МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)

РУТ(МИИТ)

__________________________________________________________________

ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КАФЕДРА «ХИМИЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ»

Курсовая работа

по дисциплине:

«Очистка производственных и сточных вод»

на тему:

«Выбор и расчет параметров технологической схемы очистки сточных вод котельной локомотивного депо»

Вариант 3

Выполнил:
ст. гр. УЗС 411	Крюков Н.С.
Принял:
Ст. преподаватель	Чурюкина С.В.

Москва 2018

Содержание

Введение

Сточные воды – любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоемы с территорий промышленных предприятий и населенных мест через систему канализации или самотеком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

В зависимости от происхождения вида и состава сточные воды подразделяются на три основные категории:

-бытовые (поступают от жилых и общественных зданий, а также от бытовых помещений и промышленных предприятий);

-производственные (воды, использованные в технологических процессах, не отвечающие более требованиям, предъявляемым к их качеству;

К этой категории вод относят воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых);

-атмосферные (дождевые и талые; вместе с атмосферными отводятся воды от полива улиц, от фонтанов и дренажей).

Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные смеси, содержащие примеси органического и минерального происхождения, которые находятся в нерастворенном коллоидном и растворенном состоянии.

Степень загрязнения сточных вод оценивается концентрацией, т.е. массой примесей в единицу объема мг/л или г/куб.м. Состав сточных вод регулярно анализируется. Проводятся санитарно-химические анализы по определению:

величины ХПК (общая концентрация органических веществ); БПК

(концентрация органических соединений, окисляемых биологическим путем); концентрация взвешенных веществ; активной реакции среды;

интенсивности окраски; степени минерализации; концентрации биогенных элементов (азота, фосфора, калия) и др. Наиболее сложны по составы сточные воды промышленных предприятий. [2]

Бурное развитие промышленности вызывает необходимость в предотвращении отрицательного воздействия производственных сточных вод на водоемы. В связи с чрезвычайным разнообразием состава, свойств и расходов сточных вод промышленных предприятий необходимо применение специфических методов, а также сооружений по их локальной, предварительной и полной очистке. [1] Для промышленных предприятий составляется баланс воды, включающий расходы на различные виды потерь, и добавление компенсирующих расходов воды в систему.

В составе инженерных коммуникаций промышленного предприятия,

как правило, имеется несколько водоотводящих сетей. Незагрязненные нагретые сточные воды поступают на охладительные установки (градирни,

охладительные пруды), а затем возвращаются в систему оборотного водообеспечения. Загрязненные сточные воды поступают на очистные сооружения, а после очистки часть обработанных сточных вод подается в систему оборотного водообеспечения в те цеха, где ее состав удовлетворяет нормативным требованиям.

Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования сточных вод изучается состав и режим водоотведения не только общего стока промышленного предприятия,

но также сточных вод от отдельных цехов и аппаратов, особенно если в них могут содержаться токсичные вещества или биологические ингибиторы.

Помимо определения основных санитарно-химических показателей в производственных сточных водах определяются концентрации специфических компонентов, содержание которых предопределяется технологическим регламентом производства и номенклатурой применяемых веществ.

Производственные сточные воды делятся на две основные категории:

загрязненные и незагрязненные (условно чистые). Загрязненные производственные сточные воды подразделяются на три группы:

а) загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо – и угледобывающей промышленности; заводы по производству кислот, строительных изделий и материалов, минеральных удобрений и др.).

б) загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, микробиологической, химической промышленности).

в) загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности).

Кроме вышеуказанных трѐх групп загрязненных производственных сточных вод имеет место сброс нагретых вод в водоем, что является причиной так называемых тепловых загрязнений.

Производственные сточные воды могут различаться по концентрации загрязняющих веществ, по степени агрессивности и т.д. Состав производственных сточных вод колеблется в значительных пределах, что вызывает необходимость тщательного обоснования выбора надежного и эффективного метода очистки в каждом конкретном случае. Получение расчетных параметров и технологических регламентов обработки сточных вод и осадка требуют весьма продолжительных научных исследований, как в лабораторных, так и полупроизводственных условиях.

Одним из основных направлений научно-технического прогресса является создание малоотходных и безотходных технологических процессов. В области очистки сточных вод таким направлением является разработка канализационных систем с минимальным сбросом сточных вод в водоем или без сброса — бессточных систем.

Наиболее рациональный способ сокращения объема сточных вод - это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения, исключающий сброс воды в водоемы. При таком водоснабжении предусматривается необходимая очистка сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработка и повторное использование сточной воды.

Создание замкнутых систем технического водоснабжения с извлечением ценных компонентов в первую очередь предусматривается при строительстве новых и реконструкции действующих предприятий. Переход на бессточные системы, канализации или системы с минимальным сбросом сточных вод может быть осуществлен путем много-кратного использования отработанных вод и замены водяного охлаждения на воздушное. При переводе ряда отраслей промышленности на безводные технологические процессы исключается образование сточных вод.

В локомотивном депо вода используется для промывки узлов, агрегатов и деталей при их ремонте, для охлаждения компрессоров, в гальваническом отделении и аккумуляторных для приготовления электролита и промывки аккумуляторных банок, в котельных, при уборке помещений и осмотровых канав.

Также в локомотивном депо вода расходуется на производственные, противопожарные, хозяйственно-питьевые и вспомогательные нужды предприятия.

Производственные сточные воды образуются при наружной и внутренней обмывке подвижного состава, при промывке и опрессовке аккумуляторов, при продувке оборотных систем, при охлаждении компрессоров и другого оборудования, от мытья полов в производственных, бытовых и подсобных помещениях и т.д.

Раз в 7 - 10 дней в канализацию производятся залповые сбросы отработанных моющих растворов, в которых содержится большое количество механических примесей (взвешенных веществ) и нефтепродуктов и щелочей. Залповые сбросы отработанных моющих растворов в производственную канализацию приводят к резкому ухудшению качественного и количественного состава сточных вод депо, при этом резко возрастает pH сточных вод - до 10 - 13.

Кроме того, в канализацию поступают охлаждающие эмульсии металлорежущих станков, вода, содержащая значительное количество нефтепродуктов и механических примесей, использованные растворители (керосин, дизельное топливо и др.).

Производственные сточные воды локомотивного депо можно охарактеризовать по следующим категориям:

по степени загрязненности - неочищенные;

по характеру загрязнений - комбинированного загрязнения;

по наименованию основного загрязнителя - нефтесодержащие;

по активной реакции среды (рН) - нейтральные;

по физическому состоянию - нерастворенные вещества.

По классификации Кульского загрязнения сточных вод по фазово-дисперсному состоянию делятся на 4 группы, 2 из которых гомогенные и 2 - гетерогенные. Взвешенные вещества относятся к первой группе примесей - нерастворимые примеси, образующие с водой суспензии, эмульсии, пены и бактериальные загрязнения. Нефтепродукты относятся ко второй группе примесей - гидрофобные коллоиды, которые обуславливают окисляемость и цветность воды.

Использованная и сточная вода на предприятии является некой смесью различных химических примесей и грязи. Такую воду, конечно же, нельзя сбрасывать в реку или просто в дренажную канаву. И поэтому встаёт вопрос очистки технических и ливневых стоков. Для этого предприятие оборудуется локальным очистным сооружением, при возможности подключающимся к центральной канализации, а за неимением таковой – работающим в автономном режиме.

1. Теоретическая часть

1.1 Характеристика сточных вод локомотивного депо

Основными видами загрязнений производственных сточных вод локомотивных и вагонных депо, ремонтных заводов, промышленно-пропарочных станций и некоторых других предприятий являются нефтепродукты и механические примеси.

На ремонтных заводах, в локомотивных и вагонных депо вода загрязняется нефтепродуктами, щелочами, кислотами, солями тяжелых металлов, шламом, песком в разных концентрациях и соотношениях.

Сточные воды промывочно-пропарочных станций загрязнены главным образом нефтепродуктами и минеральными взвешенными веществами, но в них могут содержаться также щелочи, фенолы, ПАВ и т.д. Наиболее сложный состав имеют сточные воды промывочно-пропарочных станций, на которых производится обработка цистерн из-под наливных химических грузов. В стоки могут попадать щелочи, аммиак, антисептики, смолы и т.д. Подавляющее число промывочно-пропарочных станций имеют систему оборотного водоснабжения.

На пунктах подготовки грузовых вагонов под погрузку в сток попадают остатки перевозимых грузов – цемента, извести, кирпича, минеральных удобрений, химикатов, овощей, зерна, комбикормов и т.д. Таким образом вода загрязняется органическими, минеральными и растворенными веществами. Кроме того, от обмывки ходовых частей в воду попадают нефтепродукты.

На пунктах обмывки пассажирских вагонов вода загрязняется минеральными и органическими взвешенными веществами, частично – нефтепродуктами. В ней возможно присутствие моющих средств. (ПАВ) [5]

1.2. Краткое описание загрязняющих веществ

Хлориды. В повышенной концентрации ухудшают вкусовые качества воды, а при высокой концентрации делают воду непригодной для питьевых целей. Для технических и хозяйственных целей содержание хлоридов также строго нормируется. Вода, в которой много хлоридов непригодна для орошения сельскохозяйственных насаждений. ПДК хлоридов в питьевой воде не должно превышать 350 мг/дм³, в воде рыбохозяйственных водоемов — 300мг/дм³.

Кальций. В природе встречается только в виде соединений. Самые распространенные минералы - диопсид, алюмосиликаты, кальцит, доломит, гипс. Продукты выветривания минералов кальция всегда присутствуют в почве и природных водах. Растворению способствуют микробиологические процессы разложения органических веществ, сопровождающиеся понижением водородного показателя.  Большие количества кальция выносятся со сточными водами силикатной, металлургической, химической промышленности и со стоками сельскохозяйственных предприятий и особенно при использовании кальцийсодержащих минеральных удобрений.  Характерной особенностью кальция является склонность образовывать в поверхностных водах довольно устойчивые пересыщенные растворы СаСО₃. Известны достаточно устойчивые комплексные соединения кальция с органическими веществами, содержащимися в воде. В маломинерализованных окрашенных водах до 90-100% ионов кальция могут быть связаны гумусовыми кислотами. В речных водах содержание кальция редко превышает 1 г/л. Обычно же его концентрация значительно ниже.  Концентрация кальция в поверхностных водах имеет заметные сезонные колебания: весной содержание ионов кальция повышено, что связано с легкостью выщелачивания растворимых солей кальция из поверхностного слоя почв и пород. Кальций важен для всех форм жизни. В человеческом организме входит в состав костной, мышечной ткани и крови. Масса кальция, содержащегося в организме человека, превышает 1 кг, из них 980 г сосредоточено в составе скелета. Длительное употребление в пищу воды с повышенным содержанием солей кальция может вызывать у людей мочекаменную болезнь, склероз и гипертонию. Дефицит кальция вызывает деформацию костей у взрослых и рахит у детей. Жесткие требования предъявляются к содержанию кальция в водах, питающих паросиловые установки, так как в присутствии карбонатов, сульфатов и ряда других анионов кальций образует прочную накипь.

Магний. Продукты выветривания минералов магния (таких как оливин, серпентин, магнезит, доломит) всегда присутствуют в почве и природных водах в виде нерастворимых карбонатов. Значительные количества магния могут поступать в природные водотоки со сточными водами металлургических, силикатных, текстильных и других предприятий.

В речных водах содержание магния обычно колеблется от нескольких единиц до десятков миллиграммов в 1 литре. Содержание магния в поверхностных водах меняется в течение года, значительно снижаясь в период половодья.

Катион магния активирует в организме человека ферменты, участвующие в переносе фосфатных групп, синтезе и распаде АТФ, превращении многих витаминов, в частности В6, в активные коферменты. Магний чрезвычайно важен для нормального функционирования нервной системы. Дефицит магния снижает устойчивость организма к инфекциям, стрессовым ситуациям и острым нарушениям мозгового кровообращения. Содержание магния в организме взрослого человека около 20 г. Но и превышение предельно допустимых концентраций магния в воде вредно.

Натрий. Является одним из главных компонентов химического состава природных вод, определяющих их тип. Основным источником поступления натрия в поверхностные воды суши являются изверженные и осадочные породы и самородные растворимые хлористые, сернокислые и углекислые соли натрия. Большое значение имеют и биологические процессы, в результате которых образуются растворимые соединения натрия. Кроме того, натрий поступает в природные воды с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами и с водами, сбрасываемыми с орошаемых полей. В поверхностных водах натрий мигрирует преимущественно в растворенном состоянии. Концентрация его в речных водах колеблется от 0,6 до 300 мг/3 в зависимости от физико-географических условий и геологических особенностей водных объектов. В поземных водах концентрация натрия колеблется в широких пределах - от миллиграммов до десятков граммов в 1 литре. Это определяется глубиной залегания подземных вод и другими условиями гидрогеологической обстановки. Биологическая роль натрия крайне важна для большинства форм жизни на Земле, включая человека. Организм человека содержит около 100 г натрия. Ионы натрия активируют ферментативный обмен в организме человека. Избыточное содержание натрия в воде и пище приводит к гипертензии и гипертонии. [3]

Взвешенные вещества. Взвешенными веществами называются крупные частицы, задерживающиеся бумажными фильтрами. Взвешенные вещества сточных вод засоряют водоемы, а мелкие их минеральные частицы наносят повреждения жабрам рыб. Некоторые водные организмы обволакиваются пленкой с этими частицами и теряют способность к передвижению. Смолы и крупные механические примеси, оседая в водоеме, вызывают вторичное его загрязнение. Легкие фракции смол находятся в воде в виде эмульсии и образуют поверхностную пленку, на которой могут задерживаться капельки кислот, вызывающие ожоги кожи. Взвешенные вещества сточных вод делятся на оседаемые и неоседаемые.