

концентровані регенераційні маточні та кубові речовини, а також конденсат, дренажні, поливально-мийні та дощові води;

стічні води, у яких містяться радіоактивні, токсичні речовини, солі важких металів і бактеріальні забруднення, у т. ч. стічні води інфекційних лікувальних закладів і відділень;

стічні води підприємств, взаємодія яких може призвести до утворення емульсій, токсичних або вибухонебезпечних газів, а також великої кількості нерозчинних у воді речовин. Такі стічні води перед випуском у каналізацію повинні бути знешкоджені та знезаражені на локальних очисних спорудах з обов’язковою утилізацією або похованням утворених осадів.

У випадку, коли кількість і склад стічних вод підприємств значно змінюються протягом доби, на підприємствах повинні встановлювати спеціальні ємності - усереднювачі та пристрої, які забезпечують рівномірний протягом доби скид стічних вод.

Стічні води підприємств, що скидаються асенізаційним транспортом у зливні станції, повинні відповідати вимогам правил охорони поверхневих вод.

Стічні води проходять спеціальний відбір проб перед очищенням та після нього. Після звичайно надходять до біологічних ставків, що доочищуються до певних потреб використання.



Таблиця 1.2 - Якісний склад стічних та очищених вод мг/л

Показники стічних вод

ГДК

Фонова концентрація

Фактична концентрація

Допустима концентрація

1

2

3

4

5

БПК-5

15,0

1,90

11,0

7, 20

Зважені речовини

15,0

5,79

13,0

9,0

Сухий залишок

1000,0

267,3

709,0

709,0

Хлориди

350,0

19,6

103,0

103,0

Сульфати 

500,0

26,3

125,8

125,8

Азот амонійний

2,00

0,21

1,67

1,67

Нітрати 

45,0

1,40

48,0

48,0

Фосфати 

3,5

0,37

4,0

4,0

Залізо загальне

0,30

0,14

0,32

0,32

СНАВ

0,50

0,03

0,21

0,21

Нафтопродукти

0,30

0,13

0,50

0, 20

Хром +3

0,50

0,00

0,01

0,01

Хром +6

0,05

0,00

0,01

0,01

Мідь

1,00

0,00

0,01

0,01

Цинк +2

1,00

0,00

0,45

0,45

Нікель+2

0,10

0,00

0,05

0,05

Нітрити

3,3

0,038

0,90

0,90

ХПК

80,0

22,90

50,0

50,0



1.4 Суть і сфери застосування біологічного очищення води



Суть біологічного очищення води полягає у застосуванні природних біоценозів гідробіонтів для звільнення забрудненої води від небажаних

домішок. До складу біоценозів гідробіонтів входять мікроорганізми та інші представники тваринного й рослинного світу, які проживають в активному мулі, біоплівці та в очищуваній воді.

Біологічне вилучення домішок з води за допомогою мікроорганізмів може відбуватися як за наявності кисню (аеробні окисні процеси), так і без нього (анаеробні відновні процеси).

Біологічні способи застосовують для очищення промислових і комунально-побутових стічних вод від органічних речовин, які використовуються мікроорганізмами як джерело живлення та енергії. При цьому відбувається деструктивне розкладання - окислення та відновні процеси з утворенням метану.

Аеробне очищення стічних вод може здійснюватися внаслідок насичення їх повітрям (або киснем) в аеротенках. При цьому мікроорганізми, що розвиваються, створюють легкоосідаючі пластівці активного мулу або біологічну плівку, яка утворюється під час фільтрування води крізь аероване завантаження зі щебеню в біофільтрах. Анаеробне очищення в метантенках застосовують для очищення стічних вод лише за високої концентрації органічних речовин.

Сучасні біологічні способи можна застосовувати для очищення води практично для всіх розчинених у ній органічних сполук у будь яких концентраціях: від нітратів, сульфатів, хроматів, аміакатів, йонів важких металів та від небезпечних біологічних агентів - хвороботворних бактерій, вірусів та інші. Завдяки біологічному очищенню можна не тільки звільнитися від небажаних домішок, а й відновити якість води, що в іншому випадку є проблематичним.

Для біологічного очищення рекомендують застосовувати суміш промислових і побутових стічних вод, що сприяє підвищенню ефективності очищення та забезпечує надходження в очисні споруди потрібних біогенних елементів - нітрогену й фосфору в засвоюваній мікроорганізмами формі. Концентрація органічних сполук у стічній воді не має перевищувати гранично допустимі величини. Якщо концентрація органічних речовин більша за гранично допустиму, то перед біологічним очищенням стічні води розбавляють річковою водою або побутовими стічними водами. Аерація стічних вод має забезпечити вміст розчиненого кисню не менш ніж 2мг/дм. Оптимальне значення рН стічних вод має бути в межах 6,5-8,5, температура води - 6-37˚С. У воді мають бути також сполуки, які містять біогенні елементи - нітроген і фосфор. Їхній уміст залежить від величини БСК пов очищуваної води. За недостатнього вмісту цих елементів у воду добавляють суперфосфат або сульфат амонію. Концентрація завислих речовин в очищуваній воді не має перевищувати 100мг/дм, вміст солей - не більше ніж 10г/дм (бажано 5г/дм).



1.5 Технологія біологічного очищення води



Залежно від вимог до якості води, яку подають на біологічне очищення, її потрібно попередньо звільнити від грубодисперсних речовин, для чого застосовують механічне очищення. Після цього вода надходить на біологічне очищення та фізико-хімічне доочищення (рисунок 1.1).

Видалення грубодисперсних домішок з очищуваної води 3 здійснюють фільтруванням її крізь решітки 4. Пісок відокремлюють у піско-вловлювачі 5 та у відстійнику 6. Завдяки силам гравітації відокремлюються всі інгредієнти, важчі за воду. Осаджений осад періодично відкачують у метантенки / для зброджування або випускають на мулові майданчики 2 з дренажем. Домішки, легші за воду, спливають на поверхню відстійника, згрібаються спеціальними пристроями в бункер і подаються в метантенк.

Біологічне очищення води відбувається на всіх технологічних процесах і фактично розпочинається у момент утворення стічних вод. Воно триває під час транспортування їх каналізаційною мережею до очисних споруд і не завершується навіть після фізико-хімічного доочищення.

Проте найінтенсивніше біологічне очищення води відбувається в метантенку або інших біологічних спорудах, де спеціально селекціоновані мікроорганізми - деструктори та інші гідробіонти трофічного ланцюга, що інтенсивно розмножуються. Споживаючи з води органічні та інші речовини, які є забрудниками, вони очищають її.





1 - метантенк; 2 - мулові майданчики; З - стічна вода; 4 - решітки; 5 - пісковловлювач; 6 - первинний відстійник; 7 - біореактор (аеротенк); 8 - вторинний відстійник; 9 - місткість для хлорування; 10 - контактний резервуар 11 - місткість для флокуляції-коагуляції; 12 - відстійник; 13 - піщаний фільтр; 14 - фільтр з активованим вугіллям; 15 - згущувач осаду

Рисунок 1.1 - Загальна схема очищення стічних вод



Гідробіонти формуються у певні біоценози біоплівки, активного і гранульованого мулу та мулу анаеробних мікроорганізмів, селекціонованих мікроорганізмів і гідробіоценозів просторової сукцесії. Ці біологічні угруповання використовують у всіх біотехнологіях очищення води, як у природних, так і в штучних, з використанням найрізноманітніших біофільтрів, аеротенків, окситенків, бактеріальних біореакторів (мікробо-, зоо - та фітореакторів) тощо. Біомасу гідробіонтів, що наростає під час очищення води, відокремлюють у вторинних відстійниках § і подають у метантенки / або на мулові майданчики 2.

Після біологічного очищення воду знезаражують переважно хлоруванням. Іноді для цього застосовують озонування, ультрафіолетове або йонізуюче випромінювання. Оброблення води хлором 9 здійснюють у контактних резервуарах 10 упродовж 20 - ЗО хв, після чого її скидають у поверхневі водойми. Оброблення хлором очищуваної води за наявності у ній органічних сполук призводить до утворення різних хлорорганічних речовин, у тому числі надзвичайно токсичних діоксинів. Тому багато вчених вважають хлорування стічних вод недопустимим. З метою забезпечення надійного доочищення води застосовують різні фізико-хімічні методи. Найчастіше використовують коагуляційне доочищення, яке включає оброблення води коагулянтами і флокулянтами //, відстоювання 12, фільтрування крізь пісок 13 та крізь активоване вугілля 14. Осади, що утворюються підчас коагулювання, відокремлюють на центрифугах, фільтрпресах чи барабанних вакуум-фільтрах 15 і складують у балках чи на звалищах. Одже в даній роботі пропонується процес обробки очищення промислових стічних вод хлором.

Аналіз наведених даних показує, що стічні води не достатньо очищуються, і це є великою проблемою забруднення р. Дніпро тому що ці стоки потім потрапляють на біологічні ставки де потім в поверхневі води і можуть загрожувати життєдіяльності людини.

Кожна речовина, яка скидається і перевищує гранично допустимі скиди, несе в собі токсичну дію, яка загрожує не тільки життю людини, а також природному середовищу в цілому.


2. Спеціальна частина



Одним із ефективних методів очистки стічних вод являється окислення "активним хлором". Встановлено, що в залежності від дози "активного хлору" створюються різні хлорпохідні феноли. Практично для стічних вод доза буде перевищувати 8-9 мг/л за рахунок розходу хлору на окислення інших домішок, завжди існуючих в стічних водах.

Найбільш підходящою температурою окислення являється 40˚С. При такій температурі швидкість реакції окислення фенола в 2-3 рази вище, ніж при температурі 20˚С. Збільшення температури більш ніж 45˚С не своєрідного переходу гіпохлориду в хлорати, маючи більш нижчу окислюючу здатність.

Для збільшення швидкості та глибини очистки стічних вод від хлорфенолів можна проводити їх обробку хлором в дві стадії: на Ι ступені - в слабокислому середовищі; ΙΙ ступені - в слаболужне. Стічні води які містять ефірсульфанат, 3-6 г/л хлорфенолів після двуступенчатої обробки хлором в кислій та лужній середовищі містять 0,2 - 0,7 мг/л хлорфенолів при концентрації їх в вихідній воді 300 - 6000мг/л. Очищена вода містить 1400 - 2060мг/л малеінової кислоти. Витрата хлору на окислення 1кг хлорфенолів складає 7 - 9 кг. Хлорування - один із розповсюджених методів дезодорації стічних вод. Так, при дезодорації стічних вод виробництва сульфатної целюлози, які містяться в воді сернисті сполучення (неорганічні та органічні) взаємодіють з хлором з утворенням різних продуктів. В залежності від витрати хлору окислення метилмеркаптана може протікати по реакціям:



2СНSН + С12 - СН3 SSСН3 + 2НСI

СН3SH + 2С1 + Н0 - СН3S0СI + ЗНСI

СН3SН + ЗСІ2 + 2Н2О - СН3S02СІ + 5НС1



Оскільки вод газообразного хлора безпосередньо в стічну воду підвищує витрату хлору та порушує безпечні умови обслуговування споруд, стічні води обеззаражують хлорною водою. Хлор розчиняється в воді тільки в газообразному вигляді, тому рідкий хлор випаровують, перетворюють його в пар. Для деяких установ випаровування хлору здійснюється безпосередньо в посуду де він зберігається. В даному випадку потрібно більше 30 кг/г хлору тому приймаємо випаровувачі з штучним підігрівом.



2.1 Розрахунок кількості хлору



На випаровування 1 кг рідкого хлору витрачається 0,4 м води при температурі 10˚С та 0,15 мводи при температурі 30˚С. Підвищення тиску в хлоропроводах газообразного хлору або зниження температури навколишнього середовища приводить до зниження хлору, що необхідно враховувати при проектуванні. Газопровід хлора не повинен перевищити 1 км. На окислення 1 моля на речовину до малеїнової кислоти потрібно 16 еквівалентів активного хлору або 6 мг активного хлору. З урахуванням надлишку та потреби активного хлору на окислення інших органічних з'єднань, які є присутніми в стічних водах, витрата хлору на окислення 1 мг речовини приймається 8-9 мг, для окислення фенолу приймають розчин хлорної ізвесті, гіпохлорита кальція або натрія концентрація хлору сягає 5-10 %. Витрата товарного реагента Х, г, на обробку стічної води може бути розрахована по формулі (2.1)



Х= (2.1)



де a - зміст активного хлору в товарному реагенті, %; Q - витрата води, м; С - концентрація речовини, мг/л;

1. Розрахуємо вміст активного хлору на розбавлення БПК5 за формулою 2.1 та даними з таблиці 1.2:



Х ==1100000



2. Розрахуємо вміст активного хлору на розбавлення завислі речовини за формулою 2.1 та даними з таблиці 1.2:



Х =  =1300000



3. Розрахуємо вміст активного хлору на розбавлення нафтопродукти за формулою 2.1 та даними з таблиці 1.2:



Х =  =80000



З відси слідує зменшення шкідливих речовин в домішках стічних вод, що наведено в таблиці 2.1



2.2 Обробка стічних вод хлором та хлорвміщуючими реагентами



Висока окислююча здатність хлору та деяких хлорвміщуючих реагентів, наприклад діоксиду хлору, гіпохлориту, дає можливість застосовувати їх для очистки стічних вод від деяких органічних домішок. Характеристика хлору та хлорвміщуючих реагентів, а також схема установки хлорування води наведена на рисунку 2.1

Газоподібний хлор із проміжного балону 1 потрапляє у фільтр 2, призначений для очистки газу від пилу, потім проходить редукційний клапан 3, понижуючий тиск газу перед потраплянням в розходумер - ротаметр 4. Манометри 5 та 6 призначені для виміру тиску до та після редукційного клапану 7 і потрапляє в зміщувач 8, в якому змішується з водою. Хлорна вода із зміщувачу з допомогою ежектора 9 потрапляє в контактний апарат для змішування із стічною водою. Випускаючи вакуумні хлоратори потужністю до 20 кг хлору в 1г.





Очищена вода

І - балон; 2 - фильтр; 3 - редуктор; 4-ротаметр: 5, 6 - манометр; 7-запобіжна камера; 8 - змішувач; 9 - эжектор; 10-контактні аппарати.

Рисунок 2.1 - Схема вакуумної хлораторной установки постійної витрати



При введені хлору або хлорвміщуючих реагентів в стічну воду протікають реакції які взаємодіють з водою і органічними та неорганічними домішками. Швидкість та глибина реакції залежать не тільки від природних домішок, але й від параметрів процесу: температури, рН, концентрації окислювача, часу контакту. Кількість хлору, що поглинається домішками стічної води, визначається як хлорпоглинач води.

З підрахунку що наведений в п 2.1 зробимо висновок. Для такої кількості активного хлору необхідне спеціальне приміщення для його збереження тому далі пропонується деякі пункти зберігання хлору на очисних спорудах.


Таблиця 2.1 - Якісний склад стічних та очищених вод після хлорування мг/л

Показники стічних вод

ГДК

Фонова концентрація

Фактична концентрація

Допустима концентрація

1

2

3

4

5

БПК-5

15,0

1,90

9,0

7, 20

Зважені речовини

15,0

5,79

10,0

9,0

Сухий залишок

1000,0

267,3

709,0

709,0

Хлориди

350,0

19,6

103,0

103,0

Сульфати 

500,0

26,3

125,8

125,8

Азот амонійний

2,00

0,21

1,67

1,67

Нітрати 

45,0

1,40

48,0

48,0

Фосфати 

3,5

0,37

4,0

4,0

Залізо загальне

0,30

0,14

0,32

0,32

СНАВ

0,50

0,03

0,21

0,21

Нафтопродукти

0,30

0,13

0,40

0, 20

Хром +3

0,50

0,00

0,01

0,01

Хром +6

0,05

0,00

0,01

0,01

Мідь

1,00

0,00

0,01

0,01

Цинк +2

1,00

0,00

0,45

0,45

Нікель+2

0,10

0,00

0,05

0,05

Нітрити

3,3

0,038

0,90

0,90

ХПК

80,0

22,90

50,0

50,0



2.3 Склади хлору



Запаси хлору, необхідно для обробки стічних вод, зберігають спеціально обладнаних для цієї цілі складах в посудині, призначеної для його перевозки та зберігання. 

Елементарний хлор поставляють споживачам в рідкому виді в балонах, контейнерах та залізничних цистернах. 

Вид тари залежить від кількості потрібного хлору, застосування якого в кожному випадку узгоджується на стадії розробки технічного проекту. При цьому необхідно вимагання зросту, щоб тара, в якій зберігають хлор в різних складах в межах одного міста чи району, була однаковою, що полегшує та прискорює транспортування по залізничній дорозі.

Тип тари слід вибирати по таблиці 2.2



Таблиця 2.2 - Підбір тари в залежності від витрати хлору

Вид тари

Для однієї каналізаційної станції

Для підприємства, міста чи району з декількома витратними складами

Балони

До 120

До 250

Контейнери

Від 120 до 700

Від 250 до 1000

Залізничні цистерни, танки

Понад 700

Понад 1000



Стальні балони для рідкого хлору виготовляють по ГОСТ 949 73 на робочий тиск 10 мПа зовнішнім діаметром 219 мм. На очисних спорудах каналізації використовують головним образом балони місткістю 40 - 50 л, таблиця 2.3.



Таблиця 2.3 - Основні параметри стальних балонів для рідкого хлору

Показники



20

25

32

40

50

Довжина балону без колпака, мм

730

890

1105

1350

1660

Маса балону, кг

31

36

44

54

56

Орієнтовна маса балону з хлором, кг

56

67

84

104

118



Витратні склади хлору розміщують на території той каналізаційної станції, яку вони ослуговують. Запас хлору в витратному складі не повинен перевищувати 30 - добову залежність в норму. Максимальна допустима вміщуваність витратного складу 100 т.

В висновку можна, що для збереження 2480000 т/добу хлору, опираючись на таблиці 2.2 та 2.3 це балон, що вміщує до 250 т для однієї каналізаційної станції та до 250 для підприємств з витратними складами. Основні параметри цього балону мають такі характеристики:

Довжина балону без ковпака - 730 мм;

Маса балону - 31 кг;

Орієнтована маса балону з хлором - 56 кг.

Коли очисні споруди мають повне забезпечення обладнанням, системою очистки та проектом виробництва, для відпрацьованого активного мулу після біологічної очистки, повинні бути біологічні ставки, які служать для завершення та дозрівання свого процесу. Опис біологічних ставків описаний в розділі нижче.



2.4 Біологічні ставки



1. Біологічні ставки належить застосовувати для очистки і глибокої очистки міських, виробничих і поверхневих стінних вод, які містять, органічні речовини.

2. Біологічні ставки допускається проектувати які природною, так і зі штучну аерацією.

3. При очистці в біологічних ставках стічні води не повинні мати БПК пов понад 200 мг/л - для ставків з природною аерацією і понад 500 мг/л - для ставків зі штучною аерацією. При Ь1ІКПоВН більше 500 мл/л належить передбачати попередню очистку стічних вод.

4. В ставки дня глибокої очистки допускається направляти стічні води після біологічної або фізико - хімічної очистки з БПК пов не більше 25 мг/л для ставків з природною аерацією і не більше 50 мг/л - для ставків зі штучною аерацією.

5. Перед ставками для очистки необхідно передбачити грати з отворами не більше 16 мм і вистоювання стічних вод не менше 30 хв Після ставків із штучною аерацією необхідно передбачати відстоювання очищеної води протягом 2 - 2,5 год.

6. Біологічні ставки слід улаштовувати на нефільтруючих або слабо-фільтруючих ґрунтах.

біологічне очищення стічна вода

7. Біологічні ставки належить розташовувати з підвітряного по відношенню до жилої забудови пануючого напрямку вітру в теплу пору року. Напрямок руху води в ставку повинен бути перпендикулярним цьому напрямку вітру.

8. Біологічні ставки слід проектувати не менше ніж двох паралельних секцій з 3 - 5 послідовними ступенями в кожній, з можливістю відключення кожної секції ставка для очистки чи ремонті без порушення роботи решти.

9. Відношення довжини до ширини ставка і природною аерацією

повинно бути не менше 20. При менших відношеннях належить передбачати конструкції впускних і випускних приладів, які забезпечують рух води по всьому живому перетину ставку.

10. В ставках зі штучною аерацією відношення сторін секції може бути усяким. Форма ставку в в плані залежить від типу аераторів для пневматичних або механічних ставків можуть бути прямокутними, для механічних, які самі рухаються - круглими.

11. Випуск очищеної води належить здійснювати через збірний пристрій, який розташований нижче рівня води на 0,15 - 0,2 глибини ставка.

12. Хлорувати воду належить, як правило, після ставка в окремих випадках допускається хлорування перед ставками.

13. Робочий об'єм ставка належить визначити за тривалістю перебування в ньому середньодобової витрати стічних вод.

14. Тривалість перебування води в ставку з природною аерацією tlog діб, належить визначити за формулою:



T log = ∑lg (2.1)



де N - кількість послідовних ступеню ставка:

K log - коефіцієнт об'ємного використання кожного ступеню ставка. Приймають для штучних ставків з відношенням довжини секції до ширини 20: 1 і більше - 0,8 - 0,9; при відношенні 1: 1 - 3: 1 або для ставків, побудованих на основі природних місцевих водоймищ - 0,35 для проміжних випадків визначаються інтерполяцією;

L - БПК пов води, яка надходить на дану ступень ставка (90,000);

L - БПК пов води, яка виходить з даного з даного ступеню ставка (20);

L - залишкова БПК пов яка обумовлена процесами в водоймищах, приймається влітку 2 - 3 мг/л, взимку - 1 - 2мг/л; К - константа швидкості використання кисню, доб; для виробничих стічних вод встановлюється експериментальним шляхом; для міських і близьких до них за складом виробничих стічних вод при відсутності експериментальних даних К для усіх проміжних секцій очисного ставка може бути прийнята рівною 0,1 діб, для останього ступеню К=0,07 (температура води 20˚С).

За формулою 2.1 розрахуємо тривалість перебування води з природною аерацією.



T log = =80,2



Для підвищення глибини очистки води до БПК пов 3мг/л і зниження вмісту в ній біогенних елементів (азоту і фосфору) рекомендується застосовувати в ставку вищу водневу рослинність - очерет, рогозу та таке інше. Вища воднева рослинність повинна бути розташована в останній секції ставка.

Площу, яку займає вища водяна рослинність, допускається визначити по навантаженню, яке складає 10000 м доб на 1 га при щільності посадки 150 - 200 рослин на 1 м.


3. Економічна частина



3.1 Еколого-економічна ефективність ресурсозберігаючих заходів



При впроваджені комплексу природоохоронних заходів необхідно, поряд з визначенням повного економічного ефекту за відносно великий проміжок часу, оцінювати річний економічний ефект очисних споруд міста Верхньодніпровська, по трьом шкідливим речовинам, це БПК 5, завислі речовини та нафтопродукти, який розраховується за формулою:



Е = ∆З + ∆П - (∆С + Е·∆К) + ∆Р, (3.1)



де ∆З - зменшені збитки, що наносяться навколишньому середовищу шкідливими речовинами;

∆П - зменшені платежі від підприємств;

∆С - збільшені експлуатаційні витрати на природоохоронні об’єкти;

∆К - збільшені капітальні витрати;

Е - нормативний коефіцієнт ефективності використання капітальних витрат, дорівнює 0,12;

∆Р - прибуток від додаткової продукції, яку при певних умовах можна одержати при реалізації природоохоронних заходів.

Зменшені платежі розраховується за формулою:



∆П = П - П, (3.2)



де П - платежі за базовим варіантом, грн.;

П - платежі за проектним варіантом, грн.

Економічна оцінка збитку, Зк (грн/рік) від скиду забруднюючих речовин в водогосподарській ділянці населеним пунктом визначається за формулою:



З·М·К, (3.3)



де З - оцінка збитку, грн. /рік;

 - множник, числове значення якого дорівнює 400 руб/ум. т;

 - константа, що має значення 0,99

М - приведена маса річного скиду домішок даним джерелом в водогосподарську ділянку, визначається за формулою, ум. т/рік;

К - коефіцієнт індексації для переводу рублів у гривні, він дорівнює 4,5 грн.



З=400 · 0,99 · 496,3 · 4,5 = 884406,6 (грн)



Розмір платежів за скиди забруднюючих речовин у поверхневі води, розраховуються за формулою:



П = ∑ [ (Н ·М) + (К ·Н ·М)] ·К ·К (3.4)



де Н - базовий норматив плати за викиди в атмосферу і-тої забруднюючої речовини, грн. /т

М - маса річного скиду і-тої забруднюючої речовини в межах ліміту, т

М - маса понадлімітного річного скиду і-тої забруднюючої речовини, т

Кн - коефіцієнт кратності плати за понадлімітні скиди забруднюючих речовин: Кн= 5;

К - коефіцієнт індексації, він дорівнює 2,373

К - регіональний басейновий коефіцієнт, який враховує територіальні екологічні особливості (він складає К= 2,2)

Розраховуємо платежі за базовим варіантом:



ПБПК5= (5·14,0·11,0) ·2,2·2,373= 4019,862

ПЗАВ. РЕЧ= (5·1,0·13,0) ·2,2·2,373= 339,339

ПНАФТОПР. = (5·206,0·0,50) ·2,2·2,373= 2688,606

Пзаг=4019,862+ 339,339 + 2688,606 =7047,807

Розраховуємо платежі за проектним варіантом:

ПБПК5= (14,0·9,0) ·2,2·2,373= 657,8

ПЗАВ. РЕЧ= (1,0·10,0) ·2,2·2,373= 52, 206

ПНАФТОПР. = (206,0·0,40) ·2,2·2,373= 430,17744

Пзаг = 657,8 +52, 206 + 430,17744 = 1140,18344



Розмір збитків скиду забруднюючих речовин розраховується за формулою:



З = V ·Т · (C - C) ·  (0,003 · Аі· n) ·10  (3.5)



де V - витрата стічної води 113,31м⁄год.; Т - тривалість наднормативного скиду, (24 · 365 = 8760год); С - середня фактична концентрація забруднюючих речовин в стічних водах, г⁄м; С - дозволена до скиду концентрація забруднюючих речовин в стічних водах, ГДС, г⁄м; 0,003 - базова ставка відрахування збитків в частках неоподаткованого мінімуму доходів громадян, НМД⁄кг; А - показник відносної забезпеченості і речовини (складає 0,33 - ум. т⁄т); n - величина неоподаткованого мінімуму доходів громадян а одиницях національної валюти, (вона становить 17 гривень);  - коефіцієнт що враховує категорію водного об’єкта (він складає 1,4).

Розраховуємо збитки за базовим варіантом:



З БПК-5 = 113,31 · 8760 · (9,0 - 7, 20) · 0,003 ·0,33 · 17 · 10  = 300,70 грн.

Ззав. речов = 113,31 · 8760· (12,0 - 9,0) · 0,003 ·0,33 · 17 · 10  = 501,16грн.

Знафтопр. = 113,31· 8760· (0,45 - 0, 20) · 0,003 ·0,33 · 17 · 10  = 41,76грн.

Ззаг. = 300,70 + 501,16 +41,76 = 843,63 грн



Розраховуємо збитки за проектним варіантом:



З БПК-5 = 113,31 · 8760 · (7,40 - 7, 20) · 0,003 ·0,33 · 17 · 10  = 33,41 грн.

Ззав. речов = 113,31 · 8760· (9,5 - 9,0) · 0,003 ·0,33 · 17 · 10  = 83,53 грн.

Знафтопр. = 113,31· 8760· (0,35 - 0, 20) · 0,003 ·0,33 · 17 · 10  = 25,06 грн.

Ззаг. = 33,41 + 83,53 + 25,06 = 142 грн



Отримавши всі дані, за формулами (3.2) і (3.3) розраховуємо зменшені збитки і платежі, а також економічний ефект за формулою (3.1).



∆З = 843,63 - 142 = 701,63 (грн.)

∆П =7047,807 +1140,18344 = 8187,18344 (грн.)

Е = 701,63 +8187,18344 - (300 + 0,12·1500) + 200 = 1418,7 (грн.)



Впровадження нової технології для очистки стічних вод дасть змогу отримати якісну питну воду та знизить витрати на платежі і збитки.


4. Охорона праці та техніка безпеки



4.1 Охорона праці в Україні



Закон України "Про охорону праці" був прийнятий Верховною Ради України 21листопада 2002 і вступила у дію з моменту його опублікування у пресі 1 грудня 2002 року.

Закон містить 9 розділів і 44 статті, які визначають основні положення по реалізації конституційного права громадян на охорону їх життя і здоров'я в процесі трудової діяльності, регулює відношення між власником або уповноваженим ним органом і робітником з питань безпеки промислового середовища, гігієни праці і встановлює єдиний порядок охорони праці в Україні.



4.2 Основні правила зберігання контейнерів з хлором



Контейнери з хлором зберігаються в складі хлору.

Температура на складі хлору повинна бути взимку не менше +5 ˚С, а влітку не більше +35˚С.

Контейнери зберігаються в горизонтальному положенні на дерев’яних помостах не більше двох рядів по ширині.

Контейнери повинні бути між рядами 1м, ще додати довжину контейнера.

Відстань між контейнерами в ряду не менше 1м.

В складі хлору повинні дві ємності для приготування дегазаційного розчину та запас сухих реагентів (гіпосульфід та кальцинована вода в співвідношенні 1: 2) із розрахунку, що на 1кг хлору витрачається 30л 10% розчину.

Пускові прилади електроосвітлення та приточно-витяжної вентиляції повинні бути за приміщенням складу (на надвірній частині будівлі).

Переміщення контейнерів в складі повинно відбуватися за допомогою кран - балки, яка має необхідні прилади безпечного виконання робіт.


Висновок



Слід зазначити, проблемою р. Дніпро є її забрудненість від підприємств, що здійснюють скид різних речовин за хімічним складом та властивостями, які по різному реагують з навколишнім середовищем. Задоволення людиною своїх потреб у воді з недостатньо чистих джерел, призводить до великих проблем зі здоров’ям, а іноді до смерті.

Потрібно прагнути до укрупнення споруд для очищення стічних вод там, де це можливо, оскільки витрати на будівництво таких споруд значно менші, ніж у разі спорудження великої кількості споруд малої пропускної здатності. Запровадження регіональних і побутових стічних вод включає спільні споруди, каналізаційну мережу з насосними станціями, що сполучає ці споруди з промисловими підприємствами і населеними пунктами регіону.

Ефективність очищення на регіональних станціях аерації значною мірою залежить від попереднього очищення стічних вод на промисловому підприємстві перед скиданням їх у міську каналізацію. Здебільшого на промислових підприємствах має здійснюватися локальне очищення виробничих стічних вод перед скиданням їх у міську каналізацію, а на міських очисних спорудах - повне біологічне очищення, що й пропонується в роботі, яке забезпечить повне знешкодження шкідливих речовин та загибель гельмінтів і таке інше. Біологічне очищення дає змогу здійснити глибоке доочищення виробничих стічних вод, яке забезпечує можливість їх повторного використання у виробництві. При цьому очищення доцільно проводити у великих районних очисних спорудах, база та експлуатація яких має вищий технологічний рівень, ніж невеликі очисні споруди на підприємствах. Тому велике значення має розробка вимог до якості та кількості виробничих стічних вод, які скидають у міську каналізацію.

Одним із ефективних методів очистки стічних вод запропоновано окислення "активним хлором". Встановлено, що в залежності від дози "активного хлору" створюються різні хлорпохідні феноли. Практично для стічних вод доза буде перевищувати 8-9 мг/л за рахунок розходу хлору на окислення інших домішок, завжди існуючих в стічних водах.

Хлорування - один із розповсюджених методів дезодорації стічних вод. Цей метод дасть змогу ефективно очистити стічну воду перед скидом в річку, яку ми потім знов будемо споживати.


Перелік посилань



1. Справочное пособие к СНиП, Серия основана в 1989 году. Проектирование сооружений для очистки сточних вод. - М: Стройиздат, 1990. - 192 с.

2. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружние сети и сооружения / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстрой СССР 1986. - 72 с.

3. Запольський А.К., Кліменко Н.А. та інші. Фізико - хімічні основи технології очищення стічних вод. - К.: Лібра, 2000. - 552с.

4. Евилевич А.З., Евилевич М.А. Утилизация осадков сточних вод. - Л.: Стройиздат, 1988. - 248с.

5. Янко В.Г., Янко Ю.Г. Обработка сточных вод и осадка в метантенках. - К.: "Будівельник", 1978. - 120с.

6. Технологія основних виробництв та проблеми промислової екології Авраменко С.Х., Конспект лекцій. - Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2005. - 227с.

7. Шаприцкий В.Н. Очистка загрязнений воздуха в металлургии. - М.: Металлургия, 1965. - 180 с.