Дипломная (вкр): ВЛИЯНИЕ ВНЕДРЕНИЯ СОЖ МИГ-ТЕХНО НА СОСТОЯНИЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

В структуре профессиональных заболеваний последние два десятка лет профессиональные заболевания кожи занимают первое место и составляют
непропорционально большую их часть — от 70 до 85%. Преобладание поздних хронических форм профессиональных дерматозов и практически неизлечимых болезней связано с недостаточной профилактикой, несвоевременным распознаванием и трудностью лечения заболеваний кожи.

Негативное воздействие СОЖ на рабочих подтверждено результатом
анализа профессиональной заболеваемости рабочих ОАО «АВТОВАЗ» с этиологическим фактором СОЖ. На графике частоты профессиональных заболеваний на ОАО «АВТОВАЗ» приведенного на рис. 4,  видна тенденция роста числа
профессиональных заболеваний с этиологическим фактором СОЖ, включая
экземы и бронхит [20].

Рис. 4.  Динамика изменения профессиональной заболеваемости рабочих

ОАО «АВТОВАЗ» с этиологическим фактором СОЖ и объемы

 потребления СОЖ по годам.

Проведённые исследования позволили установить, что именно СОЖ является основным токсикантом, способствующим росту числа профессиональных заболеваний.

Проблемы с использованием СОЖ различных марок может приводить к конфликтной ситуации в производственном коллективе, вплоть до требования полной замены СОЖ, как это произошло на заводе ОАО «Московский подшипник» (ГПЗ-1). 

 Исследования на машиностроительных предприятиях г. Москвы, на которых большинство работников машиностроительных предприятий составляют рабочие-станочники,  показали, что именно условия работы за станком являются одним из  основных факторов, определяющих социальные настроения коллектива.

При работе металлообрабатывающих станков наибольшую опасность для здоровья рабочих представляют используемые смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), которые имеют ряд существенных недостатков: повышенную испаряемостью, ухудшающую гигиенические условия труда, высокую пожароопасность, склонность к биопоражению, большие затраты на утилизацию отработанных отходов.

В настоящее время расширяется применение синтетических СОЖ, которые имеют ряд преимуществ с точки зрения экологии и пожароопасности, благодаря тому, что не имеют в своем составе минеральных и нефтяных масел. Внедренная на заводе «Динамо» СОЖ  МИГ-ТЕХНО в наибольшей мере отвечает требованиям санитарии и гигиены труда.

1.7.  Актуальность проблемы утилизации СОЖ.

Основными принципами государственной политики в области обращения с отходами являются: охрана здоровья человека; поддержание или восстановление благоприятного состояния окружающей природной среды и сохранение биологического разнообразия; использование новейших научно  -  технических достижений  в  целях реализации малоотходных и безотходных технологий; комплексная переработка материально - сырьевых ресурсов в целях уменьшения количества отходов; использование методов экономического регулирования деятельности в области обращения с отходами в целях уменьшения количества отходов и вовлечения их в хозяйственный оборот.

В настоящее время, ужесточились социально-гигиенические требования к любому технологическому процессу. Важное место в рассматриваемой проблеме занимают отработанные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).  Правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения вредного воздействия отходов производства и потребления на здоровье человека и окружающую природную среду, а также вовлечение таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья определяет Федеральный закон от 24.06.1998 г. № 89 (ред.10.01.2003 № 15-ФЗ) «Об отходах производства и потребления»

Проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды являются актуальными и обусловлены продолжающимся ростом антропогенного воздействия, определяемого увеличением объемов промышленных отходов, в том числе и высокотоксичных. Попадание этих отходов в водоемы сопровождается перестройкой биоценоза и приводит к нарушению экологического равновесия.  Крупнейшими источниками загрязнения водной среды на сегодняшний день являются предприятия машиностроительной, химической и нефтехимической промышленности. Основными отходами машиностроения являются шлаки, компоненты, отработанные смазочно-охлаждающие жидкости, которые представляют собой водную эмульсию различных химических веществ.

Утилизация СОЖ - представляет собой одну из наибольших опасностей для окружающей среды и здоровья человека. В предприятиях отраслей накоплено большое количество СОЖ не надлежащего качества, подлежащих утилизации. Чаще всего предприятия не располагают достаточными средствами для утилизации данного вида отходов. В этой связи они вынуждены накапливать их годами в больших объемах в ожидании более благоприятной финансовой обстановки.

 В процессе многократного использования при механической обработке металлов СОЖ теряют свои технологические свойства. В результате накопления металлических частиц и продуктов термического разложения масел, продуктов их окисления, образования смол - снижается эффективность применения СОЖ. Кроме того, эмульсия обедняется за счет выноса эмульсола со стружкой (полосой). Попадание в СОЖ масел, смазок и спецжидкостей из гидравлических систем, станков и прокатных станов, повышение содержания солей жесткости в водной фазе (выпаривание воды из эмульсии и внесение солей жесткости при добавлении воды), микробиологическое поражение (загнивание) - всё это приводит к разрушению СОЖ, и возникает необходимость в её замене и последующей утилизации [20].

Самыми распространёнными методами переработки отработанных технологических жидкостей являются физико-химический (химическое разложение), мембранная очистка, выпаривание и биологические методы.

Под химическим разложением понимается переработка эмульсий путём разделения их на фазы «вода» и «масло». Переработка разложением осуществляется в несколько стадий: отделение не эмульгированных (поверхностных)
масел, отделение твёрдых частиц, разложение эмульсии и отделение полученных фаз. Химическое разложение производится путём добавления различных химикатов. Для достижения оптимального результата необходимо тщательно соблюдать дозировку.

«Кислотное разложение» требует применения более коррозионностойких и, соответственно, более дорогих, материалов для изготовления оборудования. Полученную воду перед сливом в канализацию необходимо нейтрализовать, для чего требуется добавление щёлочи. Вследствие этого, в очищенной воде содержится значительное количество солей, что не позволяет повторно использовать ее [19].

В новых методах разложения используются так называемые «де-эмульгаторы». Их необходимо подбирать в зависимости от перерабатываемой жидкости и тщательно дозировать. Это ограничивает применение данного метода при изменении состава жидкости, так как подразумевает постоянный расход химикатов и также требуется постоянное присутствие и контроль специалиста-химика.  Преимуществом физико-химического метода является возможность применения данного метода для больших объёмов стоков (>3 м³/ч) [35].

Основные методы расщепления эмульсии представлены в табл. 1.

Таблица 1                        

       Методы расщепления эмульсии    

Мембранная очистка является механическим методом переработки эмульсий посредством ультрафильтрации. Под повышенным давлением
(5-10 Бар) эмульсия проходит через пористую керамическую мембрану. Вода беспрепятственно проходит через поры, а масла, жиры и воск задерживаются на мембранах. Однако данный метод не может обеспечить полное отделение органических веществ. Остаточная влажность остатка составляет в среднем 
60-70% [21].

Значительным недостатком мембранной системы является ограничение применения подобной системы при изменениях состава жидкости, т.к. изменение состава жидкости может вызвать повреждение мембран. Кроме того, в процессе работы мембраны засоряются твёрдыми частицами и маслами. Из-за этого снижается производительность системы, и повышаются энергозатраты, а также ухудшается качество очищенной воды. Требуется постоянная очистка системы от отложений с помощью химикатов. Таким образом, при мембранной очистке тоже требуется постоянный контроль и расход материалов (мембраны, химикаты для промывки). На рис. 5 Установка очистки и мембранной фильтрации  СОЖ производительностью 5м³/ч, которая была запущена в эксплуатацию на ОАО "Выксунский металлургический завод" 17.08.2007 г.                                                                                                    

Термический метод разделения веществ (дистилляция) – выпаривание воды внешним нагревом или выпаривание с тепловым насосом, когда используется энергия  конденсации и испарения исходной жидкости.

Принцип работы выпаривателя  с тепловым насосом состоит в том, что в данных установках создаётся вакуум (около 40-80 мБар), рабочая температура составляет 30-45 °С. Передача энергии, от конденсации пара для нагрева поступающей холодной жидкости производится с помощью теплового насоса, состоящего из компрессора и циркулирующего хладагента. Таким образом, теплопередача осуществляется путём циркуляции дополнительной жидкости (хладагента). Преимуществами этого метода являются низкие температуры до 40 градусов С, следовательно, переработка агрессивных жидкостей не вызывает коррозию стенок рабочей камеры.

На рис. 6  Вакуумно-дистилляционная система – это установка для индустриальной очистки стоков, в результате которой получается чистая деминерализованная вода, которую можно повторно использовать. Концентрированный остаток, который в 10-60 раз меньше исходного объема стоков содержит все загрязняющие вещества. При этом вся вода возвращается в оборотное водопользование.

Проблема очистки промышленных сточных вод приобретает все большее значение, поскольку большинство очистных сооружений машиностроительных предприятий устарело, а вновь образованные мелкие предприятия и кооперативы не в состоянии обеспечить качественную очистку стоков в соответствии с существующими нормативами ПДК, а также вернуть вод на оборотное использование. Для решения указанных задач предлагается использовать процесс вакуумного выпаривания промывных вод и концентрированных технологических растворов.

Выпаривание - это процесс концентрирования жидких отходов методом частичного удаления жидкости испарением в процессе кипения. При выпаривании жидкость извлекается из объема раствора. Концентраты и твердые отходы, образующиеся при вакуумном выпаривании, гораздо дешевле и легче подвергаются последующей переработке, хранению и транспортировке.

Вакуумно-выпарная установка,  кроме очистки воды, в ряде производств, может быть использована для восстановления исходных растворов, применяемых в технологическом процессе, например, при обработке промывочных вод после гальванических ванн можно концентрировать и возвращать в рабочие ванны драгоценные металлы (Ni, Cr, Cu, Ag), электролиты и другие активные растворы. Важной характеристикой данных установок является их способность значительно уменьшать объемы отходов переработки, что приводит, в свою очередь, к уменьшению затрат на их утилизацию (см. рис. 7).

Для обеспечения  современных требований по качеству получаемой воды и минимизации количества образующихся отходов  в промышленной практике, в основном, применяют комплексные технологии разложения СОЖ.  Например, разработана и реализована в промышленном масштабе технология комплексной утилизации отработанной СОЖ.

При разработке проекта специалисты учитывали всю специфику производства, требования к степени очистки воды получаемой в результате обезвоживания СОЖ, а так же жесткие требования к выбросам отходящих газов в атмосферу. В результате теоретических подсчетов и практических экспериментов по ультрафильтрации и сжиганию концентрата была разработана оптимальная технология, которая соответствует всем заданным параметрам технического задания по проекту "Обезвреживание эмульсионных стоков".