Оценка системы водоснабжения предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

17

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по здравоохранению

и социальному развитию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Курский Государственный Медицинский Университет

Биотехнологический факультет

Кафедра химической и

биологической технологии

Курсовой проект

по промышленной экологии

Выполнила:

студентка 5 курса 1 группы Лосицкая О.С.

Проверила: доцент к.т.н. Атрепьева Л.В.

Курск 2006

Содержание

Введение 3

1. Оценка системы водоснабжения предприятия 5

1.1 Определение класса опасности предприятия 5

1.2 Оценка правильности установления размеров

санитарно-защитной зоны 5

1.3 Оценка качества воды в месте водозабора 7

1.4 Схема очистки воды до поступления на биологическую очистку 9

2. Оценка системы очистки газовых выбросов предприятия 12

2.1 Расчёт ПДВ, С_max, С_м.г. для бензола 12

2.2 Расчёт ПДК по физико-химическим показателям

и величине биологической активности химических связей 13

2.3 Расчёт массы угольного гранулята для очистки парогазовой

смеси от бензола 15

Заключение 16

Список используемых источников 17

Размещено на Allbest.ru

Введение

Постоянно усиливающееся загрязнение атмосферы связано с интенсивным развитием промышленности и энергетическим производством. В настоящее время во многих промышленно развитых странах и индустриальных центрах уровни загрязняющих выбросов превышают величины, к которым могут адаптироваться организм человека и биосфера. Это привело к уничтожению обширных лесных массивов, снижению производительности сельского хозяйства, создало угрозу здоровью населения.

Одной из важнейших проблем при охране окружающей среды от вредных выбросов в атмосферу, почву, воду не только фармацевтических предприятий, но и предприятий других отраслей, является защита воздушного и водного бассейнов, почвенных ресурсов от чрезмерных загрязнений. Развитие новых технологических процессов должно быть сбалансировано с разработкой технологии и аппаратуры, предотвращающих выбросы или ограничивающих их до допустимых выбросов.

Проблемы защиты атмосферы включают как общие задачи технологии, машиностроения, метеорологии, так и вопросы, решением которых могут заниматься узкие специалисты - математики, электронщики, программисты, статистики, врачи, инженеры, биологи.

Рассматривая загрязнения природы, необходимо учитывать индивидуальные характеристики различных веществ, так как меньший по масштабам источник выбросов может нанести более существенный ущерб окружающей среде, чем «традиционные» загрязняющие вещества.

На каждом предприятии фармацевтического синтеза необходимо установить причинно-следственные связи появления отрицательных факторов и найти оптимальные технические и экономические решения по их устранению или ограничению. Кроме того, необходимо решать и технические проблемы: выбор вида сырья для каждого производственного процесса, создание соответствующей технологии его переработки, включая методы управления и применения оптимальных практических мер для ограничения загрязняющих выбросов, а также измерительной техники для контроля за ними.

Итак, основные вопросы промышленной экологии связаны с тремя основными составляющими окружающей среды: атмосферой, гидросферой и литосферой; изучение влияния вредных выбросов в окружающую среду и определение мер предупреждения или ограничения этих выбросов.

Размещено на Allbest.ru

1. Оценка системы водоснабжения предприятия

1.1 Определение класса опасности предприятия

Все химико-фармацевтические предприятия относятся к 1 и 2 классу опасности. Расстояние от жилого массива до проектируемого предприятия для этих классов опасности допускается 0,5 км. Так как проектируемое мной предприятие планируется расположить на расстоянии 1800 м относительно жилого массива, то предприятие расположено, верно.

1.2 Оценка правильности установления размеров санитарно-защитной зоны

Целью установления зон санитарной охраны является защита скважины или грунтов скважины от попадания в них загрязнений. Загрязнения могут попасть в скважину как с поверхности земли, так и непосредственно в водоносный горизонт через ограждение скважины.

Проходя через грунты, покрывающие водоносный горизонт, вода фильтруется и очищается. Считается, что для обеззараживания воды, она должна проходить в течение 31 суток. Целью расчётов зоны санитарной охраны водоисточников является установление размеров границ, с которых вода проходила бы к скважине за время не менее 31 суток. Для подземных источников устанавливаются 2 пояса зоны санитарной охраны. Первый обеспечивает защиту скважины от попадания загрязнений с поверхности земли. Второй пояс - от попадания загрязнений непосредственно в водоносный горизонт, минуя перекрывающий грунт.

Скважина имеет зону санитарной охраны. Диаметр I 19 м, II пояса - 150 м. Глубина 18 м. Толщина водоносного горизонта (песок крупнозернистый с гравием и галькой) 5 м. Грунты, перекрывающие водоносный горизонт (до фильтра скважины): глина 1 м, суглинки 2 м, песок крупнозернистый с гравием и галькой 10 м. Статистический уровень воды в скважине 3,5 м. Определить правильность установления санитарно-защитной зоны и обоснованность расчёта размеров I и II поясов зоны санитарной охраны скважины.

1. Оценка правильности размеров I пояса.

1) Найдём длину пути фильтрации с границ I пояса

L = (b₁ + b₂ + b₃ + … + b_n) + ?_I = 18 + 19 = 37 м

2) Найдём максимально возможное понижение

Н = 18 - 3,5 = 14,5 м

Н - начало фильтрации - статистический уровень

3) Величина напорного градиента

4) Ожидаемая скорость фильтрации через грунты

По таблице 1.1 выбираем коэффициенты фильтрации в различных грунтах и поправочные коэффициенты к различным грунтам.

1 слой (глина): 0,15Ч0,39 = 0,05 м/сут

2 слой (суглинки): 0,5Ч0,39 = 0,195 м/сут

3 слой (песок разнозернистый с гравием): 20Ч0,39 = 7,8 м/сут

4 слой (песок крупнозернистый с гравием и галькой): 20Ч0,39 = 7,8 м/сут

5) Время прохождения воды с границ I пояса до фильтра скважины

Вывод: от края I пояса зоны санитарной охраны до фильтра скважины вода пройдёт за 32 дня, что значительно больше времени, необходимого для её полного обеззараживания.

2. Оценка правильности расчёта размеров II пояса.

(где а = 20; Н = 14,5; р = 6,6)

Вывод: от края II пояса зоны до фильтра скважины вода пройдёт за 12 дней. Это значительно меньше времени, необходимого для полного её обеззараживания. Следовательно, необходимо увеличить размер II пояса.

II пояс нужно увеличить на 99,6 м.

1.3 Оценка качества воды в месте водозабора

Водоснабжение осуществляется за счёт речной воды и подземных вод.

Показатели качества воды реки в месте водозабора:

на поверхности обнаруживаются плавающие плёнки, запах воды 3 балла, окраска в столбике воды 20 см не обнаруживается, рН 6,9, хлориды 2,5 мг/л, сульфаты 4,0 мг/л, растворимый кислород 5,3 мг/л, БПК полное 4 мг О₂/л, кислота бензойная 0,6 мг/л, диметил сульфоксид 0,15 мг/л, анилин 0,003 мг/л, циклогексан 0,03 мг/л, никель 0,2 мг/л, этилацетат 0,002 мг/л. Оценить качество воды в водоёме, в случае необходимости предложить схему очистки воды до качества, необходимого в производстве выбранного лекарственного препарата.

Решение.

В соответствии с правилами распределения вещества по лимитирующим признакам и для них найдём ПДК и классы опасности, составляем таблицу 1.

Таблица 1. Санитарно-токсикологический признак.

№ п/п	наименование	концентрация веществ в водоёме, мг/л	ПДК, мг/л	класс опасности
1	кислота бензойная	0,6	0,6	4
2	диметил сульфоксид	0,15	0,1	3
3	анилин	0,003	0,1	2
4	циклогексан	0,03	0,1	2
5	никель	0,2	0,1	3
6	этилацетат	0,002	0,1	2

В сумму включаем вещества II класса опасности

Органолептический признак - кислота бензойная .

В соответствии с полученными данными составляем таблицу № 2.

Таблица 2. Показатели качества воды в месте водозабора.

показатели	норматив	присутствие в воде	способ очистки
плавающие примеси на поверхности воды	-	плёнка на поверхности	маслоуловители жироловки нефтеловушки
запах	2 балла	3 балла	дезодорация
окраска в столбике 20 см	20°	не обнаружена	-
рН	6,5 - 7,5	6,5	-
общая концентрация растворённых солей	10 г/л	0,065 г/л	-
растворимый О2	4 - 6 г/л	5,3 мг/л	-
БПКполн при 20°С	3 мг О2/л	4 мг О2/л	-
хлориды	350 мг/л	25 мг/л	-
сульфаты	500 мг/л	40 мг/л	-

Вывод: вода водоёма соответствует гигиеническим требованиям (т.к. сумма отношений концентраций к ПДК не превышает 1 и концентрация бензойной кислоты не превышает ПДК), по другим требованиям она не достаточно чистая (присутствие плёнки на поверхности и запаха), поэтому перед применением её для хозяйственно-бытовых целей, необходимо провести процесс дезодорации и процесс улавливания плёнки с помощью маслоуловителей и жироловок.

1.4 Схема очистки воды до поступления на биологическую очистку

Сточные воды перед поступлением на биоочистку имеют следующий состав: рН 8,3; ХПК 18,5 г/л; БПК₅ 12,6 г/л; взвешенные вещества 0,98 г/л; сухой остаток 9,9 г/л; прокаленный остаток 3,2 г/л.

Предложить характер обработки сточной воды до поступления её на биологическую очистку. Данные сводим в таблицу 3.

Таблица 3.

Наименование стока	Показатели качества воды
	рН	ХПК г/л	БПК5 г/л		Взвеш. в-ва г/л	Сухой остаток, г/л	Прокаленный остаток, г/л
Сточные воды	8,3	18,5	12,6	68,1	0,98	9,9	3,2

Решение.

Сточные воды имеют щелочную среду (рН = 8,3), соответствующую предельно-допустимым показателям.

В воде присутствует небольшое количество нерастворимых в воде веществ (0,98 г/л), растворимые в воде неорганические (3,2 г/л) и органические (9,9 - 3,2 = 6,7 г/л) вещества, многоокисляющиеся органические примеси (БПК₅ = 12,6 г/л) и примеси, окисляющиеся лишь бихроматом калия (ХПК = 18,5 г/л; БПК₅ = 12,6 г/л), т.е. трудноокисляющиеся органические и неорганические вещества.

Биохимический показатель (68,1) ? 50 %, значит, вода будет поддаваться биохимическому окислению.

Результаты анализа сточных вод предприятия сводим в таблицу 4.

Таблица 4. Показатели качества сточных вод предприятия

Показатель	Норматив, характеристика	Количество	Способ очистки
рН	6,5 - 8,5	8,3	-
Взвешенные вещества	Нерастворимые вещества	0,98 г/л	Необходима коагуляция с помощью Al2(SO4)3
Прокаленный остаток	Растворимые неорг. вещества	3,2 г/л	В зависимости от характера примесей, допуст. 10 г/л
Сухой остаток	Нелетучие вещества Органические_вещества	9,9 г/л 6,7 г/л	-
БПК5	Многоокисляющиеся вещества	12,6 г/л	Биологическая очистка
ХПК	Трудноокисляющиеся орг. и неорг. вещества	18,5 г/л	В зависимости от характера примесей
	? 50 %	68,8 %	Вещества поддаются на биохимическую очистку

Схема очистки сточных вод.

1 - резервуар для сброса СВ; 2 - решётка для задержки грубодисперсных примесей; 3 - зернистый двухслойный фильтр; 4 - реактор для коагуляции; 5 - первичный отстойник; 6 - фильтр; 7 - аэротенк; 8 - вторичный отстойник; 9 - сушка;

10 - печь сжигания.

13

2. Оценка системы очистки газовых выбросов предприятия

Размещено на Allbest.ru

2.1 Расчёт ПДВ, С_max, С_м.г. для бензола

Одним из источников загрязнения атмосферного воздуха является бензол, который выбрасывается без предварительной очистки через трубу высотой 150 м, диаметр устья трубы 6,5 м. Объём выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси 100 м³/с, температура 105°С. Температура окружающего воздуха 25°С. Определить ПДВ, С_max, С_м.г. бензола в атмосферном воздухе.

1) (1)

- скорость выхода бензола из устья трубы.

f = 0,037 < 100 - выброс горячий.

2)

3)

n = 1, т.к. V_m > 2

4) х_max = dH (2)

V_m > 2

x_max = 150 · 25,149 = 632,472

5) (3)

где S₁ - параметр, который зависит от

(горячий выброс)

х = 1800 м

х_max = 632,472

6) С = С_max · S₁ = 0,03 · 0,55 = 0,016 мг/м³

7) ПДК = 0,2 мг/м³; С_ф = 0

8)

Ответ: ПДВ = 0,514 г/л; С_max = 0,03 мг/м³; С_м.г. = 5,14 м³/с.

2.2 Расчёт ПДК по физико-химическим показателям и величине биологической активности химических связей

1. М = 78,12 г/моль

d = 0,879

t_пл = 5,533°С

t_кип = 80,099°С

n_D = 1,501

lg ПДК_р.з. = -0,01М + 0,4 + lg M = 1,5115

lg ПДК_р.з. = -2,2d + 1,6 + lg M = 1,5589

lg ПДК_р.з. = -0,01t_кип + 14,2 + lg M = 1,6917

lg ПДК_р.з. = -10n_D + 14,2 + lg M = 1,0815

lg ПДК_р.з. = 0,012t_пл - 1,2 + lg M = 0,62634

lg ПДК_р.з. ? 1,5873 + поправка = 1,58737 + 0,5 = 2,08737

ПДК = 122,284 = 0,122 мг/л

2.

- С - Н = 6 · 0,8 = 4,8

- С - С = 6 · 51,4 = 308,4

lg ПДК_с.с. = 0,62 lg ПДК_р.з. = -1,694

ПДК_с.с. = 0,02 мг/л

3.

Вывод: ПДК, рассчитанная для бензола по физико-химическим показателям (молекулярной массе, оптической плотности) и биологической активности химических связей наиболее близкими к табличному значению. ПДК = 0,5 мг/л.

Размещено на Allbest.ru

2.3 Расчёт массы угольного гранулята для очистки парогазовой смеси от бензола

Размещено на Allbest.ru

Концентрация паров бензола в воздухе над территорией предприятия превышает ПДК, рекуперация его не проводится. Предполагается установить адсорбер, обеспечивающий эффективность очистки парогазовой смеси от бензола ниже 90 %. Продолжительность цикла до регенерации угольного гранулята - 1 сутки. Максимальное насыщение угля - 65 %. Парогазовая смесь будет подаваться со скоростью 460 м³/ч и имеет среднюю концентрацию бензола 6,5 г/м³.

Определить массу угольного гранулята для очистки парогазовой смеси от бензола с эффективностью не ниже 90 %.

(4)

(5)

где - срок использования адсорбента для регенерации, ч.

G - все адсорбенты, кг.

С - концентрация паров растворителя в смеси, поступающей в адсорбер, мг/м³.

q - расход парогазовой смеси, м³/ч.

у - максимально насыщенные адсорбенты.

х - эффективность улавливания паров адсорбента.

Способ очистки: пропускание через сточные воды, адсорбция различными адсорбентами.

Заключение

В ходе выполнения данной работы было установлено, что размер I санитарно-защитной зоны установлен правильно, что обеспечивает полное обеззараживание воды; размер второй зоны не обеспечивает требуемой очистки воды, поэтому был проведён расчёт необходимого размера. Также была проведена оценка качества воды в месте водозабора, на основании которой можно сделать вывод, что качество воды соответствует санитарным правилам и нормам не полностью, для чего были предложены мероприятия по улучшению качества воды. Была предложена схема очистки воды до поступления на биоочистку. Для предприятия были рассчитаны ПДВ, С_max, С_м.г., ПДК для бензола и была рассчитана масса угольного гранулята для очистки парогазовой смеси.

Список используемых источников

1. Ивановская И.И., Фадина И.М. «Инженерная экология и экономический менеджмент» - М.: Логос, 2002 - 230 с.

2. Лавров И.С., Веселов Ю.С. и др. Водоочистители оборудования - Л.: Машиностроение, 1983

3. Лазурина Л.П., Атрепьева Л.В., Джанчатова Н.В. Методические указания по промышленной экологии - Курск КГМУ, 2005 - 38 с.

4. Мазур И.И., Молдованов О.И. Курс инженерной экологии. Учебник для ВУЗов - М.: Высшая школа, 1999

5. СанПин № 4630 - 88

6. Краткая химическая энциклопедия Под ред. И.Л. Кнунянц Т 2 - М.: Советская энциклопедия, 1963 - 1088 с.

7. Лекционный материал по дисциплине: Промышленная экология.

Размещено на Allbest.ru

...