Экологизация картонного производства

Размещено на http://www.allbest.ru

Ростовский государственный строительный университет

Институт инженерно-экологических систем

Кафедра водоснабжения и водоотведения

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

По дисциплине: Промышленная экология

Тема: Экологизация картонного производства

Ростов-на-Дону

ЗАДАНИЕ

ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ

По дисциплине «Промышленная экология»

Тема работы «Экологизация производства картона на ЗАО «Картонтара»

Срок сдачи работы - 30.11.2008г.

Исходные данные к работе. В работе необходимо разработать мероприятия по экологизации производства картона. ЗАО «Картонтара» относится к предприятиям целлюлозно-бумажной промышленности. Располагается в г. Майкопе. Производительность предприятия - 180 тонн картона и бумаги в сутки. Вид загрязняющего водоемы вещества - органические вещества (оцениваемые по БПК), влияющие на содержание в водоеме кислорода. Количество сточных вод, согласно исследованиям. Вид обезвреживаемого выброса - волокно-коалинсодержащие сточные воды. Концентрация загрязняющих веществ принимается в соответствии с данными справочника проектировщика «Канализация населенных мест и промышленных предприятий». Технологическая схема очистных сооружений разрабатывается для производственных сточных вод с учетом справочных и литературных данных.

Сброс очищенных сточных вод производится в городские водоотводящие сети. Вид твердых отходов, класс опасности которых определяется - осадки, образующиеся при очистке производственных сточных вод.

4. Консультанты по работе:

5. График индивидуальных консультаций

6. Дата выдачи задания 3.11.2008г

Руководитель работы

Задание получил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Краткое описание технологического процесса производства

Места образования и агрегатное состояние отходов производства

Влияние отходов данного предприятия на качество окружающей среды. Обоснование предложений утилизации промышленных отходов

Расчет масс загрязняющих веществ в сточных водах промпреприятия

Выбор и обоснование технологической схемы обезвреживания жидких отходов промпредприятия

Составление балансовой схемы по воде

Определение класса опасности промышленного отхода

Заключение

Список используемой литературы

сточный вода производство отходы

ВВЕДЕНИЕ

Во все времена поселения людей и размещение промышленных объектов реализовывались в непосредственной близости от пресных водоемов, используемых для питьевых, гигиенических, сельскохозяйственных и производственных целей. В процессе использования воды человеком она изменяла свои природные свойства и в ряде случаев становилась опасной в санитарном отношении. Впоследствии с развитием инженерного оборудования городов и промышленных объектов возникла необходимость в устройстве организованных способов отведения загрязненных отработавших потоков воды по специальным гидротехническим сооружениям.

В настоящее время значение пресной воды как природного сырья постоянно возрастает. При использовании в быту и промышленности вода загрязняется веществами минерального и органического происхождения. Такую воду принято называть сточной водой.

В зависимости от происхождения сточных вод они могут содержать токсичные вещества и возбудители различных инфекционных заболеваний. Водохозяйственные системы городов и промышленных предприятий оснащены современными комплексами самотечных и напорных трубопроводов и других специальных сооружений, реализующих отведение, очистку, обезвреживание и использование воды и образующихся осадков. Такие комплексы называются водоотводящей системой. Водоотводящие системы обеспечивают также отведение и очистку дождевых и талых вод. Строительство водоотводящих систем обусловливалось необходимостью обеспечения нормальных жилищно-бытовых условий населения городов и населенных мест и поддержания хорошего состояния окружающей природной среды.

Особое значение имеет развитие современной системы водоотведения бытовых и производственных сточных вод, обеспечивающих высокую степень защиты окружающей природной среды от загрязнений. Наиболее существенные результаты получены при разработке новых технологических решений в вопросах эффективного использования воды систем водоотведения и очистки производственных сточных вод [1].

В процессе водоподготовки и водоочистки используют как физико-химические, так и биологические методы. Для того чтобы правильно подобрать технологическую схему очистки природной или сточной воды, необходимо знать технологию производства и механизмы очисток.

В данной курсовой работе рассматривается предприятие ЗАО «Картонтара», так как сточные воды этого производства, сбрасываемые в городской коллектор, содержат различные загрязнения: растворенные органические вещества, волокно, каолин. Органические загрязнения стоков предприятия обусловлены поступлением в сточные воды в основном разбавленных щелоков, а также продуктов деструкции целлюлозы при ее отбелке и облагораживании [2]. Сбрасывание производственных сточных вод в городские водоотводящие сети способствует увеличению нагрузки на очистные сооружения города. Поэтому на данном предприятии целесообразно проектирование собственных систем очистки.

Целью курсовой работы является подбор способа очистки производственных сточных вод и определение класса опасности отходов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

ПРОИЗВОДСТВА

Сырьем для производства картона является древесная щепа мягколиственных пород (осина, береза, тополь, ольха), дополнительным сырьем является макулатура. Для изготовления картона для плоских слоев гофрокартона и бумаги для гофрирования используют также макулатуру марок МС-6 (старый гофрокартон или обрезки) и МС-7 (смешанный картон) или целлюлозу. В массу может дополнительно вводиться клей и сернокислый алюминий (глинозем). Примерные нормы расхода: глинозем-1,2 кг/т, клей - 4,5 кг/т, нейтральный крахмал - 4 кг/т.

После варки пропаренная, размягченная щепа поступает на мельницы горячего размола, далее - на рафинеры. После смешивания с обработанной таким же образом макулатурой, бумажная масса откачивается в картонный цех для получения картона, где после барабанов отстоя поступает на картоноделательную машину.

Роспуск макулатуры производится в гидроразбивателе при концентрации массы 10-14%. Из гидроразбивателя масса насосом перекачивается через смесительный ящик в бассейн. Концентрация массы в бассейне 3,0-3,5%. Из бассейна масса подается на вихревой очиститель высокой концентрации, где производится очистка от крупных включений, и далее на гидроразбиватель (турбосепаратор) на сортировку и дороспуск. На этом этапе происходит очистка от скотча, пленок и т. д. Отходы от гидроразбивателя сортирующего отводятся на вторую ступень сортирования - вибрационную сортировку.

После гидроразбивателя сортирующего, масса поступает во второй массный бассейн, из которого насосом подается на пульсационную мельницу на дороспуск. Далее масса подается на дополнительное сортирование.
Сортирование производится на напорной сортировке, имеющей сито с щелевыми отверстиями шириной 0,3-0,35 мм. Отходы от напорной сортировки отводятся на вторую ступень сортирования - вибрационную сортировку. Отсортированная масса подается в композиционный бассейн. В этом бассейне в массу вводится крахмал и канифольный клей.

Из композиционного бассейна масса подается для окончательного размола на две последовательно установленные дисковые мельницы. После мельниц масса поступает в машинный бассейн.

Из машинного бассейна масса через бак постоянного уровня поступает на смесительный насос, где разбавляется до концентрации 0,6-0,8%, и подается на систему вихревых конических очистителей, на которых производится очистка от мелких включений не волокнистого характера.

В напорный ящик картоноделательной машины масса, с дополнительно введенным глиноземом, поступает через узлоловитель, на котором производится очистка от мелких волокнистых включений. Сортирование производится на узлоуловителе, имеющем сито с отверстиями диаметром 2,2 мм.

Пройдя все этапы подготовки - роспуск, очистку, бумажная масса подается в емкость формовочной машины. Сетчатая матрица пресс-формы с заданной оператором цикличностью опускается в емкость с массой и с помощью вакуума набирает на себя необходимое количество массы, после чего выходит из емкости. Далее из формующегося изделия через специальные отверстия в матрице, с помощью вакуума, происходит удаление большей части воды. Сформованное изделие подается на сушку. Из сушильной камеры, изделие подвергается горячей прессовке, чтобы избежать дальнейшей деформации изделия. Высушенное до необходимой степени готовое картонное полотно подается в гофроцеха. В гофроцехах из картонного полотна после обрезки, гофрирования, склейки и формовки получают картонную упаковочную тару. Для склейки используется крахмальный клей.

Ролевая продукция - картон и бумага для гофрирования. Гофрокартон и продукция из него в широком ассортименте: четырехклапанные ящики с белым и бурым покровным слоем, с профилем «В», «С», и «ВС».

МЕСТА ОБРАЗОВАНИЯ И АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Почти на всех этапах технологического процесса производства картона образуются твердые, жидкие и газообразные отходы. Эти отходы приводят к потере исходного сырья, а также изменяют абиотические факторы окружающей среды.

При производстве картона загрязненные сточные воды образуются:

при подготовке и приготовлении картонной массы с добавкой проклеивающих веществ (канифольного клея, глинозема) и наполнителей (каолина, талька, гипса, мела и др.)

при выработке картона на машинах (регистровые и подсеточные воды);

при переработке, очистке и облагораживании макулатуры.

ВЛИЯНИЕ ОТХОДОВ ДАННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ НА КАЧЕСТВО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЙ УТИЛИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Твердые отходы картонного производства представлены корой, сучками, щепой, опилками. Они составляют значительную часть и в зависимости от технологии производства могут достигать 40% от исходного сырья. Попадая в водоем, древесные отходы осаждаются на дне, что может привести к изменению характера речного потока. Находящаяся в воде кора попадает в жабры рыб, приводя к их гибели, ухудшая качество и состав воды из-за выделения смолистых веществ при ее разложении. На разложение коры расходуется кислород. Тем самым снижается его концентрация в воде, что может привести к образованию локальных аэробных зон и гибели аэробной водной биоты.

Одним из основных методов утилизации твердых отходов является получение искусственной древесины. Некондиционные отходы используют в качестве топлива, сосновая стружка может быть использована как фильтрующий материал для доочистки нефтесодержащих сточных вод, древесные опилки используют для получения керамзита.

Газопылевые отходы представлены выбросами в атмосферу серосодержащих и хлорсодержащих газов, паров щелочи и т.д. Газообразные отходы загрязняют атмосферу, являются причиной образования кислотных дождей, которые влияют на геохимическую обстановку педосферы, изменяя растворимость металлов, уменьшая буферную емкость почв и пр.

Газообразные выбросы подвергают рекуперации. Для рекуперации газообразной серы ее улавливают щелочным технологическим раствором. Последующее использование щелока с уловленными отходами снижает потери сырья и материалов.

Жидкие отходы - волокносодержащие сточные воды загрязнены в основном взвешенными веществами, представляющими собой древесные волокна. Сброс волокносодержащих сточных вод в водоемы приводит к снижению концентрации растворенного кислорода, образованию локальных анаэробных зон, загниванию волокна в анаэробных условиях, выделению углекислого газа, метана, сероводорода, изменению условий существования водной биоты. Продукты гниения волокна отравляют атмосферный воздух. Волокносодержащие сточные воды обязательно подвергают очистке, внутри цехов реализуют механическую очистку, используя отстойники, сетчатые фильтры, вакуум - фильтры, флотационные установки. Механическая очистка обеспечивает снижение содержания взвешенных веществ до нормативных концентраций (200 мг/л), допускаемых к сбросу в коллекторы внеплощадных сетей. На скорость и полноту выделения взвешенных веществ в осадок влияет их концентрация и значения pH системы. При pH 4,5 происходит более полное - до 97,5% выделение волокна; при pH 7,6 выделяется в осадок всего 8,9%. Концентрированные суспензии более эффективно расслаиваются, чем слабо концентрированные. В последнем случае для повышения эффективности расслоения используют коагулирование. В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий, гидроалюминат натрия, сернокислое железо, а также синтетические флокулянты.

Щелокосодержащие сточные воды содержат до 80% органических веществ, кроме того щелока содержат ртуть, селен и их соли. Эти вещества даже в ничтожных количествах (менее 0,001%) способствуют подавлению биологических процессов в искусственных и естественных условиях. Основным направлением в ликвидации щелокосодержащих сточных вод является наиболее полная утилизация ценных продуктов с последующей очисткой сточных вод от остаточных загрязнений. Из сульфитных щелоков получают этиловый спирт - в щелоках содержится до 2,5% сахаров, из этого количества 60-70% способны сбраживаться в спирт. Количество получаемого спирта составляет до 90 литров на тонну целлюлозы. Перед сбраживанием щелок нейтрализуют. Лигносульфоновая кислота, другие органические кислоты и сахара, неспособные к сбраживанию, используют в качестве сырья для выращивания кормовых дрожжей. При химической обработке лигносульфонового комплекса сульфитных щелоков возможно получение ванилина, фенола, органических кислот. При этом может быть обеспечена утилизация 95-97% щелоков с высокой степенью выхода дополнительных продуктов. Комплексная переработка щелоков позволяет снизить значение БПК5 до 50%. Однако остаточные концентрации загрязняющих веществ в щелокосодержащих сточных водах остаются высокими, несмотря на мероприятия по утилизации, и возможность выпуска сточных вод без доочистки в водоемы или в городские коллекторы исключается. Очистка сточных вод осуществляется в основном биологическими методами в искусственных условиях. После очистки сточных вод до значения БПК5 менее 20 мг/л возможно их возвращение в производственный цикл [1].

РАСЧЕТ МАСС ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ ПРОМПРЕДПРИЯТИЯ

На основании [1] приводятся удельное количество сточных вод (образующихся на единицу выпускаемой продукции) и концентрации загрязняющих веществ. Данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Концентрации загрязняющих веществ

Загрязняющее вещество	Концентрация
Взвешенные вещества, мг/л	250
Сухой остаток, мг/л	3900
Прокаленный остаток, мг/л	1800
БПК5, мг О2/л	800
ХПК, мг О/л	4000

Удельное количество сточных вод - 17 м3/т;

pH - 6,5;

Перманганатная окисляемость - 2500 мг О/л;

Цветность - 750 град. ПКШК;

Суточное количество производимой продукции - 180 т/сут.

Массы загрязняющих веществ определяют согласно уравнению:

Mi = Q Ci , т/сут,

где M - масса i - го загрязнения, т/сут; Q - суточный расход сточных вод,

Q = q N = 17*180 = 3060 м3/сут,

где q - удельный расход сточных вод, м3/т; N - суточное количество производимой продукции; Ci - концентрация i-го загрязнения, мг/дм3.

Масса взвешенных веществ по производству:

Мвз.в-в=10-6 *3060*250=0,765 т/сут

Масса органических загрязнений по БПК5:

МБПК5=10-6*3060*800=2,448 т/сут

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ ПРОМПРЕДПРИЯТИЯ

В практике очистки производственных сточных вод применяются механические, физико-химические и биологические методы. Физико-химические методы носят вспомогательный характер и используются в качестве первого этапа до направления вод на биологическую очистку или как окончательный этап очистки сточных вод перед выпуском в водоем.

Сточные воды, направляемые на очистные сооружения, предварительно очищают от взвешенных веществ и крупных отбросов. С этой целью в составе очистной станции предусматриваются сооружения механической очистки: решетки, песколовки, усреднители и отстойники.

Решетки служат для извлечения из сточных вод крупных отбросов - бумаги, тряпок, обрывков целлофана и т.д. Отбросы, снятые с решеток, как правило, сбрасываются в металлические бочки с крышками, которые периодически вывозят автотранспортом на специальные площадки для компостирования.

Песколовки устраивают при расходе сточных вод более 100 м3/сут. В песколовках, кроме песка, задерживаются осколки стекла и другие минеральные примеси, а также грубодисперсные органические взвешенные вещества. Количество осадка, задерживаемого в песколовках, составляет 0,02% от расхода сточных вод при влажности песка, подсушенного на песковых площадках, 60%.

Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений необходимо усреднение поступающих сточных вод по концентрации загрязняющих веществ или по расходу воды, а иногда и по обоим показателям одновременно. В зависимости от этих требований назначается тип усреднителя. В нашем случае выбираем усреднитель по расходу воды.

Усреднитель служит для выравнивания концентрации сточных вод, поступающих на биологическую очистку, и рассчитан на двухчасовой приток сточных вод. Для перемешивания сточных вод и предотвращения процессов загнивания органических веществ сточные воды аэрируют. Воздух в усреднитель подают через дырчатые трубы, интенсивность аэрации составляет 5 м3/м2*ч.

Перед поступлением сточных вод на биологическую очистку и необходимости их очистки от взвешенных веществ на 50-70% рекомендуется применять отстойники радиального типа. Для первичных отстойников могут быть приняты следующие расчетные параметры:

продолжительность отстаивания - 4 часа;

эффективность осветления - 60%.

Снижение БПК5 в первичных отстойниках без добавления реагентов или активного ила может быть принято равным 10%. Для более глубокой механической очистки (более 60%) возможно применение химических реагентов. В качестве реагента используем сернокислый алюминий, что позволяет снизить концентрацию БПК5 на 25%; концентрацию взвешенных веществ - на 45%; цветность - на 20%.

Сточные воды, поступающие в аэротенки, должны имеет величину pH в диапазоне 6-8 и содержание биогенных солей в соотношении БПК5 : N : P = 100 : 4 : 1.Так как сточные воды картонного производства имеют недостаточное количество азота и фосфора, то предусматривается смеситель биогенных добавок, куда вводим 5% раствор водного аммиака и аммофоса.

После добавления биогенных добавок сточная вода поступает в аэротенк - смеситель, в который очищаемую воду и возвратный активный ил подают сосредоточенно с одной из торцовых сторон аэротенка, а выпускают также сосредоточенно с другой торцовой стороны.

Приведем укрупненный расчет аэротенка - смесителя с регенератором. Исходные данные:

Q = 2922,323 м3/сут ; Len = 600 мг О2/л ; Lex = 20 мг О2/л ; Cвз.в. =137,5 мг/л.

ai =3 г/л, s = 0,16, сmax = 650 мгБПКполн/(г*ч), К1 = 100 мгБПКполн/л, К0 = 1,5 мг О2/л, ц = 2 л/г, С0 = 2 мг/л.

где Q- суточный расход воды, поступающей на аэротенк; Len - БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды; Lex - БПКполн очищенной воды; Cвз.в. - концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей на аэротенк; ai - доза ила, зависящая от концентрации в-в (по сухому веществу)[3]; s-зольность ила [3]; сmax - максимальная скорость окисления, мг/(г*ч),[3]; K1-константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ мгБПК/л [3]; K0 - константа характеризующая влияние кислорода, мгО2/л, определяется из [3]; ц - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г[3]; Co- концентрация растворенного кислорода, мг/л.

Определим скорость регенерации с:

с = ;

с = = = 13,76 мг БПК/(г*ч) ;

Время пребывания сточных вод в аэротенке рассчитывают по формуле:

tаэр = = = =16,72 ч

Определяем нагрузку на ил qил, мгБПК/(г*ч):

q = = = = 330,41

Далее находим степень рециркуляции активного ила Ri:

Ri = = = = 0,87 = 87%

где Ji - иловый индекс, смі/г, определяется по [3] Ji=155 смі/г

Продолжительность окисления органических загрязняющих веществ tо, ч, определяется по формуле:

tобщ =

где ar - доза ила в регенераторе, г/л

ar = ai*( +1) = 3*( +1) = 4,72 г/л

tобщ = = =12,22 ч

Продолжительность обработки воды в аэротенке tat, ч, находится по следующей формуле:

tat = lg = lg = 1,44*lg 30 = 2,13 ч

Продолжительность регенерации tr, ч, определяем:

tr = tобщ-tat = 12,22-2,13 = 10,09 ч

Вместимость аэротенка Wat, м3 :

Wa t= tat*(1+Ri)*qw ; qw = Qсут/24 = 2918,53/24 = 121,6 м3/ч,

где qw - расчетный расход сточных вод, мі/ч

Wat = 2,13*(1+0,87)*121,6 =484,36 мі

Вместимость регенератора Wr, м3 :

W r= tr*Ri*qw = 10,08*0,87*121,6 =1066,4 м3

Прирост активного ила Рi, мг/л :

Pi = 0,8*Cв.в+Kg*Len =0,8*137,5+0,3*600 = 290 мг/л = 0,29 кг/м3

где Kg - коэффициент прироста, Кg = 0,3 [3]

Масса избыточного ила:

Gизб = Pi*Qсут = 0,29*2918,53 = 846,37 кг/сут = 0,846 т/сут

Объем воды уходящей с осадком:

qос = = = = = = = 79158,3 л/сут = 79,158 м3/сут

аос = 10 г/л ; авын = 20 мг/л = 0,02 г/л = 20 г/м3

Параметры аэротенка-смесителя:

qw = Qсут/24 = 121,6 м3/ч - часовой расход;

V = qw*tat = 121,6*2,13 = 259 м3 - объем аэротенка,

H=4,5м - рабочая глубина аэротенка,

B=4,5м - ширина аэротенка,

F=V/H=259/4,5 = 57,56 м2 - площадь аэротенка.

Избыточный ил из вторичного отстойника поступает в стабилизатор. Активный ил нуждается в стабилизации, т. к. из-за высокой влажности и значительного содержания белковых веществ сбраживается менее интенсивно с более низким газовыделение, чем осадки из первичных отстойников.

Аэробная стабилизация - это сложный биохимический процесс, в результате которого происходит распад (окисление) основной части органических беззольных веществ осадка. Оставшееся органическое вещество осадка является стабильным - неспособным к последующему разложению (загниванию).

Избыточный ил из стабилизатора поступает в илоуплотнитель, где его влажность снижается от 99,8% до 97%.

Вода из вторичного отстойника требует обесцвечивания. Для этого предусмотрен блок физико - химической очистки (смеситель реагентов, камера хлопьеобразования, горизонтальный отстойник). В качестве реагентов используют коагулянт - сернокислый алюминий в сочетании с флокулянтом ПАА.

Из горизонтального отстойника очищаемая вода поступает на доочистку (фильтр с песчаной загрузкой и фильтр с активированным углем), где достигает требуемых параметров.

Осадки из первичного отстойника, илоуплотнителя и отстойника обесцвечивания поступают в общий резервуар (накопитель) и далее на фильтр - пресс, где влажность осадка снижается до 78%.

Воду из илоуплотнителя и фильтр - пресса направляют в усреднитель.

СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСОВОЙ СХЕМЫ ПО ВОДЕ

Исходные сточные воды имеют следующие параметры:

Среднесуточный расход воды Q = 3060 м3/сут,

БПК5 = 800 мгО2/л,

Цветность = 750 град ПКШК,

Концентрация взвешенных веществ Св.в. = 250 мг/л.

Первым этапом очистки является прохождение сточных вод через решетку. Здесь задерживаются крупные примеси, поэтому параметры сточных вод не меняются.

БПК=800 мгО2/л БПК=800 мгО2/л

Св.в=250 мг/л Св.в=250 мг/л

Ц = 750 град ПКШК Ц = 750 град ПКШК

Qисх=3060 м3/сут Q1=3060 м3/сут

Далее сточные воды поступают на песколовку:

БПК=800 мгО2/л БПК=800 мгО2/л

Св.в= 250 мг/л Св.в=250 мг/л

Q1=3060 м3/сут Q2=2913,12 м3/сут

Ц = 750 град ПКШК Ц = 750 град ПКШК

Nпр = Qсут/Qсут.1ч = 3060/0,25=12240 чел

Так как влажность песка составляет 60%, то

Gпеск = Nпр*0,02 = 12240*0,02 = 244,8 л

0,02 - количество песка, л/сут, на одного человека [3].

244,8 л -100%

Х - 60%

Х = qпес = 244,8*60/100=146,88 м3/сут - расход сточных вод, уносимых с песком.

Q2=Q1 - qпес =3060 -146,88 = 2913,12 м3/сут

После песколовки сточные воды направляют в усреднитель. В нем параметры сточных вод не меняются:

БПК=800 мгО2/л БПК=800 мгО2/л

Св.в= 250 мг/л Св.в=250 мг/л

Q1=3060 м3/сут Q2=2913,12 м3/сут

Ц = 750 град ПКШК Ц = 750 град ПКШК

Далее сточные воды поступают в первичный отстойник, куда для снижения БПК5, Св.в., Ц вводят реагент ОХА (26% по Al2O3). Доза реагента по Al2O3 10 м/л = 10 г/м3

10 г/м3 - 26%

Х - 100% Х - количество ОХА

Х = 10*100/26 = 38,46 г/м3

Q2*38,46 г/м3 = 2913,12 м3/сут *38,46 г/м3 =112,038 кг/сут

Необходим 2,5% раствор реагента:

25 кг - 1 м3

112,038 кг - Х

Х = qреаг = 112,038*1/25 = 4,48 м3/сут

Общий объем воды в первичном отстойнике: 4,48+2913,2 = 2917,68 м3/сут

Влажность осадка - 96%

Эффективность удаления взвешенных веществ - 45%; БПК - 25%; цветности - 20%.

Gв.в. = mв.в.* Эв.в. = 0,765 * 0,45 = 0,344 т/сут

0,344 т/сут - 4%

Х - 96%

Х = 0,344*96/4 = 8,256 т/сут

qос = 8,256 т/сут /1 т/м3 = 8,256 м3/сут

Объем воды, вышедший из первичного отстойника, составит:

2917,68-8,256 = 2909,42 м3/сут

БПК=800 мгО2/л БПК = 800*0,75 = 600 мгО2/л

Св.в=250 мг/л Св.в=250*0,55 = 137,5 мг/л

Q2=2913,12 м3/сут Q3 = 2909,42 м3/сут

Ц = 750 град ПКШК Ц = 750* 0,8 = 600 град ПКШК

Рассчитаем количество воды поступающей в смеситель биогенных добавок: 100 БПК : 4N : 1P

Q = 2909,42 м3/сут;

Len = 600 мгО2/л;

Lex = 20 мгО2/л;

? = 580 мгО2/л.

G = 580*2909,42=1687463,6 г/сут = 1687,4636 кг/сут

100 кг - 4 кг

1687,4636 - Х

Х = 67,5 кг N

По таблице 16.8 [3] выбираем водный аммиак с содержанием NH4OH =25%.

NH4OH - N2

33 кг - 24 кг

Х - 67,5 кг

Х=92,93 кг

Тогда общее количество технического продукта составит:

92,93 кг - 25%

Х - 100%

Х=371,72 кг/сут

Готовим 5% -ный раствор:

50 кг - 1 м3

371,72 кг - Х

Х=qбп=7,43 м3/сут

Рассчитаем необходимое количество раствора по фосфору:

100 кг - 1 кг Р

1687,463 кг - Х

Х=16,88 кг Р

По таблице 16.8 выбираем аммофос с содержанием Р2О5 =46%.

Р2О5 - Р2

142 кг - 62 кг

Х - 16,88 кг

Х=38,66 кг - 46%

Gаммофос - 100%

G=84,04 кг/сут

Готовим 5% - ный раствор:

50 кг - 1 м3

84,04 кг - qбп

q=1,68 м3/сут

=7,43+1,68=9,11 м3/сут

На выходе из смесителя будут следующие показатели:

БПК = 600 мгО2/л БПК = 600 мгО2/л

Св.в= 137,5 мг/л Св.в= 137,5 мг/л

Q3 = 2909,42 м3/сут Q4 = 2909,42+9,11 = 2918,53 м3/сут

Ц = 600 град ПКШК Ц = 600 град ПКШК

Далее сточные воды поступают в аэротенк-смеситель с вторичным отстойником и регенератором. Влажность осадка 99,7%.

Gизб.ила = 0,846 т/сут; qос = 79,158 м3/сут

На выходе из вторичного отстойника сточная вода будет иметь следующие показатели:

БПК = 20 мгО2/л

Q4 = 2918,53-79,158 = 2839,37 м3/сут

Для обесцвечивания вводят ОХА и для интенсивности процесса коагуляции полиакриламид (ПАА). Влажность шлама, выходящего из отстойника обесцвечивания - 99,7%. Количество воды, уходящей со шламом из отстойника, равно по объему 10% расхода сточных вод [4].

Ц = 600 град ПКШК

Дозу Al2(SO4)3 принимаем по формуле 6 [3]:

Дк = 4 = 4* = 97,98 мг/л

Т. к. в технологической схеме предусмотрен угольный фильтр, то доза коагулянта может быть снижена на 15% [3]. Следовательно, Дк = 97,98*0,85 = 83,28 мг/л по Al2(SO4)3.

Al2 (SO4)3 - Al2O3

342 кг - 102 кг

83,28 кг - Х

Х = 24,84 мг/л по Al2O3

ОХА содержит примерно 40 % Al2O3.

24,84 мг/л - 40%

Y - 100%

Y = 62,1 мг/л по ОХА

При использовании ОХА полученную дозу коагулянта можно снизить еще на 10%. Дк = 62,1*0,9 = 55,89 мг/л = 55,89 г/м3.

Суточное количество реагента qреаг = 55,89*2839,37 м3/сут = 158692,39 г/сут =158,69 кг/сут.

Для 5% - ного раствора:

50 кг - 1 м3

158,69 кг - Х

Х = 3,174 м3/сут

После ОХА добавляют 5% -ный раствор ПАА. Д =1,5 мг/л =1,5 г/м3 [4].

Дсут = 1,5 г/м3*2839,37 м3/сут = 4259,1 г/сут = 4,259 кг/сут.

Для 5% -ного раствора:

50 кг - 1 м3

4,259 кг - Х

Х = 0,0852 м3/сут

qк+ф = 3,174+0,0852 = 3,2592 м3/сут.

В горизонтальный отстойник поступит Q5 = 3,2592+2839,37 = 2842,63 м3/сут.

Qос = 0,1*Q5 = 0,1*2842,63 = 284,26 м3/сут

Q6 (на выходе из отстойника) = 2842,63-284,26 = 2558,37 м3/сут.

Т. к. влажность осадка = 99,7 %, то Gв.в.= 284,26*0,003=0,8528 т/сут.

На выходе из отстойника сточная вода будет иметь следующие характеристики:

БПК =20*0,65 = 13 мг О2/л (БПК снижается на 35 % )

Ц = 600* 0,5 = 300 град ПКШК (снижается на 50%)

Далее сточные воды поступают на доочистку. На выходе БПКполн = 3 мгО2/л, концентрация взвешенных веществ составляет 5,0 мг/л.

Избыточный ил, поступающий в стабилизатор, состоит из органической части (84%) и минеральной (16%). Сначала находим Gос.стаб.:

Gос= 79,158*0,03/99,7 = 0,238 т/сут

Gорг = 0,238*0,84 = 0,2 т ; Gмин=0,238*0,16 = 0,038 т

Gорг в стабилизаторе уменьшится на 30%:

Gорг = 0,2- 0,2*0,3 = 0,14 т

Gос.стаб.= 0,14+0,038= 0,178т

В стабилизаторе влажность осадка увеличится с 99,7% до 99,8%

0,178 т - 0,2%

qос - 99,8%

qос = 88,82 т/сут = 88,82 м3/сут

В илоуплотнителе влажность осадка снизится с 99,8% до 97%:

88,82 м3/сут - 99,8%

Х - 97%

Х =86,33 м3/сут - qос

Gос =86,33*3/97 = 2,67 т/сут

q = 88,82 м3/сут - 86,4 м3/сут =2,49 м3/сут - в усреднитель

В приемную камеру фильтр-пресса поступает:

Gп.отс.=0,344(0,258 при вл. 97%) т/сут, Qп.отс=8,256(8,342) м3/сут

Gил=2,67 т/сут, Qил=86,4 м3/сут

Gгор.отс=0,8528(8,528) т/сут, Qгор.отс.=284,26(276,56) м3/сут.

Таким образом:

Gфп=0,258+2,67+8,528=11,456 т/сут

Qфп=8,342+86,4+276,56=371,302 м3/сут.

Фильтр-пресс снижает влажность осадка до 78%:

371,302 - 97%

Х - 78%

Х=298,57 м3/сут - qкек

Qвфп=Qфп-Qкек=371,302 - 298,57=72,732 м3/сут - расход ст.вод, удаляемых от фильтр-пресса в усреднитель.

По выше приведенным вычислениям можно представить баланс:

Qисх+Qр1+ Qбп+Qр2=Qоч+Qп+Qвфп+Qил-ус+Qкек

3060+4,48+9,11+3,2592 = 2558,37+146,88+72,732+2,42+298,57,

3076,84 = 3078,97, м3/сут

? = 2,132, м3/сут < 5%

Балансовая схема представлена на рисунке 2.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛАССА ОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОТХОДА

Порядок определения класса опасности отхода расчетным путем производится на основе эколого-гигиенических параметров компонентов отхода. Расчетный способ определения класса опасности отхода основан на математическом моделировании экологической безопасности компонентов отхода и выполняется по методике [5].

Применения данной модели основано на описании поведения каждого компонента, входящего в состав отхода, по средствам использования относительных показателей оценки, определяющих его экологическую безопасность. Для определения уровня экологически безопасного состояния используют показатели и соответствующие им статистические веса. Первоначальное число показателей принято 12, значения показателей определяют по литературным данным. В справочной литературе может не оказаться значения всех 12 показателей, в этом случае оценка производится по количеству определенных показателей - n. Для адекватной оценки экологической безопасности данного отхода в систему показателей включается дополнительный показатель, в оптимальном варианте - 13-й, он показывает достаточность и полноту степени исходной информации по выбранным показателям. Таким образом , число показателей оценки будет n+1. основные показатели оценки приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Основные показатели оценки [6]

Показатели оценки экологической безопасности компонента отхода	Компонент отхода
	Al
	Величина показат.	Баллы
ПДКп (мг/кг) ПДК с.р (мг/л) ПДК р.з (мг/м3) ПДК с.с. (мг/м3) Кл. опасности в воде Кл. опасности в раб. Зоне Кл. опасности в атмосфере DL50 (мг/кг) CL50 (мг/м3) Lg S/ПДКв Lg Cнас/ПДК р.з. Концерогенность Показатель информационной безоп-ти	- 0,2 - 0,01 3 3 3 - - 1 - не концерогенен 0,58	- 3 - 1 3 3 3 - - 3 - 4 -

Все показатели связаны с каждым уровнем экологической безопасности отхода таким образом, что данный уровень является объединяющим, посредствам которого показатели можно сопоставить друг с другом и привести к одному эквивалентному показателю оценки компонента отхода. Каждый относительный показатель оценки экологической безопасности отхода, отражающий ее уровень в системе эквивалентных показателей оценки, равен баллу, соответствующему цифровому значению этого уровня из числа четырех. На практике компоненты в массе отхода находятся в определенном взаимодействии, обуславливающем состояние безопасности или опасности отхода в целом, поэтому для адекватной оценки экологической безопасности в данную математическую модель вводят величину унифицированного норматива экологической безопасности компонента отхода (W), который представляет собой предельно допустимую концентрацию компонента в отходе, не оказывающую отрицательного воздействия на окружающую среду и человека. Абсолютное значение указанного показателя для каждого компонента зависит от определенных допустимых стандартных условий, в качестве стандартных принимают следующие условия:

- для химического соединения, которое обладает минимальной опасностью для окружающей среды и человека, принимают значение W=106мг/кг отхода;

- для наиболее экологически опасного химического соединения отхода принимаем значение W+1 мг/кг.

Таким образом, все химические соединения или компоненты отхода в зависимости от абсолютного значения норматива их экологической безопасности в отходе (Wi) займут свое функциональное место в модели по отношению друг к другу. Для вычисления Wi :

определяют балльность соответствующего относительного показателя оценки его экологической безопасности в системе показателей (от 1 до 4);

вычисляют средневзвешенный относительный показатель оценки экологической безопасности компонента отхода по следующей формуле:

Xi=Pi/n+1,

Xi=20/7=2,86

где Xi - средневзвешенный относительный показатель оценки компонента отхода; Pi - количество баллов для каждого i-го показателя оценки любого компонента, входящего в отход; n - количество показателей, по которым найдена информация.

рассматривают зависимость между Xi и Zi - приведенный унифицированный показатель оценки экологической безопасности.

Указанная зависимость выражается соотношением:

Zi=4Xi/3-0,33

Zi=3,48

устанавливают закономерность между абсолютным значением норматива экологической безопасности i-го компонента отхода Wi и унифицированным относительным показателем оценки i-го компонента отхода Zi и выражают логарифмической зависимостью:

4-, для 1<Zi<2

Lg Wi= Zi, для 2<Zi<4

2+, для 4<Zi<6

переводят логарифм в действительную величину Wi (Wi=103,48=3019,95).

Для установления класса опасности рассчитывают индекс опасности каждого его i-го компонента по формуле:

Ki=Ci/Wi

где Ki - индекс опасности i-го компонента отхода, безразмерная величина; Сi - действительная концентрация i-го компонента в отходе, мг/кг; Wi - унифицированный норматив экологической безопасности i-го компонента отхода, мг/кг.

Индекс опасности отхода в совокупности всех его компонентов рассчитывают по формуле:

K=Ki,

где К - индекс опасности отхода, безразмерная величина; i - номер, показывающий наличие различных компонентов в отходе; n - число компонентов в отходе. При этом принимается условие, что возможная сумма концентраций компонентов любого отхода должна быть:

С1+С2+.....+Cn=106 мг/кг.

От первичного отстойника:

Gотхода=258 кг/сут

G(Al2O3)= 10 г/м3 *2913,12 м3/сут = 29131,2 г/сут=29,131 кг/сут

М(Al2O3)=102 мг/л

М(Al)=27 мг/л, тогда

27 - 102 Х=27*29,131/102=7,71 кг=7710000 мг

Х - 29,131

Сi=7710000/258=29883,72 мг/л

Для горизонтального отстойника:

Gотхода=852,8 кг/сут

G(Al2O3)= 24,84 г/м3 *2842,6 м3/сут = 70610,18 г/сут=70,61 кг/сут

М(Al2O3)=102 мг/л

М(Al)=27 мг/л, тогда

27 - 102 Х=27*70,61/102=18,69 кг=18690000 мг

Х - 70,61

Сi=18690000/852,8=21916,04 мг/л

CFe = 29883,72 мг/л+21916,04 мг/л = 51799,76 мг/л

Следовательно,

Кi=51799,76/3019,95 = 17,153

Так как Кi находится в диапазоне от 10 до 100, то отход относится к 4 классу опасности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе рассматривалось предприятие целлюлозно-бумажной промышленности. На основании литературных данных была составлена технологическая схема очистки сточных вод, включающая сооружения механической, биологической и физико-химической очистки. Производственные сточные воды ЗАО «Картонтара» изначально загрязнены органическими и взвешенными веществами, для них характерна высокая цветность. После проведения предложенной схемы очистки загрязнения были снижены до ПДК.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Водоотведение и очистка сточных вод/ Ю.В.Воронов, С.В.Яковлев,.- М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006 - 704 с.

Канализация населенных мест и промышленных предприятий/ Справочник проектировщика. - М.: Стройиздат, 1981. - 639 с.

СНиП 2.04.03.85. Канализация. Наружные сети и сооружения/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 72 с.

Ласков Ю. М., Воронов Ю.В. Примеры расчетов канализационных сооружений -М.:Высш. Школа,1981. - 232 с.,ил.

Методические рекомендации и порядок расчета по определению класса опасности отхода / Государственный комитет санитарно- эпидемиологического надзора Российской Федерации.- М, 1995. - 24 с.

Вредные химические вещества / Справочник: ВЗ т. Л.: Химия, 1988.

Размещено на www.allbest.

...