Влияние на окружающую среду гальвано-покрасочного производства ОАО “Тульский оружейный завод”

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общие сведения о предприятии

2. Описание технологического процесса

3. Оценка воздействия гальвано-покрасочного производства ОАО «Тульского оружейного завода» на атмосферу

3.1. Расчет выбросов вредных веществ в атмосферу от источников цеха №20 ОАО «ТОЗ» на существующее положение

3.2 Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу

3.3 Характеристика существующего пылегазоочистного оборудования

3.4 Характеристика источников загрязнения атмосферы

3.5 Метеорологические характеристики и коэффициенты

3.6 Проведение расчётов и определение предложений нормативов ПДВ

3.7 Результаты расчета уровня загрязнения атмосферы на существующее положение с учетом фона

3.8 Мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в период неблагоприятных метеорологических условий (НМУ) с учетом фона

3.9 Мероприятия по снижению выбросов с целью достижения ПДВ

Выводы

4. Оценка воздействия гальвано-покрасочного производства ОАО «Тульского оружейного завода» на почву

4.1 Характеристика и состав отходов производства

4.2 Расчет и обоснование объемов образования отходов

4.3 Перечень отходов, образующихся на предприятии

4.4 Порядок движения и характеристика мест временного хранения отходов

4.5 Сведения о возможной аварийной ситуации

4.6 Контроль за безопасным обращением отходов на территории предприятия

Выводы

5. Оценка воздействия гальвано-покрасочного производства ОАО «Тульского оружейного завода» на гидросферу

5.1 Характеристика системы водообеспечения

5.2 Нейтрализация хромосодержащих стоков

5.3 Нейтрализация кислотно-щелочных стоков

5.4 Обработка условно-чистых производственных стоков

Выводы

Заключение

Список используемой литературы

Введение

В выпускной квалификационной работе рассматривается влияние на окружающую среду гальвано-покрасочного цеха №20 ОАО “Тульского оружейного завода”.

В настоящее время возникла необходимость произвести оценку влияния гальвано-покрасочного производства на окружающую среду и разработать мероприятия по очистке выбросов, в свези с увеличением объемов машиностроительного производства.

В данной работе нужно определить размеры зон загрязнения и санитарно защитной зоны. Зоны загрязнения для предприятия устанавливаются путем расчета рассеивания в атмосфере вредных веществ с помощью программы IВМ “Эколог” версия 3.0.

Для снижения загрязнения окружающей среды от промышленности совершенствуют технологические процессы, осуществляют герметизацию технологического оборудования, строят различные очистные сооружения. Наиболее эффективным направлением снижения влияния загрязняющих веществ является создание безотходных технологических процессов, предусматривающих, например, внедрение замкнутых циклов.

1. Общие сведения о предприятии

Цех №20 находится на территории ОАО «Тульского оружейного завода».

ОАО ‘Тульский оружейный завод” расположено в центре г. Тулы по ул. Советская, 1 А.

Ситуационная карта- схема предприятия и карта- схема приведены в приложении 1.1 и 1.2.

2 Описание технологического процесса

В цехе №20 находится два участка: гальванический и покрасочный, где происходит нанесение защитных покрытий на изделия.

Окрасочные материалы наносят на изделия с целью защиты от коррозии и гниения, а также для придания им декоративного вида. Окрасочные материалы, используемые в цехе, представляют собой смесь полиэфирного лака – ПФ-115 (ксилол, уайт-спирит) и растворителя – Р-4 (ацетон, бутилацетат, толуол).

Процесс формирования покрытия на поверхности изделия заключается в нанесении лакокрасочного материала и его сушке. На машиностроительных предприятиях нанесение покрытий производится преимущественно методом: пневматического. При этом происходит выделение в атмосферу паров органических растворителей. Красочный аэрозоль, образующийся при распылении ЛКМ, в воздух не выбрасывается в ввиду того, что он практически полностью улавливается гидрофильтром, а также осаждается на стенках воздуховодов и других элементах вентиляционных систем.

Окраска и сушка осуществляется как в специальных камерах, так и на открытых площадях производственных цехов.

Количество выделяемых в процессе окраски и сушки загрязняющих веществ зависит от применяемых окрасочных материалов, метода окраски и эффективности работы очистных устройств.

В гальваническом участке производится нанесение металла на поверхность различных изделий для предохранения их от коррозии, улучшения внешнего вида или придания их поверхности большей прочности. На гальваническом участке происходят процессы: хромирования, нивелирования, оксидирования, свинцевание.

Процессы, протекающие в гальванических ваннах, в зависимости от химического состава раствора делятся на кислые, щелочные и цианистые. К кислым процессам относят травление, никелирование, лужение, цинкование, ворожение.

Процесс хромирования стволов охотничьих ружей.

1. контроль на качество

2. монтаж на приспособление для обезжиривания

3. обезжиривание (сода кальция)

4. промывка в теплой воде

5. промывка в холодной воде

6. обезжиривание (венская известь)

7. промывка холодной воде из брансбойта

8. монтаж стволов на приспособление для хромирования

9. операция хромирования (хром)

10. промывка в холодной воде

11. промывка в холодной воде

12. демонтаж

13. промывка в холодной воде

14. промывка в холодной воде

15. протирка

16. контроль 100%

17. контроль БТК

неудовлетворенные стволы идут на повторное хромирование

18. монтаж

19. расхромирование (NaOH)

20. промывка в холодной воде

21. демонтаж

22. промывка в холодной воде

23. промывка в холодной воде

24. протирка

25. контроль

В процессе хромирования стволов охотничьих ружей выделяется сода кальция, венская известь. А также выделяется хром в процессе хромирования и NaOH в процессе расрхромирования, которые поступают в атмосферу от системы вентиляции из-за не эффективной работы очистных сооружений, гидросферу из стоков и литосферу в результате складирования отходов.

3 Оценка воздействия гальвано-покрасочного ОАО «Тульского оружейного завода» на атмосферу

3.1 Расчет выбросов вредных веществ в атмосферу от источников цеха №20 ОАО «ТОЗ» на существующее положение

Отчет по инвентаризации оформлен в соответствии с требованиями «Методического пособия по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух».

3.1.1 Участок нанесения лакокрасочного материала и сушки окрашенных поверхностей

Расчет выбросов вредных веществ в атмосферу производится единогласно «Методике расчета выбросов загрязняющих веществ на лакокрасочном участке».

Расчет выделения загрязняющих веществ производится отдельно при окраске и при сушке.

Валовый выброс аэрозоля краски (т/год) при проведении окрасочных работ определяется по формуле:

М_ок = Q _к К_с (1 – _т) 10^-4,

где Q – количество краски, израсходованной за год, т; _к – доля краски, потерянной в виде аэрозоля, _к =30% при пневматическом распылении лакокрасочного материала. К_с – количество неиспаряющейся части краски (сухой остаток), К_с =55%, для эмали ПФ – 115; _т – коэффициент очистки улавливающего аппарата.

Максимально разовый выброс загрязняющих веществ (г/с) определяется:

G_ок = Q _к К_с (1 – _т) 10^-4 10⁶ / (Т 3600) ,

где Т- годовой фонд рабочего времени.

Валовый выброс компонентов растворителя (т/год), входящего в состав краски при проведении окрасочных работ, определяются по формуле:

М_рi = (Q f_рi + Q f_рi)_р (1 – _г А) 10^-4 ,

где Q – количество израсходованного за год растворителя, применяемого для разбавления красок (эмалей), т;

f_рi – доля i-го компонента растворителя, содержащегося в ЛКМ, %;

f_рi – количество i-го компонента, содержащегося в растворителе, %.

_р – доля растворителя, выделившегося при нанесении покрытия, %;

_г – эффективность аппаратов по очистке от газообразных выбросов.

Максимально разовый выброс загрязняющих веществ (г/с), Для компонентов растворителей при проведении окрасочных работ определяется:

G_рi = (Q f_рi + Q f_рi)_р (1 – _г А) 10^-4 10⁶ /(Т 3600)

Валовый выброс загрязняющих веществ (т/год), выделяющихся при сушке окрашенных поверхностей, определяются по формуле:

М’_рi = (Q f_рi + Q f_рi )`_р (1 – _г) 10^-4

где `_р – доля растворителя, выделившегося при сушке, %.

Максимально разовый выброс загрязняющих веществ (г/с), выделяющихся при сушке окрашенных поверхностей, определяются по формуле:

G’_рi = (Q f_рi + Q f_рi )`_р (1 – _г) 10^-4 10⁶ /(Т 3600)

Расчет величин выделения загрязняющих веществ в атмосферу приведен в приложении 1.3.

3.2 Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу

Количественная оценка выбросов выполнена расчетными и инструментальными методами «Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу», представлен в таблица 1.

Таблица 1

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу (на существующее положение)

3.3 Характеристика существующего пылегазоочистного оборудования

Очистка газов от взвешенных в них твердых частиц проводится для уменьшения загрязненности воздуха. Пыль в производственных помещениях оказывает неблагоприятное воздействие на оборудование, вызывая, его интенсивный износ. Осаждение пыли на поверхность нагрева и охлаждения ухудшает условия теплообмена.

В цехе №20 ОАО «ТОЗ» установлены следующие типы пылеочистных устройств (табл. 2).

Таблица 2

Показатели работы пылеулавливающих установок

3.4 Характеристика источников загрязнения атмосферы

В результате проведенных расчетов источников выбросов, источники могут быть охарактеризованы по составу выбрасываемых веществ и их количествам, как по максимальным выбросам, так и по годовым. Полученные рассчитанные данные сведены в таблицах 1.4.1 и 1.4.2 (приложение 1.4).

3.5 Метеорологические характеристики и коэффициенты

Климатические данные для расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере приняты по СНиП 2.01.01.-82. Метеорологические характеристики и коэффициенты, определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере г. Тулы и области представлены в виде таблицы 3.

Таблица 3

Роза ветров для теплого и холодного периода года представлена в таблице 4.

Таблица 4

Преобладание ветра в холодный период года – ЮЗ направления, а теплый период – З направления.

3.6 Проведение расчётов и определение предложений нормативов ПДВ

Расчет рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы произведен на базе программного комплекса «Эколог» версия 3.0.

Цех №20 расположен на промышленной площадке 1 и имеет 18 источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Координаты расчетной площадки: X1 =7000, X2 =8100,

Y1 =13300, Y2 =13300

Ширина расчетной площадки: 1100.

Расчетные точки

Нормативно СЗЗ принимается 100 м в соответствии СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03 санитарно защитная зона и санитария, классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

3.7 Результаты расчета уровня загрязнения атмосферы на существующее положение с учетом фона

Результаты расчета программы «Эколог» представляем в виде таблиц 1.5.3 и карт рассеивания вредных веществ в атмосфере приведены в приложении 1.5.

Как видно из карт рассеивания и таблиц наибольший вклад в загрязнение атмосферы из всех выделяющихся веществ от гальвано-покрасочного производства вносит взвешенные вещества и составляет 1 ПДК.

гальванический вредный выброс нейтрализация

3.8 Мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в период неблагоприятных метеорологических условий (НМУ) с учетом фона

Мероприятия по сокращению выбросов загрязняющих веществ в периоды НМУ разрабатывают предприятия, расположенные в населенных пунктах, где органами Госкомгидромета производится или планируется проведение прогнозирования НМУ.

Разработка мероприятий по регулированию выбросов в атмосферу выполняется в соответствии с требованиями РД 52.04.52-85/16, а также «Рекомендацией по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно-допустимых выбросов для предприятий».

Мероприятия по сокращению выбросов в период НМУ делятся на первый, второй и третий режим работы предприятия.

Сокращение выбросов предприятия на 15% при первом режиме работы обуславливаются проведением организационно-технических мероприятий, которые не требуют существенных затрат и не приводят к снижению производительности предприятия. К организационно-техническим мероприятиям относится рассредоточение во времени работы технических агрегатов, не участвующих в едином непрерывном технологическом процессе, при работе которых выбросы вредных веществ в атмосферу достигают максимальных значений.

При втором режиме работы – включают в себя все мероприятия для первого режима, а также изменения технологического режима, приводящие частично к снижению производительности отдельных агрегатов, работа которых связана с наибольшим загрязнением атмосферы.

При третьем режиме работы мероприятия должны обеспечивать снижение выбросов за счет временного сокращения производительности производства. В соответствии с результатами расчетов рассеивания на существующее положение превышений концентраций загрязняющих веществ нет, но т.к. при НМУ возможно 3-5-кратное повышение приземных концентраций загрязняющих веществ. Так как концентрация взвешенных веществ составляет 1 ПДК, то необходимо провести мероприятия по сокращению выбросов при первом режиме работы предприятия.

При поведении мероприятия по сокращению выбросов концентрация взвешенных веществ уменьшается, что подтверждается расчетом на программе «Эколог» версия 3.0. Результаты расчета представлены в виде таблиц 1.6.4 (приложении 1.6) а, карты рассеивания вредных веществ в атмосфере приведены в приложении 1.6.

3.9 Мероприятия по снижению выбросов с целью достижения ПДВ

Мероприятием по снижению выбросов является очистка от органических растворителей и их утилизация. В данном цехе вклад в загрязнение атмосферы главным образом вносит отходящие органические растворители от окрасочного участка. В литературе описано много способов очистки газов от органических растворителей к ним относятся: каталитический метод, каталитическое сжигание, сжигание, абсорбционный и адсорбционный методы, конденсация, а так же мембранный, биологический методы и УФ облучение.

Каталитические методы очистки основаны на взаимодействии удаляемых веществ с одним из компонентов, присутствующих в очищаемом газе, или со специально добавляемых в смесь веществом на твердых катализаторах. Действие катализаторов сводится к многократному промежуточному химическому взаимодействию катализатора с реагирующим соединениями, в результате которого образуются промежуточные вещества, распадающиеся в определенных условиях на целевой продукт и регенерированный катализатор.

Пары растворителей и красок легко воспламеняется и поэтому их удаление можно осуществить путем сжигания газов. В литературе описан способ каталитического сжигания, который представляет собой сжигание газов в замкнутом пространстве. Одним из распространенных способов очистки газовой смеси является абсорбция органических растворителей. Абсорбция – процесс отделения газообразного компонента от газовой смеси поглощением его соответствующей жидкостью (абсорбентом). Обратный процесс – выделение поглощенного газа из поглотителя называется десорбцией. Сочетание абсорбции с десорбцией позволяет многократно использовать поглотитель и выделить абсорбированный компонент в чистом виде. Другим из распространенных методов очистки газовой смеси является адсорбция органических соединений. Адсорбция – это избирательный процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой фазы или жидкой смеси твердыми – адсорбентами.

В последние годы все более расширяется область использования биотехнических методов для решения задач зашиты атмосферы от вредных промышленных выбросов. При микробиологической очистки отходящих газов вредные компоненты избирательно утилизируются разными штаммами микроорганизмов. Сущность процесса мембранного разложения заключается в следующем: разделяемый в аппарате исходный раствор вводится в соприкосновение с одной стороной полупроницаемой мембраны; вследствие особых свойств мембраны прошедший через нее фильтрат (пермеат) обогащается одним из компонентов; не прошедшая через мембрану смесь компонентов в виде концентрата выводится из аппарата.

Очистка ультрафиолетовым излучением основано на использовании линейных ускорителей электронов, сфокусированным пучком электронов. Газы проходят через камеру, в которой происходит разрушение химических связей загрязнителей, что уменьшает их содержание до полной необнаружимости.

Конденсационная очистка газов наиболее эффективна при высоких концентрациях вредных примесей в газовых выбросах, а также при утилизации уловленных ценных компонентов и обработке газов, содержащих пары веществ при температурах, близких к точке росы.

Рассмотрев разные способы очистки от органических растворителей и сравнив экономические и экологические показатели, я выбираю поэтапную очистку. Так как сначала загрязненный отходящий газ проходит абсорбционную очистку, в результате чего образуются загрязненные воды органическими растворителями. Эти стоки поступят в сепаратор, где разделятся на два слоя: в одном нерастворенные, в другом – растворенные органические соединения в воде. Затем слой с растворенными органическими соединениями поступит в ректификационный аппарат, где будет разделен на конденсат и остаток. Часть конденсата, возвращается на орошение аппарата (флегма), другая часть – отводится в качестве дистиллята в виде продукта.

К достоинству выбранного способа очистки от органических растворителе относится:

· в состав дистиллята войдет практически чистый ацетон.

· за счет возращения части конденсата на орошение ректификационного аппарата удается сократить водопотребление в данном производстве.

К недостатку ректификации относится затруднение разделение близкокипящих компонентов, но т.к. я рассматриваю смесь ацетон-вода, температура кипения воды составляет 100єС, а ацетона 56,24єС, то эти компоненты не являются близкокипящими.

Рис. 1. Принципиальная схема очистки воздуха от органических растворителей

Рис. 2. Схема насадочной ректификационной колонны

1 – куб;

2 – змеевик;

3 – колонна;

4 – трубка для отвода паров;

5 – конденсатор;

6 – трубка для возврата флегмы;

7 – трубка для отбора дистиллята.

Рис. 3. Схема сепаратора

1- патрубок для отвода верхнего слоя,

2- направляющий конус,

3- патрубок для подачи жидкости,

4- патрубок для отвода воздуха с парами,

5- разделитель фаз,

6- преточная труба,

7- корпус,

8- труба для отвода нижнего слива,

9- патрубок для опорожнения.

3.9.1 Расчет сепаратора [5]

Зададимся предварительным сечением сепаратора d=1м и находим его поперечным сечением S=0,79 мІ, а также временем пребывания в аппарате каждого слоя жидкости ф= 0,5 ч.

Объем, занимаемый каждым слоем в сепараторе, должен быть равен объему скорости подачи (выхода) данной жидкости, умноженной на время пребывания ее в аппарате, поэтому

где V1, V2 – объем верхнего и нижнего слоев, мі/час;

p, h2 – высоты верхнего и нижнего слоев, м

Определим общую высоту двух слоев:

Н=p+ h2=2,04м.

3.9.2 Расчет ректификации [6]

1 Материальный баланс

На ректификацию поступает смесь ацетон – вода в количестве F=5000 кг/ч, содержащая ацетона аF=10вес. %. Содержание ацетона в дистилляте ар=99вес. %, в кубовом остатке аW=1 вес. %

По уравнениям материального баланса, составленным для весовых количеств, получим:

где F – количество поступающей на ректификацию смеси, кг/ч,

P – количество получаемого дистиллята, кг/ч,

W – количество остатка, кг/ч.

Совместным решением этих уравнений находим

Р=459кг/ч=0,128кг/сек, W=4541кг/ч=1,261кг/сек.

2. Минимальное и рабочее флегмовое число

На рис. 1.7.1 (приложение 1.7) построена диаграмма равновесия для смеси ацетон – вода при атмосферном давлении. Выражая при помощи уравнения молярного состава смеси составы исходной смеси хF , дистиллята хр и остатка хW в молярных долях, получим:

где М1 и М2 – молярные массы ацетона и воды.

хF=0,033, хр=0,968, хW=0,003

На у-х – диаграмме (рис. приложение ) нанесем точку А с координатами хW= уW =0,003 и точку С с координатами хр= ур =0,968; на кривой равновесия наносим точку В` с абсциссой хF=0,03. Из точки С проводим через точку В` прямую до пересечения с осью ординат, отсекая на ней отрезок b0=0,355. Минимальное флегмовое число находим по формуле:

Рабочее флегмовое число определяем по формуле:

где 1,4 – коэффициент избытка флегмы.

,

Отрезок, отсекаемый рабочей линией укрепляющей части колоны на оси ординат диаграммы равновесия, определяем по формуле:

На рис 1.7.1. (приложение 1.7) построим рабочие линии СВ для укрепляющей части колоны и АВ для исчерпывающей части колоны. Количество поднимающихся паров найдем по формуле:

G=P(R+1) = 495*(2.148+1)=1569кг/ч=0,436кг/сек,

Количество стекающей жидкости в укрепляющей части колоны равно количеству флегмы и определяется по формуле:

Ф=PR=459,18*2,418=1110кг/ч=0,308кг/сек,

По рабочей линии (рис 1.7.1) определяем состав пара в точке В (0,3) соответствующий составу исходной смеси. Находим средний молярный состав пара в верхней части колоны:

и в нижней части колоны:

,

Средний молярный состав пара в колоне:

По t-х-у -диаграмме (рис 1.7.2. приложение 1.7) этому составу соответствует температура 87.

Средняя плотность пара при этих условиях и абсолютном давлении Р= 0,98 (1 ат) по уравнению состояния составляет:

где М=М* хр=58*0,99=57,42 средняя молекулярная масса пара,

R=8314 дж/кмоль*град – универсальная газовая постоянная.

Объемный расход пара составляет:

Плотность жидкости в верхней части колонны при среднем содержании ацетона:

находим по формуле:

где и – плотность НК (ацетона) и ВК (воды).

Плотность жидкости в нижней части колонны при среднем содержании ацетона:

находим:

Средняя плотность жидкости в колонне:

Объемный расход жидкости в верхней части колонны составляет:

Объемный расход жидкости в нижней части колонны равен:

3. Тепловой баланс

На рис 1.7.2 (приложение 1.7) t-х-у- диаграмме находим температуру кипения исходной смеси (хF=0,033) , температуру кипения дистиллята (хр=0,968) и температуру кипения остатка (хW=0,003) .

Рассчитаем молярные теплоемкости и теплоты испарения НК и ВК по формулам:

где – молярные теплоемкости компонентов НК и ВК, дж/кмоль*грод;

– теплоты испарения НК и ВК, дж/кмоль:

х – молярная доля НК

Для расчета удельных теплоемкостей и теплот испарения смесей ацетона с водой принимаем следующее значения удельных теплоемкостей и теплот испарения чистых веществ (ацетона и воды):

для ацетона:

для воды:

Расчет на весовые количества:

для дистиллята (флегмы) при ар=0,99

для остатка при аW=0,01

для исходной смеси аF=0,1

Определяем расход тепла на испарение флегмы по формуле:

Находим расход тепла на испарение дистиллята:

Вычислим расход тепла на нагревание остатка:

Общий расход тепла в кубе (без учета потерь в окружающую среду) составляет:

С учетом 5% потерь в окружающую среду общий расход тепла:

Тепловую нагрузку дефлегматора определяем по формуле:

3.9.3 Расчет насадочной ректификационной колонны [6]

1. Определение оптимальной скорости пара

Вследствие большой разницы между количеством жидкости в исчерпывающей и укрепляющей колоннах, расчет приведем для каждой из этих колонн, учитывая, что колонны будут различного диаметра.

Принимаем насадку из колец размером с эквивалентным диаметром:

где – свободный объем (=0,7),

f – удельная поверхность (f=330мІ/мі)

Для исчерпывающей колонны:

– плотность жидкости 994,47кг/мі,

– плотность пара 1,88 кг/мі,

– вязкость пара 0,82* н*сек/ мІ,

G – расход пара 0,436 кг/сек,

L – расход жидкости 1,697кг/сек.

По этим данным найдем критерий Архимеда по формуле:

и определим по формуле значение

затем оптимальную скорость:

Аналогично для укрепляющей колонны:

– плотность жидкости 846,19кг/мі,

– плотность пара 1,88 кг/мі,

– вязкость пара 0,82* н*сек/ мІ,

G – расход пара 0,436 кг/сек,

L = Ф – расход жидкости 0,308кг/сек

По этим данным найдем критерий Архимеда по формуле:

и определим по формуле значение

затем оптимальную скорость:

2. Определим диаметры колонн

Площадь сечения исчерпывающей колонны при расходе паров Vп=0,232мі/секи скорости пара 0,439м/сек составляет:

мІ

Соответственно диаметр колонны 0,8 м.

Аналогично для укрепляющей части колонны при Vп=0,232 мі/секи скорости пара 0,232м/сек

мІ

Соответственно диаметр колонны 0,6 м.

3. Определение числа единиц переноса

С помощью графического метода определим число единиц переноса для исчерпывающей части колонны 4, для укрепляющей части колонны 7.(Рис. 1.7.1. приложение 1.7)

4. Определение высоты насадки

Высота насадки для исчерпывающей части колонны составляет:

4*0,6=2,4м

для укрепляющей части колонны:

7*0,6=4,2м.

Выводы

1. Был произведен расчет выбросов вредных веществ в атмосферу на существующее положение.

2. Проведен расчет уровня загрязнения атмосферы на существующее положение с учетом фона на программе «Эколог» версия 3.0 и на основании результатов этого расчета превышений ПДК нет.

3. Предложены мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в период неблагоприятных метеорологических условий (НМУ) с учетом фона.

4. Выбран метод очистки от органических растворителей и произведен расчет сепаратора и насадочной ректификационной колонны.

4 Оценка воздействия гальвано-покрасочного производства ОАО «Тульский оружейный завод» на почву

4.1 Характеристика и состав отходов производства

I класс опасности

– ртутные лампы, люминесцентные ртутьсодержащие трубки отработанные

Для освещения производственных помещений и бытовых помещений используются лампы типа ЛБ, содержащие ртуть. Отходы образуются вследствие исчерпания ресурса времени работы. Представляют собой стеклянную трубку с нанесенным на внутреннюю поверхность люминофором. В лампе находится вольфрамовые электроды. Основные компоненты: стекло – 92%, ножки – 4,1%, люминофор (галофосфат кальция, активированный сурьмой или марганцем) – 0,3%, цоколевая мастика 1,3%, гетинакс – 0,3%, металлы 2% (из алюминия – 84,6%, медь – 8,7%, никель – 3,4%, ртуть – 2,4%).

Агрегатное состояние – твердое, компоненты отхода не растворимы в воде. Токсичным являются летучие пары ртути.

Временное накопление и складирование отработанных ламп производится в закрытом помещении склада с естественной вентиляцией.

II класс опасности

– жидкие отходы ЛКМ

Образуются при поведении окрасочных работ. Представляют собой смесь растворителей (ацетон, растворитель Р-4 и краски ПФ – 115).

Агрегатное состояние – жидкие, летучие. Опасные свойства – пожароопасность.

Временное хранение осуществляется в закрытых заглубленных емкостях.

III класс опасности

– гальваношлам

Гальваношлам образуется в результате обезвоживания и нейтрализации жидких отходов гальванического производства на станции нейтрализации. Химический состав, определенный по результатам химического анализа, проведенного Централизованной лаборатории химического анализа ФГосУ «Центр Госсанэпиднадзора в Тульской области» таблица 6.

Таблица 6

Агрегатное состояние от шламообразованного до затвердевшего, химически не активен. Опасные свойства – токсичность.

IV класс опасности

– бытовой мусор несортированный

Твердые бытовые отходы образуются ежедневно от каждого рабочего.

Агрегатное состояние – твердое, химически не активны, не летучи, в воде не растворимы. Опасные свойства – неопасные.

Отходы хранятся в специальных металлических контейнерах на участках, и по мере накопление вывозится на городской полигон твердых бытовых отходов.

– мусор, смет с территории предприятия

Смет образуется при уборке производственных и бытовых помещений предприятия.

Агрегатное состояние – твердое, химически не активны, не летучи, в воде не растворимы. Опасные свойства – неопасные.

Отходы хранятся в специальных металлических контейнерах на участках, и по мере накопление вывозится на городской полигон твердых бытовых отходов.

– мусор, смет от уборки улично-дорожной сети

Смет образуется при уборке улично-дорожной сети предприятия.

Агрегатное состояние – твердое, химически не активны, не летучи, в воде не растворимы. Опасные свойства – неопасные.

Отходы хранятся в специальных металлических контейнерах на участках, и по мере накопление вывозится на городской полигон твердых бытовых отходов. Перечень отходов, образующийся на предприятии цеха №20 в соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов таблица 7.

Таблица 7

Перечень отходов согласно с ФККО

4.2 Расчет и обоснование объемов образования отходов

1. Расчет объемов образования отходов при освещение помещений ртутными лампами.

Расчет нормативного количества образования отработанных люминесцентных и ртутных ламп (в тоннах и в штуках) производится на основании данных о сроке службы марок ламп, используемых для освещения помещений (расчетно-аналитическим методом).

Формула расчета нормативной массы образования отходов:

M = Q * Q2 * K * mg / K1r

где Q – количество ламп установленного типа в штуках;

Q2 – количество суток работы лампы в году;

mg – вес одной лампы (кг);

K1r – эксплуатационный срок службу ламп (час) выбранного типа;

K – время работы лампы в сутки (час).

K1r=12000-Срок службы, час

Q2=250-Суток работы в году

K=4.57-Время работы в сутки, час

М=500*250*4,57*0,21*0,001/12000=0,01т.

2. Расчет объемов образования отходов при проведении окрасочных работ.

– Образование отходов пленок лаков

М=N*n/100,

N – расход ЛКМ за год,

n – процент отходов при покраске 10%,

М=0,1*10/100=0,01т.

– Образование использованной тары

Так как расход ЛКМ за год 100 кг, а вес краски которой может поместиться в 1 тару – 10 кг, то количество тары – 10 шт. Вес 1 тары – 1кг. М=0,01т

3. Расчет объемов мусора от помещений несортированный.

Расчет нормативного количества накопления твердых бытовых отходов производится методом “по справочным таблицам удельных НОО”.

Формула расчета нормативной массы образования отходов:

M = Q * N * Kn

где Q – кол-во расчетных единиц (человек);

N=55кг, N=0,25 мі- норматив в килограммах на 1 расчетную единицу;

Kn – коэффициент перевода из килограмм в тонны;

М=30*55*0,001=1,65т.

М=30*0,25=7,5 мі.

4. Смет с территорий

Расчет отходов выполнен на основании удельных показателей нормативных объемов образования одноименного отхода “Смет с территории” (определение норматива образования отходов производится методом “по справочным таблицам удельных НОО”).

М=N*S

N – удельный вес смета, т/м³

S -общая площадь смета, м²

– С территории цехов:

М=10*0,01*300=3 т,

М=0,012*300=3,6 мі

– С асфальтированной территории:

М=10*0,001*500=5 т,

М=0,012*500=6 мі.

4.3 Перечень отходов, образующихся от гальвано-покрасочного производства

Таблица 8

Перечень образующихся отходов

4.4 Порядок движения и характеристика мест временного хранения отходов

На территории предприятия организованы 5 места хранения отходов, образующихся в результате производственной деятельности предприятия и подлежащих вывозу на городские полигоны или специализированные предприятия, осуществляющие переработку, использование или обезвреживание отходов. (Таблица 9).

Централизованные места временного хранения (накопления) отходов на территории предприятия показаны на карте-схеме (Приложение 2) и в Таблице 9.

Перечень мест временного хранения отходов:

01 – Хранение ртутных ламп, люминесцентных ртутьсодержащих трубок, отработанные и брак в закрытом помещение;

02 – Жидкие отходы ЛКМ в металлических емкостях;

03 – Шламонакопитель;

04 – Размещение ТБО и смета;

05 – Размещение лома черных металлов под навесом.

4.5 Сведения о возможной аварийной ситуации

Аварийными ситуациями при временном хранении отходов могут быть загорания, разлив жидких отходов, разрушение люминесцентных ламп.

Общие правила безопасности, накопления и хранения токсичных отходов, техники безопасности и ликвидации аварийных ситуаций установлены санитарными, строительными и ведомственными нормативными документами и инструкциями.

Правила для персонала по соблюдению экологической безопасности и техники безопасности при сборе, хранении и транспортировке отходов, образующихся на предприятии при выполнении технологических процессов и деятельности персонала, предусматривают создание условий, при которых отходы не могут оказывать отрицательного воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Высокая термическая и химическая стойкость, атмосферо- и водостойкость, устойчивость к окислению на воздухе, биостойкость большинства материалов допускает складирование и временное хранение отходов в емкостях как на открытых площадках, так и в производственных помещениях.

Аварийными ситуациями при временном хранении нетоксичных отходов могут быть загорания.

При загорании тушение всех перечисленных отходов рекомендуется пеной (автопокрышек только пеной), для чего места временного хранения оборудуются огнетушителями ОХП-10 в количестве, соответствующем «Правилам пожарной безопасности в Российской Федерации» ППБ-01-03.

Таблица 9

Характеристика мест хранения (накопления) отходов, обоснование нормативов предельного накопления отхода.

Ртуть является наиболее токсичным веществом для экосистемы и человека. Это вещество находится в лампах в состоянии, способном к активной воздушной, водной и физико-химической миграции.

При разрушении люминесцентных ламп их осколки должны быть собраны в контейнер для транспортировки (ни в коем случае не выбрасывать), а в случае отделения ртути ее нейтрализация осуществляется в 2 стадии:

1. механическая – шарики ртути собирают влажной бумагой (фильтровальной или газетной), после чего бумагу сразу не выбрасывают, а помещают в банку с пробкой и заливают раствором (в 1 л воды 10 мл КМnO4 и 5 мл концентрированной соляной кислоты) и выдерживают в течение нескольких дней;

2. химическая – демеркуризация раствором хлорного железа, 20%-ным раствором FeCl3 обильно смачивают поверхности, куда попала ртуть, затем несколько раз протирают щеткой и оставляют до полного высыхания. Через 1-2 суток поверхность тщательно промывают мыльной, а затем чистой водой. Раствор хлорного железа готовят из расчета 10 л на 25-30 мІ площади помещения.

В периоды накопления отходов для сдачи на полигон или специализированные предприятия-переработчики предусматривается их временное хранение (накопление) на территории предприятия в специальных местах, оборудованных в основном, в соответствии с действующими нормами и правилами.

4.6 Контроль за безопасным обращением отходов на территории предприятия

Наблюдение за состоянием окружающей среды на территории предприятия имеет своей целью снижение или полное исключение вредного воздействия отходов на окружающую среду.

Контроль за состоянием атмосферного воздуха, почвы и сточных вод предприятия осуществляется специализированными, аттестованными лабораториями, инспекторами СЭС, а также аналитическим центром.

Выводы

1. На предприятии организовано 5 места организованного временного хранения (накопления) отходов, в том числе 1 место в помещении, 3 на открытой территории и 1 под навесом.

2. Негативное влияние на состояние окружающей среды оказывают накапливающиеся на территории гальваношламы, все остальные виды отходов, данного цеха, подлежат вывозу на городские полигоны или специализированные предприятия, осуществляющие переработку, использование или обезвреживание отходов.

5 Оценка воздействия гальвано-покрасочного производства ОАО «Тульского оружейного завода» на гидросферу

5.1 Характеристика системы водообеспечения

В галвано-покрасочном производстве для осуществления технологических операций необходимо достаточно большое количество воды. При гальваническом производстве применяется вода для ванн холодной и горячей промывки. Характеристики технологических и промывочных ванн цеха №20 представлены в таблице 10.

В покрасочном производстве для очистки паров органических растворителей применяется гидрофильтр, работающего на воде. Таким образом возникает проблема отвода сточных вод.

Сточные воды, пройдя заводские очистные сооружения, направляются для доочистки на городские очистные сооружения. На очистных сооружениях производится обработка трех типов производственных стоков: хромосодержащих, кислотно-щелочных и условно-чистых механических примесей.

Таблица 10.

Характеристики технологических и промывочных ванн цеха №20 ОАО «ТОЗ»

5.2 Нейтрализация хромосодержащих стоков

Хромосодержащие стоки гальванического производства по сетям канализации поступают в накопитель хромосодержащих вод емкостью 150 мі. Далее насосами станции нейтрализации подаются в 4 реактора хромосодержащих стоков, где обрабатываются химическими реагентами: серной кислотой, бисульфитом натрия и известковым молоком. Из реакторов отработанные стоки через 2 шламоотстойника по 300 мі каждый, где происходит механическое отстаивание воды, сбрасываются в сети городской канализации. Химические реагенты хранятся в реагентом хозяйстве очистных сооружений, с которого подаются в баки дозаторы и дальше в реакторы.

5.3 Нейтрализация кислотно-щелочных стоков

Стоки, содержащие кислоты, щелочи и соли тяжелых металлов, собираются самостоятельной канализационной сетью на очистные сооружения в реакторе накопителе емкостью 99 мі, в который на потоке подается известковое молоко. Деле стоки поступает на механические отстойники (три отстойника по 148,5 мі каждый). Проектная мощность очистных сооружений по обработке кислотно-щелочных стоков составляет 3500 мі/сут. После механических отстойников, где происходит осаждение гидроокислов тяжелых металлов, осветленные стоки через перекачную насосную станцию поступают в горколлектор.

Очистка кислотно-щелочных стоков вод от катионов металлов, а также нейтрализация свободной кислоты и щелочи основана на измерении их рН до 8-9, при котором выпадают в осадок труднорастворимые соединения (основные карбонаты и гидроокиси).

5.4 Обработка условно-чистых производственных стоков

Условно-чистые производственные стоки с механическими примесями поступают на три механических отстойника емкостью 148,5 мі каждый, и приемный колодец которых подается известковое молоко. Механические отстойники оборудованы установкой сбора отработанных нефтепродуктов, (поворотная труба) которые собираются в отстойнике объемом 140 мі. Накапливающийся шлам в механических отстойниках очистных сооружений насосами откачивается из отстойников и подается для обезвоживания на иловые карты размером 40Ч48 м. Условно-чистые производственные стоки после осаждения и отделения нефтепродуктов поступают на перекачную насосную станцию и далее в горколлектор.

Таблица 11

Баланс водопотребления и водоотведения цеха №20 ОАО «ТОЗ»

Таблица 13

Характеристика очистных сооружений

Рис 4. Балансовая схема водопотребления и водоотведения гальвано-покрасочного производства ОАО «Тульского оружейного завода».

Выводы

1. В гальвано-покрасочном производстве имеет место большие объемы потребления и отведения воды, которые достаточно сильно загрязнены,

2. Стоки проходят через заводские очистные сооружения и затем поступают на доочистку на городские очистные сооружения,

3. Сточные воды не представляю угрозу гидросферы.

Заключение

Целью в выпускной квалификационной работе являлось проведение анализа воздействия на окружающую среду гальвано-покрасочный цеха №20 ОАО “Тульского оружейного завода” и очистка от органических растворителей и их утилизация.

В результате расчетов уровня загрязнения атмосферы, было выявлено, что превышений ПДК нет, но т.к. при неблагоприятных метеорологических условиях возможны повышения концентраций загрязняющих веществ 3-5 раз, то были проведены мероприятия по сокращению выбросов. Расчет по программе «Эколог» версия 3.0 позволяет сделать вывод, что выбросы вредных веществ в атмосферу уменьшились и находятся в пределах ПДК. Это наглядно отображено в графической части программы.

Рассмотрев разные способы очистки от органических растворителей и сравнив экономические и экологические показатели, я выбираю поэтапную очистку. Так как сначала загрязненный отходящий газ проходит абсорбционную очистку, в результате чего образуются загрязненные воды органическими растворителями. Эти стоки поступят в сепаратор, где разделятся на два слоя: в одном нерастворенные, в другом – растворенные органические соединения в воде. Затем слой с растворенными органическими соединениями поступит в ректификационный аппарат, где будет разделен на конденсат и остаток. Часть конденсата, возвращается на орошение аппарата (флегма), другая часть – отводится в качестве дистиллята в виде продукта.