Вода в промисловості

МІНІСТЕРСТВО ПРАЦІ ТА СОЦІАЛЬНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ПІДГОТОВКИ КАДРІВ ДЕРЖАВНОЇ СЛУЖБИ ЗАЙНЯТОСТІ УКРАЇНИ Кафедра менеджменту

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

з дисципліни «Системи технологій»

Тема: Вода в промисловості

Студента ІІ курсу групи МБІ-12з факультету економіки та управління спеціальності менеджмент Човпила Віталія Євгенійовича Перевірив: Ковбаско О.М.

кандидат технічних наук, доцент КИЇВ 2014

План Вступ

1. Вода в промисловості

2. Показники якості та способи очищення води, їх техніко-економічна оцінка

3. Економія водних ресурсів Висновок Список використаних джерел та літератури

Вступ

Промисловість не може існувати без води. Вона основана на «мокрих» технологіях. Вода необхідна для отримання пари, а також для багатьох процесів:для охолодження, промивки, підтримання концентрації хімічних сполук в розчинах і тому подібне. Вода використовується як промислова сировина, так як в сольоній підземній, озерній і морській воді знаходиться вся таблиця Мєндєлєєва.

1. Вода в промисловості

Для забезпечення водою промислово-господарського комплексу необхідно мати цілий ряд споруд для забору води, її підйому, очистки, накопичування, транспортування і розподілу. Набір цих споруд залежить від наявності й якісних показників водних джерел, вимог споживачів до води та кількості споживачів, складу самих споживачів, наявності обладнання, матеріалів тощо. В усіх країнах світу споживання води галузями народного господарства збільшується з року в рік, а це веде до зростання навантаження на природні водні джерела і на системи водопостачання та водовідведення.

Після використання у виробничних цілях вода забруднюється або нагрівається, змінює свої первинні властивості і стає непридатною для подальшого використання, тобто вона перетворюється у виробничні стічні води (промислові стоки). Промислові стоки відрізняються виключно великою різноманітністю в залежності від умов утворення, кількості й особливо видів окремих забруднень, їх сполучень і концентрацій.

Для своєчасного й організованого відведення промислових стоків, очистки та знешкоджування їх до необхідного ступеня з метою послідуючого використання або випуску у водойми (міську каналізацію), а також для обробки й утилізації осадів на промислових підприємствах влаштовуються системи водовідведення.

Системи промислового водовідведення забезпечують нормальне та високоефективне функціонування промпідприємства; здійснюють очистку стічних вод до необхідного ступеня з метою їх послідуючого використання, що сприяє охороні водоймищ від забруднень і раціональному використанню води.

Водне господарство кожного промислового підприємства має специфічні особливості використання води, свої джерела її забруднення і, отже вимагає розробки й упровадження конкретних технологічних рішень проблеми очищення води з метою її повторного використання.

До найбільш значних споживачів води в промисловості належать підприємства теплоенергетики, підприємства чорної та кольорової металургії. Незважаючи на те, що на цих підприємствах достатньо широко застосовують оборотне водопостачання, об' єм якого в Україні перевищив 80%, кількість стічних вод, що скидають у водойми ще дуже велика. І хоча в останній час спостерігається деяке зниження загального промислового водоспоживання в країнах СНД та Росії, що пов’язане зі зменшенням об'єму виробництва і розоренням багатьох підприємств, але його слід розглядати як короткочасне.

Промислові підприємства є практично в кожному населеному пункті. Це можуть бути невеличкі заводи місцевої промисловості (цегельні, залізобетонних конструкцій тощо), переробки сільськогосподарської продукції або за-води-велетні (металургійні, хімічної промисловості тощо). Вони можуть працювати в одну, дві чи три зміни. Воду найчастіше витрачають протягом робочої зміни. Деякі з підприємств не працюють в окремі період року. Потреби підприємств у воді складаються з технологічних і господарсько-питних. Режим споживання води на технологічні потреби залежить від устаткування, технології виробництва та інших факторів і встановлюється технологами.

Промислові підприємства витрачають велику кількість води, а деякі підприємства вимагають навіть безперервної подачі води. Зі збільшенням потужності підприємств, використанням складних технологічних процесів потреби у воді збільшуються. Витрати води, що споживає промисловість, у десятки разів перевищують кількість води, що споживає населення. Наприклад, кількість води, що використовують тільки на охолодження металургійні підприємства, складає більше 5 млрд. м3 на рік, що в два рази перевищує водоспоживання населення.

Найбільш крупними споживачами води є металургійні, нафтопереробні, хімічні заводи, теплосилові станції, що використовують воду для охолодження; підприємства целюлозно — паперової та гірничодобувної промисловості, де значну кількість води використовують для промивки сировини та продукції.

Система водопостачання промислових підприємств являє собою комплекс споруд, устаткування і трубопроводів, що забезпечують забір води з природного джерела, очищення і її обробку, транспортування і подачу води споживачам необхідної кількості й якості.

У системах технічного водопостачання передбачають також споруди й устаткування, необхідне для прийому відпрацьованої води і підготовки її для повторного використання, а також станції очищення стічних вод.

На підприємствах у залежності від прийнятих технологій, виготовленої продукції, потужності, займаних площ може існувати декілька систем водопостачання. В цілому можна виділити такі системи водопостачання:

2. 1) виробничі;

3. 2) господарсько-питні;

4. 3) протипожежні.

2. Показники якості та способи очищення води, їх техніко-економічна оцінка Якість води — це показник ступеня забрудненості водного об'єкта, який визначають за сукупністю встановлених показників складу і властивостей води (фізичних, хімічних, біологічних, бактеріологічних) і який задовольняє вимоги споживачів. Показники якості води поділяють на фізичні, хімічні, гідробіологічні, бактеріологічні. Іншою формою класифікації показників її якості є їх розподіл на загальні та специфічні.

Основними показниками, що визначають придатність води для різних категорій водоспоживачів є склад і концентрація домішок, що містяться в ній. За специфікою вимог до якості очищеної води розрізняють воду, що використовується для господарсько-питних потреб робочих і службовців промислових підприємств, для охолодження елементів технологічних агрегатів у теплоенергетиці й інших галузях народного господарства, підживлення парових котлів, технологічних потреб промисловості та ін.

Якість і властивості води, що подають для виробничих потреб, встановлюють у кожному конкретному випадку в залежності від ролі води та вимог технологічного процесу виробництва з урахуванням сировини, що використовують.

Загальними є наступні вимоги до якості та властивостей технічної води:

1) вода не повинна бути шкідливою для здоров’я обслуговуючого персоналу;

2) не повинна погіршувати якість продукції;

3) не повинна викликати корозії;

4) не повинна давати карбонатних та інших сольових відкладень і не викликати біологічного обростання;

5) не повинна погіршувати техніко-економічні показники виробничного процесу.

У промисловості найбільшу кількість води використовують для охолодження технологічного обладнання, пари, рідких і газоподібних продуктів, конденсаторів парових турбін, доменних і мартенівських печей. При цьому застосовують прямоточні й оборотні системи водопостачання.

У водоймах температура є результатом одночасної дії сонячної радіації, теплообміну з атмосферою, перенесення теплоти течіями, перемішування водних мас і надходження нагрітих вод із зовнішніх джерел. Вона є надзвичайно важливим екологічним показником. Від неї залежить кількість розчинених у воді газів, зокрема такого життєво важливого як кисень.

Помислові підприємства, що скидають у природні водойми теплу воду, спричиняють теплове забруднення водойм. Особливо сильне забруднення викликають теплові й атомні електростанції, що скидають у водойми воду нагріту до 45 градусів.

Запах і смак. Запах води створюється спеціальними фізичними речовинами, які надходять у воду в результаті життєдіяльності гідро біонті, розкладання органічних речовин, хімічної взаємодії компонентів, що містяться у ній, та надходження із зовнішніх джерел. Смак води буває гірки, кислий, солоний. Усі інші смакові відчуття кваліфікуються як присмак.

Прозорість води залежить від ступеня розсіювання сонячного світла речовинами органічного та мінерального походження, які перебувають у воді в завислому і колоїдному станах. Прозорість вимірюють у сантиметрах.

Кольоровість води зумовлюються вмістом органічних забарвлених сполук. Речовини, які забарвлюють воду, надходять у неї внаслідок вивітрювання гірських порід, перебіг продуктивних процесів усередині водойми, з підземним стоком та із антропогенних джерел. Висока кольоровість знижує органолептичні властивості води та зменшує вміст у ній розчиненого кисню. Кольоровість води вимірюють у градусах.

Вміст завислих речовин. Джерелом завислих речовин можуть бути процеси ерозії ґрунтів і гірських порід, помутніння донних відкладів, продукти метаболізму і розкладання гідро біонтів та хімічних реакцій, антропогенні джерела. Завислі речовини впливають на стан життєдіяльності гідро біонтів, призводить до замулювання водойм, спричиняючи їх екологічне старіння. Вміст завислих речовин визначають у грамах на метр кубічний (мг/л).

Бактеріологічні показники характеризують забрудненість води патогенними мікроорганізмами.

Гідробіологічні показники — кількісні та якісні характеристики різних груп водного населення, що використовуються для оцінки еколого-санітарного стану водних екосистем.

дають змогу оцінити якість води за видовим складом живих організмів та рослинністю у водоймах. Зміна видового складу екосистеми може відбуватися за незначного забруднення водойм, яке не виявляється жодним способом. Тому гідробіологічні показники є найчутливішими.

Розчинений кисень. Основними джерелами надходжень кисню водойми є газообмін з атмосферою, фотосинтез та зливові й талі води, які зазвичай перенасичені киснем. Оксині реакції є основним джерелом енергії для переважної більшості гідро біонтів.

Хімічне споживання кисню (ХСК) — - це кількість кисню в міліграмах або грамах на 1 л води, необхідна для окислення вуглецевмісних речовин. Величина ХСК дає змогу оцінити вміст окисних речовин, але не дає інформації про їхній склад. Тому ХСК належить до узагальнених показників. Хімічне споживання кисню виражається кількістю кисню, витраченого на окислення забруднювальних хімічних речовин, що містяться в одиниці об'єму води, за певний час (5 — діб — ХСК5, 10 діб — ХСК 10 тощо).

Біохімічне споживання кисню (БСК) — це кількість кисню, що витрачається за певний проміжок часу на аеробне біохімічне окислення (розкладання) нестійких органічних сполук, які містяться воді.

Азот. У природних водах азот може перебувати у вигляді вільних молекул. В загальному азоті природних вод прийнято виділяти органічну і мінеральну форму. Основними джерелами надходження азоту є процесі, які відбуваються всередині водойми, газообмін з атмосферою, атмосферні опади та антропогенне забруднення.

Фосфор. У вільному стані в природних умовах фосфор не виявлено. В природних водах він перебуває у вигляді органічних і неорганічних сполук. Феноли надходять у водойми з антропогенних джерел у процесі метаболізму гідро біонтів і біохімічної трансформації органічних речовин. Джерелом надходження фенолів є гумінові речовини, що утворюються в ґрунтах і торф’яниках. Феноли токсично діють на гідро біонти та погіршують органолептичні властивості води.

Нафтопродукти. До нафтопродуктів належить пальне, масла і мастила, бітуми та деякі інші продукти, які є вуглеводнями різних класів. Джерело надходження нафтопродуктів — витікання їх під час видобування, перероблення і транспортування, стічні води.

Поверхнево-активні речовини (ПАР) і штучно поверхнево активні речовини. До ПАР належать органічні речовини, які мають різко виражену здатність до адсорбції на поверхні розподілу повітря — рідина.

Важкі метали. Досить поширеними важкими металами є свинець, мідь, цинк, хром, кадмій, кобальт, Важкі метали мають мутагенну і токсичну дію, різко зменшують інтенсивність біохімічних процесів у водоймах.

Способи очищення води на сьогоднішній день є досить актуальним питанням. Адже вода — невід'ємна частина життя як людини, так і всього людства. Саме тому сучасна наука постійно працює над створенням нових методів очищення.

Способи очищення води в першу чергу залежать від кількості та якості рідини, що очищається. Скажімо, в промисловості використовуються одні методи, а в домашніх умовах очистити проточну воду можна зовсім по-іншому.

Промислові способи очищення води Вода, взята з водоймищ чи підземних джерел, перш ніж потрапити у водопровід, проходить систему очищення. Дані методи використовуються і при очищенні стічних вод, які є невід'ємною частиною роботи будь-якого промислового заводу або фабрики.

Механічні способи очищення води. Сама назва методу говорить про те, яку саме мету тут переслідують. За допомогою різноманітних фільтрів вода очищається від непотрібних і шкідливих часток. Для початку рідина потрапляє на поверхню фільтру, звідки переходить через весь завантажувальний фільтруючий матеріал, таким чином, затримуються частинки певних розмірів. Але якщо з допомогу цього методу можна позбавитися від щодо великих забруднювачів, то ось від бактерій і дрібних органічних часток фільтри врятувати не можуть.

Хлорування води. Досить відомий метод очищення, які дозволяє продезінфікувати воду. Але у цієї методики також є свій недолік, про який знає кожна людина. Пити таку воду просто неможливо.

Озонування. Порівняно новий і досить ефективний спосіб очищення води, які дозволяє позбутися від органічних залишків. Озон до того ж вважається дуже сильним дезинфікуючим засобом. На жаль, цей метод досить дорогий і тільки починає завойовувати популярність.

Є й активні фільтри, що містять певний ряд речовин. Ці речовини при проходженні води вступають у реакції із забруднювачами, таким чином, нейтралізуючи їх.

3. Економія водних ресурсів Раціональне водокористування і охорона водних ресурсів передбачають:

— оптимальний розподіл водних ресурсів як по території, так і між галузями народного господарства та максимальне забезпечення кожної з них водою; розробку та впровадження науково обгрунтованої системи управління водними ресурсами та водогосподарськими комплексами в басейнах великих і середніх рік, й особливо їх якістю, яка б врахувала глобальні і регіональні закономірності формування водних екосистем;

— упровадження науково обґрунтованої системи водокористування і водоспоживання, яка, з одного боку, максимально забезпечувала б усі галузі народного господарства водою, а з другого — не допускала таких змін у водних екосистемах, які б у майбутньому могли призвести до їх деградації і виснаження; розробку і впровадження методів регулювання стоку з поверхні водозабірних басейнів, штучного поповнення підземних вод і водного режиму грунтів;

— розробку і впровадження найдосконаліших методів захисту водних ресурсів країни від евтрофікації; створення водоохоронних комплексів у місцях надмірної концентрації забруднювачів водних об'єктів і впровадження автоматизованих систем управління водоохоронними комплексами;

розробку і впровадження комплексних систем водопостачання і каналізації та водоохоронних заходів у масштабах промислових регіонів та цілих річкових басейнів;

— розробку і впровадження безвідходних та безводних технологій, переведення промислових підприємств на оборотне водоспоживання, будівництво очисних споруд, застосування нових методів демінералізації шахтних вод;

— розробку і впровадження технічно досконалих меліоративних систем з дуже високим коефіцієнтом корисної дії, а також зрошувальних і поливних норм, які б забезпечували сільськогосподарські культури вологою і запобігали надмірній фільтрації води, заболоченню, підтопленню, затопленню, засоленню земель;

— розробку і впровадження еколого-економічної оцінки водних ресурсів, її використання при плануванні водоспоживання, водокористування та здійснення водоохоронних заходів;

— раціональне розміщення продуктивних сил з урахуванням водного фактора, науково обгрунтоване розміщення водомістких галузей народного господарства, уникнення надмірної концентрації промислових підприємств, що споживають велику кількість води, в маловодних і безводних районах.

Шляхи скорочення промислового водопостачання такі:

— застосування оборотної і повторної схем водопостачання, що сприяє не тільки зменшенню водозабору свіжої води з водних об'єктів, а й істотно зменшує або навіть зовсім унеможливлює скид у водні об'єкти забруднених стічних вод;

— впровадження у виробництво безводних технологій, які не потребують води або використовують її у значно менших кількостях. Наприклад, заміна водяного охолодження повітряним, або газовим, чи конденсованими парами натрію тощо;

— розробки нових технологій (або суміщення їх) чи виробництв, у яких в котромусь тепло виділяється, а в іншихпоглинається (наприклад, під час хімічних реакцій);

— використання відпрацьованих вод виробництв після відповідної водопідготовки для технічного водопостачання окремих підприємств, що не потребують особливої якості води;

— розроблення науково обґрунтованих норм водоспоживання і водовідведення на одиницю продукції;

— впровадження контролю за дотриманням на підприємствах технологічної дисципліни, тобто недопущення невиробничих втрат води (пошкоджень трубопроводів, виходу із ладу запірної апаратури тощо);

— обліку водоспоживання на підприємстві, застосування штрафів за перевитрату води та налагодження системи плати за водоспоживання.

— використання додаткових водних джерел замість джерел питної води.

Одним із резервів зменшення витрат води на підприємствах є використання поверхневого стоку в технічному водопостачанні. Основним забрудником стоку є завислі речовини та органічні сполуки, в тому числі нафтопродукти.

Для очищення поверхневого стоку застосовують спосіб відстоювання. Ефективність очищення різних відстійників може досягати до 95% за вмістом завислих речовин і до 90% - за вмістом нафтопродуктів. Для доочищення цих стоків застосовують спосіб фільтрування на каркасно-засипних фільтрах.

Поверхневі стоки рекомендують відводити так, щоб зменшити вміст забруднень, особливо токсичних, зі специфічними властивостями. Особливостями використання води у промисловості є відносно невеликі безповоротні її втрати та значна кількість стічних забруднених вод, скидання яких забруднює ще більші об'єми води у річках і водоймах. Тому при створенні повністю поворотної системи водопостачання було б достатньо лише невеликого забору свіжої води для поповнення безповоротного водоспоживання.

Однак впровадження поворотних систем не вирішує проблему кардинально, оскільки забір свіжої води збільшуватиметься із ростом випуску продукції і може сягнути значних розмірів. Отже, необхідна розробка безвідходних і безводних технологій. Такі приклади є: зокрема, впровадження повітряного та випаровувального охолодження. У ряді випадків перехід із водяного до повітряного охолодження скорочує на 70−90% споживання води підприємствами нафтохімічної, хімічної, газової, харчової, металургійної та інших галузей промисловості.

У хімічній промисловості істотне зменшення водоспоживання досягається за рахунок впровадження енерготехнологічних комплексів із використанням тепла реакцій та апаратів повітряного охолодження. Зменшення водоспоживання може бути досягнуте шляхом впровадження сухих методів очищення технологічних газів від пилу, оксидів сірки, азоту, застосування нових схем охолодження в металургійній промисловості.

Висновок вода охорона очищення підприємство Водне господарство промислових підприємств містить у собі комплекс систем господарсько-питного і протипожежного водопостачання та промислового водопостачання, що призначене для надійного забезпечення водою належної якості виробничих процесів на підприємствах різних галузей промисловості й є складовою частиною всієї системи водного господарства промислового підприємства, що включає також його системи водовідведення.

Тож головний напрямок промисловості з цього питання — це раціональне водокористування і охорона водних ресурсів.

Список використаних джерел та літератури

1. С.Айрапетян. Водне господарство промислових підприємств, Навчальний посібник. Харків ХНАМГ 2010 .

2.Баб"як О. Г. Системи технологій галузей народного господарства. -К.НМК ВО, 1992.

3.Васильева И. Н. Экономические основы технологического развития: Учеб. пособие для вузов.-М., 1995.

4.Дудко П. Д., Крюк А. Г., Савченко Н. Ф., Чистяк В. Г., Шкурупий В. Г. Основы технологических систем: Учебн. Пособие-Харьков ХГЭУ, 2002.

5.Живко З. Б. Системи технологій: Навчальний посібник.-К.:Алерта, 2009.

6.Колотило Д. М. Системи технологій і екологія промисловості.-К.:НОК ВО, 1992

Завдання № 11

Визначити внутрішню норму доходності за наступними даними: капіталовкладення становлять 344 тис.грн. (нульовий період), віддача вкладень у формі чистого прибутку та амортизації: 1 рік — 224, 2 рік — 170, 3 рік -150 тис.грн. Дисконтна ставка становить — 11%, дисконтування за складними відсотками.

Вирішення:

1. Визначення РV (приведеного доходу) і NPV (чистого приведеного доходу)

2. При дисконтуванні по складних відсотках

3. Дисконтні множники:

4. 1 рік = 1 / (1 + 0,11)№ = 1 / 1,11 = 0,901

5. 2 рік = 1 / (1 + 0,11)І = 1 / 1,23 = 0,813

6. 3 рік = 1 / (1 + 0,11)і = 1 / 1,37 = 0,730

7. Розрахунок NPV: 449,5 — 344 = 105,5 тис. грн.

8. Визначення внутрішньої норми доходності (прибутковості) (IRR)

IRR = NPV / I * 100 = 105,5 / 344 * 100 = 30,67%