Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические аспекты бережливых производств. Учебно-методическое пособие
.pdf
где С1 – исходная концентрация загрязняющих веществ в сточной
Загрязняющее вещество
ПДК, мг/л
Взвешенные частицы
3–10
Кислород (по БПК полн)
4–8
Сульфаты
500
Аммиак
0,05
воде, мг/л;
С2 – концентрация загрязняющих веществ после очистки, мг/л;
ПДКм – предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в водоеме, мг/л
Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ
(ПДК) представлены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Предельно допустимое содержание загрязняющих веществ
Фактический ущерб от сброса очищенной воды, определяется по
формуле
Уф = [(Q N 2) / 106] У, (3.4)
Предотвращенный ущерб в результате очистки сточных вод определяется по формуле
Упр = Уп – Уф. (3.5)
Экономический эффект от очистки сточных вод определяется по
формуле
Э = Упр – (С + Е К), (3.6)
где С – эксплуатационные затраты на очистку сточных вод, руб.;
Е – нормативный коэффициент эффективности использования
очистных сооружений, (Е = 0,15);
К – капитальные затраты на очистку сточных вод, руб.
Задание. Определить экономический эффект, получаемый при
очистке сточных вод.
Пример решения задачи
51
Исходные данные:
взвешенные частицы
5;
кислород (по БПК полн.)
5;
сульфаты
500;
аммиак
0,05.
– расход сточной воды Q = 12000 м3/сут;
– исходная концентрация загрязняющих веществ в сточной воде
С1 = 2500 мг/л;
– концентрация загрязняющих веществ после очистки
С2 = 120 мг/л;
– максимальная концентрация загрязняющих веществ в водоеме
ПДКм = 127 мг/л;
– капитальные затраты на очистку сточных вод К = 155 тыс. руб.;
– эксплуатационные затраты на очистку сточных вод С = 20 тыс. руб.;
– удельный показатель предотвращенного ущерба У =
= 1440 руб./год;
– число рабочих дней в году N = 255;
– предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ в водоеме, мг/л:
Решение. Коэффициенты кратности разбавления неочищенного
стока:
Потенциальный ущерб, причиняемый водоему при сбросе неочищенных сточных вод:
Уп = [(12000 255 19,7) /106] 1440 = 86806,08 руб.
Фактический ущерб от сброса очищенной воды:
Уф = [(12000 255 0,9) / 106] 1440 = 3965,76 руб.
Предотвращенный ущерб в результате очистки сточных вод:
Упр. = 86806,08 – 3965,76 = 82840,32 руб.
1 = 2 500 / 127 = 19,7;
2 = 120 / 127 = 0,9.
Экономический эффект от очистки сточных вод:
Э = 82840,32 – (20000 + 0,15 155000) = 39590,32 руб.
52
Вывод. Экономический эффект от очистки сточных вод расходом
№
Q, м3/сут
С
1,
мг/л
С
2,
мг/л
ПДК
м,
мг/л
К,
тыс. руб.
С,
тыс.
руб.
У,
руб./год
N,
дни
1
15000
2300
125
130
148
38
1440
248
2
15000
1950
115
135
134
40
1440
240
3
14000
2200
125
128
140
19
1440
245
4
13000
1700
105
125
128
28
1440
240
5
17000
2150
135
153
145
29
1440
250
6
16000
2300
138
140
131
39
1440
245
7
15000
2400
137
150
142
26
1440
247
8
14000
2250
128
134
139
25
1440
240
9
12000
1950
125
128
120
24
1440
255
10
13000
1850
126
130
150
18
1440
245
11
18000
1600
130
135
145
26
1440
240
12
19000
1700
110
137
110
39
1440
240
13
12000
1850
110
117
130
20
1440
255
14
13000
2100
118
120
121
35
1440
255
15
16000
1900
100
115
105
36
1440
250
16
15000
1850
111
135
180
16
1440
255
17
16000
2200
120
128
175
27
1440
245
18
19000
1500
108
133
140
30
1440
248
19
18000
1750
105
126
175
32
1440
255
20
17000
2000
115
135
175
24
1440
248
21
14000
1900
117
130
170
23
1440
240
22
18000
2050
127
129
154
31
1440
240
23
11000
2500
120
134
140
22
1440
248
24
13000
2400
129
136
170
38
1440
250
25
16000
2300
127
130
160
27
1440
240
26
11000
2600
131
135
165
24
1440
250
27
17000
2150
137
142
172
29
1440
250
12000 м3/сут. составляет 39590,32 руб.
Варианты заданий к задаче приведены в табл. 3.3
Исходные данные к задаче
Таблица 3.3
Одним из путей уменьшения количества загрязненных сточных
вод является разработка и внедрение безводных и маловодных технологических процессов. Для оценки величины предотвращенного
ущерба при переводе химического комбината на малоотходную технологию рассчитывается масса годового сброса (М) загрязняющего вещества в сточных водах (до и после реконструкции) по формуле
М = (С Q) / 106, (3.7)
53
где С – содержание загрязняющих веществ в сточных водах, мг/л;
Наименование участка (реки)
Значение к
Нева (г. Санкт- Петербург)
0,47
Даугава (г. Рига)
0,50
Неман
0,58
Днестр
1,84
Днепр ( г. Киев)
1,75
Днепр (устье)
0,99
Наименование участка (реки)
Значение к
Дон (устье р. Воронеж)
1,63
Дон (устье р. Северный Донец)
3,79
Волга (устье р. Ока)
2,60
Волга (устье р. Кама)
0,50
Волга (г. Самара)
0,70
Обь (г. Новосибирск)
0,34
Енисей (г. Красноярск)
0,18
Q – объем сточных вод, м3/год.
Приведенная масса годового выброса загрязнителей определяется
по формуле
µ = ( M) = [ (1 / ПДК ) M ], (3.8)
где – показатель относительной опасности сброса загрязнителя в водоемы, усл. т/т;
ПДК – предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/л.
Ущерб от сброса в водоем загрязняющих веществ при использовании базовой технологии определяется по формуле
Убаз = Увод к µ, (3.9)
где Увод – удельный ущерб от сброса в водоем условной тонны загрязняющего вещества, руб./усл.т, (Увод = 443,5);
к – безразмерный показатель, учитывающий относительную опас-
ность загрязнения различных водохозяйственных участков.
Предельно допустимое содержание загрязняющих веществ и значения безразмерного показателя к представлены в табл. 3.1 и 3.2 соот-
ветственно.
Таблица 3.2
Показатели относительной опасности загрязнения различных
водохозяйственных участков
54
Ущерб от сброса в водоем загрязняющих веществ после внедрения
до очистки
после очистки
взвешенные частицы
100
30
кислород (по БП
полн.
)
61
20,3
сульфаты
40
20
аммиак
0,5
0,1
взвешенные частицы
5
кислород (по БПК полн.)
5
сульфаты
500
аммиак
0,05
малоотходной технологии (фактический ущерб) определяется по формуле
Уф = Увод к µ. (3.10)
Предотвращенный ущерб определяется по формуле
Упр = Убаз – Уф. (3.11)
Пример решения задачи
Задание. Оценить величину предотвращенного ущерба при пере-
воде химического комбината на малоотходную технологию.
Исходные данные:
– объем сточных вод Q = 10 млн м3/год;
– место расположения комбината на р. Днестр;
– содержание загрязняющих веществ в сточных водах, С, мг/л:
– предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ в водоеме, мг/л:
Решение. Масса годового сброса загрязняющего вещества в сточ-
ных водах определяется по формуле (3.7). Рассчитываем массу годового сброса по компонентам до реконструкции химического комбината
(при использовании базовой технологии):
– взвешенные частицы: М = (100 10 106)/106 = 1 000 т/год;
– кислород (по БПК
– сульфаты: М = ( 40 10 106 ) / 106 = 400 т/год;
– аммиак: М = ( 0,5 10 106 ) / 106 = 5 т/год.
): М = (61 10 106) / 106 = 610 т/год;
полн
55
Масса годового сброса по компонентам после реконструкции комбината (при использовании малоотходной технологии):
– взвешенные частицы: М = (30 10 106) / 106 = 300 т/год;
– кислород (по БПК
): М =(20,3 10 106)/106= 203 т/год;
полн
– сульфаты: М = (20 10 106) / 106 = 200 т/год;
– аммиак: М = (0,1 10 106) / 106 = 1 т/год.
Приведенная масса годового выброса загрязнителей определяется
по формуле (3.8):
– до реконструкции
µ = (1/ 5) 1 000 + (1/5) 610 + (1/500) 400 + (1/0,05) 5 =
= 422,8 усл. т/год;
– после реконструкции
µ = (1 / 5) 300 + (1 / 5) 203 + (1 / 500) 200 + (1 / 0,05) 1 =
= 121 усл. т/год.
Ущерб от сброса в водоем загрязняющих веществ определяется по
формуле (3.9):
– при использовании базовой технологии
Убаз = 443,5 1,84 422,8 = 345021,71 руб./год;
– после внедрения малоотходной технологии (фактический ущерб)
Уф = 443,5 1,84 121 = 98740,84 руб./год.
Предотвращенный ущерб:
Упр = 345021,71 – 98740,84 = 246280,87 руб./год.
Вывод. Величина предотвращенного ущерба при переводе химиче-
ского комбината на малоотходную технологию составила 246 280,87 руб.
Варианты заданий к задаче приведены в табл. 3.4 и 3.5.
56
Исходные данные к задаче
№
Q, млн
м3/год
Место
расположения
к
ПДК, мг/л
Взвешен-
ные ча-
стицы
Кислород
Сульфаты
Аммиак
1
10
р. Волга
(устье р. Кама)
0,5
10 4 500
0,05
2
15
р. Волга
(г. Самара)
0,7 7 6
500
0,05
3
17
р. Дон
(устье р. Воронеж)
1,63 4 5
500
0,05
4
20
р. Обь
(г. Новосибирск)
0,34 3 8
500
0,05
5
25
р. Енисей (г. Красноярск)
0,18
10 7 500
0,05
6
32
р. Нева
(г. С.-Петербург)
0,47 9 6
500
0,05
7
48
р. Днепр (устье)
0,99 8 4
500
0,05
8
62
р. Дон
(устье р. Сев. Донец)
3,79 7 6
500
0,05
9
65
р. Волга
(устье р. Ока)
2,6 3 6
500
0,05
10
70
р. Волга
(г. Самара)
0,7 6 7
500
0,05
11
77
р. Обь
(г. Новосибирск)
0,34 4 4
500
0,05
12
80
р. Нева
(г. С.-Петербург)
0,47 5 7
500
0,05
13
100
Неман
0,58 6 5
500
0,05
14
13
р. Волга
(устье р. Кама)
0,5
15
16
Днестр
1,84 7 4
500
0,05
Таблица 3.4
57
Окончание табл. 3.4
№
Q, млн.
м3/год
Место
расположения
к
ПДК, мг/л
Взвешенные
частицы
Кислород
Сульфаты
Аммиак
16
17
Даугава
(г. Рига)
0,5
10
8
500
0,05
17
21
р. Волга
(г. Самара)
0,7 5 4
500
0,05
18
22
р. Волга
(устье р. Ока)
2,6 8 7
500
0,05
19
23
р. Дон
(устье р. Воронеж)
1,63 9 8
500
0,05
20
30
р. Дон
(устье р. Сев. Донец)
3,79
10
5
500
0,05
21
35
р. Енисей
(г. Красноярск)
0,18 9 5
500
0,05
22
40
р. Волга
(устье р. Кама)
0,5 8 6
500
0,05
№
Содержание загрязняющих веществ в сточных водах, г/м3
до реконструкции
после реконструкции
Взвешенные
частицы
Кислород
Сульфаты
Аммиак
Взвешенные
частицы
Кислород
Сульфаты
Аммиак
1
100
61
40
0,5
30
20,3
20
0,1
2
110
62
70
0,6
35
20,6
34
0,12
3
150
65
90
0,72
51
20,8
42
0,15
4
155
66,5
100
0,84
53
22
56
0,17
5
175
67
105
0,9
56
22,4
57
0,19
6
185
70
110
0,22
60
24
60
0,12
7
200
75
115
0,25
64
24,9
77
0,13
8
210
75,5
120
0,29
66
25
79
0,15
9
230
77
130
0,35
70
25,4
82
0,17
10
250
78,2
150
0,37
74
25,8
86
0,19
11
270
78,7
160
0,39
80
26
90
0,2
Таблица 3.5
Исходные данные к задаче
58
Окончание табл. 3.5
№
Содержание загрязняющих веществ в сточных водах, г/м3
до реконструкции
после реконструкции
Взвешенные
частицы
Кислород
Сульфаты
Аммиак
Взвешенные
частицы
Кислород
Сульфаты
Аммиак
12
280
82
180
0,42
83
27,3
95
0,22
13
300
85
200
0,46
90
28
100
0,25
14
105
61
45
0,11
35
20,4
25
0,05
15
140
63
80
0,13
41
20,7
36
0,06
16
145
65
85
0,14
45
20,8
38
0,07
17
160
66,5
100
0,17
53
22,1
56
0,09
18
165
66,8
102
0,18
54
22,2
56
0,09
19
170
66,8
104
0,19
55
22,3
57
0,1
20
180
68
108
0,21
58
23
60
0,11
21
190
72
112
0,23
61
24,2
65
0,12
22
195
74
114
0,24
63
24,5
70
0,12
3 . 2 . С о в р е м е н н ы е м е х а н и ч е с к и е м е т о д ы о ч и с т к и
п р о и з в о д с т в е н н ы х с т о ч н ы х в о д
При классификации методов очистки сточных вод можно выделить механические, химические и биологические методы, а также методы захоронения осадков сточных вод.
Механические методы очистки. К ним относятся процеживание,
отстаивание, осветление во взвешенном слое осадка, фильтрование,
центробежные методы.
Процеживание. Сточные воды процеживают через решетки
и сита с целью извлечения из них крупных примесей для предотвраще-
ния засорения труб. Решетки устанавливают на пути движения жидко-
сти. Они состоят из наклонных или вертикально установленных параллельных металлических стержней, укрепленных на металлической
раме. По способу очистки решеток от задержанных загрязнений они
подразделяются на простейшие, которые очищаются ручным способом,
и механические, очищаемые с помощью движущихся грабель, закрепленных на цепи. Отбросы, снятые с решетки, направляются на подвижной ленте в дробилку для измельчения.
59
Для удаления более мелких взвешенных частиц применяют сита,
которые могут быть двух типов – барабанные или дисковые. При вращении барабана сточная вода фильтруется через его внешнюю и внутреннюю поверхность в зависимости от способа подвода воды (снаружи
или внутрь). Задерживаемые примеси смываются с сетки водой и отводятся в желоб.
Отстаивание. Его применяют для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы
тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстой-
ники и осветлители.
Отстойники – наиболее распространенный тип сооружений для
механической очистки сточных вод. В зависимости от конструкции отстойники могут быть горизонтальными, вертикальными или радиальными. В горизонтальных отстойниках жидкость движется почти горизонтально вдоль отстойника, в вертикальном – снизу вверх, в радиальных – от центра к периферии.
Горизонтальный отстойник представляет собой резервуар (прямоугольный), состоящий из нескольких отделений (два и более). Вода подается в торцевую (переднюю) часть, проходит вдоль отстойника до
противоположного конца и осветленная сливается в отводной канал.
Вертикальные отстойники – это круглые, квадратные или многоугольные в плане резервуары с конусным или пирамидальным днищем.
Сточная жидкость подводится к рабочей части отстойника по центральной трубе. После выхода из тубы жидкость движется снизу вверх,
к сливным желобам, по которым поступает в отводной лоток. Во время
движения сточной жидкости по отстойнику из нее выпадают взвешенные частицы, плотность которых больше плотности воды.
Радиальный отстойник является разновидностью горизонтального. Он представляет собой круглый неглубокий резервуар, в котором
вода движется от цента к периферии. Их часто применяют в системах
биологической обработки. В этом случае их разделяют на первичные
и вторичные. Первичные предшествуют сооружениям биологической
очистке, вторичные устанавливаются после таких сооружений.
Для очистки сточных вод, содержащих углеводороды нефти, применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные вытянутые в длину резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотности. Нефть всплывает
на поверхность, а содержащиеся в сточной воде минеральные примеси
оседают на дно нефтеловушки. Выделение всплывающих примесей из
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]