📄Работа №217707
Тема: Проект реконструкции очистных сооружений (Расчеты химико-технологических процессов, Уральский государственный лесотехнический университет)
Характеристики работы
Тип работы
Курсовые работы
Предмет
Химическое машиностроение
Объем:
42 листов
Год:
2025
Просмотров:
2
650
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Объект исследования - АО «Уралгидромедь» (г. Полевской Свердловской области).
Введение 5
1 Обоснование проекта и постановка задачи 6
1.1 Краткая характеристика предприятия 6
1.2 Санитарно-защитная зона 7
1.3 Проект по нейтрализации шахтных вод Гумешевского месторождения 8
1.4 Узел нейтрализации шахтных вод (УНШВ). 10
2 Оптимизация очистки сточных вод на предприятии АО «Уралгидромедь»: технологическое решение по удалению марганца 11
2.1 Исходная ситуация и постановка задачи 11
2.2 Анализ методов очистки сточных вод от марганца и сульфатов 13
2.2.1 Методы удаления марганца из сточных вод 13
2.2.2 Методы снижения концентрации сульфатов 15
2.2.3 Сравнительный анализ и выбор направления для проектирования 15
2.3 Обоснование выбора предлагаемой технологической схемы дополнительной очистки 17
2.4 Постановка задач курсовой работы 18
3.1 Характеристика исходной нейтрализованной воды и требования к её качеству 20
3.2. Описание технологической схемы дополнительной очистки сточных вод 20
3.2.1. Подача нейтрализованной воды на дополнительную очистку 20
3.2.2. Реактор окисления марганца 21
3.2.3. Камера флокуляции 21
3.2.4. Отстойник-осветлитель 21
3.2.5. Фильтрующий аппарат (скорый фильтр или фильтр-пресс) 21
3.2.6. Секция доочистки от сульфатов (ионитная колонна) 21
3.2.7. Смешение потоков и подача воды в технологию цинка 22
3.2.8. Краткое описание потоков и оборудования технологической схемы 22
3.2.9. Преимущества предлагаемой схемы 22
3.2.10. Соответствие методическим указаниям 22
3.3. Принципиальная технологическая схема дополнительной очистки сточных вод 24
3.3.1. Поток 1 – Подача нейтрализованной воды 24
3.3.2. Поток 2 – Реактор окисления марганца 24
3.3.3. Поток 3 — Камера флокуляции 24
3.3.4. Поток 4 — Осветление в отстойнике 24
3.3.5. Поток 5 — Фильтрация (фильтр-осветлитель или фильтр-пресс) 25
3.3.6. Поток 6 — Ионитная колонна (удаление сульфатов) 25
3.3.7. Поток 7 — Смешение очищенной воды и подача в цинковое производство 25
3.3.8. Поток S — Выгрузка и удаление осадка 25
3.3.9. Логическая структура принципиальной схемы (текстовая модель) 26
3.3.10. Назначение принципиальной схемы 26
3.4. Технологическая схема очистки сточных вод после реконструкции 26
4. Материальный баланс дополнительной очистки нейтрализованной воды 28
4.1. Расчёт расхода окислителя для удаления марганца 28
4.2. Расчёт образования осадка MnO₂ 29
4.3. Материальный баланс стадии флокуляции и осветления 29
4.4. Материальный баланс стадии фильтрации 29
4.5. Материальный баланс стадии удаления сульфатов (ионитная колонна) 30
4.6. Итоговый материальный баланс потока очищенной воды 30
4.7. Сводная таблица материального баланса 30
5. Расчёт реактора окисления марганца 32
5.1. Исходные данные для расчёта 32
5.2. Определение рабочего объёма реактора 32
5.3. Выбор конструктивной схемы реактора 32
5.4. Расчёт диаметра и высоты аппарата 33
5.5. Расчёт мешалки 33
5.6. Расчёт мощности мешалки 33
5.7. Конструктивные элементы реактора 34
5.8. Итоговые расчётные параметры реактора 34
5.9. Вывод по разделу 35
6. Охрана труда и техника безопасности при эксплуатации узла дополнительной очистки 36
6.1. Требования к оборудованию реактора окисления 36
6.2. Требования безопасности при работе с реагентами 36
6.3. Требования к помещениям и коммуникациям 37
6.4. Средства индивидуальной защиты 37
6.5. Электробезопасность 37
6.6. Пожарная безопасность 37
6.7. Требования к обращению со шламом 38
6.8. Инструктаж и обучение персонала 38
6.9. Вывод по разделу 38
7. Экологическое обоснование и оценка эффективности проектируемой схемы дополнительной очистки 39
7.1. Снижение концентрации марганца и предотвращение токсического воздействия 39
7.2. Снижение содержания сульфатов и уменьшение минерализации воды 39
7.3. Снижение общего экологического воздействия предприятия 39
7.4. Оценка экологической безопасности образующегося осадка 40
7.5. Ресурсосберегающий эффект от внедрения схемы 40
7.6. Применимость проектируемой схемы в рамках экологического законодательства 40
7.7. Вывод по экологической части 41
Заключение 42
Список литературы 43
Введение 5
1 Обоснование проекта и постановка задачи 6
1.1 Краткая характеристика предприятия 6
1.2 Санитарно-защитная зона 7
1.3 Проект по нейтрализации шахтных вод Гумешевского месторождения 8
1.4 Узел нейтрализации шахтных вод (УНШВ). 10
2 Оптимизация очистки сточных вод на предприятии АО «Уралгидромедь»: технологическое решение по удалению марганца 11
2.1 Исходная ситуация и постановка задачи 11
2.2 Анализ методов очистки сточных вод от марганца и сульфатов 13
2.2.1 Методы удаления марганца из сточных вод 13
2.2.2 Методы снижения концентрации сульфатов 15
2.2.3 Сравнительный анализ и выбор направления для проектирования 15
2.3 Обоснование выбора предлагаемой технологической схемы дополнительной очистки 17
2.4 Постановка задач курсовой работы 18
3.1 Характеристика исходной нейтрализованной воды и требования к её качеству 20
3.2. Описание технологической схемы дополнительной очистки сточных вод 20
3.2.1. Подача нейтрализованной воды на дополнительную очистку 20
3.2.2. Реактор окисления марганца 21
3.2.3. Камера флокуляции 21
3.2.4. Отстойник-осветлитель 21
3.2.5. Фильтрующий аппарат (скорый фильтр или фильтр-пресс) 21
3.2.6. Секция доочистки от сульфатов (ионитная колонна) 21
3.2.7. Смешение потоков и подача воды в технологию цинка 22
3.2.8. Краткое описание потоков и оборудования технологической схемы 22
3.2.9. Преимущества предлагаемой схемы 22
3.2.10. Соответствие методическим указаниям 22
3.3. Принципиальная технологическая схема дополнительной очистки сточных вод 24
3.3.1. Поток 1 – Подача нейтрализованной воды 24
3.3.2. Поток 2 – Реактор окисления марганца 24
3.3.3. Поток 3 — Камера флокуляции 24
3.3.4. Поток 4 — Осветление в отстойнике 24
3.3.5. Поток 5 — Фильтрация (фильтр-осветлитель или фильтр-пресс) 25
3.3.6. Поток 6 — Ионитная колонна (удаление сульфатов) 25
3.3.7. Поток 7 — Смешение очищенной воды и подача в цинковое производство 25
3.3.8. Поток S — Выгрузка и удаление осадка 25
3.3.9. Логическая структура принципиальной схемы (текстовая модель) 26
3.3.10. Назначение принципиальной схемы 26
3.4. Технологическая схема очистки сточных вод после реконструкции 26
4. Материальный баланс дополнительной очистки нейтрализованной воды 28
4.1. Расчёт расхода окислителя для удаления марганца 28
4.2. Расчёт образования осадка MnO₂ 29
4.3. Материальный баланс стадии флокуляции и осветления 29
4.4. Материальный баланс стадии фильтрации 29
4.5. Материальный баланс стадии удаления сульфатов (ионитная колонна) 30
4.6. Итоговый материальный баланс потока очищенной воды 30
4.7. Сводная таблица материального баланса 30
5. Расчёт реактора окисления марганца 32
5.1. Исходные данные для расчёта 32
5.2. Определение рабочего объёма реактора 32
5.3. Выбор конструктивной схемы реактора 32
5.4. Расчёт диаметра и высоты аппарата 33
5.5. Расчёт мешалки 33
5.6. Расчёт мощности мешалки 33
5.7. Конструктивные элементы реактора 34
5.8. Итоговые расчётные параметры реактора 34
5.9. Вывод по разделу 35
6. Охрана труда и техника безопасности при эксплуатации узла дополнительной очистки 36
6.1. Требования к оборудованию реактора окисления 36
6.2. Требования безопасности при работе с реагентами 36
6.3. Требования к помещениям и коммуникациям 37
6.4. Средства индивидуальной защиты 37
6.5. Электробезопасность 37
6.6. Пожарная безопасность 37
6.7. Требования к обращению со шламом 38
6.8. Инструктаж и обучение персонала 38
6.9. Вывод по разделу 38
7. Экологическое обоснование и оценка эффективности проектируемой схемы дополнительной очистки 39
7.1. Снижение концентрации марганца и предотвращение токсического воздействия 39
7.2. Снижение содержания сульфатов и уменьшение минерализации воды 39
7.3. Снижение общего экологического воздействия предприятия 39
7.4. Оценка экологической безопасности образующегося осадка 40
7.5. Ресурсосберегающий эффект от внедрения схемы 40
7.6. Применимость проектируемой схемы в рамках экологического законодательства 40
7.7. Вывод по экологической части 41
Заключение 42
Список литературы 43
📖 Аннотация
В данной курсовой работе разработан проект реконструкции очистных сооружений для АО «Уралгидромедь» с целью глубокой очистки нейтрализованной шахтной воды от ионов марганца и сульфатов для её повторного использования в производстве цинка. Актуальность исследования обусловлена ужесточением экологических нормативов, необходимостью снижения антропогенной нагрузки на водные объекты и стратегической задачей внедрения замкнутых водооборотных циклов на промышленных предприятиях. Основным результатом является обоснование и расчёт комбинированной технологической схемы, включающей окислительно-осадительное удаление марганца с последующей ионообменной доочисткой от сульфатов, что позволяет снизить концентрацию марганца с 33 мг/дм³ до нормативных ≤0,1 мг/дм³. Научная значимость заключается в систематизации и адаптации методов очистки применительно к специфическому составу сточных вод металлургического производства, а практическая — в предоставлении готового инженерного решения, включающего материальный баланс, расчёт основного аппарата (реактора окисления) и разделы по охране труда. Теоретической основой послужили работы Гецова В.М. и Мальцева А.С. по промышленной очистке сточных вод, исследования Бабенко Е.А. и Минаева В.И. в области технологий водоподготовки, а также фундаментальные принципы расчёта процессов и аппаратов, изложенные Кульским Л.А.
📖 Введение
В условиях интенсификации промышленного производства проблема эффективной очистки сточных вод приобретает стратегическое значение для современной экологической политики. Рост объёмов сточных вод и ужесточение экологических требований обусловливают необходимость внедрения технологически обоснованных решений, обеспечивающих экологическую безопасность и стабильную работу предприятий.
Современные производственные процессы металлургической отрасли характеризуются значительными объёмами сточных вод, содержащих ионы тяжёлых металлов, в том числе марганца и сульфатов. При недостаточной степени очистки данные компоненты создают риск вторичного загрязнения окружающей среды и нарушения технологических регламентов предприятий. Особое внимание уделяется очистке нейтрализованной шахтной воды, используемой в технологических процессах предприятия АО «Уралгидромедь».
Наличие в сточной воде повышенных концентраций марганца (до 33 мг/дм³ при нормативе ≤0,1 мг/дм³) и сульфатов (до 5136 мг/дм³) делает невозможным её повторное использование в производстве цинка чушкового. Это приводит к увеличению объёма сбросов и росту экологической нагрузки на окружающую среду. Введение дополнительной ступени очистки является необходимым условием для обеспечения нормативного качества воды и повышения эффективности водооборотного контура предприятия.
Технологические схемы очистки сточных вод в промышленных условиях базируются на сочетании нескольких методов: физико-химических, реагентных, сорбционных и мембранных. Каждый из них обладает своими преимуществами и ограничениями, требующими учёта при выборе оптимальной схемы очистки. В частности, при удалении марганца наибольшую эффективность показывают методы окислительно-осадительного типа, обеспечивающие перевод Mn²⁺ в малорастворимые оксиды и гидроксиды. При удалении сульфатов применяются ионитные, осаждающие или комбинированные технологии, позволяющие снизить солесодержание до нормативных значений.
Актуальность настоящей работы заключается в необходимости разработки технологической схемы дополнительной очистки нейтрализованной шахтной воды АО «Уралгидромедь» от марганца и сульфатов для дальнейшего её повторного использования в производстве цинка чушкового.
Цель работы – разработка технологически обоснованной схемы дополнительной очистки сточных вод, обеспечивающей снижение концентрации марганца до ≤0,1 мг/дм³ и частичное удаление сульфатов до величин, допускающих последующую деминерализацию или возврат в водооборот.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Выполнить анализ исходных данных о составе нейтрализованной воды.
2. Провести аналитический обзор методов удаления марганца и сульфатов.
3. Обосновать выбор технологических решений для дополнительной очистки.
4. Разработать принципиальную технологическую схему и её описание.
5. Выполнить расчёт материального баланса дополнительной очистки.
6. Выполнить инженерный расчёт основного аппарата – реактора окисления марганца.
7. Оценить экологическую и технологическую эффективность предлагаемого решения.
Современные производственные процессы металлургической отрасли характеризуются значительными объёмами сточных вод, содержащих ионы тяжёлых металлов, в том числе марганца и сульфатов. При недостаточной степени очистки данные компоненты создают риск вторичного загрязнения окружающей среды и нарушения технологических регламентов предприятий. Особое внимание уделяется очистке нейтрализованной шахтной воды, используемой в технологических процессах предприятия АО «Уралгидромедь».
Наличие в сточной воде повышенных концентраций марганца (до 33 мг/дм³ при нормативе ≤0,1 мг/дм³) и сульфатов (до 5136 мг/дм³) делает невозможным её повторное использование в производстве цинка чушкового. Это приводит к увеличению объёма сбросов и росту экологической нагрузки на окружающую среду. Введение дополнительной ступени очистки является необходимым условием для обеспечения нормативного качества воды и повышения эффективности водооборотного контура предприятия.
Технологические схемы очистки сточных вод в промышленных условиях базируются на сочетании нескольких методов: физико-химических, реагентных, сорбционных и мембранных. Каждый из них обладает своими преимуществами и ограничениями, требующими учёта при выборе оптимальной схемы очистки. В частности, при удалении марганца наибольшую эффективность показывают методы окислительно-осадительного типа, обеспечивающие перевод Mn²⁺ в малорастворимые оксиды и гидроксиды. При удалении сульфатов применяются ионитные, осаждающие или комбинированные технологии, позволяющие снизить солесодержание до нормативных значений.
Актуальность настоящей работы заключается в необходимости разработки технологической схемы дополнительной очистки нейтрализованной шахтной воды АО «Уралгидромедь» от марганца и сульфатов для дальнейшего её повторного использования в производстве цинка чушкового.
Цель работы – разработка технологически обоснованной схемы дополнительной очистки сточных вод, обеспечивающей снижение концентрации марганца до ≤0,1 мг/дм³ и частичное удаление сульфатов до величин, допускающих последующую деминерализацию или возврат в водооборот.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Выполнить анализ исходных данных о составе нейтрализованной воды.
2. Провести аналитический обзор методов удаления марганца и сульфатов.
3. Обосновать выбор технологических решений для дополнительной очистки.
4. Разработать принципиальную технологическую схему и её описание.
5. Выполнить расчёт материального баланса дополнительной очистки.
6. Выполнить инженерный расчёт основного аппарата – реактора окисления марганца.
7. Оценить экологическую и технологическую эффективность предлагаемого решения.
✅ Заключение
В ходе выполнения курсовой работы была проведена комплексная оценка качества нейтрализованной шахтной воды АО «Уралгидромедь», определены основные направления её дополнительной очистки и разработан технологический проект реконструкции системы водоочистки с целью получения воды, пригодной для использования в производстве цинка чушкового.
Исследование показало, что после стадии известкования и первичного осветления остаточная концентрация марганца составляет 33 мг/дм³, что превышает нормативное значение (не более 0,1 мг/дм³) более чем в 330 раз. Кроме того, вода характеризуется высокой минерализацией и значительным содержанием сульфатов (более 5000 мг/дм³). Эти факторы требуют внедрения дополнительной ступени очистки.
В работе выполнены:
аналитический обзор методов удаления марганца и сульфатов из сточных вод;
обоснование выбора комбинированной схемы очистки на основе окислительно-осадительного удаления марганца и ионитной доочистки от сульфатов;
описание принципиальной технологической схемы дополнительной очистки;
расчёт материального баланса, включающий определение расхода окислителя, массы образующегося осадка и распределения потоков;
инженерный расчёт основного аппарата — реактора окисления марганца;
разработка разделов по охране труда и экологическому обоснованию.
Предлагаемая схема обеспечивает снижение концентрации марганца до уровня ≤ 0,1 мг/дм³, уменьшение содержания сульфатов, стабилизацию качества воды и возможность её повторного использования в технологическом цикле производства цинка. Внедрение разработанного решения способствует сокращению экологической нагрузки на окружающую среду, уменьшению объёма загрязнённых сбросов и повышению степени замкнутости водооборотной системы предприятия.
Таким образом, цель курсовой работы — разработка технологически обоснованной и экологически безопасной схемы дополнительной очистки нейтрализованной шахтной воды — полностью достигнута.
Исследование показало, что после стадии известкования и первичного осветления остаточная концентрация марганца составляет 33 мг/дм³, что превышает нормативное значение (не более 0,1 мг/дм³) более чем в 330 раз. Кроме того, вода характеризуется высокой минерализацией и значительным содержанием сульфатов (более 5000 мг/дм³). Эти факторы требуют внедрения дополнительной ступени очистки.
В работе выполнены:
аналитический обзор методов удаления марганца и сульфатов из сточных вод;
обоснование выбора комбинированной схемы очистки на основе окислительно-осадительного удаления марганца и ионитной доочистки от сульфатов;
описание принципиальной технологической схемы дополнительной очистки;
расчёт материального баланса, включающий определение расхода окислителя, массы образующегося осадка и распределения потоков;
инженерный расчёт основного аппарата — реактора окисления марганца;
разработка разделов по охране труда и экологическому обоснованию.
Предлагаемая схема обеспечивает снижение концентрации марганца до уровня ≤ 0,1 мг/дм³, уменьшение содержания сульфатов, стабилизацию качества воды и возможность её повторного использования в технологическом цикле производства цинка. Внедрение разработанного решения способствует сокращению экологической нагрузки на окружающую среду, уменьшению объёма загрязнённых сбросов и повышению степени замкнутости водооборотной системы предприятия.
Таким образом, цель курсовой работы — разработка технологически обоснованной и экологически безопасной схемы дополнительной очистки нейтрализованной шахтной воды — полностью достигнута.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.