Методы очистки сточных вод

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения- сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода)

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротен0ки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Выбор технологической схемы очистки сточных вод

Выбор оптимальных технологических схем очистки воды - достаточно сложная задача, что обусловлено преимущественным многообразием находящихся в воде примесей и высоким требованиями, предъявленными к качеству очистки воды. При выборе способа очистки примесей учитывают не только их состав в сточных водах, но и требования, которым должны удовлетворять очищенные воды: при сбросе в водоем - ПДС (предельно допустимые сбросы) и ПДК (предельно допустимые концентрации веществ), а при использовании очищенных сточных вод в производстве - те требования, которые необходимы для осуществления конкретных технологических процессов.

Для приготовления из сточных вод технической воды или обеспечения условий сброса очищенных сточных вод водоемов большое значение имеет технико-экономическая оценка способов подготовки воды. Экономическое преимущество имеют, как правило, замкнутые системы водоиспользования. Однако процесс замены современных производств безотходными, в том числе и с полностью замкнутой системой водоиспользования, достаточно длительный. Поэтому часть очищенных сточных вод сбрасывают в водоемы. В этих случаях необходимо соблюдать установленные нормативы для относительной концентрации вредных веществ в очищенных сточных водах.

Применяемые схемы очистки должны обеспечивать максимальное использование очищенных вод в основных технологических процессах и минимальный их сброс в открытые водоемы. При широком внедрении оборотных систем имеются дополнительные резервы по сокращению расхода свежей воды и уменьшению сброса в открытые водоемы. При широком внедрении оборотных систем имеются дополнительные резервы по сокращению расхода свежей воды и уменьшению сброса сточных вод в водоемы (совершенствование технологических процессов, повышение эффективности очистки сточных вод). Сточные воды являются чистыми, если их отведение в водные объекты не приводит к нарушению норм качества воды в контролируемом створе или пункте водоиспользования.

Степень очистки сточных вод при сбросе их в водоемы определяется нормативами качества воды водоема в расчетном створе и в большой степени зависит от фоновых загрязнений. Для снижения концентраций вредных примесей, присутствующих в сточных водах, до требуемых величин необходима достаточно глубокая очистка. Поэтому важное значение имеет надежный контроль степени очистки сточных вод, так как с ужесточением требований к качеству очищенных вод значение ПДК большинства вредных веществ снижается и, следовательно, возрастают трудности их определения. Кроме того, контроль усложняется при определении концентраций вредных веществ в сильно разбавленных сточных водах.

 

 

 

11.

Технико – экономическое

Обоснование поекта.

К Судовой энергетической установке предъявляется целый ряд требований, которые должны учитываться в процессе её проектирования. Многие из предъявляемых требований взаимосвязаны. Часто одни требования противоречат другим. Преимущество новой конструкции в отношении одних параметров может приобретаться за счёт ухудшения других. В силу этих обстоятельств принятый вариант конструкции является обычно компромиссом между различными противоречивыми требованиями.

Таким образом, основной целью расчётов экономической эффективности проектируемой установки является, с одной стороны, их количественная и качественная оценка по сравнению с действующими установками аналогичного типа, а с другой стороны – отбор наилучших конструктивных вариантов при проектировании.

Рациональность создания и внедрения новой техники должна устанавливаться на основе технико-экономического анализа её в сравнении с вариантом, конкурирующим с рассматриваемым либо принятым в качестве базового.

 

В процессе проектирования судовой энергетической установки постоянно ведётся обоснование принимаемых технических решений. Это основное содержание процесса проектирования. Принимаемые решения должны быть технически допустимыми и оптимальными – лучшими из возможных по значению критерия оптимальности.

Судовая энергетическая установка - часть сложной технической системы - судна и в процессе её проектирования должен оптимизироваться объект верхнего иерархи­ческого уровня - судно. Для морских транспортных судов критерием оптимальности является критерий экономической эффективности, в качестве которого применяется норма прибыли - отношение ежегодной прибыли от эксплуатации судна П к капитальным вложениям в его создание K_с:

.

Годовой объем прибыли можно представить как разницу между дохода­ми от эксплуатации судна Д и расходами на его функционирование Р:

Доходы от эксплуатации судна поступают в виде платы за перевозку грузов:

 

 

где Р_г - грузоподъемность судна, т; K_гп - коэффициент технического использования грузоподъемности - средневзвешенный коэффициент загрузки судна; L_пл - величина линии, на которой эксплуатируется судно,мили; Fr - фрахтовая ставка, зависящая от вида перевозимого груза и бассейна эксплуатации судна, долл.за тонно-милю. В случае перевозки разнородных грузов необходимо осреднение этой величины; Z_р - среднее число рейсов за год.

 

Расходы, связанные с эксплуатацией судна, разделяют на первоначальные, или единовременные, и текущие, или постоянные. Первые выступают в виде капитальных вложений - стоимости постройки или приобретения судна К_с. Годовые текущие расходы Р_тек - сумма расходов на топливо Р_т, смазочные и обтирочные материалы Р_см, амортизацию Р_а, текущий ремонт Р_р, снабжение Р_сн, содержание экипажа Р_эк, навигационные Р_н и косвенные Р_кос расходы:

Различия между капитальными и текущими расходами достаточно условны. Судовладелец, как правило, не имеет свободных денег и приобретает суда на капитал, взятый под проценты в банке. За пользование капиталом производятся ежегодные платежи:

где Н_о - норматив годовых отчислений за пользование капиталом, равный в общем случае учетной банковской ставке.

Таким образом, фактическими расходами на эксплуатацию судна являются так называемые "приведенные затраты" - сумма текущих расходов и платы за пользование капиталом, вложенным в постройку судна:

где Е_н - прогноз учетной банковской ставки.

Глобальный критерий эффективности - норма прибыли рассчитанная по объекту верхнего иерархического уровня - судну, недостаточно чувствителен к изменениям состава и параметров СЭУ. Для обосно­вания технических решений по вспомогательному оборудованию и системам СЭУ предложено применение так называемых "согласованных" критериев эффективности. В качестве критерия эффективности выбираемого технического решения выступает приращение глобального критерия по сравнению с базовым вариантом, не включающим этого решения. Анализируется лишь небольшая часть СЭУ – объект, непосредственно включающий данное техническое решение ("объект проектирования"), что снижает массу погрешности и позволяет объективно выбрать лучшее решение, оптимизирующее судно.

Значение согласованного критерия складывается из приращения локального критерия по объекту проектирования и поправки на изменение его системно-важных параметров:

,

где Kr _лок - локальный критерий экономической эффективности - приведенные затраты по объекту проектирования; dKr _гл/dP_i - частные производные от глобального критерия критерия эффективности на изменение системно-важных параметров объекта проектирования. Частные производные могут приниматься по данным базового варианта.; P_i - конечные приращения системно-важных параметров.

Для расчета составляющих критериев экономической эффективности при оптимизации технических решений по СЭУ требуется определение следующих экономических и технических показателей судна, СЭУ и энергетического оборудования:

- первоначальной стоимости судна, судовой энергетической установки, главных двигателей, генераторов судовой электростанции и вспомо­гательной котельной установки, вспомогательного оборудования энергетических систем и трубопроводов;

- годовых текущих расходов по судну в целом и по объектам проекти­рования - оборудованию СЭУ, сборкам оборудования, трубопроводам и системам СЭУ;

- дохода от эксплуатации судна;

- системно-важных параметров объектов проектирования;

 

- поправок к критерию эффективности на изменение системно-важных параметров.

 

Было бы неправильно считать, что используя рассмотренные выше основные показатели, во всех случаях можно судить об уровне экономичности новой конструкции. Применение одних только основных показателей может оказаться недостаточным, поскольку они не всегда обеспечивают необходимую полноту и объективность результатов анализа. Чтобы выявить и учесть влияние разных факторов на уровень эффективности, надо применять, когда это необходимо, также дополнительные показатели.

В качестве дополнительных при экономическом анализе используются следующие показатели:

1. трудоёмкость изготовления;

2. материалоёмкость;

3. длительность производственного цикла изготовления;

4. фондоотдача;

5. уровень производительности труда персонала, обслуживающего СЭУ;

6. удельные затраты труда, сырья и материалов.

Важное место в числе дополнительных показателей экономичности энергетической установки отводится материалоёмкости и трудоёмкости. Эти показатели наиболее широко используются при экономическом анализе и являются базой при определении себестоимости изготовления.

Экономический анализ позволяет дать обобщённую оценку конструкции и перейти от оценки отдельных технических параметров к оценке совокупности качеств конструкции в целом. При сопоставлении полученных результатов с предельно допустимым количеством издержек выбираются наиболее эффективные варианты.

1. Технико-экономическое обоснование проекта.

 

Варианты:

Главный двигатель 8L20 фирмы WARTSILA.

8 цилиндров.

Мощность 1440 кВт.

Длина 3,776 м.

 

Главный двигатель 8М20 фирмы МАК.

8 цилиндров.

Мощность 1520 кВт.

Длина 4,43 м.

 

Потребление топлива на номинальном режиме двигателя 8L20:

В_ГД8L20 = n * (b_e * N_e) = 2 * (0,192 * 1440) = 552,96 кг/ч.

Потребление топлива на номинальном режиме двигателя 8М20:

В_ГД8М20 = n * (b_e * N_e) = 2 * (0,193 * 1520) = 586,72 кг/ч.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: