Охрана труда и противопожарная защита

     Содержание.

Введение.

1. Физико-химическая  характеристика процесса.

1.1. Существующие  методы производства готового  продукта и их краткая характеристика. Выбор метода, его преимущества.

1.2. Теоретические  основы принятого метода.

1.3. Основные  физико-химические свойства исходного сырья, вспомогательных материалов, готовой продукции, характеристика их качества согласно ГОСТ и ТУ.

2. Технологическая  и эксплуатационная характеристика  процесса.

2.1. Описание  технологической схемы производства.

2.2. Выбор средств контроля и управления технологическим процессом.

2.2.1. Выбор параметров, подлежащих контролю.

2.2.2. Выбор сигнализируемых  величин.

2.2.3. Выбор параметров  блокировки.

2.3. Выбор средств  автоматизации.

2.4 Отходы  производства, их применение.

2.5. Изменения, внесенные в проект.

3. Расчеты.

3.1. Расчет материального  баланса биологической очистки  сточных вод.

3.2. Технологический  расчет основного аппарата и  подбор вспомогательного оборудования.

3.3. Тепловой  баланс.

4. Экономика  производства.

5. Охрана труда и противопожарная защита.

Заключение.

Литература. 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение.

       Значение пресной воды как природного сырья постоянно возрастает. При использовании в быту и промышленности вода загрязняется веществами минерального и органического происхождения. Такую воду принято называть сточной водой.

        В зависимости от происхождения сточных вод они могут содержать токсичные вещества и возбудители различных инфекционных заболеваний. Водохозяйственные системы городов и промышленных предприятий оснащены современными комплексами самотечных и напорных трубопроводов и других специальных сооружений, реализующих отведение, очистку, обезвреживание и использование воды и образующихся осадков. Такие комплексы называются водоотводящей системой. Водоотводящие системы обеспечивают также отведение и очистку дождевых и талых вод. Строительство водоотводящих систем обуславливалось необходимостью обеспечения нормальных жилищно-бытовых условий населения городов и населенных мест и поддержания хорошего состояния окружающей природной среды.

              Промышленное развитие и рост городов в Европе в XIX в. привели к интенсивному строительству водоотводящих каналов.

            Большинство систем водоотведения обеспечивало отведение сточных вод по подземным самотечным трубопроводам и сброс неочищенных стоков в водоемы.

        Комплексное развитие систем водоотведения с очистными сооружениями началось после установленных норм очистки сточных вод при выпуске их в реку, разработанных в Англии в 1876 г. Достижения науки и техники способствовали повышению степени благоустройства городов до уровня современной цивилизации.

        Особое значение имеет развитие современной системы водоотведения бытовых и производственных сточных вод, обеспечивающих высокую степень защиты окружающей природной среды от загрязнений. Наиболее существенные результаты получены при разработке новых технологических решений в вопросах эффективного использования воды систем водоотведения и очистки производственных сточных вод.

        Предпосылками для успешного решения этих задач при строительстве водоотводящих систем являются разработки, выполняемые высококвалифицированными специалистами, использующими новейшие достижения науки и техники в области строительства и реконструкции водоотводящих сетей и очистных сооружений.

       Биологические методы очистки сточных вод основываются на естественных процессах жизнедеятельности гетеротрофных микроорганизмов. Микроорганизмы, как известно, обладают целым рядом особых свойств, из которых следует выделить три основных, широко используемых для целей очистки:

1. Способность потреблять в качестве источников питания  самые раз 
   нообразные органические (и некоторые неорганические) соединения для 
   получения энергии и обеспечения своего функционирования.
2. Во-вторых, это свойство быстро размножаться. В среднем число 
   бактериальных клеток удваивается через каждые 30 мин.
3. Способность образовывать колонии и скопления, которые сравни 
   тельно легко можно отделить от очищенной воды после завершения про 
   цессов изъятия содержавшихся в ней загрязнений.

       В живой микробианальной клетке непрерывно и одновременно протекают два процесса - распад молекул (катаболизм) и их синтез (анаболизм), составляющие в целом процесс обмена веществ - метаболизм. Источником питания для гетеротрофных микроорганизмов являются углеводы, жиры, белки, спирты и т.д., которые могут расщепляться ими либо в аэробных, либо в анаэробных условиях.

      При биологической очистке значительная часть загрязнений, содержащихся в сточных водах, трансформируется в биологическую массу или, иными словами, растворенные и инертные взвешенные органические вещества в результате метаболической активности микроорганизмов и сорбционной способности активного ила превращаются в биологическую массу, сравнительно легко отделимую от очищенной воды.

        Процесс биологической очистки сточных вод на ГУП «БОС» - непрерывный, производится на двух параллельных потоках:

• 1-ый поток – мощность 100000 м³/сутки; производится очистка смешанных промышленных и городских сточных вод в соотношении (1:4);
• 2-ой поток - мощность 222000 м³/сутки; производится очистка сточных вод предприятий г. Чебоксары и Новочебоксарска и собственные сточные воды.

1. Физико-химическая характеристика процесса.

1.1. Существующие методы производства готового продукта и их краткая характеристика. Выбор метода, его преимущества.

      Химизм  процесса, характеристика основных и  побочных реакций процесса. Стадии и химизм технологического процесса.

      Технологическая схема производства биологической очистки  сточных вод состоит  из следующих стадий:

• механическая очистка сточных вод;
• биологическая очистка сточных вод;

• дезинфекция (обеззараживание) очищенных сточных вод;
• воздуходувная станция;
• обработка осадков.

      Процесс полной биологической  очистки протекает  в три стадии:

      На  первой стадии, сразу же после смешения активного ила со сточными водами, на его поверхности происходит адсорбция загрязняющих веществ и их коагуляция (укрупнение частиц, несущих органические вещества). Высокое содержание поступающих загрязняющих веществ способствует на первой стадии высокой кислородопоглощаемости, что приводит к практически полному потреблению кислорода в зоне поступления сточных вод в аэротенк. На первой стадии за 0,5-2,0 часа содержание органических загрязняющих веществ снижается на 50-60%.

      На  второй стадии продолжается биосорбция загрязняющих веществ и идет их активное окисление экзоферментами (ферментами, выделяемыми из активного ила), гетеротрофными бактериями, причем в первую очередь на энергетические потребности (реакция 1) и на синтез биомассы (реакция 2):

С_хН_уОN + О₂ +  ^{гетеротрофные бактерии}   СО₂ + Н₂О + NН₃ + Н⁺                                                            (1)

С_хН_уОN + О₂ +   ^{гетеротрофные бактерии}   С₅ Н₇NО₂ + Н₂О + СО₂ + Н⁺                                                   (2)

где:   С_хН_уОN –  органическое вещество, содержащееся в сточной воде;

         С₅ Н₇NО₂ – среднестатическое соотношение основных элементов клеточного вещества.

      Благодаря снизившейся концентрации загрязняющих веществ, начинает восстанавливаться  активность ила, которая была подавлена к концу первой стадии. Скорость потребления кислорода на этой стадии меньше, чем в начале процесса, и в иловой смеси накапливается растворенный кислород. На второй стадии за 2,0-4,0 часа экзоферментами окисляется до 75% органических загрязняющих веществ.

      На  третьей стадии происходит окисление загрязняющих веществ эндоферментами, автотрофными бактериями, окисляющими клеточное вещество (стадия внутриклеточного питания активного ила, (реакция 3), доокисление сложноокисляемых соединений, превращение азота аммонийных солей в нитриты и нитраты (реакция 4), регенерация активного ила.

С₅Н₇NО₂ + 5О₂ +      ^{автотрофные бактерии}      5СО₂ + 2Н₂О + NН₃ + Н⁺                                                    (3)

NН₃ + О₂ +    ^{автотрофные бактерии}   НNО₂ + О₂ + ^{автотрофные бактерии}    НNО₃                                          (4)

      Скорость  потребления кислорода на этой стадии вновь возрастает. Продолжительность  третьей стадии составляет 4-6 часов  для бытовых стоков и может  удлиниться до 15 часов при совместной очистке бытовых и промышленных сточных вод. Таким образом, общая продолжительность процесса  биологической очистки в аэротенках может составлять от 6-8 часов до 10-20 часов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2. Теоретические основы  принятого метода.

      Метод биологической очистки сточных вод основан на способности микроорганизмов использовать различные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания в процессе их жизнедеятельности.

      Биологическому  окислению подвергаются органические вещества, находящиеся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов и в растворенном состоянии. Кроме органических веществ переработке подвергаются некоторые неокисленные неорганические соединения, такие как сероводород, аммиак, аммонийные соли.

      Биологическая очистка сточных вод производится в аэротенках-смесителях  в аэробных (в присутствии кислорода) условиях под действием зооглейных скоплений микроорганизмов – активного ила.

      Основная  роль в процессе очистки сточных  вод принадлежит бактериям, число которых в расчете на 1г сухого вещества ила колеблется от 10⁸ до 10¹⁴ клеток. Ил имеет развитую поверхность – до 100м² на 1г сухой массы, что способствует интенсивному изъятию загрязнений из сточной воды. В зависимости от условий существования, в иле развивается 5-8 родов бактерий, среди них представители  Psenljmonos, кокковые формы, бациллы  и другие.

      Кроме бактерий в активном иле развиваются  простейшие микроорганизмы – жгутиковые инфузории, ресничные инфузории (аспедиски, фортицеллы) и более сложные организмы – коловратки и другие.

      Роль  простейших многопланова, они питаются бактериями, поддерживая в иле  бактериальное равновесие. Поедая, наряду с молодыми клетками старые, простейшие обеспечивают омолаживание ила  и развитие новых жизнеспособных клеток. Простейшие также питаются частицами загрязнений, находящихся в сточной жидкости, благодаря чему происходит дополнительное осветление воды.

      По  численности и видовому составу  простейших, по их состоянию можно  судить о работе аэротенков таблица 1.

Таблица 1.- Зависимость работы аэротенка от наличия простейших микроорганизмов в активном иле.

1.3. Основные физико-химические  свойства исходного  сырья, вспомогательных материалов, готовой продукции, характеристика их качества согласно ГОСТ и ТУ.

      Осветленные сточные воды со стадии механической очистки – содержат в своем составе химические загрязняющие вещества и бакзагрязнения.

      Активный  ил – суспензия аэробных микроорганизмов в виде мелких хлопьев от светло – коричневого до черного цвета.

      Биологически  очищенные сточные  воды – имеют остаточные патогенные микроорганизмы.

      Факторы влияющие на развитие и жизнедеятельность активного ила:

- температура, [15] ⁰С                                                                                                                     20-28

- рН среда, [15]                                                                                                                                     7-8

- содержание растворенного кислорода в иловой смеси, [15] мг/дм³                                             2,0

- наличие  питательных веществ

- наличие токсинов.

      Для обеспечения жизнедеятельности  микроорганизмов,  более полного  и устойчивого процесса биологической очистки производственных сточных вод, их разбавляют бытовыми сточными водами, содержащими в своем составе все необходимые биогенные элементы.

      Кроме основных элементов (С - углерода, Н - водорода, N - азота) для построения клетки необходимы и другие элементы (К, Са, Мg,  Fе). Азота и фосфора может не хватать, поэтому при необходимости их добавляют в виде растворов суперфосфата или сульфата аммония до соотношения:

                                                        БПК / N / P = 100 / 5 /1

        Длительный недостаток азота приводит к образованию труднооседающего активного ила и к потерям его в результате выноса из вторичных отстойников.

      Роль  фосфора в жизни бактерий чрезвычайно  велика, т.к. он входит в состав наиболее активных веществ клетки. При недостатке фосфора в сточных водах в иле развиваются нитчатые формы бактерий, обуславливающие медленное его оседание, кроме того, происходит замедление роста активного ила и снижается интенсивность окисления органических соединений. 

Таблица 2. - Характеристика сточных вод.

Таблица 3. - Эффективность работы очистных сооружений по загрязняющим веществам.

2. Технологическая и эксплуатационная характеристика процесса.

2.1. Описание технологической  схемы производства.

      Сточные воды по трубопроводам поступают в приемную камеру на стадию механической очистки. Для очистки от крупных загрязнений (мусор, отходы, грубые отбросы и т.д.) и частично взвешенных веществ, сточные воды по каналам направляются на решетки.

      Очищенные от крупных загрязнений сточные  воды после решеток направляются на песколовки для удаления тяжелых  минеральных частиц, преимущественно песка. Осаждение песка в процессе движения сточных вод происходит за счет силы тяжести частиц со скоростью, соответствующей крупности и удельному весу частиц. По мере накопления, осевший на дно песколовки песок, сгребается механическим скребковым механизмом в приямок, расположенный в начале песколовки. Из приямка песок удаляется при помощи гидроэлеватора на пескоплощадки. После песколовок сточные воды поступают по подземному трубопроводу в нижнюю центральную часть распределительной чаши первичных отстойников.

      Распределительная чаша имеет четыре незатопляемых водослива с широкими порогами, оборудованные щитовыми затворами, позволяющими регулировать подачу сточных вод по отстойникам. Сюда же по отдельным трубопроводам направляются дренажные стоки из резервуара дренажной насосной станции, осветленная вода из илоуплотнителей и сточные воды при опорожнении первичных отстойников. Предусмотрена также подача избыточного активного ила для укрупнения  (хлопьеобразования) взвешенных веществ с целью лучшего осаждения их в первичных отстойниках. Из распределительной чаши сточные воды поступают в первичные отстойники.                                         

      Осветленные сточные воды со стадии механической очистки сточных вод из кольцевого лотка первичных отстойников  по подземному трубопроводу поступают  на биологическую очистку через успокоительную камеру УК1 в верхний канал аэротенков-смесителей АС1 и АС2.    

      Аэротенк-смеситель представляет собой прямоугольный железобетонный резервуар. Состоящий из верхнего распределительного лотка и трубчатой аэрационной системы, четырех коридоров, разделенных между собой продольными перегородками не доходящих до противоположной торцевой стены аэротенка (1-ый коридор является регенератором) и нижнего сборного лотка иловой смеси.

      Верхний лоток аэротенков предназначен для равномерного распределения

осветленных сточных вод между четырьмя аэротенками.

      Нижний  лоток служит для отвода иловой смеси  из аэротенков.  

      Подача  осветленной воды в каждую секцию  аэротенка осуществляется по

распределительному  лотку, расположенному на стене между вторым и третьим коридорами

каждой  секции. Распределительный лоток  имеет 10 отверстий, оборудованных щитовыми затворами, по пять с каждой стороны.

      Подача  сточной воды в аэротенк производится одновременно из четырех отверстий с

учетом  необходимого объема регенератора согласно таблице 4.

Таблица 4. - Зависимость объема регенератора от распределения сточных вод.