авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Обоснование нормативных требований к качеству очищенных производственных сточных вод предприятий железнодорожного транспорта в республике узбекистан

На правах рукописи

МУСАЕВ Олимжон Мавлянджанович ОБОСНОВАНИЕ НОРМАТИВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К КАЧЕСТВУ ОЧИЩЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА В РЕСПУБЛИКЕ УЗБЕКИСТАН 05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2010

Работа выполнена на кафедре «Водоснабжение, водоотведение и гид равлика» в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государствен ный университет путей сообщения» Научный руководитель доктор технических наук, профессор Черников Николай Андреевич Петербургский государственный универ ситет путей сообщения

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Игнатчик Виктор Сергеевич Военный инженерно-технический университет (Санкт-Петербург) кандидат технических наук, доцент Подпорин Александр Владимирович ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государст венный архитектурно-строительный универ ситет»

Ведущая организация: ОАО «ЛЕНГИПРОТРАНС» (Санкт Петербург)

Защита состоится « 21 » декабря 2010 г. в 16 час. 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.223.06 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-ая Красноармейская ул., д. 4, зал заседаний (ауд. 219).

Тел/факс. (812) 316-58-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт Петербургский государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан « 20 » ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук В.Ф. Васильев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Существующие в настоящее время в Узбекистане нормативные доку менты по сбросу производственных сточных вод в городские сети водоот ведения или в водные объекты не имеют экономического обоснования.

Утверждённые типовые технологические схемы очистки производст венных сточных вод не обеспечивают качества воды, соответствующего современным нормативным требованиям в республике.

Цель и задачи исследований Целью исследований является обоснование соответствия нормативных требований к качеству очищенных производственных сточных вод предпри ятий железнодорожного транспорта и объёма финансирования водоохранных мероприятий в Республике Узбекистан.

В соответствии с этим определились следующие задачи исследований:

- совершенствование методики соответствия объёма финансирования во доохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемых сточных вод в водный объект;

- разработка методики определения экономически обоснованного со става сооружений для очистки нефтесодержащих сточных вод и стоков от гальванических цехов (для железнодорожных предприятий);

- разработка автоматизированного расчёта платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы коммунальной канализации для возмож ности анализа и прогноза этой платы;

- разработка методики автоматизированного расчёта сооружений для очист ки производственных сточных вод предприятий железнодорожного транспорта;

- разработка устройств для совершенствования работы водоочистных со оружений на транспортных предприятиях.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- с целью совершенствования методики соответствия объёма финансиро вания водоохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбра сываемой в водный объект сточной воды предложен единый показатель чисто ты воды и методика его определения;

- разработана методика определения экономически обоснованного со става сооружений для очистки нефтесодержащих сточных вод и стоков от гальванических цехов (для железнодорожных предприятий);

- разработана методика автоматизированного расчёта сооружений для очистки нефтесодержащих сточных вод и стоков от гальванических цехов;

- запатентовано устройство для сбора и удаления плавающих жидких веществ.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждена исследованиями в лабораторных и натурных условиях на реаль ных стоках;

обеспечена апробированными методиками экспериментов и со временными способами обработки результатов наблюдений.

Практическая значимость и реализация состоит в следующем:

- результаты исследований приняты к разработке в Водоканале г. Ташкен та - ГП трест Сувсоз, в проектной организации – ООО «Узбеккоммуналлойи хакурилиш» и в локомотивном депо «Узбекистон»;

- при использовании программы автоматизированного расчёта сооруже ний для очистки производственных сточных вод предприятий железнодорож ного транспорта возможен оперативный прогноз и анализ работы существую щих сооружений со значительным экономическим эффектом;

- разработанная программа «Плата» позволяет производить расчёт, анализ и прогноз платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы коммунальной канализации.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на международных и республиканских научно-технических конференциях:

- Четвёртые академические чтения РААСН в ПГУПСе, 19-20 марта 2009 г;



- 65-я конференция профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета, СПбГАСУ (2008г.);

- 62-я международная техническая конференция молодых учёных (аспи рантов, докторантов) и студентов, СПбГАСУ (2009 г.);

- III-я Международная научно-практической конференция «Вода, эко логия, общество», 9-11 февраля 2010 г. в Харьковской национальной ака демии городского хозяйства;

- Республиканская научно-техническая конференция "Проблемы вне дрения инновационных идей, проектов и технологий в производство" Джи закский политехнический институт. Джизак. Узбекская республика, 15- мая 2009 г.

- Межвузовские научно-технические конференции студентов, аспирантов и молодых учёных ПГУПС (2008, 2009, 2010 г.г.).

Личный вклад диссертанта состоит в:

- проведении экспериментальных исследований по теме диссертаци онной работы и обработке результатов исследований;

- формировании выводов по главам и работе в целом.

Объем и структура диссертации Диссертационная работа изложена на 169 страницах машинописного тек ста и состоит из введения, 4 глав, списка литературы из 159 наименований, со держит 36 таблиц, 53 рисунков, а также приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определены вопросы, связанные со сбросом сточных вод от железнодорожных предприятий Узбекистана в водные объекты.

В первой главе произведён анализ существующего состояния железно дорожных предприятий Республики Узбекистан по сбросу сточных вод.

Установлено, что • на территории Республики Узбекистан расположено около транспортных объектов, в том числе более 70 железнодорожных;

• основными источниками загрязнения водных ресурсов от предпри ятий железнодорожного транспорта являются 17 локомотивных, 12 вагон ных депо, дистанции гражданских сооружений, транспортные средства «Узбекистон Темир Йуллари»;

• обследование очистных сооружений предприятий железнодорожно го транспорта показало, что сооружения, работают, как правило, неудовле творительно;

имеются случаи поступления бытовых сточных вод в сети производственного водоотведения.

В этой же главе приведён аналитический обзор литературных источ ников по очистке нефтесодержащих сточных вод, сточных вод от гальва нических цехов, а также нормативных требований к качеству сбрасывае мой сточной воды в водные объекты и городскую канализацию от про мышленных предприятий.

Изучению вопросов:

•удаления и очистки нефтесодержащих сточных вод (в частности, сточных вод железнодорожного транспорта) посвящены труды таких учё ных, как С.В.Яковлев, В.С.Дикаревский, И.И.Караваев, И.И.Краснянский, В.Г.Иванов, Е.Г.Петров, Е.А.Стахов, А.Б.Адельшин, А.В.Бусарев, В.Н.Швецов, Н.Ф.Резник, С.Ф.Гончаров, Н.А.Черников, В.М.Медведева и др.

•очистки сточных вод от гальванических производств (в частности, предприятий железнодорожного транспорта) посвящены труды таких учё ных, как В.В.Найденко, Л.Н.Губанов, Е.Г.Петров, В.И.Кичигин, Н.И.Якимова и др.

•оптимального проектирования систем очистки сточных вод, норми рования при сбросе сточных вод в водные объекты и соотношения объёма финансирования водоохранных мероприятий и нормативных требований к сточным водам посвящены труды таких российских учёных, как В.С.Дикаревский, В.В.Найденко, М.И.Алексеев, Ю.А.Ермолин, Л.И.Цветкова, Ф.В.Кармазинов, Л.Н.Губанов, Б.Г.Мишуков, Е.И.Пупырев, Ю.А.Ильин, В.С.Игнатчик, Н.А.Черников и др., а также зарубежных:

M.Bach, H-G.Frede, J.Dudley, B.Galan, I.E.Grossmann, J.Glasenapp, F.W.Gunthert, W.G.Hegarty David, R.Stone, Ф.К.Шамсиев, Э.И.Чембарисов и др.

По результатам работы над 1-й главой автором установлено:

• к основным источникам загрязнений от предприятий железнодорож ного транспорта относятся нефтепродукты и вещества, находящиеся в стоках гальванических производств, которые относятся к наиболее токсичным отходам;

• сравнение концентрации загрязняющих веществ, допустимых для сброса в городскую систему канализации водоканала г. Ташкента (1989) и г. Санкт-Петербурга (1996) показывает, что нормативные требования в во доканале г. Ташкента значительно менее жёсткие, чем в С.-Петербурге. В последние годы в РУз имеется тенденция значительного ужесточения тре бований;

• в руководящих документах Узбекистана не указывается объём фи нансирование природоохранных и, в частности, водоохранных мероприя тий;





• Узбекистан направляет инвестиций на охрану окружающей среды в размере 0,188 % от ВВП, что значительно меньше, чем в других странах (в России – 0,25 % - в 1,33 раза больше, в Германии – 1,7 % - в 9,04 раза больше);

• относительные инвестиции на единицу площади (Узбекистан - 1): в России – 2,54, в Германии – 1417;

• концентрация загрязнений в воде водных объектов Узбекистана уве личивается и составляет до 10,9 ПДК. Особенно тревожно, что только за год (с 2008 по 2009) возросла до 3-х раз (азот нитритный);

•при нормировании по сбросу с точных вод в водные объекты или в системы водоотведения необходимо руководствоваться научно обоснован ной методикой соответствия нормативов объёму финансирования;

• должна быть финансовая заинтересованность водопользователей;

с ее помощью должен возрасти интерес к соблюдению утверждённых нор мативов;

• нормативные требования должны быть региональными, зависеть от региона и суммарного объёма сбрасываемых загрязнений;

минимальные нормативные требования с предельно допустимыми показателями качества сточных вод должны выполняться неукоснительно с жесткими санкциями при их невыполнении;

• необходимо установить запреты и ограничения на производство продукции, содержащей трудноразлагаемые вредные вещества (например, азот, фосфор, нефтепродукты, тяжелые металлы) с обеспечением жёсткого контроля.

Вторая глава посвящена анализу комплексной программы развития и модернизации железнодорожной отрасли республики Узбекистан на 2009 2013 годы, а также рассмотрению вопросов теоретических основ и инже нерно-экономических решений по соответствию нормативных документов и требований к качеству очищенных производственных сточных вод пред приятий железнодорожного транспорта объёму финансирования водоох ранных мероприятий.

При анализе комплексной программы развития и модернизации же лезнодорожной отрасли республики Узбекистан на 2009-2013 годы выяви лось, что структура инвестиций по проектам строительства, модернизации, технического и технологического перевооружения ГАЖК "Узбекистон те мир йуллари" на период 2009-2013 годы сориентированы в основном на импортные материалы и оборудование (1 и 2).

СМР из них импортные материалы экв. млн. долл.

оборудование из него импортное 2009 2010 2011 2012 Рис. 1. Структура инвестиций по проектам строительства, модернизации, модернизации технического и технологического перевооружения ГАЖК " "Узбекистон темир йуллари на период 2009-2013 годы йуллари" % 81, 74, 72, 69, 63, 40, 39, 34, 26, 21, 2009 2010 2011 2012 От общей стоимости СМР От общей стоимости оборудования Рис. 2. Степень использования импортных материалов и оборудования % оборудования, В теории соответствия объёма финансирования водоохранных меро приятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемой воды в вод ные объекты используется параметр «Функция полезности» (ФП).

( Автором была проанализирована возможность использования в каче использо стве не имеющей определённого физического смысла ФП индекса загряз нённости воды (ИЗВ), применяемого в настоящее время в России и РУз ИЗВ), для интегральной оценки качества вод. Результаты анализа показали, что функцию изменения ИЗВ применять в качестве ФП нерационально так как нерационально, увеличение значений ФП соответствует улучшению качества воды в сточ ных водах, сбрасываемых в водный объект, и, соответственно в водном соответственно, объекте, а увеличение значений ИЗВ соответствует ухудшению качества воды.

При рассмотрении соотношения объёма финансирования и норматив ных требований к качеству воды, сбрасываемой в водные объекты автором предложен индекс чистоты воды (ИЧВ), который определяется по формуле ПДК ИЧВ, (1) с где ПДКiисi – соответственно предельно допустимая и фактическая концентрация загрязняющего вещества.

Концентрация i-го загрязняющего вещества в воде водотока после сброса сточных вод, разбавления и смешения определяется по формуле, мг/л:

с ф· р · ср, (2) р где сiи ciф - концентрация i-го загрязняющего вещества в сточных водах во допользователей и фоновая в реке водного объекта, мг/л;

qj и Qр - расход j-го водопользователя и водного объекта, м3/ч.

Рассмотрим пример:

Для удобства графического представления задачи в примере рассмот рим 2 водопользователя и одно загрязняющее вещество нефтепродукты с ПДК = 0,05 мг/л.

Вода водного объекта имеет фоновое значение ИЧВф =300.

Расходы, м3/ч:

водотока до сброса сточных вод Qр =1000;

1-го водопользователя q1 =5;

2-го водопользователя q2 = 20.

Таблица Концентрация нефтепродуктов, мг/л и ИЧВ Вода срнп, мг/л ИЧВ водотока до сброса загрязняющего вещества (фон) 0,000167 1-го водопользователя см. табл. 2-го водопользователя В табл. 2 приведены значения ИЧВ в водотоке с учётом сброса сточ ных вод от двух водопользователей. Загрязнение рассмотрено консерва тивное.

Концентрация загрязняющего вещества в воде водотока после сброса сточных вод, разбавления и смешения определена по формуле (2), а ИЧВр – по формуле (1).

Затраты на проведение водоохранных мероприятий у водопользовате лей определены по формуле, разработанной автором в зависимости от производительности очистных сооружений и концентрации нефтепродук тов на выходе (см. формулу 4.).

Результаты расчёта приведены в табл. 2.

Например, для того, чтобы обеспечить для водного объекта ИЧВр = 8, необходимо провести водоохранные мероприятия у 1-го и 2-го водополь зователей с общими затратами 0,78 млн.р./год (см. рис. 3 итабл.2), причём:

у 1-го водопользователя ИЧВ1 = 0,3, Снп1 = 0,17 мг/л, П1 = 0,25 млн.р./год;

у 2-го водопользователя ИЧВ2 = 0,2, Снп2 = 0,25 мг/л, П2 = 0,53 млн.р./год.

Параметр ФП, приобретает смысл предложенного автором конкретно го показателя ИЧВ (рис. 3), что может значительно повысить возможность практического применения этой методики.

Таблица ИЧВ водного объекта (числитель) и необходимый объём финансирования водоохранных мероприятий (знаменатель) у 1-го и 2-го водопользователей после сброса стоков Показатели 2-го водопользователя П2, млн.р./ год 0,323 0,377 0,453 0,492 0,534 0,560 0,580 0,609 0,630 0, С2, мг/л 20,00 5,00 1,00 0,50 0,25 0,17 0,13 0,08 0,06 0, П1, С 1, ИЧВ1\ млн.р. 0,0025 0,01 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 мг/л / год 0,159 20,0 0,0025 0,102 0,256 0,426 0,465 0,487 0,495 0,499 0,503 0,505 0, 0,482 0,536 0,612 0,650 0,692 0,719 0,739 0,768 0,789 0, 0,179 5,00 0,010 0,121 0,409 1,135 1,46 1,70 1,80 1,85 1,91 1,94 1, 0,502 0,556 0,633 0,671 0,713 0,739 0,759 0,788 0,810 0, 0,208 1,00 0,050 0,126 0,487 2,036 3,38 5,04 6,03 6,68 7,50 7,99 8, 0,531 0,585 0,661 0,700 0,742 0,768 0,788 0,817 0,839 0, 0,223 0,50 0,10 0,127 0,499 2,261 4,05 6,68 8,54 9,92 11,83 13,1 14, 0,546 0,600 0,676 0,714 0,756 0,783 0,802 0,831 0,853 0, Показатели 1-го водопользователя 0,238 0,25 0,20 0,128 0,505 2,393 4,49 7,99 10,79 13,09 16,6 19,2 21, 0,562 0,616 0,692 0,730 0,772 0,799 0,818 0,847 0,869 0, 0,249 0,167 0,30 0,128 0,507 2,440 4,66 8,54 11,83 14,6 19,2 22,8 25, 0,572 0,626 0,702 0,740 0,782 0,809 0,828 0,857 0,879 0, 0,256 0,125 0,40 0,128 0,508 2,465 4,75 8,85 12,42 15,6 20,8 25,1 28, 0,579 0,633 0,709 0,748 0,790 0,816 0,836 0,865 0,886 0, 0,267 0,083 0,60 0,128 0,510 2,490 4,84 9,18 13,09 16,6 22,8 28,0 32, 0,590 0,644 0,720 0,759 0,801 0,827 0,847 0,876 0,897 0, 0,275 0,063 0,80 0,128 0,510 2,503 4,89 9,35 13,44 17,2 23,9 29,6 34, 0,598 0,652 0,729 0,767 0,809 0,835 0,855 0,884 0,906 0, 0,282 0,050 1,00 0,128 0,510 2,510 4,92 9,46 13,67 17,6 24,6 30,8 36, 0,605 0,659 0,735 0,773 0,816 0,842 0,862 0,891 0,912 0, 0,287 0,042 1,20 0,128 0,511 2,515 4,94 9,53 13,82 17,8 25,1 31,5 37, 0,610 0,664 0,741 0,779 0,821 0,847 0,867 0,896 0,918 0, 0,294 0,033 1,50 0,128 0,511 2,520 4,96 9,61 13,98 18,1 25,6 32,4 38, 0,617 0,671 0,748 0,786 0,828 0,854 0,874 0,903 0,925 0, 0,303 0,025 2,00 0,128 0,511 2,526 4,98 9,69 14,14 18,4 26,2 33,2 39, 0,627 0,680 0,757 0,795 0,837 0,864 0,883 0,912 0,934 0, По данным таблицы 2 построен график – рис. 3.

Рис. 3. ИЧВ водного объекта и соответствующие ему затраты для про ведения водоохранных мероприятий у 1-го и 2-го водопользователей после сброса стоков Примечания:

- существующая ситуация;

1-й и 2-й водопользователь перед сбросом сточных ситуация вод очищают их до концентрации нефтепродуктов Cнп = 5 мг/л (см табл. 2);

мг л (см.

• стрелки затрат указывают на точки наиболее рационального использова ния финансовых средств Во второй главе произведён также анализ относительной загрязненно сти нефтесодержащих сточных вод и стоков от гальванических произ водств предприятий машино и приборостроения, очищенных по техноло машино гическим схемам, утвержденны Государственным комитетом Республики утвержденным Узбекистан по охране природы.

природы Сравнительная оценка требований по сбросу сточных вод и загряз няющих веществ в водные объекты и системы водоотведения в разных странах представлена в табл 3.

табл.

Таблица Требования к качеству очищенной воды при сбросе сточных вод Питьевая вода Сан- в р. Аму- в городскую в водные объекты Химические вещества Пин дарья канализацию 2.1.4.1074- РФ, ЕС, РУз, ПДК РУз, ПДКРХ ПДК ДК Железо (Fe), мг/л 0,3 0,1 2-20 0,5 Медь (Cu, суммарно), 1 0,001 0,1-4 0,001 0, мг/л Цинк (Zn2+), мг/л 5 0,01 0,5-7 0,01 Кадмий (Cd, суммар- 0,001 0,005 0,01-0,6 0, но), мг/л Никель (Ni2+), мг/л 0,1 0,01 0,5-3 0, Хром (Cr6+), мг/л 0,05 0,02 0,1-0,5 0,001 0, Хром (Cr3+), мг/л 0,5 0,07 0,5-5 0,01 2, Алюминий (Al3+), мг/л 0,5 0,04 1-10 0, Свинец (Pb, суммар- 0,03 0,006 0,2-1 0, но), мг/л Нефтепродукты, мг/л 0,1 0,05 0,1-5 0,05 В целом, по второй главе определилось следующее:

•объём финансирования развития и модернизации железнодорожной отрасли республики Узбекистан на 2009-2013 годы в значительной степени сориентирован на заёмные средства(от 7,7 до 75,7 % в зависимости от службы железной дороги);

• в постановлении № ПП-1074 «О комплексной программе развития и модернизации железнодорожной отрасли на 2009-2013 годы», утверждён ном 18.03.2009 г. не указаны экономические показатели по охране окру жающей среды, в том числе и по охране водных ресурсов;

• анализ технологий очистки нефтесодержащих сточных вод и стоков от гальванических цехов в соответствии с рекомендуемыми Руководящими документами РУз показал, что качество очищенных сточных вод, как пра вило, не соответствует нормативным показателям, и для достижения этого соответствия требуется корректировка по составу очистных сооружений;

• нормативные требования, предъявляемые к качеству очищенных производственных сточных вод должны соответствовать возможному уровню финансирования. Ужесточение их не гарантирует успехов в деле охраны водных ресурсов;

•необходимо многоуровневое нормирование и поэтапное решение во доохранных мероприятий, переходя к реализации следующего этапа после решения задач предыдущего этапа.

В третьей главе проведена экспериментальная и экономическая оценка очистки сточных вод предприятий железнодорожного транспорта.

Для проверки целесообразности очистки сточных вод предприятий железнодорожного транспорта Узбекистана была проведена серия опытов по фильтрации реальных стоков с применением сорбентов.

Опыты проводились в лабораторных условиях. Для максимальной достоверности результатов очистки на установку подавалась реальная промышленная сточная вода после отстойников на Локомотивном депо «Узбекистон».

В соответствии с рекомендациями руководства депо была проведена серия опытов со сточной водой, прошедшей отстаивание для определения эффективности очистки при различных скоростях фильтрования.

В качестве фильтрующей среды использовался эффективный модифициро ванный алюмосиликатный адсорбент (ААА), изготовленный по технологии профессора Петрова Е.Г. Сорбент получают из слоистой кембрийской глины с активирующей добавкой доломита, в количестве 15% от массы глины.

Средняя крупность зерен адсорбента составляла dср=0,8 мм (dmin=0,6 мм, dmax= 1,0 мм), скорость фильтрования принималась равной 3,4 и 5 м/ч. Регулирование скорости фильтрования осуществлялось объемным способом.

Отбор проб фильтрата проводился через каждые 30 минут.

Перечень загрязняющих веществ, подлежащих анализу, определился в соответствии с существующими требованиями, предъявляемыми к Локомо тивному депо «Узбекистон» и приоритетным списком: взвешенные вещест ва;

БПК;

ХПК;

нитритов;

азот аммонийный;

хром (VI);

хром (III);

железо;

медь;

цинк;

сухой остаток;

сульфаты (S042-);

хлориды (С1);

фосфаты;

фе нолы;

нефтепродукты).

Все анализы, характеризующие качество исходной и профильтрованной на ААА сточной воды определялись в Государственной специализированной инспекции аналитического контроля Узбекистана ГосСИАК.

Анализ результатов экспериментов приведён на рис. 4 и 5.

При использовании активированного алюмосиликатного адсорбента (ААА) для очистки сточных вод локомотивного депо наблюдается высокая степень очистки - от 90 % до 98 %. Однако, применение ААА можно реко мендовать только на этапе доочистки сточных вод.

В третьей главе произведена также экономическая оценка очистки нефтесодержащих сточных вод РУз. В настоящее время органами санитар ной инспекции и рыбоохраны республики Узбекистан установлены жест кие требования к качеству очистки сточных вод от нефтепродуктов, сбра сываемых в водные объекты. Согласно санитарным нормам, предельное содержание нефтепродуктов в воде рыбохозяйственных водоемов должно составлять не более 0,05 мг/л.

СНПисх 9,7 9, 8 % 7, 7, мг/л 98 105 мг/л 5,5 5, мг/л 107 мг/л 3, 3,2 3, 2, 2, 2,88 2, 1 2 3 4 Номер пробы 3 4 Скорость фильтрации м/ч 5 м/ч, Исх.105 мг/л 4 м/ч, Исх. 107 мг/л 1 2 3 4 3 м/ч, Исх. 105 мг/л Рис. 4. Сравнение результатов ис- Рис. 5. Сравнение степени очистки следований по очистке стоков стоков при СНПисх = 105, 107 и 105 мг/л НП при С исх = 105, 107 и 105 мг/л и vф =3, 4 и 5 м/ч и vф =3, 4 и 5 м/ч В данном разделе исследован вопрос оценки и анализа требуемого финансирования водоохранных мероприятий для нефтесодержащих сточ ных вод железнодорожного транспорта Республики Узбекистан. Для этого рассмотрена наиболее распространённая схема очистки нефтесодержащих сточных вод, на основании которой даны экономические показатели в за висимости от производительности очистных сооружений и степени очист ки нефтесодержащих сточных вод.

После сравнения различных методик определения экономической эф фективности инвестиций в водоохранные мероприятия: чистый дисконти рованный доход (ЧДД), индекс доходности (ИД), срок окупаемости (СО), внутренняя норма прибыли (доходности) проекта (ВНД) автором было ус тановлено, что для предприятий водопроводно-канализационного хозяйст ва в условиях Узбекистана наиболее целесообразно применение метода, основанного на определении приведённых затрат и срока окупаемости, ес ли он не превышает продолжительности жизненного цикла объекта. По этому методу произведён экономический анализ затрат на строительство и эксплуатацию отдельных сооружений и комплекса сооружений для нефте содержащих сточных вод железнодорожного транспорта республики Узбе кистан.

Проведена экономическая оценка строительства и эксплуатации для отдельных сооружений и комплекса сооружений в зависимости от их про изводительности.

Учитывая нестабильный курс валюты в РФ и РУз за последние годы стоимость (инвестиции) отдельных сооружений и комплекса сооружений на 2010 г. определена по формуле С10 = С*$10*КИ$ / $год, тыс.руб., где:

С- стоимость (инвестиции) сооружения на год публикации, тыс. руб.;

курс доллара США на 20 мая 2010 г., руб./$;

$10 КИ$ - коэффициент инфляции доллара США;

курс доллара США на год публикации, руб./$.

$год Приведённые затраты определены по зависимости П = 2*Ен*С10, тыс.руб./год., где Ен - нормативный коэффициент окупаемости капитальных вложе ний, 1/год.

Таким образом, был сделан расчет по каждому сооружению в соответ ствии со схемой очистных сооружений для очистки нефтесодержащих сточных вод.

Зависимость искалась в виде функции… П р = А + В x, C (3) где x– объём сооружения (приёмный резервуар и напорный бак), м3 или производительность (остальные сооружения), м3/ч.

После сбора информации о стоимостных данных отдельных сооруже ний и обработки этой информации были получены функциональные зави симости вида (3) и среднее абсолютное отклонение, приведённые в табли це 4.

Таблица, % Сооружение А B C Приемный резервуар (усреднители) 79,753 21,015 0,16689 2, Нефтеловушка 165,80 3,3985 0,94894 18, Флотатор 128,68 4,7965 0,63275 17, Напорный бак 13,937 11,210 0,64712 1, Фильтры с зернистой загрузкой 6,3697 5,5770 0,67489 2, Фильтр с сорбционной загрузкой 65,562 3,8873 0,80678 39, Насосные станции 16,117 15,086 0,53269 9, Для технико-экономической оценки приведённых затрат комплекса сооружений для очистки нефтесодержащих сточных вод в соответствии с составом сооружений (см. табл. 4) также использовалась зависимость вида (3), где х – остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде.

Результаты приведены в таблице 5.

Таблица * С ост, П, q, Коэффициенты** Пр, тыс.р./год м /ч мг/л тыс.р./год А =358, 10 0,5 666 325, 10 5 576 B =253,44 254, 10 20 543 C =-0,29493 221, =17, 10 50 307 202, А =430, 20 0,5 770 491, 20 5 661 B =268,37 377, 20 20 612 C =-0,34422 323, =18, 20 50 339 292, А =564, 50 0,5 1019 881, 50 5 862 B =344,42 663, 50 20 778 C =-0,38163 561, =19, 50 50 425 503, А =789, 100 0,5 1363 1395, 100 5 1138 B =412,78 1041, 100 20 1006 C =-0,45722 875, =19, 100 50 560 781, А =1000, 150 0,5 1669 1834, 150 5 1382 B =447,64 1363, 150 20 1211 C =-0,52975 1143, =19, 150 50 689 1018, Примечания:

* - Сост = 50 мг/л обеспечивается при использовании ПР+НЛ;

* - Сост = 20 мг/л обеспечивается при использовании ПР+ НЛ+ НС+ НБАК+ ФЛОТ;

* - Сост = 5 мг/л обеспечивается при использовании ПР+ НЛ+ НС+ НБАК+ ФЛОТ+ ФПЕСЧ;

* - Сост = 0,5 мг/л обеспечивается при использовании ПР+ НЛ+ НС+ НБАК+ ФЛОТ+ ФПЕСЧ+ ФСОРЦ.

** А, B и C – эмпирические коэффициенты в соответствии с формулой 3;

cреднее абсолютное отклонение, %;

** Пр – приведённые затраты, подсчитанные по формуле 4.

Здесь: ПР - приёмный резервуар;

НЛ - нефтеловушка;

НС - насосная станция;

НБАК - напорный бак;

ФЛОТ - флотатор;

ФПЕСЧ - фильтр с песчаной загрузкой;

ФСОРЦ - фильтр с сорбционной загрузкой.

Общая формула для определения стоимости сооружений для очистки нефтесодержащих сточных вод, полученная в результате обработки дан ных, приведённых в табл. П р = 58,241+ 48,571* q 0,6998 * С ост -0, тыс.руб./год., (4) q - производительность сооружения, м3/ч;

где Сост- концентрация нефтепродуктов в очищенной воде, мг/л.

Графическая зависимость приведённых затрат для комплекса соору жений по очистке нефтесодержащих сточных вод приведена на рис. 6.

Приведённые затраты, тыс.руб./год П при Q= Пр при Q= П при Q= Пр при Q= П при Q= Пр при Q= 800 П при Q= Пр при Q= П при Q= Пр при Q= 0,1 1 Концентрация нефтепродуктов в очищенной воде, мг/л Рис. 6. Зависимость приведённых затрат для комплекса сооружений по очистке нефтесодержащих сточных вод Объём нефтесодержащих сточных вод от транспортных предприятий РУз составляет 150 млн. м3/год. Средняя производительность очистных со оружений составляет 20 м3/ч. Необходимое количество таких установок определено в таблице 6, а годовые затраты на очистку нефтесодержащих СВ транспорта РУз в зависимости от необходимой степени очистки, млн.руб./год – в табл. 7.

Таблица м /год - сброс СВ в водные объекты от предприятий транспорта РУз;

м3/сут - то же, в сутки;

м3/ч - то же, в час при 16 часовой работе предпри ятия;

необходимое количество установок при сред 1284 ней производительности 20 м3/ч.

Таблица Приведённые затраты очистных соору жений при концентрации нефтепродук Показатели тов в очищенной воде 0,5 5 20 Очистные сооружения производительностью 770,7 584,3 525,7 499, 20 м3/ч, тыс.руб./год Очистка всего объёма нефтесодержащих 989,6 750,2 675,1 641, сточных вод РУз, млн.руб./год По данным таблицы 7 построена гистограмма, представленная на рис. 989, млн.руб./год 750, 675, 641, 0,5 5 20 Концентрация нефтепродуктов в очищенной воде, мг/л Рис. 7. Необходимые затраты на очистку нефтесодержащих сточных вод предприятий транспорта РУз, млн.руб./год Аналогично произведена экономическая оценка очистки сточных вод от гальванических цехов железнодорожных предприятий республики Уз бекистан.

После обработки данных построен график приведённых затрат на очистку гальванических стоков по различным технологиям (в ценах года) - рис. Приведённые затраты тыс. руб./год ИО-0, ИО-0, РДИО РДЭ РДЗФ Р 100 1000 Производительность, м3/сут Рис. 8. Приведённые затраты на очистку гальванических стоков (в ценах 2010 года) Примечания:

Р - реагентный РДЭ - реагентный с доочисткой электродиализом РДИО - реагентный с доочисткой ионным обменом РДЗФ - реагентный с доочисткой на зернистых фильтрах ИО-0,1 - ионный обмен при солесодержании 0,1 г/л ИО-0,5 - ионный обмен при солесодержании 0,5 г/л Для условий Узбекистана на рис. 9 представлены приведённые затра ты для комплекса сооружений по очистке гальванических стоков при реа гентном методе с доочисткой на зернистых и сорбционных фильтрах (в ценах 2010 года).

Приведённые затраты, тыс.руб./год РДЗФ + Фильтр с СЗ… 0 50 100 150 Производительность, м3/ч Рис. 9. Приведённые затраты на очистку гальванических стоков.

Реагентный с доочисткой на зернистых и сорбционных фильтрах (в ценах 2010 года) В четвёртой главе приведены разработанные автором методики и программы автоматизированного расчёта сооружений для очистки нефте содержащих сточных вод и платы за сброс загрязняющих веществ со сточ ными водами в системы водоотведения.

Программа «ПЛАТА» позволяет оперативно производить расчёт пла ты за сброс загрязняющих веществ водопользователем, а также определять вклад в плату за сброс сточных вод и загрязняющих веществ – рис. 10, за висимость изменения платы за сброс отдельных загрязняющий веществ (например, нефтепродуктов) – рис. 11.

100, 23,07 20, 18,56 16, 10,0 5, 5, 3, 2,36 2,18 2, 1, 0, Хром3+ ВВ НП Медь Фенолы БПКп Марганец Хлориды Ртуть Сульфаты Рис. 10. Вклад в плату за сброс сточных вод и загрязняющих веществ, % Плата, тыс.руб./мес.

12, 9, 7, 4, 2, 1 2 3 4 Фактическая концентрация нефтепродуктов мг/л Рис. 11. Зависимость изменения платы за сброс нефтепродуктов от их фактической концентрации в сточной воде Здесь же дано описание и расчёт устройства для сбора и удаления пла вающих жидких веществ, на которое получен патент на полезную модель.

Технический результат достигается тем, что устройство для сбора и уда ления плавающих жидких веществ имеет накопительную емкость, гибкий на порный трубопровод, дополнительно оснащена цилиндрическим поплавком с радиальными желобами в верхней части, а накопительная емкость установлена в центре цилиндрического поплавка, содержит грузовые площадки с фиксиро ванными грузами, соединённые с поплавком, насосный агрегат, установлен ный в накопительной ёмкости с гибким напорным трубопроводом.

Правильное соотношение массы и объема устройства, обеспечиваю щее его необходимую плавучесть, предотвращает поступление воды в сборную емкость. Вибрация устройства во время работы насосного агрега та улучшает возможность сбора и удаления вязких плавающих продуктов.

Для регулирования горизонтальности положения поплавка и его массы, от которой зависит высота отбираемого расчетного слоя плавающей жидко сти, на поверхности устройства предусмотрены грузовые площадки с гру зами, нанизанными на фиксирующие стержни.

Предложенное устройство имеет более простую конструкцию по сравнению с прототипом, при этом предотвращается поступление в нако пительную емкость нижних, более плотных, слоев жидкости и обеспечива ется возможность сбора и удаления вязких плавающих продуктов.

Основные выводы по работе и рекомендации Приведенные исследования позволяют сделать следующие выводы и сформулировать основные научные и практические результаты работы:

1.Не имеющий определённого физического смысла параметр «Функ ция полезности», используемый в теории соответствия объёма финанси рования водоохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемой воды в водные объекты приобретает смысл предложенного автором конкретного показателя ИЧВ (рис. 3), что может значительно по высить возможность практического применения этой методики.

2.Анализ технологий очистки нефтесодержащих сточных вод и стоков от гальванических цехов в соответствии с рекомендуемыми Руководящими документами РУз показал, что качество очищенных сточных вод, как пра вило, не соответствует нормативным показателям, и для достижения этого соответствия требуется корректировка по составу очистных сооружений.

3. Автором установлено, что в соответствии с существующими норма тивами для очистки всего объёма нефтесодержащих сточных вод на транс порте РУз требуется около 1 млрд. рублей (52,42 млрд. сум или 33,27 млн.

долларов США по курсу центрального банка РУз на 18 мая 2010 г.) еже годных затрат. В настоящее время суммарные затраты на охрану и рацио нальное использование всех водных ресурсов в десять раз меньше.

4. Приведённые затраты на очистку гальванических стоков железно дорожных предприятий (при схеме: реагентный с доочисткой на зернистых и сорбционных фильтрах) практически прямо пропорционально зависят от производительности очистных сооружений и меняются в диапазоне от 1, до 3,1 млн.руб./год при производительности от 50 до 150 м3/ч.

5. Предложенная автором гибкая программа автоматизированного расчёта сооружений для очистки нефтесодержащих сточных вод в среде Excel, позволяет производить расчёт по различным схемам очистки. Про грамма внедрена в ООО «Узбеккоммуналлойихакурилиш» г. Ташкента и в учебном процессе кафедры «ВВиГ» ПГУПС.

6. Программа «Плата» позволяет производить расчёт, анализ и про гноз платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы ком мунальной канализации. Она внедрена в ГП трест «Сувсоз» г. Ташкента и в учебном процессе кафедры «ВВиГ» ПГУПС.

7. Устройство по сбору и удалению плавающих жидких веществ име ет простую конструкцию, при этом предотвращается поступление в нако пительную емкость нижних, более плотных, слоев жидкости и обеспечива ется возможность сбора и удаления вязких плавающих продуктов. На дан ное устройство получен патент на полезную модель. Оно внедряется на предприятиях Республики Узбекистан:

- ГП трест «Сувсоз» г. Ташкента (Водоканал);

- ЧП «Лойиха Маслахат» г. Ташкент (Проектная фирма);

Локомотивное депо «Узбекистон»;

- ООО «Узбеккоммуналлойихакури лиш» г. Ташкента (Проектный институт).

Основные результаты и положения исследований опубликованы в следующих работах:

1. Черников Н.А., Мусаев О.М. Существующее состояние железнодорож ных предприятий г. Ташкента по сбросу сточных вод. С.-Петербург, СПбГАСУ, 2008, с. 30-35.

2. Черников Н.А., Мусаев О.М.. Современные требования к сбросу производст венных сточных вод в водные объекты Узбекистана. Материалы четвертых академических чтений, РААСН, СПб, ПГУПС, 19-20 марта 2009. с. 103-105.

3. Мусаев О.М. Экономическая оценка предлагаемых решений по очистке производственных сточных вод в республике Узбекистан. Материалы четвертых академических чтений, РААСН, СПб, ПГУПС, 19-20 марта 2009. - с. 105-108.

4. Черников Н.А., Иванов В.Г., Мусаев О.М. Устройство для сбора и удале ния плавающих жидких веществ. Патент на полезную модель № 86959.

Заявка № 2009119531/22(026894) от 22.05.2009. М. РОСПАТЕНТ.2009, июня. 3 с.

5. Черников Н.А., Мусаев О.М. Оценка предлагаемых решений по очистке производственных нефтесодержащих сточных вод в республике Узбеки стан. Сборник научных трудов Республиканской научно-технической конференции "Проблемы внедрения инновационных идей, проектов и технологий в производство" 15-16 мая 2009 г. Джизакский политехниче ский институт. Джизак. с. 96-98.

6. Мусаев О.М. Оценка относительной загрязнённости нефтесодержащих сточных вод предприятий машино- и приборостроения. С.-Петербург, СПбГАСУ, 2009, с. 36-40.

7. Черников Н.А., Мусаев О.М. Экономическая оценка нормативных требо ваний по сбросу сточных вод в водные объекты в России и Узбекистане.

Коммунальное хозяйство городов. Научно-технический сборник. Выпуск 93. Серия: Технические науки и архитектура. Министерство образования и науки Украины. Харьковская национальная академия городского хозяй ства. Киев, «Техника», 2010. с. 52-58. (В списке ВАК Украины).

8. Иванов В.Г., Черников Н.А., Мусаев О.М., Эргашев Ш.Ш. Совершенство вание локальных очистных сооружений предприятий железнодорожного транспорта. С.-Петербург, Известия ПГУПС, 2010. с. 85-95. (В списке ВАК).

9. Черников Н.А., Мусаев О.М. Единый показатель чистоты воды. С. Петербург, Известия ПГУПС. 2010, с. 309-313. (В списке ВАК).

10. Черников Н.А., Мусаев О.М. Экономическая оценка нормативных требо ваний по сбросу нефтесодержащих сточных вод в республике Узбеки стан. Материалы Межвузовской научно-технические конференции сту дентов, аспирантов и молодых учёных ПГУПС, С.-Петербург, ПГУПС, 2010, с. 62-63.

Подписано к печати 19.11.2010 г. Печ.л. –1, Печать – ризография. Бумага для множит. апп. Формат 60х84 1/ Тираж 120 экз. Заказ №_ Тип. ПГУПС 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.