Очистка сточных вод
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Декабря 2011 в 07:56, курсовая работа
Описание работы
Общее ухудшение экологической обстановки уже отмечается как глобальная проблема, что заставляет уделять все большее внимание природоохранным мероприятиям во всех сферах промышленного производства. Повышение числа техногенных катастроф со значительным экологическим ущербом, загрязнение водных объектов, приводящее к существенному снижению количества воды пригодной для хозяйственно-питьевого потребления, повышение количества выбросов в атмосферу, вызывающее повышение заболеваемости, определило необходимость принятия решений по охране окружающей среды на правительственном уровне.
Файлы: 1 файл
курсовая работа лены по промышленной экологии.doc
— 381.00 Кб (Скачать файл)
5.Расчет основного оборудования и реагентов
5.1.Расчет отстойника
1. Объем V воды в отстойнике равен:
где Q- расход сточной воды, м3/сут; t-продолжительность отстаивания сточных вод, ч.
t=200ч=8,3сут
Q=25000 м3
2. Расчетная гидравлическая крупность:
где k-коэффициент, зависящий от типа отстойника, для вертикального-0,45; -коэффициент, учитывающий температуру воды и ее вязкость-0.66(t=40Co);
n-коэффициент, зависящий
от свойств взвешенных веществ, для коагулирующих-0,4;
h-высота эталонного цилиндра (0,5)м; Н-глубина
проточной части отстойника (1,5-4)м;
-вертикальная составляющая скорости
движения воды в отстойнике-0,01 мм/с
- Расчетная продолжительность отстаивания:
- Радиус отстойника рассчитываем по формуле:
Где Q-расход сточной воды, м3/ч.
5.2.Расчёт количества реагентов для нейтрализации сточных вод
Количество реагентов для нейтрализации сточных вод определяется по формуле
где
k – коэффициент запаса расхода реагента
по сравнению с теоретическим; для известкового
молока – 1,1; для известкового теста и
сухой извести – 1,5; В
– количество активной части в товарном
продукте, %; Q – количество сточных
вод, подлежащих нейтрализации, м3;
А – концентрация кислоты,
кг/ м3; а – удельный расход реагента
для нейтрализации, кг/кг
6.Утилизация отходов гальванического производства
6.1.
Общие вопросы
обработки полученных
осадков
Несмотря на значительное снижение объемов гальванического производства в последние годы, которое по некоторым оценкам достигло 40 - 50 %, проблема утилизации гальванических шламов и сточных вод гальванического производства остается для Российской Федерации одной из наиболее важных.
Огромное количество осадков, образующихся при очистке сточных вод, требуют размещения. Его можно осуществлять по двум направлениям: утилизация и захоронение на специальных полигонах, что в настоящее время наиболее труднорешаемая задача. Складирование шламов гальванических производств на полигонах без предварительной обработки представляет угрозу окружающей среде, так как металлы могут вымываться талыми и ливневыми водами и поступать в водоёмы и водотоки, подземные воды, включаться в биосферные циклы.
Более перспективным является путь утилизации ряда отходов в строительстве, а также их использование в качестве полупродуктов в промышленности. В настоящее время около 25 % производимых в нашей стране химических отходов используется повторно. Во многих странах мира накоплен опыт по рециркуляции металлов, содержащихся в отходах, к которым, в частности, относятся и отходы гальванических производств. Например, в ФРГ повторное использование железа достигает 38%, олово – 34 % и цинка – 33 %; в США – меди – 43 %; в Великобритании – свинца – 60 % и алюминия – 33 %. Тем не менее, следует отметить, что процессы рециркуляции металлов из отходов экономически выгодны в тех случаях, когда их концентрация достаточно высока, а технология рециркуляции малоэнергоемка. Гальванические отходы, как правило, содержат относительно невысокие концентрации цветных ценных металлов. Кроме того, форма их нахождения в составе гальванических отходов и близость их химических свойств требуют понимания специальных химических методов выделения. Поэтому рециркуляция металлов из гальванических отходов является экономически не выгодным мероприятием. Единственным, перспективным, получившим развитие в других странах способом утилизации гальванических отходов, является их применение в качестве добавок в различных строительных материалах. С одной стороны, по данным отечественных и зарубежных исследователей, добавки гальванических отходов в строительных материалах улучшают эксплуатационно-технические качества последних, - с другой, не требуют экономических затрат на мероприятия, направленные на предотвращение их неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Однако при этом следует отметить, что утилизация гальванических отходов в строительные материалы требует санитарно-гигиенической оценки как самих гальванических отходов, так и материалов с их добавками. Это объясняется тем, что гальванические отходы включают в своем составе катионы биологически активных металлов, состав которых, в зависимости от производства, весьма неоднородный.[8]
Гальванические шламы представляют собой пастообразную массу, характеризующуюся сложностью и нестабильностью состава, от тёмно-серого до тёмно-коричневого цвета, плотностью 1,16 – 1,24 г/см3 и влажностью от 60 до 85 %, pH = 3,2 – 7,9. В состав гальванических шламов наряду с малотоксичными соединениями железа и кальция входят соединения тяжелых металлов (хрома, меди, свинца, кадмия, никеля, марганца).
Утилизация осадков стоков гальванических производств подразумевает под собой дальнейшее их использование и может развивается по двум направлениям:
-
ликвидация шламов путем
- применение для приготовления керамических красок, пигментов огнеупорного материала, линолеума, красок и сплавов как искусственных заполнителей.
Большое внимание уделяется разработке способов использования отходов в производстве строительных и других материалов (Например, в Югославии и Германии гальванические шламы, содержащие гидроксиды тяжелых металлов, используются в качестве добавки в сырьевую массу для изготовления кирпича. Добавка шлама до 5% не оказывает токсического действия).
Ниже приведена табл.6.1, в которой рассмотрены примеры основных направлений утилизации шламов гальванических производств:
| № п/п | Суть метода | Результат | Где применяется | Кем применяется | Особенности |
| Использование гальванических шламов, содержащих оксиды тяжелых металлов, в качестве добавки в сырьевую массу для изготовления кирпича | Строительная промышленность | Словакия, Словения | Добавка шлама до5 % не оказывает токсического воздействия и не влияет на прочность кирпича | ||
| 2 | Добавка шламы гальваностоков в количестве 3-10 % в массу при производстве керамического кирпича | Производство кирпича | Россия | Влияния на технологические и эксплуатационные свойства не оказывает | |
| 4 | Изготовление черепицы с применением шламов гальваностоков | Улучшение свойств формовочной массы, сокращение времени сушки черепицы на 2-3 часа, сокращение времени обжига на 50-70%, расширение цветовой гаммы | Палемонский комбинат | Оптимальное количество шлама – 2% сухой массы; цвет обожжённой черепицы тёмно-красный без налётов | |
| 5 | Использование железосодержащего осадка в производстве стеновых керамических изделий | Более раннее накопление
жидкой фазы, интенсификация процессов
спекания и вспучивания |
Введение 3-6 % осадка при производстве изделий даёт возможность повысить предел прочности при сжатии до 40-60% | ||
| № п/п | Суть метода | Результат | Где применяется | Кем применяется | Особенности |
| 6 | Изготовление керамзита с использованием осадка сточных вод (содержание 20-40 %) | Применение в строительстве | Экономический эффект, обусловленный сокращением расходов на добычу и транспортировку глины | ||
| 7 | Использование гальваношламов с большим содержанием гидроксида железадля получение гексаферрита бария | Изготовление строительной керамики, производство красителей- пигментов | Исследовано в МХТИ им. Д.И. Менделеева | ||
| 8 | Производство стеклохромзита | Наличие железа, хрома и никеля в шламе позволяет использовать его при производстве декоративно-облицовочного материала | |||
| 9 | Шламы, полученные при нейтрализации известковым молоком отработанных травильных растворов, использовались в качестве добавки в портланд-цементы как инертный наполнителей бетоносмечей и глинистых масс | Завод «Запорожсталь» | Украина | ||
| 10 | Изготовление асфальтобетона | До 30% шламов | |||
| № п/п | Суть метода | Результат | Где применяется | Кем применяется | Особенности |
| 11 | Добавка шламов в кладочные растворы (1-15%) | Промышленность стройматериалов | После выдержки образца в воде отмечается высокая токсичность воды. При термообработке в течение 2-х часов (800°С) шламы оказались нетоксичными | ||
| 12 | Гидрометаллургический метод получения металлов путём | Суть метода: извлечение (выщелачивание) металлов из руд концентратов и отходов при их обработке водными растворами химических реагентов с последующим выделением из раствора металла или его хим. соединения | |||
| 13 | Пирометаллургический метод получения металлов из шламов | Суть метода: обезвоживание и сушка шламов, низкотемпературная восстановительная обработка с получением порошковых металлургических концентратов, их переплавка с получением чистых металлов и сплавов | |||
В странах западной Европы гальванические шламы, как правило, перерабатываются с выделением цветных металлов. Однако отсутствие централизованных коллекторов, обособленность и рассредоточенность гальванических производств, разнообразие по составу гальванических отходов делает проблему разделения и получения отдельных металлов с высокой степенью чистоты из отходов гальванических производств трудно разрешимой.[9]
В нашей стране основными направлениями переработки гальванических шламов является утилизация и изготовление строительных материалов и дорожных покрытий, связывание инертными веществами или остекловывание высокими температурами с целью предупреждения проявления своих токсичных свойств.
На кафедре промышленной экологии БелГТУ им.Шухова проведены исследования по изучению влияния добавки гальванического шлама на технологические свойства строительной керамики (плотность, водопоглощение, пористость и прочность).
Для проведения исследований были изготовлены образцы из стандартной сырьевой шихты ОСМиБТ (Объединение Строительных Материалов и Бытовой Техники Оскольского Электрометаллургического Комбината). В шихту добавляли 1,00; 2,00; 3,00; 4,00; 5,00 % (сухого) гальванического шлама АОЗТ «СО АТЭ» (Завод Автотракторного Электрооборудования г. Старый Оскол), кроме того, были изготовлены контрольные образцы без добавки гальванического шлама.
В результате проведенных экспериментов было установлено, что добавка гальванического шлама увеличивает пористость образцов (рис.1) за счет увеличения потерь при прокаливании (ППП) сопровождающимся: выделением газов СО2 и SO3, удалением химически связанной воды и, как следствие, образованием пор. Увеличение пористости способствует уменьшению плотности (рис. 2) и незначительному увеличению водопоглощения (рис. 3).*
Рис. 6.1. Зависимость пористости образцов от концентрации гальванического шлама
Рис. 6.2. Зависимость плотности образцов от концентрации гальванического шлама
Рис. 6.3. Зависимость водопоглощения образцов от концентрации гальванического шлама
Результаты
изучения влияния добавки
Таблица 6.2
Влияние добавки гальванического шлама на прочностные характеристики образцов
Концентрация гальванического шлама в шихте, % | ||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| RСЖ, МПа | 30,4 | 30,2 | 34,9 | 34,5 | 29,5 | 21,9 |
| Марка
кирпича |
300 |
300 |
300 |
300 |
250 |
200 |
Таким образом, добавка гальванического шлама в шихту при производстве керамического кирпича в количестве от 1,00 % до 4,00 % не оказывает негативного влияния на прочностные характеристики образцов.
- Введение от 1,00 % до 4,00 % гальванического шлама в шихту снижает плотность керамического кирпича, не снижая марку изделий (по прочности на сжатие);
- Использование гальванического шлама в качестве добавки при производстве керамического кирпича на ОСМБиТ позволит экономить дорогостоящее привозное сырье.[10]
6.2.Утилизация гальванических отходов как гигиеническая
проблема
Проблемой мирового масштаба является охрана окружающей среды от загрязнения токсичными промышленными отходами. К таким относятся те из них, которые при прямом или опосредствованном контакте с организмом человека способны оказывать прямое или отдаленное токсическое воздействие или же повлиять на условия проживания людей и окружающую среду. Это объясняется тем, что промышленные отходы, являясь вторичным продуктом производства, обогащены токсичными компонентами как органического, так и неорганического характера.
Захоронение определенных видов отходов на полигонах является невыгодным в экономическом отношении из-за занятия пахотных и других угодий, а также сооружения дорогостоящих специальных полигонов. Захоронение отходов небезопасно и с точки зрения охраны окружающей среды, поскольку отходы, являясь продуктами с токсичными свойствами и нестабильного химического характера, могут мигрировать в виде летучих компонентов в воздушную среду или же в форме растворимых соединений переходить в грунтовые воды, а затем ассимилироваться в растениях и попадать в корм животных и в пищу людям.