Экологический мониторинг промышленных вод системы водоснабжения на мусоросжигательном заводе

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

" Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации"

КОЛЛЕДЖ МНОГОУРОВНЕВОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Специальность 28.07.11. «Рациональное использование природохозяйственных комплексов»

Курсовая работа по дисциплине:

" Экологическая экспертиза и экологический аудит"

на тему: «Экологический мониторинг промышленных вод системы водоснабжения мусоросжигательного завода»

Выполнил студент гр.41Э-11: Фёдоров А.В.

Проверил преподаватель КМПО: Сизаева В.Э.

Москва 2015

• Введение
• Глава 1. Мониторинг предприятия на примере мусоросжигательного завода
• 1.1 Общие сведенья
• 1.2 Проблема утилизация мусора
• 1.3 Виды отходов
• 1.4 Термическое уничтожение отходов
• 1.5 Состав ТБО
• 1.6 Опасность отходов для природы и человека
• 1.7 Методы утилизации отходов
• Глава 2. Мониторинг промышленных вод
• 2.1 Источники водоснабжения и водоотведение
• 2.2 Обработка охлаждающей воды
• Заключение
• Список литературы

Вопрос мусора или твердых бытовых отходов (ТБО) стоит остро в любом городе нашей планеты: цена его решения — многие миллиарды долларов.

Проблема утилизации отходов усугубляется в основном потому, что большая часть товаров народного потребления обречена на очень кратковременную службы человеку. Они куплены, потреблены и выброшены без должного отношения к их остаточной ценности. Количество энергии и затраты на восстановление окружающей среды при такой структуре потребления очень велики.

Переработка отходов предоставляет обществу повсюду «обмануть» проблему их утилизации и, следовательно, за счет затрат на переработку облегчить экологические стрессы. Переработка металлических, бумажных, стеклянных, пластмассовых и органических отходов уменьшает потребности в энергии и сырье.

Благодаря уменьшению расхода энергии, получаемой в основном из ископаемого топлива, переработка отходов становится одним из наиболее эффективных методов сдерживания концентрации газов, способствующих парниковому эффекту, и сокращения загрязнений.

Изменение отношения к потреблению и утилизации отходов поможет также нивелировать ужасающие и возможно даже необратимые изменения в биосфере.

Твердые бытовые отходы (ТБО) являются отходами сферы потребления, образующимися в результате бытовой деятельности населения. Они состоят из изделий и материалов, непригодных для дальнейшего использования в быту. Это отходы, которые накапливаются в жилом фонде, учреждениях, предприятиях общественного назначения (школах, зрелищных и детских учреждениях, гостиницах, столовых и т. п.). Норма накопления ТБО изменяется, отражая состояние снабжения населения товарами и в тоже время она в значительной мере зависит от местных условий.

По морфологическому признаку ТБО в настоящее время состоит из следующих компонентов: бумага — газеты, журналы, упаковочные материалы; пластмассы; пищевые и растительные отходы; различные металлы (цветные и чёрные); стеклобой; текстиль; древесина; кожа, резина; кости; смёт;

Состав ТБО отличается в разных странах, городах. Он зависит от многих факторов, включая благосостояние населения, климат и благоустройство. На состав мусора существенно влияет система сбора в городе стеклотары, макулатуры и т. д. Он может меняться в зависимости от сезона, погодных условий. Так на осень приходится увеличение количества пищевых отходов, что связано с большим употреблением овощей и фруктов в рационе питания. А зимой и осенью сокращается содержание мелкого отсева

Свалки бытовых отходов служат источником пищи синантропным видам — переносчикам инфекции, прежде всего, крысам. Банки, бутылки и прочие ёмкости с остатками органики могут играть роль ловушек для диких животных, для насекомых.

В сложившейся ситуации, на мой взгляд, строительство дополнительного мусоросжигательного завода было бы не плохим решением проблемы энергоснабжения и утилизации ТБО в наших городах.

Но как и на всех промышленных предприятиях, так и на мусоросжигательном заводе невозможно обойтись без водоснабжения, которое подпитывает и охлаждает множество оборудования за счет которого производится сжигание мусора. К водоснабжению промышленных предприятий предъявляются повышенные требования: всемерное сокращение водопотребления, экономное расходование свежей воды из источников, максимальное сокращение или полное прекращение сброса сточных вод в водоемы.

Расходы воды, потребляемой промышленным предприятием, огромны. Вода расходуется для охлаждения с целью обеспечения технологического процесса или стойкости агрегатов, работающих в зонах высоких температур. Она также входит в продукцию как ее элемент, включая получение пара для выработки электроэнергии. Вода сопутствует различным процессам, это так называемые подсобные нужды.

Нормальная работа предприятия во многом зависит от правильного снабжения водой. Перебой в подаче воды может привести к порче дорогого оборудования, подача некачественной воды приводит к образованию отложений, которые приводят к перерасходу топлива и порче оборудования, трубопроводов и т. д.

Мусоросжигательные заводы являются относительно крупными потребителями пресной воды, при этом на них в технологических процессах происходит формирование особо токсичных сточных вод, содержащих тяжелые металлы, растворимые и нерастворимые органические вещества и прочие загрязнения. В связи с этим стоит острая необходимость создания систем оборотного водоснабжения предприятий и сокращения сброса сточных вод в водные объекты.

В процессе решения данных проблем, а именно, перехода к рациональному водоснабжению и минимизации сброса промышленных сточных вод, необходимо применять Наилучшие Доступные Технологии с целью организации малоотходных (частичное оборотное водоснабжение) и безотходных (полный рециклинг) технологических процессов.

Актуальность данной работы заключается в том, что проблема сохранение чистоты воды в настоящее время стоит очень остро. А система оборотного водоснабжения находящаяся на мусоросжигательном заводе, позволяет снизить сбросы вредных веществ в водоемы от данного предприятия, методом рециклинга.

экологический мониторинг мусоросжигательный завод

Цель данной работы заключается в проведении экологического мониторинга промышленных вод системы водоснабжения мусоросжигательного завода.

Задача данной работы:

· Ознакомиться с литературой по экологическому мониторингу промышленных вод.

· Ознакомиться с литературой по характеристике мусоросжигательного завода.

· Изучить экологический мониторинг промышленных вод на мусоросжигательном заводе.

Глава 1. Мониторинг предприятия на примере мусоросжигательного завода

1.1 Общие сведенья

Мусоросжигательный завод — это предприятие для сжигания мусора (твердых бытовых и промышленных отходов) в котлах или в специальных печах. Мусоросжигание проводится при температуре 900−10 000 С, при которой разрушаются практически все органические соединения. Мусоросжигательные котлы или печи располагают на расстоянии не менее 300 м от жилых кварталов. Главное энергетическое преимущество мусоросжигательного завода — получение теплоты, которая в дальнейшем может быть использована. Мусоросжигательные заводы работают без выделения пыли при максимальной механизации всех рабочих процессов. Конструктивные узлы мусоросжигательных заводов обладают герметичностью, не допускающей утечки вредных или ядовитых продуктов сгорания. В остатках, образующихся после сжигания мусора, содержится большое количество легкорастворимых соединений. К их складированию предъявляют такие же строгие требования, как и к организованным свалкам. По опыту многих стран капитальные вложения на мусоросжигательные заводы в зависимости от технологии и мощности достигают 50 — 250 долларов на 1 тонну сырого мусора, обрабатываемого в год. Эксплуатационные расходы равны 5−20 долларов на 1 тонну сырого мусора, не считая расходов на капитальный ремонт.

Ежегодно в городах накапливается около 40 млн. тонн твердых бытовых отходов (ТБО). При их сжигании на мусоросжигательном заводе горючие компоненты окисляются, образуются диоксид углерода СО2, пары воды и различные газообразные примеси, в том числе токсичные. Несгоревшие компоненты выносятся из топки уходящими газами в виде твердых примесей золы-уноса и сажи, составляющих в среднем 3−6% сухой массы сжигаемых отходов. Уходящие дымовые газы, как правило, перед выбросом в атмосферу очищают с помощью газоочистительных устройств. Большинство ТБО представляет собой материал с удельной теплотой сгорания 3350−10 500 кДж/кг. Теплота сгорания достигает максимума зимой и минимума летом. При максимальной влажности ТБО наблюдается минимальная теплота сгорания.

Для сжигания мусора разработаны различные конструкции мусоросжигательных заводов. Независимо от конструкции их топка должна обеспечивать: перемешивание частей мусора для усреднения состава и выравнивания горения; перемещение составляющих мусора и его отдельных порций для обеспечения процесса воспламенения и доступа воздуха в слой; поддержание достаточно высоких температур, гарантирующих воспламенение и устойчивое горение мусора; дожигание газообразных и твердых продуктов неполного сгорания мусора. Мусоросжигательный завод состоит из топочного устройства, котла-утилизатора, механизмов шлакоудаления у воздухоподогревателя, системы очистки дымовых газов. Топочное устройство включает приспособление для загрузки, колосниковую решетку, систему шлакоудаления и другие вспомогательные узлы. Приспособление для загрузки предназначено для механизированной подачи отходов в топку и включает в себя: загрузочную воронку, течку, неподвижный стол и подвижный механический толкатель (питатель). Более полное выгорание составляющих твердых бытовых отходов обеспечивается подачей вторичного дутьевого воздуха на боковых стенках топки или на входе в камеру. Т.к. температуpa газов, поступающих на сухое обеспыливание, должна быть не выше 300−350°С, то с целью снижения температуры уходящих газов перед их поступлением на очистку устанавливают котел-утилизатор. Аккумулированная в нем теплота уходящих газов может быть использована для получения пара или горячей воды. Система шлакоудаления предназначена для механизированного удаления шлака и охлаждения выходящих из топки остатков. Охлаждающим устройством служит шлаковая ванна, заполненная водой из расчета 3,5−6 метров на 1 тонну шлака. Очистка дымовых газов от твердых примесей осуществляется электростатическими фильтрами.

1.2 Проблема утилизация мусора

Одной из глобальных проблем человечества является производство отходов, которое во всем мире нарастает темпами, опережающими их переработку, обезвреживание и утилизацию.

Ежегодно в Российской Федерации образуется более 7 млрд. тонн бытовых, сельскохозяйственных, промышленных и иных видов отходов. Объем образования твердых бытовых отходов (далее — ТБО) в населенных пунктах Российской Федерации составляет 150 млн. м3 (30 млн. тонн) в год. Основная часть ТБО складируется на полигонах различного типа и многочисленных свалках. На полигоны попадает около 85% отходов, лишь 5% отходов проходит вторичную переработку, и примерно 10% отходов теряется при транспортировке. Накопление отходов приносит огромный экологический, экономический и социальный ущерб.

Отрицательные воздействия отходов проявляются также в повышении заболеваемости людей, ухудшении их жизненных условий, снижении продуктивности природных ресурсов. Все чаще возникают ситуации, когда обнаруживаются симптомы специфических патологий, обусловленных хроническим действием малых концентраций техногенных поллютантов. Это действие связано с переносом вредных веществ из внешней среды (свалки отходов) во внутреннюю среду организма с последующей более или менее длительной задержкой части этих веществ и их постепенным накоплением.

В связи с этим актуальной является проблема утилизации отходов с целью предотвращения негативного влияния на экологию, экономику и социальную сферу региона.

1.3 Виды отходов

Отходы из природных материалов:

· Пищевые (гниющие) отходы.

· Отходы медицинских, лечебных, научно-исследовательских организаций, в том числе хирургии, стоматологии и лечебных ветеринарных учреждений.

Производственные отходы:

· Металлические отходы.

· Отходы отработанных химических источников тока.

· Бой стекла и стеклопосуды.

· Отходы полимерных материалов синтетической химии, в том числе резина и резино-технические изделия и все оберточные материалы и полимерная тара из продуктов синтетической химии.

· Радиоактивные отходы.

Методы утилизации мусора:

· Вывоз и утилизация отходов

1.4 Термическое уничтожение отходов

Первая МСП, предназначенная для уничтожений бытовых отходов, построена в Великобритании 1876 г.

Сбор и захоронение отходов

Захоронение отходов на полигонах и свалках является наиболее используемым методом в нашей стране, но, увы, не самым целесообразным в применении.

Международный опыт решения проблемы мусора

В общем виде загрязнение — это наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды с точки зрения проживания человека или ведения им хозяйственной деятельности

Утилизация мусора — одна из важнейших проблем современной цивилизации. Особенно тяжело утилизировать неорганизованно выброшенный мусор. Пока человечество придумало три принципиально разных пути утилизации мусора:

организация свалок

вторичное использование отходов

сжигание отходов

Однако ни один из них нельзя признать абсолютно приемлемым.

Вторичное использование отходов — наиболее ресурсосберегающий путь, но не всегда рентабелен как в экономическом, так и в экологическом плане. Здесь существует ряд проблем.

Первая проблема заключается в том, что прежде чем мусор использовать, его необходимо рассортировать. Бумага, железо, битое стекло — должно находиться отдельно. Очевидно, рассортировать мусор, уже поступивший на свалку, практически невозможно — автоматов таких нет, а люди работают очень медленно, да и вредно это для их здоровья. Поэтому сортировать мусор надо в тот момент, когда его выбрасывают. Значит, каждый человек должен завести отдельные вёдра для пищевых отходов, бумаги, пластмассы и т. д. Такой подход приживается в деревнях, но в городах подобные идеи внедрить трудно. Хотя во многих зарубежных странах на улицах уже появились отдельные контейнеры для разных типов мусора

Раздельный сбор разных категорий отходов определяет эффективность и стоимость утилизации отдельных компонентов. Наиболее неудобны для утилизации смешанные отходы, содержащие смесь биоразлагаемых влажных пищевых отходов, пластмасс, металлов, стекла и т. п. компоненты.

Вторая проблема — доставка мусора к месту переработки. Если мусора и потребителей продуктов его переработки много, то и заводов, способных перерабатывать отходы такого типа, можно понастроить много. Тогда, например, битое стекло, собранное с окрестных свалок, будут перерабатывать на многочисленных стеклозаводах. А как быть с электрическими лампочками? В каждой лампочке содержатся несколько десятков миллиграммов молибдена и вольфрама — редких и ценных металлов. Вторичная переработка этих металлов требует высоких температур. Для поддержания высоких температур необходим реактор большого объёма. Поэтому в каждом городе завод, производящий электролампочки, а соответственно, и перерабатывающий молибден и вольфрам, не построишь. Таким образом, чтобы утилизировать молибден и вольфрам, надо объехать все помойки, собрать на каждой несколько выброшенных лампочек и везти их за тридевять земель. Вот это и получается, что вторичная переработка лампочек при всей её кажущейся привлекательности, занятие накладное. По той же причине не стоит организовывать централизованный сбор мусора для вторичного использования в деревнях и сёлах.

Третья проблема заключается в том, что мусор — сырьё принципиально нестандартное. Каждая новая партия мусора, поступившая на переработку, будет заметно отличаться от предыдущей по целому ряду параметров. Поэтому мусор невозможно использовать как сырьё для производства высококачественной продукции.

Четвертая проблема — Вывоз мусора на свалку — самый дешёвый, но при этом недальновидный способ его утилизации. Недальновидный он в первую очередь потому, что мусор остаётся мусором. Свалки вокруг городов занимают огромные площади. Ядовитые вещества, оказывающиеся на свалках, проникают в подземные воды, которые часто используются в качестве источников питьевой воды, развеиваются ветрами по окрестностям и тем самым наносят ущерб окружающей среде. Кроме того, в результате процессов гниения без доступа воздуха образуются различные газы, которые также не освежают атмосферу вокруг свалки. Некоторые продукты гниения способны самовоспламенятся, поэтому на свалках регулярно возникают пожары, при которых в атмосферу выбрасывается сажа, фенол, бензапирен и прочие ядовитые вещества.

Переработка — повторное использование или возвращение в оборот отходов производства или мусора. Наиболее распространена вторичная, третичная и т. д. переработка в том или ином масштабе таких материалов, как стекло, бумага, алюминий, железо, ткани и различные виды пластика. Также с глубокой древности используются в сельском хозяйстве органические сельскохозяйственные и бытовые отходы.

Большинство металлов целесообразно перерабатывать вторично. Ненужные либо же испорченные предметы, так называемый металлолом, сдаются на пункты приема вторсырья для последующей переплавки. Особо выгодна переработка цветных металлов, распространённых технических сплавов и некоторых черных металлов.

1.5 Состав ТБО

По морфологическому признаку ТБО в настоящее время состоит из следующих компонентов:

· Бумага — газеты, журналы, упаковочные материалы

· Пластмассы

· Пищевые и растительные отходы

· Различные металлы (цветные и чёрные)

· Стеклобой

· Текстиль

· Древесина

· Кожа, резина

· Кости

· Смёт

Характеристики основных типов бытового мусора

Приведём характеристики основных типов бытового и наиболее распространённого строительного мусора.

Пищевые отходы

Ущерб природе: практически не наносят. Используются для питания различными организмами.

Вред человеку: гниющие пищевые отходы — рассадник микробов.

Пути разложения: используются в пищу разными микроорганизмами.

Конечный продукт разложения: тела организмов, углекислый газ и вода.

Время разложения: 1 — 2 недели.

Способ использования: компостирование.

Наименее опасный способ обезвреживания: компостирование.

Категорически запрещается бросать в огонь, так как могут образоваться диоксиды.

Макулатура

Материал: бумага, иногда пропитанная воском и покрытая различными красками.

Ущерб природе: собственно бумага ущерба не наносит. Однако краска, которой покрыта бумага, может выделять ядовитые газы.

Вред человеку: краска может выделять при разложении ядовитые вещества.

Пути разложения: используются в пищу разными микроорганизмами.

Конечный продукт разложения: перегной, тела различных организмов, углекислый газ и вода.

Время разложения: 2−3 года.

Способ вторичного использования: переработка на обёрточную бумагу.

Наименее опасный способ обезвреживания: компостирование.

Продукты, образующиеся при обезвреживании: углекислый газ, вода, зола.

Категорически запрещено сжигать бумагу в присутствии пищевых продуктов, так как могут образоваться диоксиды.

Изделие из тканей

Ткани бывают синтетические и натуральные. Всё, написанное ниже, относится к натуральным тканям.

Ущерб природе: не наносят.

Пути разложения: используются в пищу некоторыми микроорганизмами.

Конечный продукт разложения: перегной, тела организмов, углекислый газ и вода.

Время разложения: 2−3 года.

Способ вторичного использования: компостирование.

Наименее опасный способ обезвреживания: сжигание в условиях, обеспечивающих полноту сгорания.

Продукты, образующиеся при обезвреживании: углекислый газ, вода и зола.

Во многих странах Европы на мусоросборных площадках спальных районов, помимо контейнеров для сбора металла, пластика, бумаги и стекла, появились контейнеры для сбора использованной одежды и обуви.

Деревянные изделия

Материал: дерево.

Ущерб природе: не наносят.

Вред человеку: могут вызвать травмы.

Пути разложения: используются в пищу некоторыми микроорганизмами.

Конечный продукт разложения: перегной, тела организмов, углекислый газ и вода.

Время разложения: несколько десятков лет.

Способ вторичного использования: переработка на бумагу или древесно-стружечный материал.

Наименее опасный способ обезвреживания: сжигание

Продукты, образующиеся при обезвреживании: углекислый газ и вода.

Металлолом

Материал: железо или чугун.

Ущерб природе: соединения железа ядовиты для многих организмов. Куски металлов травмируют животных.

Вред человеку: вызывают различные травмы.

Пути разложения: под действием растворённого в воде или находящегося в воздухе кислорода медленно окисляется до оксида железа.

Конечный продукт разложения: порошок ржавчины или растворимые соли железа.

Скорость разложения: на земле — 1 мм в глубину за 10 — 20 лет, в пресной воде — 1 мм в глубину за 3 — 5 лет, в солёной воде — 1 мм в глубину за 1 — 2 года.

Способ вторичного использования: переплавка.

Наименее опасный способ обезвреживания: вывоз на свалку или захоронение.

Продукты, образующиеся при обезвреживании: оксиды или растворимые соли железа.

Стеклотара

Материал: стекло.

Ущерб природе: битая стеклотара может вызывать ранения животных.

Вред человеку: битая стеклотара может вызывать ранения. В банках накапливается вода, в которой развиваются личинки насекомых.

Пути разложения: медленно растрескивается и рассыпается от перепадов температур; стекло постепенно кристаллизуется и рассыпается.

Конечный продукт разложения: мелкая стеклянная крошка, по виду неотличимая от песка.

Время разложения: на земле — несколько сотен лет, в спокойной воде — около 100 лет.

Способ вторичного использования: использование по прямому назначению или переплавка.

Наименее опасный способ обезвреживания: вывоз на свалку или захоронение.

Продукты, образующиеся при обезвреживании: стеклянная крошка.

Батарейки

Материал: цинк, уголь, оксид марганца.

Ущерб природе: ядовиты для многих организмов.

Вред человеку: ядовиты для человека.

Пути разложения: окисляются под действием кислорода.

Конечный продукт разложения: соли цинка и марганца.

Время разложения: на земле — около 10 лет, в спокойной воде — несколько лет, в солёной воде — около года.

Способ вторичного использования: цинк можно использовать в школьной лаборатории для получения водорода, оксид марганца — для получения хлора.

Наименее опасный способ обезвреживания: вывоз на свалку.

Продукты, образующиеся при обезвреживании: соли цинка и марганца.

Приведённые сведения показывают, что утилизация мусора — дело непростое и небезопасное. Поэтому имеет смысл наряду с разработкой методов его утилизации каким-то образом уменьшить количество мусора на душу населения. К сожалению, в настоящее время наблюдается обратная тенденция: эта величина, во всяком случае, в крупных городах, растёт, в первую очередь, за счёт упаковки для продуктов и различных предметов одноразового использования. Изменение этой тенденции — важная задача, которая, к сожалению, выходит за рамки одной химии.

1.6 Опасность отходов для природы и человека

Влияние мусора на здоровье человека следующее:

распространение инфекционных заболеваний,

раздражение и болезни дыхательных путей,

изменения на генетическом уровне,

изменение репродуктивной функции,

раковые заболевания;

Опасность для природы:

Нарушение систем жизнеобеспечения на локальном, региональном и глобальном уровнях, изменения климата и снижение естественной скорости круговорота веществ и поступления энергии, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека и других живых существ.

1.7 Методы утилизации отходов

Технологии:

Существуют различные технологии сжигания отходов в мусоросжигательных заводах, их разделяют по типу печей, в которых производят сжигание.

Слоевое сжигание

Для слоевого сжигания характерна подача горячих воздушных потоков на слой отходов, загруженный на колосниковую решётку. Различают несколько разновидностей слоевого сжигания: с неподвижной колосниковой решеткой, с подвижной цепной решёткой.

Колосниковая решетка — Представляет собой чугунную решетку, служащую для поддержания слоя твёрдого топлива. Колосниковая решётка имеет отверстия или щели, через которые под неё просыпается зола.

Технология кипящего слоя

В технологии кипящего слоя отходы предварительно разделяют на гомогенные фракции, а затем сжигают в специальных камерах в присутствии песка и абсорбента, который обладает высокой теплопроводимостью. В процессе горения частицы слоя под действием струй воздуха начинают активно перемещаться, так что это поведение напоминает поведение жидкости и так же подчинятся законам гидростатики. Этот способ позволяет снизить эмиссию токсичных веществ при сгорании.

Пиролиз и газификация

Отходы под давлением нагревают в бескислородной среде. В результате образуются жидкости и газы с высокой удельной теплотой сгорания, которые можно использовать в качестве топлива.

Дожигатели диоксинов

Разрушение диоксиновой решётки происходит при температуре свыше 1250 С, которую необходимо поддерживать в течение двух секунд. В связи с этим летучие газы, полученные от сжигания отходов, пропускают через специальную камеру, где их повторно сжигают, чтобы понизить концентрацию диоксинов.

Выбросы:

Диоксины и фураны

При сжигании отходов содержащих хлорированный пластик, например поливинилхлорид, выделяются высокотоксичные вещества — фураны и диоксины. Согласно данным Агентства охраны окружающей среды Германии, при сжигании одного килограмма отходов, содержащих хлорированный пластик, выделяется около 40 мкг диоксинов.

Другие выбросы

На сжигаемую тонну отходов приходится от 4 до 8 мі газообразных выбросов, которые содержат оксиды азота, серы (IV), серы (VI), соляную кислоту, тяжелые металлы (ртуть, кадмий, свинец и другие) и дисперсионную пыль.

Очистка:

Очистка летучих газов на мусоросжигательном заводе — техноёмкий и дорогой этап, на этом этапе происходит очистка дымовых газов перед выбросом.

В технологическом процессе любого предприятия потребляемая вода подвергается загрязнению. Соблюдение экологических норм и правил предписывает производить очистку стоков прежде, чем вода будет возвращена в окружающую среду. Повторное использование воды дает возможность внести свой вклад в защиту окружающей среды. Конечно же, замкнутые системы, которые позволяют использовать для технологических процессов оборотную воду, нуждаются в высокотехнологичном очистном оборудовании. В связи с этим на предприятиях, которые нуждаются в большом количестве воды, стоит использовать оборотную систему водоснабжения.

Глава 2. Мониторинг промышленных вод

2.1 Источники водоснабжения и водоотведение

Оборотное водоснабжение — наиболее прогрессивный способ подачи воды на химические и производственные предприятия, обеспечивающий максимальное сохранение водных ресурсов и окружающей среды. В последнее время оборотное водоснабжение становится преобладающим в ряде отраслей промышленности нашей страны.

Водоснабжение, при котором отработанная вода после очистки вновь направляется потребителю. Данная система является внутризаводской и с внешними объектами (водозабором) оно связано лишь небольшой сетью подпитки системы, поэтому узловые решения не оказывают существенного влияния на размещение внутризаводских сетей и сооружений

Данная система применяется в случаях: когда источник (водозабор) не обеспечивает всей потребности в воде, а может удовлетворить только потребность в свежей воде.

Вода, нагретая в производстве, охлаждается на охладительных сооружениях и вновь используется для тех же целей. Если вода в процессе производства загрязняется, то ее очищают. В производственном процессе при очистке и охлаждении воды некоторое количество ее теряется. Эти потери восполняются из источника водоснабжения. Свежая вода обычно подается в бассейн, в котором собирается охлажденная вода. Оборотное водоснабжение экономически выгодно когда промышленное предприятие расположено на значительном расстоянии от источника водоснабжения или на значительном возвышении по отношению к нему, так как в этих случаях при прямоточном водоснабжении будут велики затраты электроэнергии на подачу воды. Также выгодно устраивать оборотное водоснабжение, если расход воды в водоеме мал, а потребности в производственной воде велики. Для защиты водоемов от загрязнения сточными водами схемы оборотного водоснабжения имеют неоспоримое преимущество перед всеми другими независимо от расстояния и высотного расположения предприятия по отношению к источнику водоснабжения. Это относится не только к сточным водам цехов и потребителей, но и к чистым водам, используемым для охлаждения оборудования и конденсации пара, поскольку отработавшие теплые воды вносят в водоемы тепло, которое также является своего рода загрязнителем, изменяющим условия жизнедеятельности водных организмов.

Оборотное водоснабжение может быть построено на источниках водоснабжения, дебит которых меньше полного расчетного расхода воды, так как при этой системе расход свежей воды складывается из расхода на пополнение безвозвратных потерь и расхода в некоторых частях завода, работающих на свежей воде.

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации. Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

· обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;

· обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;

· давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;

· обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;

· обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект. Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:

Поверхностные источники

· моря или их отдельные части (заливы, проливы),

· водотоки (реки, ручьи, каналы)

· водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры)

· болота

· природные выходы подземных вод (гейзеры, родники)

· ледники, снежники;

Подземные источники

· бассейны подземных вод

· водоносные горизонты

На мусоросжигательном заводе используют оборотную систему водоснабжения, так как это наиболее разумный метод потребления воды для данного предприятия. Источником водоснабжения является вода из городского водопровода. Перед поступлением на водоподготовительную установку она подогревается на подогревателях сырой воды до температуры 20^о.

В состав ВПУ (водоподготовительной установки) входят следующие установки и сооружения

· ВПУ подпитки котлов и теплосети

· установка сбора и нейтрализации вод после химочисток оборудования

· склады реагентов.

Для восполнения потерь пара и конденсата в цикле мусоросжигательного завода, а так же восполнения потерь его в тепловых сетях предназначена водоподготовительная установка (ВПУ) подпитки котлов и теплосети.

Производительность установки — 50 м³ /ч

Охладителями воды являются — градирни. Охлаждающая вода совершает циркуляционное движение по контуру, включая конденсаторы турбин и охладительные устройства. Прохождение воды через градирню и ее охлаждение за счет испарения сопровождается десорбцией углекислоты и повышением концентраций малолетучих примесей. В результате упаривания увеличивается общее солесодержание воды, возрастает концентрация ионов кальция. В связи с упариванием воды и повышением концентраций нелетучих примесей, в том числе и карбоната кальция, по достижении предельной для данный воды степени пресыщения начинается процесс осаждения карбоната кальция по всему тракту охлаждающей воды. Для обеспечения чистоты поверхностей трубок конденсаторов турбин и других трактов технического водоснабжения необходимы мероприятия, предотвращающие накипеообразование.

К ним относится:

продувка системы

обработка добавочной воды кислотой

Наружное водоснабжение.

Расход на хозяйственно-технические нужды 2600 мЗ/сутки;

на пожаротушение — 110 л/сек. Осуществляется двумя водоводами d=400 м, l=6 3 км от Некрасовского водопроводного узла с устройством резервуара чистой воды на 3000 м³

Водоотведение бытовых стоков и дренажных от бункера ТБО в приёмный резервуар насосной станции, сблокированный с очистными сооружениями дождевых стоков Канализационный сток max 7300 м³ вместе с очищенными поверхностными стоками (в период дождей) перекачивается по 2-м стальным трубопроводам Ш 200 мм в отводящий коллектор Люберецкой станции аэрации, протяжённость трассы 3.5 км.

2.2 Обработка охлаждающей воды

Хлорирование, как наиболее доступный способ, применяется чаще всего для борьбы с биологическими обрастаниями водоводов, градирен и конденсаторов.

В таблице указаны «ударные» дозы вводимого хлора для удаления уже развившихся обрастаний. При систематическом хлорировании дозы в 3 — 5 раз меньше.

Купоросование замкнутых охлаждающих систем-водохранилищ: профилактическая доза Сu²⁺ 0,1−0,3 мг/л, во время «цветения» воды в водоемах 0,3−0,6 мг/л 2 — 3 раза за период «цветения». В сбрасываемой в общественные водоемы воде содержание Сu²⁺ не должно превышать 0,01 и I мг/л для хозяйственно-питьевых и рыбохозяйственных водоемов соответственно.

Подкисление — карбонатная жесткость (щелочность) добавочной воды не ниже 0,5−1 мг-экв/л, циркуляционной не ниже 1 — 1,5. но не выше 2 2,5 мг-экв/л.

Фосфатирование — содержание PO₄^{3 -} в циркуляционной воде 1 — 2 мг/л. При фосфатировании могут применяться тринатрийфосфат, динатрийфосфат, Na₂HPО₄, триполифосфат или гексаметафосфат, а также более эффективные соли фосфоновых кислот: оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФК) и др.

Дополнительные нормативные данные: при продувке и отсутствии обработки воды.

Таблица 1. Показатели хлорирования охлаждающей воды

Периодичность и доза вводимого хлора в период активного развития обрастаний устанавливаются по обрастанию индикаторов (предметных стекол), устанавливаемых в потоке охлаждающей воды до и после конденсатора и извлекаемых «на ходу» без прекращения работы агрегата.

Рис. 1 Схема подкисления циркуляционной воды:

1 — градирня; 2 — канал: 3 железнодорожная цистерна; 4 — сифонный слив; 5 — приемный резервуар для кислоты; 6 — рабочий бак; 7 — дозирующий кран; 8 — приемный клапан; 9 — циркуляционный насос; 10 — конденсатор; 11 — сжатый воздух; 12 — вакуум; 13 — кислотостойкое покрытие канала и приемного колодца; 14 — отбор проб; 15 — циркуляционная вода для ускорения разбавления и смешения воды с кислотой.

Рис. 2. Схема фосфатирования циркуляционной воды:

1 — градирня, 2 — канал; 3 — приемный колодец; 4 — циркуляционный насос; 5 — конденсатор: 6 — бак для растворения транитрийфосфата; 7 — дозирующий бачок Общая щелочность циркуляционной воды 2 — 3,5 мг-экв/л, щелочность по фенолфталеину постоянно отсутствует, максимум кратковременно не более 0,1 мг-экв/л.

При подкислении и продувке общая щелочность исходной воды составляет более 4 4 5 мг-экв/л, общая щелочность обработанной воды — минимум 0,5−1 мг-экв/л, общая щелочность циркуляционной воды — минимальная 1 — 1,5 мг-экв/л, нормальная 2−2,5 мг-экв/л, максимальная 3,5 мг-экв/л. Щелочность по фенолфталеину отсутствует, максимальная кратковременно не более 0,1 мг-экв/л.

При рекарбонизации и продувке общая щелочность циркуляционной воды равна 2 — 3,5 мг-экв/л, щелочность по фенолфталеину отсутствует. Содержание ССЧ в воде после рекарбонизации на 5−7 мг/л выше, чем в добавочной.

При фосфатировании и продувке или при подкислении, фосфатировании и продувке содержание фосфат-иона PO₄^-3 1−3 мг/л, общая щелочность — не более 5,5 мг-экв/л, при обработке ОЭДФК — до 7 мг-экв/л. Щелочность по фенолфталеину — не более 0,2 мг-экв/л в зависимости от щелочности добавочной воды.

При щелочности добавочной воды 3,5 — 4,5 мг-экв/л допустимая упариваемость по Cl ^- циркуляционной воды составляет 1,1 — 1,3 раза, при 2−3,5 мг-экв/л — 1,3−1,5 раза и менее 2 мг-экв/л — 1,5−2,5 раза.

При дефиците добавочной воды приходится иногда работать с большими кратностями упаривания (1,5−2,5) даже при щелочности, большей 2−2,5 мг-экв/л, прибегая к эффективным способам предотвращения накипеобразования. Чем выше перманганатная окисляемость добавочной воды, тем меньше опасность образования отложений СаСО₃, но тем больше опасность биологических обрастаний.

Таблица 2. Качество охлаждающей воды по данным СЭВ:

Дополнительные данные по зарубежным источникам: общая жесткость добавочной воды не нормируется, щелочность оборотной воды по фенолфталеину при фосфатировании составляет максимум 0,35 мг-экв/л, сульфатно-кальциевая жесткость CaSО₄ до 18−20 мг-экв/л, кремниевая кислота (SiО₂) — до 200 мг/л, свободная углекислота (СО₂): в добавочной воде — до 20 мг/л, в оборотной: «3 мг/л, свободный хлор Сl ^- в воде после конденсатора — 0,5 — 1 мг/л.

Эффективность проводимой обработки воды контролируется по состоянию вырезанных образцов рубок из конденсаторов и теплообменников или по состоянию индикаторов-трубок, работающих в тех же условиях, но устанавливаемых и удаляемых без остановки агрегата по мере надобности.

Заключение

Целью данной курсовой работы, является проведение мониторинга промышленных вод оборотной системы водоснабжения на мусоросжигательном заводе. Проведя обзор литературы, стало ясно, что проблема утилизации отходов усугубляется в основном потому, что большая часть товаров народного потребления обречена на очень кратковременную службу человеку. Они куплены, потреблены и выброшены без должного отношения к их остаточной ценности. Количество энергии и затраты на восстановление окружающей среды при такой структуре потребления очень велики. Но мусоросжигательные заводы, вносят огромный вклад в проблему утилизации ТБО. Ежегодно в городах накапливается около 40 млн. тонн твердых бытовых отходов (ТБО). При их сжигании на мусоросжигательном заводе горючие компоненты окисляются, образуются диоксид углерода СО₂, пары воды и различные газообразные примеси, в том числе токсичные.

Уходящие дымовые газы, как правило, перед выбросом в атмосферу очищают с помощью газоочистительных устройств. Но как и на всех промышленных предприятиях, так и на мусоросжигательном заводе невозможно обойтись без водоснабжения, которое подпитывает и охлаждает множество оборудования за счет которого производится сжигание мусора. Мусоросжигательные заводы являются относительно крупными потребителями пресной воды, при этом на них в технологических процессах происходит формирование особо токсичных сточных вод, содержащих тяжелые металлы, растворимые и нерастворимые органические вещества и прочие загрязнения. В связи с этим стоит острая необходимость создания систем оборотного водоснабжения предприятий и сокращения сброса сточных вод в водные объекты

1. В. Ф. Вихрев, М. С. Шкроб «Водоподготовка» .

2. Константинов В. М. Охрана природы: Учебное пособие для студентов высших учебный заведений — М.: Издательский центр «Академия» .

3. Лапицкий В. Н., Борисовская Е. А., Гончаренко И. В." Экологические последствия термической переработки твердых бытовых отходов" .

4. «Наука и жизнь» № 5, 1998 год А. Тугов, Н. Эскин, Д. Литун, О. Фёдоров «Не превратить планету в свалку»

5. О. М. Черп, В. Н Виниченко «Проблема твердых бытовых отходов: комплексный подход» Эколайн, Москва, 1996.

6. Ю. М. Кострикин, Н. А. Мещерский, О. В. Коровина «Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления» .