Усовершенствование локальной системы очистки сточных вод от нефтепродуктов и моющих средств и грунтов, загрязненных нефтепродуктами

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Экология
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    127,18 Кб
  • Опубликовано:
    2012-10-24
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Усовершенствование локальной системы очистки сточных вод от нефтепродуктов и моющих средств и грунтов, загрязненных нефтепродуктами

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

.1 Методы очистки сточных вод и нефтезагрязненных грунтов

1.1.1 Методы очистки сточных вод

1.1.2 Методы очистки нефтезагрязненных грунтов

.2 Достоинства и недостатки биологического метода очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений

.2.1 Применение биологические метода очистки на практике

.2.1.1 Методы очистки нефтезагрязненных грунтов внесением культур

1.2.1.2 Методы очистки активацией микрофлоры

1.3 Общие сведения о предприятии ОАО «Газпром трансгаз» (на примере ООО «Газпром трансгаз Уфа» управление аварийно-восстановительных работ и Кармаскалинского линейного производственного управления ОАО «Газпром трансгаз Уфа»)

.4 Основные сведения об очистных сооружениях БИО - 25 КС «Кармаскалы»

.4.1 Описание работы очистных сооружений БИО - 25 КС «Кармаскалы»

.4.2 Существующее положение системы очистки сточных вод БИО - 25 КС «Кармаскалы»

. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

.1 Недостатки существующей системы очистки сточных вод БИО - 25 КС «Кармаскалы»

.1 Расчет материального баланса биологической очистки

.1.1 Промышленные загрязненные стоки

.1.2 Смеситель

.1.3 Аэротенк

.1.4 иловая площадка с аэротенка

.1.5 Вторичные отстойники

.1.6 Биофильтр

.1.7 Третичный отстойник

.1.8 Хлораторная

.1.8.1 Установка обезвоживания осадка

.1.8.2 Термическая обработка обезвоженного осадка

.2 Материальный баланс

2.3 Расчет оборудования

.3.1 Смеситель

2.3.2 Аэротенк

2.3.3 Иловая площадка

.3.4 Вторичные радиальные отстойники

.3.5 Биофильтр

2.3.6 Коагуляционная установка

2.3.7 Установка обеззараживания сточных вод

2.3.8 Третичный радиальный отстойник

2.3.9 Илоуплотнитель

.3.10 Характеристика воды

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

3.1 Выделение и активация аборигенных микроорганизмов

.1.1 Идентификация аборигенных микроорганизмов

.1.2 Наработка суспензии аборигенных микроорганизмов

.2 Биоремедиация нефтезагрязненных грунтов

.3 Подбор стимуляторов роста нефтеокисляющих микроорганизмов

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

4.1 Расчет капитальных затрат

.2 Определение годовых эксплуатационных расходов

.2.1 Затраты на коагулянт «Ферикс-3»

.2.2 Затраты на электроэнергию

.2.3 Затраты на воду

.2.4 Фонд заработной платы

4.2.5 Отчисления на социальные нужды

4.2.6 Отчисления на амортизацию

.2.7 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования (РСЭО)

.2.8 Прочие затраты

.2.9 Общехозяйственные расходы

.3 Оценка предотвращенного экологического ущерба от антропогенного воздействия

4.4 Экономическая эффективность предложенной коагуляционной установки

4.5 Выводы по экономической части

5. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА

.1 Описание формул

.1.1 Расчет аэротенка

.1.2 Иловая площадка

.1.3 Вторичные радиальные отстойники

.2 Таблица констант неизвестных параметров

.3 Блок - схема программы

5.4 Текст программы

5.5 Результаты расчета

6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

.1 Характеристика производства

.2 Пожарная безопасность

.3 Электробезопасность

.4 Санитарно-гигиенические требования

.4.1 Освещение

.4.2 Отопление и вентиляция

.4.3 Средства индивидуальной защиты рабочих

.4.4 Санитарно-гигиенические условия в производственных помещениях

.4.5 Водоснабжение и канализация

.5 Охрана окружающей среды

.6 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях

.6.1 Защита рабочих в чрезвычайных ситуациях. Использование защитных сооружений

.6.2 Применение средств индивидуальной защиты

.6.2.1 Виды средств защиты органов дыхания и их использование

.6.2.2 Средства защиты кожи и их использование

6.6.3 Виды медицинских средств защиты и их использование

.7 Создание безопасных условий труда работников

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В системе транспортировки газа рассматривается проблема очистки площади управления аварийно-восстановительных работ. Причиной загрязнения грунтов и сточных вод являются промывные воды автомобильных хозяйств и автотранспорта. Концентрация различных нефтепродуктов и моющих средств может достигать 10 г/л [1].

Такие воды, попадая в природные водоемы, губительно влияют на флору и фауну.

В данной дипломной работе рассматриваются два филиала предприятия ООО «Газпром трансгаз Уфа» - Управление аварийно-восстановительных работ (УАВР) и Кармаскалинское линейно-производственное управление магистрального трубопровода (ЛПУМГ).

УАВР производит ремонт автотранспорта, в результате которого происходит активное загрязнение почвы нефтепродуктами (бензин, моторные масла, трансмиссионные масла и т.д.), которые на предприятии очищаются микробиологическим препаратом «Девороил» [2].

Ввиду отсутствия централизованного водоснабжения, в филиале Кармаскалинского ЛПУМГ производится локальная биологическая очистка сточных вод.

Целью дипломной работы является усовершенствование локальной системы очистки сточных вод от нефтепродуктов и моющих средств и грунтов, загрязненных нефтепродуктами.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

проведение анализа существующих методов очистки нефтезагрязненных грунтов и сточных вод;

исследование биодеструкции нефти и нефтепродуктов в почве ассоциацией аборигенных микроорганизмов-деструкторов;

анализ эффективности очистки нефтезагрязненных грунтов с помощью активаторов роста нефтеокисляющих микроорганизмов;

усовершенствование технологии локальной очистки сточных вод с использованием коагулянта;

расчет материального баланса усовершенствованной установки;

расчет выбросов в атмосферный воздух загрязнений от нефтешлама на программе УПРЗА «Эколог».

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Методы очистки сточных вод и нефтезагрязненных грунтов

.1.1 Методы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, совместное применение нескольких методов очистки называется комбинированным.

Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве [3].

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и неорганических веществ.

Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования [4].

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки [5].

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенк - аэробная установка, использующая для очищения стоков активный ил. Для его создания стоки обогащают нагнетаемым атмосферным воздухом, и находящиеся в нем бактерии биологически окисляют органические соединения.

Активный ил - сложное сообщество микроорганизмов различных систематических групп и некоторых многоклеточных животных <#"582388.files/image001.gif"> кл/г почвы, активно разлагает сырую нефть.

Нефтезагрязненные почвы обрабатывают Acinetobacter sp., Alcalgenes sp., Pseudomonas sp., одновременно вносят растворы фосфорных и аммонийных солей. Нефтепродукты на поверхности почвы уничтожают бактерии видов Actinomycor elegans и Geotrichum marinum. Использование Actinebacter sp. дает 80%-ный эффект очистки от ароматических соединений по истечении 5 недель. Для деструкции нефти и нефтепродуктов выделены штаммы галотолерантных и галофильных архебактерий. В условиях высоких температур могут быть использованы бактерии вида Bacillus albiaxialis. Бактерия рода Desulfobacterium осуществляет деградацию салицилата в условиях сульфатредукции. Streptomyces albiaxialis разлагает углеводороды нефти при содержании соли до 30%; эффективность при оптимальной температуре 28-30°С достигает 50% [15, 16].

За рубежом довольно широко для локальной очистки сильнозагрязненных почв и других материалов используется технология "биовосстановления", являющаяся весьма эффективной, но дорогостоящей. Суть этой технологии сводится к тому, что загрязненный материал загружается в биореактор, оборудованный паровой экстракцией, трубопроводами для подвода кислорода (или воздуха), питательных веществ и системами контроля рН и температуры. Биологическую очистку можно комбинировать с физическими методами, такими, как экстракция паром или адсорбция на угле для удаления летучих соединений, или с химическими методами для удаления токсичных компонентов или металлов.

В условиях города, когда многочисленны небольшие локальные разливы нефтепродуктов, непосредственное использование биопрепаратов на месте бывает нерационально. В этих случаях наиболее рационален сбор загрязненного грунта или породы путем срезки с последующей их биологической очисткой на специальных площадках.

Технология применения биопрепаратов для очистки, в частности почвы, предусматривает одновременное внесение в почву микробиологических препаратов и минеральных компонентов, необходимых для питания микроорганизмов, в основном азота и фосфора, которые вносятся в виде минеральных удобрений. В зависимости от концентрации загрязнения почвы в комплексе с биотехнологическими методами применяются и агротехнические приемы, направленные на улучшение обеспечения кислородом микроорганизмов.

В результате многолетних исследований, максимальная скорость биодеградации нефтяного загрязнения была получена при комбинированном использовании вышеперечисленных способов.

Очевидно, что нет ни одного микроорганизма, который мог бы усваивать все группы углеводородов, составляющих основу нефти, поэтому ведутся активные разработки в области данного процесса [17].

1.2.1.2 Методы очистки активацией микрофлоры

Данные методы очистки основаны на активизации существующей (аборигенной) в почве или породе микрофлоры. В результате этого микроорганизмы начинают активно поглощать загрязнитель и вызывать его деструкцию. Методы активизации аборигенной микрофлоры направлены на создание оптимальной среды для развития определенных групп микроорганизмов, разлагающих загрязнитель. Эти методы могут быть использованы везде, где естественный микробиоценоз сохранил жизнеспособность и достаточное видовое разнообразие. Очистка за счет активизации микрофлоры является медленным, но очень эффективным процессом. Наиболее часто эти методы очистки применяются для ликвидации нефтяных и углеводородных загрязнений.

К простейшим способам активизации микрофлоры относятся механические. Рыхление, частые вспашки, дискование, распашка загрязненных нефтепродуктами земель являются благоприятными факторами, стимулирующими процессы биодеградации нефтепродуктов в почве, при этом также улетучиваются легкие фракции нефти. Существует также метод смешивания загрязненной почвы с чистой, после чего в ней не только активизируется микрофлора, но и сама почва становится пригодной для выращивания растений, которые впоследствии используются в качестве субстрата, в свою очередь, ускоряя биодеградацию [18].

При очистке от нефтепродуктов почвы и горных пород in situ путем стимулирования природной микрофлоры необходимо осуществить активизацию природного микробного почвенного комплекса и особенно тех групп микроорганизмов, которые окисляют углеводороды, что ведет к активному потреблению углеводородов нефти. Например, при использовании такой технологии для переработки 10000 т почвы, удаленной с территории вблизи нефтеперерабатывающего завода (г. Роттердам, Нидерланды), за 75 дней обработки концентрация нефтепродуктов в почве снизилась до нормативного уровня [19]. Процесс очистки загрязненных материалов на оборудованных площадках является относительно дешевым методом, однако данный вариант очистки не обеспечивает оптимальных условий для жизнедеятельности микроорганизмов, что ведет к существенному увеличению сроков обработки материалов.

Часто активизация биодеградации осуществляется за счет поддержания оптимальной температуры. Так, загрязненную почву зимой для повышения температуры покрывают черной полиэтиленовой пленкой, летом такую же пленку, только прозрачную, используют для снижения испарения с поверхности [19].

В настоящее время появились методы электрокинетической активизации биодеградации. За счет электрического тока обеспечивается миграция микроорганизмов, имеющих собственный заряд по загрязненной зоне, что гарантирует более быструю и равномерную очистку грунта.

Механизм активизации биодеградации с помощью ультразвука состоит в разбивке крупных почвенных агрегатов, которые особенно часто образуются при нефтяном загрязнении, что, в свою очередь, увеличивает доступность загрязнителя для микроорганизмов.

Другим широко распространенным способом активизации аборигенных микроорганизмов является улучшение условий аэрации почвы, породы или воды за счет добавок воздуха. Самой простой мерой в данном случае является продувка воздухом под различным давлением почв, пород и подземных вод. Она применяется при загрязнении летучими углеводородами, дизельным топливом и им подобными загрязнителями [20].

Часто методы продувки воздухом сочетаются с введением питательных веществ. Для удаления из массивов летучих углеводородов через горизонтальные скважины вместе с воздухом подается газообразная питательная смесь. Другим вариантом этого метода является разбрызгивание микрочастиц питательного раствора. Активизация углеводородокисляющих микроорганизмов за счет закачки в грунты химически активных пен имеет высокую эффективность благодаря своему комплексному воздействию: улучшению условий дыхания, оптимизации баланса питательных веществ, а также увеличению подвижности и доступности неводорастворимых органических загрязнений.

Идеальными для биодеструкции являются нейтральные почвы. В кислых почвах для нейтрализации широко применяют известь. В нефтезагрязненных грунтах известь дополнительно нейтрализует продукты разложения нефти и снижает подвижность токсичных веществ, ускоряет разложение метанонафтеновых структур. Наиболее эффективно для ускорения биодеградации нефти в почве внесение смеси извести и карбонатной сажи (туфа). Для нейтрализации щелочных почв используют гипс.

Активизация биодеградации в нефтезагрязненных почвах и грунтовых водах достигается за счет внесения минеральных удобрений. Однако необходимо отметить, что реакция микроорганизмов сильно варьирует в зависимости от конкретного загрязнителя и свойств добавки. Существует опыт закачки в загрязненный нефтепродуктами грунт сточных вод, обогащенных нитратами (до 0,5 г/л), для активизации биодеградации. При этом концентрация алифатических соединений снизилась с 1,5 до 0,5 мг/л, а ароматических - с 5,0 до 0,5 мг/л. При внесении азота в дозе 600 кг/га степень деградации нефтяных углеводородов в целинных почвах возрастала в среднем на 45%. Мочевина и покрытая серой мочевина ускоряют биодеградацию нефти с 14,8 до 58,6% за 21 сутки, что применяется на железнодорожных магистралях и на дренированных песчаных почвах. В серых лесных почвах наиболее эффективно ускоряет биодеградацию комплекс азотных, фосфорных, калийных удобрений и перегноя [21].

Одним из методов, обеспечивающих диспергацию нефти и вследствие этого улучшающих ее контакт с микроорганизмами, является внесение ПАВ. Моющие вещества вымывают мазут из почвы вместе с водой и влияют на активность микроорганизмов, повышение концентрации ПАВ до 5% вызывает угнетение микрофлоры. Эмульгатор нефти ЭПН-5 стимулирует численность спорообразующих грибов и бактерий при дозе 20-40%, при этом увеличение дозы до 60-100% приводит к их угнетению. С целью активизации биодеградации нефти в почве применяются также ПАВ-С1, неонол АФ-14, ПАВ ОП-10, полиакрилонитрил. Хлористый калий улучшает экстракцию нефти из почвенных агрегатов в раствор. Сочетание применения ПАВ с внесением минеральных удобрений, особенно аммонийных форм азота и фосфора, ускоряет биодеградацию нефти [22].

При поверхностном нефтяном загрязнении можно использовать препарат “Файерзайн”, содержащий ферменты, активизирующие микрофлору.

Мощность слоя обработки без выемки грунта 30-40 см, срок очистки около 4 недель. Препарат вносится с помощью брандспойта из машины, желательна также обработка грунта рыхлением. Используют “Файерзайн” и для очистки вод и донных осадков.

В 2008 году был предложен новый метод, обеспечивающий более глубокую очистку почвы и воды от нефтяных загрязнений. Новшество метода заключается во включении в биопрепарат клеток аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов, глицерин, минеральные соли и воду.

В качестве аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов биопрепарат содержит штаммы, а именно: Arthrobacter sp. BKM Ac-2272 Д и Rhodococcus sp. BKM Aс-2045 Д. Особенностью является способность к окислению нефтепродуктов при высоких температурах - 35-40ºC. Штаммы способны к деградации биологически устойчивых высококипящих нефтепродуктов, недоступных для большинства нефтеокисляющих микроорганизмов. Концентрация жизнеспособных аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов в биопрепарате не менее 3*1010 кл/мл достаточна для его эффективного применения.

Известно, что до существующей технологии применение глицерина при очистке почв от нефтепродуктов применялось в концентрации 10% масс, для увеличения эффективности низкотемпературного хранения штаммов. Экспериментально было выявлено, что концентрация глицерина может быть и меньшей, а именно 8-10% масс, но при этом поставленная задача решается.

Входящий в состав биопрепарата глицерин является криопротектором, обеспечивающим высокую выживаемость микроорганизмов при низкотемпературном хранении. Минеральные соли служат для предотвращения осмотического шока микроорганизмов, а также для обеспечения микроорганизмов биогенными элементами на начальных стадиях очистки. Расход биопрепарата - не менее 1,4 л на тонну очищаемой нефтезагрязненной почвы [23].

1.3 Общие сведения о предприятии ООО «Газпром трансгаз Уфа»

Открытое акционерное общество «Газпром» - крупнейшее промышленное объединение Российской Федерации, одна из базовых отраслей экономики страны.

ООО «Газпром трансгаз Уфа» входит в состав Открытого акционерного общества «Газпром», это одно из крупнейших предприятий топливно-энергетического комплекса Башкортостана, было образовано в 1953 году. Первый газовый факел был зажжен на газопроводе «Туймазы-Уфа-Черниковск» [24].

По итогам деятельности в 2006 и 2007 гг. ООО «Газпром трансгаз Уфа» удостоено почетного диплома «Лучшая промышленная компания Республики Башкортостан».

Основными видами деятельности ООО «Газпром трансгаз Уфа» являются: надежное снабжение газом потребителей России и обеспечение поставок газа в страны дальнего и ближнего зарубежья по межгосударственным и межправительственным соглашениям.

Для выполнения этих задач предприятие осуществляет следующие виды деятельности:

обеспечивает надежную и безопасную эксплуатацию газовых объектов региона;

строит газопроводы и другие объекты транспортировки газа, а также объекты соцкультбыта на территории республики;

охраняет окружающую среду, рационально использует природные ресурсы, применяет экологически чистые и энергосберегающие технологии при транспортировке газа;

разрабатывает новые технологии и механизмы для ремонта и строительства газопроводов, проводит научно-исследовательские, тематические и опытно-конструкторские работы [25].

ООО «Газпром трансгаз Уфа» уделяет большое внимание экологической безопасности эксплуатируемых объектов и рациональному использованию природных ресурсов. Основными принципами экологической политики предприятия являются:

сохранение природной среды в зоне размещения эксплуатируемых объектов, разумное и рациональное использование природных ресурсов;

обеспечение экологической безопасности строительства и эксплуатации объектов;

охрана здоровья и экологическая безопасность персонала и населения в местах осуществления хозяйственной деятельности;

системное улучшение экологической обстановки во всех филиалах Общества, вовлечение всего персонала в природоохранную деятельность.

1.4 Основные сведения об очистных сооружениях БИО - 25 КС «Кармаскалы»

.4.1 Описание работы очистных сооружений БИО - 25 КС «Кармаскалы»

В состав комплекса очистных сооружений входят следующие основные здания и сооружения:

аэротенк - отстойник, где происходит биологическая очистка сточных вод;

биофильтры «Оксипор»;

третичный отстойник;

контактный резервуар, предназначенный для обеззараживания и дезинфекции сточных вод, прошедших очистку;

иловая площадка для приема избыточного активного ила из аэротенка - отстойника;

блок-бокс производственных зданий, где находятся хлораторная и воздуходувные агрегаты, подающие воздух в аэротенк;

малогабаритная канализационная насосная установка, предназначенная для перекачки канализационных стоков (4 шт).

Сточные воды от зданий и сооружений, расположенных на территории компрессорной станции, поступают на очистные сооружения, где первоначально попадают в приемный резервуар малогабаритной насосной установки, оборудованной решеткой-контейнером с ручным удалением осадка для задержания крупных взвесей.

После канализационной насосной установки сточные воды под напором поступают в аэротенк - отстойник, представляющий собой сооружение продленной аэрации, соединенный в единый блок со вторичным отстойником.

Работа аэротенков - отстойников основана на методе «полного» окисления. В их аэрационной зоне проводится одновременно очистка сточных вод и минерализация активного ила, а в отстойной части происходит осветление биологически очищенных сточных вод. Подача кислорода в камеру аэрации производится из блока производственных помещений. После аэротенков - отстойников стоки для доочистки поступают в биофильтры «Оксипор». Затем дочищенные стоки отстаиваются в третичных отстойниках и, для обеззараживания раствором хлорной извести, направляются в контактный колодец. После обеззараживания очищенные стоки поступают на другую малогабаритную канализационную насосную установку, насосы которой перекачивают их в сбросной коллектор.

Установка БИО представляет собой аэротенк - отстойник с продленным циклом аэрации (табл.1.1).

Таблица 1.1 - Расчетные параметры аэротенков продленной аэрации

Продолжительность аэрации, (ч)

24…72

Продолжительность отстаивания, (ч)

2…2,5

Концентрация ила в аэротенке по сухому веществу, (г/л)

3…6

Нагрузка на ил по беззольному веществу, (г БПКполн./г ила в сутки)

0,15…0,18

Объемная нагрузка, (г БПКполн./м³ в сутки)

600

Скорость окисления органических веществ, (г БПКполн./г ила в сутки)

0,15

Прирост ила, (г ила/г БПКполн.)

0,45

Возраст ила, (сутки)

10…40

Иловый индекс, (мл/г сухого вещества ила) не более

100…150

Расход кислорода, (г,/1гснижения БПК5)

1,42


Продолжительность аэрирования смеси сточной воды и активного ила в среднем 24 ч. За это время происходит, кроме окисления содержащихся в сточной воде органических веществ, минерализация активного ила, и таким образом количество образуемого избыточного ила сокращается. Минерализованный ил не имеет запаха и не требует дальнейшей обработки. Удаление избыточного ила из аэрационной части сооружения производится 2-3 раза в год с помощью ассенизационных машин <#"582388.files/image002.gif">

Рисунок 1.1 - Принципиальная схема очистных сооружений БИО-25 КС «Кармаскалы»: 1,2 - канализационные насосные станции; 3 - аэротенк; 4 - вторичный отстойник; 5 - иловая площадка; 6 - биофильтры; 7 - контактный резервуар; 8 - канализационная насосная установка; 9 - третичный отстойник.

В аэрационной зоне для биологической очистки применяется закрепленный активный ил. Закрепление активного ила осуществляется в блочных затопленных полимерных загрузках. После аэротенка - отстойника стоки для дальнейшей очистки поступают в биологический фильтр типа «Оксипор», где обеспечивается их более глубокая очистка. Носителем активного ила в биофильтре является керамзитовая загрузка.

После биофильтра стоки поступают в третичный отстойник, затем в контактный резервуар для обеззараживания раствором хлорной извести. Подача воздуха в аэрационную камеру аэротенка и в толщу загрузки биофильтра производится из воздуходувной.

Избыточный активный ил периодически удаляется на иловую площадку, очищенные и обеззараженные стоки поступают в канализационную насосную станцию (КНС), откуда насосами по напорному коллектору сбрасываются в реку Караелга.

Из аналитического обзора литературы следует, что локальная система очистки сточных вод на предприятии транспортировки газа требует усовершенствования.

Целью дипломной работы является усовершенствование локальной системы очистки сточных вод от нефтепродуктов и моющих средств и грунтов, загрязненных нефтепродуктами.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

.1 Недостатки существующей системы очистки сточных вод БИО - 25 КС «Кармаскалы»

В связи с вводом в эксплуатацию на КС дополнительных объектов водоотведения (АВП, АБК и т.д.), наблюдается ухудшение работы биофильтра «Оксипор», не обеспечивается глубокая очистка. Сбрасываемые воды полностью соответствуют ПДС, но не соответствуют ПДК вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, ввиду высокого содержания фосфатов.

Предложено разместить коагуляционную установку для очистки вод от фосфатов и сделать систему очистки цикличной: часть воды сбрасывать в водоем (реку Караелга), а часть возвращать на предприятие для дальнейшего использования.

2.1.1 Промышленные загрязненные стоки

Приход: 25 м3/сут.

2.1.2 Смеситель

В смесители стоки смешиваются с биогенными добавками.

Суточная потребность в фосфоре nР - 3 мг/л по чистому веществу.

Фосфор поступает в сточные воды в виде раствора суперфосфата Са(Н2Р04)2*H2O.

Суточная потребность в суперфосфате nСа(Н2Р04)2*H2O:

,         (2.1)

г/м3;

n=13,06*10-3*25=0,33 кг/сут;

где 270 г/моль - молекулярный вес суперфосфата;

г/моль - молекулярный вес фосфора.

Суточная потребность в азоте nN - 15 мг/л по чистому веществу.

Азот поступает в сточные воды в виде аммиачной селитры NH4NO3.

Суточная потребность в аммиачной селитре  :

г/м3;

n=42,86*10-3*25= 1,07 кг/сут;

где 80 г/моль - молекулярный вес аммиачной селитры;

г/моль - молекулярный вес азота.

Коэффициент активной части биогенных добавок 0,6. Соответственно суперфосфата и аммиачной селитры потребуется .

Са(Н2Р04)2*H2O =0,33/0,6=0,55 кг/сут;

 NH4NO3 =1,07/0,6=1,8 кг/сут;

Рассчитаем объем биогенных добавок.

ρ Са(Н2Р04)2*H2O =1050 кг/м3;

ρ NH4NO3=1014 кг/м3;

Са(Н2Р04)2*H2O =0,55/1050= 0,00052 м3/сут;

 NH4NO3 =1,8/1014= 0,0018 м3/сут;

Таким образом, материальный баланс смесителя:

Приход:                                                             Расход:

сточная вода 25 м3/сут; сточная воды с биогенными

биогенные добавки 0,0023 м3/сут. добавками 25,0023 м3/сут.

.1.3 Аэротенк

В аэротенке происходит процесс окисления органических соединений микроорганизмами активного ила при интенсивной аэрации. Расход воздуха - 30 м3/м3 стоков, т.е.:

25,0023*30 = 750,07 м3/сут;

На регенерацию ила расходуется 60% от общего количества воздуха, поступающего в аэротенк:

750,07 *0,6 = 450,04 м3/сут;

Количество активного ила, поступающего в аэротенк, составляет 70% от поступающих стоков:

,0023*0,7 = 17,5 м3/сут;

Прирост активного ила Пр:

Пр = 0,7*(0,8*В+0,3* La), мг/л; (2.2)

где В - среднее значение концентраций взвешенный веществ по потокам, поступающим в аэротенк, мг/л;

La - БПК поступающей воды.

Концентрация взвешенных веществ (В) составляет 9,75 мг/л,

БПК - 230 мгО2/л;

Пр = 0,7*(0,8*9,75+0,3*230) = 53,76 мг/л;

Количество избыточного активного ила по сухому веществу:

Исух = 53,76*1,2*25,0023*10-6 = 0,0016 т/сут;

Количество избыточного активного ила влажностью W = 99,2% и удельным весом 1,1 т/м3:

И = 0,0016*100/((100-99,2)*1,1) = 0,18 м3/сут;

Приход: Расход:

стоки - 25,0023 м3/сут; стоки во вторичные

активный ил - 0,18 м3/сут; отстойники - 78,9 м3/сут;

прирост активного ила - 53,76 м3/сут.

Всего: 78,9 м3/сут.

2.1.4 Иловая площадка с аэротенка

Влажность поступающего ила 99,2%.

Влажность уплотненного ила 96%.

Количество уплотненного ила:

53,76*(100-99,2)/(100-96) = 10,75 м3/сут;

Количество иловой воды:

,76 - 10,75 = 43 м3/сут.

Приход: Расход:

ил - 53,76 м3/сут; уплотненный осадок 10,75 м3/сут;

иловая вода 43 м3/сут;

Всего: 53,75 м3/сут.

2.1.5 Вторичные отстойники

Вторичные отстойники предназначены для отделения очищенной воды от активного ила.

Приход: Расход:

активный ил 53,93 м3/сут; стоки в биофильтр 25,0023 м3/сут;

стоки 25,0023 м3/сут: возврат активного ила 53,76 м3/сут;

активный ил на площадки 0,18 м3/сут.

Всего: 78,94 м3/сут.

2.1.6 Биофильтр

Расход воздуха 12 м3/м3 сточной воды:

78,94*12 = 947,28 м3/сут;

На регенерацию активного ила расходуется 60% воздуха:

,28*0,6 = 568,37 м3/сут;

Количество активного ила, поступающего в аэротенк, составляет 70% от поступающих стоков:

,94*0,7 = 55,26 м3/сут;

Концентрация взвешенных веществ:

В = 9,75*0,5 = 4,875 мг/л;

Прирост активного ила:

Пр = 0,7*(0,8*4,875 + 0,3*115) = 26,88 мг/л;

Количество избыточного активного ила по сухому веществу:

И сух = 26,88*1,2*78,94*10-6 = 0,0025 т/сут;

Количество избыточного активного ила влажностью W = 99,2%:

И = 0,0025*100/(100-99,2) = 0,3 м3/сут;

Приход: Расход:

стоки 78,94м3/сут; стоки 106,12 м3/сут.

активный ил 0,3 м3/сут;

прирост активного ила 26,88 м3/сут.

Всего: 106,12 м3/сут.

2.1.7 Третичный отстойник

Возврат активного ила в аэротенк 97,2%.

,3*0,972 = 0,29 м3/сут;

Приход: Расход:

стоки 133,3 м3/сут; возврат активного ила 0,29 м3/сут;

ил на площадки 26,88 м3/сут;

стоки 106,12 м3/сут.

Всего: 133,3 м3/сут.

2.1.8 Хлораторная

.1.8.1 Установка обезвоживания осадка

Количество стоков 25 м3/сут.

Влажность уплотненного ила 95%.

Количество уплотненного ила:

Vуп.ил = 25*(100-99,2)/(100-95) = 4 м3/сут;

Количество иловой воды:

- 4 = 21 м3/сут;

Приход: Расход:

стоки 25 м3/сут; уплотненный осадок 4 м3/сут;

иловая вода 21 м3/сут.

2.1.8.2 Термическая обработка обезвоженного осадка

Термическая обработка проводится для обеззараживания и снижения влажности осадка.

Расход термически обработанного осадка составит:

*(100-80)/(100-10) = 0,89;

Удаляемая влага:

- 0,89= 3,11 м3/сут;

Приход: Расход:

осадок 80% влажности высушенный осадок 0,89 м3/сут;

м3/сут; удаляемая влага 3,11 м3/сут.

2.2 Материальный баланс

Таблица 2.1 - Материальный баланс сточных вод

Приход

м3/сут

Расход

м3/сут

Стоки

25

Высушенный осадок

0,89

Биогенные добавки

0,0023

Ил из аэротенка

53,76

Прирост активного ила в аэротенке

53,76

Ил из биофильтра

26,88

Прирост активного ила в биофильтре

26,88

Иловая вода

21



Удаляемая влага

3,11



Потери

0

Итого

105,64

Итого

105,64


2.3 Расчет оборудования

 

.3.1 Смеситель

Расход сточных вод, поступающих в смеситель, составляет 25 м3/сут, следовательно, в час:

/24 = 1,04 м3/ч;

Продолжительность смешения - 12 минут. Для смешения сточных вод и биогенов используется воздух в объеме 5 м3/м3.

Требуемый объем смесителя:

V = 1,04*12/60 = 0,2 м3;


2.3.2 Аэротенк

Период аэрации tatm , ч, в аэротенках, следует определить по формуле

= (Len - Lex)/( ai (1-s) p); (2.3)

где Len - БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), мг/л;- БПКполн очищенной воды, мг/л;- доза ила, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников, a=3,2 г/л;-зольность ила, принимаемая 0,3;

p - удельная скорость окисления, мг БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, определяемая по формуле:

p = p max*(( Lex*CO)/ (Lex*CO + Kl*CO + КО* Lex))* 1/(1+φ*ai); (2.4)

где p max -максимальная скорость окисления, мг/(г*ч), принимаемая 85 мг/(г*ч);- концентрация растворенного кислорода, мг/л;- константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, принимаемая 33 мг/л;

КО - константа, характеризующая влияние кислорода, принимаемая 0,625 мгО2/л;- коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимаемый 0,007 л/г.

p = 85*(( 35*2)/ (35*2 +33*2 +0,625*35))* 1/(1+0,07*3,2) = 36,8 мг/(г*ч);

t = (230-35)/(3,2*(1-0,3)*36,8) = 2,36 ч;

Степень регенерации активного ила Rt:

= ai/(1000/J - ai); (2.5)

где J - иловый индекс, г/см3;

По таблице 41 [30] находим J = 130 см3/ч.= 3,2/ (1000/130 - 3,2) = 0,71;

Доза ила в регенераторе ap:

 = 0,5*R*ai; (2.6)

 = 0,5*0,71*3,2 = 1,136г/л;

Продолжительность пребывания сточных вод в аэротенке с учетом разбавления циркулирующим раствором ta:

= (2,5/ai0,5)*lg (Len'/Lex); (2.7)’ = (Len+Lex*R)/1+R; (2.8)’ =(230+35*0,71)/(1+0,71) = 149 мг/л;= (2,5/3,20,5)*lg (149/35) = 0,88 ч;

Расчетные параметры аэротенка БИО-25 приведены в таблице 2.

Таблица 2.2 - Расчетные характеристики аэротенка БИО-25

Число монтажных элементов

Длина, м

Ширина, м

Высота, м

Объем аэротенка, м3

Объем отстойника, м3

1

5,6

3,5

3,0

28

10,5


2.3.3 Иловая площадка

Суточный объем сброженного осадка из осветлителей - перегнивателей определяется их его объема за счет уплотнения и сбраживания:

 = Vn/(a*b); (2.9)

где Vn - суточный объем осадка, загружаемого в осветлитель - перегниватель, Vn = 2,1 м3/сут [30];

а - коэффициент уменьшения объема осадка в результате распада его при сбраживании, а=2;

b - коэффициент уменьшения объема осадка в результате уменьшения влажности с 95 до 90%, b = 2.

Vc = 2,1/(2*2) = 0,525 м3/сут;

Полезная площадь иловых площадок:

пол = (Vc*366)/(Д*n); (2.10)

где Д - среднегодовая загрузка на иловые площадки, Д=2 м3;

n - климатический коэффициент, n = 1;пол = (0,525*366)/(2*1) = 96,075 м2;

Принимаем 2 карты площадью

,075/2 = 48,03м2;

каждая размером 12*4 м.

Дополнительная площадь иловых площадок, занимаемая валиками, дорогами, канавами:

доп = k1*Fпол; (2.11)

где k - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь от полезной.

Принимаем k1 = 0,3.

Fдоп = 0,3*96,075 = 28,82 м2;

Общая площадь иловых площадок:

F = 96,075+28,82 = 124,9 м2;

Принимаем рабочую глубину карт 0,5 м, высоту оградительных валиков 0,8 м, ширину валиков по верху 0,5 м, уклон дна разводящих лотков 0,01 м.

Иловые площадки проверяются на намораживание:

нам= (Vc*T*k3)/(Fпол*k2); (2.12)

где Т - продолжительность периода намораживания, число дней в году со среднесуточной температурой воздуха не ниже 10ºC, Т=150 дней;

k2, k3 - коэффициенты, учитывающие уменьшение объема осадка вследствие зимней фильтрации k2 = 0,8 и испарения k3 = 0,75.нам= (0,525*150*0,75)/(96,075*0,8) = 0,77 м;

Объем подсушенного осадка (влажностью 80%) за год:

V = (0,525*366*(100-96))/(100-80) = 38,43 м3;

Уборка подсушенного осадка осуществляется экскаватором Э-352 с заменой ковша стругом и дальнейшей нагрузкой осадка на самосвалы типа ГОВ-93. Производительность экскаватора - 35 т/ч. В течение года экскаватор будет работать:

,43/35 = 1,1 ч.

2.3.4 Вторичные радиальные отстойники

После аэротенков сточная вода поступает во вторичные радиальные отстойники. Они предназначены для выделения активного ила из иловой смеси, поступающей из аэротенка.

Общий расчетный объем отстойников при продолжительности отстаивания 2 часа:

общ2 = Qmax’*T; (2.13)

где Qmax’ - максимальный расход потока, равный 4,85 м3/ч;

Vобщ2 = 4,85*2 = 9,7 м3;

Конструктивные характеристики вторичного радиального отстойника примем согласно пп 6,61 - 6,63 [30]

Hset - рабочая глубина части, принимаемая 1,5 м (по таблице 3 [30]);

at - концентрация ила в осветленной воде следует принимать 10 мг/л;- коэффициент использования объема зоны отстаивания, принимаемый для радиальных отстойников - 0,4;

ширина Bset - 3 м;

зона отстаивания Z - 3 м3;

скорость рабочего потока vw = 5 мм/с;

количество отстойников - 3 шт;s - диаметр отстойника, Dss = 2,5 м;- диаметр впускного устройства, den = 1,5м;0 - гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с, u0 = 1,4 мм/с;

νt - турбулентная составляющая, принимаемая в зависимости от u0, νt = 0 мм/с;

Вторичные отстойники всех типов после аэротенков надлежит рассчитывать по гидравлической нагрузке qssa , м3/(м2 ×ч), с учетом концентрации активного ила в аэротенке ai , г/л, его индекса J, см3/г, и концентрации ила в осветленной воде at , мг/л, по формуле:

= (4,5Kss*Hset0,8)/(0,1J*ai)0,05-0,001at; (2.14)

 = (4,5*0,4*1,50.8)/(0,1*130*3,2)0,04 = 1,61 м3/(м3*ч);

Производительность отстойника qset , м3/ч:

= 2,8*Kss(Dss-dдоп)*(u0-νt); (2.15)

 = 2,8*0,4(2,5-1,5)*(1,4-0) = 1,57 м3/ч;

Количество отстойников (N) должно быть не менее трех рабочих.

Фактическая продолжительность отстаивания Tf:

 = N*Z/Qmax’; (2.16)

 = 3*3/4,85 = 1,86 ч;

В отстойнике происходит снижение БПК на 20%:

La = 230*0,8 = 184 мг/л;

Снижение концентрации взвешенных веществ - на 50%:

В = 78*0,5 = 39 мг/л;

Выбираем радиальные отстойники, параметры которых приведены в таблице 3.

Таблица 2.3 - Параметры выбранного радиального отстойника

Диаметр, м

Количество отстойников, шт

Общий объем, м3

Фактическая продолжительность отстаивания, ч

2,5

3

9,7

1,86

2.3.5 Биофильтр

Характеристика доочистки сточных вод:

расход неочищенной воздухом воды, % от объема иловой смеси 6

расход неочищенной воздухом воды, м3\ч 94

необходимый рабочий объем биофильтра, м3 18

принятая рабочая глубина, м 1,2

количество секций, шт. 2

ширина всех секций, м 4,2

необходимая расчетная длина флотатора, м 1,8

принятая длина флотатора, м 2

базовая длина, м 2,1

количество вставок (по 3 м), шт. 2

количество рабочих насосов, шт. 2

необходимая рабочая емкость напорных баков при принятом времени насыщения 4 мин., м3 16

напорные баки емкостью 10 м3, шт. 2

фактическое время насыщения, мин. 5

 

2.3.6 Коагуляционная установка

Объем рабочей зоны Wф:

ф = 0,025*Q*tф; (2.17)

где Q - расход сточных вод,ф - продолжительность осаждения (2-3 часа).ф = 0,025*25*2,5 = 1,56 м3.

По СНИП 2.03.04-85 выбираем прямоугольную камеру отстаивания с горизонтальным движением воды.

Характеристики камеры отстаивания:

глубина рабочей зоны - 1,5 м;

зона осадка (глубина) - 0,3 м;

гидравлическая нагрузка - 3 м3/(м2*ч).

Дозу комплексообразователя «Ферикс - 3» принимаем согласно табл. 55 [30]. Доза Fe2(SO4)3 = 45 г/м3.

Коэффициент растворимости при 20ºC, КFe2(SO4)3 = 0,44.

Расход реагента в сутки:= (45*25)/0,44 = 2557 г/сут.

2.3.7 Установка обеззараживания сточных вод

Расчетную дозу активного хлора после полной биологической очистки следует принимать 3 г/м3 [30].

Количество гипохлорита кальция:

nCa(OCl)2 = 3*142,8/40 = 10,71 г/м3

где 142,8 - г/моль - молекулярный вес гипохлорита кальция;

г/моль - молекулярный вес хлора.

В сутки потребуется:

*10,71 = 267,75 г;

Количество осадка Qo, выпадающего после биологической очистки в контактных резервуарах, следует принимать - 0,5 л/м3 сточной воды, при влажности 98 %:

Qo = 0,5*25 = 12,5 л/сут.

 

2.3.8 Третичный радиальный отстойник

Общий расчетный объем отстойника при продолжительности отстаивания 1,5 часа:

 м3; (2.18)

где Qmax - часовой приход сточных вод из аэротенков, м3/ч;

T - продолжительность отстаивания, ч (T = 1,5 часа),

Vобщ3 = 4,85*1,5 = 7,28 м3;

Так как количество отстойников должно быть не меньше трех рабочих, то принимаем N=3.

Объем зоны отстаивания V з.о.:

 = Vобщ3/Vзо; (2.19)

 з.о. = 7,28/3 = 2,43 м3.

В аэротенке БПК снижается на 70-80%, т.е. на входе в третичный радиальный отстойник БПК будет:

La = 115*0,3 = 34,5 мг/л

В третичном радиальном отстойнике БПК снизится еще на 20%:

La = 34,5*0,8 = 27,6 г/л

Концентрация взвешенных веществ при эффекте осветления

Э = 50%:

В = 4,875/2 = 2,44 мг/л

Выбираем отстойник с параметрами, приведенными в таблице 4.

Таблица 2.4 - Параметры третичного радиального отстойника

Диаметр, м

Количество, шт

Фактический объем, м3

Фактическая продолжительность отстаивания, ч

2,5

3

12

1,8


2.3.9 Илоуплотнитель

Илоуплотнитель предназначен для уменьшения влажности, а следовательно, и объема избыточного активного ила. Продолжительность уплотнения - 10 ч.

Необходимый объем уплотнителя:

 = qmax*T; (2.20)

qmax = (Пmax*Q)/(24*C); (2.21)

где qmax - максимальный расход активного ила;

Пmax - концентрация избыточного активного ила.

Пmax = 1,38*Пр; (2.22)

Пmax = 1,38*53,76 = 74,2 г/л;

qmax = (74,2*25)/(24*4000) = 0,019 м3/ч;

Vn = 0,019*10 = 0,19 м3;

Нагрузка на зеркало уплотнителя:

0 = qmax/N*π*R; (2.23)

где N - количество уплотнителя, принятое 0,017;

R - радиус отстойника, м;

q0 = 0,04/0,0017*3,14*112 = 0,0062 м3/(м2*ч);

Нагрузка находится в допустимых пределах для радиальных уплотнителей.

биологический очистка сточный вода

2.3.10 Характеристика воды

Состав сточной воды до и после очистки проводили в лаборатории Кармаскалинского ЛПУ МГ.

Таблица 2.5 - Характеристика воды до и после биологической очистки Кармаскалинского ЛПУ МГ

N, п\п

Наименование вещества

Ед. измер.

ПДКв

Фактический сброс загрязняющего вещества до биологической очистки

Фактический сброс загрязняющего вещества после биологической очистки

1

Взвешенные вещества

мг/л

10

9,75

7,43

2

Сухой остаток

мг/л

1000

591

401

3

Хлориды (Cl-)

мг/л

350

14,18

23

4

Сульфаты

мг/л

500

31

38

5

БПК

мг/л

3

23,8

2,89

6

Нефть и нефтепродукты

мг/л

0,3

0,11

0,09

7

Нитриты

мг/л

3,3

0,17

0,04

8

Нитраты

мг/л

45

14,02

26,4

9

Железо (по Fe)

мг/л

0,1

0,2

0,09

10

ХПК

мг/л

15

23

14,3

11

Ион аммония

мг/л

1,5

1,3

0,05

12

Фосфаты (по Р)

мг/л

0

0,22

0

13

СПАВ

мг/л

0,5

0,21

0,08


Таким образом, после внедрения в установку биологической очистки сточных вод Кармаскалинского ЛПУМГ коагуляционной установки, обеспечивается приемлемое качество воды для хозяйственно-бытовых нужд.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

На фоне кризиса состояния окружающей среды все большее значение приобретают способы биологической очистки нефтезагрязненных земель как наиболее эффективные и экологически безопасные.

Комплекс методов очистки грунтов с использованием метаболического <#"582388.files/image009.gif">

Рисунок 3.1 - Степень биодеградации: консорциум - аборигенные микроорганизмы; RQ - монокультура Rhodococcus erythropolis AC 1339 Д; контроль - без микроорганизмов.

Косвенно о степени биодеструкции судили по приросту нефтеокисляющих микроорганизмов. Численность микроорганизмов определяли по методу Коха путем высева на твердую питательную среду Раймонда [33].

Статистическая обработка данных проводилась в соответствии с методическими рекомендациями [34].

Таблица 3.2 - Прирост численности микроорганизмов, растущих на питательной среде Раймонда

№ №

 Серия

Численность микроорганизмов, кл/г абс.сух.почвы



Начальная

Конечная (через 5 суток)

1 2 3

Аборигенные микроорганизмы Rhodococcus erythropolis AC 1339 Д Контроль

(3 ± 0,1)*106 (1 ± 0,1)*106 (2 ± 0,3)*102

(5 ± 0,5)*107 (1 ± 0,2)*107 (3 ± 1,3)*103


Активированные аборигенные нефтеокисляющие микроорганизмы, разлагают нефть в среднем на 9-12% эффективнее, чем известный углеводородокисляющий штамм Rhodococcus erythropolis AС 1339 Д.

3.3 Подбор стимуляторов роста нефтеокисляющих микроорганизмов

В качестве стимуляторов роста аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов, использовали: органический экстракт, полученный из активного ила; активный ил; избыточный активный ил (возраст 1 год); избыточный активный ил (возраст 5 лет).

Получение органического экстракта описано ниже.

Для проведения исследования готовились экстрагенты путем добавления к дистиллированной воде 25%-го гидроксида аммония. Добавления проводились до концентрации 10%-го раствора гидроксида аммония. Для этого в термостойком стакане смешивались навески:

мл 25% раствора гидроксида аммония + 60 мл дистиллированной воды. Затем, в колбу на 250 мл вносилась навеска - 10г подготовленной пробы избыточного ила, туда же наливали 100 мл 10%-го раствора гидроксида аммония и ставили для перемешивания на магнитную мешалку с подогревом на 30 минут. Подогрев производили до 60-70°С.

После 30 минут перемешивания полученную суспензию фильтровали для отделения иловой воды. Полученный фильтрат нейтрализовали фосфорной кислотой до нейтральной реакции (pH 7,0).

Эксперимент проводили следующим образом: в 5 контейнеров добавили по 100 г почвы, вносили по 3% масс. нефти и по 3% масс аборигенных микроорганизмов (кроме контрольного контейнера).

В первый контейнер прилили 1% масс активного ила; во второй - 1% масс избыточного ила (возраст 1 год); в третий - 1% масс избыточного ила (возраст 5 лет); в четвертый - 1% масс органический экстракт, полученный из активного ила (5 мл).

Контролем служил контейнер без внесения микроорганизмов.

Культивирование проводили в течение 7 суток при комнатной температуре, поддерживая влажность грунта 60%.

Остаточное содержание нефти определяли методом ИК - спектрометрии на приборе ИКН - 025 [35].

Результаты представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Содержание нефти, мг/дм3

Серия

Концентрация нефти, мг/ дм3



Начальная

Конечная (через 7 суток)

1 2 3 4 5

Активный ил Избыточный активный ил (1 год) Избыточный активный ил (5 лет) Органический экстракт Контроль

26,7 26,7 26,7 26,7 26,7

4,1 6,9 5,3 2,3 20


Степень биодеградации представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Степень разложения нефти: АИ - активный ил; ИАИ 1 год - избыточный активный ил, возраст которого 1 год; ИАИ 5 лет - избыточный активный ил, возраст которого 5 лет; ГВ - экстракт гуминовых веществ; контр - контроль, без микроорганизмов.

Как видно из рисунка, наибольшая степень биодеструкции нефти достигается при использовании органического экстракта в качестве стимулятора роста нефтеокисляющих микроорганизмов.

Вывод: аборигенные нефтеокисляющие микроорганизмы, выделенные из нефтезагрязненного грунта (Туймазинское месторождение, РБ) могут быть использованы для очистки нефтезагрязненных почв.

Использование органического экстракта в качестве фактора роста повышает степень биодеструкции нефти. Степень биодеструкции нефти без гуминового экстракта составляет 86,2%, с гуминовым экстрактом - 91,38%, что повышает эффективность разложения на 5,18%.

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ


В данной дипломной работе предлагается усовершенствование существующей системы очистки сточных вод БИО-25 на предприятии ООО «Газпром трансгаз Уфа» (рисунок 1.1) - внедрение коагуляционной камеры с использованием коагулянта «Ферикс-3», с помощью которого можно очистить сточную воду от фосфатов до показателей, позволяющих использовать очищенную воду в оборотном водоснабжении.

4.1 Расчет капитальных затрат

Капитальные затраты - это единовременные вложения по созданию основных фондов строящегося объекта. Исчисление предстоящих капитальных вложений в объект принято называть определением сметной стоимости (цены) оборудования [36].

Затраты на приобретение оборудования приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Стоимость оборудования

Наименование

Марка прибора

Стоимость единицы, руб

Количество, шт

Сумма, руб

1

2

3

4

5

Коагуляционная камера

CO-25\1-V

41600

1

41600


Стоимость основных фондов проектируемой коагуляционной камеры CO-25/1-V равна 41600 руб.

Сметная стоимость оборудования складывается из следующих элементов [37]:

отпускных цен.

расходов по доставке оборудования от завода-изготовителя до приобъектного склада стройки, включая транспортные и погрузочно-разгрузочные расходы (принимаются 5 % к отпускной цене оборудования):

 41600·0,05=2080 руб.

расходов на тару и упаковку (принимаются 1 % к цене оборудования):

41600·0,01=416 руб.

наценок снабженческих или сбытовых организаций (принимаются 10% к цене оборудования):

41600*0,1=4160 руб.

расходов на комплектацию (принимается 0,5% к цене оборудования):

 41600·0,005=208 руб.

заготовительно-складских расходов (принимается 1% к цене оборудования):

 41600·0,01=416 руб

запасных частей (принимается 2% к цене оборудования):

41600·0,02=832 руб.

41600* 0,15=6240 руб.

Таким образом, сметная стоимость нового оборудования составляет:

К = Ц +++++ Рзч + + Рмонт, (4.1)

К=41600+2080+416+4160+208+416+832+6240 = 55952 руб.

- затраты на заработную плату:

Монтаж ведут 3 слесаря 5 разряда в течение 14 дней. Продолжительность рабочего дня - 8 часов. Часовая тарифная ставка ЧТС-45 руб/час.

Оплата по тарифу 14 дней работы трех рабочих 3зп составляет:

3зп = ЧТС*Д*Н*Р, (4.2)

где Д - продолжительность рабочего дня, ч;

Н - число рабочих дней;

Р - число рабочих.

 руб.

По действующему премиальному положению предусматривается премия в размере 70 % от оплаты по тарифу:

, (4.3)

 руб.

Заработная плата рабочих за 14 дней составляет:

, (4.4)

руб.

Заработная плата с учетом районного коэффициента 1,15:

Ззп =Зпр0 *1,15 = 25704*1,15 = 29560 руб.

Учитываем то, что с заработной платы рабочих Ззп платится единый социальный налог в размере 34 %:

, (4.5)

руб,

Ззп=29560 + 10051 = 39611 руб.

Результаты расчета сметной стоимости оборудования приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Результаты расчета сметной стоимости оборудования

Расходы

% к цене оборудования

Сумма, руб.

Отпускная цена оборудования

-

41600

Расходы по доставке

5

2080

Расходы на тару и упаковку

1

416

Наценки снабженческих, сбытовых организаций

10

4160

Расходы на комплектацию

0,5

208

Складские расходы

1

416

Запасные части

2

832

Стоимость работ по монтажу

15

6240

Затраты на оплату труда

-

29560

Отчисления на социальные нужды

-

10051

ИТОГО

-

95563


4.2 Определение годовых эксплуатационных расходов

Годовые эксплуатационные расходы определены по следующим элементам [38]:

-     затраты на коагулянт

-       затраты на электроэнергию;

-       затраты на воду;

-       фонд заработанной платы;

-       отчисления на социальные нужды;

-       амортизационные отчисления;

-       РСЭО (расходы на содержание и эксплуатацию оборудования);

-       прочие расходы.

4.2.1 Затраты на коагулянт «Ферикс-3»

Стоимость коагулянта за год:

Зк=365*n*C, (4.6)

где 365 - количество дней в году;

n - количество коагулянта, затрачиваемого в сутки, n = 2,557 кг;

C - стоимость одного килограмма раствора коагулянта «Ферикс-3», С = 17 руб,

Зк = 365*2,557*17 = 15866 руб.

4.2.2 Затраты на электроэнергию

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:

Зэл = На * Ц; (4.7)

Зэл =36163*2=72326 руб,

На - количество потребляемой электроэнергии, КВт/ч;

Ц - цена за ед. руб;

.2.3 Затраты на воду

Зв = Цв* Vст.вод, (4.8)

где Цв - тариф на водоснабжение (23 руб/м3);ст.вод - объем сточных вод;

ст.вод = 365*Q, (4.9)

где Q - количество сточных вод, проходящих через БОС, Q = 25 м3/сутки;ст.вод =25*365=9125 м3,

Зв = 23 * 9125= 209875 руб.

4.2.4 Фонд заработной платы

Исходными данными к расчету фонда заработной платы являются: законодательные положения по труду и заработной плате; штатное расписание; элементы тарифной системы; положения о премиальных системах; элементы балансов рабочего времени по режимам труда и продолжительности рабочего дня [38].

Расчет производится из условия, что на установке действует восьмичасовой рабочий день, затраты на заработную плату оператора 5 разряда рассчитываются на 1 оператора 5 разряда. Часовая тарифная ставка ЧТС =100 рублей за час [39].

Оплата по тарифу за год работы одного оператора 3зп составляет:

, (4.10)

где Д - продолжительность рабочего дня, ч;

Н - число рабочих дней;

Р - число рабочих.

 руб/год.

Заработная плата с учетом районного коэффициента 1,15:

Ззп =Ззп *1,15=220000*1,15=253000 руб.

Премия оператору 5 разряда за 100% выполнение плана составляет 30 % от оплаты по тарифу:

, (4.11)

 руб.

Заработная плата оператора составляет:

 , (4.12)

руб.

4.2.5 Отчисления на социальные нужды

Учитываем то, что с заработной платы рабочих Ззп платится единый социальный налог в размере 34 % [40]:

, (4.13)

руб,

Ззп=319000+108460=427460 руб/год.

4.2.6 Отчисления на амортизацию

Отчисления на амортизацию рассчитываются по формуле:

, (4.14)

где ОФ - основные фонды, руб.;

 - норма амортизации, %.

Норма амортизации принимается равной 3 %. Стоимость основных фондов установки ОФ = 55952 руб.

А = 55952*0,03 = 1679 руб.

4.2.7 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования (РСЭО)

Затраты на текущий ремонт Зтр составляют 4 % от капитальных затрат:

Зтр = 0,04*К, (4.15)

где К - капитальные затраты;

Зтр = 0,04*95563 = 3823 руб.

Затраты на обслуживание 3об составляют 1,5 % от капитальных затрат:

об = 0,015*К; (4.16)

об = 0,015*95563= 1434 руб;

Отчисления в ремонтный фонд Зрем составляют 14 % от капитальных затрат:

Зрем = 0,14*К, (4.17)

Зрем = 0,14*95563= 13379 руб,

Итого:

Зрсэо= 3тр + 3об + Зрем , (4.18)

Зрсэо = 3тр + 3об + Зрем == 3823+1434+13379 = 18636 руб.

4.2.8 Прочие затраты

Прочие затраты составляют 3 % от фонда заработной платы:

ФЗП *0,03=319000*0,03=9570 руб.

4.2.9 Общехозяйственные расходы

Общехозяйственные расходы (ОХР) составляют 30% от эксплуатационных затрат:

ОХР = 0,3*755412 = 226624 руб.

где 755412 руб - затраты на вспомогательные материалы, энергию, воду, оплату труда, отчисления на социальные нужды, амортизация, РСЭО и прочие затраты.

Таблица 4.3 - Эксплуатационные затраты на работу системы биологической очистки сточных вод после внедрения установки

Статья затрат

Сумма, руб.

Затраты на вспомогательные материалы

15 866

Затраты на энергию

72 326

Затраты на воду

209 875

Затраты на оплату труда

319 000

Отчисления на социальные нужды

10 8460

Амортизация

1 679

РСЭО

18 636

Прочие затраты

9 570

Общехозяйственные расходы

226 624

ИТОГО

982 036


Себестоимость очистки 1 м3 сточных вод:

Соч = 982036/(25*365) = 108 руб/м3.

4.3 Оценка предотвращенного экологического ущерба от антропогенного воздействия

Оценка предотвращенного экологического ущерба от антропогенного воздействия рассчитывается по формуле [41]:

У впрr n= (Увуд rj *Мвnk) * Квэг, (4.19)

где У впрr - предотвращенный экологический ущерб водным ресурсам в рассматриваемом r-том регионе, в результате осуществления n-го направления природоохранной деятельности по к-му объекту (предприятию) в течение отчётного периода времени, руб.;

Увудrj - показатель удельного ущерба (цены загрязнения) водным ресурсам, загрязняющих веществ на конец отчётного периода для j-гo водного объекта в рассматриваемом r-том регионе, (9750,10 руб./усл.т.);

Мвnk - приведенная масса загрязняющих веществ, не поступивших (не допущенных к сбросу) в j-й водный источник с к-го объекта в результате осуществления n-го направления       природоохранной деятельности в r-м регионе в течение отчётного периода времени, тонн;

Квэг - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния водных объектов по бассейнам основных рек (1,10).

Приведенная масса загрязняющих веществ рассчитывается по следующей формуле:

для к-го конкретного объекта (или водоохранного мероприятия)

Мвnк =miв Квэi,

где m вi - фактическая масса снижаемого (недопущенного к попаданию в водный источник) i-ro загрязняющего вещества или группы веществ с одинаковым коэффициентом относительной эколого-экономической опасности на к-том объекте (или в результате осуществления к-гo водоохранного мероприятия) в течение отчётного периода времени, тонн;

Квэi - коэффициент относительной эколого-экономической опасности для i-гo загрязняющего вещества или группы веществ;

i-вид загрязняющего вещества или группы веществ;

к - количество объектов (предприятий, производств), осуществляющих водоохранную деятельность или количество водоохранных мероприятий, не допускающих (снижающих) сбросы загрязняющих веществ в водные источники;

N - количество учитываемых загрязняющих веществ.

Величина предотвращенного экологического ущерба П после внедрения коагуляционной установки [42]:

П = 9750,10*1,10 *( Мвдоnк - Мвдоnк), (4.20)

где Мвдоnк - приведенная масса загрязняющих веществ до внедрения коагуляционной установки;

Мвдоnк - приведенная масса загрязняющих веществ после внедрения коагуляционной установки;

П = 9750,10*1,10*((0,00000975-0,00000743)*0,15 + (0,000591 -

0,000401)*0,05 + (0,00001418 - 0,000023) * 0,05 + (0,000031 -

,000038)*0,05 + (0,0000238 - 0,00000289)*0,30 + (0,00000011 -

,00000009)*20,0 + (0,00000017 - 0,00000004)*0,20 + (0,00001402 - - 0,0000264)*0,20 + (0,0000002 - 0,00000009)*1 + (0,000023 -

0,0000143)*0,30 + (0,0000013 - 0,0000005)*1,00 + (0,00000022 -

0)*1,00 + (0,00000021 - 0,00000008)*11,00) = 193 руб/тонн.

Согласно табл. 2.5 в 1 м3 воды содержится 709 г. Следовательно в 25м3 воды - 0,018 тонн. Величина предотвращенного экологического ущерба:

П' = 193*0,018*365 = 1269 руб.

4.4 Экономическая эффективность предложенной коагуляционной установки

Для расчета экономической эффективности внедрения предлагаемой коагуляционной установки сначала определим все виды эффектов от использования данного оборудования [43].

1. Предотвращенный экологический ущерб от антропогенного воздействия:

Пг = 1269 руб/год.

2. Стоимость экономии воды за счет использования оборотного цикла водоснабжения (используется до 70% сточной воды) составляет в год при суточном объеме 25 м3 и стоимости 1м3 воды - 36 рублей:

Эв = (25*0,7*36)*365 = 229 950 руб/год,

Принимая во внимание вышеназванные виды эффекта, которые получает предприятие от внедрения коагуляционной установки, можно рассчитать эффективность внедрения данного оборудования для предприятия и срок его окупаемости [44].

Эффективность внедрения данного оборудования равна:

Е = (Пг +Эв)/( КВ*0,12 + Сэз), (4.21)

где КВ - капитальные вложения в оборудование (коагуляционную установку);

Сэз - сумма эксплуатационных затрат;

Е = (1269 + 229950)/(982036 + 95563*0,12) = 0,23.

Если учесть, что Ен = 0,1, то предлагаемое мероприятие эффективно.

Срок окупаемости Ток предлагаемого мероприятия составит:

Ток = КВ/ Эобщ, (4.22)

где КВ - капитальные вложения в оборудование;

Эобщ - общая экономия после внедрения коагуляционной установки;

Ток = 95563/229950 = 0,42 года.

Рентабельность издержек производства:

Р = (Эв /Сэз)*100% ; (4.23)

Р = (229950/982036)*100% = 23,4%.

4.5 Выводы по экономической части

В экономическом разделе проведен расчет основных технико-экономических показателей проектируемой установки. Результаты расчетов сведены в таблицу 4.5.

Таблица 4.5- Основные технико-экономические показатели

Наименование

Значение

1

Капитальные затраты, руб

95563

2

Эксплуатационные затраты, руб

982036

3

Экономическая эффективность, %

23

4

Срок окупаемости, год

0,42

5

Предотвращенный экологический ущерб, руб

1269

6

Рентабельность издержек производства, %

23,4


Результаты расчетов показали, что внедрение коагуляционной установки является выгоднее, чем простой сброс загрязненных сточных вод в водоем, т.к. суммарный эффект, получаемый от использования установки покроет все затраты на её монтаж и эксплуатацию за 0,42 года

5. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА

В данном разделе приведена программа расчета аэротенка, иловой площадки и вторичного радиального отстойника с использованием программного обеспечения Delphi 7.

5.1 Описание формул

.1.1 Расчет аэротенка

Расчет ведем для аэротенка-отстойника.

Период аэрации tatm , ч, в аэротенках, следует определить по формуле

 (5.1)

где Len - БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), Len = 230 мг/л; Lex - БПКполн очищенной воды, Lex = 35 мг/л; ai - доза ила, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников, a=3,2 г/л; s -зольность ила, принимаемая 0,3; p - удельная скорость окисления, мг БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, определяемая по формуле:

 (5.2)

где p max - максимальная скорость окисления, мг/(г*ч), p max = 85 мг/(г*ч); CO - концентрация растворенного кислорода,Co = 2 мг/л;- константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, Kl =33 мг/л;

КО - константа, характеризующая влияние кислорода, КО = 0,625 мгО2/л;

φ - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила,

φ = 0,007 л/г.

Степень регенерации активного ила R:

 (5.3)

где J - иловый индекс, г/см3; J = 130 г/см3.

Доза ила в регенераторе ap:

 (5.4)

Продолжительность пребывания сточных вод в аэротенке ta, с учетом разбавления БПК циркулирующим раствором:

 (5.5)

 (5.6)

Расчетные параметры аэротенка БИО-25 приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Расчетные характеристики аэротенка БИО-25

Число монтажных элементов

Длина, м

Ширина, м

Высота, м

Объем аэротенка, м3

Объем отстойника, м3

1

5,6

3,5

3,0

28

10,5


5.1.2 Иловая площадка

Суточный объем сброженного осадка из осветлителей - перегнивателей определяется их его объема за счет уплотнения и сбраживания:

 (5.7)

где Vn - суточный объем осадка, загружаемого в осветлитель - перегниватель, Vn = 2,1 м3/сут;

а - коэффициент уменьшения объема осадка в результате распада его при сбраживании, а=2;

b - коэффициент уменьшения объема осадка в результате уменьшения влажности с 95 до 90%, b = 2.

Полезная площадь иловых площадок:

 (5.8)

где Д - среднегодовая загрузка на иловые площадки, Д=2 м3;

n - климатический коэффициент, n = 1.

Принимаем 2 карты площадью:

 (5.9)

Дополнительная площадь иловых площадок, занимаемая валиками, дорогами, канавами:

 (5.10)

где k1 - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь от полезной.

Принимаем k1 = 0,3.

Общая площадь иловых площадок:

 (5.11)

Принимаем рабочую глубину карт 0,5 м, высоту оградительных валиков 0,8 м, ширину валиков по верху 0,5 м, уклон дна разводящих лотков 0,01 м.

Иловые площадки проверяются на намораживание:

 (5.12)

где Т - продолжительность периода намораживания, число дней в году со среднесуточной температурой воздуха не ниже 10ºC, Т=150 дней;

k2 - коэффициент, учитывающий уменьшение объема осадка вследствие зимней фильтрации, k2 = 0,8;

k3 - коэффициент, учитывающий уменьшение объема осадка вследствие испарения, k3 = 0,75.

Объем подсушенного осадка (влажностью 80%) за год, м3:

 (5.13)

Уборка подсушенного осадка осуществляется экскаватором Э-352 с заменой ковша стругом и дальнейшей нагрузкой осадка на самосвалы типа ГОВ-93. Производительность экскаватора - 35 т/ч. В течение года экскаватор будет работать, ч:

 (5.14)

5.1.3 Вторичные радиальные отстойники

После аэротенков сточная вода поступает во вторичные радиальные отстойники. Они предназначены для выделения активного ила из иловой смеси, поступающей из аэротенка.

Общий расчетный объем вторичного отстойника при продолжительности отстаивания 2 часа:

общ2 = Qmax*T, (5.15)

где Qmax - максимальный расход потока, Qmax = 4,85 м3/ч.

Конструктивные характеристики вторичного радиального отстойника примем согласно пп 6,61 - 6,63 [30].

Hs - рабочая глубина части, Hs = 1,5 м;

at - концентрация ила в осветленной воде, at = 10 мг/л;- коэффициент использования объема зоны отстаивания, для радиальных отстойников, Ks = 0,4;-ширина, Bset = 3 м;-зона отстаивания, Z = 3 м3;- скорость рабочего потока, vw = 5 мм/с;- количество отстойников, N = 3 шт;- диаметр отстойника, Ds = 2,5 м;- диаметр впускного устройства, d = 1,5м;0 - гидравлическая крупность задерживаемых частиц, u0 = 1,4 мм/с;

νt - турбулентная составляющая, принимаемая в зависимости от u0, νt = 0 мм/с.

Вторичные отстойники всех типов после аэротенков надлежит рассчитывать по гидравлической нагрузке qs , м3/(м2 ×ч), с учетом концентрации активного ила в аэротенке ai , г/л, его индекса J, см3/г, и концентрации ила в осветленной воде at , мг/л, по формуле:

 (5.16)

Производительность отстойника qо, м3/ч:

 (5.17)

Количество отстойников (N) должно быть не менее трех рабочих.

Фактическая продолжительность отстаивания Tf:

 (5.18)

В отстойнике происходит снижение БПК на 20%:

 (5.19)

Снижение концентрации B1 (B1 =78 мг/л) взвешенных веществ на 50%:

 (5.20)

Выбираем радиальные отстойники, параметры которых приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Параметры выбранного радиального отстойника

Диаметр, м

Количество отстойников, шт

Общий объем, м3

Фактическая продолжительность отстаивания, ч

2,5

3

9,7

1,86

5.2 Таблица констант неизвестных параметров

Описание констант неизвестных параметров программы расчета аэротенка-отстойника, иловой площадки, вторичного радиальные отстойника, приведено в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Константы неизвестных параметров

Название

Обозначение


В блок-схеме

В программе

1

2

3

Продолжительность аэрации

tatm

Tatm

Объем поступающей сточной воды

Q

Q

БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды

Len

БПКполн очищенной воды

Lex

Lex

Доза ила с учетом работы вторичных отстойников

ai

Ai

Удельная скорость окисления

p

P

Зольность ила

s

S

Максимальная скорость окисления

p max

Pmax

Концентрация растворенного кислорода

CO

C

Константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ

Kl

Ki

Коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила

φ

Fi

Степень регенерации активного ила

R

R

Иловый индекс

J

J

Доза ила в регенераторе

ap

Ap

Продолжительность пребывания сточных вод в аэротенке с учетом разбавления циркулирующим раствором

ta

Ta

Суточный объем сброженного осадка из осветлителей - перегнивателей

Vc

Vc

Суточный объем осадка, загружаемого в осветлитель

Vn

Vn

Коэффициент уменьшения объема осадка в результате распада его при сбраживании

 а

 a

Полезная площадь иловых площадок

Fпол

Fpol

Среднегодовая загрузка на иловые площадки

Д

D

Климатический коэффициент

n

n1

Площадь карты

f

f

Дополнительная площадь иловых площадок

Fдоп

Fdop

Коэффициент, учитывающий дополнительную площадь от полезной.

k1

k1

Общая площадь иловых площадок

F

Frez

Намораживание иловых площадок

hнам

H

Продолжительность периода намораживания

Т

T

Коэффициент, учитывающий уменьшение объема осадка вследствие зимней фильтрации и испарения

k2

k2

Объем подсушенного осадка

V

V

Продолжительность работы экскаватора

Тр

Tp

Общий расчетный объем отстойников

Vобщ2

Vob

Максимальный расход потока

Qmax

Qmax

Рабочая глубина части

Hs

Hs

Коэффициент использования объема зоны отстаивания

Ks

Ks

Гидравлическая нагрузка вторичных отстойников

qs

Qs

Производительность вторичного отстойника

Qo

БПК во вторичном отстойнике

La

La

Фактическая продолжительность отстаивания

Tf

Tf

Концентрация взвешенных веществ до вторичных отстойников

B1

B1

Концентрация взвешенных веществ после вторичных отстойников

В

В

Количество секций вторичного отстойника

N

Nsec

Зона отстаивания вторичного отстойника

Z

Zona

Диаметр отстойника

Ds

Dss

Диаметр впускного устройства

d

Den

Гидравлическая крупность задерживаемых частиц

u 0

Uo

Турбулентная составляющая

νt

Vt

Концентрация ила в осветленной воде

at

At

БПК сточной воды после разбавления циркулирующим раствором

Len’

Len1


5.3 Блок - схема программы

Блок - схема программы расчета аэротенка-отстойника, иловой площадки, вторичного радиальные отстойника, коагуляционной установки, установки обеззараживания сточных вод, третичного радиального отстойника представлена на рисунке 5.1.





















































Рисунок 5.1 - Блок схема программы

5.4 Текст программы

// Заголовок и перечень используемых библиотек. К стандартным добавляется библиотека Math для расчета сложных степеней и извлечения корня.

unit Dautova;, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,, StdCtrls, Math, Menus;

//Конструктор используемых объектов графического окна. TLabel - статичные надписи, TEdit - окно текста с изменяемым содержимым для вывода результатов расчета, TButton - кнопка запуска расчета.

type= class(TForm): TLabel;: TLabel;: TEdit;: TEdit;: TButton;: TLabel;: TLabel;: TEdit;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit;: TLabel;: TEdit; FormCreate (Sender: TObject); //Конструктор процедуры создания диалогового окна.

procedure btn1Click(Sender: TObject); // Конструктор процедуры обработки нажатия на кнопку в диалоговом окне.

// Объявление переменных

{ Private declarations }, Q, Len, Lex, Pmax, C, Ki, J, a, n1, B1, T, Nsec, Zona, At, Vt :Integer;, La, Tf, Qo, Qs, Ks, Vob, Qmax, Frez, H, Hs, V, Tp, P, Tatm, Ai, S, Ko, fi, R, Ap, Len1, Ta, x, k2, k3, Vc, Vn, Fpol, f, Fdop, k1, Dss, Den, Uo :Real;;

// Начало программы.

var

Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

// Процедура создания основного окна программы, основной текст программы.

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

// Вывод окна стандартных размеров 1024*768

Form1.Width := 1024;

Form1.Height := 768;

// Присвоение значений переменным для расчетов.

Len:=230; Lex:=35; Ai:=3.2; S:=0.3; Pmax:=85; C:=2; Ki:=33; Ko:=0.625;:=0.44; D:=45; Qmax:=4.85; Ks:=0.4; Fi:=0.007; J:=130; k1:=0.3; a:=2; k3:=0.75; k2:=0.8; Vn:=2.1; D:=2; n1:=1; T:=150; Hs:=1.5; B1:=78; Nsec:=3; Zona:=3;:=10; Dss:=2.5; Den:=1.5; Uo:=1.4; Vt:=0;

// Формулы расчета:=Pmax*((Lex*C)/(Lex*C+Ki*C+Ko*Lex))*(1/(1+Fi*Ai));:=(Len-Lex)/(Ai*(1-S)*P);:=Ai/(1000/J-Ai);:=0.5*R*Ai;:=(Len+Lex*R)/(1+R);:=2.5/sqrt(Ai)*Log10(Len1/Lex);:=Vn/4;:=Vc*366/(D*n1);:=Fpol/2;:=k1*Fpol;:=Fdop+Fpol;:=(T*Vc*k3)/(Fpol*k2);:=Vc*366*4/20;:=V/35;:=Qmax*2;:=4.5*Ks*(Power(Hs, 0.8))/(Power(0.1*J*Ai, 0.05-0.001*At));:=2.8*Ks*(Dss-Den)*(Uo-Vt);:=(Nsec*Zona)/Qmax;:=Len*0.8;:=B1*0.5;

end;

// Процедура нажатия на кнопку. Запускает вывод расчетов в окна TEdit.

procedure TForm1.btn1Click(Sender: TObject);.text:=floattostr(Tatm);.text:=floattostr(P);.Text:=FloatToStr(R);.Text:=FloatToStr(Ap);.Text:=FloatToStr(Ta);.Text:=FloatToStr(Vc);.Text:=FloatToStr(Fpol);.Text:=FloatToStr(Fdop);.Text:=FloatToStr(Frez);.Text:=FloatToStr(V);.Text:=FloatToStr(Tp);.Text:=FloatToStr(H);.Text:=FloatToStr(Vob);.Text:=FloatToStr(Qs);.Text:=FloatToStr(Qo);.Text:=FloatToStr(Tf);.Text:=FloatToStr(La);.Text:=FloatToStr(B);;

end. // Конец программы.

5.5 Результаты расчета

Период аэрации Tatm = 2.36

Удельная скорость окисления Р = 36.86

Степень регенерации активного ила R = 0.71

Доза ила в регенераторе Ap = 1.14

Продолжительность пребывания сточных вод в аэротенке Ta = 0.87

БПК сточной воды после разбавления Len1 = 149.00

Суточный объем сброженного осадка Vc = 0.52

Полезная площадь иловых площадок Fpol = 96.07

Площадь одной карты f = 48.03

Дополнительная площадь иловых площадок Fdop = 28.82

Общая площадь иловых площадок Frez = 124.89

Высота намораживания иловых площадок H = 0.76

Объем подсушенного осадка V = 38.43

Продолжительность работы экскаватора Tp = 1.09

Объем вторичного отстойника Vob = 9.70

Гидравлическая нагрузка вторичных отстойников Qs = 1.61

Производительность вторичного отстойника Qo = 1.56

Фактическая продолжительность отстаивания сточной2 воды во вторичном отстойнике Tf = 1.85

БПК во вторичном отстойнике La = 184.00

Концентрация взвешенных веществ во вторичном отстойнике

B = 39.00

Выводы

В данном разделе дипломного проекта приведен расчет аэротенка, иловой площадки и вторичного радиального отстойника выполненный в программе Delphi 7.

6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

Основными причинами возникновения чрезвычайных положений являются ошибки, допущенные при проектировании, строительстве, эксплуатации оборудования, а также безответственное отношение обслуживающего персонала и эксплуатация изношенного оборудования, которое работает десятилетиями сверх сроков службы.

Для предотвращения возникновения чрезвычайной ситуации и обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала необходимо на стадии проектирования производства предусмотреть все возможности возникновения аварии и принять меры по ее предупреждению.

6.1 Характеристика производства

В данном разделе рассматривается биологическое очистное сооружение Кармаскалинского ЛПУ МГ предприятия ООО «Газпром трансгаз Уфа».

Технологический процесс биологической очистки и доочистки стоков (БОС) связан с применением различных химических соединений, поэтому производство относится к категории взрывопожароопасных.

Сточные воды Кармаскалинского ЛПУ МГ составляют сточные воды от зданий и сооружений, расположенных на территории компрессорной станции.

Основными загрязнителями сточных вод, поступающих на очистные сооружения, являются продукты органического и неорганического характера, которые при определенных условиях представляют опасность для рабочих очистных сооружений.

Основными опасностями процесса являются:

-        отравление парами органических веществ;

         возникновение пожара в результате воспламенения органических соединений;

         поражение электрическим током в случае выхода из строя изоляции;

         травмирование вращающимися и движущимися частями насосов, компрессоров и других механизмов в случае отсутствия или неисправности ограждений;

Основными нарушениями технологического режима, приводящими к авариям и несчастным случаям, являются:

прекращение снабжения установки электроэнергией, при этом остановятся электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляционных систем, будет невозможен автоматический контроль загазованности помещений, не будет освещения помещений и территории установки, прекратит работу лаборатория БОС;

прекращение подачи воздуха от вентиляционных систем для создания избыточного давления воздушной среды, вследствие чего возможна загазованность производственных помещений, скопление взрывоопасных смесей газов с воздухом, что может привести к взрыву или пожару;

механическое повреждение схем защитного заземления, что может служить импульсом для возникновения пожаров и взрывов, также поражения электротоком.

Выделяющийся из сточных вод сероводород, углекислый газ, а также пары горючих жидкостей при определенных условиях представляют большую опасность для рабочего персонала. Активный ил, который после применения на БОС вывозится и сушится на иловых площадках, при определенных условиях может разлагаться с выделением метана.

6.2 Пожарная безопасность

Согласно НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» предприятие относится к категории Д.

Таблица 6.1 - Категории производственных помещений БОС Кармаскалинского ЛПУ МГ по взрывопожароопасности в соответствии с НПБ-105-03

Наименование производствен-ных помещений и установок

Категория произ-водствен-ных помещений в соответ-ствии с НПБ-105-03

Степень огне-стойкости здания

Категория молние-защиты

Классификация помещений и наружних установок





Класс помеще-ний по взрыво-опасности

Категории, группы взрыво-опасных смесей

Насосная станция перекачки пром.сточных вод

Д

II

II

В-1г

IIAT3

Резервуары

Д

II

II

В-1а

IIAT3

Усреднитель

Д

II

II

В-1г

IIAT3

ПРО, ВРО, ТРО

Д

Не опасны

II

Не опасны

Норм. среда

Станция биогенных добавок

Д

II

III

В-1б

1Т1

Воздуходувная станция

Д

II

III

В-1б

1Т1

Иловая насосная станция

Д

II

III

В-1б

1Т1

Насосная станция возврата сточных вод

Д

II

II

В-1б

1Т1

Насосная станция узла биофильтров

Д

II

II

Не опасны

1Т1

Биофильтры

Д

-

II

В-1г

Норм. среда

Камера осаждения

Д

-

III


IIAT3


Для тушения местных очагов возгорания необходимо предусмотреть первичные средства пожаротушения: кошма, песок, порошковые огнетушители, ОПУ-5, ОПУ-10, углекислотные огнетушители ОУ-2, ОУ-5 для тушения электрооборудования, пожарный инвентарь, лопатки, носилки. Помещения насосных станций необходимо оборудовать пожарными кранами или пожарными гидрантами для тушения очагов пожара большой площади.

Противопожарное оборудование должно содержаться в исправном, работоспособном состоянии. Проходы к противопожарному оборудованию должны быть всегда свободны и обозначены соответствующими знаками.

На установке БОС Кармаскалинского ЛПУ МГ ведется процесс очистки воды, содержащей вредные вещества. Поскольку пары вредных веществ могут образовывать взрывоопасные смеси (углеводороды), то, в соответствии с НПБ 105-03 «Определение категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», классифицируются все производственные помещения цеха, обеспечиваются эвакуационными выходами и пожарным инвентарем в соответствии с принятыми нормами.

Необходимо иметь систему оповещения - сигнализации о возникновении пожара.

Классификация производственных помещений БОС по пожаровзрывоопасности согласно НПБ-105-03 представлена в таблице 6.1.

Для предотвращения аварийной ситуации связанной с возникновением пожара необходимо:

1)      для тушения возможных возгораний на БОС предусмотреть по ГОСТ 12.4.009-75 «ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Общие требования» следующие средства пожаротушения:

систему пожарного водопровода, оборудованную гидрантами;

лафетные стволы, расположенные с двух противоположных сторон;

пожарный песок, кошма, пожарный инвентарь;

пенные огнетушители;

)        необходимо предусмотреть сигнализацию о возникновении пожара;

3)      для тушения небольших очагов возгорания необходимо предусмотреть первичные средства пожаротушения: кошма, песок, огнетушители пенные ОПУ-5, ОПУ-10 огнетушители углекислотные ОУ-2, ОУ-5, ОУ-10 пожарный инвентарь, лопатки, носилки.

6.3 Электробезопасность

Большинство технологического оборудования на биологических очистных сооружениях снабжено электроприводами, приборами, причем пусковые устройства, щиты управления и другое оборудование устанавливается непосредственно в производственных цехах, и персонал, управляющий технологическим процессом, постоянно оперирует с электрооборудованием. Опасность поражения электрическим током может произойти в результате:

- появления напряжения на металлических частях электрооборудования;

из-за повреждения изоляции токов ведущих частей;

при ошибочном включении отключенной установки;

замыканий между отключенными и находящимися под напряжением токоведущими частями;

попадания молнии на электроустановку;

случайного прикосновения к токоведущими частям, находящихся под напряжением в результате ошибочного действия при проведении работ;

неисправности защитных средств;

возникновения напряжения шага на участке земли, где находится человек;

при неисправности в устройстве защитного заземления.

Согласно ПУЭ и ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ «Электробезопасность. Общие требования» нужно предусмотреть заземление металлических аппаратов насосной станции.

Электробезопасность в соответствии с ГОСТ 12.1.019-96 «Электробезопасность. Общие требования» обеспечивается: конструкцией электроустановок, техническими способами и средствами защиты, организационными и техническими мероприятиями.

Все электроустановки оградить механическими ограждениями. Также предусмотреть расположение токоведущих частей на недоступной высоте, а для установок низкого напряжения предусмотреть изоляцию токоведущих частей.

Рубильники, автоматические пускатели снабдить механической блокировкой.

Все нетоковедущие части электрооборудования, не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под ним, необходимо заземлить согласно ГОСТ 12.1.030-2011 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление». Сопротивление защитного заземления не должно превышать 4 Ом.

Защита от прямых ударов молний согласно CO 153-34.21.122-2005 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» выполняется стержневыми молниеотводами, установленными на кровле зданий. Молниеотвод состоит из молниеприемника, токопровода из стали 25x4 мм, наружного очага заземления. Защита от вторичных проявлений молний осуществляется созданием замкнутых контуров внутри и вне цеха для предотвращения искровых разрядов, для чего:

аппараты и ёмкости, материалопроводы присоединяются к цеховым контурам заземления;

параллельные трубопроводы на расстоянии до 10 см и через каждые 30 м соединяются между собой перемычками из стали 25x4 мм независимо от их принадлежности к различным системам. Внутренний контур заземления присоединяется к внешнему контуру, служащему одновременно для защиты от вторичных проявлений молний.

На биологических очистных сооружениях предусмотрено обеспечение защитными свойствами всех людей, обслуживающих электроустановки. В помещениях с повышенной опасностью используются малые напряжения, питание которых осуществляется через понижающие трансформаторы со вторичным напряжением 1242 В.

Защита от заноса высокого потенциала внутри цеха сводится к заземлению оболочек кабелей и материалопроводов на вводах в цех по очистке сточных вод.

Все опасные части оборудования, механизмов и сооружений ограждены.

Вспомогательные механизмы и аппаратуру размещают таким образом, чтобы к ним был свободный подход в соответствии с действующими нормами.

6.4 Санитарно-гигиенические требования

.4.1 Освещение

Естественное и искусственное освещение производственных и вспомогательных помещений должно соответствовать СН 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». В производственных помещениях предусмотреть общее или комбинированное освещение, в зависимости от рода выполняемых работ.

Для искусственного освещения необходимо использовать люминисцентные лампы накаливания. Лампы накаливания применять, в основном, для местного освещения. В бытовых помещениях применяются лампы типа ЛД.

Насосные отделения необходимо освещать светильниками взрывозащищенного исполнения (типа ВЗГ-200).

Освещенность рабочих мест в помещениях и наружной части БОС выполнить в соответствии со строительными нормами и правилами СН 23-05-95, согласно которым освещенность на установке должна соответствовать следующим значениям:

в производственных помещениях - не менее 50 люкс;

в операторных - 200 люкс;

в наружных, насосных установках, в санузлах - 30 люкс;

в коридорах, на лестничных клетках - 20 люкс.

Также предусмотреть аварийное освещение, для чего использовать светильники с лампами накаливания «Альфа».

В соответствии с СН 23-05-95 освещённость для продолжения работы должна составлять не менее 5 % от нормы рабочего освещения при системе общего освещения, но не менее 2 люкс внутри здания.

Светильники аварийного освещения присоединить к независимому источнику питания, а светильники для эвакуации людей к сети, независимо от рабочего освещения.

6.4.2 Отопление и вентиляция

Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату в производственных помещениях» и СанПиН 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», в местах постоянной работы людей должна поддерживаться температура 17-22°С летом, 22-25 °С зимой. Для этого нужно предусмотреть отопительную систему (теплоноситель - вода, температура 95°С). Помещения обеспечить приточной вентиляцией от самостоятельных систем, создающих трех- и пятикратный воздухообмен. В машинном зале насосной станции перекачки активного ила предусмотреть аварийную вентиляцию, использовать вентиляторы с серией электродвигателя А-41-4.

В помещении операторской оборудовать приточно - вытяжную вентиляцию с кратностью воздухообмена 20 ч-1. В зоне действия ускоренных электронов должна быть установлена местная вентиляция.

6.4.3 Средства индивидуальной защиты рабочих

На биологических очистных сооружениях обслуживающий персонал подвергается воздействию вредных веществ, испаряющихся с нефтезагрязненных вод, вследствие чего возможна загазованность производственных помещений. Поэтому может возникнуть необходимость применения индивидуальных защитных средств для рабочих.

На биологических очистных сооружениях обслуживающий персонал должен обеспечиваться спецодеждой, спецобувью и индивидуальными средствами защиты, кроме них на каждом участке БОС комплект рабочих и два аварийных шланговых противогаза ПШ-1.

Для защиты органов дыхания от газов (соединений серы, азота и т.д.), в соответствии с ГОСТ 12.4.034-78 «Маркировка и назначение фильтрующих коробок промышленных противогазов» должны применяться фильтрующие противогазы марки «БКФ», для защиты глаз от взвешенных частиц - очки, кожных покровов - перчатки резиновые, рукавицы, выдаваемые в индивидуальном порядке, которые рабочий должен носить при себе.

6.4.4 Санитарно-гигиенические условия в производственных помещениях

Для создания благоприятных климатических условий для рабочего и административного персонала метеорологические условия производственной среды необходимо принять согласно СН 2.2.4.548-96 “Гигиенические требования к микроклимату в производственных помещениях” с учетом норм технологического проектирования, санитарных правил организации технологических процессов и гигиенических требований к производственному оборудованию.

Санитарные нормы, установленные для промышленных предприятий, требуют устройства вентиляции во всех производственных помещениях независимо от степени загрязненности воздуха. Кроме того, организация технологического процесса должна обеспечивать наименьшее загрязнение воздуха.

Оборудование, выделяющее влагу, максимально укрывают и герметизируют, а все процессы, при которых выделяется большое количество пыли, по возможности механизируют. Сыпучие материалы перемещают по закрытым каналам. Все эти мероприятия совместно с вентиляцией улучшают санитарно-гигиенические условия воздушной среды в производственных помещениях.

Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату в производственных помещениях", микроклимат в производственных помещениях должен соответствовать в летнее время:

температура воздуха (20-22С°);

температура поверхности (19-23 С°);

относительная влажность воздуха (60-40 %);

скорость движения воздуха (0,1м/с);

в холодное время:

температура воздуха (19-21С°);

температура поверхности (18-22С°);

относительная влажность воздуха (60-40 %);


6.4.5 Водоснабжение и канализация

Водоснабжение предприятия должно состоять из следующих систем: хозяйственно-питьевого, противопожарного и производственного водопроводов.

Водоснабжение и канализация должны соответствовать требованиям СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Отвод сточных вод предусмотреть по закрытым самотечным трубам. Отдельную производственную канализацию выполнить с самостоятельными впусками и гидрозатворами.

Водоснабжение и канализация производственных помещений должны соответствовать СНиП 2.04.01-91 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

Промышленные предприятия потребляют воду для производственных целей, хозяйственно-питьевых нужд, а также для тушения пожаров. Расход воды на производственно-технические нужды зависит от технологических особенностей производства и определяется на основе технологических данных.

Для хозяйственно-питьевых нужд количество требуемой воды определяется СН 2.04.02-84. Соединение сетей хозяйственно-питьевого водопровода с сетями промышленного и противопожарного водопровода, подающих воду, не соответствующую по качеству питьевой, не допускается.

При объединении пожарного водопровода с хозяйственно-питьевым запасные резервуары и насосные станции должны быть оборудованы в соответствии с требованиями, установленными для питьевого водоснабжения.

Применение для водопроводных сооружений материалов, способных ухудшить качество воды, не допускается.

Проектирование канализации осуществить по СНиП 11.04.03-85 "Канализация. Наружные сети и сооружения".

Наименьшая глубина заложения канализационных труб принимается из условия предохранения труб от разрешения под действием постоянных и временных нагрузок.

Устройство для забора воды делается таким образом, чтобы водоприемные отверстия были легко доступны для обслуживания, обеспечивалась механическая очистка решёток.

Технологический водопровод рассчитывают по расходу воды, который необходим для поддержания данного технологического параметра.

6.5 Охрана окружающей среды

В процессе очистки производственных сточных вод образуются осадки, различные по химическому составу и физическим свойствам. Объём осадков зависит от вида обрабатываемых стоков и от принятого метода очистки.

Конечная цель обработки осадков сточных вод состоит в превращении их в безвредный продукт, не вызывающий загрязнения окружающей среды. При этом ценные компоненты, содержащиеся в осадке, должны быть максимально утилизированы.

В общем случае обработка осадков состоит из следующих стадий: уплотнение или сгущение, стабилизация, кондиционирование, обезвоживание, утилизация, ликвидация.

Отходы (осадки) при биологической очистке сточных вод (ил с БИО-25), фильтровочные и поглотительные отработанные массы, загрязненные опасными веществами (керамзит с биофильтров) сдаются в Прибельское ПУКХ.

6.6 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях

.6.1 Защита рабочих в чрезвычайных ситуациях. Использование защитных сооружений

Любая деятельность потенциально опасна, а сами опасности носят перманентный характер.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) - это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.

Основными способами защиты при ЧС в современных условиях являются:

укрытия в защитных сооружениях, в простейших укрытиях на местности;

своевременное и умелое применение средств индивидуальной защиты.

Для укрытия людей заблаговременно на случай ЧС строятся защитные сооружения.

Защитными сооружениями называются инженерные сооружения, специально спроектированные и оборудованные для коллективной защиты населения в чрезвычайных ситуациях.

Защитные сооружения подразделяются:

по назначению (для населения или для размещения органов управления);

по месту расположения (встроенные, отдельно стоящие, в горных выработках, метро и др.);

по времени возведения (заблаговременно возводимые и возводимые в особый период);

по характеру (убежища или укрытия).

Убежищем называется защитное сооружение герметичного типа, обеспечивающее защиту укрываемых в нем людей от всех поражающих факторов ядерного взрыва, отравляющих веществ, бактериальных средств, высоких температур и вредных дымов.

В убежищах от воздействия ударной волны, обломков разрушающихся зданий, проникающей радиации, светового излучения и высоких температур защищают прочные ограждающие конструкции, клапаны на воздухозаборных, выхлопных и других отверстиях. Для защиты от отравляющих бактериальных средств и радиоактивной пыли убежища герметизируют.

Каждое убежище состоит из основных помещений (отсеки для укрываемых и медпункт) и вспомогательных (санузлов, дизельной электростанции, склада горюче-смазочных материалов, фильтровентиляционной камеры, складских помещений, кладовой для продуктов, тамбуров, аварийного выхода и др.).

Вместимость убежища определяется числом сидячих мест на первом ярусе нар и числом лежачих мест - на втором, но так, чтобы внутренний объем помещения составлял не менее 1,5м3 на одного укрываемого. При определении вместимости убежища норма площади на одного укрываемого принимается 0,5м2 при двухъярусном расположении нар и 0,4м2 при трехъярусном. Высота помещения должна быть не менее 2,2м. Количество мест для сидения при двух ярусах должно составлять 80%, а при трех ярусах - 70%.

Убежища оборудуются всеми системами жизнеобеспечения. Система воздухоснабжения включает воздухозаборные устройства, противопылевые фильтры и фильтры-поглотители, вентиляторы, воздухорегулирующие и защитные устройства.

Очистка воздуха осуществляется:

в режиме чистой вентиляции, когда наружный воздух очищается только от пыли с воздухообменом 8-13м3 на человека в час;

в режиме фильтровентиляции, когда воздух дополнительно пропускается через фильтры-поглотители для очищения от отравляющих веществ и бактериальных средств с воздухообменом не менее 2м3 на человека в час.

Регенерация воздуха осуществляется посредством соответствующих патронов. Очищенный воздух вентиляторами нагнетается по воздуховодам в отсеки убежища.

Система водоснабжения обеспечивает людей водой для питья и гигиенических нужд. Она осуществляется от наружной водопроводной сети. Предусмотрен также аварийный запас (только для питья из расчета 3 литра на 1 человека), который хранят в стационарных баках. Санузел размещается в помещении, изолированном перегородками от отсеков убежища, с вытяжкой. Предусматривается отведение фекальных вод из расчета 2 литра на человека в сутки.

6.6.2 Применение средств индивидуальной защиты

.6.2.1 Виды средств защиты органов дыхания и их использование

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) - это предмет или группа предметов, предназначенные для защиты одного человека от радиоактивных, опасных химических и биологических веществ, а также светового излучения ядерного взрыва.

По принципу защитного действия СИЗ подразделяются на фильтрующие и изолирующие.

В фильтрующих средствах индивидуальной защиты воздух, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма, очищается от вредных примесей при прохождении через СИЗ. Средство индивидуальной защиты изолирующего типа полностью изолируют человека от окружающей среды.

Средства индивидуальной защиты органов дыхания подразделяются на противогазы (фильтрующие и изолирующие) респираторы и простейшие средства.

Противогазы предназначены:

ГП-5 - для личного состава формирований ГО и населения в возрасте от 17 лет и старше;

ГП-5М - для руководящего и командно-начальствующего состава ГО, а также личного состава формирований связи ГО;

ГП-7, ГП-7В - поступает на оснащение формирований ГО вместо ГП-5, ГП-5М.

К простейшим средствам индивидуальной защиты органов дыхания относятся противопыльно-тканевые маски ПТМ-1 и ватно-марлевые повязки. Они могут применяться для защиты органов дыхания человека от радиоактивных веществ, аэрозолей и бактериальных средств.

Ватно-марлевая повязка изготавливается из куска марли, размером 100x50 см, внутри которой положена вата, размером 30x20 см площади и толщиной около 2 см.

Повязка, как правило, одноразового пользования.

Респираторы предназначены для защиты органов дыхания человека от различных видов пыли. В системе гражданской обороны наибольшее применение имеет респиратор Р-2 и Р-2д.

Респиратор Р-2 (Р-2д) представляет собой фильтрующую полумаску, снабженную двумя клапанами вдоха, одним клапаном выдоха и носовым зажимом. Фильтрующим элементом респиратора служит наружная поверхность респиратора и фильтр из полимерных волокон.

6.6.2.2 Средства защиты кожи и их использование

К средствам защиты кожи относятся защитные комбинезон и костюм, легкий защитный костюм (Л-1) и общевойсковой защитный комплект (ОЗК). Данные средства обеспечивают защиту людей от непосредственного попадания радиоактивных, опасных химических веществ и бактериальных средств, а также от воздействия паров опасных химических веществ на кожные покровы человека.

Защитные комбинезон и костюм изготавливаются из прорезиненной ткани. Костюм состоит из куртки, брюк и капюшона, а комбинезон - из куртки, брюк и капюшона сшитых в одно целое. Пользуются комбинезоном и костюмом в комплекте с подшлемником, резиновыми сапогами и резиновыми перчатками.

Легкий защитный костюм (Л-1) изготавливается из прорезиненной ткани и состоит из рубахи с капюшоном, брюк с чулками и перчаток.

Общевойсковой защитный комплект (ОЗК) состоит из защитного плаща ОП-1, защитных чулок и защитных перчаток. Комплект защитной фильтрующей одежды (ЗФО) состоит из хлопчатобумажного комбинезона специального покроя и пропитанного раствором специальной пасты - химическими веществами, задерживающими пары опасных химических веществ (адсорбционного типа) или нейтрализующих их (хемосорбционного типа).

В качестве простейших средств защиты кожи человека может быть использована производственная одежда (спецовки) - куртки и брюки, комбинезоны, халаты с капюшонами, сшитые из брезента, огнезащитной или прорезиненной ткани, грубого сукна.

Из предметов бытовой одежды наиболее пригодны для защиты кожи людей плащи и накидки из прорезиненной ткани, покрытой хлорвиниловой пленкой.

Для защиты ног необходимо надевать резиновые сапоги промышленного и бытового назначения, резиновые боты или калоши. Можно применять также обувь из кожи или кожзаменителей, но желательно с резиновыми калошами. Резиновые изделия способны не пропускать капельно-жидкие химически опасные вещества (ХОВ) до 3-6 часов. Нерезиновую обувь нужно обертывать плотной бумагой, а чтобы бумага не рвалась, на нее следует наматывать какую либо ткань.

Для защиты рук служат резиновые или кожаные перчатки или рукавицы. Шерстяные, трикотажные и хлопчатобумажные перчатки можно применять только для защиты от РВ и БС, для защиты от ХОВ они не пригодны.

Применяя одежду в качестве средств защиты кожи, необходимо как можно тщательнее герметизировать ее, чтобы изолироваться от окружающей среды.

Для защиты шеи и открытых участков головы целесообразно шить капюшоны из плотной ткани или синтетической пленки. Женщины вместо капюшонов могут надевать головные платки.

Для защиты от радиоактивной пыли можно применять также пальто, рукавицы, перчатки, ботинки, калоши, резиновые сапоги.

Чтобы обычная одежда защищала от паров и аэрозолей, ее нужно пропитывать специальным раствором. Пропитке подлежит только одежда из тканевых материалов.

Подготовленную таким образом одежду можно надевать на нательное белье. Пропитка не разрушает ткани, не раздражает кожу.

6.6.3 Виды медицинских средств защиты и их использование

На предприятиях и в учреждениях заблаговременно накапливаются, складируются, а при угрозе возникновения чрезвычайной ситуации выдаются рабочим и служащим следующие медицинское средства:

перевязочные пакеты типа ППМ, бинты;

индивидуальные аптечки типа АИ-2;

индивидуальные противохимические пакеты;

защитные дерматологические средства;

другие медицинские средства.

6.7 Создание безопасных условий труда работников

При эксплуатации установок биологической очистки существует опасность заражения инфекционными заболеваниями, возбудители которых передаются при контакте со сточными водами.

Рабочим, непосредственно соприкасающимся со сточной водой или осадком, необходимо проходить каждый год медицинский осмотр и делать плановые профилактические прививки против желудочно-кишечных заболеваний.

Выполнение всех требований технологической и трудовой дисциплины является важным фактором обеспечения безопасности персонала.

Нарушение технологического процесса, отступление от правил и инструкций по технике безопасности и эксплуатации сооружений и оборудования могут привести к аварии, травмам и заболеваниям.

Необходимо строго соблюдать правила личной гигиены. Для выполнения грязной работы следует пользоваться резиновыми перчатками. Для оказания первой помощи в непосредственной близости от сооружения должна находиться аптечка с перевязочным материалом для обработки небольших порезов, царапин, ссадин. При более серьезных травмах следует немедленно обращаться к врачу.

Главные методы защиты населения в условиях химического заражения:

оповещение об угрозы химического заражения;

укрытие в защитных сооружениях (убежищах);

внедрение средств индивидуальной защиты (противогазов и средств защиты кожи);

соблюдение режимов поведения (защиты) на зараженных территориях;

эвакуация людей из зоны заражения;

санитарная обработка людей, дегазация одежды, территорий, сооружений, транспортных средств, техники и имущества.

Вывод: в результате проведенного анализа негативных факторов на БОС Кармаскалинского ЛПУ МГ были предложены рекомендации по обеспечению безопасного ведения технологического процесса очистки сточных вод и ряд других мероприятий с точки зрения охраны труда, охраны окружающей среды и обеспечению устойчивого функционирования объекта в чрезвычайных ситуациях. Если данные рекомендации будут выполняться, установка БОС будет стабильно работать в любых условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В ходе выполнения дипломного проекта была усовершенствована установка очистки сточных вод на предприятии ООО «Газпром трансгаз Уфа» Кармаскалинского ЛПУМГ введением в известную систему коагуляционной камеры.

Коагуляционная камера с использованием коагулянта «Ферикс - 3» предназначена для очистки сточной воды от фосфатов и, как следствие, создания оборотного водоснабжения на предприятии.

В ходе экспериментальных работ из нефтешлама Туймазинского месторождения выделены аборигенные нефтеокисляющие микроорганизмы, обладающие достаточной активностью для использования в целях очистки грунтов и вод от нефтепродуктов.

В экономическом разделе произведен расчет эффективности внедрения коагуляционной камеры и коагулянта, которая составляет 123%, и срока окупаемости, который равен 0,42 года. Предотвращенный экологический ущерб водным объектам от усовершенствования системы очистки и стоимость экономии воды за счет использования оборотного цикла водоснабжения составляют в год 231,219 тыс. руб.

При помощи программы АТП УПРЗА “Эколог” версии 3.0 показано на сколько улучшится состояние атмосферного воздуха после очистки грунтов от нефтепродуктов на предприятии ООО «Газпром трансгаз Уфа».

В разделе “Безопасность и экологичность проекта” отражены основные моменты безопасности процесса очистки сточных вод при нормальном режиме работы и при чрезвычайных ситуациях, описаны мероприятия по обеспечению безопасности рабочих в случае чрезвычайной ситуации.

Усовершенствование системы биологической очистки сточных вод позволяет потреблять воду повторно и меньше сбрасывать в водоем, что рентабельно с экономической и экологической точки зрения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Загрязнения от аварийно-восстановительных работ [Электронный ресурс]:науч.-попул. журн. /ООО «Аркострой» - Электрон. журн. - ООО «Аркострой» - 2009. - Режим доступа к журн.: http://www.mehkolona.ru/ norm-proizvodstvo-avariino-vosstanovitelnyh-rabot.html <http://www.mehkolona.ru/%20%20%20norm-proizvodstvo-avariino-vosstanovitelnyh-rabot.html>.

Инструкция по применению препарата «Девороил». АОЗТ «Биотехинвест». - 1995. - 18 с.

Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия. Области применения: учеб. пособие

/Гольдберг В.М., Зверев В.П., Арбузов А.И., Казеннов С.М. и др. М: Недра, 2001.-150с.

Очистка сточных вод [Электронный ресурс]: науч.-попул. журн./ООО»Гидротехинжиниринг». - Электрон. журн. - ООО»Гидротехинжиниринг» - 2010. - Режим доступа к журн.: <http://www.hte.ru/ochistka-stochnyh-vod.html>.

Очистка воды и почвы от нефтепродуктов с помощью культуры микробов-деструкторов [Электронный ресурс]: науч.- популярн. журн. /ООО ПриборСервис. - Электрон. журн. - Калюжин: ООО ПриборСервис, 2008. - Режим доступа к журн.: <http://www.priborservice.ru/ecology032.html>.

Аэротенк. Принцип работы [Электронный ресурс]: науч.- популярн. журн. /ООО «ЭкоДиН» - Электрон. журн. - Топол: ООО «ЭкоДиН», 2009. - Режим доступа к журн.: <http://www.ekodin.ru/info/info_13.html>.

Терещенко Н.Н. Рекультивация нефтезагрязненных почв. / Н.Н. Терещенко, С.В. Лушников, Е.В Пышьева// Экология и промышленность России. - М.;Л., 2002. - С. 17-20.

Методы очистки сточных вод [Электронный ресурс]: науч.- популярн. журн. /«Всё о воде» - Электрон. журн. - Мосин: «Всё о воде», 2011. - Режим доступа к журн.: http://www.o8ode.ru/article/planetwa/rekuche/ purewater/metody_o4ictki_cto4nyh_vod.htm <http://www.o8ode.ru/article/planetwa/rekuche/%20purewater/metody_o4ictki_cto4nyh_vod.htm>.

Липеровская Е.С. Индикаторные организмы активного ила на сооружениях биологической очистки/Е.С. Липеровская, Л.А. Исаева, О.Е. Логунова. - М.: Стройиздат, 1999. - 71 с.

Активный ил в очистке воды [Электронный ресурс]: науч.- популярн. журн. /«Всё о воде» - Электрон. журн. - Бармин: «Всё о воде», 2011. - Режим доступа к журн.: http://www.o8ode.ru/article/planetwa/oprecnenie/ biologi4eckaa_o4ictka_cto4nyh_vod.htm <http://www.o8ode.ru/article/planetwa/oprecnenie/%20biologi4eckaa_o4ictka_cto4nyh_vod.htm>.

Роль микроорганизмов в охране окружающей среды [Электронный ресурс]: биолог. науч. журн. /Тверск. биохим. ин-т. - Электрон. журн. - Лушников: ТБХИ, 2008. - Режим доступа к журн.: <http://rshn-tver.ru/managment/zemlyya/akt/rekyl/>.

---Злотников А.К. Использование биопрепарата Альбит для рекультивации нефтезагрязнённых почв. / А.К. Злотников, Л.К. Садовникова, А.В. Баландина, К.М. Злотников, А.В. Казаков // Вестник РАСХН.  2007.  № 1.  С. 65-67 <http://www.albit.ru/files/get_file.php?id=36>

А.с. RU 2 077 397 С12 N 1/20. Способ рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Андресон Р.К.; Хазиев Ф.Х.; Дешура В.С.; Багаутдинов Ф.Я. (ТОО «Новодекс»).-№93029534/13; Заявлено 15.06.1993//Изобретения (заявки и патенты).-1994.-№4.-С.3.

Терещенко Н.Н., Лушников С.В. К вопросу о рациональном применении минеральных удобрений для ускорения микробиологической деструкции нефтяных углеводородов в почве. IV Международный симпозиум "Контроль и реабилитация окружающей среды". Материалы симпозиума. Томск, 2004. c.117-119.

Пиковский Ю.И. Экспериментальные исследования трансформации нефти в почвах. Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах /Ю.И. Пиковский. - Л.: ПРИОР, 1985.-98с.

А.с RU 2 315 670 С1 N 34/10. Способ биологической очистки грунта и воды от органических соединений алифатического, карбоциклического, гетероциклического рядов и их смесей произвольного состава. Калюжин В.А. (Томский государственный университет).-№4521034/10; Заявл. 19.10.2005 //Изобретения (заявки и патенты).-2005.-№3.-С.11.

А.с. RU 2 317 162 С1 N 34/10. Препарат для микробиологической очистки нефтяных шламов и загрязненного нефтепродуктами грунта. Карасеева Э.В., Самков А.С (Кубанский государственный университет).-№4321623/12; Заявл. 02.05.2006. //Изобретения (Заявки и патенты).-2006. - №5.-С.7.

Биодеградация нефти [Электронный ресурс]: науч. журн. /Всероссийск. эхнциклопед.. - Электрон. журн. - Гончаров: БЭНГ.- 2007. - Режим доступа к журн.: <http://www.ngpedia.ru/id208217p3.html>.

Плешакова Е. В., Дубровская Е. В., Турковская О. В. Интродукция нефтеокисляющих микроорганизмов в загрязненную почву: проблемы и перспективы. Международная научная конференция «микроорганизмы и биосфера». Материалы симпозиума. Москва, 2007. c.161.

А.с. RU 2 322 312 С1 N 34/10. Способ восстановления почв и грунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Назарько М.Д., Щербаков В.Г. (КубГТУ).-№4132432/03; Заявл. 13.06.2006. //Изобретения (Заявки и патенты).-2007.-№11.-С.5.

А.с. RU 2 320 429 С1 N 34/10. Способ биологической рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Кузнецов П.И. (ВНИИЗ).-№21335543; Заявл. 21.03.2007 //Изобретения (Заявки и патенты).-2008.-№9.-С.7.

А.с. RU 2 365 438 С1 N 34/10. Биопрепарат для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов. Карасева Э.М. (Кубанский государственный университет); Заявл. 15.11.2006 //Изобретения (Заявки и патенты).-2007.-№24.-С.6.

Ускорение разложения нефтепродуктов [Электронный ресурс]: хим. науч. журн. /Пенз. хим. ин-т. - Электрон. журн. - Миронов: ПХИ, 2009. - Режим доступа к журн.: <http://works.tarefer.ru/98/100486/index.html>.

ОАО «Газпром» Экологический отчет 2008 /Экологический отчет // ИРЦ Газпром, 2008. - 54 с.

ОАО «Газпром» Экологический отчет 2009 /Экологический отчет // ИРЦ Газпром, 2009. - 48 с.

Ремизова В.В. Газпром и современная экополитика. - М.: ИРЦ Газпром, 1999. - 332 с.

Компактные аэрационные установки для биологической очистки сточных вод [Электронный ресурс]: науч.- попул. журн. / Всероссийск. справочн. - Электрон. журн. - 2009. - Всероссийский справочник инженера, 2008.- Режим доступа к журн.: <http://bibliotekar.ru/spravochnik-109-kanalizacia/112.htm>.

Методика технологического контроля работы очистных сооружений. М.: Стройиздат, - 1997. - 65 с.

Фильтры «Оксипор» [Электронный ресурс]: попул. журн. /ООО «Водозор» - Электрон. журн. - ООО «Водозор», 2009. - Режим доступа к журн.: <http://vodozor.wrd.ru/stat/index.11.php>.

СНиП 2.03.04-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. Переизд. Май, 1985 с изм. 1.-Взамен СНиП 2.04.03 - 85; Введ.01.01.85 до 01.07.96.-М.: ГУП ЦПП, 1996.- 193 с.: ил.-(Строительные нормы и правила).Группа Т58. (47) СССР.

Биоремедиация [Электронный ресурс]: попул. журн. - Электрон. журн. - 2009. - Режим доступа к журн.: http://ru.wikipedia.org/wiki/Биоремедиация <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F>

32 Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии./А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук и др. -М.: Издат. центр «Академия», 2005.-608 с.

33 Егоров Н.С. Практикум по микробиологии /Н.С. Егоров. - М.: Издательство Московского университета, 1976 г.- 307 стр.

34 Математическая обработка результатов химического анализа: учебно-методическое пособие /Е.В. Пестриков, О.Ю. Исаева, Н.Н. Красногорская, Н.В. Кострюкова.-Уфа.: УГАТУ, 2009.-34 с.

ПНДФ 16.1.2.22-98. Методика измерения массовой доли нефтепродуктов в почве и донных отложений методом ИК-спектрометрии. Количественный химический анализ почв. Изд. 1998.- Уфа: УГАТУ, 1998.- 56 с.

Драгомирецкий И.И., Кантор Е.Л., Чикатуева Л.А. Экономика и управление в использовании и охране природных ресурсов.- Рн/Д: Феникс, 2011

Тимофеева С.С. Экологический менеджмент.- Р н/Д: Феникс, 2004.

Сергиенко О.И. Экономика природопользования. - Р н/Д: Феникс, 2004.

Туданова Ю.В., Фридман Л.И. Охрана окружающей среды - технико-экономический аспект. Уфа: УГНТУ, 1990.

Даминева Р.М., Кононова О.И. Экономика и прогнозирование промышленного природопользования. Уфа: УГНТУ, 2001.

Экология и экономика природопользования. - М.: Единство, 2002.Лукьянчиков Н.Н., Потравный И.М. - М.: ЮНИТИ, 2007.

Экономические проблемы использования промышленных отходов. - Киев: Наукова думка, 1983.

Постановление Правительства РФ от 12.06.2003 N 344 «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления»

Методика определения предотвращенного экологического ущерба. - М.: ГКООС РФ.

Похожие работы на - Усовершенствование локальной системы очистки сточных вод от нефтепродуктов и моющих средств и грунтов, загрязненных нефтепродуктами

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!