Применение металлургических шлаков для очистки сточных вод Автомеханического корпуса ОАО «КамПРЗ»

Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический или квадратный (в плане) резервуар с коническим днищем для удобства сбора и откачки осаждающегося осадка. Движение воды в вертикальном отстойнике происходит снизу вверх (для осаждающихся частиц).

Горизонтальный отстойник представляет собой прямоугольный резервуар (в плане) высотой 1,5-4 м, шириной 3-6 м и длиной до 48 м. Выпавший на дне осадок специальными скребками передвигают к приямку, а из него гидроэлеватором, насосами или другими приспособлениями удаляют из отстойника. Всплывшие примеси выводят с помощью скребков и поперечных лотков, установленных на определенном уровне.

В зависимости от улавливаемого  продукта горизонтальные отстойники делятся  на песколовки, нефтеловушки, мазутоловки, бензоловки, жироловки и т.п.

В радиальных отстойниках  круглой формы вода движется от центра к периферии или наоборот. Радиальные отстойники большой производительности, применяемые для очистки сточных вод, имеют диаметр до 100 м и глубину до 5 м.

Радиальные отстойники с центральным впуском сточной воды имеют повышенные скорости впуска, что обуславливает менее эффективное использование значительной части объема отстойника по отношению к радиальным отстойникам с периферийным впуском сточных вод и отбором очищенной воды в центре.

Тонкослойные отстойники.

Чем больше высота отстойника, тем больше необходимо времени для  всплытия частицы на поверхности  воды. А это, в свою очередь, связано  с увеличением длины отстойника. Следовательно, интенсифицировать  процесс отстаивания в нефтеловушках обычных конструкций сложно. С увеличением размеров отстойников гидродинамические характеристики отстаивания ухудшаются. Чем тоньше слой жидкости, тем процесс всплытия (оседания) происходит быстрее при прочих равных условиях. Это положение привело к созданию тонкослойных отстойников, которые по конструкции можно разделить на трубчатые и пластинчатые.

 

Трубчатые отстойники.

Рабочий элемент трубчатого отстойника - труба диаметром 2,5-5 см и длиной около 1 м. Длина зависит  от характеристики загрязнения и гидродинамических параметров потока. Применяют трубчатые отстойники с малым (10°) и  большим (до 60°) наклоном труб.

Отстойники с малым  наклоном трубы работают по периодическому циклу: осветление воды и промывка трубок. Эти отстойники целесообразно применять для осветления сточных вод с небольшим количеством механических примесей. Эффективность осветления составляет 80-85%.

В круто наклонных  трубчатых отстойниках расположение трубок приводит к сползанию осадка вниз по трубкам, и в связи с этим отпадает необходимость их промывки.

Продолжительность работы отстойников практически не зависит  от диаметра трубок, но возрастает с  увеличением их длины.

Стандартные трубчатые блоки изготовляют  из поливинилового или полистирольного пластика. Обычно применяют блоки длиной около 3 м, шириной 0,75 м и высотой 0,5 м. Размер трубчатого элемента в поперечном сечении составляет 5х5 см. Конструкции этих блоков позволяют монтировать из них секции на любую производительность; секции или отдельные блоки легко можно устанавливать в вертикальных или горизонтальных отстойниках.

 

Пластинчатые  отстойники.

Пластинчатые отстойники состоят из ряда параллельно установленных  пластин, между которыми движется жидкость. В зависимости от направления  движения воды и выпавшего (всплывшего) осадка отстойники делятся на прямоточные, в которых направления движения воды и осадка совпадают; противоточные, в которых вода и осадок движутся навстречу друг другу; перекрестные, в которых вода движется перпендикулярно к направлению движения осадка. Наиболее широкое распространение получили пластинчатые противоточные отстойники.

Эффективность осветления воды в пластинчатых отстойниках  повышается с уменьшением их высоты.

Достоинства трубчатых  и пластинчатых отстойников - их экономичность вследствие небольшого строительного объема, возможность применения пластмасс, которые легче металла и не корродируют в агрессивных средах.

Общий недостаток тонкослойных отстойников - необходимость создания емкости для предварительного отделения легко отделимых нефтяных частиц и больших сгустков нефти, окалины, песка и др. Сгустки имеют нулевую плавучесть, их диаметр может достигать 10-15 см при глубине в несколько сантиметров. Такие сгустки очень быстро выводят из строя тонкослойные отстойники. Если часть пластин или труб будет забита подобными сгустками, то в остальных повысится расход жидкости. Такое положение приведет к ухудшению работы отстойника.

В ГАНГ им. И. М. Губкина на кафедре транспорта и хранения нефти и газа была разработана установка по очистке сточных вод, в которой были учтены недостатки старых нефтеловушек. К новой установке были предъявлены следующие требования: высокое качество очистки сточных вод от нефтепродуктов; индустриализация строительства; минимальная занимаемая площадь под очистные сооружения; минимальные эксплуатационные затраты.

Этим требованиям отвечает многоступенчатая установка с очистными  устройствами различных конструкций. Установка предназначена для  отделения легко- и трудноотделимых нефтяных частиц. Для доведения содержания нефти в воде меньше 1 мг/л сточные воды необходимо пропускать через другие установки, предназначенные для более глубокой очистки.

Для отделения выделившейся нефти из воды используют буферную емкость, скорость движения воды в которой  в несколько раз меньше, чем  скорость воды в подводящем трубопроводе. Эта буферная емкость отличается от всех предыдущих не только габаритами, но и наличием герметичной крыши, внутри которой расположен короткий трубопровод с резьбой для навинчивания «стакана». Крыша расположена намного ниже уровня жидкости в установке. С помощью навинчивающегося стакана уровень жидкости в вертикальном трубопроводе устанавливается несколько ниже верхней образующей стакана. Таким образом, уровень воды в вертикальном трубопроводе расположен ниже верхней точки трубопровода.

Буферная емкость соединена  со вторым очистным сооружением - толстослойным отстойником. В отличие от тонкослойного отстойника у этого отстойника высота определяется несколькими десятками сантиметров. Толстослойный отстойник предназначен для отделения крупнодисперсных нефтяных частиц, а также крупных сгустков нефти и механических примесей. Он представляет собой круглый или прямоугольный трубопровод, начинающийся у буферной емкости и кончающийся ниже уровня жидкости в установке.

Прямоточный отстойник может работать в горизонтальной и наклонной плоскостях. В первом случае для монтажа требуется очень мало места, но практически получится нефтеловушка со вставными элементами. Во втором случае он превращается в напорный отстойник, который наиболее дешев, прост в эксплуатации, легко поддается автоматизации.

Одновременно с изучением  влияния скорости потока на степень  очистки также рассматривали влияние угла наклона отстойника на процесс разделения. При проведении экспериментов угол наклона отстойника изменяли от 0° до 25°. Результаты экспериментов показали, что наиболее эффективно процесс разделения происходит при угле наклона отстойника 10°.

1.4. Спуск сточных вод в водоемы

Количество  сточных вод, выпускаемых в сточные  объекты, определяется  при помощи  предельно  допустимого  сброса  (ПДС).  Под  ПДС  понимается масса вещества  в  сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в  единицу  времени  с целью обеспечения норм  качества  воды  в  контрольном  пункте. 

  Водоемы  загрязняются в основном в  результате спуска в них сточных  вод от промышленных предприятий  и населенных пунктов. В результате  сброса  сточных вод изменяются  физические свойства воды (повышается  температура, уменьшается  прозрачность,  появляются  окраска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются  плавающие  вещества,  а  на  дне  образуется осадок;  изменяется  химический  состав  воды  (увеличивается содержание органических  и  неорганических  веществ,  появляются  токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и  др.); изменяется качественный и количественный  бактериальный  состав,  появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы  становятся  непригодными  для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д.

 Общие условия  выпуска  сточных  вод  любой  категории  в  поверхностные водоемы  определяются  народнохозяйственной  их  значимостью  и  характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается  некоторое  ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно  заметно  отражаться  на  его жизни  и  на  возможности  дальнейшего  использования  водоема  в качестве источника  водоснабжения,  для  культурных  и  спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.

  Наблюдение  за выполнением условий спуска  производственных сточных вод  в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями.

  Нормативы  качества воды  водоемов  хозяйственно-питьевого  и  культурно- бытового водопользования устанавливают качество воды для  водоемов  по  двум видам  водопользования:  к  первому виду относятся участки водоемов, используемые в качестве источника для централизованного или нецентрализованного  хозяйственно-питьевого  водоснабжения,  а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму виду -  участки водоемов, используемые для купания,  спорта  и  отдыха  населения,  а  также находящиеся в черте населенных пунктов.

  Отнесение водоемов к тому  или  иному  виду  водопользования  проводится органами  Государственного санитарного надзора с  учетом перспектив использования водоемов.

  Приведенные  в правилах нормативы  качества  воды  водоемов  относятся  к створам, расположенным на проточных водоемах на  1  км  выше  ближайшего  по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах  и  водохранилищах на 1 км в обе стороны от пункта водопользования.

  Большое   внимание  уделяется  вопросам  предупреждения и устранения загрязнений прибрежных  районов  морей.  Нормативы  качества  морской  воды, которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод,  относятся  к  району водопользования в отведенных границах и к створам  на  расстоянии  300  м  в стороны от  этих  границ.  При  использовании  прибрежных  районов  морей  в качестве приемника производственных сточных вод содержание  вредных  веществ в море не должно превышать ПДК, установленные по  санитарно- токсикологическому,  обще  санитарному  и  органолептическому  лимитирующим показателям  вредности.  При  этом  требования к спуску сточных вод дифференцированы  применительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор.

  Поступающие в реки, озера, водохранилища и  моря  загрязняющие  вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают  равновесное состояние водных экологических систем. В  результате  процессов  превращения загрязняющих  водоемы  веществ,  протекающих  под воздействием природных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных  свойств.  При  этом  могут  образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние  на качество воды.

  Самоочищение  воды водоемов - это совокупность  взаимосвязанных гидродинамических,  физико-химических, микробиологических  и гидробиологических  процессов,  ведущих  к  восстановлению  первоначального состояния водного объекта. В связи с тем, что в сточных  водах  промышленных предприятий  могут  содержаться  специфические  загрязнения,  их спуск в городскую водоотводящую  сеть  ограничен  рядом  требований.  Выпускаемые  в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать  работу сетей и сооружений; оказывать разрушающего воздействия на  материал  труб  и элементы  очистных  сооружений;  содержать  более 500мг/л взвешенных и всплывающих  веществ;  содержать  вещества,  способные  засорять  сети или отлагаться  на  стенках  труб;  содержать  горючие  примеси  и  растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси; содержать вредные вещества,  препятствующие  биологической  очистке  сточных вод или сбросу в водоем;  иметь  температуру 

выше  40  С.  Производственные сточные воды не  удовлетворяющие  этим  требованиям,  должны  предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.

 
2. Технико-экономическое обоснование и характеристика

 основного производства

2.1. Общая характеристика основного производства

Общая площадь землепользования ОАО “КамПРЗ ” составляет  всего –111,2га из них:

Общая площадь98,2 га

Размер санитарно-защитной зоны - 1200 м (Нормативная санитарно-защитная зона, как для предприятия относящегося к 1 категории опасности, согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 

ОАО «Камский прессово-рамный завод» и автомеханический корпус

3аготовительный цех.

Производит раскройные работы для всех производственных цехов  заводов, применяющих листовую штамповку.

Объем перерабатываемого металла составляет 465,89 тыс.т.в год. 35% годовой потребности в исходном материале для изготовления изделий листовой штамповки составляет лента широких рулонах.

Раскройные операции полностью автоматизированы и производятся на пяти агрегатных автоматических раскройных линиях, из которых две линии предназначены для продольного раскроя рулонов (резка на узкие ленты), две линии предназначены для раскроя рулонной ленты на технологические карточки - заготовки и одна линия - для вырезки из рулонной ленты фигурных заготовок по контуру.

Остальные раскройные работы относятся, главным образом, к раскрою  листового проката и выполняются  на гильотинных ножницах, оснащенных