На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Расчёт установки для нейтрализации

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 11.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 7. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И  СПОРТА
  НАЦИОНАЛЬНЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УКРАИНЫ
  «КИЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ» 
 

  Курсовая работа
  по  дисциплине:
  «Технология и оборудование защиты гидросферы»
    «Расчёт установки для нейтрализации» 
 
 
 

                                                                                     Выполнила:
                    ст. ІV курса
                    гр. ОЗ-81
                    Савицкая Н.Ю.
                    Проверила:
                    к.т.н., доц. Дичко А.О.
                  доцент 
                   
                   

  Киев 2011 

  СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
РАЗДЕЛ І. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД. 4
РАЗДЕЛ ІІ. ИСЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОНЦЕНТРАЦИЙ В СТОЧНОЙ ВОДЕ. 9
РАЗДЕЛ ІІІ. ВЫБОР МЕТОДА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД. 13
РАЗДЕЛ IV. РАСЧЕТ УСТАНОВКИ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ СТОЧНЫХ ВОД 18
ВЫВОД 21
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………22
 


  ВВЕДЕНИЕ
    Развитие промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского  хозяйства привели к тому, что  антропогенное воздействие на  окружающую среду приняло глобальный  характер.
  Повышение эффективности мер по охране окружающей среды связано прежде всего с широким внедрением ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов, уменьшением загрязнения воздушной среды и водоемов.
  Охрана  окружающей среды представляет собой  весьма многогранную проблему, решением которой занимаются, в частности, инженерно-технические работники  практически всех специальностей, которые  связаны с хозяйственной деятельностью  в населенных пунктах и на промышленных предприятиях, которые могут являться источником загрязнения в основном воздушной и водной среды.
  Объектом  исследования в данной работе выступает  загрязнение сточными водами.
  Цель  работы — проанализировать состав сточных вод и выбрать наиболее эффективную и экономически выгодную установку для их очистки.
  Задачи:
    Исследовать состав сточных вод;
    Выбрать установку для наиболее эффективной очистки
    Рассчитать основные параметры выбранной установки.
 


  РАЗДЕЛ  І. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД.
  Всякий  водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. 
На него оказывают влияние:

  - условия формирования поверхностного  или подземного водного стока;
  - разнообразные природные явления;
  - индустрия;
  - промышленное н коммунальное  строительство;
  - транспорт;
  - хозяйственная и бытовая деятельность человека.
  Последствием  этих влияний является привнесение  в водную среду новых, несвойственных ей веществ — загрязнителей, ухудшающих качество воды.
  Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, по своему составу могут быть разделены на три вида:
  1) производственные - использованные  в технологическом процессе производства или получающиеся при добыче полезных ископаемых (угля, нефти, руд и т. п.);
  2) бытовые - от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, а также от душевых установок, имеющихся на территории промышленных предприятий;
  3) атмосферные - дождевые и от  таяния снега.
  Для правильного определения необходимой  степени очистки сточных вод. спускаемых в водоем, в каждом случае нужно иметь подробные данные об их количестве и составе, а также данные детальных обследований водоема, характеризующие местные гидрологические и санитарные условия. Необходимая степень очистки сточных вод определяется применительно к обще санитарным и органолептическим показателям вредности и к каждому из нормативных показателей загрязнения.
  Определяют две категории водоемов (или их участков): I — водоемы питьевого и культурно-бытового назначения и П—водоемы рыбохозяйственного назначения.
  Состав  и свойства воды водных объектов первого  типа должны соответствовать нормам в створах, расположенных в водотоках на расстоянии одного километра выше ближайшего по течению, а в непроточных водоемах — в радиусе одного километра от пункта водопользования. Состав и свойства воды в рыбохозяйственных водоемах должны соответствовать нормам в месте выпуска сточных вод при рассеивающем выпуске (наличие течений), а при отсутствии рассеивающего выпуска — не далее чем в 500 м от места выпуска.
  В соответствии с действующим законодательством  все сточные воды должны перед  сбросом в водоем подвергаться очистке. Для выполнения этих требований в зависимости от состава сточных вод применяются различные методы и способы.
  Очистка сточных вод — это разрушение или удаление из них загрязняющих веществ, обеззараживание и удаление патогенных организмов.
  Существует  большое многообразие методов очистки, которые можно разделить на следующие  основные группы по основным используемым принципам:
    механические. Они основаны на процедурах процеживания, фильтрования, отстаивания, инерционного разделения. Позволяют отделить нерастворимые примеси. По стоимости механические методы очистки относятся к одним из самых дешёвых методов.
    химические. Применяются для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, обесцвечивание и обеззараживание. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка.
    физико-химические. При этом используются процессы коагуляции, окисления, сорбции, экстракции, электролиза, ультрафильтрации, ионообменной очистки, обратного осмоса. Это высокопроизводительный способ очистки, отличающийся высокой стоимостью. Позволяет очистить сточные воды от мелко- и грубодисперсных частиц, а также растворённых соединений (за исключением истинно-растворенных соединений - например, солей).
    биологические. В основе этих методов лежит использование микроорганизмов, поглощающих загрязнителей сточных вод. Применяются биофильтры с тонкой бактериальной плёнкой, биологические пруды с населяющими их микроорганизмами, аэротенки с активным илом из бактерий и микроорганизмов.
  Часто применяются комбинированные методы, использующие на нескольких этапах различные  методы очистки. Применение того или  иного метода зависит от концентрации и вредности примесей.
  В зависимости от того, извлекаются  ли компоненты загрязняющих веществ  из сточных вод, все методы очистки  можно разделить на регенеративные и деструктивные.
  Из  известных способов обработки и  утилизации производственных жидких отходов, включая и пастообразные, в мировой  практике наибольшее распространение  нашли следующие методы: биологическое  окисление н физико-химическая очистка, складирование в поверхностных хранилищах, захоронение в глубинные горизонты и подземные пустоты естественного и искусственного происхождения, сброс в глубинные части морей и океанов, термическая обработка, захоронение отходов в наземных герметических резервуарах.
  Сточные воды промышленных предприятий очищают  механическими, физико-химическими  и биологическими методами. Выбор  схемы очистки определяется рядом факторов, включающих показатели очищаемого стока, возможность утилизации примесей и повторного использования воды для производственных нужд, состояние водоема, качество воды в нем и т.д.
  Вследствие  сильной загрязненности сточных  вод промышленных предприятий их очистка от примесей производится в несколько этапов. Во всех случаях очистки стоков первой стадией является механическая очистка, предназначенная для удаления наиболее крупных механических примесей, взвесей и дисперсно-коллоидных частиц. Последующая очистка от химических веществ осуществляется различными методами: физико-химическими (флотация, абсорбция, ионообмен; дистилляция, обратный осмос и ультрафильтрация и др.). химическими (реагентная очистка), электрохимическими (электрохимическое окисление и восстановление, электродиализ, электрокоагуляция, электрофлотация и т.п.), биологическими. Если в сточных водах имеются весьма вредные вещества, применяют термические методы, позволяющие уничтожить примеси. Как правило, во многих случаях приходится применять комбинацию указанных методов.
  В качестве наиболее употребительных  методов следует указать:
  1. Для суспензированных и эмульгированных  примесей - отстаивание, флотация, фильтрация, осветление, центрифугирование (для грубодисперсных частиц); коагуляция, флокуляция. электрические методы осаждения (для мелкодисперсных и коллоидных частиц).
  2. Для очистки от неорганических  соединений - дистилляция, ионообмен.  обратный осмос, ультрафильтрация, реагентное осаждение, электрические методы.
  3. Для очистки от органических  соединений - экстракция, абсорбция, флотация, ионообмен. реагентные методы (регенерационные методы): биологическое окисление, озонирование, хлорирование, электрохимическое окисление (деструктивные методы).
  4. Для очистки от газов и паров – отдувка, вакуумирование, нагрев, реагентные методы.
  5. Для уничтожения вредных веществ  - термическое разложение.
  Приведенная табл. 1.1 позволяет облегчить выбор  метода обезвреживания производственных сточных вод в зависимости  от их состава и концентрации загрязняющих веществ.
Таблица 1.1
Рекомендуемые методы обезвреживания сточных вод.
Концентрация загрязняющих веществ, мг/л Методы  очистки сточных вод. содержащих вещества
 
 
преимущественно органические с температурой кипения, °С Преимуществен-но неорганические
 
 
<120 120—250 >250  
 
1-500 Биологический, химический, сорбционный Химический, сорбционный Механический, химический,
сорбционный
500—5000 Химический (озонирование,хлорирование),сорбционный, жидкофазное
окисление с 
биологической

доочисткой,
сжигание  в печах
Химический, 
сорбционный. 
экстракцион- 
ный, жидкофазное 
окисление с биологической доочисткой, сжигание в печах
Сорбционный, жидкофазное окисление с биологической доочисткой, сжигание в печах Механический, сорбционный, выпаривание
5000—30000 Химический, экстракционный, жидкофазное окисление  с биологической доочисткой. сжигание в печах Механический, выпаривание, сброс в море, захоронение в земле, сушка в кипящем слое
>30000 Экстракционный, жидкофазное окисление с различными методами доочистки, сжигание в печах То же
 
  РАЗДЕЛ  ІІ. ИСЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОНЦЕНТРАЦИЙ В СТОЧНОЙ ВОДЕ. 

  Проанализировав данные таблицы — годового отчета по забору проб речной воды, следует выбрать показатели, которые имеют скачкообразный характер, тенденцию к возрастанию или превышают ПДС, для более детального исследования с целью нормализировать выбранные показатели качества воды.
    В данной работе из всех показателей , характеризирующих состав и качество воды, для анализа выбрано три показателя: ХПК, щелочность и количество сульфатов. 

Таблица 2.1 Данные отбора проб
Место отбора проб Щелочность, мг-екв/дм3 ХПК, мгО/дм3 Сульфаты, мг/дм3
Средние показатели за І квартал
Скид  № 2 4,3 75,6 52,0
Река 500 м выше 5,7 50,4 41,1
Река 500 м ниже 5,5 55,1 43,0
Средний показатели за ІІ квартал
Скид  № 2 4,2 77,2 60,3
Река 500м выше 3,5 52,2 44,6
Река 500м ниже 3,7 59,7 46,7
Средний показатели за III квартал
Скид  № 2 4,0 69,2 60,5
Река 500м выше 4,5 48,4 45,6
Река 500м ниже 4,5 51,7 48,0
Средние показатели за IV квартал
Скид  № 2 4,5 73,8 61,2
Река 500м выше 4,5 42,9 43,9
Река 500м ниже 4,5 49,4 46,9
ПДС   80,0 150,0

Рис. 2.1. Изменение уровня ХПК на протяжении года
  Проанализировав данный график, построенный по данным годовой отчетности по забору проб речной воды, видим, что уровень химического потребления кислорода в первом квартале увеличивается, во втором квартале начел резко уменьшаться и в третьем опять резко начал возрастать.
  На  данном графике можно проследить неустойчивый уровень ХПК, а значит неизвестно, какой уровень ХПК  будет в следующем квартале и  существует риск превышения его допустимой нормы, так как его значения колеблются в промежутке 50-76 мг О/дм3 в то время, как ГДС ХПК = 80 мг О/дм3 .

  Рис.2.2. Изменение щелочности на протяжении года
  Щелочность воды на месте сброса, исходя из приведенного графика, плавно уменьшалась в первом, втором и третьем кварталах, после чего резко начала увеличиваться, что свидетельствует о выходе из строя очистного оборудования или значительного (сравнительно с предыдущими тремя кварталами кварталами) сброса загрязняющих веществ, которые могли вызвать увеличение количества анионов слабых кислот, в основном угольной кислоты (карбонатов, гидрокарбонатов).

  Рис.2.3. Изменение концентрации сульфатов
  Концентрация сульфатов в данных отчета изменяется от 43 до 62 мг/дм3, то есть не превышает ПДС (150 мг/дм3).
  Анализируя  графики содержания сульфатов в  воде, можно сказать, что в первом квартале их концентрация стремительно возрастала, во втором квартале она осталась практически на том же уровне и в следующих исследуемых промежутках времени опять начала увеличиваться.
    Рассмотрев вышеуказанные графики,  видим, что уровень ХПК имеет  скачкообразный характер, а концентрация  сульфатов и щелочность воды  имеет тенденцию к возрастанию.
 


  РАЗДЕЛ  ІІІ. ВЫБОР МЕТОДА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД. 

  Сточные воды от сульфатов очищают методами нейтрализации, обратного осмоса, ультрафильтрации.
  В нашем случае более эффективным  есть метод нейтрализации, так как  он экономически более выгодный, чем  другие выше  представленные методы, а также, потому что с помощью  этого метода можно не только понизить количество сульфатов в воде, а  и стабилизировать уровень щелочности, который, исходя из приведенного, графика  стремительно растет.
  Реакция нейтрализации – это химическая реакция между веществами, имеющими свойства кислоты и основания, которая  приводит к потере характерных свойств  обоих соединении. Наиболее типичная реакция нейтрализации в водных растворах происходит между гидратированными ионами водорода и ионами гидроксида, содержащимися соответственно в  сильных кислотах и основаниях: Н++ОН = Н2О. В результате концентрация каждого из этих ионов становится равной той, которая свойственна самой воде (около 10–7), т.е. активная реакция водной среды приближается к рН = 7.
  Выбор метода нейтрализации зависит от объема и концентрации сточных вод  от режима их поступления, наличия и  стоимости реагентов. В процессе нейтрализации могут образовываться осадки, количество которых зависит  от концентрации и состава сточных  вод, а также от вида и расхода  используемых реагентов.
  Наиболее  часто сточные воды загрязнены минеральными кислотами: серной Н2SO4, азотной НNОз, соляной НСl, а также их смесями. Значительно реже в сточных водах встречаются азотистая HNO2, фосфорная НзРO4, сернистая Н23, сероводородная H2S, плавиковая HF, хромовая Н2СrO4 кислоты, а также органические кислоты: уксусная CH3COOH, пикриновая НОС6Н2(NO2)3, угольная H2СО3, салициловая С6Н4(ОН)2 и др.
  При химической очистке применяют следующие  способы нейтрализации:
  а) взаимная нейтрализация кислых и  щелочных сточных вод;
  б) нейтрализация реагентами (растворы кислот, негашеная известь СаО, гашеная известь Ca(OH)2, кальцинированная сода Na2CO3, каустическая сода NaOH, аммиак NH3OH);
  в) фильтрование через нейтрализующие материалы [известь, известняк СаО3, доломит CaCO3·MgCO3, магнезит MgCO3, обожженный магнезит MgO, мел СаСО3 (96…99 %)];
  г) нейтрализация щелочных сточных  вод дымовыми газами.
  Нейтрализация смешением. Этот метод применяют, если на одном предприятии или на соседних предприятиях имеются кислые и щелочные воды, не загрязненные другими компонентами. Кислые и щелочные воды смешивают в емкости с мешалкой и без мешалки. В последнем случае перемешивание ведут воздухом (рис. 1.) при его скорости в линии подачи 20-40 м/с. 

  
  Рис.3.1. Нейтрализатор смешения: 1 – кислые сточные воды; 2 – щелочные сточные воды; 3 – нейтрализованная сточная вода; 4 – воздух; 5 – распределитель воздуха; 6 – емкость
  Нейтрализация кислыми газами. Для нейтрализации щелочных сточных вод в последнее время начинают использовать отходящие газы, содержащие СО2, SO2, NO2 и др. Применение кислых газов позволяет не только нейтрализовать сточные воды, но и одновременно производить высокоэффективное очистку самих газов от вредных компонентов.
  Использование для нейтрализации щелочных сточных  вод диоксида углерода имеет ряд  преимуществ по сравнению с применением  серной или соляной кислот позволяет  резко снизить стоимость процесса нейтрализации. Вследствие плохой растворимости  СО2 уменьшается опасность переокисления нейтрализованных растворов. Образующиеся карбонаты находят большее применение по сравнению с сульфатами или хлоридами, кроме того, коррозионные и токсичные воздействия СО3:2– ионов в воде меньше, чем ионов SO42 и С132–.
  Для очистки сточных вод от сульфатов  можно использовать метод нейтрализации  реагентами, а именно негашеной известью.
  Процессы  реагентной нейтрализации сточных  вод осуществляются на нейтрализационных  установках (рис. 3.2). 

  
  Рис. 3.2. Установка для реагентной нейтрализации.
  1 — песколовки; 2 — усреднители; 3 — склад реагентов; 4 — растворные баки; 5 — дозатор; 6 — смеситель; 7 — нейтрализатор; 8 — отстойник; 9 — осадкоуплотнитель; 10 — вакуум-фильтр; 11 — накопитель обезвоженных осадков; 12 — шламовые площадки.
  При нейтрализации сточных вод, содержащих серную кислоту (H2SO4) и ее соли, реакция в зависимости от применяемого реагента протекает по уравнениям:
  H2SO4+Ca (OH)2 = CaSO4+2H2O,
  H2SO4+CaCO3=CaSO4+CO2,
  H2SO4 + CaO + H2O = CaSO4 + 2H2O,
  FeSO4+ Ca(OH)2 = CaSO4+ Fe(OH)2
  FeSO4 + CaO + H2O = CaSO4 + Fe(OH)2.
  Образующийся  в результате нейтрализации сульфат  кальция (гипс) кристаллизуется из разбавленных растворов в виде CaSO4·2H2O. Растворимость этой соли при температуре 0-40 0С колеблется от 1,76 до 2,11 г/л.
  При более высокой концентрации сульфат  кальция выпадает в осадок, поэтому  при нейтрализации сильных кислот, кальциевые соли которых труднорастворимы в воде, необходимо устраивать отстойники-шламонакопители.
  
      Рис. 3.3. Схема установки нейтрализации кислых вод гидроксидом кальция: 1 – усреднитель; 2 – нейтрализатор; 3 – отстойник. 

  При нейтрализации сточных вод, содержащих серную кислоту и ее соли, известковым молоком в осадок выпадает гипс CaSO4·2H:2O. Растворимость гипса мало меняется с температурой. При перемещении таких растворов происходит отложение гипса на стенках трубопроводов и их забивка. Для устранения забивки трубопровода необходимо промывать их чистой водой или добавлять в сточные воды специальные умягчители, например гексаметафосфат. Увеличение скорости движения нейтрализованных вод способствует уменьшению отложений гипса на стенках трубопровода. 

 


  РАЗДЕЛ  IV. РАСЧЕТ УСТАНОВКИ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ
  СТОЧНЫХ ВОД. 

  Рассчитаем  установку для нейтрализации  солей сульфата в сточных водах  при таких данных:
    расход сточных вод — 810 м3/сут;
    содержание сульфатов (FeSO4) — 6 кг/м3
  При нейтрализации негашеной  известью в виде известкового молока, происходит следующая реакция с сульфатом железа: 

      FeSO4 + CaO + H2O = CaSO4 + Fe(OH)2.
          152              56             18              136               90 

  На  основании вышеприведенной реакции и исходных данных по содержанию связанного железа в сточных водах определяем расход извести на данную реакцию. 
 

  По  табл. 4.1 определяем количество негашеной извести, требуемое для перевода железа из растворенного состояния в осадок, b1 = 1,0 (в пересчете на сульфат железа FeSO4 b1 = 0,37).
  Таблица 4.1
Количество реагентов, требуемое для удаления металлов Реагенты 
СаО Са(ОН)2 Na23 NaOH
Цинк  0,85 1,13 1,6 1,22
Никель  0,95 1,26 1,8 1,36
Медь  0,88 1,16 1,66 1,26
Железо  1,0 1,32 1,9 1,43
Свинец  0,27 0,36 0,51 0,38
 
 
  Для известкового молока K = 1,1; B = 50 %:
  кг/сут
  Известь приготовляют в виде известкового молока в растворных баках общей емкостью:
    м3 

  где ? – плотность воды, ? = 1000 кг/м3; n — число заготовок известкового молока в сутки, n = 6; z — концентрация известкового молока по гашеной извести, z = 7 %.
  Принимаем два железобетонных бака прямоугольной  формы, размерами 3?3 и глубиной наполнения 1,8 м; в баках устанавливают лопастные  мешалки с вертикальной осью и  частотой вращения 40 мин-1.
  Известковое молоко из растворных баков подаем в дозатор. Расход известкового молока: 

    л/с 

  Общий расход нейтрализуемого отработавшего  травильного раствора ст и известкового молока  

  qобщ = qст + qиз = 3,65 + 1,11 = 4,76 л/с 

  Смешение  нейтрализуемого раствора с известковым  молоком производят в смесителе, время перемешивания tсм = 5 мин. Вместимость смесителя:  

  Vсм = qобщ 60 tсм/1000 = 4,76.60.5/1000 = 1,43 м3.
  Смеситель принимают круглым в плане  со следующими размерами Dсм = 1,4 м; Нсм = 1 м. В смесителе устанавливают лопастную мешалку с частотой вращения 40 мин-1
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.