Разработка и обоснование применения очистных сооружений для очистки цианистых сточных вод гальванического цеха предприятия


	Загрузить архив:
	Файл: 240-1727.zip (68kb [zip], Скачиваний: 73) скачать

ОГЛАВЛЕНИЕ

TOC o "1-3" 1. ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485235PAGEREF _Toc377485235 2

1.1 . Химическое загрязнение природных вод......................................................... GOTOBUTTON _Toc377485237PAGEREF _Toc377485237 3

1.2 . Неорганическое загрязнение............................................................................. GOTOBUTTON _Toc377485239PAGEREF _Toc377485239 4

1.3 . Органическое загрязнение................................................................................. GOTOBUTTON _Toc377485240PAGEREF _Toc377485240 5

1.4 . Вывод....................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485241PAGEREF _Toc377485241 7

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА В ЦЕХЕ............... GOTOBUTTON _Toc377485243PAGEREF _Toc377485243 8

3. ИСТОЧНИКИ И ВИДЫ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ ДАННОГО ПРОИЗВОДСТВА....................................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485244PAGEREF _Toc377485244 10

4. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ СИСТЕМ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯВ ПРОИЗВОДСТВЕ................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485246PAGEREF _Toc377485246 12

5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВЫБОР МЕТОДОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И СИСТЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ.ОПИСАНИЕВЫБРАННОГО КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ GOTOBUTTON _Toc377485247PAGEREF _Toc377485247 15

5.1 . Химические методы очистки сточных вод.................................................. GOTOBUTTON _Toc377485248PAGEREF _Toc377485248 15

5.2 . Электрохимические методы............................................................................ GOTOBUTTON _Toc377485249PAGEREF _Toc377485249 18

5.3 . Ионообменный метод........................................................................................ GOTOBUTTON _Toc377485250PAGEREF _Toc377485250 20

5.4 . Другие методы очистки..................................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485251PAGEREF _Toc377485251 21

5.5 . Выбор вариантов очистки и системы водоснабжения............................... GOTOBUTTON _Toc377485252PAGEREF _Toc377485252 22

6. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc377485254PAGEREF _Toc377485254 23

6.1 . РЕЖИМ РАБОТЫ УЧАСТКА СТОЧНЫХ ВОД.............................................. GOTOBUTTON _Toc377485255PAGEREF _Toc377485255 23

6.2 . ФОНДЫ ВРЕМЕНИ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ.......................................... GOTOBUTTON _Toc377485256PAGEREF _Toc377485256 23

6.2.1 . Календарный фонд времени (Фк)................................................................. GOTOBUTTON _Toc377485257PAGEREF _Toc377485257 23

6.2.2 . Номинальный фонд времени (Фн)............................................................... GOTOBUTTON _Toc377485258PAGEREF _Toc377485258 24

6.2.3 . Эффективный фонд времени (Фэф).............................................................. GOTOBUTTON _Toc377485259PAGEREF _Toc377485259 24

6.3 . Производственная мощность (ПМ) участка и ее использование............ GOTOBUTTON _Toc377485260PAGEREF _Toc377485260 24

6.4 . Капитальные вложения в ОФ природоохранного объекта........................ GOTOBUTTON _Toc377485261PAGEREF _Toc377485261 25

6.5 . СОСТАВ ОБСУЖИВАЮЩЕГО ПЕРСОНАЛА И ФОНД ОПЛАТЫ ТРУДА GOTOBUTTON _Toc377485262PAGEREF _Toc377485262 27

6.5.1 . Основные рабочие......................................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485263PAGEREF _Toc377485263 27

6.5.2 . Вспомогательные рабочие........................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485264PAGEREF _Toc377485264 28

6.5.3 . РСС................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485265PAGEREF _Toc377485265 28

6.5.4 . Фонд оплаты труда........................................................................................ GOTOBUTTON _Toc377485266PAGEREF _Toc377485266 29

6.6 .ЗАТРАТЫ НА ХИМИКАТЫ И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ.................... GOTOBUTTON _Toc377485267PAGEREF _Toc377485267 31

6.7 . ЗАТРАТЫ НА СОДЕРЖАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮ ОБОРУДОВАНИЯ.. GOTOBUTTON _Toc377485268PAGEREF _Toc377485268 32

6.8 . ЦЕХОВЫЕ РАСХОДЫ........................................................................................ GOTOBUTTON _Toc377485269PAGEREF _Toc377485269 33

6.9 СЕБЕСТОИМОСТЬ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД............................................ GOTOBUTTON _Toc377485270PAGEREF _Toc377485270 33

6.10 . ОЦЕНКА СНИЖЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМА GOTOBUTTON _Toc377485271PAGEREF _Toc377485271 35

6.11 . РАСЧЕТ ЭКОНОМИИ ПЛАТЕЖЕЙ ЗА СБРОС СТОЧНЫХ ВОД............. GOTOBUTTON _Toc377485272PAGEREF _Toc377485272 36

6.12 . ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДЛОЖЕННОЙ СИСТЕМЫ ПОМ GOTOBUTTON _Toc377485273PAGEREF _Toc377485273 39

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485274PAGEREF _Toc377485274 40

8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................................... GOTOBUTTON _Toc377485276PAGEREF _Toc377485276 41

1.ВВЕДЕНИЕ

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось,расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностьюдля человечества.Расход невозобновимыхвидов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики,так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь.Биосфера Земли в настоящее время подвергаетсянарастающемуантропогенномувоздействию. Приэтом можно выделить несколько наиболее существенных процессов,любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

Рисунок SEQ Рисунок * ALPHABETIC A. Загрязнение поверхности океана нефтью

Наиболее масштабнымизначительным является химическое загрязнение среды несвойственнымиейвеществами химической природы.Срединих - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислогогаза в атмосфере.Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеровможетвызвать существенные нарушениягазо-и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязненияпочвы пестицидамии ееповышенная кислотность,ведущая к распаду экосистемы.В целом все рассмотренные факторы,которым можно приписатьзагрязняющий эффект,оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

1.1. Химическое загрязнение природных вод

Среди загрязнения различных видов окружающей среды, химическоезагрязнение природных вод имеет особое значение. Достаточно сказать,что без воды человек живет считанные часы. Поэтому рассмотримподробнеехимическое загрязнение природных вод. Всякий водоем или водный источник связан с окружающейего внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного илиподземного водногостока,разнообразные природныеявления, индустрия,промышленноеи коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека.Последствиемэтих влиянийявляется привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающихкачество воды.Загрязнения, поступающие в водную среду,классифицируют по разному,в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения.Химическое загрязнение представляетсобойизменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей какнеорганической (минеральные соли,кислоты, щелочи, глинистые частицы),так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).

1.2

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. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаютсяпо пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.Токсический эффект некоторыхнаиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен на рисунке 2:

Рисунок SEQ Рисунок * ALPHABETIC B. Степень токсичности некоторых веществ

Степень токсичности (примечание):

0 - отсутствует;

1 - очень слабая;

2 - слабая;

3 - сильная;

4 - очень сильная.

Кроме перечисленных в таблице веществ,к опасным заразителям водной среды можно отнести неорганические кислоты иоснования, обуславливающие широкий диапазон рН промышленных стоков (1,0 - 11,0) и способных изменять рН водной среды дозначений 5,0 или выше 8,0, тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5. Среди основныхисточниковзагрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 16 млн.т. солей.К 2000 году возможно увеличение их массы до 12 млн.т./год. Отходы, содержащие ртуть, свинец,медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод.Загрязнение ртутьюзначительноснижает первичнуюпродукцию морских экосистем,подавляя развитие фитопланктона.Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донныхотложениях заливовили эстуариях рек.Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов. Так,печальную известность приобрела болезнь Минамата,впервыеобнаруженную японскими учеными у людей,употреблявших в пищу рыбу,выловленную в заливе Минамата,в который бесконтрольносбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

1.3

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные,биогенные элементы, но и органические остатки.Вынос вокеанорганического веществаоцениваетсяв 300-380 млн.т./год.Сточные воды,содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов.Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества,такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза.Одним изосновныхсанитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде.Поверхностноактивные вещества- жиры, масла,смазочные материалы- образуют на поверхности воды пленку,которая препятствует газообменумежду водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемови водостоков наблюдается во всех промышленных странах.Информация о содержании некоторыхорганическихвеществ в промышленных сточных водах предоставлена на рисунке 3.

Рисунок SEQ Рисунок * ALPHABETIC C. Органические загрязнители

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или ихнеудовлетворительнойэксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.Особенно ощутимо загрязнение в водоемахс замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде, органическиеотходымогут стать средой для патогенных организмов. Вода,загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшнойтиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах,то содержание растворимого кислорода может понизится ниже уровня,необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

1.4

Охрана природы, и водных ресурсов в частности,- задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности,грозящей водной среде, но до сих пор многие из нас считают ее неприятным,но неизбежным порождением цивилизации и полагают,что мы ещё успеем справится со всеми выявившимися затруднениями. Однако воздействие человека на водную среду приняло угрожающие масштабы.Чтобы в корне улучшить положение,понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика поотношениюк водной среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов,если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимогоПриродеЧеловеком. Именноразработке, расчетуи внедрению современных,надежных ивысокоэффективныхметодов очистки сточных вод и посвещана данная курсовая работа.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА В ЦЕХЕ

За основу для расчета и внедрения различных природоохранныхмероприятий взятгальванический цех,в котором наносят гальванические покрытия наметаллыс применениемцианистых электролитов.Вэтом цехе прежде всего наносят следующие гальванические покрытия: медные и цинковые.

Цинковые покрытияширокоприменяются 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 иоткоррозионного воздействиякеросина, бензинаи других нефтяных продуктов и масел. В среде,насыщенной морскими испарениями, покрытия цинком не стойки.

Медные покрытиячаще всего применяют для экономии никеля как подслой при никелировании и хромировании. Вследствие промежуточного покрытиясталии чугунамедью достигается лучшее сцепление между основным металлом и металлом покрытия и уменьшается вредноевлияние водорода. Медные покрытия широко применяются также для местной защиты при цементации и вгальванопластике. Медные покрытия хорошо полируются,что имеет значение при декоративно-защитных покрытиях. Хорошо оснащенныегальваническиецехи имеются почти на всех машиностроительных и металлообрабатывающих заводах России.

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

1.Подготовительные работы. Ихцель -подготовка металла

(его поверхности) для нанесенияпокрытия гальваническим

путем. На этой стадии технологического процесса проводится

шлифование,обезжиривание и травление.

2.Основной процесс, целькоторого заключается в образова-

нии соответствующего металлическогопокрытия спомощью

гальванического метода.

3.Отделочные операции.Они применяются для облагораживания

и защиты гальванических покрытий. Наиболее часто для этих

целей применяют пассивирование, окраску, лакирование и по-

лирование.

В обычных условиях длямедненияприменяется электролит такого состава (в Г/л):

Медноцианистая комплексная соль 40-50

Цианистый натрий 10-20

При работес повышеннойплотностьютока применяется электролит такого состава (в Г/л):

Медноцианистая комплексная соль 45-50

Цианистый натрий (свободный) 15-20

Сегнетова соль 40-60

Едкий натр 15-20

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

Окись цинка 40-45

Цианистый натрий 80-85

Едкий натр 40-60

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

Окись цинка 40-45

Цианистый натрий 78-85

Едкий натр 70-85

Глицерин 3-5

Сернистый натрий 0,5-5,0

3.ИСТОЧНИКИ И ВИДЫ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ ДАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Согласно условию в цехе образуются 250м3сточных вод, при следующей концентрации загрязняющих веществ (в мг/л):

1.рН 9,5

2.Взвешенные вещества 100

3.Хлориды40

4.Сульфаты 80

5.Цианиды10

6.Медь 40

7.Цинк 7,5

8.Железо 30

Для нужд технологии очистки сточных вод гальвано-технологические операции чаще всего классифицируют, исходя из реакций и химического состава электролитов,служащих источником образования сточных вод. Гальванические операции делятся на 3 группы в соответствии с 3 видами сточных вод:

1.Операции, при которых образуются растворы или промывные воды, содержащие цианистые соединения:к ним относятся основные процессы электрохимического выделения металла изихцианистых солей (цинкование, кадмирование, меднение, серебрение),а также операции промывки после этих растворов.

2.Операции, прикоторыхрастворы или промывные воды содержат хромистые соединения: к ним относятся процессы хромирования, хромистойпассивации иоперациипромывки после этих растворов.

3.Операции, прикоторых растворы и промывные воды не содержат упомянутых соединений:к ним относятся некоторые вспомогательные работы (обезжиривание,травление), основные процессы и отделочные работы.

Исходя изприведеннойклассификации наши сточные воды, анализируя их состав, можно отнести к цианистым сточным водам.

Чтобы определить источники загрязнения сточных вод разделим все сточные воды на концентрированныеиразбавленные.Под концентрированными сточными водами будем понимать отработанные технологические растворы ваннили промывныеводыотдельной технологическойоперации с высокой концентрацией загрязнителей.Эти воды образуются периодически,при сменеотработанных технологических растворов на свежие.Под разбавленными сточными водами будем понимать воды, которые образуются при межоперационной промывке, проводимой с целью сохранения химического состава и чистоты электролитических растворов,применяемых в отдельных операциях.

Т.о. существует 2 источника загрязнителей:отработанные электролиты и промывные воды.

4.В ПРОИЗВОДСТВЕ

Можно выделить 2 основных системы водообеспечения промышленных предприятий: прямоточнаяипоследовательная система. При прямоточной системе (рис. 4) вся забираемая из водоема вода Qистпосле участия в технологическомпроцессе ( в видеотработавшей - Qсбр) возвращаетсяв водоем,за исключением того

Qист

Qпот

Qсбр

ПП - промышленное предприятие

- вода чистая ненагретая

- cточная вода нагретая

- то же, ненагретая и загрязненная

- то же, очищенная

Рис. 4. Прямоточная система водообеспчения

количества воды,которое безвозвратнорасходуется впроизводстве (Qпот). Количество отводимых в водоем сточных вод составляет :

Qсбр = Qист-Qпот.

Следует отметить,что сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросов в водоем могут проходить черезочистныесооружения.В этомслучаеколичество сбрасываемых в водоем сточных вод уменьшается, поскольку часть воды отводится со шламом (Qшл). По схеме водообеспечения с последовательнымиспользованиемводы (рис. 5), котороеможет быть двух - трехкратным, количество сбрасываемых сточных вод уменьшается всоответствии с потерями на всех производствах и на очистных сооружениях:

Qсбр= Qист-( Qпот1+ Qпот2+ Qпот3 ) .

Qпот1 Qпот2

ПП - 1 ПП - 2

ОС Qшл

Qист Qсбр

Рис. 5. 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.

Qпот Qпот Qпот

ПП ПП ПП

ОС Qшл

Qоб Qоб Qоб

ОУ Qун ОС Qшл ОУ

Qист Qсбр Qист Qсбр Qист Qсбр

- сточная вода загрязненная

- оборотная вода

ОУ - охладительная установка

Qоб - оборотная вода

Qун - вода, теряемая при испарении и уносе из охладит. установки

Если всистемеоборотного водоснабженияпромышленного предприятиявода является теплоносителем и процессе использования лишь нагревается, топередповторным применениемее предварительно охлаждают в пруду,брызгальном бассейне,градирне (рис. 6);если вода служитсредой,поглощающей и транспортирующеймеханические и растворенные примеси и в процессе производства загрязняется ими, то перед повторным применением водапроходиточистку наочистных сооружениях (рис. 7); при комплексном использовании сточной воды перед повторным применениемсточные воды подвергаются очистке и охлаждению (рис. 8).

При таких системах оборотного водоснабжения для компенсации безвозвратных потерь воды в производстве, на охладительных установках (испарение с поверхности, унос ветром, разбрызгивание), на очистных сооружениях, а также потерь воды, сбрасываемой в канализацию, осуществляется подпитка из водоемов и других источников водоснабжения. Количество подпиточной воды определяется по формуле

Qист = Qпот + Qун + Qшл + Qсбр .

Подпитка системоборотноговодоснабжения может осуществляться постоянно и периодически.Общееколичество добавляемой воды составляет 5-10%общего количества воды, циркулирующей в системе.

5.ВЫБРАННОГО КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ

5.1

Химические методыочистки сточных вод гальванических отделений основаны на применении химических реакций, в результате которых загрязнения, содержащиеся в сточных водах,превращаются в соединения, безопасные для потребителя, или легко выделяются в виде осадков.

Среди известных методов химической нейтрализации сточных вод, содержащихцианистые соединения,техническое применение нашли лишь немногие.

Самый старыйметод основан на выделении ионов CN-в виде труднорастворимой комплексной соли,образующейсяв основной среде в присутствии ионов Fe2+.

В зависимости от условий в которых протекают эти реакции, возникает осадок берлинской лазури Fe4[Fe(CN)6]3или турнбулевой сини Fe3[Fe(CN)3]2.Качественное удаление ионов изсточных вод с помощью этого метода возможно лишь в случае очень точной выдержки всех установленных условий реакциии вособенности pH, реакционной среды.

Применяемый метод удаления цианистых соединений из сточных водбазируется на их окислении хлором (либо гипохлоритом) в основной среде.Наиболеечасто здесьприменяютгипохлорит натрия, хлорнуюизвесть и газообразный хлор.Соединения эти в основной среде гидролизуются с получением ионов ClO-,которыес цианидами реагируют в соответствии с реакцией:

CN-+ HOCl = CNCl + OH-; (a)

CNCl + 2OH-= CNO-+ Сl-+ H2O. (б)

Реакция окисления цианидов до цианатов протекает в 2 стадии, сначала образуется хлорциан,который затем гидролизуется до хлорцианатов.

Т.к. хлорциан является сильно отравляющим газом, то в реакционной среде необходимо иметь такие условия, чтобы скорость реакции (б) была бы больше скорости реакции (а).Такие условия наблюдаются в том случае,когда концентрация цианидов в сточных водах меньше 1 г/л, t сточных вод < 50 градусов и pH > 8,5. Из исследований скорости гидролиза хлорциана следует, что она значительно зависит от реакции среды:

рН реакц.среды 8 9 1011 12

Прод.гидрол.СNCl, ч 20 12 4 1 0,25

Установлено, что расход гипохлорида при окислении цианидов доцианатовтакже зависит от рН реакционной среды.При рН равном 8,5, его расходуется на 35-80% больше,чем это следует из расчетов,a при рН = 11 - на 10% больше.Это связано с расходом гипохлорита на дальнейшее окисление частицианидовдо двуокиси углерода и азота:

2CNO-+ OCl-+ H2O = 2OH-+ Cl-+ 2CO2+ N2.

На кинетикуэтой реакции заметное влияние оказывает концентрация окислителя (гипохлорит) и рНреакционной среды.При рН >10 скорость ее так мала,что после 24 ч только незначительная часть цианатов подвергаетсядальнейшемуокислению.В этих условиях значительное ускорение реакции достигается только при многократном повышении содержаниигипохлорита, чтона практике невозможно, т.к. высокая концентрация активного хлора в сточных водах недопустима и требует мер по его удалению.

При снижении рН до 7,5-8,5 при небольшом избытке гипохлорита (10%) реакция окисления цианидов заканчивается втечение 10-15 минут.

Теоретический расход окислителя, выраженный массой активного хлора, идущего на окисление 1 г ионов CN^-, образуемых при диссоциации простых цианидов до цианатов, достигает 2,84 г,а при окислении до СО₂ и N₂ - 6,2 г. Т.к. в цианистых сточных водах содержатся также комплексные цианиды различных металлов,то для окисления 1 г СN применяют следующее количество хлора:

до цианатов - 3,3 г Cl; до СО2и N2- 8,5 г Cl.

Несмотря на то,что цианаты в 1000 раз менее токсичны по сравнению с цианидами, все же они требуют дальнейшей нейтрализации, которая может протекать вышеприведенным способом до СО2 и N2, либо путем их гидролиза до солей аммония по реакции

CNO-+ 2H2O +2H+= NH+4+ H2CO3.

При рН < 3 реакция гидролиза протекает за 2 минуты.

Гипохлоритный метод окисления цианидов до цианатов применяют при очистке обычных сточных вод гальванических отделений, в которых концентрация цианидов (в пересчете на ионы СN)не превышает 100-200 мг/л.Сточные воды с более высокой концентрацией цианидов (отработанные электролиты) требуют соответствующего разбавления,или др. методов очистки из-за опасности выделения очень ядовитого цианида хлора.

На практике нейтрализацию цианистых сточных вод проводят периодическим или непрерывнымметодом.Однако существует тенденция к установке,даже в небольших гальванических отделениях, автоматических проточных устройств. Независимо от способа накопления сточных вод в устройствах повсеместноприменяемый способ их очистки основан на окислениицианидов до цианатов при рН=10-11 и дальнейшем их окислении до СО2и N2при рН = 7,5-8,5, либо гидролизе до солей аммония при рН < 3.

Процесс очистки цианистых сточных вод не заканчивается их нейтрализацией содержащихся в них цианистых соединений, т.к. в них еще остаютсядля удалениясоединениятяжелых металлов (цинка, меди,кадмия и др.).Когда сточные воды окисляют методом полного окисления цианидов, то в следующей стадии процесса (окисление цианатов до СО2и N2) coздаются благоприятные условия для полного выделения гидроокиси металлов в видевзвеси.При проведении же процесса гидролиза цианатов до солей аммония в кислой среде необходима добавочная нейтрализация кислот, содержащихся в сточных водах для создания условий,благоприятствующих образованию и выделению взвеси гидроокиси металлов.

Т.к. вполнопрофильных гальванических отделениях образуются также и остальные 2 группы сточных вод (хромовых и кислых с основными),тоиндивидуальноевыделение и удаление взвеси тяжелых металлов из цианистых сточных вод не применяют (после нейтрализации цианистых соединений).Такую операцию проводят на смешанных сточных водах.Наиболее часто применяют обработку цианистых сточных вод методом гидролиза, чем их окисление до СО2и N2.Такой метод более простой и дешевле в эксплуатации.

Конец реакцииокисления цианидов до цианатов можно установить определением содержания цианидованалитическим способом.Практически былоустановлено,что выдержка в течение 15 мин избытка активного хлора (5-15 мг/л) в сточных водах при рН равном 10,5-11 определяет окончание реакции окисления цианидов.

Вышеописанный метод(реагентный) в настоящее время получил наибольшее распространение в отечественной практике обезвреживания сточных вод гальванических цехов.Основное его достоинство - крайне низкая чувствительность к исходному содержанию загрязнений, аосновной недостаток - высокое остаточное солесодержание очищенной воды.Последнее вызывает необходимостьв доочистке.

Среди методовочисткисточных вод гальванических цехов, имеющих промышленное значение, кроме уже упомянутых химических методов, внимания заслуживают ионные и электрохимические методы.Каждый из этих методов имеет свои недостатки ипреимущества, тем не менее они являются несомненно более современными по сравнению с классическим химическимметодом.Основноепреимущество - нейтрализация концентрированных сточных вод,получение ценных электролитов и чистой воды, пригодной для повторного использования.Спомощью таких методов возможно создание в гальваническом цехе замкнутой системы циркуляции технологической водыи почти полное устранение необходимого слива сточных вод в канализационную систему.

5.2

Применение электрохимических процессов целесообразно для окисления цианидов, очистки растворов хром. кислоты, повышение концентрации ипреобразованиеэлектролитов, деминерализации растворов.

В процессе электролиза сточных вод,содержащих цианистые соединения, нааноде происходит окисление ионов CN-,а также комплексных ионов, например, [Cu(CN)3]2-, [Zn(CN)4]2-и др. по реакции:

CN-+ 2OH-- 2e-= CNO-+ H2O,

[Cu(CN)3]2-+ 6OH-- 7e-= Cu2++ 3CNO-+ 3H2O,

[Zn(CN)4]2-+ 8OH-- 8e-= Zn2++ 4CNO-+ 4H2O,

а на катоде наступает разрядка и выделение катионов металла.

Образующиеся вприведенных реакциях ионы цианата по мере повышения их концентрации окисляются на аноде до СО2иN2 по реакции:

2CNO-+ 4OH-- 6e-= 2CO2+ N2+ 2H2O.

Taк как реакционная среда основная, то на аноде протекает следующая реакция:

4ОН-- 4е-= О2+ 2Н2О.

Если вреакционнойсреде находятся еще и ионы хлорида, которые ускоряют и облегчают процесс анодного окисления цианидов, то на аноде и вблизи него протекают добавочные реакции:

2Cl-- 2e-= 2Cl; 2Cl = Cl2;

CN-+ 2Cl + 2OH-= CNO-+ 2Cl-+ H2O;

2CNO-+6Cl + 4OH-= 2CO2+ N2+ 6Cl-+ 2H2O;

2[Cu(CN)3]2-+ 14Cl + 12OH-= 2Cu2++ 6CNO-+ 14Cl-+ 6H2O.

Введение хлоридных ионов в реакционную среду приводитк значительному ускорению окисления цианидов с одновременным повышением выхода по току процесса больше чем на 100 %(в среднем с 35 до 80 %) при одновременном снижении расхода электроэнергии на 30 %.

Это приписываютповышению проводимости электролита и активному участию в реакции окисления цианидов атомарного хлора, образующего в процессе разложения хлоридного иона на аноде.

Установлено также,что лучшие результаты получаютсяпри электрохимическом окисленииочень концентрированных растворов цианидов, а не их разбавленных растворов. Процесс электрохимическогоокисления цианидов протекает при следующих условиях:рН>11;концентрация хлоридов не должна превышать концентрациюцианидовбольше чем в 5 раз;принимают на 1г СN - 10г NaCl;аноды должны быть сделаныизграфита, а катоды из кислотоупорной стали, анодная плотность тока должна быть 0,001 А/см2(ток постоянный);сточные воды должныперемешиваться сжатымвоздухом.В этих условиях достигается выход по току 80 %, а расход электроэнергии на окисление 1гCN-от 0,007 до 0,01 кВт в час.

Сравнительный анализ стоимости очистки цианистых сточных вод химическим и электрохимическим методом отдает предпочтение электрохимическому методу, т.к. он прост в применении, а также не требует строительства сложных устройств, типичных для химического метода.

Кроме того, для электрохимических способов характерны существенное сокращениерасхода химикатов и меньшая потребность в производственных площадях.В результате низкого солесодержания очищенногостокаснижаются и последующие затраты на доочистку стока с целью повторного использования воды.

5.3

Гетерогенный ионный обмен или ионообменная сорбция - это процесс обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующиминаповерхноститвердой фазы- ионита. Очистка сточных вод методом ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси(для нашегослучаяэто медь и цинк), очищать воду до ПДК с последующим ее использованием в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения.

Принципиальная схема установки для очистки сточных вод гальванического производства показана на рис.5.1

Цианистые стоки из емкости 1 для усреднения состава и частичного отделения механических примесей направляются вусреднитель 8.Из аппарата 8 стоки насосом подаются в песчано - гравийный фильтр 2 для очистки от механическихпримесей.Скорость движения жидкости,отнесеннаяк поперечному сечению фильтра, 5-7 м/ч.Следующая ступень - очистка активированным углем в аппарате 3 от маслопродуктов, ПАВ, биологических примесей и т.д.Отфильтрованная вода направляется в катионообменник 4,заполненный смолойКУ-2, КУ-8или КУ-23 в водородной форме. Линейная скорость движения жидкости вэтомаппарате достигает10-20 м/ч. Подостижении навыходе концентрации сорбируемых ионов 0,02-0,03 мг.экв/л катионит подвергается регенерации.Освобожденная от катионов вода поступает в анионообменники 5 и 6, заполненные смолами АВ-17-8, АН-221 и др. При содержании сорбируемых анионов на выходе из аппарата 0,05-0,1 мг/л анионит регенерируют.

Сточные воды направляются на производство (в систему оборотного водоснабжения), апромывные - в сборники концентратов для химического обезвреживания и, в нашем случаи, для извлечения меди и цинка.

2 34 5 6

7 7 7

4 - катионообменник

5,6 - анионообменники

7 - сборник чистой воды для промывки колонн

8 - усреднитель

Рис.5.1 Схема ионообменной установки для очистки цианистых

сточных вод

Главный недостаток технологии ионного обменасостоитв том, что для выделения из воды элементов или солей необходимы регенерирующие кислоты или щелочи, которыевпоследствии в виде солей поступают в окружающую среду, вызывая вторичное загрязнение последней.

5.4

К числу таких методов можно отнести следующие 2 метода - термическоеобезвреживаниеи мембраннаятехнология, которые позволяют получить высококачественную воду и несомненнополучат более широкое распространение в будущем.

Термическое обезвреживание сточных вод гальванических цехов включает 2 стадии:предварительное концентрирование и огневое обезвреживание концентрата (шлама).

Целью 1стадии является возврат части воды в производство.Применяемые в основном процессы упаривания и сушки лимитируются необходимостьюучета возможности образования отложений на поверхности теплообмена,коррозии оборудования и загрязнения атмосферы вредными газообразными выбросами.

Огневое обезвреживание концентрата осуществляется в высокотемпературных печах,топках котлоагрегатов.Так, цианосодержащие стоки и шламы сжигают в трубчатых, вращающихся и циклонных печах,в кипящем слое, либо в печах с загрузкой катализатора.При этом цианиды полностью окисляются,а связанные с ним металлы, выделяются в виде окислов или чистых металлов.Каталитическое окисление снижаетрабочую температурупроцессаи, следовательно, расход топлива.

Мембранная же технология основана на применении мембран, которые способны задерживатьпрактическивсе многовалентные катионы, задерживая 50-70 % примесей.Поэтому их применение для очистки промывных сточных водирегенерации электролитов представляется наиболее перспективным.

5.5

За основу расчетов примем 2 варианта.При первом варианте, принимая во внимание то, что объем сточных вод невелик, а концентрация вредных веществ мала, все сточные воды без их очистки будем сбрасыватьвгорводоканал. Возможно это будет более выгодным, чем строительство очистных сооружений, т.к. создание последних длятакого маленького предприятия,как наше равносильно созданию самого гальванического производства.

По второму варианту будем очищать сточные воды ионообменным методом,т.к. он позволяет утилизировать цветные металлы, содержащиесяв наших сточных водах (Cu),и повторно использовать до 95 %сточных вод, а также исходя из характеристикнаших сточных вод и условий эффективного функционирования вышеописанных методов.Таким образомпри второмвариантемы параллельнос использованием ионообменного метода будем создавать оборотный цикл водоснабжения.

6.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

6.1

В связи с тем, что мы выбрали за основу для расчета ионообменный метод, участок очистки сточных вод у нас будет работать непрерывно, т.е. 3 смены в сутки. Это также обусловлено тем, что согласно опытным данным при малой интенсивности протекания сточных вод (до 5 м³/ч) и без повторного их использования экономичнее переодический способ очистки. При большем же объеме сточных вод (у нас стекает в сутки более 10 метров в кубе) более эффективны устройства непрерывного действия.

Все рабочее время в соответствии с 3-мя сменами делится на з вида:

1. Ночное с 23 до 7 часов.

2. Дневное с 7 до 15 часов.

3. Вечернее с 15 до 23 часов.

Здесь также надо учесть, что продолжительность рабочего времени в год для рабочих составляет 1780часов, а для РСС - 1740 часов. Основные и часть вспомогательных рабочих работают в 3 смены без перерыва на обед. По ст. 57 КЗоТ рабочим, работающим без обеда, предоставляется возможность принимать пищу на рабочем месте. За неимением данных подробный график сменности приводится в разделе 6.5. “Состав обслуживающего персонала и фонд оплаты труда”.

6.2

6.2.1. Календарный фонд времени (Фк)

Фк = 365 дней

Фк = 365 дней * 24 ч = 8760 ч

6.2.2. Номинальный фонд времени (Фн)

Т.к. режим работы участка непрерывный, то:

Фн = Фк = 8760 ч

6.2.3. Эффективный фонд времени (Фэф)

Фэф = Фк - Трем - Трег, где

Трем - время на ремонт в год. Возьмем 4% от Фн.

Трег - время на регенерацию в год. Трег = 1/3*Фн, т.к. установка подвергается регенерации примерно через каждые 30 часов работы, а регенерация длятся 15 часов.

Фэф = 8760ч - 0,04*8760ч - 1/3*8760ч = 5489,6 ч

6.3

ПМ = q * Фэф, где

q - пропускная способность установки в метрах в кубе в час.

q нам пока не известна, но ясно, что пропускная способность не равна 250 метрам в кубе в сутки (10,4 метра в кубе в час), т.к. мы еще должны учесть время на ремонт и регенерацию. Значит, простаивая определенное время без работы, затем установка должна очищать большие объемы сточных вод в ед. времени (скопившиеся за время простоя + вновь поступившие).

Для определения q нам надо знать объем сточных вод в год (Vcт.год) и Фэф для установки. И если мы поделим первое на второе и умножим на коэффициент (Кн), учитывающий непредвиденные обстоятельства, то и получим q.

q = Vст.год/Фэф * Кн,где Кн = 1,11

Vст.год = Vст.сут. * Nсут.

Nсут. = Фк - Дпр - Дв, где

Vст.сут. - поступающий объем сточных вод в сутки на очистку (250 метров в кубе).

Nсут. - кол-во суток работы гальванического цеха в год.

Фк - календарный фонд времени работы гальванического цеха (365 дней).

Дпр - кол-во праздничных дней в году.

Дв - кол-во выходных дней в году.

Для расчета данные возьмем за 1997 год. Согласно КЗоТ нормальная рабочая неделя = 40 ч., значит, работая по 8 часов в день у нас будет 2 выходных дня в неделю, а Дпр = 9 дням.

Nсут. = 365дней - 104дня - 9 дней = 252 дня

Vст.год = 250 м³/сут * 252 суток = 63000 м³

q = 63000м³/5489,6ч * 1,11 = 12,7 м³/ч

Для определения степени загрузки участка сточных вод определи Кисп.

Кисп = Vст.год/ПМ

Кисп = 63000м³/69717,92м³ = 0,9

Судя по коэффициенту, участок очистки сточных вод справится с обусловленным объемом сточных вод.

6.4

Для расчета капитальных вложений в ОФ природоохранного объекта применим укрупненный метод расчета, основанный на удельных капитальных вложения на 1 метр в кубе сточных вод (Куд).

К = Куд * Vст.год

Куд = Куд’ * 60

Vст.сут.ср. = ПМ/Nсут. = 69717,92 м³/365сут = 191 м³/сут

К - общие капитальные вложения.

Vст.сут.ср. - средний очищаемый объем сточных вод в сутки.

Куд’ - удельные капитальные вложения в усл.ед. на м³ в сутки.

60 - коэффициент, преобразующий Куд’ в реальные цены.

Для нахождения Куд’ имеются следующие данные в усл.ед. на м³ в сутки:

Метод очистки	Ионообменный метод
Пропускная способность, м³/сут	100	400
Куд’	800	330

График SEQ График * ALPHABETIC A. Удельные капитальные вложения

Чтобы найти Куд’ при Vст.сут.ср. = 191 м³/сут построим график и применим метод линейной интерполяции. Из графика видно, что Куд’ при вышеназванных параметрах примерно равны 680 усл.ед./м³.

Куд = 680 * 60 = 40800 руб.

К= 40800р * 63000м³= 2570400000р

А сейчас распределим общие капитальные затраты по группам ОФ.

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC A

Группа ОФ	Сумма, т.р.	Удельный вес в % к итогу
1. Здания и сооружения	282744	11
2. Передаточные устройства	616896	24
3. Оборудование
3.1. Основное	1156680	45
3.2. Энергетическое	179928	7
3.3. Подъемно-транспортное	154224	6
3.4. Приборы, ЭВМ, ср-ва контроля	128520	5
3.5. Итого	1619352	63
4. Инструменты и приспособления	30844,8	1,2
5. Производственный и хоз.инвентарь	20563,2	0,8
ВСЕГО	2570400	100

6.5

6.5.1

Сначала определим кол-во основных рабочих в смену:

Чсм = Нобс * N, где

Нобс - норма обслуживания на установку (2 человека).

N - количество установок (1шт).

Чсм = 2 * 1 = 2 человека

Явочная численность в сутки:

Чяв.сут. = Чсм * nсм, где nсм - число смен в сутки

Чяв.сут. = 2чел. * 3 = 6 чел.

Штатная численность:

Чшт = Ч см * (nсм + 1) = 2 * (3 + 1) = 8 чел.

Списочная численность:

Чсп = Чшт * Ксп, где

Ксп - коэффициент перевода явочного числа рабочих в списочные (1,12).

Чсп = 8чел * 1,12 = 9 чел.

6.5.2

При расчете вспомогательных рабочих будем исходить из того, что нам нужны рабочие как минимум 2 специальностей - слесарь (для ремонта) и лаборант хим. анализа (для контроля качества воды и т.п.). Также установим, что слесарь работает в 3 смены, а лаборант хим. анализа в 1 смену. Расчет будем проводить по формуле:

Чсп = О * nсм * Ксп / Нобс, где

О - количество оборудования, подлежащее обслуживанию.

Слесари

Чсл = 1 * 3 * 1,1 = 4 чел.

* Лаборанты

Ч лаб = 1 * 1 * 1,1 = 2 чел.

Ч всп = 4 + 2 = 6 человек

6.5.3

Чрсс = Нрсс * (Чсп + Ч всп), где Нрсс - норма РСС (0,08%).

Чрсс = 0,08 * (9чел + 6чел) = 1 чел.

Списочная численность для РСС не считается. При плановом невыходе на работу в нашем случае сменного мастера заменяет наиболее квалифицированный рабочий.

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC B

Профессия	Тарифный разряд	Число челю. в смену	Явоч. числ. в сут.,чел.	Штатная числ., чел.	Списоч. числ., чел.
ОСНОВНЫЕ 1. Аппаратчик по очистке сточных вод	4	1	3	4	5
2. Нейтрализаторщик цианистых растворов	3	1	3	4	4
Итого	-	-	-	8	-
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ 1. Слесарь	6	1	3	4	4
2. Лаборант хим. анализа	4	1	1	1	2
РСС 1. Сменный мастер	10	1	1	1	1

6.5.4. Фонд оплаты труда

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC C

Профессия	Тар. разр.	Чст, т.р.	Чсп, чел.	ФЗП, т.р.	Допл. ноч., т.р.	Допл.за праз., т.р.	Прем., т.р.	Рай. коэф. т.р.	ФЗПосн, т.р.	Зпдоп в т.р.	ФЗПв год, т.р.
ОСНОВНЫЕ 1. Аппаратчик по очистке сточных вод	4	1,134	5	10093	505	214	5047	2379	18238	2918	21156
2. Нейтрализаторщик цианистых растворов	3	1,047	4	7455	373	198	3728	1763	13517	2163	15680
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ 1. Слесарь	6	1,396	4	9940	497	264	4970	2350	18022	2884	20906
2. Лаборант хим. анализа	4	1,134	2	4037	-	-	2019	908	6964	1114	8078
Итого	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	65820
РСС 1. Сменный мастер	10	2,844	1	4949	-	-	2475	1114	8538	1417	9955

Таблица рассчитывалась по следующим данным:

Тэф спис. = 1780ч в год.

Т эф рсс = 1740ч в год.

Ост = 2 * Зпмин = 2 * 75900р = 151800руб.

Чст = Ост/Тмес, где Тмес = 174 ч.

Т.о. часовая тарифная ставка для первого разряда будет равна:

Чст1 = 151800р/174ч = 872,4 руб/ч.

Для определения Чст для конкретных рабочих используем тарифный коэффициент, который устанавливается в зависимости от разряда рабочего.

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC D

Разряд	3	4	6	10
Тарифн.коэф.	1,2	1,3	1,6	3,26

Расчет тарифной ставки для конкретного рабочего производим по формуле:

Чстi = Чст1 * Ктар, где

Ктар - тарифный коэффициент (из таблицы 4).

i - разряд рабочего.

Чстi - часовая тарифная ставка для i-го разряда.

Пример расчета для аппаратчика:

Чст4 = 872,4 руб/ч * 1,3 = 1134,12 руб

Тарифный фонд ЗП считается по формуле:

ФЗПi = Чспi * Тэфi * Чстi, где

i -специальность рабочего.

Пример расчета для аппаратчика:

ФЗП = 5чел * 1780ч * 1,134 т.р. = 10 093 т.р.

Доплата за ночное и вечернее время считается по формуле:

Двнi = 1/4 * ФЗПтарi * 1/3 * 0,2 + 1/4 * ФЗПтарi * 1/3 * 0,6 = 0,05 * ФЗПтарi

Пример расчета для аппаратчика:

Двн = 10093 т.р. *0,05 = 505 т.р.

Доплата за праздничные дни по формуле:

Дпр = Чстi * 9 * 8 *Чяв в сут i

Пример расчета для аппаратчика:

Дпр = 1,134 т.р. * 9 * 8 * 3 чел = 214,326 т.р.

Премию возьмем 50% от ФЗПтар и рассчитаем для примера для аппаратчика:

Прем. = 10093 т.р. * 0,5 = 5047 т.р.

Районный коэффициент = 0,15 от (ФЗП тар + Дпр + Двн + Прем.). Пример расчета для аппаратчика:

Кр = 0.15 * (10093т.р. +505т.р. + 214 т.р. + 5047 т.р.) = 2379 т.р.

ФЗПосн образуется суммированием ФЗПтар, всех доплат, премии и Кр. Зпдоп составляет 16 % для рабочих и 16,6% для РСС. И ФЗПгод складывается из суммы основного и дополнительного фонда ЗП. Вышеназванные расчеты настолько просты, что думаю комментарии излишни.

Сейчас, когда у нас есть данные о составе рабочего персонала мы можем построить график сменности для той его части, которая работает в 3 смены (на примере аппаратчиков):

1см

2см

3см

1см

2см

3см

1см

2см

3см

1см

2см

3см

1см

2см

3см

Рабочий 1

Вых

Рабочий 2

Вых

Рабочий 3

Вых

Рабочий 4

Вых

6.6

Годовой расход химикатов и материалов определим по формуле:

Ргодi = Нрi * Vгод, где

Нрi - норма расхода материала или вещества на кубический метр сточных вод.

Vгод - годовой объем сточных вод.

А затраты определим по формуле:

Змi = Ргодi * Цi, где

Цi - цена i-го вида вещества (материала).

Вычисления сведем в таблицу.

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC E

Наименов. материала	Цена в руб/кг	Нр, кг/м³	Годовой расход, кг	Затраты, т.р.
1. Натрий едкий	1700	0,29	18270	31059
2. Соляная кислота	500	0,43	27090	13545
3. Активированный уголь	5600	0,007	441	2469,6
4. Сервоцит	80000	0,003	189	15120
5. Гравий:
фракция 1	13000	0,003	189	2457
фракция 2	6000	0,002	126	756
фракция 3	5000	0,002	126	630
6. Смолы: КВ-3Р	25000	0,002	120	3150
АВ-13Р	30000	0,002	126	3780
АВ-14Р	32000	0,001	63	2016
ИТОГО	-	-	-	74982,6

6.7

Для облегчения все расчеты будем проводить в таблице.

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC F

Наименование статей	Сумма, т.р.
1. Амортизация оборудования	215503
2. Содержание оборудования
2.1. ЗПвсп	28984
2.2. Отчисления на соц. нужды (38,5%)	11159
3. Ремонт оборудования (5%)	80968
4. Прочие расходы (7%)	23563
Итого по смете	360177

Примечания к таблице:

1. Амортизация исчислена по следующим нормам:

Оборудование:

- основное (14,3%);

- энергетическое (5%);

- подъемно-транспортное (10%);

- приборы, средства контр., ЭВМ (14,3%);

Инструменты и приспособления (20%);

Передатoчные устройства (6,7%).

Аi = Цi * Наi, где

Аi - годовая сумма амортизации.

Цi - цена i-го элемента ОФ.

Наi - норма амортизации в год для i-го элемента ОФ.

А = 16896 * 0,067 + 1156680 * 0,143 + 179928 * 0,05 + 154224 * 0,1 + 128520 *

* 0,143 + 30844,8 *0,2 = 215503

6.8

Наименование статей расходов	Сумма, т.р.
1. ЗПрсс	9955
2. Отчисления в стаховые фонды (38,5%)	3833
3. Расходы на ОТ и ТБ (10% от ФЗПгод раб)	6582
4.Амортизация зданий и сооружений (2,5)	7069
5. Содержание зданий и сооружений (1%)	2827
6. Ремонт зданий и сооружений (1%)	2827
7. Прочие расходы (10%)	3309
ИТОГО ПО СМЕТЕ	36402

6.9

Данный раздел рассчитан с учетом затрат на оборотное водоснабжение.

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC G

Статьи расходов	Сумма в т.р. на м³	Сумма в т.р. на Vгод	Процент к итогу
1. Реагенты и материалы	1,19	74982	10,7
2. Электроэнергия	1,25	78750	11,2
3. ЗП основных рабочих	0,585	136836	19,5
4. Отчисления на соц. нужды (38,5%)	0,225	14182	2
5. Расходы на содержание и эксплуат. оборудования	5,717	360177	51,4
6. Цеховые расходы	0,578	36402	5,2
7. Цеховая себестоимость	6,344	701329	100

Примечание: затраты на электроэнергию считались по формуле:

Зэл = Нэл * Цэл * Vст.год, где

Нэл - норма расхода электроэнергии на 1 метр в кубе сточных вод (5 кВт*ч/м³).

Цэл - цена электроэнергии (250руб. за киловат-час).

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC H

Показатели	Сумма, т.р.
1. Капитальные затраты (К):
- на очистные сооружения	2570400
- на цикл оборотного водоснабжения	56700
2. Эксплуатационные затраты (С):
- на очистку воды	701329
- на цикл оборотного водоснабжения (9%)	63120
3. Суммарные затраты (Зс)
Зс = С + Ен * К	1158514
4. Стоимость очистки 1 м³ ст. вод
Ц = Зс/Vгод	18,389

Примечания:

1. Капитальные вложения на цикл оборотного водоснабжения считаем исходя из удельных капитальных вложений наего создание (Куд = 1000 руб/м³).

К об = 1000р/м³* 56700 м³ = 56700 т.р.

56700 м³- это объем сточных вод, поступающий в оборотный цикл (см. схему ниже).

6300 м³/год

Проз - во 63000 м³/год ОС 6300 м³/год

56700 м³/год

2. В расчетах принято допущение, что капитальные затраты, которые мы рассчитывали в таблице № 1, включают капитальные затраты на очистку, а также капитальные затраты на нейтрализацию элюата, образующегося после регенерации смол.

6.10

После очистки концентрация загрязняющих веществ снизилась до следующих значений (мг/л):

2.Взвешенные вещества 2

3.Хлориды 40

4.Сульфаты 80

5.Цианиды0,15

6.Медь 0,05

7.Цинк 0,1

8.Железо 0,85

В общем виде экономический ущерб рассчитывается по формуле:

У = Ууд * Г * М, где

Ууд - удельный экономический ущерб (443,5 руб/усл.т. на 1990 год).

Г - показатель относительной опасности сброса загрязняющих веществ в водоем (0,5 для нашего региона).

М - приведенная масса загрязняющих веществ.

М = А * m, где

А - показатель опасности загрязняющего вещества.

m - фактическая масса, т.

Снижение экономического ущерба исчислим по следующей формуле:

Ус = Удо - Упосле

Удо = 443,5 руб/усл.т. * 35 * 5 * 0,5 * А * (63000м³* С * 10^-6) = 2444 * А * С

Упосле =244,4 * А * С

* Взвешенные вещества

Ус = Удо - Упосле = 2444 * 0,16 * 100 - 244,4 * 0,16 * 2 = 39100 - 78 = 39022 руб.

Для остальных веществ расчеты ведутся аналогично, поэтому они здесь не приводятся, а все данные сведены в таблицу.

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC I

Вещество	А	Удо,т.руб	Упосле, т.р.	Ус, т.руб
1. Взвешенные вещества	0,16	39,1	0,078	39,022
2. Цианиды	2	48,88	0,073	48,807
3. Медь	1000	97760	12,220	97747,78
4. Цинк	100	1833	2,444	1830,556
5. Железо	10	733,2	2,077	731,123
6. Хлориды	0,003	0,293	0,29	0,003
7. Сульфаты	0,01	1,955	0,195	1,76
ИТОГО	-	-	-	100399,051

6.11

Плi = Нлi * ПДКкi * Vст.в. * Kэкол * Kинд, где

i - вид загрязняющего вещества.

Нл - норматив платы в пределах установленных лимитов.

ПДКк - ПДК для горколлектора.

Vст.в. - объем сточных вод.

Пслi = 25 * Нлi * mсл * Kэкол * Kинд, где

Псл - сверхлимитная плата.

Покажем расчет платы за сброс загрязняющих веществ до внедрения ПОМ. Плата за сброс после внедрения ПОМ считается аналогично (уменьшается концентрация и объем сточных вод до 6300 метров в кубе), поэтому ее расчет производится сразу в таблице.

1. Цианиды

П = Пл + Псл = 44350р * 0,15мг/л * 63000м³ * 10^-6 *1,12 * 35 +

+ 25 * 44350р * 9,85мг/л * 63000м³ * 10^-6 * 1,12 * 35 = 16429р + 26970964р =

= 26987393р.

2. Медь

П = Пл + Псл = 2217500р * 0,05мг/л * 63000м³ * 10^-6* 1,12 * 35 +

+ 25 * 2217500р * 39,95мг/л * 63000м³ *10^-6 * 1,12 * 35 =

= 273816р + 5469492577р = 5469766393р

3. Цинк

П = Пл + Псл = 221750р * 0,1мг/л * 63000 м³* 10^-6* 1,12 * 35 +

+ 25 * 221750р * 7,4мг/л * 63000 м³ * 10^-6* 1,12 * 35 =

= 54763р + 101312252р = 101367015р

4. Железо

П = Пл + Псл = 22175р * 0,85мг/л * 63000м³*10^-6* 1,12 * 35 +

+ 25 * 22175р * 29,15мг/л * 63000м³ * 10^-6 * 1,12 * 35 =

= 46548р + 39908813р = 39955361р

5. Взвешенные вещества

П = Пл = 2950р * 100мг/л * 63000 м³ * 10^-6 * 1.12 * 35 = 728532р

6. Хлориды

П = Пл = 7р * 40мг/л * 63000 м³ * 10^-6* 1,12 * 35 = 691руб.

7. Сульфаты

П = Пл = 20р * 80мг/л * 63000 м³ * 10^-6*1,12 * 35 = 3951р

Определим общую плату (сложим плату за все виды загрязняющих веществ).

Побщ = 5638809336 руб.

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC J

Примеси	Нл, т.р./т.	ПДК, мг/л	Сф, мг/л	Фактич. сбр.,т. в год	Лимит. масса,т	Лимит. плата,т.р.	Св.лим. масса,т	Свер.лим. плата, т.р.
1. Взвешенные вещества	2,95	120	100	6,3	6,3	728,532	-	-
2. Цианиды	44,35	0,15	10	0,63	0,00945	16,429	0,62055	26970,964
3. Медь	2217,5	0,05	40	2,52	0,00315	273,816	2,51685	5469492,577
4. Цинк	221,75	0,1	7,5	0,4725	0,0063	54,763	0,4662	101312,252
5. Железо	22,175	0,85	30	1,89	0,05355	46,548	1,83645	39908,813
6. Хлориды	0,007	210	40	2,52	2,52	0,691	-	-
7. Сульфаты	0,02	250	80	5,04	5,04	3,951	-	-

Таблица SEQ Таблица * ALPHABETIC K

Примеси	Нл, т.р./т.	ПДК, мг/л	Сф, мг/л	Фактич. сбр.,т. в год	Лимит. масса,т	Лимит. плата,т.р.
1. Взвешенные вещества	2,95	120	2	0,0126	0,0126	1,457
2. Цианиды	44,35	0,15	0,15	0,000945	0,000945	1,643
3. Медь	2217,5	0,05	0,05	0,000315	0,000315	27,382
4. Цинк	221,75	0,1	0,1	0,00063	0,00063	5,476
5. Железо	22,175	0,85	0,85	0,005355	0,005355	4,655
6. Хлориды	0,007	210	40	0,252	0,252	0,069
7. Сульфаты	0,02	250	80	0,504	0,504	0,395
ИТОГО	-	-	-	-	-	41,077

Таким образом, экономия платежей на предриятии за сброс загрязняющих веществ составила Эп = Пдо - Ппосле = 5638809336р - 41077р = 5661144488 руб. в год.

6.12

Для расчета экономической эффективности внедрения предлагаемой ионообменной установки сначала определим все виды эффектов от использования данного ПОМ.

1. Основной экономический эффект - экономия платежейЭп = 5661144488 руб. в год.

2. Экономия воды за счет использования оборотного цикла водоснабжения. Это дополнительный вид эк. эффекта.

Эв = Цв* (Vдо - Vпосле), где

Цв - цена воды (2000руб.).

Vдо, Vпосле - объем приобретаемой предприятием воды до и после внедрения ПОМ.

Эв = 2000р * (63000м³- 6300м³) = 113400000 руб.

3. И последний дополнительный эффект - выручка от продажи меди, которая регенерируется из элюата. Регенерация меди в общих чертах основана на том, что элюат с высокой концентрацией ионов меди направляется на электролиз, где и выделяется металл в чистом виде.

Эмедь = Д - Зуд * М, где

Эмедь - эффект от реализации меди.

Зуд - удельные затраты на извлечение 1 т меди (Зуд = 6 500 000 руб).

М - масса в т извлекаемой меди в год.

Д - доход от реализации меди (цена 1т умножить на массу регенерируемой меди в год).Цена 1 т меди примерно = 8 000 000 руб. Приблизительно в год можно извлечь 2,4 т меди (согласно таблице № 10).

Эмедь =2,4т *8000т.р. - 6500т.р. * 2,4т = 3600т.р.

Принимая во внимание все вышеназванные виды эффекта, который получает предприятие от внедрения ПОМ, можно рассчитать эффективность внедрения данного ПОМдля предприятия и срок его окупаемости.

Е = (Эп +Эв + Эмедь - С)/К

Е = (5661144488руб + 113400000руб + 3600000руб - 764449000руб) /

/ 2627100000руб = 1,9

Ток = 1/Е = 1/1,9 = 0,5 года

7.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Судя по сроку окупаемости предложенной к внедрению ионообменной установки она является значительно выгоднее, чем простой сброс загрязненных веществ в горводоколлетор, т.к. суммарный эффект, получаемый от использования установки, уже в первые 6 месяцев покроет все затраты на ее строительство и эксплуатацию. Поэтому считаю нужным рекомендовать к внедрению данный комплекс природоохранных мероприятий.

8.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волоцков Ф.П. Очистка и использование сточных вод гальванических производств. М.: Химия,1983.

2. Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. М.: Энергия, 1977.

3. Костюк В.Н. Очистка сточных вод машиностроительных предприятий. Л.: Химия, 1990.

4. Алферова Л.А. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М.: Стройиздат,1984.

5. Яковлев С.В. Очистка производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1979.

6. Когановский А.М. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. М.: Химия, 1983.

7. КЗоТ, М.: Спартак,1996.

9. При работе над курсовой также использовался CD-ROM (компьютерный лазерный диск) “Библиотека предпринимателя”, Выпуск 1, 1995.

10. CD-ROM (компьютерный лазерный диск) “Энциклопедия российского права”, май, 1996.

11. Очистка промышленных сточных вод. Под ред. Кравеца В.И. Киев: Технiка, 1974.