Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Факультет экономики и менеджмента

Кафедра «экономики и менеджмента недвижимости и технологий» 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине «Экономика природопользования»

Тема: «Исследование методов очистки сточных вод от загрязняющего вещества» 
 

Выполнил студент группы 3072/2    ____________               А. Суркова

                                                                 (подпись)            

Проверил д.э.н., профессор                ___________          Т.П.Некрасова

                                                                  (подпись)            
 
 
 

Санкт-Петербург,

2011 г.

 
Оглавление 
 

Введение 3

1.Классификация способов очистки сточных вод от никеля 4

2. Преимущества и недостатки методов очистки 6

3. Оценка метода сорбционной очистки сточных вод 11

4.Зависимость показателей очистки от различных параметров 13

Список использованной литературы 17

 
Введение

 

Сегодня все  большее значение приобретает очистка  сточных вод. Сточные воды промышленности наносят непоправимый вред окружающей среде, если не подвергать их предварительной  очистки. С повышением требований обществ  по охране окружающей среды все большее  значение приобретает установка  систем очистки сточных вод. В связи с этим в качестве объекта исследования мной были выбраны водные ресурсы, а в качестве загрязняющего вещества никель. 

Данный вид  загрязняющего вещества относится  к растворимым примесям и для очистки от него используют химические методы очистки. Химический метод очистки сточных вод состоит в применении специальных химических реагентов, благодаря которым происходит химическая реакция, способствующая превращению имеющихся загрязнений в нерастворимые осадки. Он имеет ряд недостатков - необходимость точного соблюдения строгой дозировки дорогостоящих реагентов, что делает этот процесс весьма трудоёмким и дорогостоящим. Однако при сравнительно дешёвом реагенте всё же наносится огромный экологический вред окружающей среде. Поэтому особое значение приобретает выбор метода очистки сточных вод от загрязнителя.

 
1.Классификация  способов очистки  сточных вод от  никеля

 

 Существуют следующие способы очистки сточных вод от растворимых примесей: экстракция, сорбция, нейтрализация, электрокоагуляция, ионообмен, кондиционирование, обезвоживание. Их подробная классификация приведена в таблице 1.

         Таблица 1.Классификация методов очистки сточных вод от никеля

 
2. Преимущества и недостатки методов очистки

 

Экстракционные  способы очистки. Для выделения из производственных сточных вод растворенных в них органических веществ, например фенолов и жирных кислот, можно использовать способность этих веществ растворяться в какой-либо иной жидкости, не растворимой в очищаемой воде. Если такую жидкость прибавлять к очищаемой сточной воде и перемешивать, то эти вещества будут растворяться в прибавленной жидкости, а концентрация их в сточной воде будет уменьшаться. Этот физико-химический процесс основан на том, что при тщательном перемешивании двух взаимно нерастворимых жидкостей всякое вещество, находящееся в растворе, распределяется между ними в соответствии со своей растворимостью согласно закону распределения. Если же после этого прибавленную жидкость выделить из сточных вод, то последние оказываются частично очищенными от растворенных веществ.

При однократной  экстракции нельзя полностью удалить  из сточных вод экстрагируемое вещество; это может быть достигнуто лишь в  результате повторной экстракции одной  и той же порции воды новыми порциями экстрагента, что и применяют  на практике. Этот способ недостаточно экономичен, так как требует большого количества экстрагента. 

Сорбционная очистка сточных вод производства — это процесс поглощения частиц загрязнителя различными фильтрующими материалами. Основным критерием при выборе того или иного фильтрующего материала являются сорбционные свойства материала, так как именно от них зависит эффективность очистки сточных вод производства. 

Химическая  нейтрализация растворенных загрязнителей предполагает введение в воду различных реагентов, которые вступая в реакцию образуют с загрязнителем безопасные для человека соединения, чье наличие в воде допустимо. Нейтрализация как самостоятельный метод очистки сточных вод чаще всего применяется для окончательной очистки, после которой сточные воды подлежат спуску в водоемы. Нейтрализация является деструктивной мерой очистки сточных вод производства, используемой в тех случаях, когда находящиеся в воде примеси не имеют ценности и не могут быть повторно использованы на производстве. 

Очистка сточных  вод методом электрокоагуляции основана на их электролизе с использованием стальных или алюминиевых анодов, подвергающихся электролитическому растворению. В результате осуществляется процесс коагуляции, аналогичный обработке сточной воды солями железа и алюминия. Электрокоагуляцию можно применять при значительных колебаниях количества и качества сточных вод. Кроме того, процесс можно прерывать в любой момент прекращения поступления стоков и возобновлять вновь, перерывы не имеют значения.

К недостаткам  метода относится сравнительно большая  потребность в электроэнергии, значительный расход листового металла, образование  на поверхности электродов окисных  пленок, засорение пространства между  электродами продуктами электрокоагуляции. Для уменьшения этих явлений осуществляют барботаж воздуха через межэлектродное пространство, переполюсовку электродов и другие мероприятия. Опасно образование  взрывоопасных смесей водорода, выделяющегося  при  электролизе с воздухом. Это  требует устройств специальных  вентиляционных систем, что удорожает  и усложняет эксплуатацию установок.

В ряде отраслей промышленности разрабатываются и  внедряются экстракоагуляторы более  высокой производительности.² 

Сорбционная очистка сточных вод считается одной из наиболее эффективных и экологически чистых мер водоочистки. Единственным минусом сорбционной очистки сточных вод производства считается использование не возобновляемых материалов: засорившиеся фильтрующие материалы подлежат обязательной замене. 

Ионный  обмен — это процесс обмена ионами между водой и ионообменными материалами. При подобного рода очистки сточных вод из воды удаляются ионы тяжелых металлов, чего достаточно для соответствия воды всем нормам и стандартам. Этот метод очистки сточных вод сегодня считается одним из наиболее эффективных и безопасных методов. Безопасность метода объясняется отсутствием влияния очистки на физико-химические свойства воды. В отличии от химической очистки сточных вод этот метод безреагентный, что исключает возможность попадания реагента или продуктов реакции в очищенную воду. Также среди преимуществ этого метода очистки сточных вод производства можно назвать его экономичность: в процессе очистки не задействованы какие-либо расходуемые материалы, кроме прочной и долгосрочной ионообменной смолы. 

Технология  обезвоживания осадка методом статического обезвоживания основана на применении так называемых "геотруб". Суть технологии состоит в том, что осадки любого вида перекачиваются в огромный текстильный мешок из специальной ткани, из которого жидкость удаляется методом гравиметрического дренажа и давления, что приводит к обезвоживанию осадка и соответствующему уменьшению его объема. После полного заполнения мешка оставшаяся внутри него обезвоженная масса может быть утилизирована, либо рекультивирована с использованием существующих технологий. Причем эффективность обезвоживания может быть существенно повышена с использованием полимеров-флокулянтов. Технология может применяться для обезвоживания осадка сточных вод как муниципальных, так и промышленных предприятий, когда требуется разделение твердых и жидких фракций в больших объемах.³

Преимущества  мобильного технологического комплекса  по обезвоживанию сырого осадка сточных вод: отсутствие капитального строительства, непрерывный технологический процесс,

мобильность, получение фильтрата, соответствующего требованиям сброса на очистные сооружения, низкая энергоёмкость, низкие эксплуатационные затраты, получение экологически безопасного продукта. 

 
3. Оценка метода сорбционной очистки сточных вод

 

В качестве метода очистки мной была выбрана сорбционная  очистка, т.к. она считается одной из наиболее эффективных и экологически чистых мер водоочистки.  

Для оценки метода очистки сточных вод применяются  следующие показатели: коэффициент  очистки сточных вод, экономичность  процесса, эффективность. Вычисления производились  при следующих условиях: 

Объем сточных  вод (– 3100 тыс.куб.м.

Текущие расходы (– 980 руб./тыс.куб.м.

Норматив удельного  эк. ущерба (Ψ) – 1230 руб./усл.т.

Коэффициент, учитывающий  месторасположение (k) – 3

Концентрация  вещества до очистки (– 13,3 тонн в год

Концентрация  вещества после очистки ( – 3 тонн в год

Показатель относительной  опасности ( – 100 усл.т./т.

Капиталовложения  () – 2,1 млн.руб.

Норма дисконтирования  (e) – 18%

Срок работы очистных сооружений – 3 года 
 

Коэффициент очистки  сточных вод: 

КОВ_i== =0,774 усл.т./т. 

Экономичность процесса очистки: 

C=Ψ*k= 

e===1,25 

Эффективность процесса очистки: 

=++=2,588 
 

Э = =