Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Реагентная очистка гальваностоков

4.ОРГАНИЗИЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В данной дипломной работе предложен комбинированный метод очистки хромсодержащих сточных вод гальванического производства КАПО им. С. П. Горбунова. Схема включает в себя механическую очистку, сорбцию и ионообмен. Для этого предполагается установить решетку, скорый напорный фильтр для удаления взвешенных веществ; сорбционный фильтр для удаления нефтепродуктов и органики, электродиализатор для окисления трехвалентного хрома до шестивалентного и разложения цианидов; два ионообменных аппарата для селективной сорбции хрома (VI); двух ионообменных аппаратов для коллективной сорбции цинка, никеля и меди. Предлагаемая схема позволяет существенно сократить затраты (стоимость реагентов, плата за хранение и размещение гальваношламов, платежи за сброс недоочищенной воды в горколлектор).

Извлеченные соли хрома подлежат возврату в основное производство с целью приготовления электролитов или продаже в кожевенную промышленность. Очищенная вода направляется на водооборот.

4.1. Организационная часть

Все оборудование для сорбционной очистки будет располагаться

на свободных площадях цеха № 69.

Организационная структура представлена на рисунке 4.1.

В штате станции нейтрализации работает 49 человек: 4 ИТР (начальнк станции, два мастера и технолог); 4 лаборанта; рабочие (41 человек – корректировщики, аппаратчики и т.д.). Начальник станции нейтрализации находится в непосредственном подчинении у заместителя начальника энергоцеха по водопотреблению и водоотведению. В его обязанности входит обеспечить бесперебойную работу станции нейтрализации и необходимую степень очистки сточных вод.

Технолог следит за соблюдением технологии очистки.

В обязанности корректировщиков входит контроль за условиями работы в аппарате (концентрация, температура).

Главный инженер

Зам. главного инженера

Главный энергетик ОООС

Начальник энергоцеха

Заместитель начальника

энергоцеха по водопотреблению

и водоотведению

Начальник

цеха № 69

Технолог Мастера

Лаборанты Обслуживающий персонал

Рис. 4.1. Организационная структура управления станции нейтрализации

4.2. Экономическая часть

Объем сточных вод, поступающих на очистку в цех № 69 Q = 750 м3/сут. Количество рабочих дней в году – 250 дней. Работа осуществляется в две смены (продолжительность смены – 7 ч).

4.2.1. Расчет капитальных вложений

Цена оборудования, входящего в систему, находится по формуле:

Ц = См + Ср + Ск, (4.1)

где Ц – цена оборудования, руб.;

См – стоимость материала, руб.;

Ср – стоимость строительно-монтажных работ, руб.;

Ск – стоимость конструктивных особенностей, руб.

Стоимость материала находим по формуле:

См = Ма*Цст, (4.2)

где Ма – масса аппарата, кг;

Цст – цена тонны стали, Цст = 70 руб./кг.

Стоимость строительно-монтажных работ находим по формуле:

Ср = 2/3*См (4.3)

Стоимость конструктивных особенностей аппарата находим по формуле:

Ск = 1/5*См (4.4)

1) Рассчитаем стоимость вспомогательного оборудования по формулам (4.1) – (4.3), (4.5).

а) Рассчитаем стоимость растворного бака для анионообменной колонны.

Из-за простоты конструкции растворного бака стоимостью конструктивных особенностей можно пренебречь.

Массу растворного бака находим по формуле:

Ма = S*L*ρ, (4.5)

где Мб – масса бака (аппарата), кг;

S – площадь металлического покрытия, м2;

L – толщина металлического покрытия, L = 0.004 м;

ρ – плотность стали, ρ = 7850 м3/кг

Мб = 0.004*7850*24 = 754 кг

См = 754*70 = 52780 руб.

Ср = 35187 руб.

Получаем цену бака:

Цб = 52780 + 35187 = 87967 руб.

б) Рассчитаем стоимость растворных баков для катионообменных колонн по формулам (4.1) – (4.3), (4.5).

Мб = 0.004*7850*29.5 = 926 кг

См = 926*70 = 64820 руб.

Ср = 43213 руб.

Получаем цену одного бака:

Цб = 64820 + 43213 = 108033 руб.

Так как используется три бака, то получаем:

Цб = 324099 руб.

Общая стоимость всех баков:

Цобщ = 412066 руб.

Итого стоимость вспомогательного оборудования: 500033 руб.

Рассчитаем стоимость сорбционного фильтра

(Dф = 0.85 м, Нф = 1.45 м)

Цена металлоконструкции рассчитается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 140 кг

См = 9765 руб.

Ср = 6510 руб.

Ск = 1953 руб.

Ца = 18228 руб.

В качестве загрузки используется сорбент «Пороласт-F», стоимость килограмма которого С = 1.25 руб./кг. Плотность сорбента ρ = 800 кг/м3. Объем сорбента Vc = 0.19 м3.

Рассчитаем стоимость сорбента по формуле:

Цс = С*Vc*ρ, (4.6)

Где С – стоимость килограмма сорбента, руб./кг;

Vc – объем сорбента, м3;

ρ – плотность сорбента, кг/м3

Цс = 190 руб.

Стоимость сорбционного фильтра с загрузкой сорбента определим по формуле:

Цф = Цк + Цс, (4.7)

где Цк – цена металлоконструкции аппарата, руб.;

Цс – цена загруженного сорбента, руб.

Цф = 190 + 18228 = 18418 руб.

Рассчитаем стоимость электрофлотатора по формуле (4.5):

Мэ.д. = 37*0.004*7850 = 1162 кг

См = 81340 руб.

Ср = 54227 руб.

Ск = 16268 руб.

Получаем стоимость электрофлотатора:

Цэ.д. = 151835 руб.

Рассчитаем стоимость анионообменной колонны (высота колонны На.к. = 3 м, диаметр колонны Dа.к. = 1.2 м).

Цена металлоконструкции рассчитывается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 0.004*7850*12.44 = 390.6 кг

См = 27342 руб.

Ср = 18228 руб.

Ск = 5468 руб.

Ца = 51038 руб.

В качестве загрузки колонны используется анионит марки АМ-п, стоимость килограмма анионита С = 70 руб./кг, плотность анионита

ρ = 1600 кг/м3, объем анионита V = 2.6 м3.

Рассчитаем стоимость анионита по формуле (4.6):

Цан = 291200 руб.

Найдем стоимость анионообменной колонны с загрузкой анионита по формуле (4.7):

Ца.к. = 51038 + 291200 = 342238 руб.

Стоимость десорбционной колонны рассчитывается аналогично:

Ца.к. = 342238 руб.

Общая стоимость двух колонн:

Цобщ. = 684476 руб.

Рассчитаем стоимость катионообменной колонны (высота колонны Нк.к. = 3 м, диаметр Dк.к. = 1.4 м).

Цена металлоконструкции рассчитывается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 462.5 кг

См = 32375 руб.

Ср = 21584 руб.

Ск = 6475 руб.

Ца = 60434 руб.

В качестве загрузки катионообменной колонны используется катионит марки КУ-23Na, стоимость килограмма которого С = 50 руб./кг, плотность катионита ρ = 1350 кг/м3, объем катионита V = 3.2 м3.

Рассчитаем стоимость катионита по формуле (4.6):

Цк = 216000 руб.

Найдем стоимость катионообменной колонны с загруженным катионитом по формуле (4.7):

Цк.к. = 276432 руб.

Всего две колонны:

Цобщ = 552864 руб.

Все контрольно-измерительные приборы, насосы, вентилятор задействованы из существующей схемы.

Общие капитальные вложения составляют:

К = п.1 + п.2 + п.3 + п.4 + п.5 = 500033 + 18418 + 151835 + 684476 + 552864 = 1907626 руб.

4.2.2. Расчет эксплуатационных расходов

Затраты на сырье и материалы

Таблица 4.1.

(по данным отдела снабжения КАПО им. С. П. Горбунова

Наименование Стоимость Расход Затраты на

реагента реагента, руб./кг реагента, кг/год реагент, руб./год

1 2 3 4

Серная кислота

(Н2SO4) 1.28 268128 343204

Гидроксид

натрия (NaOH) 5.65 52000 293800

Хлорид

натрия (NaCl) 1.0 39000 39000

Итого - - 676004

Расчет энергозатрат

Электрофлотатор расходует 50 кВт*ч на окисление одного кубометра сточной воды. Объем сточных вод Q = 750 м3/сут. В год расходуется:

N = 50*750*250 = 9375000 кВт

Используется два насоса марки 2-НФ, мощностью 1 кВт*ч (в год работают по 3500 ч каждый), два насоса марки 2К-6А, мощностью 2 кВт*ч (в год работают по 1750 ч каждый).

Используется один вентилятор марки Ц 4-70 №2, мощностью 3 кВт*ч, в год работает 1000 ч.

Стоимость 1кВт = 0.34 руб. (заводские данные).

Таблица 4.2.

Затраты на электроэнергию (по данным отдела главного энергетика)

Наименование Количество, Количество потребляемой Затраты на элек-

прибора шт. энергии, кВт*ч/год троэнергию, руб.

1 2 3 4

Насос марки

2-НФ 2 7000 2380

Насос марки

2К-6А 2 7000 2380

Вентилятор

Ц 4-70 №2 1 3000 1020

Электро-

флотатор 1 9375000 3187500

Итого - - 3193280

Амортизационные отчисления

Амортизационные отчисления на основное оборудование

составляют 10%.

Ао = 18228*0.1 + 684476*0.1 + 552864*0.1 = 125557 руб.

Амортизационные отчисления на иониты составляют 8%.

Аи = 190*0.08 + 291200*2*0.08 + 216000*2*0.08 = 81167 руб.

Всего амортизационные отчисления составляют: 206724 руб.

Заработная плата (по данным бухгалтерии завода)

Таблица 4.3.

Фонд заработной платы цеха № 69

Должность Разряд Количество, Зарплата одного Общая годовая

чел. работника, руб. зарплата, руб.

1 2 3 4 5

Начальник

цеха 1 8000 96000

Технолог 1 6200 74400

Мастер-сменщик 2 7300 175200

Лаборант

хим.анализа 4 4 3000 144000

Аппаратчик по

очистке ст.вод 4 13 3300 514800

Аппаратчик по

гашению изв. 5 8 4000 384000

Машинист насос.

установок 5 8 4300 412800

Корректиров-

щик ванн 4 4 3000 144000

Продолжение таблицы 4.3.

1 2 3 4 5

Слесарь-

сантехник 6 1 3800 45600

5 3 3300 118800

Электро-

монтажник 6 1 4300 51600

5 1 3800 45600

Слесарь КИПа 5 2 4300 103200

Всего - 49 - 2310000

5) Отчисления на социальное страхование составляют 39.5% от фонда заработной платы, т.е. 912450 руб.;

Эксплуатационные расходы составляют:

Э = п.1 + п.2 + п.3 + п.4 = 676004 + 3193280 + 206724 + 2310000 + 912450 = 7298458 руб.

4.2.3. Расчет ущерба [73]

Под экономическим ущербом понимается сумма затрат на предупреждение вредного воздействия загрязненной среды на реципиентов (население, объекты жилищно-коммунального хозяйства, животные, растения и др.).

Экономическая оценка ущерба от сброса сточных вод в горколлектор составила:

У1 = 1201151 руб. (заводские данные)

Экономическая оценка ущерба от утилизации гальваношламов цеха № 69 составляет:

У2 = 1259232 руб. (заводские данные)

В процессе осуществления предлагаемой схемы очистки, сброс сточных вод в городскую канализацию не производится, так как очищенная вода поступает на водооборот. По технологии предлагаемой схемы не образуются осадки, которые требуется утилизировать. Поэтому ущерб от внедрения природоохранного мероприятия условно принимаем У3 = 0.

4.2.4. Определение чистого экономического эффекта [73]

Под чистым экономическим эффектом R понимается разность между результатами природоохранного мероприятия Р и затратами на их осуществление З.

R = Р – З, (4.8)

где R – чистый экономический эффект, руб.;

Р – результат природоохранного мероприятия, руб.;

З – затраты на осуществление природоохранных мероприятий, руб.

В формуле (4.8)

Р = Ру + D, (4.9)

где Ру – предотвращенный годовой экономический ущерб от загрязнения окружающей среды, руб., рассчитывается по формуле:

Ру = У1 + У2 – У3 , (4.10)

D – годовой прирост дохода от улучшения производственной деятельности, рассчитывается по формуле:

D = Σ Gi*Ci, (4.11)

i=1

где Gi – масса i –того вещества, извлекаемого в год, кг, см. табл.4.4.;

Сi – стоимость i – того вещества, руб/кг, см. табл.4.4.;

n – количество извлекаемых веществ.

Затраты на осуществление природоохранных мероприятий найдем по формуле:

З = Э + Ен*К, (4.12)

где Ен – коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаем Ен = 0.12.

Э – эксплуатационные расходы, руб.;

К – капитальные вложения, руб.

Таблица 4.4.

Годовой доход от улучшения производственной деятельности

N Вид улучшения Масса Стоимость Доход,

производственной извлекаемого Ci, руб./кг руб.

деятельности элюата Gi, кг

1 Продажа соли меди 3904.7 34.5 134712

2 Продажа соли никеля 2737.5 36.5 99918

3 Продажа соли цинка 81098.7 32 2595158

4 Продажа соли хрома 64540.5 67 4324213

Итого - - 7154001

Расчет количества солей хрома, никеля, меди и цинка см. Приложение 8.2, Приложение 8.3.

З = 7298458 + 0.12*1907626 = 7527373 руб.

В годовой прирост дохода включаем также стоимость 80% воды, возвращенной в производство (165000 руб.), а также стоимость очистки воды по существующей технологии (1415625 руб.).

Р = 1201151 + 1259232 - 0 + 165000 + 1415625 +7154001=11195009 руб.

Чистый экономический эффект составил:

R = 11195009 – 7527373 = 3667636 руб.

4.2.5. Определение общей экономической эффективности природоохранных затрат

Под общей (абсолютной) экономической эффективностью природоохранных затрат понимается отношение полного годового эффекта от внедренных природоохранных мероприятий к вызвавшим их затратам.

Общая экономическая эффективность определяется по формуле:

Эз = Р / З, (4.13)

где Эз – общая экономическая эффективность природоохранных затрат,

руб./руб.;

Р – результат природоохранного мероприятия, руб.;

З – затраты на осуществление природоохранных мероприятий, руб.

Получаем общую экономическую эффективность природоохранных затрат:

Эз = 11195009 / 7527373 = 1.5 руб./руб.

4.2.6. Определение общей расчетной экономической эффективности капитальных вложений в средозащитные мероприятия

Общая расчетная экономическая эффективность определяется по формуле:

Ер = (Р – Э) / К, (4.14)

где Р – результат природоохранного мероприятия, руб.;

Э – эксплуатационный затраты, руб.;

К – капитальные затраты, руб.

Общая расчетная экономическая эффективность составила:

Ер = (11195009 – 7527373) / 1907625 = 1.92 руб./руб.

Сопоставляем коэффициент Ер с нормативным коэффициентом Ен для решения вопроса эффективности капитальных вложений и целесообразности природоохранного мероприятия. При Ер>Eн вариант целесообразен с точки зрения экономических затрат. Можно сделать вывод, что предлагаемая схема очистки хромсодержащих сточных вод КАПО им. С. П. Горбунова экономически выгодна.

4.2.7. Определение расчетного срока окупаемости капитальных вложений

Срок окупаемости капитальных вложений рассчитывается по формуле:

Тр = 1 / Ер, (4.15)

где Тр – срок окупаемости капитальных вложений, год;

Ер – общая расчетная экономическая эффективность капитальных

вложений в средозащитные мероприятия.

Тр = 1 / 1.92 = 0.5 года

4.3. Выводы

Очистка хромсодержащих сточных вод гальванического производства КАПО им. С. П. Горбунова требует сравнительно небольших капитальных (1907 тыс. руб.) и эксплуатационных затрат (7527,373 тыс.руб.). Данная технология позволяет предотвратить ущерб окружающей среде в размере 2460383 руб. Извлеченные из сточных вод элюаты (растворы солей цинка, никеля, хрома и меди) реализуются в других отраслях промышленности, при этом доход от их продажи составляет 7154,001 тыс.руб. в год. Эффективность капитальных вложений составляет 1.92 руб./руб. Срок окупаемости составил 0.5 года.

Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности и рентабельности данного природоохранного мероприятия.