Файл: Анализ состава загрязняющих веществ цеха ремонта оборудования.pdf

Введение

В настоящее время отчистка производственных сточных вод отрасли машиностроения от нефтепродуктов является актуальной и первостепенной задачей. Обработка металла связана с применением смазывающих охлаждающих технологических средств (СОТС). Основой СОТС служат эмульсолы–коллоидные растворы мыла и органических кислот в минеральных маслах, дающие с водой или спиртом устойчивые эмульсии. В состав также вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые повышают активность СОТС.

К экологической безопасности относят свойства нефтепродуктов оказывать влияние на человека, окружающую среду, например, загрязнение почвы, воздуха испарившимся топливом, отработавшими газами двигателей, пожароопасность и взрывоопасность.

Нефть считается черным золотом и государство, владеющее большими запасами нефти и газа, по праву считается богатым. Однако в результате добычи большого количества нефти, ее переработки и использования нефтепродуктов в технике человечество стало ощущать негативные влияния, которые проявляются в следующих областях:

- изменение химического состава атмосферы и ее потепление;

- загрязнение почвы и воды нефтепродуктами;

– токсическое последствие воздействия топлив на людей при непосредственном контакте;

– загрязнение воздушного бассейна парами испарившегося топлива;

– пожарная и взрывная опасность топлив.

Попадание нефтепродуктов в почву вызывает изменение её структуры, химического и микробиологического состава, что приводит к гибели растений. Восстановление производительной способности загрязнённой почвы происходит очень медленно, например, урожайность и качество сельскохозяйственных земель восстанавливаются через 10 лет.

При попадании нефтепродуктов в воду они растекаются, образуя плёнку. Небольшие количества нефтепродуктов покрывают громадные площади воды, например, 1 т нефти покрывает плёнкой 10 км2 водной поверхности. Эта плёнка нарушает условия теплообмена водного бассейна с атмосферой, что влияет на климат планеты, вызывает загрязнение и гибель водной растительности и живых организмов.

Большинство нефтепродуктов легко проникает в организм даже через неповреждённую кожу, вызывая нарушение обменных процессов.

Все углеводороды влияют на сердечно-сосудистую систему человека и на показатели крови (снижение содержания гемоглобина и эритроцитов), также возможно поражение печени, нарушение деятельности эндокринных желез.

---

По этой причине большое значение имеет развитие и разработка новых способов очистки сточных вод от эмульгированных веществ.

В цехе ремонтооборудования сбор сточных вод и их очистку ведут в зависимости от нефтехимических примесей и способов их очистки. В сточных водах находятся нефтепродукты, которые после отделения от воды можно использовать в народном хозяйстве. Химические примеси, как, например, тетраэтилсвинец, отделяют специальными химическими методами. В этом случае целесообразно применять раздельный сбор сточных вод и комбинированную систему очистки.

При выборе системы сбора и очистки сточных вод руководствуются следующими основными положениями:

- необходимостью максимального уменьшения количества сточных вод и снижения содержания в них примесей;

- возможностью извлечения из сточных вод ценных примесей и их последующей утилизации;

- повторным использованием сточных вод (исходных и очищенных) в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения.

Имея данные по расходам сточных вод, их подробную характеристику, в том числе и по содержанию примесей, а также требования к очищенной воде, по схеме можно отобрать для проверки несколько методов. На основании экспериментальных исследований с учетом технико-экономических показателей выбирают оптимальный метод очистки сточных вод.

Выбор метода очистки сточных вод предприятий зависит от многих факторов: количество сточных вод различных видов, их расходы, возможность и экономическая целесообразность извлечения примесей из сточных вод, требования к качеству очищенной воды при ее использовании для повторного и оборотного водоснабжения и сброса в водоем, мощность водоема, наличие районных или городских очистных сооружений.

Очистка нефтесодержащих сточных вод должна обеспечивать:

- максимальное извлечение ценных примесей для использования их по назначению;

- применение очищенных сточных вод в технических процессах;

- минимальный сброс сточных вод в водоем.

Для очистки сточных вод применяют реагентные методы: коагуляцию, флокуляцию, осаждение примесей, фильтрование, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, обратный осмос и др.

Цель исследования - оптимизация метода очистки сточных вод от нефтепродуктов с использованием модифицированного сорбента.

Для достижения цели сформулированы и решены следующие задачи.

1. Проанализированы методы очистки сточных вод;
2. Проанализированы сорбенты для загрузки в фильтрующее устройство;
3. Исследованы физические (пористость, плотность, сорбционные характеристики) и механических (пластичность, прочность) свойств сорбентов и его модифицированных форм.

---

Объекты исследования: сточные воды цеха ремонта оборудования АО РСК «МиГ»

Предмет исследования - процесс очистки загрязненных поверхностных и сточных вод с использованием модифицированного сорбента.

Методы исследования: методы санитарно-гигиенической оценки качества воды; методы статистической обработки экспериментальных данных.

Анализ состава загрязняющих веществ цеха ремонта оборудования

Загрязнителями сточных вод в цехе механообработки помимо эмульгированных нефтепродуктов так же являются:

1. Металлические отходы производства (стружка, обрезь листовая, металлические прутки);
2. Не металлические отходы (краска, химические материалы).

Однако главным загрязнителем стоков в большинстве случаев являются нефтепродукты, которые выпускаются в больших концентрациях.

Основные процессы обработки металлов выполняются с применением смазочно-охлаждающих технических процессов, из чего следует, что главным загрязнителем стоков являются отработанные СОЖ.

СОЖ — это многокомпонентные составы, главным назначением которых является охлаждение и смазка инструментов и обрабатываемых деталей из черных и цветных металлов и сплавов. Они защищают инструменты и заготовку от перегрева и коррозии, уменьшают трение, эффективно удаляют абразивную пыль и мелкую стружку из рабочей зоны, уменьшают износ основных элементов оборудования.

Основными характеристиками СОЖ являются: плотность, вязкость и температура замерзания.

В зависимости от состава, СОЖ подразделяются на две группы:

1. Масляные - чистые минеральные масла или с добавками разнообразных функциональных присадок (противозадирные, антифрикционные, антитуманные, антикоррозионные и пр.).
2. Водосмешиваемые (синтетические и полусинтетические).

Эта группа включает три основных разновидности СОЖ с разной дисперсностью основного компонента:

Эмульсионные: грубодисперсные продукты, получаемые путем разбавления водой эмульсолов, содержащих до 85% минеральных масел. Вследствие смешивания эмульсола и воды в концентрации 5-30% образуется эмульсия белого цвета, обладающая высокими смазывающими характеристиками .

Полусинтетические: концентрированные продукты с коллоидной степенью дисперсии, содержат до 50% минеральных масел. Рабочий полупрозрачный раствор концентрацией 1-10% получают при смешивании с водой. Он в равной мере характеризуется хорошими смазывающими и охлаждающими свойствами.

---

Синтетические: концентраты, не содержащие масел, имеют молекулярную степень дисперсности. Основные компоненты: поверхностно-активные вещества (ПАВ), вода, водорастворимые полимеры и присадки. Рабочий раствор в концентрации 1-10% обладает высокими охлаждающими свойствами.

Вид деятельности рассматриваемого в диссертации предприятия АО РСК «МиГ» – хранение, ремонт, распаковка и отпуск основного сырья, вспомогательных материалов, комплектующих и готовых изделий.

В цехе ремонта оборудования присутсвуют следующее оборудование:

- Холодильные машины

- Сварочный аппарат ВСВУ-315

-Малярная камера

-Металлорежущий станок

- Фрезерный станок

- Индукционная печь

В настоящее время на производстве имеется следующая последовательность очистки стоков:

- горизонтальный отстойник;

- водозаборная камера;

- насосная установка;

- бункерная

Сточная вода, поступающая от цеха ремонта оборудования поступает в горизонтальный отстойник, где происходит оседание крупных частиц примесей. Выходящий из отстойника поток проходит под нефтеудерживающей стенкой и попадает сначала в сборную, а затем в распределительную камеру, откуда частично идет обратно на нужды цеха, частично сбрасывается в канализацию. Всплывшие нефтепродукты поступают в маслосборные лотки, откуда откачиваются в емкость для нефтепродуктов. Выпавший осадок из приемников удаляется гидроэливатором, обезвреживание осадка происходит в напорных гидроциклонах. В ожидании вывоза осадок накапливается в бункере.

Количество используемой воды.

Фактический сброс воды в городской водопровод от цеха ремонта оборудования составляет 21365 м³/год.

Концентрация вредных веществ спускаемых в канализацию.

Таблица №1. «Концентрации загрязняющих веществ цеха ремонта оборудования»

№ п/п	Определяемый показатель	Результат анализа мг/л	Значение ДКi	НД на методику
1	Водородный показатель рН	8,1	6,0 – 9,0	ПНДФ 14.1:2:3:4.121-97
2	ХПК	45,0	500	ПНДФ 14.1:2.100-97
3	Взвешенные вещества	255,0	250	ПНДФ 14.1:2.110-97
4	Нефтепродукты	0,74	0,3	ПНДФ 14.1:2:3.128-98
5	Сухой остаток	396,0	1000	ПНДФ 14.1:2.114-97
6	Хлориды	65,7	350	ПНДФ 14.1:2.96-97
7	Сульфаты	36,0	250	ПНДФ 14.1:2.159-2000
8	Алюминий(Al3+)	0,15	0,2	ПНДФ 14.1:2:4.181-02
9	Железо общее	1,33	0,3	ПНДФ 14.1:2:4.50-96
10	Медь (Сu2+)	0,015	0,3	ПНДФ 14.1:2:4.48-96
11	Хром (Сr6+)	Менее 0,01	0,05	ПНДФ 14.1:2:4.52-96
12	Хром (Сr3+)	0,00	0,5	ПНДФ 14.1:2:4.52-96
13	Свинец (Pb2+)	0,00	0,01	ПНДФ 14.1:2:4.69-96
14	Цинк (Zn2+)	Менее 0,01	1,0	ПНДФ 14.1:2:4.60-96
15	Кадмий (Сd2+)	0,00	0,001	ПНДФ 14.1:2:4.69-96
16	Ионы аммония (NH4+)	2,1	1,5	ПНДФ 14.1:2.1-95

---

По приведенным выше показателям можно сделать вывод, что вода имеет щелочную среду, а такие показатели как: ионы аммония, железо нефтепродукты и взвешенные вещества превышают допустимую концентрацию i-го загрязняющего вещества при сбросе в Мосводоканал. Для того, чтобы понизить концентрации загрязняющих веществ при сбросе, рассмотрим методы очистки вод.

Изучив технологическую схему очистки сточных вод предприятия, а так же результаты отбора проб сточной воды, было предложено оснастить дополнительно линию очистки фильтром.

Требования к выпуску сточных вод

Выпускаемые в канализацию производственные сточные воды не должны:

-нарушать работу сетей и сооружений;

-содержать более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ;

-содержать вещества, которые способны засорять трубы канализационных сетей и сооружений и отлагаться на стенках труб;

-оказывать разрушающее действие на материалы труб и элементы сооружений канализации;

-содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях;

-содержать вредные вещества в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем (с учетом эффекта очистки);

-иметь температуру более 40 ⁰С.

Промышленные сточные воды, не удовлетворяющие указанным требованиям должны подвергаться предварительной очистке.

Методы очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов применяют:

4.1. Механическая очистка

Механическую очистку сточных вод от нефтепродуктов применяют преимущественно как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из производственных сточных вод на 90-95%.

4.1.1. Песколовки

Песколовки предназначены для выделения механических примесей с размером частиц 200-250 мкм. Необходимость предварительного выделения механических примесей (песка, окалины и др.) обуславливается тем, что при отсутствии песколовок эти примеси выделяются в других очистных сооружениях и тем самым усложняют эксплуатацию последних.

4.1.2. Отстойники

Отстаивание - наиболее простой и часто применяемый способ выделения из сточных вод грубо дисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дне отстойника или всплывают на его поверхности.

---