РЕФЕРАТ
Пояснювальна записка до курсового проекту на тему«Екологічна паспортизація, водопостачання та водовідведення, утилізація тарекуперація відходів м’ясопереробного підприємства» містить 53 сторінкидрукованого тексту. Графічна частина: схема плану місцевості з каналізаційнимимережами (формат А1), принципова схема очисних споруд підприємства, схеми тасистеми водовідведення та каналізації. В курсовому проекті запропонованірозрахунок забрудненості стічних вод і необхідного ступеня їх очищення ірозрахунок жироловки.
Об’єкт курсового проекту – м’ясопереробне підприємство.
Мета проекту – навчитися складати екологічний паспорт підприємства,вибирати та проектувати мережу водовідведення для заданого плану місцевості,розраховувати очисну споруду для очищення стічних вод підприємства, розроблятипринципову схему утилізації та рекуперації відходів.
Основні терміни та поняття: водопостачання, водовідведення,очищення, м’ясопереробне підприємство, населений пункт, екологічний паспорт.
ВСТУП
Будівництво новихжитлових і загальних будівель та споруд, об'єктів виробничого ікультурно-побутового призначення, а також реконструкція і розширення існуючихбудівельних об'єктів вимагають проведення великого об'єму робіт з інженерноїпідготовки територій і, передусім, з проектування систем водопостачання іводовідведення та схем утилізації і рекуперації відходів.
При проектуванніводовідведення населених міст необхідно вибрати раціональну систему і схемуводовідведення, а також найефективніші методи очищення побутових і виробничихстічних вод. Ухвалений варіант системи і схеми водовідведення повинен бутиобґрунтований техніко-економічними розрахунками, пов'язаний з комплексомпроектних результатів по об'єкту, що будується або реконструюється, іузгоджений з відповідними інстанціями [1].
Виробнича і побутовадіяльність людини неминуче пов'язана з утворенням виробничих і побутовихвідходів. Якщо газоподібні і рідкі відходи порівняно швидко поглинаютьсяприродним середовищем, то асиміляція твердих відходів триває десятки і сотніроків. Утилізація представляє собою вживання відходів з користю, реутилізація — отримання з використаної готової продукції шляхом її переробки нової продукціїтого ж або близького їй типу.
В задачі проектуваннясхеми утилізації і рекуперації відходів входять вибір найефективніших всанітарних і технічних відносинах заходів при мінімальних будівельних іексплуатаційних витратах і застосування найпрогресивніших і економічно вигіднихв умовах даного міста систем і способів збору, видалення, знешкодження івикористань твердих і рідких відходів [1].
1Основна частина
1.1Екологічна паспортизація промислового підприємства
Екологічна паспортизація булавпроваджена з метою оздоровлення екологічної ситуації. Згідно Держстандарту17.0.04-90 «Екологічний паспорт промислового підприємства » метою екологічноїпаспортизації є:
встановлення якісних і кількісниххарактеристик природокористування (сировини, палива, енергії), а також якіснихі кількісних характеристик забруднення природного середовища викидами, стоками,відходами.
отримання питомих показниківприродокористування і забруднення навколишнього середовища підприємством, якідозволять аналізувати використані підприємством технології і устаткування порівнянодо кращих вітчизняних і зарубіжних зразків, а також дані про шкоду, якананоситься підприємством [2].
Екологічний паспорт необхідний дляоцінки кількості і якості шкідливих викидів підприємства, визначення шляхів їхзниження, а також для звітності. Це стосується шкідливих викидів в атмосферу,скидів неочищених і очищених стічних вод у водоймища і твердих побутовихвідходів.
Обов'язковим етапом екологічноїпаспортизації об'єктів є інвентаризація (складання списку) забруднювачів всіхвидів. Ця екологічна інформація дозволить вирішити задачі зниження витратиматеріалів, енергії і трудових ресурсів і підвищення якості продукції, а такожпонизити шкідливу дію виробництва на навколишнє середовище.
Екологічний паспорт включає загальнівідомості про підприємство, використану сировину, опис технічних схемвироблення основних видів продукції, схеми очищення газів і стічних вод, їхніхарактеристики після очищення, дані про тверді побутові відходи, а такожвідомості про нові, маловідходні технології. Крім того, паспорт містить перелікпланованих заходів, направлених на зниження навантаження на навколишнєсередовище з вказівкою термінів їхнього виконання, об'ємів витрат, питомих ізагальних об'ємів викидів шкідливих речовин до і після здійснення кожногозаходу.
Основними параметрами, щохарактеризують стан навколишнього середовища і обмежуючими її забрудненнявідходами виробництва, є гранично допустимі концентрації шкідливих речовин вповітрі робочої зони, атмосферному повітрі, поверхневих водах навколишніхводоймищ і ґрунтах.
Ґрунти навколишньої зони об'єкта, щопаспортизується, також підлягають контролю на наявність шкідливих речовин, щознаходяться у викидах і стоках, які потрапили туди (а через них в рослини ітварин) з атмосфери опадами, а також з водоймищ, куди поступають після очищеннястічні води.
Контроль вмісту шкідливих речовин увикидах в атмосферу, стоках в поверхневі водоймища, що потрапили в грунт увигляді осаду, а також в твердих відходах виробничої і побутової діяльностіздійснюють служби екологічного контролю. При заповненні і оформленніекологічного паспорта враховуються фонові характеристики навколишньогосередовища і кліматичні чинники. За допомогою розрахунків ці чинники зпівставляютьсядля оцінки сумарної дії на навколишнє середовище.
Екологічний паспорт об'єкта абопідприємства — це нормативно-технічний документ, що включає всі дані проспожиті і використані на підприємстві ресурси, а також прямий вплив і діюшкідливих речовин на навколишнє природне середовище.
Відповідно до чинного законодавства вобласті охорони навколишнього середовища контроль за підприємствамиздійснюється державними органами охорони природи з питань використанняприродних ресурсів, дії на навколишнє середовище, планування і проведенняприродоохоронних заходів. Основним органом охорони природи є служба екологічноїекспертизи.
Після розробки екологічний паспортпідлягає узгодженню з Держсанепідемнаглядом і територіальними органами охорониприроди, затверджується директором підприємства і реєструється втериторіальному органі охорони природи. Керівник, що ствердив паспорт, несеперсональну відповідальність за правильність його складання і достовірністьрозміщених в ньому даних.
Екологічний паспорт підприємства є нетільки виконавчим документом екологічного контролю, але і служить основою дляпаспортизації територій, регіонів і країни в цілому. Для цього один йогоекземпляр зберігається на підприємстві, другий — в територіальному аборегіональному органі охорони природи, а третій — прямує в науковий центр«Екологія» для формування екологічного банку даних.
Основою для розробки екологічногопаспорта є:
затверджені основні показникивиробничої і господарської діяльності, пов'язаної із споживанням ресурсів ідією на навколишнє середовище;
дозвіл наприродокористування (відведення земель, надр, водокористування, інше);
паспортивсіх очисних споруд і установок по збору і утилізації відходів;
даністатистичної звітності про природо- і ресурсовикористання.
Екологічний паспорт включає такожрозрахунки норм:
гранично допустимих викидів шкідливихречовин в атмосферне повітря;
граничнодопустимих скидів, очищених або неочищених, що скидаються в поверхневіводоймища або в централізовану каналізацію;
граничнодопустимих шкідливих дій випромінювань і фізико-механічних полів (теплових,шумових, електромагнітних, радіонуклідів і т.д.).
В екологічний паспорт вносяться такождані інвентаризації джерел та забруднювачів навколишнього середовища.Найскладнішими і трудомісткими є операції інвентаризації шкідливого впливувикидів і стоків, а також розрахунок норм ПДВ.
За показниками екологічного паспортуробляться висновки щодо діяльності підприємства. Потім ухвалюються рішення продозвіл на подальшу діяльність (екологічно безпечний об'єкт); діяльністьчастково або за умови проведення невідкладних заходів, а також довгостроковихзаходів (екологічно небезпечний об'єкт); заборона діяльності (висока екологічнанебезпека).
Аналіз природнокліматичних чинниківпроводиться з метою визначення можливості підвищення або пониження концентраціїшкідливих речовин для даної території. Для цього використовується база данихбагатолітніх кліматичних спостережень і характеристик досліджуваної території.Розміри забруднення території (зони впливу) залежать від характеру аналізованихвикидів, стоків і твердих відходів.
Екологічний паспорт організації,підприємства або окремого об'єкта включає наступні розділи:
титульний лист;
загальнівідомості про підприємство і його реквізити;
короткуприроднокліматичну характеристику району, в якому розташоване підприємство;
короткийопис технології виробництва і дані про продукцію, балансову схему матеріальнихпотоків;
відомостіпро використання земельних ресурсів;
характеристикусировини, використаних матеріальних і енергетичних ресурсів;
характеристикувикидів в атмосферу;
характеристикуводоспоживання і водовідведення;
характеристикувідходів;
відомостіпро рекультивацію зовнішніх земель;
відомостіпро транспорт підприємства;
відомостіпро еколого-економічну діяльність підприємства.
Окрім загального екологічного паспортана підприємстві повинен розроблятися також паспорт відходів, в який включаютьсядані про їх токсичність, небезпеку і шляхи зниження шкідливої дії на навколишнєсередовище.
1.2Водопостачання і водовідведення
1.2.1Системи, схеми і основні елементи водопостачання
Системи водопостачання представляютьсобою комплекс споруд, призначених для постачання споживачів водою в необхіднихкількостях з якісними показниками. Системи складаються із споруд забору води,її обробки, перекачування води до споживача і споруд для її зберігання.
Залежно від виду обслуговуваногооб'єкта системи водопостачання підрозділяються на міські, промислові,сільськогосподарські, залізничні і ін. Якщо системи водопостачання забезпечуютьводою окремі райони країни або групи різних населених пунктів і інших об'єктів,то вони називаються районними або груповими системами. Доцільність створеннягрупових і районних систем водопостачання виникає в умовах маловодноїмісцевості при необхідності забезпечення водою ряду об'єктів, розташованих на територіїрайону.
Залежно від виду споживачів системиводопостачання виконують функції господарсько-питних, виробничих,протипожежних, поливальних водопроводів.
Системи водопостачання можуть бутиоб'єднаними (єдиними), неповно роздільними і роздільними.
Об'єднані системи — це водопроводи, щовиконують одночасно господарсько-питні, виробничі і протипожежні функції.
Такі водопроводи використовують вмістах, селищах і на підприємствах, на технологічні потреби яких потрібна водапитної якості, а також на підприємствах, що не вимагають питної якості води.
Роздільну систему водопостачання, щопередбачає наявність самостійних господарсько-питного, протипожежного івиробничого водопроводів, використовують досить рідко. Це виправдано у томувипадку, коли з технологічних міркувань виробничий і протипожежний водопроводиоб'єднати не можна, а об'єднання протипожежного і господарсько-питноговодопроводів економічно недоцільно.
Залежно від рельєфу місцевості і величиннеобхідних вільних напорів системи водопостачання підрозділяються на однозонніі багатозонні (двох, трьох і т. д.). При однозонній системі всі об'єкти,розташовані на території, живляться від однієї системи водопостачання. Принерівномірному рельєфі місцевості для підтримки необхідного напору увисокорозташованих вузлах мережі повинен підтримуватися тиск, якийнеприпустимий для низькорозташованих ділянок. В цих умовах водопровідну мережурозбивають на зони, в кожній з яких підтримується необхідний тиск води задопомогою насосів і напірних резервуарів. Самостійні водопроводи використовуютьдуже рідко. Як правило, їх функцію виконують господарсько-питні водопроводи абовиробничі за наявності дозволу санітарних органів[4, 5].
Залежно від способів транспортуванняводи системи водопостачання підрозділяються на напірні і безнапірні. Напірні — це системи, трубопроводи яких працюють на повну потужність. Транспортуванняводи по них здійснюється як насосами (нагнітальні трубопроводи), так і зарахунок різниці рівня води в джерелі і розрахункової п'єзометричної відмітки вмісці водовідбору. В останньому випадку трубопроводи, по яких транспортуєтьсявода, називаються гравітаційними напірними або самостійними напірними.
Безнапірні трубопроводи (гравітаційнісамостійні) працюють в умовах неповної потужності. Можливість їх застосуваннязалежить від різниці відміток початкової і кінцевої точок шляху подачі води,рельєфу місцевості по шляху подачі, відстані подачі. Область застосування цихсистем більш обмежена, ніж напірних систем.
Залежно від виду джерела водопостачаннясистеми підрозділяються на водопроводи, що забирають воду з поверхневих джерел(річок, озер, водосховищ і морів), а також на водопроводи, що забирають воду зпідземних джерел (артезіанських і джерельних). Бувають змішані системи, щопередбачають огорожу води як з поверхневих, так і з підземних джерел.
Схема водопостачання міст і населенихпунктів визначається видом джерела водопостачання, якістю води в ньому,рельєфом місцевості, режимом водоспоживання. Загалом система водопостачання включаєнаступні споруди.
1. Водозабірні споруди. Залежно відхарактеру джерела водопостачання споруди для прийому води можуть бути різними. Привідкритих джерелах забір води здійснюється береговими і русловимиводоприймачами, що мають різноманітні конструкції. Забір підземних водздійснюється за допомогою різного роду колодязів, свердловин, підземних водозбірнихгалерей і т. п.
2. Споруди для підйому і перекачуванняводи — насосні станції. В загальному випадку, коли вода з джерела піддаєтьсяочищенню, перекачується на очисні споруди насосною станцією першого підйому, апісля очищення подається споживачам насосною станцією підйому.
3. Споруди для очищення води, необхіднідля доведення вихідної якості води до вимог, що пред'являються до неїспоживачами.
4. Збірні резервуари (резервуари чистоїводи), необхідні для згладжування нерівномірності режиму роботи насоснихстанцій і зберігання протипожежних і аварійних об'ємів води.
5. Споруди для транспортування води домісць її розподілу — водоводи 6. Вони представляють собою лінії труб абоканалів, по яких вода подається до міста або промислового підприємства. Призначній віддаленості джерела водопостачання від споживача водоводи можуть матипротяжність, що виміряється десятками і сотнями кілометрів.
6. Споруди для розподілу води по територіїоб'єкта і роздачі її споживачам — водопровідна мережа. Мережа — це систематрубопроводів, укладених по вулицях, що подають воду до окремих будинків і підприємств.
7. Споруди для зберігання і акумуляції води- водонапірна вежа, яка виконує ту ж роль, що і резервуар чистої води, через неспівпаданнярежиму роботи насосної станції і режиму водоспоживання [7].
Таким чином, обов'язковими елементамибудь-якої системи водопостачання є водозабірні споруди, водоводи і водопровіднамережа. Розглянуті схеми водопостачання крім виду джерел і складу спорудвідрізняються також і кількістю джерел водопостачання, яких може бути два абобільш.
Схема групової (районною) системиводопостачання застосовується для групи окремих промислових підприємств, групкурортних селищ і підприємств, ряду районів сільськогосподарського виробництва.
Водопостачання промислових підприємствможе бути здійснено по прямоточній, послідовній і оборотній схемі.
Основними чинниками, що впливають навибір схеми виробничого водопостачання, є загальне водоспоживання, наявністьджерел водопостачання і їх потужність, відстань від майданчика заводу доджерела водопостачання, різниця геодезичних відміток заводського майданчика ірівня води в джерелі, умови охорони водоймища від забруднень виробничимистічними водами.
При прямоточній схемі водопостачаннявода, що забирається з джерела водопостачання, після відповідного очищенняпоступає на технологічні потреби підприємства, а потім після очищення скидаєтьсяу водоймище нижче за течією відносно об'єкта водопостачання. Прямоточна схемаводопостачання економічно доцільна при малих відстанях від джерелаводопостачання до заводу, а також при незначній різниці відміток рівня води вджерелі і майданчику заводу. Крім того, вона може бути застосована притехнологічних процесах, що не допускають використання оборотної води через їїзабруднення.
Із збільшенням відстані між джереломводопостачання і промисловим майданчиком, а також різниці геодезичних відмітокбільш доцільно застосувати оборотну схему. Вона стає єдино можливою при малихпотужностях джерела водопостачання і при технології, що не допускаєзастосування прямоточної і послідовної схем через наявність у відпрацьованійводі токсичних речовин, знезараження яких ускладнене.
При оборотній схемі різко зменшуєтьсязабір «свіжої» води з джерела водопостачання: він складає близько 3-5%кількості води, забраної з джерела при прямоточній схемі водопостачання [8].
1.2.2Особливості устрою каналізаційних схем і систем
Каналізація призначається для прийому,відведення і очищення стічних вод від виробничих корпусів, установок і спорудпромислових підприємств, житлових, комунальних і суспільних будівель, спорудсільськогосподарських комплексів.
Під очищенням стічних вод слід розумітиїх обробку за різними методами з метою видалення мінеральних і органічнихречовин. До очищення води відносяться також її знешкодження і знезараження,видалення шкідливих домішок і усунення з води хвороботворних мікроорганізмів і вірусів.
Каналізація представляє собою комплексінженерних споруд, який включає каналізаційні трубопроводи (самопливні інапірні), насосні станції, вузли локального і зовнішнього очищення стічних вод.
Каналізацію розділяють на внутрішню(всередині будівель і установок) і зовнішню: внутрішньоквартальну,внутрішньозаводську, вуличну, зовнішньомайданну [6].
Основний етап проектування каналізації– розробка та проектування схеми каналізації, тобто планування об'єкта знанесенням на нього елементів каналізації (мережі, насосні станції, очисніспоруди і др.). При виборі схеми каналізації необхідно враховувати рядчинників:
а) конфігурацію і розміри об'єкта;
б) потужність і розташування водоймищ,які можуть служити місцем скидання стічних вод після очищення;
в) рельєф місцевості;
г) ґрунтові умови;
д) економічні і санітарні умови.
Схеми каналізація міст і промисловихкомплексів можуть бути централізованими, децентралізованими і регіональними.
При централізованій схемі стічні водивсіх басейнів направляють поодинокими колекторами або групою колекторів наєдину для всього міста очисну станцію, яка розташована за течією річки.Децентралізовані схеми каналізацій застосовують при каналізуванні великих міств умовах різного рельєфу місцевості. В таких випадках створюють районнуканалізацію з самостійними очисними спорудами.
Для деяких близько розташованихнаселених пунктів і промислових підприємств в промислових і густонаселенихрайонах країни застосовують регіональні схеми каналізації. В подібних схемахпередбачається одна очисна станція великої продуктивності замість декількохмалопотужних очисних споруд.
При такій схемі каналізації знижуютьсяексплуатаційні витрати на очищення стічних вод, забезпечуються захист відкритихводоймищ від забруднень в межах густонаселеної частини регіону і раціональневикористання водних ресурсів.
Залежно від того, як відводятьсяпобутові, виробничі і атмосферні стічні води — спільно або роздільно, системиканалізації ділять на загальносплавні, роздільні (повні або неповні) інапівроздільні.
Під загальносплавною (додаток А)розуміється така система каналізації, при якій стічні води всіх видівнаправляють до очисних споруд або у водоймище єдиною каналізаційною мережею.При організації загальносплавної системи каналізації в період сильних дощівпередбачається скидання частини стічних вод у водоймище без очищення (зважаючина незначну концентрацію забруднень) через спеціальні пристрої — ливнеспуски,що розміщуються зазвичай на головному колекторі поблизу водоймища. Витратастічних вод, що скидається, залежить від потужності водоймища, санітарних іекономічних міркувань.
При роздільній системі каналізаціїокремі види стічних рід відводяться по самостійним мережам. Повна роздільнасистема каналізації має не менше дві мережі. Залежно від виду стічних вод, щотранспортуються, каналізаційна мережа підрозділяється на побутову і дощову.Якщо скиди виробничих і побутових стічних вод аналогічні, то виробничі водивідводять побутовою каналізаційною мережею. Нерідко характер забрудненнявиробничих стічних вод такий, що сумісне очищення їх з побутовими стічнимиводами неможливе. В цьому випадку створюють самостійну мережу длятранспортування виробничих вод. Єдина мережа для відведення атмосферних іумовно-чистих виробничих стічних вод називається промислово-дощовою.
Неповна роздільна система каналізації єпроміжною стадією будівництва повної роздільної системи. При проектуванні неповноїроздільної системи дощова мережа не влаштовується. Відведення атмосферних вод уводоймище здійснюється по відкритих лотках, кюветах і канавах.
При напівроздільній (додаток А) системіканалізації в місцях перетину самостійних каналізаційних мереж є водоскиднікамери для відведення різних видів стічних вод, що дозволяють здійснювати спускнайбільш забруднених дощових вод при малих витратах в побутовій мережі івідводити їх по єдиному колектору на очисні споруди, а при зливах скидати порівняночисті дощові води безпосередньо у водоймище.
1.2.3Трасування каналізаційних мереж
Трасування каналізаційних мережзалежить, в основному, від рельєфу місцевості, ґрунтових умов і розташуванняводоймищ. Проектування мереж здійснюється в такій послідовності:
а) територію каналізованого об'єктурозділяють лініями вододілів на басейни каналізування;
б) по знижених місцях трасуютьколектори басейнів каналізування;
в) трасують головні і заміськіколектори, перехоплюючи колектори басейнів каналізування у напрямі до очиснихспоруд;
г) трасують вуличні мережі доколекторів з таким розрахунком, щоб кожна гілка вуличної мережі мала мінімальнудовжину.
При розрахунку мережі визначають місцярозташування насосних станцій. Найбільш доцільно розміщувати їх в тих місцях,де окремі колектори, відповідні до насосної станції, мають однакову глибинузалягання.
Трасування каналізаційної мережі єнайважливішим етапів проектування каналізації, оскільки від неї залежитьвартість каналізацій населеного пункту або промислового підприємства в цілому.
Оскільки зустрічається значна різноманітність місцевихумов, то важко запропонувати типові схеми каналізації населених пунктів. Однаквиділяють схеми, що найбільш часто зустрічаються на практиці, а саме:
1. Перпендикулярна схема, при якій колектори басейнівканалізування трасують перпендикулярно до напряму течії річки. Таку схему восновному застосовують для відводу атмосферних вод, які не вимагають очищення.
2. Перехоплююча схема, при якій колектори басейнівкалалізування перехоплюються головним колектором, який прокладається паралельнорічці. Ця схема застосовується при пониженні рельєфу місцевості до водоймища танеобхідності очищення стічних вод.
3. Паралельна схема — колектори басейнів каналізуваннятрасуються паралельно або під невеликими кутами до напрямку течії річки іперехоплюються головним колектором, розташованим перпендикулярно до напрямкутечії річки. Цю схему застосовують при різкому падінні місцевості до річки,оскільки при цьому запобігається значне заглиблення головного колектора і невиникають підвищені швидкості руху стічних вод у трубах.
4. Радіальна схема— очищення стічних вод відбувається надвох або більшому числі очисних споруд. При цій схемі стічні води відводяться зтериторії децентралізовано. Таку схему застосовують при складному рельєфімісцевості і каналізуванні великих міст.
5. Зонна схема— територія, щоканалізується, розбивається на дві зони: з верхньої стічні води відводяться доочисних споруд самопливом, з нижньої перекачуються насосною станцією.Використання такої схеми каналізування дозволяє скоротити експлуатаційнівитрати.
При проектуванні каналізації особливуувагу надають трасуванню вуличних каналізаційних мереж.
Розрізняють три схеми трасуваннявуличних мереж:
1) охоплююче трасування — вуличнімережі опоясують кожний квартал зі всіх чотирьох сторін. Цю схему застосовуютьпри плоскому рельєфі місцевості і великих кварталах;
2) трасування по зниженій стороні кварталу- вуличні мережі прокладені лише із знижених сторін кварталів. Цю схемувикористовують при значному падінні місцевості;
3) черезквартальне трасування — вуличнімережі прокладені всередині кварталів. Дана схема дозволяє значно скоротитипротяжність мережі.
При виборі схеми каналізаційної мережіі схеми каналізації в цілому необхідно враховувати черговість будівництва.Зазвичай при розробці схем каналізації виявляють ряд можливих варіантів, щозадовольняють санітарні вимоги. Остаточний варіант вибирають на підставітехніко-економічного порівняння, що виконується при складанні технічногопроекту.
В даному комплексному курсовому проектіпри проектуванні каналізаційних мереж на заданому плані місцевості була вибрананапівроздільна система каналізації, при якій скидання атмосферних вод уводоймище здійснюється періодично (тільки при сильних дощах), що практичновиключає забруднення водоймища (перевага даної системи з точки зору санітарногостану населених пунктів) і перпендикулярна схема каналізаційних мереж (додатокБ) [4,8,12].
1.2.4Умови сумісного водовідведення промислових підприємств і населених місць
Якщо промислове підприємстворозташовано в районі або біля міста, то виникає питання про можливість ідоцільність сумісного відведення і очищення стічних вод.
При цьому можливі два варіанти. Перший- це прийом промислових стічних вод в міську каналізацію, якщо кількістьміських стічних вод помітно перевищує кількість стічних вод від підприємств.
Другий — відведення і очищенняпромислових стічних вод спільно з міськими стічними водами, якщо промисловістічні води близькі або перевершують міські як по кількості, так і по забрудненій.
Прийом промислових стічних вод в міськуканалізацію регламентується СНіП 2.04.04.84 і іншими спеціальними документами,відповідно до яких виробничі стоки, що приймаються в міську каналізацію, неповинні порушувати роботу каналізаційних мереж і очисних споруд. Це можливотільки при дотриманні наступних вимог до їх складу. Промислові стічні води неповинні містити:
більше 500мг/л зважених і спливаючих речовин;
речовини,які здатні засмічувати труби каналізаційної мережі або надавати руйнуючу діюна, матеріал труб і елементи споруд каналізації;
домішкиі розчинені газоподібні речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні суміші в каналізаційнихмережах і спорудах;
шкідливіречовини в концентраціях, що перешкоджають біологічному очищенню стічних вод;
речовини,для яких не встановлені гранично допустимі концентрації (ПДК) у воді водоймищвідповідного виду водокористування;
мінеральнізабруднення;
нерозчиненімасла, а також смоли і мазут;
поверхнево-активніречовини.
Забороняється спускати в міськуканалізацію стічні води, що мають температуру вище 40°С, а також забрудненіпромислові стічні води.
Суміш виробничих і побутових стічнихвод під час вступу на міські споруди біологічного очищення у будь-який час добиповинна відповідати
наступним вимогам: рН — не нижче 6,5 іне вище 8,5; температура — не нижче 6 і не вище 30 °С; загальна мінералізація — небільше 10 г/л; БПК20 — не більше 500 мг/л під час вступу на біофільтри іаеротенки і не більше 1000 мг/л — під час вступу до змішувачів.
Вміст біогенних речовин (азоту іфосфору) в суміші побутових і виробничих стічних вод повинно бути не менше 5мг/л азоту і 1 мг/л фосфору на кожні 100 мг/л БПК20.
Виробничі стічні води, склад яких невідповідає перерахованим вимогам, а також речовини, для яких немає даних проефективність їх видалення, повинні піддаватися на підприємствах попередньомуочищенню.
Таким чином, розрізняють декількаваріантів сумісного водовідведення промислових підприємств і населених пунктів:
прийомпромислових стічних вод без очищення в міську каналізаційну мережу;
попереднєочищення промислових стічних вод і скидання їх в міську каналізаційну мережу;
роздільневідведення і сумісне очищення промислових і міських стічних вод;
роздільнівідведення і попереднє (для міських стічних вод — механічна) очищенняпромислових і міських стічних вод з сумісним біологічним очищенням [5, 8, 9].
1.3Основні технологічні процеси поліпшення якості води
Основні технологічні процеси поліпшенняякості води полягають у видаленні з неї тих або інших домішок, які містяться вкількості, що перевищують норму. Як правило використовують методи прояснення,знебарвлення і знешкодження води.
Прояснення води полягає у видаленні знеї зважених речовин, тобто зменшення її каламутності. Його можна проводитишляхом відстоювання і фільтрування. Але традиційне відстоювання відбуваєтьсявідносно довго і при значних витратах води вимагає великих площ і громіздкихспоруд. Для прискорення прояснення у воду вводять хімічні реагенти — коагуляції, які разом із зваженими і колоїдними частинками утворюють пластівці,що швидко видаляються з води (швидкість випадання пластівців в осад приблизно в100 раз більше, ніж частинок тонкодисперсної глини).
Знезараження води — знищеннямікроорганізмів, бактерій, вірусів, головним чином, патогенних, які можутьвикликати шлунково-кишкові захворювання. Значна частина бактерій і вірусіввидаляється при проясненні води відстоюванням і фільтруванням, а ті, якізалишилися, знищують шляхом обробки води хлором, озоном, сріблом абоопромінюванням її бактерицидним ультрафіолетовим промінням.
Знебарвлення води — усунення речовин,які обумовлюють кольоровість води. Як правило, знебарвлення води відбуваєтьсяпри проясненні і знешкодженні. Кольоровість води понижується за рахуноккоагуляції і окислення.
Воду очищають як за допомогою хімічнихреагентів (коагуляцій, хлору, озону і др.) так і без них. В останньому випадкувода очищується природним відстоюванням і повільним фільтруванням черездрібнозернисті фільтри. У зв'язку з цим розрізняють методи реагентного ібезреагентного очищення.
При реагентному очищені стічну водуподають в змішувач, до якого одночасно додають певну кількість розчинукоагулянту. Далі вода подається в камеру, де проходить реакція з утвореннямпластівців, а далі — у відстійник. Вода, що відстоялася, для остаточногопрояснення подається на фільтри, після чого її знешкоджують і направляють врезервуари чистої води.
При безреагентному очищені водитехнологія спрощується, завдяки відсутності реагентного господарства (тобтоспоруди і прилади для зберігання, приготування, транспортування і дозуваньреагентів; змішувачі і камери утворення пластівців). Основними спорудами приданому очищенні є відстійники, дрібнозернисті повільні фільтри і прилади длязнешкодження води.
Залежно від властивостей джерелаводопостачання або вимог до якості води може знадобитися спеціальна її обробка:пом'якшення, стабілізація, дезодорування, знесолення, видалення або введенняокремих компонентів, охолоджування і ін.
екологічний відходиякість вода
1.4Утилізація і рекуперація відходів
Виробнича і побутова діяльність людининеминуче пов'язана з утворенням твердих відходів. Якщо газоподібні і рідківідходи порівняно швидко поглинаються природним середовищем, то асиміляціятвердих відходів триває десятки і сотні років. Місця складування відходівзаймають величезні території. Щорічно в Україні складуються до 1,5 млрд ттвердих відходів. Всього в країні їх накопилося близько 30 млрд т. Звалищавідходів займають більше 150 тис. га землі. У зв'язку з низьким рівнемтехнологічних процесів об'єм утворення промислових відходів в Україні в 6,5 разувище, ніж в США, і в 3,2 разу вище, ніж з країнах ЕС.
Відходи — це невживані для виробництваданої продукції окремі компоненти сировини або утворені в ході технологічнихпроцесів речовини і енергія, що не піддаються утилізації в даному виробництві.Відходи одного виробництва можуть служити сировиною для іншого.
Побутові відходи — непридатні дляподальшого використання харчові продукти і предмети побуту, що викидаютьсялюдиною.
Утилізація — вживання з користю (відлат. слова utilis — користь).
Реутілізация {рецикл) — отримання звикористаної готової продукції шляхом її переробки нової продукції того ж абоблизького їй типу (наприклад, паперу з макулатури, металу з металолому та ін.).Використання відходів в якості вихідного продукту для іншого виробництва такожє одним з видів реутилізації [16].
За своїм фізичним станом міські відходирозділяються на тверді, рідкі і газоподібні.
Тверді відходи класифікуються за місцемутворення:
побутові відходи житлових будівель — харчові відходи, кімнатний і дворовий кошторис, скло, шкіра, гума, папір,метал, ганчір'я, відходи від поточного ремонту квартир, зола і шлак зопалювальних пристроїв при місцевому опалюванні, садові відходи, крупніпредмети домашнього побуту (старі меблі і др.);
- побутові відходи установадміністративного і суспільного призначення — переважно папір, дерево,текстиль, скло, кімнатний кошторис;
- відходи торгових підприємств іустанов культурно-побутового призначення — переважно папір, тара, пакувальнийматеріал;
- відходи підприємствгромадського харчування — в основному харчові відходи, кістки, папір, скло,кошторис;
- відходи ринків. — шкурки відовочів, бадилля, солома, пакувальний матеріал, відходи тваринного походження,гній, кошторис;
- відходи лікувальних ісанітарно-епідеміологічних установ — переважно перев'язочний матеріал,кімнатний кошторис, частково предмети побутового сміття;
- відходи, що утворюються наміських територіях загального користування, кошторис з проїжджої частини ітротуарів вулиць і площ, з територій зелених насаджень і спортивних комплексів(продукти руйнування і стирання дорожніх покриттів, пил і земля, кинутіпішоходами предмети, опале листя, відходи з урн, осад з водостічних колодязів);
- промислові відходи (відходивиробничих підприємств, специфічні відходи, відходи квартальних і районнихкотельних, будівельне сміття) — деревина, папір, текстильні відходи, шкіра,гума, гіпс, солі, шлаки, зола, формувальна земля, метал, відходи тваринногопоходження, відходи будівельних матеріалів і конструкцій при новому будівництвіі капітальному ремонті будівель та споруд.
Рідкі відходи за місцем утвореннярозділяються на побутові (помиї, стічні води) і промислові (рідини, суспензії,стічні води з виробничими домішками і т. п.).
Видалення рідких побутових відходівпроводиться в основному по мережі міської каналізації.
До газоподібних відходів, щозабруднюють повітряний басейн міст і інших населених пунктів, відносяться пило-і газоподібні продукти згорання палива і викиди промислових підприємств,пилоподібні продукти ґрунтів, газоподібні продукти розкладу і руйнуваннятвердих і рідких відходів і т.д.[17,18].
Використовується значна кількістьтехнологій утилізації відходів.
Термічні технології застосовуються дляутилізації будь-яких видів твердих, розчинних, рідких і газоподібних відходів. Сутьметоду полягає в термічній обробці матеріалів високотемпературним теплоносієм,тобто продуктами згорання палива (плазмовий струмінь, розплав металу абооксиду) контактним або безконтактним способом. Продукти терморозкладупіддаються окисленню або іншим хімічним реакціям з утворенням нетоксичнихгазоподібних, рідких або твердих продуктів.
Термічний метод дозволяє знешкоджуватибудь-які хімічні сполуки при високих температурах в окислювальному абовідновному середовищі з подачею повітря, кисню, водню або інших газів, тобто єможливість регулювання параметрів знезараження будь-якої речовини.
Термічні технології є маловідходними ідозволяють використовувати повторне тепло для комунальних потреб. Вони маютьвелику енергоємність на одиницю відходів, що переробляютьс+я. Прикладомтермічного процесу може служити електрофізична технологія повної переробкизалізної стружки, тирси, чавунного дробу. В результаті утворюютьсязалізно-окисні пігменти (залізний сурик), тобто товарний продукт, що має широкезастосування.
Не менш перспективним є методтермічного безокисного піролізу. Його перевагою є отримання технологічного газуабо мінерального продукту сорбенту. Отриманий газ може бути використаний длятехнологічних і побутових потреб, при цьому забезпечується значне зменшенняоб'єму твердого залишку, екологічна чистота і безпека процесу.
Фізико-хімічні технології переробкивідходів не універсальні, вони дозволяють використовувати відходи в якостісировини для отримання корисного продукту, наприклад, виробництво полімернихматеріалів з використаних автомобільних шин.
Найперспективнішим процесомзнешкодження і переробки відходів є біотехнологія. Живі компоненти біоти маютьенергетичний ККД вищий, ніж в технічних системах, що виконують ті ж функції.Наприклад, бактерія Thiobacillus ferroxydans вилуговує залізо, мідь, цинк,окисляючи їх сірчаною кислотою (кислоту виробляє сама бактерія з сульфідуметалу). Грибна біомаса може концентрувати з розчину свинець, цинк, ртуть,нікель, кобальт, золото. Відома група бактерій, що очищають стічні води віднафтопродуктів.
Біотехнологія використовується привиробництві білкових продуктів з деревини, нафтових парафінів, метилового іетилового (технічних) спиртів, природного газу і навіть з водню. До недоліківбіотехнологій можна віднести лише повільне протікання процесів переробкивідходів.
В даний час упроваджується сортування,пресування і брикетування відходів, як методи утилізації останніх.
2. Результати досліджень ірозрахунки
2.1Склад стічних вод та їх відведення на м’ясопереробних підприємствах
М'ясна промисловість є однією з найбільших галузей харчовоїпромисловості, вона покликана забезпечувати населення країни м'яснимипродуктами (ковбасами, ковбасними і м'ясними виробами, копченостями, напівфабрикатами),що є основним джерелом білків.
Вода для технологічних, господарських та питних потребвикористовується такими водоспоживачам підприємства:
- відділенням первинної обробки м'яса;
- відділенням обробки кишок;
- відділенням виготовлення фаршу;
- коптильним відділенням;
- відділенням миття устаткування;
- холодильним відділенням;
- опалювальним цехом;
- столовою;
- гаражем;
- лабораторією.
Вода у виробничому процесі м’ясопереробного підприємстванеобхідна для здійснення миття туш, внутрішніх органів тварин, розроблювання таобвалювання туш, миття устаткування, інвентарю та приміщень, виготовленняфаршу, підготовку спецій, кишкової оболонки, засолення м’яса, а також вагрегатах термічної обробки, при митті підлоги, тари, в камері охолодженняковбас [20].
Стічні води, що утворюються після здійснення вищеперерахованих процесів містять пісок, кров, жир, залишки кормів та інші залишкижиттєдіяльності тварин, часточки м’яса, білок, сіль, завислі речовини, БСК івідводяться по каналізаційній системі підприємства у міську каналізаційну мережу.
Близько 7% використаної води від холодильних установок, що немістить забруднюючих речовин, повертається по системі оборотного водовідведенняна повторне використання.
Виробничі стічні води м'ясокомбінатів відносяться докатегорії висококонцентрованих за змістом органічних забруднень, що не тількине дозволяє скидати їх у водні об'єкти, але і передавати на комунальні і навітьвласні споруди біологічного очищення без попередньої обробки.
Підприємства м'ясної промисловості розміщуються як внаселених пунктах, що мають умови для прийому виробничих стоків в системиканалізації, так і в населених пунктах, які не мають таких можливостей. Впершому випадку, виробничі стоки підприємств підлягаються локальному(первинною) очищенню на території підприємства. Цим досягається захистканалізаційних мереж від засмічення, а також можливість видалення і поверненнядо фондів виробництва компонентів сировини (жиру і білка), понесених стоками.
На підставі аналізу умов водовідведення стічнихгосподарсько-побутових вод заданого населеного пункту, фізико-хімічного складустічних вод м'ясокомбінату, режиму водовідведення підприємства, з урахуваннямвимог до скидання стічних вод в міську каналізацію, вибрана схема очищеннястічних промислових та побутових вод (додаток В).
Водовідведення підприємства нерівномірне протягом доби, адля стабільної роботи очисних споруд необхідна рівномірна подача води, томустоки підприємства заздалегідь усереднюють. Змішувач стічних промислових вод суміщаютьз насосною станцією. Далі вода через систему локального очищення перекачуєтьсянасосами на очисні споруди.
2.2Поліпшення якості стічних вод м’ясопереробних підприємств
2.2.1Розрахунок забруднення і необхідного ступеня очищення стічних вод
Дано:
Промислове підприємство:
потужність …/рік
працюючих в «холодних» цехах, чол.
працюючих в «теплих» цехах, чол.
— м’ясопереробне
— 15400 т
— 5400
— 400
Населений пункт: населення с нормою водовідведення стічних вод, чол.:
250 – 350 л/доб.
160 – 230 л/доб.
125 – 160 л/доб.
25 л/доб.
— 30000
— 10000
— 10600
— 2000 Кількість стічних вод від вокзалу, м3/доб. — 400
Розв’язок:
1. Кількість стічних вод від підприємства та населеногопункту:
а) кількість стічних вод від підприємства.
Витрати води в перерахунку на 1 тону виготовленої м’ясноїпродукції складають 14,0 м3. Тоді кількість води складає
/>
Кількість робочих днів на рік — 269, значить об’ємвикористаних вод:
/>
Деяка частина використаних на виробництво вод (7%)перебуває в обороті
/>
Незначна частина використаної води (3%) втрачається налокальних очисних спорудах м’ясопереробного підприємства в процесі очищенняводи:
/>
Тоді кількість стічних вод, що скидаються у міськуканалізація дорівнює
/>
Крім виробничих СВ на підприємстві необхідно враховувативитрати води на господарсько-побутові потреби, які визначаються за нормою:
- 45л/зміну на 1 чоловіка в «теплих» цеха;
- 25л/смену — в других цехах.
Витрати води на господарсько-побутові потреби складають
/> (в «теплих» цехах);
/> (в «холодних» цехах).
б) кількість стічних вод від населеного пункту:
ü 1-й район (норма водовідведення – 300 л/добу):
/>
ü 2-й район ( норма водовідведення – 200 л/добу):
/>
ü 3-й район ( норма водовідведення – 150 л/добу)
/>
ü 4-й район ( норма водовідведення – 25 л/добу)
/>
Таким чином кількість стічних вод від всіх джерел даногонаселеного пункту складає
/>
2. Розраховуємо забрудненість води від каналізованоїчастини міста. Концентрація забруднюючих речовин в побутових стічних водахрозраховуємо за формулою:
/>, де
а — величиназабруднень (нормативна величина), що відносяться до 1 людині, г/доб, длязавислих речовин — 65 г/доб, для БСК20 — 40 л/доб;
g — норма водовідведення на 1 людини,л/доб.
Згідно нормативних докумемнтів БСК5 = 0,875 БПК20.
ü 1-й район,(норма водовідведення – 300 л/добу, ):
/>;
/>;
/>
ü 2-й район (норма водовідведення – 200 л/добу)
/>;
/>;
/>
ü 3-й район (норма водовідведення – 150 л/добу)
/>;
/>;
/>
ü 4-й район (норма водовідведення – 25 л/добу)
/>;
/>;
/>
3. Розраховуємо забрудненість води від вокзалу (приймаємоконцентрацію завислих речовин 190 л/добу)
/>;
/>;
/>
4. Розраховуємо забрудненість стічних вод від підприємства:
ü для „теплих” цехів
/>;
/>;
/>
ü для холодних цехів
/>;
/>;
/>
ü для виробничих стічних вод підприємства
/>;
/>;
/>
Результати розрахунків заносимо до таблиці 2.1
Середню концентрацію суміші забрудненьпобутових і виробничих стічних вод по завислим речовинам Ксум та по біохімічному споживанню кисню БСКсум визначаютьза формулою:
/>
Где />, /> — концентраціязабруднень побутових і виробничих стічних вод окремих підприємств відповідно,г/м3;
/>, /> - середня витратапобутових стічних вод і витрата стічних вод окремих підприємств відповідно,м3/сут.
Таблиця 2.1 Результати розрахунківДжерело Норма, л/добу Кількість чоловік Q, м3/доб. Забруднювачі Завислі речовини, г/м3 БСК20 БСК5
М’ясопереробне підприємство:
- побутові стічні води
- «теплі» цеха
- «холодні» цеха
- виробничі стічні води
45
25
-
400
5400
-
18
135
721,4
1444
2600
2400
889
1600
1650
777,8
1400
1444 1-й каналізований район 300 30000 9000 217 133 116 2-й каналізований район 200 10000 2000 325 200 175 3-й каналізований район 150 10600 1590 434 267 234 4-й каналізований район 25 200 50 2600 1600 1400 Вокзал 190 - 400 342 211 185
/>
/>
/>
/>
5. Розрахуємо необхідну ступінь очищення стічних вод
Вихідні дані: витрати води 95%-ї забезпеченості вмаловодний місяць Q = 30 м /с, середня швидкість річки на ділянці спускустічних вод Vm = 0,64м/с, середня глибина водоймища Нm = 1,2м, звивистість русларічки слабо виражена (j=1), кількість завислих речовин у воді до випуску стічних вод складаютьСr = 15 мг/л, БСК річної води до спуску СВ Lr = 2,4 мг/л, середня температура урічці влітку — 20°С, швидкісний множник (коефіцієнт Шезі) С = 47,5 м/с.
Найближчий за течією річки пункт водокористування –населений пункт. Річка використовується для господарсько-питних потреб.
Відстань від випуску стічних вод до населеного пунктускладає 16 км. В створі, розташованому на 1 км вище населеного пункту (тобто навідстані 15 км від місця спуску), якість річної води повинна відповідатинормативним вимогам для питного водокористування.
Спуск стічних вод передбачений біля берега (x = 1). Допустимеправилами збільшення вмісту завислих речовин в водоймищі після спуску стічноїводи складає m = 0,25.
1) Визначимо коефіцієнт змішування /> за формулою:
/>
де /> — витрати води (при95%-й забезпеченості) устворі річки біля місцявипуску, м3/с;
/> — витрати стічної води, м3/с; /> м3/с.
/> — відстань від місця випуску стічних вод до створу за течією річки, м;
/>-коефіцієнт, який враховує гідравлічніфакторі змішування і визначається за формулою
/>
Де /> — коефіцієнтзвивистості річки, що дорівнює відношенню відстані від місця спуску і створу довідстані між цими пунктами по прямійпрямой;
/> — коефіцієнт, який залежить від місця випуску стічної води у водоймище(при середньодобовому спуску біля берега />=1, при спуску біля форватору річки />=1,5);
/> — коефіцієнт турбулентної дифузії, який визначається за формулою:
/>, де
/> — прискорення вільного падіння (/>=9,8 м/с2);
/> — середня глибина річки на ділянці між спуском стічної води ірозрахунковим створом, м;
/>-середня швидкість течії на цій ділянці, м/с;
/> — швидкісний множник, м0,5/с;
/> — функція швидкісного множника (при />≤60 />=0,7/>+6, при />>60/>=48).
/>;
/>
/>.
Кратність розбавлення в створі знаходимо за формулою:
/>
/>
2) Розрахуємо необхідну ступінь очищення стічної води завмістом завислих речовин. Допустима концентрація завислих речовин в стічнихводах визначається за формулою:
/>, де
/> — допустиме правилами збільшеннявмісту завислих речовин в водоймищі після випуску стічної води ( в залежностівід категорії водокористування), г/м3;
/> — кількість зважених речовин вводоймищі до випуску стічної води, г/м3.
/>
Необхідна ступінь очищення стічних вод визначається заформулою:
/>
де />-концентрація забруднювачів стічної води доочищення.
/>
3) Визначимо необхідну ступінь очищення стічних вод по БСК.Допустиме значення БСК стічних вод, що спускаються у водоймище визначається заформулою
/>
Де /> — БПК20 річної води до місця спуску стічних вод,мг/л;
/> — гранично допустиме БСК сумішірічної та стічної вод в створі, мг/л;
/> — константа швидкості споживаннякисню, яка залежить від температури води і виду забруднення, приймається взалежності від t°С:t °С 5 9 12 15 18 20 22 26 28 29
/> 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,13 0,14 0,15
/> — константа швидкості розчиненнякисню при практичних розрахунках приймає такі значення:водосховища та слабопроточні водойми 0,05 – 0,15 ріки зі швидкістю течії до 0,5 м/с 0,2 – 0,25 річки в з великою швидкістю течії 0,3 – 0,5 малі річки 0,5 – 0,8
/> — час протоку стічних вод доконтрольного створу визначається за формулою:
/>
де /> — відстань між місцем випускустічної води і створом.
/>
Для водоймища заданого типу водокористування граничнодопустиме значення БСК води у створі — />= 3 мг/л, />=0,1 (при t=20°C), />=0,4 (бо />>0,5 м/с). Максимальнодопустиме значення БСК20 стічних вод, які спускаються у водоймище
/>
Необхідна ступінь очищення стічних вод по БСК визначаєтьсяза формулою:
/>
/>
2.2.2Основні методи очищення СВ
До методів локального очищення жиромістких стічних водвідносяться: механічні, хімічні, фізико-хімічні, електрохімічні, електрофізичніметоди.
До складу споруд механічного очищеннявходять: решітки, пісколовки, жироловки і відстійники.
Механічний метод очищення заснований навідстоюванні стічних вод. Відстоювання є найпростішим методом виділеннягрубодисперсних домішок. Цим методом виділяються як спливаючі, так і осідаючідомішки.
Жироловка має форму подовжньої камери здвома розділовими перегородками. Повітря проводиться в центральну частину знизучерез систему перфорованих труб. Повітря викликає емульгування жирових речовин,які спливають з піною, що утворюється на поверхні рідини. Разом з жиромвіддаляється частина завислих речовин. Піна переливається в бічні секції — заспокійливі камери, що виконують роль відстійників. В центральній частинікамер завислі речовини осідають і потім видаляються із знежиреними стічнимиводами. Виділені жирові речовини скуплюються на поверхні і зливаються черезперелив в збірний колодязь для жиру.
Застосування тільки механічних способівочищення не є достатньо ефективним стосовно висококонцентрованих жиромісткихстічних вод. Використання їх як попередній етап перед фізико-хімічними,електрохімічними або електрофізичними способами очищення СВ є доцільним.
Одним з методів більш глибокогоочищення стічних вод від забруднень є реагентная обробка стічних водкоагулянтами з подальшим відстоюванням. Ефективність видалення жиру при цьомузбільшується до 90%. В якості коагулянту рекомендується використовуватисірчанокислий алюміній, сірчанокисле і хлорне залізо. Як присадку застосовуютьвапно.
Задовільні результати досягаються прихлоруванні стічних вод. Хлорування сприяє відділенню жирів і коагуляції дрібнихчастинок суспензії. Доза хлору 140 мг/л підвищує ефект видалення зваженихречовин до 94%. Об'єм осаду, що утворюється у відстійниках складає 6-12% відвитрати стічних вод. Для процесу відстоювання необхідно багато часу — 2-3години. Недоліком даного методу очищення є: значні експлуатаційні витрати,великі витрати реагентів, збільшення капітальних витрат на будівництво очиснихспоруд, дорогі і дефіцитні реагенти, складність дозування реагентів, утвореннявеликої кількості осаду з високою вогкістю, труднощі зневоднення осаду.
Останнім часом все більш широкерозповсюдження отримали фізико-хімічні методи очищення, такі як екстракція,сорбція, флотація і інші.
Фізико-хімічні методи очищення, навідміну від біологічних можуть забезпечувати стійку роботу споруд при низькійтемпературі рідини, зміні гідравлічних і органічних навантажень, а також рН.Такі методи вимагають значно меншу тривалість обробки стічної рідини. Запускцих споруд можливий безпосередньо після їхнього монтажу або перерв в роботі,вони швидко відновлюють необхідні параметри процесів очищення стічних вод іобробки осадів.
Метод мембранного очищення стічних водзаснований на здатності мембран затримувати забруднення, що містяться в стічнихводах, за рахунок осматичного тиску.
Найбільш повно вивчений флотаційний спосіб очищення стічнихвод, що містять жир, масло, нафту, нафтопродукти.
Суть виробничих флотаційних процесівполягає в тому, що штучно створений в рідкому середовищі висхідний потікгазових пухирців захоплює і відносить з собою до поверхні рідини частинки жиру,суспензії, утворюючи шар піни. Піна видаляється різними пристроями з поверхнірідини на подальшу обробку.
Залежно від способу насичення стічноїрідини розрізняють наступні методи флотації: пневматичну, напірну,електрофлотацію.
Відомий метод пневматичної флотації,яку здійснюють способом введення під тиском повітря в рідину і дисперсії йогона пористих матеріалах. Різновидом є пінна сепарація, відмінна від інших видівфлотації тим, що вода, яка очищується, подається у флотатор на пінний шарсформований в результаті бомбардування повітряним потоком рідини. Тобто рідина,що очищується, рухається назустріч потоку повітря, яке, створюючи пінний шар,забезпечує необхідну тривалість перебування частинок забруднень у піні.Потрапляючи в пінний шар, частинки забруднень закріплюються не тільки наповерхні пухирців повітря, але і на поверхні гідрофобнихчастинок, які раніше закріпилися на повітряних пухирцях.
В результаті створюється розгалуженаповерхня піни, яка дозволяє скоротити тривалість флотації. В машинах пінноїсепарації в якості аератору використовують спеціальні перфоровані гумовітрубки, що збираються в касети.
Проведені дослідження показали, що цейметод дає ефект очищення від жирів 90-95%, від завислих речових 90-96%.
Метод напірної флотації полягає в насиченністічної води газом (повітрям) під тиском, з подальшим зниженням тиску доатмосферного. При цьому відбувається інтенсивна десорбція газу і виділеннявеликої кількості найдрібніших пухирців. Пухирці з прилиплими до них частинкамижиру і суспензії спливають, що дозволяє значно прискорити процес виділенняжирових речовин із стічних вод.
Відомий метод електрокоагуляції дляочищення промислових стічних вод, заснованих на електролізі з використаннямметалевих (сталевих або алюмінієвих) анодів, що піддаються електролітичномурозчиненню. В наслідок розчинення анодів вода збагачується відповідними іонами,що сприяє утворенню гідроокису алюмінію або заліза. Пластівці гідроокису металуз сорбованими забрудненнями, стикаються з пухирцями газу, з'єднуються з ними іспливають на поверхню рідини. Деякі частинки забруднень, що мають подібну допластівців структуру, можуть самостійно коагулювати один з одним тим самимзбільшуючи ефект гетеро коагуляції всієї системи.
Для відділення пластівців коагуляції зсорбованими забрудненнями застосовують подальше відставання або флотацію.
Комбінований метод, що включаєелектрокоагуляцію і електрофлотацію (електрофлотокоагуляцію) відрізняєтьсявисоким відсотком виділення зі стічної води жирів і інших забруднень, більшекономічний з точки зору витрат електроенергії і металевих електродів впорівнянні з електрокоагуляцією.
При використанніелектрофлотокоагуляційної установки зникає необхідність введення реагентів вочищувачу рідину. Піна, яка утворюється при електрокоагуляції має високустійкість. При відстоюванні вона руйнується через 24 години.
На підприємствах м'ясної промисловостізастосовують біологічне очищення стічних вод. Встановлено, що на очиснихспорудах, що включають решітки, пісковловлювачі, освітлювачі, аеротенки з механічноюаерацією, повторні вертикальні відстійники, контактні резервуари може бутизабезпечено зниження БПКповн до 20 мг/л, зважених речовин до 20 мг/л.
Останніми роками застосовується схема звикористанням двоступеневих аеротенків з протилежним рухом активного мула. Такожвикористовують біофільтри, які представляють собою очисні споруди у виглядікруглих або прямокутних резервуарів, заповнених фільтруючим матеріалом(завантаженням). В якості завантаження застосовують щебінь, гравій, керамзит,пластмасу, азбестоцемент і інші матеріали. На поверхні матеріалу завантаженнянаростає біологічна плівка, що представляє собою асоціацію мікроорганізмів,найпростіших і більш високоорганізованих тварин.
Особливостями процесу очищення вбіофільтрах є контакт з біологічною плівкою, яка вільно протікає череззавантаження стічної води, і дифузія забруднень із стічної води в біоплівку. Такождо перспективних споруд відноситься біотенк. Він представляє собою біофільтр,занурений в аеротенк. Біологічнеочищення в цій споруді здійснюється як за допомогою біоплівки, закріпленої вбіофільтрі, так і за допомогою активного мулу, що знаходиться в аеротенку. Завантаження біофільтра представляєсобою блоки з полімерних жорстких або гнучких матеріалів. Блоки в аеротенку встановлюють так, щоб можна було забезпечити ефективнуциркуляцію мулової суміші між блоками і під блоками.
2.2.3Розрахунок електрофлотаційної установки
Вихідні дані: витрата стічних вод, щоподаються на ЕКФ — очистку складає 5,14 м3/ч. Ухвалений один ЕКФ — апарат,продуктивністю 5,14м3/ч. Тривалість обробки стічних вод, відповідно 15 хв, зних 5 хв або 0,08 год — в камері електрокоагуляції, 10 хв або 0,17 год – вкамері електрофлотації. Густина струму в електрокоагуляторі іф = 60А/м2, велектрофлотаторі iф =80А/м2. Напруга постійного струму 6В. Кількість електрикина обробку води Ке=100 Ач/м2. між електродний простір в камеріелектрокоагуляції 20 мм.
Об'єм ЕКФ — установки визначається заформулою:
W=Q/t
Де t — тривалість обробки води, год.
W=5.14·0.25=1.285м3
Об'єм камери електрокоагуляції рівний:
Wк=5,14·0,08=0,41м3
Об'єм камери електрофлотації рівний:
Wф=5,14·0,17=0,87м3
Висота установки визначається заформулою:
Н=h1+h2+h3
Де h1 — висота шару рідини, враховуючивід нижньої кромки електродного блоку до шару піни, м. h1=0,8м;
h2 — висота шару піни, h2=0,2м;
h3 — висота борту установки, м.h3=0,3м;
Н=0.8+0.2+0.3=1.3м
Площа дзеркала води в кожній камерівизначається за формулою:
F=W/h1, де
W — об'єм камери, м3;
h1 — висота шару рідини, м.
Fк=0,41/0,8=0,51м2
Fф=0.87/0.8=1.09м2
Ширина установки ухвалена 0,9 м. Тодідовжина кожної камери визначається:
L=F/В, де
L — довжина камери, м;
F — площа дзеркала води, м;
В — ширина установки, м.
Lк=0,51/0,9=0,57м
Lф=1,09/0,9=1,21м
Загальна довжина установки складає:
L=Lк+LФ+L1
Де L — загальна довжина установки, м;
Lк — довжина камери електрокоагуляції,м;
LФ — довжина камери електрофлотації, м;
L1 — довжина розподільної і збірноїкамер, м.
L=0.57+1.21+0.3=2.08 м
Сила струму в камері електрокоагуляціївизначається за формулою:
Jк=KеQ, де
Ке — кількість електрики, Ач/м3;
Q — витрата стічних вод, м3/ч.
Jк=100·5,14=514 А
Кількість електродів в камеріелектрокоагуляції визначається за формулою:
nк=(В-2а+С)/(В1+С), де
В — ширина установки, м;
а — відстань від стіни камери докрайнього електрода, м. а=0,04 м;
С- міжелектродний простір, м;
В1 — товщина електродів, м. В1=0,005м.
nк = (0.9-2•0.04+0.02)/(0.005+0.02)=34шт
Активна площа одного електрода в камеріелектрокоагуляції обчислюється за формулою:
f1=2•l1•h1, де
l1 — довжина електродів, м.l1=Lк-0,1=0,57-0,1=0,47 м.
h1 — висота електрода, м.
f1=2•0.47•0.8=0.75м
Активна площа всіх анодів (катодів) вкамері електрокоагуляції складе:
åfa=åfк=0,75·34/2=12,75м2
Витрата матеріалу електродіввизначається за формулою:
q=KвАJк/Q, де
q — витрата матеріалу електродів, г/м3;
Kв — коефіцієнт виходу по струму,Кв=0,4;
А — еквівалент електрохімії заліза,г/Ач А=0,606 г/Ач;
Q — витрата стічних вод, м3/ч
q=0.4•0.606•514/5.14=24.24г/м3
Сила струму в камері електрофлотаціїрівна:
Jф=jф•fa2, де
Jф — сила струму в камеріелектрофлотації, А;
jф — густина струму в камеріелектрофлотації, А/м2;
fа2 — активна площа горизонтальнихелектродів в камері електрофлотації, м2
fа2=fк2=(Lф-0,1)•(В-0,1), де
Lф — довжина камери електрофлотації, м;
В — ширина установки, м.
fа2=fк=(1,21-0,1)•(0,9-0,1)=0,89 м2
Jф=80•0,89=71,2 А
Вага блоку електродів в камеріелектрокоагуляції визначається за формулою:
Мк=g1•f1•nк•В1, де
g1 — густина матеріалу електродів, т/м3 g1=7,86т/м3;
f1 — активна площа одного електрода,м2;
nк — кількість електродів, шт;
В1 — товщина електродів, м.
Мк=7,86•0,75•34•0,005=1,002т
Вага електродів в камеріелектрофлотації визначається за формулою:
Мф=g2/•fa2•В2+g2•fк2•В3
Мф — загальна вага електродів в камеріелектрофлотації, т;
g2/ — питома вага заліза, т/м3 g2/=7,86 т/м3;
В2 — товщина катодної сітки, м.В2=0,001м;
g2 — питома вага графіту, т/м3 g2=1,5т/м3;
В3 — товщина анода, м. В3=0,04 м.
МФ=7,86•0,89•0,001+1,5•0,89•0,04=0,0604т=60,4кг
Тривалість роботи електродної системи вкамері електрокоагуляції визначається за формулою:
Т=K•Mк/Q•q, де
Т — тривалість роботи електродноїсистеми, сут;
K — коефіцієнт використання електродів,К=0,8;
Mк — маса електродної системи, г;
Q — витрата стічних вод, м3/сут;
q — витрата матеріалу електродів, г/м3
Т=0.8•1002000/41.12•24.24=804.21сут=36,5мес
Загальна витрата електроенергіїскладає:
Wэ=åJ•U/1000•Q•h, де
Wэ — витрата електроенергії, кВтч/м3;
åJ — сумарна кількість сили струму в установці, А;
U — напруга постійного струму, У;
Q — витрата стічних вод, м3/ч;
h — коефіцієнт корисної дії h=0,7
Wэ=(514+71,2)•6/100•5,14•0,7=0,98кВтч/м3
Витрата електроенергії за добу складе:
Wэ сут=0,98•41,12=40,3 кВт/доб
Витрата електроенергії за рік складе:
Wэ год=40.3•260=10478 кВт/рік
Кількість водню, виділеного в процесіочищення, визначається за формулою:
Z=Ав•åJ/Q, де
Z — кількість водню, виділеного впроцесі очищення, г/Ач;
åJ — сумарна сила струму, А;
Q — витрата стічних вод, м3/ч;
Ав — еквівалент електрохімії водню,г/Ач
Z=0.037664•585.2/5.14=4.29гН2/м3
Об'єм піни, що виділилася в процесіочищення відповідно до балансу забруднень, складає 1,2336 м3/сут або 0,1542м3/ч, об'єм пінного продукту після гасіння складає 0,5757 м3/сут або 0,072м3/ч.
На підставі розрахунків запропонованодва ЕКФ- апарати (1 робочий і 1 резервний). Об'єм апарату складає 1,285 м3,довжина – 2,08 м., ширина – 0,9 м., робоча глибина – 0,8 м. Напруга постійногоструму – 6В, сила струму 585,2А, тривалість роботи електродної системи в камеріелектрокоагуляції 36,5 місяців, річна витрата електроенергії 10478 кВт.
2.3Утилізація і рекуперація відходів м’ясопереробної промисловості
Високі концентрації забрудненняпромислових стоків м’ясної промисловості обумовлюють утворення при їх переробцізначних кількостей твердих відходів (осадів). Склад та властивості, яківизначають направлення їх утилізації, специфічні для кожного ступеня очищеннястоків.
Загальною характерною особливістю євміст в них жиру, білку, мікрофлори ( у тому числі патогенної). Осади здатнішвидко загнивати з утворенням неприємних запахів. Вміст в осадах жиру забезпечуєутворення щільних відкладень на стінах труб та резервуарів.
За своїм хімічних складом осадим’ясопереробної промисловості відносяться до відходів, які можуть бути вподальшому утилізовані.
За рахунок зараженості відходівмікрофлорою, великої кількості вологи, здатності до гниття їх необхіднооброблювати і зневоднювати.
Важливою і в значній мірі невирішеною проблемоюдля м’ясної промисловості є обробка осадів з відстійників, в яких утворюєтьсядва види відходів – жиромаса, що концентрується на поверхні та донні осади.
Середній об’єм утвореного донного осаду(при ефективності очищення 40%) складає 0,5 кг сухої речовини з 1 м3 стоку.Великі кількості і вологість отриманих осадів зумовлює складність схем їхобробки.
Серед небагатьох діючих схем в м’яснійпромисловості можна виділити три: механічне зневоднення в освітлювачах,підсушування на мулових площах, зневоднення в центрифугах.
Склад отриманого осаду: волога — 48-62%, жир — 35 %, мінеральні речовини — 38-45 % [5, 13, 22].
Можлива утилізація отриманого осаду вякості добрива або сировини для витопки жиру з метою приготування домішок докомбікормів. Ці способи потребують наступного доопрацювання для забезпечення ефективногознезараження і мінералізації ( для добрив) або видалення жиру і мінеральнихдомішок ( для кормів).
Великого розповсюдження набули методизневоднення донних осадів на мулових площах. Спосіб реалізується перекачуваннямосаду на карти – площі.
Спосіб стає економічно не вигідним,якщо видалити площі більше 10 км. Тоді виникає необхідність розведення осадуводою для зручності його перекачування, а це значно знижує виробничі потужностіплощ. Кінцевий вміст вологи складає близько 75-80 %.
Технологічна схема процесу витопки жирунаступна. Жиромаса подається на вакуум-котел, в якому протягом 7-8 годинпіддається тепловій обробці при температуру 1300°С. По закінченню процесу термообробкижиромаса передавлюється за допомогою газодувки у відстійник, в якомувідділяється від рідини та домішок. Далі процес повторюється. Отриманий звідстійника жир подається в котел для витопки. На цій стадії в нього додається розчинсірчаної кислоти для покращення процесу відділення жиру від домішок. Даліочищений жир передається у відстійники, з подальшим його зливанням у тару ітранспортується на утилізацію. З метою підвищення вологовіддачі в очищений жирдодають сіль. Таким чином при переробці концентрату за даною технологієюотримують кормовий жир другого сорту.
ВИСНОВОК
В ході написання комплексного курсовогопроекту з циклу дисциплін «Екологічна паспортизація територій і підприємств»«Водопостачання, водовідведення і поліпшення якості води» і «Утилізація ірекуперація відходів» відповідно до мети проекту і поставлених завдань буливиконані наступні етапи роботи:
1. Визначені основні розділи екологічного паспортупідприємства та вихідні дані для його створення.
2. Описані системи, схеми та основні елементиводопостачання та водовідведення населених пунктів та підприємств, можливостітрасування каналізаційних мереж та охарактеризовані умови сумісноговодовідведення промислових та побутових стічних вод. Вибрана напівроздільна система водовідведення і перпендикулярна схемаканалізаційних мереж заданого плану місцевості, запропоноване необхіднеустаткування для створення раціональної каналізаційної мережі міста. Визначенніметоди поліпшення якості стічних вод підприємств та населених пунктів, щоскидаються до у природні водоймища.
3. Описані способи, методи та технології утилізації ірекуперації промислових та господарсько-побутових відходів.
4. Визначений склад стічних вод м’ясопереробногопідприємства: жир, завислі речовини, БСК пісок, кров,залишки кормів та інші залишки життєдіяльності тварин, часточки м’яса, білок,сіль. Розроблена схема очищення промислових та господарсько-побутових стічнихвод м’ясокомбінату і населеного пункту.
5. Розрахована ступінь необхідного очищення стічнихвод міста у процентному відношенні по зваженим речовинам – 87,5%, по БСК –50,6%.
6. Визначені раціональні методи очищення та поліпшенняякості стічних вод підприємств м’ясопереробної промисловості: механічний,реагентна обробка, екстракція, сорбція, електрофлотокоагуляцію, біологічнеочищення.
7. Розраховані основні параметри електрофлотаційноїустановки для очищення СВ.
8. Описані основні технології переробки та утилізаціївідходів м’ясної промисловості: механічне зневоднення в освітлювачах,підсушування на мулових площах.
Списоквикористаної літератури
1. Охрана окружающей среды. С.А. Брылов, Л.Г. Грабчак, В.И. Комащенко и др.- М.: Высшая школа, 1985.
2. ГОСТ 17.0.0.04.- 90 «Экологический паспорт промышленных предприятий.Основные положения».
3. Методичні вказівки до виконання курсового проекту длястудентів денної та заочної форм навчання за спеціальністю 7.070801 „Екологіята охорона навколишнього середовища”. – Кременчук: ІЕНТ, 2002.
4. Василенко А.А. Водоотведение. Курсовое проектирование. — К.: В. шк. Головное изд-во, 1988, 256 с.
5. Ф.В. Стальберг «Экология города». — К.: «Либра»,2000.
6. B.C. Кедров, П.П.Пальгунов, М.А. Сомов. Водоснабжение и канализация: Учебник для вузов. — М..:Стройиздат, 1984. – 288с.
7. Канализация населенных мест и промышленных предприятий / Лихачев Н.И. идр. Под общей ред. В.Н. Самохина — М.: Стройиздат, 1981. – 639с
8. Кравченко В.С. Водопостачання та каналізація: Підручник. –„Конкор”, 2003. — 288с.
9. Данилов Д. Т. Эксплуатация канализационной сети. — М.: Стройиздат,1977.
10. Н.Ф. Федоров, A.M. Курганов, М.И. Алексеев Канализационныесети: Примеры расчета-М., Стройиздат, 1985.
11. СНиП 11-31-74. Нормыпроектирования. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Изд. 3-е. М.:Стройиздат, 1978. с. 45—190.
12. Водоотведение напромышленных предприятиях. А.И. Мацнев. – Львов: Вища шк. Изд-во при Львов.ун-те, 1986. – 200с.
13. Лукиных Н. А., ЛипманБ. Л., Криштул В. П. Методы доочистки сточных вод. Изд. 2-е. М.: Стройиздат,1978. — 156 с.
14. Проскуряков В. А.,Шмидт Л. И. Очистка сточных вод в химической промышленности. М.—Л.: Стройиздат,1977. — 464 с.
15. Ресурсосбережение иэкология / Ю.П.Лебединский й др. — К.: Политиздат Украины, 1990. -221 с.
16. Новиков Ю.В. Экология,окружающая среда и человек. — М.: Агентство ФАИР, 1998. — 320 с.
17. ХижнякМ.І., Нагорна А.М. Здоров'я людини та екологія. — К.: Знання, 1995. 78 с.
18. Справочник посанитарной очистке городов и поселков / Шевченко Ю.Л., Дмитренко Т.Д. – 2-еизд., перераб и доп. – К.: Будівельник, 1984. – 160с.
19. Гринин А.С., НовиковВ.Н. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация, переработка. – М.:ФАИР-ПРЕСС, 2002. – 336с.
20. Драгилев А. Й.Устройство и эксплуатация оборудования предприятий пищевойпромышленности. — М.: Пищевая промышленность 1979.-257с.Кербунов Ю.В. ЭкологияНиколаева. — Николаев, 1997. — 75 с.
21. Розміщенняпродуктивних сил / За ред. В.В.Ковалевського — К.: КОО т-ва Знання, 1998. — 546с.
22. Технология пищевыхпроизводств /Под ред. Л.П.Ковальской — М.: Агропромиздат, 1988. — 286 с.
23. Україна:прогноз розвитку продуктивних сил. — К.: РВПС України НАН України, 1998. — Том II (додатки).