Загрязнение среды обитания от гальванического производства предприятия ОАО «Курганмашзавод»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Экология и безопасность жизнедеятельности»

Курсовая работа Тема: «Загрязнение среды обитания от гальванического производства предприятия ОАО «Курганмашзавод» «

Курган 2010

Содержание Введение

1. Аналитическая часть

1.1 Общие сведения о предприятии ОАО «Курганмашзавод»

1.2 Описание производств предприятия ОАО «Курганмашзавод»

1.3 Характеристика предприятия как источника загрязнения среды обитания

1.4 Характеристика техногенного воздействия гальванического производства на среду обитания

2. Расчетная часть

2.1 Характеристика водопользования. Показатели использования водных ресурсов на промышленном объекте

2.2 Характеристика сточных вод гальванического производства

2.3 Расчет предельно допустимых сбросов. Параметры сброса сточных вод. Показатели качества воды в контрольных створах водного объекта Заключение Список использованных источников Приложение

Введение

ОАО «Курганмашзавод» является одним из крупнейших машиностроительных предприятий г. Кургана. Предприятие имеет производство металлообрабатывающей промышленности с чугунным и стальным литьем и цветным литьем. В отдельную структуру выделены литейные заводы с производством фасонного — чугунного и стального литья и фасонного цветного (алюминиевого) литья под давлением. Номенклатура выпускаемой продукции: спецтехника, сельхозтехника, промтехника, товары народного потребления и хозяйственного назначения.

Технологические процессы и операции сопровождаются воздействием на среду обитания: выбросами в атмосферу, сбросами сточных вод в водные объекты, складированием и захоронением образующихся отходов. В курсовой работе дается характеристика ОАО «Курганмашзавод» как объекта загрязнения среды обитания.

Одним из производств на предприятии, оказывающим негативное влияние на окружающую среду, является гальваническое производство. Показатели загрязнения атмосферы, водных объектов и почвы дают возможность оценить воздействие производства на среду обитания, в частности на состояние атмосферного воздуха на территории предприятия и вблизи, где расположена селитебная зона.

Оценка воздействия гальванического производства на среду обитания дает возможность определить приоритетные направления природоохранной деятельности предприятия с целью сокращения или предотвращения негативного воздействия на окружающую среду.

В первую очередь от загрязнения компонентами технологических растворов страдают поверхностные водоемы. В них попадают сточные воды, образующиеся при промывке деталей. Во вторую очередь компонентами технологических растворов загрязняются почвы и подземные водоемы. [1,12]

1. Аналитическая часть

1.1 Общие сведения о предприятии ОАО «Курганмашзавод»

Предприятие имеет производство металлообрабатывающей промышленности с чугунным и стальным литьем (в количестве до 1 тыс. т/год) и цветным (в количестве до 100 т/год) литьем. В отдельную структуру выделены литейные заводы с производством фасонного — чугунного и стального литья в количестве до 50 тыс. т/год и фасонного цветного (алюминиевого) литья под давлением мощностью до 2 тыс. т/год, в том числе цинковых сплавов менее 500 т/год.

Номенклатура выпускаемой продукции характерна для предприятий машиностроительного профиля: спецтехника, сельхозтехника, промтехника, товары народного потребления и хозяйственного назначения. В общем объеме выпускаемой продукции спецтехника составляет 80%, продукция народно-хозяйственного назначения 20%. В настоящей хозяйственно-экономической ситуации строго планируемых объемов выпуска продукции не существует. Объемы годового выпуска продукции определяются спросом на рынке сбыта, который систематически меняется. Основанием для текущего планирования и производства являются договоры, контракты и разовые сделки, оформление которых идет в течение года.

ОАО «Курганмащзавод» имеет одну промплощадку, расположенную к северу от центральной части города. С южной и юго-западной стороны располагаются жилые районы, с других сторон предприятие ограничено промышленными зонами.

Общая площадь землепользования предприятия составляет 257,297га. Нормативная санитарно-защитная зона (СЗЗ) для данного предприятия согласно СанПиН-2.2.½.1.1.1031−01 составляет: 300 м от литейного производства, 50 м от производства металлообрабатывающей промышленности. Общая площадь СЗЗ составляет 41,65 га.

Предприятие имеет собственный полигон для размещения отходов литейного производства и площадку для размещения отходов пенополиуретана. [11, 12]

1.2 Описание производств предприятия ОАО «Курганмашзавод»

Механо-сборочный завод (МСЗ) и 340 цех На механо-сборочном заводе при изготовлении изделий основного производства и гражданской продукции осуществляют следующие операции: механическая обработка, термообработка, окраска, сборка, сварка.

Используемое сырье и вспомогательные материалы: стальные литые и чугунные заготовки, латунные в бронзовые заготовки, штампованные поковки, прокат, комплектующие изделия, масла, эмульсии, ветошь, абразивы, дробь, краска, соли, РТИ.

Получаемая продукция: детали и узлы в сборе, готовые изделия и запчасти основного производства и гражданской продукции, детали сторонних организаций.

Осуществляются операции: механическая обработка, окраска, сборка, сварка, термообработка.

При механической обработке металлов и сплавов на токарных, фрезерных, шлифовальных, заточных в других станках и автоматах с применением масла и эмульсии выбрасываются аэрозоли масел, металлическая и абразивная пыль.

При термообработке выделяются оксид углерода, аэрозоли солей и масел.

В процессе сварочных операций выделяются: сварочная аэрозоль, в состав которой входят окислы марганца, хрома, железа, кремния, углерода, азота.

При проведении окрасочных работ выделяются пары растворителей и аэрозоль краски.

Перечень основных отходов, образующихся в цехах МСЗ: опил загрязнённый, бумага и картон, шлифовальная шкурка, отходы абразивных кругов, лом и стружка металлов, окалина и шлам закалочных ванн, аккумуляторы отработанные, шлам и пыль от шлифования металлов, отработанные масла, эмульсии, моечные растворы, растворители, отходы лакокрасочных материалов и резинотехнических изделий, ветошь.

В производственную промливневую канализацию сбрасываются и поступают на очистные сооружения: часть технической воды после охлаждения оборудования, стоки, загрязненные нефтепродуктами, механическими примесями, взвешенными веществами.

Завод сварных конструкций (ЗСК) Основной вид деятельности ЗСК — производство крупногабаритных тяжеловесных узлов и деталей для спецтехники и изделий гражданской продукции: корпуса, колпаки, рамы, кузова, блоки и др.

Окончательно готовые узлы и детали россыпью направляются для дальнейших операций в цеха ЗПС, ЗХЧ, МСЗ, на сбыт, а также непосредственным заказчикам по прямым договорам.

ЗСК расположен в двух производственных корпусах: корпус 400 и корпус 400-БИС общей площадью 101 000 м².

Во всех цехах выполняются следующие технологические операции: резка металлического листа холодным и горячим способами, холодная и горячая штамповка, закалка и отпуск деталей и узлов, механическая обработка, дробеочистка и правка, гидропмевмоиспытания, сварка дуговая и контактная, окраска, сдача окончательная и комплектовка, транспортирование и консервация, изготовление деревообрабатывающих станков.

При механической обработке металлов и сплавов на различных станках с применением минеральных масел и эмульсий выделяются аэрозоли масел, металлической и абразивной пыли.

В процессе сварочных операций выделяется значительное количество сварочного аэрозоля, в состав которого входят окислы марганца, хрома, железа, кремния, а также оксиды углерода и азота.

При проведении покрасочных работ выделяются пары растворителей и аэрозоль краски.

На производственных участках ЗСК образуются следующие виды отходов: опил загрязненный промасленный, отходы шлифовального полотна, отходы абразивного инструмента, отходы стальной и алюминиевой сварочной проволоки, отработанные эмульсии (водные СОЖ), масла, моечные растворы, отходы ЛКМ, РТИ, краскостоки, ветошь загрязненная, шлам, пыль от шлифования металлов.

В промливневую канализацию сбрасываются и поступают на очистные сооружения стоки с содержанием механических примесей, взвешенных веществ и нефтепродуктов.

Отработанный кислотно-щелочной раствор после травления мелких деталей вывозится для обезвреживания на станцию нейтрализации цеха 250.

Завод ходовой части (ЗХЧ) На ЗХЧ при производстве изделий основного производства и гражданской продукции осуществляются следующие операции: механическая обработка, термообработка, окраска, сборка, сварка.

Используется сырье и вспомогательные материалы: литые и штампованные поковки, прокат, комплектующие изделия, масла, эмульсии, ветошь, абразивы, лакокрасочные материалы.

Получаемая продукция — детали и узлы в сборе, готовые изделия основного производства и гражданской продукции, детали сторонних организаций.

При механической обработке металлов и сплавов с применением масел и эмульсий выбрасываются аэрозоли масел и эмульсий, металлическая и абразивная пыль.

При термообработке выделяются: оксид углерода, аэрозоли солей и масел.

В процессе сварочных операций выделяются: сварочная аэрозоль (окислы марганца, хрома, железа, кремния, углерода, азота).

При проведении окрасочных работ выделяются пары растворителей и аэрозоль краски.

На производственных участках ЗХЧ образуются следующие виды отходов: опил промасленный, отходы шлифовального полотна, фильтровальное полотно «Т-500», бумага парафинированная, отходы абразивного инструмента, отходы от пескоструйной установки, отходы дроби, пыль от шлифования металла, отработанный моечный раствор, отработанные масла, эмульсии, отходы ЛКМ, вода из ванн гидрофильтров, отходы РТИ, отработанные угольные фильтры.

В производственную промливневую канализацию сбрасываются и поступают на очистные сооружения стоки, загрязненные механическими примесями, взвешенными веществами, нефтепродуктами. Для охлаждения термического оборудования используется вода 2-ой оборотной системы.

Завод прессово-сборочный (ЗПС) ЗПС специализирован на изготовлении деталей и узлов изделий основного производства и запасных частей к ним, товаров народного потребления, автомобильных прицепов, тягово-сцепных устройств к ним, кабин, узлов МКСМ-800, минитрактора, навесных орудий, деталей и узлов к ним, деталей и узлов к бронированным автомобилям разных марок.

Применяются следующие материалы: литые и штампованные поковки, листовой и фасонный прокат, комплектующие изделия и узлы, эмульсии, ветошь, абразивы, дробь, песок, краски, компоненты для получения ППУ.

Получаемая продукция: детали и узлы в сборке, готовые изделия гражданской продукции, запасные части основной и гражданской продукции.

Осуществляются операции: механическая обработка, окраска, сборка, сварка, производство и переработка вспененных пластмасс (пенопластов), травление алюминиевых деталей (используются сухие химикаты, кислоты, щелочи).

При механической обработке выбрасываются аэрозоли масел, металлическая и абразивная пыль. В процессе сварочных операций — сварочная аэрозоль, состоящая из окислов марганца, хрома, железа, кремния, углерода, алюминия, никеля, азота.

При проведении окрасочных работ выделяются пары растворителей и аэрозоль краски. При травлении деталей выделяются пары щелочей и кислот.

В цехах ЗПС образуются следующие виды отходов: опил загрязненный, бумага, фильтровальное полотно от «Т-500», строительный мусор, отходы абразивного инструмента, отходы сплавов, отходы металлической дроби, шлам и пыль шлифования металла, гальваношламы (влажность 70%), шлам моечных машин и «Т-500»; отработанный моечный раствор, эмульсии, масла, растворитель, нефтепродукты от мойки и расконсервации деталей, отходы ЛКМ, вода из ванн гидрофильтров, отходы РТИ, отходы ППУ, ветошь загрязненная, отработанные угольные фильтры, мусор бытовой.

В производственную промливневую канализацию сбрасываются и поступают на очистные сооружения стоки, загрязненные нефтепродуктами, механическими примесями и взвешенными веществами, нейтрализованные гальваностоки. Для охлаждения термического оборудования используется вода оборотной системы № 1.

Сталечугунолитейный завод (СЧЛЗ) СЧЛЗ производит фасонные отливки из чугуна и стали. СЧЛЗ производит отливки для нужд ОАО «КМЗ», а также сторонних организаций. Осуществляются операции: изготовление деревянной и металлической оснастки, хранение формовочных материалов, изготовление стержней, изготовление форм и заливка их металлом, плавка металла, выбивка отливок из опок, удаление литников и прибылей, обрубка и очистка отливок.

Сырье и материалы, поступающие в производство: стальная и чугунная шихта, лигатуры, шлакообразующие материалы, формовочные глины и песок, электроды графитовые, дробь металлическая, литейные связующие, окрасочное антипригарное покрытие, пиломатериалы, абразивные круги.

Основным источником загрязнения атмосферы является литейное производство.

В процессе плавки выделяются: оксид углерода, оксиды азота, сернистый ангидрид, марганец, цианистый водород, фтористый водород, взвешенные вещества.

При подготовке формовочных и стержневых смесей, а также изготовлении форм и стержней происходит выделение пыли неорганической с содержанием оксида кремния.

В процессе термообработки выделяются оксиды углерода и азота, сернистый ангидрид, аммиак, зола мазутная.

На производственных участках СЧЛЗ образуются следующие виды отходов: отходы древесины, стружка, опил, отходы лигносульфанатов, упаковка, отходы абразивных кругов, шлаки металлургического производства, бой огнеупоров, формовочные и стержневые отработанные смеси, пыль от зачистки литья, отходы графитовых электродов, масла отработанные, затвердевшие отходы антипригарной краски. РТИ, мусор бытовой.

Основное водопотребление — охлаждение термического оборудования из оборотной системы № 1. Незначительные объемы стоков, сбрасываемые в промливневую канализацию загрязнены механическими примесями, маслами.

Завод точных заготовок (ЗТЗ) Завод точных заготовок выпускает отливки, изготовленные следующими видами литья: литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) вакуумно-пленочной формовки (ВПФ), литье под давлением (ЛПД), в кокиль, холоднотвердеющая смесь (ХТС).

Изготовляются заготовки: стальные, чугунные, алюминиевые.

В цехах ЗТЗ применяются современные высокопроизводительные технологии изготовления отливок, что значительно снижает выбросы в атмосферу не только в процессе плавки металлов, но и в процессе обработки отливок, т.к. они получаются более точными.

В процессе выбивки выделяются оксиды углерода и азота, сернистый ангидрид, аммиак, пыль неорганическая.

В процессе сжигания топлива (газ, мазут) выделяются твердые вещества, оксид углерода, сернистый ангидрид, оксиды азота, зола.

На различных этапах технологического процесса образуются отходы: керамика, остатки огнеупорной суспензии, песок отработанный, отходы пленки «Сэвилен», стержневая смесь ХТС, лом огнеупорных материалов, шлак электропечей, отходы металлической дроби, отходы абразивных кругов, абразивная и металлическая пыль, отработанное масло, окалина замасленная, РТИ, ветошь загрязненная, опил загрязненный, мусор бытовой.

Основное водопотребление — охлаждение термического оборудования — из оборотной системы № 1.

Стоки, поступающие в промливневую канализацию, загрязнены механическими примесями, маслами.

Кузнечный завод (К3)

КЗ состоит из участков: заготовительного с инструментальным отделением, кузнечно-штамповочного с термическим отделением и ремонтного.

Входящие сырьевые потоки: прокат черных и цветных металлов, водная СОЖ, опил, круги шлифовальные, штамповочные кубики, прокат инструментальных сталей, дробь металлическая, бумага упаковочная парафинированная, металлопрокат, огнеупорные изделия, РТИ.

Получаемая продукция: отрезанные заготовки для механических цехов, инструмент для горячей обработки металлов давлением, штампованные поковки и поковки свободной ковки.

Основным технологическом оборудованием являются нагревательные печи, молота для ковки и штамповки, а также очистное, металлорежущее и сварочное оборудование.

При сгорании жидкого топлива выделяются твердые вещества, оксиды азота и углерода, сернистый ангидрид, мазутная зола.

На производственных участках К3 образуются следующие виды отходов: отходы древесины, стружка, опил; упаковка загрязненная, отходы строительные, лом огнеупоров, отходы абразивных кругов; лом и стружка черных металлов, окалина от нагрева, пыль от дробеметов, лампы освещения ртутьсодержащие, отходы графита; отработанные моющие растворы, эмульсии, масла; шлам масляных закалочных баков, отходы РТИ, ветошь загрязненная, мусор бытовой.

Для охлаждения термического оборудования используется вода оборотной системы № 1. Незначительные объемы стоков, поступающих в промливневую канализацию на очистные сооружения, загрязнены механическими примесями и маслами.

Гальванический цех (250 цех) В цехе 250 производятся следующие технологические процессы:

— электрохимическое и химическое покрытие деталей;

— изготовление пластмассовых деталей;

— навивка пружин.

Для электрохимического и химического покрытия деталей в цехе 250 используются более 80 наименований химикатов, а также вспомогательные материалы.

Перед покрытием часть деталей подвергается очистке в пескоструйных камерах.

Пластмассовые детали изготавливаются методом литья под давлением, применяются термопластмассы, полиэтилен, полиамиды.

Пружины навиваются из стальной проволоки.

Большое разнообразие способов нанесения покрытий, и применяемых при этом химических веществ, обуславливает агрегатное состояние выделяемых загрязняющих веществ, их количественный и качественный состав.

На различных этапах технологических процессов образуются следующие виды отходов: гальваношламы, загрязненный опил, ветошь, металлолом, отработанные минеральные масла, бумага упаковочная, термопласты, отходы бумаги парафинированной, отходы абразивных кругов, песок от пескоструйных установок, абразивная и металлическая пыль от заточных станков, отработанная полиэтиленовая пленка, загрязненная ветошь, мусор бытовой.

Экспериментальное производство (510 цех) В цехе 510 при производстве изделий основного производства и гражданской продукции осуществляются следующие операции: механическая обработка, термообработка, окраска, сборка, сварка.

Наименование входящих сырьевых потоков 510 цеха: литые заготовки, штампованные поковки, прокат, комплектующие изделия, масла, эмульсии, ветошь, абразивы, краски, кислоты, РТИ.

Получаемая продукция: детали и узлы в сборе, готовые изделия основного производства и гражданской продукции, запасные части основной и гражданской продукции, детали сторонним организациям.

При механической обработке металлов и сплавов с применением масел и эмульсий в атмосферу выбрасываются аэрозоли масел и эмульсий, металлическая в абразивная пыль.

При термообработке выделяются оксид углерода, аэрозоли солей и масел.

В процессе сварочных операций выделяются: сварочная аэрозоль, в состав которой входят окислы марганца, хрома, железа, кремния, углерода, азота, алюминия, никеля.

При проведении окрасочных работ выделяются пары растворителей и аэрозоль краски.

Завод товаров народного потребления (ЗТНП) ЗТНП занимается изготовлением широкой номенклатуры изделий из неметаллических материалов:

— мебели: мягкая мебель, корпусная мебель, кухонная мебель;

— изделия из ткани: тенты, чехлы, сидения, сумки для специзделий, палатки, тенты для прицепов;

— изделия из резины, резиновые изделия из пластин;

— покраской выпускаемых товаров.

В процессе механической обработки древесины выделяется древесная пыль. Количество пыли зависит от технологического процесса механической обработки древесины (пиление, фрезерование, строгание, сверление), режимов работы каждого станка, параметров применяемых заготовок. Очистка от древесной пыли производится в циклонах с эффективностью 99−99%.

При проведении окрасочных работ выделяются пары растворителей и аэрозолей краски.

В результате производственных технологических операций образуются следующие отходы: текстильные, древесные, отходы абразивных материалов, РТИ, торы, упаковки, отработанные масла, металлолом, вода из ванн гидрофильтров, мусор бытовой.

В производственную промливневую канализацию сбрасываются и поступают на очистные сооружения сток загрязненные механическими примесями и нефтепродуктами.

Завод нестандартного оборудования (ЗНО) В ЗНО изготавливают нестандартное оборудование.

В ЗНО поступают материалы: металл-круг, лист, швеллер, уголок, труба, сварочная проволока, электроды, детали, песок кварцевый, абразивные круги, лакокрасочные материалы, уайт-спирит, масла минеральные, СОЖ — масляная и водная, бумага, картон, ветошь обтирочная, пиломатериалы, РТИ.

Осуществляются операции: газорезка, механическая обработка на токарных, фрезерных, сверлильных, расточных, зубообрабатывающих, шлифовальных станках; сварка, оборка, покраска, термообработка.

При механической обработке металлов с применением масел и эмульсий выбрасываются аэрозоли масел и эмульсий, металлическая и абразивная пыль. [2, 3]

1.3 Характеристика предприятия как источника загрязнения среды обитания Для характеристики предприятия на окружающую среду приведем некоторые цифры, характеризующие его как источник загрязнения среды обитания, в таблице 1. [8, 9, 10]

Таблица 1 — Перечень загрязняющих веществ от предприятия (2007г.)

Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы Характеристика выбросов в атмосферный воздух представлена по данным госстатотчетности 2-ТП (воздух) в приложении 1.

На предприятии 1204 источника выделения загрязняющих веществ в атмосферу количество веществ, выбрасываемых в атмосферу 116, из них 32 — I и II кл. опасности. Фактически выброшено в атмосферу загрязняющих веществ 1401,3 тонн (Приложение 1, табл.П.1).

На предприятии эксплуатируются 288 установок очистки выбросов (газоочистных и пылеулавливающих), из них:

— 191 циклон типа ЦН-11 и ЦН-15, эффективность очистки которых составляет 75−87%;

— 20 ПВМ;

— 61 гидрофильтр;

— 16 — прочие.

Нормативная санитарно-защитная зона (СЗЗ) для предприятия составляет:

— от литейного производства — 300 м;

— от стальных видов производств — 50 м. [2, 3, 9, 12, 13]

Характеристика предприятия как источника загрязнения водного бассейна Для промышленного водоснабжения используется вода р. Тобол и 5 артезианских скважин. Насосная станция для забора воды из р. Тобол расположена в левом верхнем открылке Курганского гидроузла и предназначена для снабжения свежей водой ОАО «КМЗ» и других предприятий северного и северо-восточного промышленного района г. Кургана.

Основное потребление свежей воды на предприятии — подпитка оборотных систем, котельная и гальванический цех. Основная доля в обеспечении нужд производства водой приходится на оборотную воду. Нужды производства в воде обеспечиваются на 90% оборотной водой, на 10% свежей.

На предприятии функционируют 2 крупные оборотные системы и несколько локальных систем. Водой из оборотной системы № 1 охлаждается оборудование сталечугунолитейного, кузнечного, прессово-сборочного, механо-сборочного заводов, завода сварных конструкций, цехов энергообеспечения и турбокомпрессорного цеха, ОАО «СКБМ», завода технологического оснащения. Оборотная система № 2 создана для охлаждения оборудования завода точных заготовок и завода ходовой части.

Санитарные и хозяйственно-питьевые нужды обеспечиваются водой питьевого качества и на технологические нужды не используется.

Водоотведение осуществляется по трем системам канализации: хозяйственно-бытовой; промышленно-ливневой; канализации загрязненных сточных вод.

Хозяйственно-бытовые стоки с промплощадки через 6 выпусков отводятся в горколлектор с последующей очисткой на городских очистных сооружениях биологической очистки.

Промышленные и ливневые стоки отводятся на общезаводские очистные сооружения механической очистки с последующей доочисткой в прудах-отстойниках и далее единым водовыпуском сбрасываются в р. Черную.

По специальной канализации химически загрязненных сточных вод отводятся гальваностоки 250 цеха на станцию нейтрализации.

Приемником очищенных промливневых сточных вод ОАО «КМЗ» является р. Черная.

Общезаводские очистные сооружения принимают все виды промышленных сточных вод, в том числе с локальных очистных сооружений (нефтеловушки, грязеотстойники, отстойники краскостоков с коксовыми фильтрами, 2 станции нейтрализации гальваностоков и др.).

В технологических процессах по мойке деталей и оборудования внедрены установки «Керхер» с очисткой и возвратом сточных вод. По регенерации моющих растворов и СОЖ работают установки «Т-500» .

Наиболее загрязненными и токсичными являются химически загрязненные сточные воды головного гальванопроизводства — 250 ц. Они сбрасываются в слецканализацию и поступают на станцию нейтрализации для обезвреживания реагентным методом на оборудовании непрерывного действия с проточной системой нейтрализации. Очищенный гальваносток поступает в пруд-отстойник 250 ц., где также проходит дополнительное отстаивание и доочистка растительностью, затем переливом поступает в пруды-отстойники общезаводских очистных сооружений. Там два потока смешиваются, разбавляются и единым водовыпуском сбрасываются в р. Черную.

Метод очистки стоков на общезаводских очистных сооружениях — механический. Очистка ведется методом расслоения и отстаивания, доочистка до установленных ДС загрязняющих веществ достигается в прудах-отстойниках. Пруды-отстойники обеспечивают дополнительную биодоочистку высшей водной растительностью перед сбросом в р. Черную. Данные по эффективности работы очистных сооружений представлены в приложении 2 (таблица П.2).

Анализ работы очистных сооружений показывает высокую эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам, цинку, нефтепродуктам, никелю, азоту нитритному и нитратному. Одним из источников хлоридов, сульфатов, железа (общ.), марганца и фосфатов в стоках также является повышенный фон минерализации пром. воды р. Тобол.

Применяемый на ОАО «КМ3» реагентный метод очистки гальваностоков и водоподготовка для котельных имеет ряд недостатков:

— непригодность очищенной воды для использования в обороте в виду большого солесодержания;

— высокий расход реагентов, вторичное загрязнение ими стоков;

— значительные площади для реагентного хозяйства. [2, 3, 8]

Отходы предприятия Характеристика отходов производства, наименование мест образования отходов и способы их удаления представлены по данным форм госстатотчетности 2-ТП в приложении 3.

В результате проведенной инвентаризации источников образования отходов выявлено 109 наименований отходов, образовавшихся в процессе производства и потребления, из них: 1 класса — 3; 2 класса — 10; 3 класса — 20; 4 класса — 28; нетоксичных отходов — 48 наименований.

По характеру размещения отходы ОАО «КМЗ» делятся на основные категории (%):

— размещаемые на городском полигоне ТБО — 7,7;

— на собственном золошлакоотвале и полигоне захоронения пенопластов — 46,7;

— временно накапливаются на территории предприятия до передачи отходов другим предприятиям для переработки и обезвреживания — 8,8;

— реализация отходов населению, либо сторонним организациям — 10,0;

— размещаемые в котловане по ул. Омской — 1,0.

Все действия по обращению с отходами производятся в соответствии с технологическими инструкциями и нормативными документами, разработанными соответствующими службами (в ведении которых имеются техпроцессы и оборудование, где образуются отходы). Контроль по обращению с отходами производства возложен на зам. руководителей подразделений и утвержден соответствующим приказом по подразделению.

Контроль за состоянием окружающей среды в зоне мест временного накопления «доосушки» отходов гальваношламов и нефтешламов производится ЛЭК ЦЗЛ ОАО «КМЗ» по графику, согласованному с ГУПР МПР по Курганской области.

Приоритетные направления работы по обращению с отходами — внедрение малоотходных технологий, усовершенствование существующих технологических схем производства; обезвреживание, утилизация или размещение производственных отходов 3−4 классов опасности, вывозимых на свалку ТБО и котлован по ул. Омской, с соблюдением экологических норм и правил. [10, 11]

1.4 Характеристика техногенного воздействия гальванического производства на среду обитания В цехе 250 (гальванический) производятся следующие технологические процессы:

— электрохимическое и химическое покрытие деталей;

— изготовление пластмассовых деталей;

— навивка пружин.

Для электрохимического и химического покрытия деталей в цехе 250 используются более 80 наименований химикатов, а также аноды и другие вспомогательные материалы. Основным отходом при производстве гальванических покрытий является гальваношлам.

Перед покрытием часть деталей подвергается очистке в пескоструйных камерах. Отходом являются отработанный песок и шлифзерно.

Пластмассовые детали изготавливаются методом литья под давлением, применяются термопластмассы, полиэтилен, полиамиды. Отходом являются литниковые системы и облой, образующиеся при изготовлении деталей из пластмасс. Весь отход полностью подвергается вторичной переработке — повторному использованию для изготовления продукции.

Пружины навиваются из стальной проволоки, отходом являются обрезки проволоки и пыль от зачистки торцов пружин на точильношлифовальных станках.

В процессе эксплуатации и при ремонте оборудования образуются отходы металла, промасленный опил, загрязненная ветошь и отработанное масло.

Производственные процессы в цехе и на участках электрохимических покрытий отличаются большим разнообразием не только применяемых реагентов, но и технологий. Этим объясняется образование вредных выделений в различных концентрациях и агрегатных состояниях. (Приложение 4, таблица П.4).

Назначение гальванопокрытий — получение защитных, защитно-декоративных свойств поверхностей деталей, повышение износостойкости, улучшение электрических характеристик.

Хромирование. Применяется для защиты от коррозии деталей из стали, меди и ее сплавов, для повышения поверхностной твердости и износостойкости в декоративных целях. Хромируются детали типа штоков, валов, осей. Максимальный диаметр 100 мм, максимальная длина 1700 мм.

Цинкование. В основном применяется для защиты стальных деталей от коррозии (крепежные детали, штуцера).

Никелирование. Наносят на медь, железо и их сплавы, характеризуется значительной коррозионной стойкостью, твердостью. Широко применяется в декоративных целях (детали электрооборудования, консервовскрыватели).

Оксидирование. Нанесение окисной пленки на поверхность деталей с целью придания антикоррозионных свойств (муфты, тройники, слесарный инструмент).

Все производство, обеспечивающее нанесения на поверхность гальванического покрытия, можно разделить на 3 основные группы обработки (Приложение 5, таблица П.5):

— механическая подготовка поверхности (очистка, шлифование, полирование);

— подготовка поверхности изделий в растворах (травление, обезжиривание);

— нанесение электрохимическим или химическим способом.

Механическая подготовка поверхности связана с образованием металлической пыли.

Подготовка поверхностей в растворах заключается в их обезжиривании, травлении, химическом и электрохимическом полировании. Для этих целей применяются щелочные, кислотные и эмульсионные моющие растворы. В состав моющих и травильных растворов входят кальцинированная сода, концентрированная щелочь и различные кислоты.

Процессы нанесения покрытий на поверхности металлических изделий связаны с протеканием электрохимических и химических реакций (оксидирование, цинкование, кадмирование, меднение, фосфатирование, хромирование, пассивирование, лужение). В качестве электролитов и растворов для нанесения покрытий используют растворы, состоящие из кислот и (или) различных солей. Большое разнообразие способов нанесения покрытий и применяемых при этом химических веществ обуславливает различное агрегатное состояние выделяемых загрязняющих веществ, их количественный и качественный состав.

Технологические процессы гальванических покрытий сопровождаются выделением в воздух рабочей зоны паров органических растворителей, кислот, щелочей, аммиака, соединений цинка, олова, свинца, меди, никеля, цианистых соединений, брызг электролита и т. д. При этом подготовка поверхностей деталей под покрытия с применением шлифовальных и полировальных кругов, абразивных лент, гидропескоструйной, дробеструйной обработок сопровождается повышенными уровнями шума, значительными выделениями металлической, абразивной пыли. Процессы нанесения металлических покрытий сопровождаются повышенными уровнями вибрации и шума, значительными выделениями металлической пыли, опасными уровнями напряжения электрических цепей, большой опасностью возникновения пожаров.

Экологическая опасность гальванического производства определяется вредным воздействием его отходов на окружающую среду. В первую очередь от загрязнения компонентами технологических растворов страдают поверхностные водоемы. В них попадают сточные воды, образующиеся при промывке деталей. Во вторую очередь компонентами технологических растворов загрязняются почвы и подземные водоемы. Источником такого вида загрязнения окружающей среды служат твердые отходы гальванического производства, образующиеся после очистки сточных вод, отработанных технологических растворов, а также концентрированных жидких отходов, образующихся после некоторых методов очистки сточных вод. [1, 2, 7, 14]

В атмосферу от гальванического производства поступают следующие загрязняющие вещества (рисунок 1, Приложение 4, табл.П.4):

Рисунок 1. Выбросы гальванического цеха.

Химически загрязненные сточные воды головного гальванопроизводства являются наиболее загрязненными и токсичными. Они сбрасываются в спецканализацию и поступают на станцию нейтрализации для обезвреживания реагентным методом на оборудовании непрерывного действия с проточной системой нейтрализации. Очищенный гальваносток поступает в пруд-отстойник 250 ц., где также проходит дополнительное отстаивание и доочистка растительностью, затем переливом поступает в пруды-отстойники общезаводских очистных сооружений.

Сточные воды от гальванического цеха по характеру загрязнений делятся на две группы:

1. стоки кисло-щелочные;

2. стоки хромосодержащие.

В таблице 2 приведены концентрации основных ингредиентов в воде на выходе из гальванического производства на очистные сооружения и на выходе из очистных сооружений гальванического производства. [2]

Обезвреживание сточных вод гальванического цеха проводится в соответствии с утвержденной технологией, при этом достигается выполнение всех требований ПДК по вредным ингредиентам, за исключением хрома трехвалентного.

Хромосодержащие и кисло-щелочные стоки обезвреживаются в камерах нейтрализации. Очистка хромосодержащих и кисло-щелочных стоков на этапах усреднения, обезвреживания, контакта с реагентом — раздельная. Отстаивание всех групп стоков — совместное. После очистных сооружений обезвреженные и нейтрализованные стоки сбрасывают в пруд-отстойник 250 ц., где также проходит дополнительное отстаивание и доочистка растительностью, затем переливом поступает в пруды-отстойники общезаводских очистных сооружений. Схемы нейтрализации кислотно-щелочных стоков и обезвреживание хромовых стоков представлены в Приложении 6.

Применяемый на ОАО «КМ3» реагентный метод очистки гальваностоков имеет ряд недостатков:

— непригодность очищенной воды для использования в обороте в виду большого солесодержания;

— высокий расход реагентов, вторичное загрязнение ими стоков;

— значительные площади для реагентного хозяйства. 1, 5, 8, 11]

Таблица 2 — Концентрация ингредиентов в воде до и после очистных сооружений На различных этапах технологических процессов образуются следующие виды отходов: гальваношламы, загрязненный опил, ветошь, металлолом, отработанные минеральные масла, бумага упаковочная, термопласты, отходы бумаги парафинированной, отходы абразивных кругов, песок от пескоструйных установок, абразивная и металлическая пыль от заточных станков, отработанная полиэтиленовая пленка, загрязненная ветошь, мусор бытовой и другое (рисунок 2, Приложение 7, таблица П.7).

Рисунок 2. Отходы гальванического цеха.

2. Расчетная часть

2.1 Характеристика водопользования. Показатели использования водных ресурсов на промышленном объекте Для промышленного водоснабжения используется вода р. Тобол и 5 артезианских скважин. Насосная станция для забора воды из р. Тобол расположена в левом верхнем открылке Курганского гидроузла и предназначена для снабжения свежей водой ОАО «КМЗ» (таблицы 3).

Таблица 3 — Сведения о водных объектах и характеристиках водопользования (гальваническое производство)

Уровень воздействия гальванического производства на состояние поверхностных и подземных вод определяется его режимом водопотребления и водоотведения (рисунок 3).

Рисунок 3 — Схема водопотребления и водоотведения гальванического производства (тыс.м³/год).

Уровень использования водных ресурсов в производстве и совершенство применяемых сооружений и технологий очистки сточных вод, как правило, определяются следующими показателями:

· Коэффициентом использования оборотной воды в общем объеме водопотребления:

(1)

где Q_об — количество воды, используемой в обороте, м³/ч;

Q_ист — количество воды, забираемой из источника, м³/ч;

Q_сыр — количество воды, поступающей в систему водоснабжения с сырьем, м³/ч.

· Коэффициентом безвозвратного потребления и потерь свежей воды где Q_{сбр.вод} — количество сточных вод, сбрасываемых в водный объект, м³/ч;

Q_посл — количество воды, используемой последовательно, м³/ч.

· Коэффициентом использования воды, забираемой из источника,

· Коэффициентом водоотведения. Он определяется отношением объема сточных вод к объему потребляемой свежей воды (включая сточную воду, получаемую от других потребителей для повторного использования на предприятии):

(4)

где — количество сточных вод, получаемых от других потребителей для повторного использования на предприятии в качестве, свежей воды, м³/ч.

· Коэффициентом использования воды на промышленном предприятии:

(5)

где Q_пр — количество воды, необходимое для разбавления сточных вод водопользователя до ПДК, м³/ч, определяется с учетом объема и фактической концентрации загрязнений сточных вод по лимитирующему показателю вредности:

где С_i — концентрация i-го вредного вещества, мг/л;

ПДК_i — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/л.

· Коэффициентом нормативной нагрузки загрязнений от сточных вод на водоем:

(7)

где Р_н — количество загрязнений, допустимое к сбросу в водоем (ПДС);

Р_з — количество загрязняющих веществ в сточных водах;

· Коэффициентом очистки

(8)

где Р_у — количество загрязнений, которое должно быть удалено из сточных вод. 4]

Результаты вычислений заносим в таблицу 4.

Таблица 4 — Показатели использования водных ресурсов на промышленном предприятии Уровень воздействия объекта на состояние поверхностных вод — приемника стоков зависит от наличия и технических характеристик применяемых очистных сооружений. Характеристику очистных сооружений с указанием их наименования, пропускной способности, метода и эффективности очистки приводим в таблице 5.

2.2 Характеристика сточных вод гальванического производства Для нужд технологии очистки сточных вод гальвано-технологические операции чаще всего классифицируют, исходя из реакций и химического состава электролитов, служащих источником образования сточных вод. Гальванические операции делятся на 4 группы в соответствии с 4 видами сточных вод:

1.Операции, при которых образуются растворы или промывные воды, содержащие цианистые соединения: к ним относятся основные процессы электрохимического выделения металла из их цианистых, а также операции промывки после этих растворов.

2.Операции, при которых растворы или промывные воды содержат хромистые соединения: к ним относятся процессы хромирования, хромистой пассивации и операции промывки после этих растворов.

Таблица 5 — Характеристика очистных сооружений гальванического цеха Таблица 6 — Показатели состава и свойств сточных вод производства

3.Операции, при которых растворы и промывные воды не содержат упомянутых соединений: к ним относятся некоторые вспомогательные работы (обезжиривание, травление), основные процессы и отделочные работы.

4.Операции, при которых образуются растворы или промывные воды, содержащие ионы тяжелых металлов (в частности, ионы никеля и меди): к ним относятся основные процессы электрохимического выделения металла, а также операции промывки после этих растворов.

Сточные воды подразделяют на концентрированные и разбавленные. Под концентрированными сточными водами понимают отработанные технологические растворы ванн или промывные воды отдельной технологической операции с высокой концентрацией загрязнителей. Эти воды образуются периодически, при смене отработанных технологических растворов на свежие. Под разбавленными сточными водами понимают воды, которые образуются при межоперационной промывке, проводимой с целью сохранения химического состава и чистоты электролитических растворов, применяемых в отдельных операциях. [1, 2,4]

Качественные и количественные показатели состава и свойств сточных вод рассматриваемого производства в таблице 6.

2.3 Расчет предельно допустимых сбросов. Параметры сброса сточных вод. Показатели качества воды в контрольных створах водного объекта Приемником очищенных промливневых сточных вод ОАО «КМЗ» является р. Черная (таблица 7). Река Черная относится к водоемам 2 категории рыбохозяйственного назначения. Является левым притоком р. Тобол, впадает в него ниже г. Кургана на 688 км от устья. Общая длина реки 42 км, площадь водосбора 273 км². Водовыпуск ОАО «КМЗ» расположен ниже озера Черное (Заозерный район) в 0,9 км выше автодорожного моста по пр. Голикова. На режим и качество воды р. Черная оказывают влияние промышленные стоки предприятий (таблица 8). [2, 8, 11]

Таблица 7 — Гидравлическая характеристика приемника сточных вод

Таблица 8 — Химическая характеристика пром. воды р. Черная на водозаборе ОАО «КМЗ»

При отведении сточных вод в водный объект производится расчет предельно допустимого сброса (ПДС) загрязняющих веществ. Расчет ПДС производится с целью обеспечения норм качества воды водного объекта в контрольном створе при сбросе загрязняющих веществ со сточными водами.

Расчет выполняется с учетом фоновой концентрации загрязняющих веществ, гидрологических и гидрохимических особенностей водного объекта, а также возможной степени разбавления сточных вод и самоочищающей способности водоема (водотока). При расчетах ПДС в расчетном створе должна быть обеспечена концентрация контролируемых веществ, не превышающая нормативных требований к составу и качеству вод данного водного объекта. При расчете суммарного загрязнения водного объекта от нескольких вредных веществ следует определить лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) примесей, поступивших в водоем или водоток от выше расположенных выпусков, а также ЛПВ каждого загрязняющего вещества, присутствующего в данном сбросе.

Расчеты ПДС выполняем в соответствии с требованиями Методики расчета нормативов ПДС загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты со сточными водами [4, 6, 8].

Оценку загрязнения рек и водоемов сточными водами предприятия проводим на основе расчета смешения и разбавления сточных вод водой водного объекта.

Норматив ПДС отдельного выпуска сточных вод есть произведение расхода сточных вод q (м³/час) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества С_пдс (г/м³):

Норматив ПДС = q С_ПДС (9)

В формуле (9) расчетной величиной является С_ПДС, «q» принимается по данным водопользователя.

Расчетная формула для определения С_ПДС:

С_ПДС = С_ф + n (С_ПДК — С_ф), (10)

Где:

С_ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м³;

С_ф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м³;

n — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке.

Кратность общего разбавления равна произведению кратности начального разбавления n_н на кратность основного разбавления n_o:

n = n_нn_o (11)

Кратность начального разбавления n_n рассчитывается по методу Н. Н. Лапшева.

Исходные данные:

— расход сточных вод q=0,1, м³/с;

— диаметр выпуска d₀=0,5, м;

— количество выпуском N₀=1;

— скорость течения воды в реке (в месте выпуска) V_р=0,0026, м/с;

— глубина реки в месте расположения выпуска Н=1,1, м;

Алгоритм расчета:

1) Находится скорость на оси струи

V₀=V_p+ДV=0,0026+0,16=0,1626 (12)

ДV — превышение скорости речного потока над скоростью на оси струи (задается в пределах 0,10,15 м/с).

2) Определяется скорость истечения сточных вод из выпускных отверстий

V_cт.=4q/d₀N₀=4*0,1/3,14*0,5*1=0,25, м/с (13)

3) Вычисляется параметр m (отношение скоростей)

m=V_p/V₀=0,0026/0,1626=0,016 (14)

4) По номограмме (рисунок 4) определяется .

Рисунок 4 — Номограмма для определения диаметра струи в расчетном сечении.

5) Рассчитывается диаметр нестесненной струи в расчетном сечении

=0,5*9=4,5, (15)

6) Кратность начального разбавления с учетом стеснения струи d>H определяется по формуле:

= 0,984*81*0,924*0,4=7,5(16)

где определяется по рисунку 5.

Рисунок 5 — Номограмма для определения поправочного коэффициента Кратность основного разбавления n₀ определяется по методу В. А. Фролова и И. Д. Родзиллера.

Исходные данные:

— расчетный расход в водотоке в фоновом створе, Q=0,18, м³/с;

— расчетный расход сточных вод в выпуске, q=0,1, м³/с;

— скорость водотока при расчетном расходе, V_ср=0,0026, м/с;

— глубина водотока при расчетном расходе, Н=1,1, м;

— расстояние от выпуска до контрольного створа по прямой, L_п=71, м;

— расстояние от выпуска до контрольного створа по фарватеру, L_Ф=70,5, м.

Алгоритм расчета:

1) Определяется коэффициент смешения:

(17)

где: — коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке;

=0,99*0,27=0,27

где — коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой)

= L_ф/L_п = 0,99, (19)

— коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега =1, при выпуске в стрежень реки =1,5); D — коэффициент турбулентной диффузии, м²/с.

2) Коэффициент турбулентной диффузии определяется.

D =gVH/37n_шС²=9,81*0,0026*1,1/29,6=0,002 (20)

где: g — ускорение свободного падения, g =9,81 м/c²;

n_ш — коэффициент шероховатости ложа реки,

C — коэффициент Шези, м^½/c, определяемый по формуле Н. Н. Павловского С=R^y/ n_ш=1,1^3,26/2,3=0,59 (21)

где R — гидравлический радиус потока, м (R H);

y=2,5n_ш -0,13 -0,75 R (n_ш -1)= 3,66−0,79*0,52=3,26, (22)

3) Кратность основного разбавления определяется по формуле:

n_o=(q+Q)/q=(01+0,1*0,18)/0,1= 1,18 (23)

Кратность общего разбавления:

n = n_нn_o=7,5*1,18=8,85.

С_ПДС (Cu) = 0,004 + 8,85*(0,22 — 0,004) = 1,92 (г/м³)

С_ПДС (Zn) = 0 + 8,85*(0,19 — 0) = 1,68 (г/м³)

С_ПДС (Ni) = 0 + 8,85*(0,015 — 0) = 0,13 (г/м³)

С_ПДС (Cr⁺³) = 0 + 8,85*(0,04 — 0) = 0,35 (г/м³)

С_ПДС (Cr⁺⁶) = 0 + 8,85*(0,001 — 0) = 0,009 (г/м³)

С_ПДС (Cd) = 0 + 8,85*(0 — 0) = 0 (г/м³)

С_ПДС (Fe_общ) = 0,532 + 8,85*(0,632- 0,532) = 1,4 (г/м³)

Норматив ПДС:

ПДС (Cu) = 0,1*1,92= 0,192 (г/с) ПДС (Zn) = 0,1*1,68= 0,168 (г/с) ПДС (Ni) = 0,1*0,13= 0,013 (г/с) ПДС (Cr⁺³) = 0,1*0,35= 0,035 (г/с) ПДС (Cr⁺⁶) = 0,1*0,009= 0,0009 (г/с) ПДС (Cd) = 0,1*0= 0 (г/с) ПДС (Fe_общ) = 0,1*1,4= 0,14 (г/с) Результаты анализа условий сброса сточных вод в водный объект и расчетов концентраций загрязняющих веществ приводим в таблице 9.

Сопоставление состава и свойств воды водных объектов в контрольных створах с расчетными показателями, определяемыми в соответствии с санитарными или рыбохозяйственными требованиями, проводим в таблице 10.

Наиболее неблагоприятными условиями для качества вод рек и водоемов является маловодный меженный период, при котором резко снижаются расходы, скорости движения и уровни вод в водных объектах и ухудшаются условия разбавления сточных вод. Поэтому расчеты смешения и разбавления следует выполнять по гидрологическим и гидравлическим характеристикам рек и водоемов меженного периода. [4, 6, 8]

Таблица 9 — Параметры сброса сточных вод Таблица 10 — Показатели качества воды в контрольных створах водного объекта