Министерство общего и профессионального образования РФ
Ярославский государственный технический университет
Кафедра охраны труда и природы
Курсовой проект защищён
с оценкой______________
Руководитель
к.т.н., доцент
__________И.В. Савицкая
Расчётно-пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
«Промышленная экология»
Тема: Проект очистки масло-шламовых сточных вод завода «Топливная аппаратура» электрохимическим методом
ОТП 09.26.32.07.023 КП
| Нормоконтролёр К. т . н., доцент ______________И.В. Савицкая “___”____________2001 г. | Проект выполнил Студент гр. ХТОС-52 ________________ Д.Б. Булгаков “___”____________2001 г. |
2001
РЕФЕРАТ
44 с., 5 рис., 8 табл., 11 источников
МАСЛО-ШЛАМОВЫЕ СТОКИ, ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯТОР, ОЧИСТКА, УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ.
Объектом исследования является установка по очистке масло-шламовых сточных вод механо-сборочного корпуса №4 (МСК-4), площадка «Е» ЯЗТА методом электрокоагуляции.
В ходе работы проведён литературный обзор, в котором рассматриваются различные методы очистки масло-шламовых сточных вод, составлена технологическая схема процесса очистки, составлен материальный баланс процесса, проведён расчёт электрокоагулятора с железными электродами и разработана его конструкция, предложены способы утилизации шлама, который образуется в процессе очистки масло-шламовых сточных вод.
Содержание
Введение_______________________________________________________ 5
1. Литературный обзор.__________________________________________ 7
1.1 Очистка стоков коагуляцией__________________________________ 7
1.2 Очистка воды озонированием________________________________ 8
1.3 Очистка воды адсорбцией на углях____________________________ 8
1.4 Очистка воды с помощью ионообменных смол и полимерных адсорбентов___________________________________________________________ 10
1.5 Очистка воды пенообразованием_____________________________ 11
1.6 Применение электрохимических методов для очистки стоков______ 13
1.6.1 Электрокоагуляция_____________________________________ 13
1.6.2 Очистка с использованием нерастворимых электродов_________ 18
1.7 Физические методы________________________________________ 19
2. Основная часть______________________________________________ 22
2.1 Характеристика масло-шламовых стоков.______________________ 22
2.2 Состав сточной воды после очистки__________________________ 23
2.3 Описание технологической схемы.____________________________ 24
2.4 Характеристика технологического оборудования_______________ 27
2.5 Утилизация осадков_______________________________________ 28
2.6 Материальный баланс______________________________________ 29
2.7 Расчёт электрокоагулятора с Fe-электродами___________________ 31
2.8 План расположения оборудования___________________________ 34
3. Охрана труда________________________________________________ 36
3.1 Общие требования безопасности (санитарно-гигиеническая характеристика производства)_______________________________________________ 36
3.2 Взрыво - и пожароопасные показатели веществ и материалов_____ 38
3.3 Требования безопасности во время работы____________________ 38
3.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях_______________ 39
3.5 Требования безопасности по окончании работы________________ 40
Заключение____________________________________________________ 41
Список использованных источников______________________________ 42
Приложение 1_________________________________________________ 43
Перечень графического материала________________________________ 44
Развитие машиностроения ведёт к увеличению объёмов и видов стоков. Поэтому очистка промышленных сточных вод предприятий становится одной из важнейших экологических проблем.
Защита водных бассейнов от загрязнения промышленными сточными водами наиболее полно реализуется при внедрении оборотных циклов водоснабжения, которое возможно только при полной очистке сточных вод от токсичных ингредиентов.
Согласно проекту основными загрязнителями масло-шламового стока являются отработанные моющие растворы, содержащие смытые с деталей доводочные пасты, остатки СОЖ и минеральных масел, выносимых поверхностью деталей, а так же пассивирующие растворы нитрита натрия.
Фактически в масло-шламовый сток поступает значительно больше загрязнений ненормированного состава:
- загрязнения, поступающие при чистке размывом ёмкостей подвального помещения станции нейтрализации, содержащие минеральные масла, консистентные смазки в смеси с механическими загрязнениями, окислами и гидроокислами железа;
- Аварийные разливы из емкостей подвального помещения станции нейтрализации;
- Различные загрязнения полов производственных помещений основного производства и станции нейтрализации во время еженедельной влажной уборки помещений.
Загрязнения, поступающие при очистке емкостей подвального помещения размывом струёй горячей воды способствуют резкому загрязнению электродов прилипающими смазками. Объём стока повышается при этом на 27-34% от общего суточного количества, происходит резкий разовый выброс зашламляющих электроды веществ.
Неравномерность поступления объёмов и различия составов масло-шламового стока обусловлены так же технологией мойки деталей в основных цехах – неравномерностью сбрасывания отработанных растворов в течение смены, рабочего дня, недели, месяца.
Значительные колебания фактической величины масло-шламового стока зависят так же от совокупности следующих причин: интенсивности работы промывных ванн, неравномерности поступления деталей в производство, наличие протечек грунтовых вод в канализационные колодцы масло-шламовой канализации.
Характеристика методов очистки масло-шламовых стоков.
В основном рассматривается эффективность таких коагулянтов, как сернокислый алюминий, сернокислое железо. Исследователи приводят различные данные по применимости данного метода и эффекту очистки в случае различных концентраций ПАВ.
Для удаления из воды сульфонатов при их начальном содержании 1—1000 мг/л и рН=6,5—8,5 концентрация коагулянта должна быть равной концентрации ПАВ, причем для доочистки предлагается использовать активированный уголь.
Разработан метод удаления ПАВ анионных моющих средств, включающий обработку вод раствором, содержащим 0,5% Са(ОН)2 и 0,6% FeCl3. При этом детергент в концентрации 3 г/л почти полностью выпадает в виде хлопьев. На данной установке образуется значительное количество осадка, который необходимо удалять на полигон захоронения.
Удаление ПАВ в малых концентрациях требует значительных затрат. Так, при содержании анионных ПАВ 1— 20 мг/л для достижения эффекта очистки 98,3% вводился коагулянт в концентрации 30—1000 мг/л, добавлением каустической соды значение рН поддерживалось в пределах 5—10, после чего подмешивался сульфат натрия 200—5000 мг/л и после коагуляции 1—50 мг/л полиэлектролита. Путем пенной сепарации происходило разделение фаз, и перешедшие в пену ПАВ выводились из системы.
1.2 Очистка воды озонированием
Озонирование является одним из перспективных методов очистки стоков от ПАВ. В результате его использования образуются продукты, которые не являются токсичными и не воздействуют отрицательно на естественные био- и гидрохимические процессы в открытых водоемах, куда их сбрасывают. Считается целесообразным использовать озонирование для удаления низких концентраций ПАВ (4,5 мг/л), хотя имеются предложения по использованию этого метода и в случае значительно более высоких концентраций (до 200 мг/л). Снижение содержания натриевых солей нефтяных сульфокислот на 90% достигалось за 30 мин озонирования. Расход озона составил 5 мг на 1 мг ПАВ.
Для эффективного проведения озонирования необходимо подбирать определенные условия: рН среды, время контакта, концентрацию окисляемых ПАВ. Так, при озонировании стоков с концентрацией ПАВ 26 мг/л в щелочной среде (рН= =9—10) полное разложение достигалось уже в первые 3—5 мин, В слабокислой среде (рН=5,0) скорость озонирования в 5— 6 раз меньше. При концентрации ПАВ 14 мг/л полное разложение происходит за 1—3 мин при концентрации озоно-воздушной смеси в стоках 9,5—15,0 мг/л и рН>8,0.
1.3 Очистка воды адсорбцией на углях
В большинстве случаев адсорбционной очистки сточных вод используется неизбирательный обратимый процесс физической адсорбции, обусловленной силами межмолекулярного взаимодействия Ван-дер-Ваальса, протекающий с высокой скоростью. Соединения адсорбируются в недиссоциированном состоянии, физическая адсорбция осложнена физико-химическим взаимодействием адсорбата (адсорбируемого вещества), адсорбтива (растворителя) и адсорбента.
Адсорбенты, применяемые для очистки воды, должны удовлетворять ряду требований: иметь большую сорбционную емкость; обладать высокой механической прочностью; легко регенерироваться; иметь низкую стоимость. Большая поверхность адсорбции свойственна веществам и материалам, обладающим сильно развитой пористой структурой или находящимся в тонкодисперсном состоянии.
В процессе очистки сточных вод от ПАВ могут применяться следующие адсорбенты: активированные угли, ионообменные смолы, неорганические осадки, различные сорта ископаемых углей, полимерные сорбенты.