Учебно-методический комплекс дисциплины
Скачать 2.9 Mb.
|
рациональная организация производства. При этом подразумевается, что увеличение объема производства и расширение номенклатуры выпускаемой продукции не приводят к невосполнимым потерям природных ресурсов в регионе. Производство в данном случае должно оптимизироваться одновременно по энерготехнологическим, экономическим, экологическим и социальным параметрам. Одним из примеров такого подхода и организации безотходного или чистого производства является утилизация пиритных огарков – отхода производства серной кислоты. В настоящее время пиритные огарки полностью используются в производстве цемента. Однако при этом их ценнейшие компоненты, такие, как медь, серебро и золото, не извлекаются, а оксиды железа используются менее эффективно. В то же время разработана и опробована экономически выгодная технология их переработки (например, хлоридная), позволяющая получать медь, благородные металлы и использовать железо по его прямому назначению. Выделение ценных компонентов из пиритных огарков будет более рациональным по сравнению с их включением в производство цемента, хотя в обоих случаях реализуется безотходная переработка; создание региональных систем (или центров) по переработке и обезвреживанию отходов, прежде всего токсичных. Это полигоны, заводы по производству строительных материалов, использующие и обезвреживающие некоторые токсичные материалы в силу особенностей своей технологии (обжиг и спекание при высоких температурах). Как уже неоднократно отмечалось, главное в малоотходном и, тем более, безотходном или чистом производстве не переработка отходов, а организация технологических процессов по переработке сырья таким образом, чтобы отходы не образовывались в самом производстве. Ведь отходы производства – это часть по тем или иным причинам неиспользованного или недоиспользованного сырья, полуфабрикаты, бракованная продукция, осадки и шламы очистных сооружений, не утилизируемые на данный период времени и поступающие в окружающую среду. Однако в большинстве случаев отходы являются сырьем для других производств и отраслей. Как еще в прошлом веке отмечал великий Д.И. Менделеев «В химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье». В связи с этим академик Б.Н. Ласкорин предлагал сам термин «отходы» заменить на «продукцию незавершенного производства», чем, по существу, они и являются. Говоря о месте переработки отходов в системе безотходного производства, хотелось бы обратить внимание на то, что в «Декларации о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов» на первом месте – малоотходное и безотходное производство, а на втором – использование отходов. В соответствии с действующим в России законодательством предприятия, нарушающие санитарные и экологические нормы, не имеют права на существование и должны быть реконструированы или закрыты, т. е. все современные предприятия должны быть малоотходными и безотходными. Однако возникает вопрос, какая допустимая часть сырья и материалов при малоотходном производстве может направляться на длительное хранение или захоронение? В этой связи в ряде отраслей промышленности России уже имеются количественные показатели оценки безотходности. Так, в цветной металлургии широко используется коэффициент комплексностиопределяемый долей полезных веществ (в %), извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему его количеству. В ряде случаев он уже превышает 80%. В угольной промышленности введен коэффициент безоходностипроизводства  где  , , - коэффициенты использования соответственно породы, образующейся при горных работах, попутно забираемой воды при добыче угля (сланца) и использования пылегазовых отходов.Как известно, добыча угля является одним из самых материалоемких и экологически сложных в народном хозяйстве процессов. Для этой отрасли установлено, что производство является безотходным (правильнее – малоотходным), если коэффициент безотходности превышает 75%. В случае использования наряду с вновь образующейся породой отвалов прошлых лет, коэффициент безотходности может быть более 100%. Вероятно, в первом приближении для практических целей значение коэффициента безотходности (или коэффициента комплексности), равное 75% и выше, можно принять в качестве количественного критерия малоотходного, а 95% - безотходного производства и в ряде других материалоемких отраслей народного хозяйства. При этом, безусловно, должна учитываться токсичность отходов. ПОНЯТИЕ О СИСТЕМАХ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Системы водообеспечения промышленных предприятий представляют собой комплекс сооружений, предназначенных для снабжения потребителей водой в необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором. Под системой водоотведения промышленных предприятий понимается комплекс сетей и сооружений, предназначенных для организованного приема и удаления за пределы промышленных предприятий загрязненных сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед утилизацией или сбросом в водоем. Воду в системах производственного водообеспечения обычно подразделяют на четыре категории:
Количество образующихся производственных сточных вод можно определить по укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. Общее количество стоков зависит от производительности предприятия. Нормой водопотребления называется целесообразное количество воды, необходимое для производственного процесса, установленное (или рекомендуемое) на основании передового опыта или научно обоснованного расчета. Нормой водоотведения является установленное среднее количество сточных вод, отводимых от производства в водоем при целесообразной норме водопотребления. Эти показатели выражаются в м3 воды на единицу готовой продукции или используемого сырья. Приведем примеры некоторых норм водоотведения (табл. 1). Таблица 1 Укрупненные нормы водоотведения
При выработке 1 Мв∙ч электроэнергии на тепловых и атомных электростанциях с системами оборотного водоснабжения образуется в среднем 5м3 сточных вод. Следует указать, что количество сточных вод от крупных промышленных предприятий составляет 200-400 тыс. м3/сут, что соответствует количеству сточных вод от городов с населением 1-2 млн. человек. Расход производственных сточных вод, поступающих на очистные сооружения, рассчитывают по следующим формулам: Qсут = N*M, (1) qмакс.см = N*Mмакс.см *Kч/3,6T, где (2) Qсут - общий расход производственных сточных вод, м3/сут; qмакс.см. – максимальный расход производственных сточных вод, л/с; N – норма водоотведения на единицу продукции или перерабатываемого сырья с учетом водооборота, м3; М и Ммакс.см – число единиц продукции или перерабатываемого сырья при максимальной выработке соответственно в сутки и за смену; Т – число рабочих часов в смену; Кч – коэффициент часовой неравномерности. При выпуске предприятием различных видов продукции общее количество образующихся сточных вод (  ) рассчитывается по следующей формуле , где (3)N1, N2,..., Nn – нормы водоотведения на единицу продукции или перерабатываемого сырья на отдельных производствах; М1, М2, ..., Мn – число единиц продукции или перерабатываемого сырья на отдельных производствах в сутки. Расчет суточных (  ), часовых ( ) и секундных ( ) расходов бытовых сточных вод на промышленных предприятиях проводится по формулам: (4) (5) , где (6)n1 и n2 – число работающих в сутки в цехах при норме водоотведения соответственно 25 и 45л на одного человека (холодные и горячие цехи); n3 и n4 – максимальное число работающих в смену при тех же нормах водоотведения; К1 и К2 – коэффициенты часовой неравномерности, соответствующие тем же нормам водоотведения и равные 3 и 2,5. При расчете водоотводящих сетей важно знать не только суточный расход сточных вод, но и режим их поступления в течение суток. Производственные сточные воды могут поступать в течение смены равномерно и неравномерно. Неравномерность их поступления в водоотводящую сеть характеризуется общими коэффициентами неравномерности притока сточных вод, значения которых приведены в СНиП 2.04.03-85. Коэффициенты часовой неравномерности общего стока для различных отраслей промышленности равны: для предприятий металлургической промышленности 1-1,1, химической 1,3-1,5, пищевой 1,5-2 и др. Необходимо также учитывать изменения состава сточных вод в течение суток. В ряде случаев существует корреляция между изменением расхода сточных вод в течение суток и изменением их состава. Иногда эта зависимость отсутствует.  Рис.1. Схемы прямоточного водоснабжения промышленных предприятий: 1-вода свежая, чистая, ненагретая; 2-сточная вода, нагретая; 3-то же, нагретая и загрязненная; 4-то же, очищенная; ПП, ПП-1 и ПП-2-промышленные предприятия; ОС-очистные сооружения; Qист -вода, подаваемая из источника на производственные нужды; Qпот ,Qпот.1,Qпот.2-вода, безвозвратно потребляемая на промышленных предприятиях; Qшл-вода, удаляемая со шламом; Qсбр-вода, сбрасываемая в водоем При создании системы водообеспечения промышленных предприятий используют две схемы подачи воды: последовательную, или прямоточную, и замкнутую, или оборотную. Последняя схема наиболее предпочтительна для создания на промышленных предприятиях. Прямоточная система водообеспечения допускается только при невозможности или нецелесообразности применения системы оборотного водоснабжения. Образующиеся сточные воды перед сбросом в водоем должны быть подвержены очистке. При прямоточном водоснабжении (рис.1) количество отводимых в водоем сточных вод (Qсбр) можно рассчитать по следующей формуле Qсбр = Qист -Qпот (7) Существуют прямоточные схемы водообеспечения предприятий с последовательным использованием воды (рис. 1), которое может быть двух-, трехкратным. Количество сточных вод, отводимых в водоем при использовании этой схемы, определяется из следующего выражения Qсбр = Qист-(Qпот.1 + Qпот.2+ Qшл) (8) Рис.2. Схемы оборотного водоснабжения промышленных предприятий:  а-с охлаждением сточных вод, б-с очисткой сточных вод, в-с очисткой и охлажде нием сточных вод; 1-вода свежая, чистая, не нагретая; 2-сточная вода, нагретая; 3-то же, ненагретая и загрязненная; 4-то же, очищенная; 5-сточная вода, загрязненная; 6-оборотная вода; ОУ-охладительные установки; Q-вода, подаваемая на производственные нужды,  -оборотная вода, Qун-вода, теряемая на испарение и унос из охладительных установок.В последнее время широкое распространение получила оборотная схема водоснабжения промышленных предприятий (рис.2). В некоторых отраслях промышленности (например, металлургической, нефтеперерабатывающей) в системах оборотного водоснабжения используются 90-95 % сточных вод, а остальная вода после очистки сбрасывается в водоем. Как следует из рис.2, а-в, используемая в системах оборотного водоснабжения, вода может или нагреваться, или загрязняться, а также и нагреваться, и загрязняться. Соответственно, воду перед повторным использованием охлаждают или очищают, либо сточные воды подвергают и очистке, и охлаждению. Для компенсации безвозвратных потерь воды в системах оборотного водоснабжения за счет испарения с поверхности, разбрызгивания, уноса ветром и других факторов осуществляется подпитка водой из водоемов. Количество подпиточной воды может быть рассчитано по следующей формуле: Qист = Qпот +Qун +Qшл +Qсбр, где (9) где Qпот – безвозвратные потери воды на производстве; Qун – потери воды на охладительных установках. Обычно общее количество подпиточной воды составляет 5-10 % от общего количества воды, циркулирующей в системе. Существуют три показателя оценки эффективности использования воды на промышленных предприятиях.
 где (10)Qc - количество воды, поступающей в систему водоснабжения с сырьем.
 (11)
 , где (12) - количество воды, используемой в производстве последовательно. |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... | | Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... | | Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... | | Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |  | Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |