Дипломная (вкр): Розробка проекту реконструкції споруд очищення побутових стічних вод в умовах КОС м. Селидове.

Їдкі речовини в лабораторії зберігаються у витяжній шафі в кількості не більше 5-ти добового запасу. Отруйні речовини зберігають окремо в особливому закритому шафі.

Для запобігання пожарів у виробничих приміщеннях не можна палити та користуватися відкритим вогнем. Електрообладнання та освітлення виконуються у вибухобезпечному виконанні. Включення електричних мереж проводиться перед входом в приміщення. Комутаційна апаратура встановлюється в ізольованих приміщеннях. Труби для електропроводки виконують з роздільним газонепроникним ущільненням [9].

.2.1 Розрахунок системи вентиляції

Для забезпечення безпечних умов праці в приміщенні складу гіпохлориту натрія і хлораторних передбачена наявність приточно-витяжної вентиляції.

Система вентиляції складу - механічна, приточно-витяжна з 6-ти кратним повітрообміном у годину згідно зі СніП 2.04.05-91 та СніП 2.04.02-84. При перевищенні ГДК хлору більше 1мг/м³ по сигналу газоаналізатора автоматично вмикається додаткова система, забезпечуючи 12-кратний повітрообмін у годину. Забруднене повітря надходить у скрубер, потім викидається в трубу.

Розрахунок необхідного обсягу повітря по кратності повітрообміну виконується за формулою [19]:

 (14.1)

де L_пов(6) - повітрообмін при кратності 6, м³/год;

V_прим - обсяг приміщення для зберігання гіпохлориту натрія, м³;

n - кратність повітрообміну.

Необхідний обсяг повітря при кратності повітрообміну 12 розраховують за формулою аналогічною формулі 14.1:

Вибір вентилятора здійснюється з урахуванням області застосування вентиляторів, основних показників вентиляторів, що випускаються, по графіках і таблицям характеристик. Для продуктивності вентилятора 20000 м³/год та тиску до 70 кг/м² обираємо вентилятор типу Ц4-70 №8 на одному валу з електродвигуном. Число обертів ротора 1000 об/хв, к.к.д. вентилятора 0,7. Потужність електродвигуна складає 5,9 кВт. Приймаємо електродвигун з урахуванням коефіціенту запасу (К_з), який дорівнює 1,1. Звідси потужність електродвигуна буде складати [19]:

N= К_з∙N_двиг, (14.2)

N= 1,1∙5,9= 6,5 кВт.

Таким чином в приміщенні складу гіпохлориту натрія постійно працює один вентилятор типу Ц4-70 №8, а у випадку виникнення аварійної ситуації автоматично вмикається другий подібний вентилятор.

Повітрообмін у приточній камері розраховуємо за наступною формулою:

 (14.3)

де V_ПК - обсяг приточної камери, м³;

n - кратність розведення.

Тоді обсяг приточного повітря знайдемо за формулою [19]:

L_пр= L_пов(6) + L_ПК , (14.4)

L_пр= 18696 + 80 =18776 м³/год.

Основним теплообмінним устаткуванням систем вентиляції повітря в зимовий період є поверхневі повітронагрівачі - калорифери. Проведемо розрахунок калориферів.

Розрахуємо витрату тепла на нагрівання повітря за формулою [19]:

Q = L ∙ c ∙ v ∙ (t_k - t_n), (14.5)

де L - кількість повітря, що нагрівається, м³/год;

c - вагова теплоємність повітря, ккал/(кг∙град);

v - об’ємна вагова повітря, кг;

t_k - кінцева температура нагрітого повітря, град;

t_n - початкова температура повітря, що нагрівається, град.

Q = 18776 ∙ 0,2 ∙ 1,2 ∙ (5- (-23)) = 126175 ккал/год.

Необхідний живий перетин у калорифері для проходу повітря визначається по формулі:

f = (L ∙ v) / (3600 ∙ V_v), (14.6)

де V_v - вагова швидкість повітря, кг/м²∙с.

f = (18776 ∙ 1,2) / (3600 ∙ 8) = 0,8 м².

За значенням f підбираємо калорифер. Згідно з технічною літературою калориферів з потрібною площиною немає, тому ставмо два калорифери паралельно. З технічних даних обираємо значення поверхні нагрівання, живого перетину за повітрям та водою, маси (табл.14.1) [19].

Таблиця 14.1

Технічні характеристики калориферу [19]

Швидкість води в трубах калорифера знаходимо за формулою:

 (14.7)

де f_тр - живий перетин трубок калорифера по воді, м²;

t_г - температура гарячої води в магістралі, що подає, град;

t_з - температура зворотної води, град.

Перевіряємо тепловіддачу калорифера за формулою:

 (14.8)

де F_k - поверхня нагрівання калориферу, м²;

К - коефіціент теплопередачі, ккал/ м²∙год∙град;

Т_ср - середня температура теплоносія, град;

t_ср - середня температура повітря, що проходить через калорифер, град.

Тепловіддача калориферів буде складати:

Тепловіддача калорифера повинна бути більшою за необхідну витрату тепла на нагрівання повітря і складати не менш:

Таким чином, для приточно-витяжної вентиляції використовуються вентилятори типу Ц4-70 №8 та калорифери КФБО-10 [19].

.2.2 Розрахунок аварійної ситуації

Проведемо розрахунки глибини поширення хлору у випадку аварії на складі зберігання хлору на каналізаційних очисних спорудах. Кількість хлору складає 2 т (Q₀ = 2 т); умови зберігання хлору - рідина під тиском; висота обвалування H = 2м; метеоумови - ізотермія; температураповітря під час аварії T_п = 10º С і швидкість вітру V = 2 м/с.

Спершу визначимо еквівалентну кількість хлору, що перейде у первинне облако [20]:

 (14.9)

де К₁ = 0,18 (за табл. П2 [20]);

К₃ = 1 (за табл. П2 [20]);

К₅ = 0,23;

К’₇ = 0,8 (за табл. П2 [20]).

т.

Визначимо еквівалентну кількість хлору, що перейде у вторинне облако:

 (14.10)

де К₂ = 0,052 (за табл. П2 [20]);

К₄ = 1,33 (за табл. П3 [20]);

К’’₇ = 1 (за табл. П2 [20]);

h = H - 0,2 = 1,8 м;

d = 0,568 т/м³ (за табл. П2 [20]).

т.

Розрахуємо глибину поширення первинного і вторинного облака при швидкості вітру 2 м/с із застосуванням формули інторполяції [20]:

 (14.11)

де Г_б, Г_м, Г_1,2 - більше, менше та те, що шукають, значення глибини поширення зараженого хлором повітря, км;

Q_б, Q_м, Q_1,2 - більша, менша і безпосередньо кількість хлору, що перейшла у первинне (вторинне) облако, відповідно, т.

Загальна глибина поширення первинного і вторинного облака, що заражені хлором розраховуємо за формулою:

 (14.12)

Отже, під час аварії (вибуху балону з хлором) за заданих умов, глибина поширення забруднюючої речовини складатиме 1,06 км [20].

.3 Забезпечення пожежної безпеки

Основні завдання пожежної безпеки підприємства включають комплекс заходів, спрямованих на запобігання впливу на людину факторів пожежі та обмеження матеріальних збитків.

Склад хлору та хлораторна по вибуховій, вибухопожежній та пожежній небезпеці належать до категорії А (вибухопожежні). Це пов’язане з тим, що хлор є надзвичайно реакційно здатним. Суміші хлору і водню та всі кисневі сполуки хлору утворюють вибухонебезпечні суміші [9].

Заходи з пожежної безпеки на КОС передбачають наступне:

-   системи вентиляції та кондиціонування повітря, що відповідає протипожежним вимогам;

-        заборону зберігання на території підприємства звалищ горючих відходів. На Селидівській КОС до таких належать відпрацьовані масла, масляні фільтри та частина побутових відходів. Ці відходи зберігаються в спеціальних ємностях і систематично вивозяться за межі КОС;

         територія обладнується стендами з зазначеням порядку виклику пожежної охорони, а також знаки місць розташування первинних заходів пожежогасіння;

         шляхи та проїзди до будівель, пожежних вододжерел рекомендується звільняти і зберігати в виправленому стані.

Для ліквідації невеликих спалахів на підприємстві використовуються первинні засоби пожежогасіння. До них належать - засоби пожежної сигналізації, пожежні стволи, вогнегасники, пожежний інвентар (ящики з піском, бочки з водою, пожежні відра, совкові лопати).

Для гасіння електроустаткування дозволяється використовувати вуглекислотні та порошкові вогнегасники.

Комплектування технологічного устаткування вогнегасниками, пожежним інвентарем здійснюється відповідно до галузевих правил пожежної безпеки [9].

.4 Безпека при надзвичайних ситуаціях

Основну небезпеку на каналізаційних очисних спорудах представляють, як вже мовилось раніше, хлорне господарство. Аварійна ситуація, що може виникнути - витік газу із балону, апаратури або хлоропроводів при взриві балону або бочки з газом, що може призвести до пожару, отруєння робітників.

У випадку проривів балонів із хлором на відстань не більше 10 м від входу в хлораторне приміщення споруджують утепленний аварійний колодязь глибиною 2-3 м з водонепроникними стінками і днищем для понурення в нього несправних балонів з хлором. В такий колодязь підводять воду для заповнення його вапняковим молоком. Також необхідно мати спеціальний аварійний балон для перепуску в нього хлору з несправного балону [9].

При витоку газу з балонів слід мати на увазі, що при високій коцентрації хлору у повітрі (більше 1 %) його запах відчувається навіть через протигаз. В цьому випадку персонал повинен замінити протигаз марки «В» маскою з вихідним шлангом або кисневою маскою і прийняти необхідні міри по ліквідації витоку.

При виявленні місця витоку хлору з балонумісце витоку поливають водою з метою утворення ледової корки, що закриває виток. Після цього балон поміщають в аварійний колодязь з розчином вапняку.

При виникненні аварійних ситуацій в расходному складі хлору проводять наступні заходи:

-   при сильному витіканні хлору із балону струєю зі свистом, а також при виявленні біля складу хлору хвилі зеленого газу, що стеляться, об’являють малу тревогу (не часті звукові сигнали);

-        при взриві балону з хлором в будь-якому приміщенні або на подвір’ї, об’являють загальну тревогу (часті звукові сигнали).

Під час малої тривоги хлораторщик надягає протигаз і виконує розпорядження майстра по ліквідації витоку і дегазації приміщення. При підвищенні концентрації хлора у повітрі приміщення вище 1 %, робітники видаляються на підвищенні ділянки території.

Під час загальної тривоги частина робітників робить дегазацію приміщення, а інші - в протигазах або приклавши до носу й роту тряпки, що змочені розчином гіпосульфита і соди, видаляються на підвищенні ділянки території [9].

15. ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОЛОГО-ЕКОНОМІЧНИХ ЗБИТКІВ ПРИ ВПРОВАДЖЕННІ НОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Каналізаційні очисні споруди (КОС) м. Селідове призначені для знешкодження побутових стоків міста від різноманітних забруднень за допомогою механічного, біологічного методів і доочищення в контактних резервуарах. З моменту введення споруд в експлуатацію у 1989 році ніякі реконструкції не проводились. В даній кваліфікаційній роботі спеціаліста представлений проект реконструкції каналізаційних очисних споруд в умовах КОС м. Селидове. Реконструкція передбачає наступне:

-   заміну решіток з ручним видаленням сміття на решітки-дробарки;

-        заміну знезаражуючого агента рідкого хлору на гіпохлорит натрія.

Впровадження нових технологій мають обумовлене наступними перевагами:

-   решітки-дробарки дозволяють повністю автоматизувати їх роботу, виключаючи контакт працівників з відкидами, що добре в санітарному відношенні і для них нема потреби у спеціальному приміщенні;

-        гіпохлорит натрію рекомендується застосовувати замість хлору через меншу токсичність у процесі зберігання і використання, що теж добре з санітарної точки зору. До того ж гіпохлорит натрію коштує дешевше ніж хлор.

-   також застосування цих технологій веде до зменшення економічних збитків, заподіяних при скиданні у водойму забруднюючих речовин, у концентраціях більших за гранично допустимі. Розрахунок величини відверненого економічного збитку в результаті проведених заходів наведений далі у розділі.

Проведення реконструкції Селидівських очисних споруд, як вже мовилось вище має істотні переваги як для навколишнього середовища, так і для людей. Однак шкода оточуючому середовищу все одно наноситься, так як застосовувані технології недосконалі. Гіпохлорит натрію безпечніший ніж рідкий хлор, але небезпеку все ж таки має. Хоча він не горить і невибухонебезпечний, але має подразнюючу дію при контакті зі шкірою і слизовою оболонкою людини.

Проведемо розрахунки величини відверненого економічного збитку в результаті проведених заходів.

Спочатку визначимо масу забруднюючих речовин, що скидуються у водойму. Розрахунок матеріального балансу проводився за такими речовинами - завислі частки, органічні речовини і амонійний азот. До реконструкції концентрація цих речовин, виходячи з розрахунків в курсовому проекті, була такою:

-   завислих часток - (C_{зав.час.}= г/м³);

-        органічних речовин - 8,83 г/м³ (C_{огр.реч.}= 8,83 г/м³);

         амонійного азоту - 2,05 г/м³ (C_{ам.азот}= 2,05 г/м³).

Після проведення реконструкції концентрація речовин перед скиданням їх у річку Солону становить:

-   концентрація завислих часток - (C’_{зав.час.}= г/м³);

-        органічних речовин - 8,83 г/м³ (C’_{огр.реч.}= 8,83 г/м³);

         амонійного азоту - 2,05 г/м³ (C’_{ам.азот}= 2,05 г/м³).

Згідно з таблицею 3.2 [9], серед розглянених речовин, тільки амонійний азот і завислі частки мають понаднормову концентрацію. Концентрація органічних речовин знаходиться в межах дозволеного (8,83 г/м³ у порівнянні з затвердженою допустимою 15 г/м³). Тому подальші розрахунки будуть вестись за амонійним азотом і завислими частками.