Проект мероприятий по защите гидросферы южной водонапорной станции ГУП «Водоканал СПб»

Введение
Глава 1. Характеристика Южной водопроводной станции Государственного унитарного предприятия «Водоканал Санкт-Петербурга»
1.1. Характеристика источника водоснабжения Санкт-Петербурга и географического положения Южной водопроводной станции ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Основные задачи функционирования Южной водопроводной станции
1.2. Общая характеристика технологического процесса подготовки воды на Южной водопроводной станции
Глава 2. Воздействие технологического процесса очистки воды на Южной водопроводной станции на окружающую среду
2.1. Характеристика источников загрязнения атмосферы Южной водопроводной станцией
2.2. Характеристика источников загрязнения гидросферы Южной водопроводной станцией. Твердые отходы
Глава 3. Вопросы осуществления безопасности жизнедеятельности
3.1. Общая характеристика опасности производства по очистке воды
3.2. Обеспечение безопасности производства на Южной водопроводной станции
3.3. Опасные и вредные факторы на Южной водопроводной станции
Глава 4. Возможное решение проблемы сброса промывочных вод
4.1. Проблема сброса промывочных вод на Южной водопроводной станции. Очистные сооружения
4.2. Расчет оборудования, исключающего сброс сточных вод с Южной водопроводной станции.
Глава 5. Оценка эффективности природоохранных мероприятий
5.1. Расчет затрат на установку предлагаемого блока очистки сточных вод
5.2. Расчет затрат при эксплуатации предлагаемого блока очистки
Заключение
Использованная литература
Приложение

Виды несчастных случаев, зафиксированных на Южной водопроводной станции:
- Воздействие экстремальных температур
- Воздействие движущихся, разлетающихся, вращающихся предметов и деталей
- Воздействие вредных веществ
- Падение пострадавшего с высоты
- Воздействие экстремальных температур
Проведение профилактической работы по соблюдению мер техники безопасности позволило почти исключить травматизм на предприятии.
Обобщение основных причин травматизма показало, что основными причинами являются несоблюдение правил техники безопасности - 40,5%; неудовлетворительная организация труда - 23,2%; неисправности оборудования - 20,1%; нарушение производственной и трудовой дисциплины - 16,2%.
С целью предотвращения производственного травматизма на предприятии продолжают проводить мероприятия организационного, эксплуатационного, технического и режимного характера, направленные на создание и обеспечение безопасных и здоровых условий труда, укрепление производственной трудовой дисциплины и поддержания порядка на производстве. Административно-технический персонал контролирует соблюдение работающими установленных правил и норм по охране труда, инструкций по техники безопасности, а также выполнение приказов и указаний по соблюдению мер безопасности.
Пожарная безопасность
На всех установках предприятия действуют предупредительная сигнализация, система пожаротушения, аварийная вентиляция. При возникновении пожара установлена специальная система противоаварийной защиты, включающая в себя предохранительные блокировки и автоматически действующие системы противопожарной защиты.
Предотвращение образования источников зажигания в горючей или взрывоопасной среде достигается в результате применения средств защиты от атмосферного электричества по II категории, защиты от статического электричества , заключающееся в многократном заземлении оборудования и в применении электрооборудования, соответствующего классу взрывоопасных или пожароопасных зон производственных помещений и наружных установок, а также группе и категории взрывоопасной смеси.
Для предотвращения воздействия на людей опасных и вредных факторов, возникающих в результате пожара или взрыва, и сохранения материальных ценностей предусмотрено применение огнепреградителей, гидрозатворов, инертных газов, устройств противопожарных преград, быстродейтвующих отсечных и обратных клапанов, защиты аппаратов и коммуникаций от разрушения с помощью устройства аварийного сброса давления, оборудования, рассчитанного на давление взрыва, устройств аварийного отключения с переключением аппаратов и коммуникаций, выноса взрывоопасного оборудования на открытые площадки или в изолированные помещения, средств пожарной сигнализации и средств извещения о пожаре, первичных средств автоматизированных и стационарных систем пожаротушения.
3.3. Опасные и вредные факторы на Южной водопроводной станции
Опасные и вредные производственные факторы разделяют по трем основным группам. Первая группа — опасные производственные факторы в составе производственного оборудования, вторая группа - опасные производственные факторы в составе производственных процессов, третья группа - опасные производственные факторы в составе трудовых процессов.
В результате изучения опасных и вредных производственных факторов, которые обязательно оформляют в виде «Перечня мест с опасными и вредными условиями труда» в соответствии с топографической схемой производства.
Согласно ГОСТ 12.0.003-74, опасные и вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы:
физические; химические; биологические; психофизиологические.
Физические опасные и вредные производственные факторы подразделяются на следующие группы:
- движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования; передвигающиеся изделия, заготовки, материалы; разрушающиеся конструкции; обрушивающиеся горные породы;
- повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;
- повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов;
- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;
- повышенный уровень шума на рабочем месте;
- повышенный уровень вибрации;
- повышенный уровень инфразвуковых колебаний;
- повышенный уровень ультразвука;
- повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое изменение;
- повышенная или пониженная влажность воздуха;
- повышенная или пониженная подвижность воздуха;
- повышенная или пониженная ионизация воздуха;
- повышенный уровень ионизирующих излучений в рабочей зоне;
- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
- повышенный уровень статического электричества;
- повышенный уровень электромагнитных излучений;
- повышенная напряженность электрического поля;
- повышенная напряженность магнитного поля;
- отсутствие или недостаток естественного света;
- недостаточная освещенность рабочей зоны;
- повышенная яркость света;
- пониженная контрастность;
- прямая и отраженная блесткость;
- повышенная пульсация светового потока;
- повышенный уровень ультрафиолетовой радиации;
- повышенный уровень инфракрасной радиации;
- острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования;
- расположение рабочего места на значительной высоте относительно земли (пола);
- невесомость.
Химически опасные и вредные производственные факторы подразделяются:
- по характеру воздействия на организм человека на:
токсичные; раздражающие; сенсибилизирующие; канцерогенные; мутагенные; влияющие на репродуктивную функцию;
- по пути проникания в организм человека через:
органы дыхания; желудочно-кишечный тракт; кожные покровы и слизистые оболочки.
Биологические опасные и вредные производственные факторы включают следующие биологические объекты:
- патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, грибы, простейшие) и продукты их жизнедеятельности;
- микроорганизмы (растения и животные).
Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на следующие:
- физические перегрузки;
- нервно-психические перегрузки.
Причем, один и тот же опасный и вредный производственный фактор по природе своего действия может относиться одновременно к различным группам.
Для создания нормальных условий труда проводят паспортизацию рабочих мест и выявляют опасные и вредные производственные факторы , а также разрабатывают и осуществляют меры, связанные с разработкой организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность условий труда.
Работы по выявлению опасных и вредных производственных факторов являются критерием оценки деятельности администрации участка, цеха, предприятия в системе управления безопасностью труда. Эффективное внедрение мероприятий по безопасности труда гарантирует отсутствие травм на опасных участках производств.
На Южной водопроводной станции опасными процессами являются химические факторы:
- непрерывный процесс аммонирования.
- процесс хлорирования с применением гипохлорита натрия
Для снижения опасности процесс аммонирования обязательно следует проводить в специально отведенных помещениях, которые должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией. Все оборудование по дозированию этого реагента должно быть изготовлено в герметичном исполнении. Дозирование должно производиться без участия работников.
При проведении дозирования гипохлорита натрия также необходимо использовать приточно-вытяжную вентиляцию и оборудование «в герметичном исполнении». Самым опасным процессом является электролиз хлорида натрия в электролизере, также опасным является хранение готового гипохлорита натрия в резервуарах.
Опасность использования гипохлорита натрия заключается в возможности образования взрывоопасных смесей газообразных водорода и кислорода в процессе электролиза.
Следующими опасными факторами являются физические факторы.
Это высокий уровень напряжения в электрических сетях, короткое замыкание, повышенная запыленность реагентом в зонах загрузочных площадок.
Разработка мероприятий по защите от действия вредных факторов
При проведении технологического процесса очистки воды необходимо соблюдать меры производственной безопасности:
- по обеспечению герметизации технологического (производственного) оборудования,
- оснастить производственные помещения устройствами, обеспечивающими автоматическое отключение оборудование при получение информации о возникновении опасных и/или вредных производственных факторов,
- разработать систему пожаро- и взрывобезопасности, систему предупреждения загрязнения окружающей природной среды выбросами вредных веществ,
- проводить обучение и периодическое инструктирование работников безопасным приемам работы с использованием средств коллективной и индивидуальной защиты.
Помещения электролизных установок должны быть обеспечены приточно-вытяжной вентиляцией у каждого электролизера.
Светильники должны применяться только во взрывобезопасном исполнении.
При превышении ПДК (1 мг/м3) хлора в воздухе рабочей зоны должна включаться звуковая и световая сигнализация в помещении управления.
При превышении допустимой концентрации водорода должна также включаться звуковая и световая сигнализация в помещении управления с последующим автоматическим отключением установки.
Во всех производственных помещениях необходимо ввести запрет на:
- открытый огонь,
·- курение;
- наличие легкогорючих веществ;
- открытый электрический ток (сварочное оборудование).
При выполнении работ при эксплуатации объекта необходимо применять средства индивидуальной защиты работников. При вскрытии и обслуживании емкостей хранения гипохлорита натрия следует применять противогазы с коробками марки «В» и «КД», шланговые противогазы, аккумуляторные фонари. При работах с металлорежущим инструментом применять защитные очки, респираторы.
При промывке электролизных установок использовать респираторы, прорезиненные перчатки, спецодежду.
Разгрузку поваренной соли из автомобильного транспорта, транспортировку и складирование соли внутри цеха, загрузка в устройства для приготовления раствора соли должна быть механизирована.
Таким образом, на основании данных о вредных и опасных производственных факторах необходимо установить порядок организации и проведения работы в области безопасности, охране труда и здоровья в соответствии с законодательством Российской Федерации. Необходимо знание работниками инструкций по охране труда и необходимо проводить аттестацию рабочих мест.
Для защиты работников от причинения ущерба здоровью необходимо проводить обучение работающих безопасным методам труда и пропагандировать вопросы охраны труда. Для обеспечения безопасности при эксплуатации производственного оборудования необходимо обеспечить безопасность производственных процессов, обеспечивать безопасность при эксплуатации зданий и сооружений, обеспечить работников средствами индивидуальной защиты, создать оптимальный режим труда и отдыха работающих. Кроме того необходимо организовать лечебно-профилактическое обеспечение работников.
Для выполнения требований по защите работающих от воздействия вредных и опасных факторов необходимо обеспечить безопасность эксплуатируемого производственного оборудования в соответствии с требованиями стандартов ССБТ, норм и правил органов государственного надзора и другой нормативной документацией по безопасности труда.
Глава 4. Возможное решение проблемы сброса промывочных вод
4.1. Проблема сброса промывочных вод на Южной водопроводной станции. Очистные сооружения
Из проведенного анализа производственного процесса водоподготовки следует, что самым значимым экологическим аспектом для Южной водопроводной станции является сброс неочищенных вод в водные объекты через канализационные выпуски, которые представляют промывные воды контактных осветлителей и скорых фильтров.
Такие сбросы осуществлялись с момента строительства станции. Но переход на организованную 100% обработку воды с применением флокулянтов, обеспечивающих повышение эффективности очистки питьевой воды, и необходимостью очистки воды по введенным в 1990 году в действие новых СанПиН, количество промывной воды возросло.
В паводковые периоды из-за необходимости увеличения времени промывки и осуществления дополнительных промывок, коллектор сброса переполняется, один выпуск не справляется, и даже происходит подтопление подвалов. Для обеспечения стабильности процесса водоподготовки сейчас выпуск в Неву сточных промывочных вод работает постоянно.
Введение на станции блока БК-6 обеспечивает бессточный процесс водоподготовки. Для снижения вредного воздействия проводят процессы разбавления сточных вод Южной водопроводной станции, что необходимо учитывать при расчетах ПДС. Общая схема расчета концентраций ПДС учитывает установленные значения фоновой концентрации поллютанта, допустимые значения концентрация поллютанта в сточных водах, согласно «Временным методическим рекомендациям по нормированию водоотведения в Санкт-Петербурге (региональный норматив)»; максимальные значения концентрации поллютанта в сточных водах за год, предшествующий разработке проекта нормативов ПДС; ПДКсан, ПДКрыб-хоз - предельно допустимая концентрация поллютанта в воде приемника сточных вод, соответственно, по гигиеническим нормативам ГН 2.1.5.1315-03 и «Перечню рыбохозяйственных нормативов».
В таблице 4.1.1 представлены результаты расчетов концентраций ПДС с учетом оптимизированного перечня нормируемых поллютантов в сточных водах ЮВС по выпуску №1 в реку Мурзинку.
В соответствии со схемой расчета по показателям взвешенные вещества, БПКполн., железо общее и азот аммонийный Спдс установлены на уровне регионального норматива. По показателю сухой остаток в качестве Спдс принято Стах, по содержанию алюминию Спдс установлено на уровне фона, по ХПК Спдс установлено на уровне ПДКсан.
В таблице 4.1.2 представлены результаты расчетов концентраций ПДС с учетом оптимизированного перечня нормируемых поллютантов в сточных водах ЮВС по выпуску №2 в Неву.
Таблица 4.1.1 Результаты расчета концентраций ПДС для выпуска ЮВС в р. Мурзинку по оптимизированному перечню загрязняющих веществ, мг/л
Вещество ПДКрХ ПДКсан Фон Сброс Смах Per. норматив ССпдс Примечание Взв. вещества 7.35 7.35 6.60 94 210 15 15 Per. норматив Железо общее 0.1 0.30 0.080 0.96 0.22 0.22 Per. норматив Сухой остаток 1000 95 90 по нет ПО с Алюминий 0.04 0.20 0.12 8.9 22 0.04 0.12 Фон ХПК 30 25 82 210 нет 30 пдк БПКполн 3.0 5.4 2.9 2.1 3.2 6.0 6.0 Per. норматив Азот
аммонийный 0.4 1.5 0.14 0.37 0.67 0.4 0.4 Per. норматив
Таблица 4.1.2 Результаты расчета концентраций ПДС для выпуска ЮВС в Неву по оптимизированному перечню загрязняющих веществ, мг/л
Вещество пдкрх ПДКсан Фон Сброс Смах Per. норматив Спдс Примечание Взв. вещества 6.85 7.35 6.60 133 210 10 10 Per.
норматив Железо общее 0.1 0.30 0.080 1.6 9.4 0.22 0.22 Per.
норматив Сухой остаток 1000 95 94 130 нет 130 гмах Алюминий 0.04 0.20 0.12 6.5 22 0.040 0.12 Фон ХПК 30 25 112 210 нет 30 ПДК БПКполн 3.0 5.4 2.9 2.1 3.2 6.0 6.0 Per.
норматив Азот
аммонийный 0.4 1.5 0.14 0.46 0.69 0.40 0.40 Per. норматив
Также как и в случае с выбросом сточной воды в реку Мурзинка и в соответствии со схемой расчета по показателям взвешенные вещества, БПКполн., железо общее и азот аммонийный Спдс установлены на уровне регионального норматива. По показателю сухой остаток в качестве Спдс принято Стах, по содержанию алюминию Спдс установлено на уровне фона, по ХПК Спдс установлено на уровне ПДКсан.
Выбор оптимальных концентраций в составе ВСС осуществляли на уровне максимальных фактических концентраций ежемесячных измерений качества сбрасываемых промывных вод, усредненных за период промывки.
Анализ необходимости установления ВСС по отдельным показателям и значения концентраций ВСС приведены в таблицах.
Таблица 4.1.3 Анализ необходимости установления ВСС и выбор значений концентраций ВСС по выпуску №1 ЮВС в Мурзинку.
№ пп Веществ. Фактические концентрации, мг/л С пдс подлежит лимитированию Свес средняя макс. 1 Взв. вещества 94 210 15 Да 210 2 БПКполн 2.1 3.2 6.0 Нет 3 ХПК 82 210 30 Да 210 4 Сухой остаток 90 ПО ПО Нет 5 Азот аммонийный 0.37 0.67 0.4 Да 0.67 6 Железо общее 0.96 2.7 0.22 Да 2.7 7 Алюминий 8.9 22 0.12 Да 22
Таблица 4.1.4 Анализ необходимости установления ВСС и выбор значений концентраций ВСС по выпуску №2 ЮВС в Неву.
№ пп Вещество Фактические концентрации, мг/л Спдс подлежит лимитированию Свес средняя макс. 1 Взв. вещества 133 210 10 Да 210 2 БПКполн 2.1 3.2 6.0 Нет 3 ХПК 112 210 30 Да 210 4 Сухой остаток 94 130 130 Нет 5 Азот аммонийный 0.46 0.69 0.4 Да 0.69 6 Железо общее 1.6 9.4 0.22 Да 9.4 7 Алюминий 6.5 22 0.12 Да 22
В прошлом году на Южной водопроводной станции был введен очистной блок, исключающий сброс сточных вод в источник водоснабжения, который включает технологию водоочистки, исключающую сброс проывных вод в Неву и в Мурзинку.
Характеристика комплекса очистных сооружений нового блока
Производительность нового блока составляет 350 тыс. м3/сутки водопроводной воды. На этом блоке применен при подготовке воды способ озонирования, а промывные воды с фильтров и отстойников не сбрасываются в источник водоснабжения. Сточные воды производства водоподготовки
Саму воду очищают по двухступенной схеме, когда перед первичным осветлением проводят озонирование. Поступающая вода подвергается озонированию в течение 3,5 минут в резервуаре озонирования, состоящем из двух контактных камер.
Новый комплекс очистных сооружений включает в себя три блока. Это основной блок очистки, блок осветления, служебный блок, галерея фильтров.
Сооружения осветления воды включает подвод сырой воды по соответствующим трубопроводам, камеру распределения сырой воды, разделенную на две отдельные секции, четыре распределительные камеры на отдельные технологические линии и предохранительный переливной водослив. Затем вода попадает в камеры предварительного озонирования, гидравлический скоростной смеситель, аппарат скоростного смешивания с лопастной мешалкой, камеры флокуляции с вертикальными лопастными мешалками, полочные осветлители, гидравлические соединительные линии, которые состоят из трубопроводов, каналов с соответствующими задвижками и шлюзовыми затворами.
Коагуляцию осуществляют с помощью скоростных гидравлических смесителей, состоящих из двух параллельных смесительных порогов в виде водосливов. В качестве коагулянта используется сульфат алюминия, его вводят по всей длине порога и смешивают с водой, поступающей из установки предварительного озонирования. В системе организована сильная турбулентность воды, которую создают смесительным порогом, способствует реально эффективному смешиванию с коагулянтом.
После смешивания сырой воды с коагулянтом весь поток поступает в нижнюю часть первой флокуляционной камеры. На первой стадии флокуляции вода движется снизу вверх. В верхней части первой флокуляционной камеры поток разделяется на два равных потока, которые через подводный переливной порог поступают соответственно в две отдельные камеры второй стадии флокуляции. Из камеры третьей стадии флокуляции вода поступает непосредственно на вход полочного осветлителя.
Оседающие твердые частицы соскальзывают вдоль пластин вниз и равномерно собираются в нижней части осветлителя, откуда они должны периодически удаляться.
Осветлитель объединен с уплотнителем осадка, который располагается под рядами пластинчатых панелей. Боковые и нижние поверхности уплотнителя осадка сконструированы таким образом, чтобы осадок собирался на дне. Для уплотнения и транспорта осадка к разгрузочной трубе, расположенной в центре резервуара, используется циркуляционный скребковый транспортер с приводом.
Осветленная вода из полочного осветлителя по коллекторному каналу осветленной воды подается для дальнейшей обработки на вход фильтра. Коллектор осветленной воды расположен вдоль ряда полочных осветлителей, перпендикулярно направлению выходных желобов осветлителя. В этом коллекторе собирается вода из всех четырех потоков осветления.
Вдоль блока осветления этот канал в целом разделяется на два потока. По длине этих потоков установлены шандоры (4 шт.), благодаря чему все линии осветленной воды могут работать одновременно или по отдельности, в зависимости от производственной обстановки, поступления сырой воды, а также от текущих требований к системе, ее обслуживанию и/или ремонту.
Блок очистки промывной воды проектируется так, чтобы он мог пропустить поток воды в 800 м3/час. т.е. 19 200 м3/сутки, что составляет примерно 5% от общей/проектной производительности водоочистных сооружений в 370 000 м³/сутки.
Реагентное хозяйство объединено с блоком обработки промывной воды. Блок обработки осадка, включает уплотнитель осадка и пристройку для хранения гранулированного активированного угля (ГАУ). Обезвоживание осадка на центрифугах – декантерах.
Сам блок обработки осадка разделен на два участка. Это участок с центрифугами с соответствующим насосами и другим оборудованием занимает площадь около 400 кв. метров и участок уплотнителей осадка.
Надосадочная жидкость из вторичного уплотнителя поступает самотеком в компенсационный резервуар отработанной промывной воды и подвергается той же обработке, что и отработанная промывная вода фильтров. Загрязненная сливная вода из центрифуг сливается в технический коллектор. Осадок из вторичного уплотнителя подаётся на центрифуги, где происходит его обезвоживание. Процесс обезвоживания осуществляется на протяжении 16 часов 5 дней в неделю. Полученный шламовый кек имеет концентрацию твердого вещества 28%.
4.2. Расчет оборудования, исключающего сброс сточных вод с Южной водопроводной станции.
Расчет тонкослойного отстойника
Принципиальная схема отстойника, работающего по перекрестной схеме
Схема тонкослойного отстойника, работающего по протиоточной схеме удаления примесей
Суточная производительность станции составляет Q - 350 тыс. м3/сут; максимальный часовой расход qw = 350000/24 = 14583 м3/ч.
Содержание взвешенных веществ в поступающей воде принимаем равным Сеп = 154 мг/л, содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Сех =3,3 мг/л.
По формуле рассчитываем необходимый эффект осветления в отстойниках должен быть 47-50. Если принимаем высоту яруса, т.е. глубину отстойной части, Hset=0,1 м, то коэффициент использования объема Kset = 0,8.
Рекомендуемые габариты отстойников с перекрестной схемой работы в глубина Hset = 1,5, ширина Bset= 1,5 м.
С помощью интерполяции находим продолжительность отстаивания при эффекте осветления Э ~ 50% , т.е. от 6,6 до допустимой концентрации 3,3 мг/л. По графику кинетики отстаивания время отстаивания принимаем равным 25 мин = 1500 с
Показатель степени п2 = 0,25 при 70 % эффекте осветления.
n2 = (lg 1500 - 1g 1050)/(lg 500 - lg 200) = 0,25;
Определяем значение гидравлической крупности:
Принимаем 6 отделений отстойников, п = 6. Принимаем скорость рабочего потока равной vw = 7 мм/с. Плоские пластины имеют коэффициент Kdis = 1. По формуле для длины блока Lбл=Vw*0,1*Kdis/uo, определяем длину яруса тонкослойного блока. uo – гидравлическая крупность задерживаемых частиц
uo = 1000*1,5*0,5/(1500*(0,5*1,5/0,5)0,25 ) = 0,05 мм/с
Lбл=7*0.1*1/0.05=14 м.
Из условия прогиба пластины, наклоненной под углом 45 град. принимаем ширину блока равной 0,75 м. Если высота блока равна 1,5 м, то получаем 4 блока модуля по 1,5 м общей длиной Lы = 14 м.
Принимаем ширину отстойника Bset - 15.5 м и по находим ширину тонкослойного блока Вы и строительную ширину секции отстойника Встр:
Вы= 15,5/2=7,75 м; Встр = 2*7,75+0,25+2*0,1=15,95 м.
Принимаем угол наклона пластин к горизонту а = 45°
Определяем максимальную ширину пластины блока:
Впл = 7,75/cos 45°= 10,96 м.
t - продолжительность пребывания потока в зоне выделения, равная 2-3 мин. и определяем длину зоны выделения крупных примесей:
Расчет зернистого фильтра с двухслойной загрузкой проводим по производительности станции и объему поступающих вод на фильтры qw = 14583 м3/ч.
Содержание взвешенных веществ и БПКполн в воде соответственно Сеп = 3,3 мг/л и Len =0,145 мг/л, содержание взвешенных веществ и БПКполн в воде после глубокой очистки должно быть Сех = 1,5 мг/л и Lex= 0,1 мг/л.
Станция очистки работает круглосуточно.
Рассчитываем необходимую степень глубокой очистки по взвешенным веществам Эвв и БПКполн Эбпк. Эвв = 100 (3,3-1,5) /3,3 = 54,5%, Эбпк= 100 (0,145-0,1) /0,145 = 31,03%.
Скорость фильтрования при нормальном режиме работы Vф = 6-7 м/ч, а скорость фильтрования при форсированном режиме работы Vфф = 7-8 м/ч,
Расчетный расход сточный воды, подаваемой на фильтры
QФ = 20,4*14583 = 297493,2 м3/сут.
Количество промывок каждого фильтра за сутки n=24/ Тфп = 24/12 = 2.
Глава 5. Оценка эффективности природоохранных мероприятий
5.1. Расчет затрат на установку предлагаемого блока очистки сточных вод
В нашей работе для решения проблемы с очисткой промывочных вод предлагается использовать бессточную систему водоподготовки, где промывочные воды возвращаются в систему водоподготовки, а на выходе получается только остаток, предназначенный для дальнейшей переработки.
Также рекомендуется для очистки применять способ озонирования воды. Такая технология сброс промывочных вод в Неву будет полностью отсутствовать, и, как экономическое следствие будут отсутствовать штрафные выплаты за сброс сточных вод.
Для оценки капитальных затрат от внедрения предлагаемого природоохранного мероприятия проводим расчет по формуле:
Зкап = Зобор. + Здост. + Змон. +пнр + Зпроч
Зобор. - стоимость оборудования, руб., Здост. - затраты на транспортировку оборудования с предприятия производителя к месту монтажа, руб., Змон. +пнр - стоимость монтажа и пусконаладочных работ, Зпроч = 2 - 4% от (Змон. +пнр + Зобор.)
Затраты на монтаж и пусконаладочные работы составляют ориентировочно 30% от стоимости затрат на приобретение оборудования и материалов. Затраты на транспортировку, монтаж и другие работы составляют обычно 5% от стоимости затрат на приобретение оборудования.
Капитальные вложения, требуемые для установки оборудования по новой схеме водоподготовки, а также дополнительные составляющие капитальных затрат будут следующими (стоимостные показатели приведены по условным значениям).
Разработка проекта, тыс. руб. - 5 265 120;
Разработка рабочей документации, тыс. руб - 2 267 500
Общестроительные работы, тыс. руб - 52 580 000
Технологическое оборудование, тыс. руб - 311520000
Монтаж и шеф-монтаж оборудования, тыс. руб - 32 260 000
Доставка, тыс. руб - 250 000
Таким образом, капитальные затраты на проект составляет:
Зкап = 404 142 620 тыс. руб
5.2. Расчет затрат при эксплуатации предлагаемого блока очистки
Текущие затраты на эксплуатацию нового блока будут формироваться из затрат на электроэнергию для эксплуатации оборудования, на фонд заработной платы работающих на этом участке водоподготовки, амортизационных отчислений и прочих затрат.
Считаем, что новый блок должен работать по непрерывной рабочей неделе. Число смен в сутки равно 3, а продолжительность рабочей смены составляет 8 часов.
Данные по расчету приводим в таблице 5.2.1
Итого фонд оплаты составит 1491600 руб. Итоговая премия, которую предварительно рассчитываем в размере 80 % от фонда зарплаты по должностным окладам составит 2684880 руб.
Далее рассчитываем стоимость амортизационных расходов по основным фондам
Амортизационные отчисления определяем по формуле:
Зам = Фосн *Q*На /100
Фосн - стоимость основных фондов, руб, На - норма амортизации, На = 7,3 %
Q - стоимость единицы природоохранного мероприятия.
Зам = 404132620*1*7,3/100 = 29501681 руб.
Годовые затраты на электроэнергию рассчитывают по формуле:
Зэл. энерг. = Р*Т*С,
Р - мощность потребляемой электроэнергии, кВч
Т - время работы оборудования, ч
С - тариф на электроэнергию, руб/кВч
Для расчета времени работы оборудования используем формулу календарного фонда времени
Тк=365 дней=365*3*8=8760 ч
Затраты на электроэнергию, использованные в расчетах, основаны на данных 2012 года (табл. 5.2.2.).
Таблица 5.2.1. Затраты на оплату труда на новом блоке водоподготовки
Должность Количество сотрудников Месячный оклад, руб Фонд зарплаты в год, руб Премия, руб Итого годовая зарплата с премией, руб Начальник комплекса 1 20580 246960 197568 444528 Старший мастер-технолог 1 18520 222240 177792 400032 Главный специалист А и КИП 1 15240 182880 146304 329184 Старший мастер-механик 1 15800 189600 151680 341280 Диспетчер технологических систем 5 10250 123000 98400 221400 Инженер
(1 кат.) 5 12860 154320 123456 277776 Операторы комплекса 8 10850 130200 104160 234360 Слесарь-ремонтник 3 10100 121200 96960 218160 Слесарь-ремонтник автоматики и КИП 1 10100 121200 96960 218160
Таблица 5.2.2. Затраты на оплату электроэнергии при работе на новом блоке водоподготовки
Наименование оборудования Количество, шт Потребление энергии, кВ*ч Время работы оборудования, ч Стоимость одного кВ*ч, руб. Камера озонирования 1 1,5
8760 2.4 Скоростная мешалка 1 0,7 2.4 Насос для промывочной воды 1 0,6 2.4 Насосная станция 1-ого подъема 1 0,6 2.4
Общая сумма затрат на оплату электроэнергии составит 71481,6 руб.
Зэл.энерг. =1,5*8760*2,4+0,7*8760*2,4+0,6*8760*2,4+0,6*8760*2,4 = 71481,6 руб.
С учетом начислений в количестве 35 % от общей оплаты труда и прочих затрат, которые составят 3 % от расходов на оплату труда, электроэнергии за вычетом амотизационных расходов эксплуатационные затраты составят
ЗЕСН =2684880*0,35=1289708руб/год
Зпроч. = (Зо.т. +ЗЕСН+Зэл) *0,03
Зпроч. = (1491600+1289708+71480,8) *0,03 = 85583,66 руб/год
Эксплуатационные расходы составляют
Зэксп = Ззр+ЗЕСН+Зэл+Зам+Зпроч
Зэксп=2684880+1289708+30405734+71480.8+85583,66=34537 386,46руб
Теперь рассчитываем стоимость предотвращенного эколого-экономического ущерба от загрязнений водных объектов
Оценку величины предотвращенного ущерба от загрязнения водной среды проводим по «Временной методике определения предотвращенного экологического ущерба» в которой расчеты основаны на региональных показателях удельного ущерба. Показатели удельного ущерба - это собой удельные стоимостные оценки ущерба на единицу (1 условную тонну) приведенной массы загрязняющих веществ.
В расчете учитываем эколого-экономическую оценку величины предотвращенного ущерба водным ресурсам в рассматриваемом r-том регионе, тыс. руб. /год; показатель удельного ущерба (цены загрязнения) водным ресурсам, наносимого единицей (условная тонна) приведенной массы загрязняющих веществ на конец расчетного периода для j-го водного объекта в рассматриваемом r-том регионе, руб. /усл. т; принимается по табличным данным.693,6. Для Северо-Западного экономического региона Ууд = 48,4руб. /усл. т. Расчет ведем по М1в, М2в приведенной массе сброса загрязняющих веществ в водные объекты рассматриваемого региона, соответственно, на начало и конец расчетного периода, тыс. уcл. т., приведенной массе загрязняющих веществ, снимаемых в результате природоохранной деятельности за счет осуществления соответствующих водоохранных мероприятий в r-том регионе в течение расчетного периода, тыс. уcл. т/год;
Коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния водных объектов по бассейнам основных рек для Санкт-Петербурга и Ленинградской области составляет 1,51, также в расчетах учитываем индекс-дефлятор по отраслям промышленности, устанавливаемый Минэкономикой России на рассматриваемый период и доводимый Госкомэкологии России до территориальных природоохранных органов. На 2005 г. он составлял 1,2.
В качестве основы для расчетов приведенной массы загрязнений используются утвержденные значения предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ в воде водоемов рыбохозяйственного значения. Затем по ПДК определяем коэффициенты эколого-экономической опасности загрязняющих веществ.
В итоге, базируясь на данных ГУП Водоканала, которые приведены в табл. 2.2.7. получаем
М = (100,1*0,30)+(4523,4*0,15)+(4312,1*2,7)+(18,068*16,5) + (53685*1) + (919,58*1) =30,03+678,51+11642,67+298,12+53685+919,58=67253,91 усл. т.
Базовая ставка платы за сброс одной тонны взвешенных веществ в пределах ПДС составляет 91 руб/т. = 16505,69руб. Базовая ставка платы за сброс одной тонны взвешенных веществ в пределах ПДС составляет 366 руб/т. (1830 ВСС) = 224656,29+13876132,01=1400788,3 руб.
Базовая ставка платы за сброс одной тонны взвешенных веществ в пределах ПДС составляет 0,2 руб/т. (1 ВСС) руб.= 1562,7 руб.
Базовая ставка платы за сброс одной тонны аммонийного азота в пределах ПДС составляет 551 руб/т. (2755 ВСС)= 18039,313 руб.
Базовая ставка платы за сброс одной тонны железа в пределах ПДС составляет 2755 руб/т. (13775 ВСС)= 27056,97+1204708,88 =1231765,85руб.
Базовая ставка платы за сброс одной тонны алюминия в пределах ПДС составляет 6887 руб/т. (34435 ВСС)= 27055+57243040.98 =57270095,98руб.
Общая экономия на платежах в итоге составляет 59 938 757,83 руб
Технико-экономические показатели природоохранного мероприятия по данным приведенным в проекте Южной водопроводной станции приведены в табл. 5.2.3.
Таблица 5.2.3.
Показатель Значение Капитальные затраты 416 516 899 руб. Эксплутационные затраты 34 537 386,46 руб. Годовой экономический эффект 25 401 371,37 руб. Предотвращенный экологический ущерб 5 898 221,71 Срок окупаемости мероприятия 16 лет и 5 месяцев
Для расчета эффективности проекта организации на Южной водопроводной станции блока водоподготовки без сброса сточных вод расчет срока окупаемости проекта составляет 16 лет
Заключение
В проведенной работе рассмотрены пути возможных мероприятий по защите гидросферы от деятельности Южной водопроводной станции. Предлагается применять принципиально новую для Санкт-Петербурга схему водоподготовки питьевой воды. Предлагаемая схема включает отказ от применения для очистки воды хлора, путем использования технологии с применением методов озонирования и обработки гипохлоритом натрия. Кроме того для снижения экологической опасности деятельности станции рассмотрен процесс очистки воды с использованием коагуляции и последующей обработкой осадка, способом, исключающим необходимость сброса сточных промывных вод после фильтрации осадка в реки Мурзинка и Нева.
Предлагаемая технология позволит снизить потери воды, которые на многих станциях составляют около 15% от общей производительности сооружений. Вода после промывки фильтров попадает в специальный тонкослойный полочный отстойник, где она избавляется от накопившейся грязи и снова поступает в систему водоподготовки. Осадок, образующийся при фильтрации также проходит дополнительную обработку с целью извлечь из него воду. Для этого осадок подвергают обработке в центрифугах, где происходит отделение воды, а сам осадок значительно уменьшается в объеме.
Экономическая оценка мероприятий по исключению сброса сточных промывных вод по показателю расчета предотвращенного экологического ущерба от загрязнения водных объектов показала, что срок окупаемости превышает 16 лет. Но главное, что еще довольно трудно поддается учету, это то, что ввод в действие более дорогой технологии водоочистки позволит сохранить окружающую природу и здоровье всего трудоспособного населения города.
Использованная литература
1. Рациональное использование водных ресурсов: [Учеб. для вузов по спец. Водоснабжение, канализация, рацион. использ. и охрана вод. ресурсов / С.В. Яковлев, И.В. Прозоров, Е.Н. Иванов, И.Г. Губий]. - М.: Высш. школа, 1991. - 399 с.
2. Воронов Ю. В.   История специальности Водоснабжение и водоотведение" Ю.В. Воронов, Е.А. Пугачев /под общ. ред. Ю.В. Воронова. - Москва: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2008. – 375 с.
3. Скибин Ю.Ю. Эколого-геологические условия формирования мегаполиса Петербурга. Труды II международной конференции «Геология в школе и вузе», РГПУ им. Герцена , 2001 г. Скибин Ю.Ю. Литогенный фактор эволюции ландшафтов Санкт-Петербургского региона. Автореферат дис. на соиск.уч.степ.канд.геогр.н. РГПУ им. Герцена, 2002 г.
4. Скибин Ю.Ю. Эколого-геологические условия формирования мегаполиса Петербурга. Труды II международной конференции «Геология в школе и вузе», РГПУ им. Герцена , 2001 г.
5. Генеральные