Обоснование качественной и количественной характеристики сточных вод сульфитного производства беленой целлюлозы и белой древесной массы

 

Содержание

Аннотация

Введение

Список сокращений

.Общие требования по заданию к курсовой работе по дисциплине «Промышленная экология»

.Производство сульфитной целлюлозы . Общие сведения

.Область практического применения целлюлозного производства

.Описание схемы сульфитно-целлюлозного производства

.Производство сульфитной целлюлозы

.Схема сульфитно - целлюлозного производства

. Характеристика сточных вод, поступающих на очистку

. Принципиальная схема очистки объединенного потока сточных вод на централизованных очистных сооружениях

Список использованной литературы

Аннотация

Целью работы является определение качественной и количественной характеристики раздельного потока хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод предприятия целлюлозного завода производства сульфитной целлюлозы и предложения по локальным и централизованным системам очистки сточных вод.

Работа выполнена в следующем объеме:

страниц -55

таблиц - 26

схемы- 5

сульфитная целлюлоза сточный очистка экологический

Введение

Для производства древесной массы, целлюлозы и полуцеллюлозы применяется главным образом древесина хвойных пород. Ее удельный вес в сырьевом балансе целлюлозно-бумажной промышленности составляет около 80%. Поэтому целлюлозно-бумажная промышленность является одним из главных потребителей древесины в народном хозяйстве. Основные лесные массивы расположены в северных районах европейской части страны, на Урале, в Западной и Восточной Сибири, Якутии и на Дальнем Востоке.

Наличие больших сырьевых ресурсов является одним из благоприятных условий для развития целлюлозно-бумажной промышленности. Ранее основным сырьем ЦБП была сосновая и еловая древесина, современная техника позволяет использовать лиственницу и лиственные породы древесины- тополь, березу, осину, бук и др. В настоящее время лиственницу начали использовать для производства целлюлозы. Из древесины лиственных пород можно получить целлюлозу, полуцеллюлозу и древесную массу, вполне пригодную для выработки широкого ассортимента бумаги и картона. Применение лиственных пород позволяет расширить сырьевую базу, более полно и рационально использовать лесные ресурсы.

Отходы лесопиления и деревообработки - это горбыль, рейка, обрезки и т.д. При распиловке пиловочного сырья остается около 24% кусковых отходов. Это ценное сырье для производства сульфатной, сульфитной целлюлозы, полуцеллюлозы и древесноволокнистых плит. В последнее время в качестве сырья широко используют опилки хвойных пород древесины.

Древесина, перерабатываемая на целлюлозу и древесную массу , носит название балансовой. Качество баланса должно соответствовать требованиям ГОСТа. Балансовая древесина доставляется на предприятие любым доступным видом транспорта. Затем она обрабатывается и отправляется на производство. От производства различные виды отхода или перерабатываются ,либо вывозятся на захоронение. Сточные воды от предприятия направляются на очистку либо сразу сбрасываются в канализацию и водоем.

От производства сульфитной целлюлозы в загрязненных водах содержится кора, щепа, щелок поэтому перед их сбросом необходимо провести несколько стадий очистки. А из отработанного щелока можно производить этиловый спирт и кормовые дрожжи, из барды от переработки щелока.

Данная работа выполнена с целью определения методов очистки образующихся в ходе работы предприятия сточных вод до концентрации в них загрязняющих веществ, соответствующих допустимому сбросу в городскую канализацию.

В работе освещены следующие вопросы:

дана характеристика предприятия как источника образования загрязняющих веществ;

определена качественная и количественная характеристика потока сточных вод, поступающих на очистные сооружения, а также в городскую канализацию;

проведен расчет водопотребления и водоотведения производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, образующихся в результате производственной деятельности каждого отдельного цеха предприятия, обслуживания технологического оборудования и помещений, а также водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды сотрудников ЦБП. Кроме того, рассчитаны концентрации загрязняющих веществ по основным показателям (взвешенные вещества, БПК, ХПК) до и после очистки;

составлена блок-схема предприятия с указанием потоков сточных вод и источников образования выбросов и предложениями по размещению на данной балансовой схеме необходимых локальных сооружений очистки сточных вод;

произведен подбор методов очистки образовавшихся сточных вод на локальных очистных сооружениях, предложена схема очистки объединенного потока сточных вод на централизованных системах очистки.

Список сокращений

СВ - сточные воды

ЗВ - загрязняющие вещества

Qб - водопотребление на хозяйственно-бытовые нужды работников предприятия

Qб ст - всего отведение хозяйственно-бытовых сточных вод

Qб мах - максимальный расход хозяйственно-бытовых сточных вод

Qпр - водопотребление на производственные нужды

Qпр ст - всего отведение производственных сточных вод

Qпр мах - максимальный расход производственных сточных вод

оборуд - водопотребление на обслуживание оборудования и помещений

Qоборуд мах - максимальный расход воды на обслуживание оборудования и помещений

Qоборот - водопотребление оборотной воды

n - количество персонала в цехе

q - удельный норматив водопотребления на 1 человека

k - количество смен в сутки

l - количество рабочих дней в году

N - производительность предприятияc интенсивность дождевого стока

h коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади площадь стока

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон

q1 - удельный норматив водопотребления на технологические нужды

q2 - удельный норматив водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды

q3 - удельный норматив водопотребления на оборотную воду

? - технологические потери воды

q1, q2 - удельный норматив водопотребления на единицу легкового и грузового автотранспорта, л/машину*смену;

Cхпк - концентрация ХПК сточных вод

Сбпк - концентрация БПК сточных вод

Свв - концентрация взвешенных веществ сточных вод

ЛОС - локальная система очистки

ЦОС - центральная система очистки

1. Общие требования по заданию к курсовой работе по дисциплине «промышленная экология»

1.Составить блок-схему предприятия с указанием на ней потоков сточных вод и источников образования выбросов.

.Определить качественную и количественную характеристики единого (или раздельного) потока сточных вод, поступающих на очистные сооружения:

·Расход сточных вод (м3/сут), (м3/год),

·Концентрации загрязняющих веществ по основным компонентам:

§Взвешенные вещества

§ХПК

§БПК

. На балансовой схеме по потокам СВ указать необходимые локальные очистные установки, показать их эффективность и концентрацию очищенных вод по основным показателям.

.Предложить принципиальную схему очистки объединенного потока СВ на централизованных очистных сооружениях. Рассчитать эффективность очистки после каждой ступени по взвешенным веществам и БПК с обеспечением требуемого конечного качества очищенных стоков.

Вариант 18.

Предприятие производит 400 тыс.т/год беленой сульфитной целлюлозы с выходом 56% и 250 тыс.т/год белой древесной массы. Варка целлюлозы периодическая с Mg - основанием с отбором щелоков 90%. Сульфитные щелока подвергаются биохимической переработке на кормовые дрожжи. Степень использования щелоков 60%. Из целлюлозы изготавливается бумага.

2. Производство сульфитной целлюлозы. Общие сведения

Характеристика производства.

Товарная беленая древесная масса изготовляется из древесины хвойных пород (ель и пихта). С разделением ее на волокна путем истирания; при этом волокна остаются связанными с лигнином. Бурая химическая древесная масса получается из древесины лиственных пород (береза, осина, бук) путем очень слабого провара щепы с последующим ее размолом на дисковых мельницах; при этом лигнин подвергается химическому изменению, затем после размола он сортируется.

Производство древесной массы включает: Распиловку, окорку, транспортирование к машинам (дефибрерам), истирание древесины до древесной массы, (суспензии), ее сортирование, сгущение, измельчение отходов и их сортирование, или перекачку целлюлозы на бумажную и картонную фабрику.

Целлюлоза и полуцеллюлоза изготовляются из древесины и представляют собой полуфабрикат, получаемый сульфатным и сульфитным методом.

Сульфитная целлюлоза изготовляется путем варки древесной щепы (из ели, пихты, и лиственных пород) в кислом растворе (сернистые соли, кальция, натрия, аммония и марганца).Затем целлюлоза промывается и сортируется. Щелок полученный после варки перерабатывается на спирт и кормовые дрожжи и др.Для получения беленой сульфитной целлюлозы и растворимой целлюлозы небеленая целлюлоза отбеливается по многоступенчатой схеме с промывками после каждой ступени.

·Водоснабжение и канализация.

В производстве вода расходуется на следующие операции: мокрую окорку древесины в окорочных барабанах и спрыски фильтров для очистки сеточных барабанов-сгустителей; приготовление растворов химикатов, башенной кислоты и белильных растворов; охлаждение и очистку сернистого и дымовых газов; конденсацию сдувочных и выдувочных паров варочных цехов и вторичного пара выпарной установки; спрыски сортировок и разбавление массы при производстве беленой целлюлозы; разбавление беленой или бумажной массы , если вызывается особыми требованиями, предъявленными к качеству готовой продукции; спрыски в сукномойках, отсечках и отсасывающих валах бумагоделательных, картоноделательных и сушильных машинах; промывку оборудования и смыв полов; охлаждение подшипников и циркулирующего масла; уплотнение сальников и тд.

Система водоснабжения - прямоточная с многократным последовательным использованием воды в цехах.

Применяется вода нескольких видов:

§Механически очищенная на сетчатых или кварцевых фильтрах;

§Фильтрованная;

§Умягченная;

§Обессоленная;

Количество производственных сточных вод практически равно количеству потребляемой воды из источника. Эти стоки загрязнены взвешенными и растворенными органическими неорганическими веществами; они разделяются на коросодержащие, волокносодержащие, щелоко- и волокносодержащие стоки.Все эти стоки очищаются перед сбросом в водоем.

·Производство кормовых дрожжей и этилового спирта.

Метод производства этих продуктов основан на гидролизе древесины в присутствии катализатора и серной кислоты при установленном давлении и температуре.

·Характеристика производства.

Кормовые дрожжи производятся из отходов ЦБП содержащих гидролизный сахар, полученный в результате гидролиза кислый раствор сахаров (гидролизат) нейтрализуется известковым молоком или аммонийной водой, обогощаются гидролизными солями, осветляется, охлаждается водой и поступают в дрожжерастительные аппараты.

Выращеные дрожжи сгущаются флотацией и сепарированием при этом расходуется свежая вода на промывку дрожжей. Затем дрожжи сушатся.

Спиртовое производство осуществляется по схеме получение гидролизата с последующей подготовкой его к биохимичекой переработке так же, как и на дрожжевом производстве.

Охлажденный нейтрализат сбраживается и на брагоректификационной установке выделяется спирт. Пары спирта конденсируются и охлаждаются водой.Из барды выращивают кормовые дрожжи.

·Водоснабжение и канализация.

Вода в основном используется на гидролиз, охлаждение жидкостных потоков в холодильниках, дефлегматорах, теплообменных аппратов, а также на приговление растворов питательных солей, промывку оборудования, мытья полов.

Наибольшее количество воды расходуется на кормовом производстве на наружное орошение дрожжей растительных аппаратов в летний период.

Водоснабжение осуществляется по смешанной схеме- с последовательным использованием и оборотом охлаждающей воды.

Производственные сточные воды направляются на биологическую очистку совместно с хозяйственно- бытовыми стоками.

. Область практического применения целлюлозы

В результате варки растительного сырья с тем или иным химическим реагентом получают небеленую целлюлозу, представляющую собой продукт с относительно низкой белизной. Небеленая целлюлоза, в особенности жесткая, содержит еще значительное количество сопровождающих клетчатку примесей, дальнейшее освобождение от которых способом варки иногда бывает связано с нежелательным значительным повреждением целлюлозы и ухудшением ее свойств. Но часто требуется получить продукт высокого белого цвета, более полно освобожденный от лигнина, смол и других примесей, более химически чистый, с определенными физико-химическими свойствами. Для этого небеленую целлюлозу подвергают отбелке химическими реагентами, получая беленую целлюлозу. Для более глубокого удаления гемицеллюлоз иногда одновременно с отбелкой проводят дополнительную щелочную обработку, получая в результате облагороженную целлюлозу. Отбелке и облагораживанию подвергают преимущественно мягкую целлюлозу или целлюлозу средней жесткости.

Факторами определяющими свойства целлюлозы с точки зрения ее использования в бумажном или картонном производстве, являются природа исходного растительного материала (хвойная или лиственная), выход и степень провара целлюлозы , способ варки, который может сообщать целлюлозному волокну некоторые специфические свойства.

Способы получения целлюлозы можно разделить на:

§Кислотные,

§Щелочные,

§Нейтральные,

§Окислительные,

§Ступенчатые,

§Комбинированные.

К группе кислотных способов из числа применяемых в промышленности относятся сульфитный, бисульфитный и азотный способы.

В сульфитном способе варки в качестве реагентов используется так называемая сульфитная варочная кислота, представляющая собой раствор сернистой кислоты, содержащей некоторое количество бисульфита кальция, магния, натрия или аммония. Сульфитная целлюлоза, небеленая и беленая, является одним из главнейших полуфабрикатов для выработки газетных, типографических, писчих бумаг, бумаги для печати и целого ряда других видов бумаги и для получения искусственного волокна.

. Описание схемы целлюлозного производства

Общая схема производства сульфитной целлюлозы из древесины слагается из следующих отдельных стадий:

)Подготовке древесины, состоящей из операций по выгрузке и хранению древесины, очистке ее от коры, распиловке и измельчению в щепу,

)Приготовления варочной кислоты в виды раствора бисульфита кальция с избытком растворенной двуокиси серы (сюда входят операции по сжиганию серы или колчедана, очистке и охлаждению сернистого газа и поглощение его с образованием кислоты);

)Варке щепы с сульфитной кислотой в котлах под давлением 0,5-1 МПа при температуре 130-1500С, включая операции по регенерации двуокиси серы и промывки сваренной целлюлозной массы;

)Очистки целлюлозной массы от не провара, костры и минеральных загрязнений;

)Отбелки и облагораживания целлюлозы с целью повышения ее белизны и улучшения ее физико-химических свойств;

)Обезвоживание и сушка целлюлозы.

Отбелка целлюлозы производится когда вырабатывается беленая целлюлоза, а облагораживание только при выработке облагороженных видов целлюлозы, чаще для химической переработки.

Кроме перечисленных основных производственных стадий составной частью современного сульфитцеллюлозного завода является цех переработки отработанного щелока на полезные продукты -этиловый спирт, кормовые дрожжи, сульфитные концентраты, а при использовании для варки растворимых оснований предприятия в большинстве случаев имеют еще цех регенерации химикатов из отработанных щелоков или барды (остатка щелока после получения спирта или дрожжей).

5. Производство сульфитной целлюлозы

Сульфитную целлюлозу получают путем варки щепы или сечки однолетних растений с так называемой сульфитной кислотой, которая представляет собой водный раствор бисульфита кальция Са(НSO3)2 .

Сульфитный способ получения древесной целлюлозы был открыт во второй половине Х!Х в.Сульфитная целлюлоза используется при выработке многих видов бумаги вместе с другими волокнистыми компонентами и без них. Кроме того, целлюлоза широко применяется как исходное сырье в производстве взрывчатых веществ, искусственного сырья волокна, шерсти, кожи, целлофана, лаков, кинопленки и т.п.

6. Схема сульфит - целлюлозного производства

1-Рубительная машина

-Циклон

-Сортировка для щепы

- бункер

-Варочный котел

-Серная печь

-Промывалка (скруббер)

-Холодильник

-Селеновая камера

-Башня для получения кислоты

-Регенерационная цистерна

-Сцежа

-Сучколовитель

-Сортировка для целлюлозы

-Центриклинер

-Сгуститель

-Бассейн

-Переработка щелока.

----газ

----целлюлоза

-----кислота

----щепа

Окоренный баланс измельчают в щепу на рубительной машине. Щепу отсортировывают от опилок и крупных кусков и подают в варочный котел. После заполнения котла щепой в него закачивают варочную кислоту, закрывают крышку котла и подают пар. Варка производится в закрытых котлах и при высокой температуре. По окончании процесса варки из котла отбирают щелок и направляют его на переработку. Полученную целлюлозную массу промывают и очищают от сучков, непровара и минеральных загрязнений. Затем ее обезвоживают и направляют в небеленом или отбеленном виде на бумажную фабрику либо на сушку, если она предназначена для отправки на другие предприятия.

·Производство кормовых дрожжей.

Применяемые в промышленности переработки сульфитных щелоков дрожжи размножаются почкованием. Период времени которого число клеток удваивается , называют периодом генерации. В производственных условиях удвоение биомассы происходит за 3-5 ч.Для обеспечения жизнедеятельности дрожжевых клеток водная среда должна содержать углеводное, азотное, фосфорное питание и ряд электролитов, в том числе ионы калия. Различают процессы дыхания и брожения дрожжей .При дыхании, осуществляемом в аэробных условиях, ферменты дрожжей полностью окисляют углеводы питательной среды с освобождением всей связанной энергии:

С 6Н 12О6+6О2=6СО2+6Н 2О+2820 кДж

В анаэробных условиях ферменты дрожжевых клеток расщепляют углеводы до стадии образования этилового спирта:

С 6Н 12О6 = 2С 2Н5ОН +2СО2+117 кДж

.Характеристика предприятия как источника образования загрязненных сточных вод.

Данное ЦБП занимается выпуском 200 тыс.т/год небеленой сульфитной целлюлозы с выходом 53% и 250 тыс.т/год белой древесной массы. Из полученного сырья осуществляется производство бумаги. Сульфитные щелока подвергаются биохимической переработке на этанол и кормовые дрожжи,степень использования щелоков 60%.

.Основное производство:

·Измельчение баланса в щепу,

·Сортирование и хранение щепы

·Приготовление кислоты на кальциевом основании

·Получение сернистого газа

·Очистка и охлаждение печных газов

·Характеристика сульфитной кислоты.

·Повышение содержания сернистого газа в сырой кислоте.

·Варка сульфитной целлюлозы

·Процесс варки. Заварка.

·Использование сульфитного щелока

·Очистка целлюлозы

·Сортирование целлюлозы

·Отбелка целлюлозы

·Обезвоживание и сушка целлюлозы

.Вспомогательное производство.

·Административное здание.

Схема предприятия.

.Основное производство.

Измельчение баланса в щепу.

Чтобы получить доброкачественную целлюлозу, щепа должна быть однородной по размерам (длина 16-20 мм, ширина 20 мм, толщина 2-3 мм) и по влажности, нарублена из здоровой древесины и должна иметь гладкий отруб. Щепа, не отвечающая этим требованиям, плохо пропитывается варочным раствором, и целлюлоза получается низкого качества.

Для измельчения балансовой древесины в щепу применяют рубительные машины, имеющие 8-16 ножей, с верхней и горизонтальной подачей древесины.

Измельчение баланса в рубительной машине происходит непрерывно. Баланс длиной от 2,2 до 6 м поступает под ножи вращающегося диска по питающему патрону. Качество отрубаемой щепы зависит от состояния ножей и правильной их установки на диске. Размер получаемой щепы зависит от выступа ножей за плоскость диска. Для обычного баланса выступ равен 9-10 мм. Тогда получается щепа подходящего размера и качества.

Сортирование и хранение щепы

После рубительной машины щепа получается неоднородной по размерам. В зависимости от типа рубительной машины, она содержит крупной щепы 1-5 %, мелочи 1-3 %, нормальной щепы, пригодной для варки целлюлозы, 92-98%.

Несортированная щепа подается в приемный кран сортировки и распределяется по поверхности верхнего сита, на котором задерживается крупная щепа, направляемая на измельчение. Нормальная щепа проходит через сито, задерживается средним, отсеивается на нем от мелочи и тонких лучин и подается в производство или на хранение. На нижнем сите задерживается некондиционированная щепа, используемая в производстве. Мелочь проходит

Через сито и поступает на поддон, расположенный за последним ситом. Из него она транспортируется в гидролизное производство или в котельную для сжигания.

От сортировок в производство или на хранение щепа транспортируется ленточными и скребковыми транспортерами , ковшами-элеваторами, а также пневматическим способом.

На многих предприятиях щепа направляется для хранения в запасные бункера, расположенные над варочными котлами. Емкость бункера на 1,5-2 раза больше варочного котла. Загрузка щепы в варочный котел механизированная.

Получение сернистого газа.

Сернистый газ получают при сжигании серосодержащего сырья: серы, серного и флотационного колчедана. При горении серы образуется сернистый газ. Серу сжигают во вращающихся или стационарных серных печах. Сера поступает в печь непрерывно в твердом или расплавленном виде. И горит в печи. Образовавшиеся печные газы поступают в камеру, где догорают несгоревшие частицы серы. Печные газы с температурой 900-10000 направляют на очистку и охлаждение. Печной газ содержит сернистого газа 12-15%, азота 79% и кислорода 6-9%. Производительность серной печи до 17,5 т серы в сутки.

Очистка и охлаждение печных газов.

Полученный при сжигании серы печной газ содержит вредные примеси: пыль, серный ангидрид, селен, соединения мышьяка, недогоревшую серу и др. Эти примеси сильно снижают качество кислоты и забивают аппаратуру кислотного отдела. Для получения доброкачественной сырой и варочной кислоты печные газы должны быть полностью освобождены от примесей и охлаждены до 30-350С. Последнее способствует очистке газа от селена и серного ангидрида, а также повышает растворимость сернистого газа в воде. Очистка печных газов производится сухим электрическим и мокрым методом.

Характеристика сульфитной кислоты.

Как упоминалось ранее при производстве целлюлозы сульфитным способом древесную щепу подвергают варке при повышенных t-ре и давлении с раствором кислой сернокислой соли кальция, содержащей значительный избыток сернистой кислоты (двуокиси серы). Пренебрегая количественным соотношением , состав сульфитной кислоты, содержащей бисульфит кальция в качестве основания, можно выразить выражением:

Сa(HSO3)2+SO2+H2O

Кислоту ,получаемую в кислотном отделе сульфитцеллюлозного завода, называют сырой кислотой. Варочная кислота представляет собой смесь сырой сульфитной кислоты с продуктами сдувок из котлов, удаляемыми в процессе варки. Варочная кислота всегда содержит больше растворенной двуокиси серы, чем сырая, но содержание бисульфита в ней меньше. Концентрацию компонентов кислоты выражают в единицах двуокиси серы или сернистого ангидрида (SО2). Общее содержание сернистого ангидрида, входящего в состав как сернистой кислоты, так и бисульфита{Ca(HSO3)2}, называют «весь SО2» или «общий SО2».

Повышение содержания сернистого газа в сырой кислоте.

Для получения крепкой варочной кислоты необходимо приготавливать сырую кислоту с повышенным содержанием в ней растворимого сернистого газа . Повышение содержания сернистого газа в сырой серной кислоте производят различными способами : понижением температуры сырой кислоты; насыщением сырой кислоты печными газами при повышенном давлении ; повышением концентрации сернистого газа; применением жидкого сернистого газа. Растворимость сернистого газа повышается с понижением температуры сырой кислоты . Повышение в ней содержания сернистого газа достигается подачей холодной воды с температурой 6-10 0С. С повышением давления растворимость сернистого газа увеличивается. Насыщение серной кислоты печными газами под давлением производят в специальных башнях. Чем выше концентрация сернистого газа, тем больше он растворяется в сырой кислоте. Чтобы повысить концентрацию сернистого газа, серу сжигают в кислороде или воздухе, обогащенном кислородом. Жидкий сернистый газ 100%-ной концентрации вводят в баки, наполненные сырой или варочной кислотой. При этом необходимо обеспечить хорошее смешение его с кислотой.

Варка сульфитной целлюлозы

Варкой называют процесс получения целлюлозы из древесины при нагревании ее с варочной кислотой. Небеленую сульфитную целлюлозу в зависимости от того, при каких условиях варки она получена, разделяют на жесткую, среднюю и мягкую. Жесткая целлюлоза содержит наибольшее количество инкрустирующих веществ, а мягкая - наименьшее.

Основная цель варки - растворить лигнин и другие вещества, сопутствующие клетчатке. В зависимости от характера варки, в целлюлозе остается от 1,5 до 6% лигнина и от 3 до 7% гемицеллюлоз. Выход целлюлозы составляет от46- 50% от массы абсолютно сухой древесины. Для варки применяют вертикальные котлы объемом 50-400 м3, изготовленные изготовленные из стальных листов толщиной 25-35 мм. Так как метал быстро разъедается кислотой , стенка котла изнутри покрывается кислотоупорной обмуровкой. Она уменьшает объем котла на 10-15% и требует тщательного ухода.

Варочный котел оборудован: механизированной крышкой с пневматическим , гидравлическим или электрическим дистанционным приводом; стационарным паровым уплотнением, коллектором для промывки котла водой после каждой варки; заборной сеткой, предотвращающей попадание щепы в отбираемую на циркуляцию кислоту; коллектором, который предназначен для подачи воды или отработанного щелока внутрь котла при удалении сваренной целлюлозы вымывкой; циркуляционно-подогревательны устройством и другим вспомогательным оборудованием . Котлы рассчитывают на рабочее давление до 1,2 МПа. Получение целлюлозы в котлах периодического действия состоит из следующих операций: загрузки щепы, заливки кислоты, заварки, варки, опоражнивания котла.

Процесс варки. Заварка.

Варка целлюлозы в зависимости от ее назначения проводится по специальному графику, в котором точно определены все стадии варочного процесса и его параметры. Условно процесс варки делится на два периода: заварку и собственно варку.

Заварка- является первой стадией варки целлюлозы. Назначение заварки - полностью и равномерно пропитать кислотой щепу, для того чтобы лигнин прореагировал с сульфитной кислотой с образованием лигносульфоновой кислоты. В присутствии основания лигносульфоновая кислота реагируя с ним, превращается в соль лигносульфоновой кислоты. Происходит так называемое сульфирование лигнина. Это соединение в период заварки находится еще в твердом состоянии. Чем полнее лигнин сульфирован в период заварки, тем лучше он растворяется во время варки. Этому процессу способствует также однородность размеров щепы повышенная крепость и температура кислоты.

Продолжительность заварки зависит от емкости котла и начальной температуры кислоты. Скорость пропитки зависит от крепкости кислоты, а также от влажности щепы. Для ускорения процесса пропитки щепы кислотой применяют способ переменного гидравлического давления.

Пропуск щелока. Его производят по окончании стадии пропитки щепы кислотой при температуре 110-125 0С. Щелоком называется варочная кислота после реагирования ее с древесиной. Щелок перепускают из котла в другой котел, который находится на стадии заполнения варочной кислотой, или в запасную цистерну, работающую под давлением. Количество перепускаемого щелока при загрузке котла щепой без уплотнения составляет 25-40% и при уплотнении щепы 20-30%от объема жидкости, поступившей в него перед заваркой.

Преимущества варки целлюлозы с перепуском щелока заключаются в следующем: сокращается оборот варочного котла, уменьшается удельный расход пара и серы на варку, увеличивается содержание сахаров в щелоке.

Варка. По окончании заварки следует процесс варки. Во время варки в раствор переходит лигносульфоновая кислота и ее соли, образовавшиеся в период заварки. Одновременно с удалением лигнина происходит гидролиз, и растворение значительной части гемицеллюлоз и небольшого количества целлюлозы. Варку производят по различным температурным режимам в зависимости от марки требующейся целлюлозы. Подъем температуры с 105-1100 С до конечной 130-1550С осуществляется медленно , в течении 1-3 часов. После достижения заданной температуры осуществляется процесс варки. Во время варки в котле поддерживается постоянное давление 0,6-0,7 МПа. Варка продолжается от 1,5 до 5 часов и зависит от применяемого температурного режима, состава кислоты, качества целлюлозы и давления в котле. С повышением температуры и давления в котле время варки сокращается. Однако выход целлюлозы из древесины уменьшается, качественные показатели снижаются.

Окончание варки определяют по цвету, запаху щелока, по содержанию в нем основания и SО2 , а также по пробе массы отбираемой в конце варки через специальный штуцер. В конце варки содержание сернистого газа в щелоке может быть 0,2-1% и более, щелок приобретает темно-коричневый цвет.

Полный оборот котла длится от 7 до 16 часов. Широко распространено автоматическое регулирование варки с помощью контрольно-регулирующей аппаратуры, а также дистанционного и автоматического управления всеми операциями по обслуживанию котлов. Варочный котел опоражнивают двумя способами: выдувкой и вымывкой.

Использование сульфитного щелока

По окончании варки в щелоке находится в растворенном виде от 47-54 % органических веществ (от массы, взятой на варку древесины). Эти вещества состоят в основном из солей лигносульфоновых кислот , которые образуются при гидролизе гемицеллюлозы, органических кислот и др. Концентрация сахаров в щелоке 2-2,5 %. Примерно 65% сахаров способны сбраживаться дрожжами , выделяя углекислоту и образуя этиловый спирт. После брожения образуется бражка, из которой в специальных аппаратах отгоняют спирт. Остаток после перегонки спирта называется бардой . Выход спирта 60-80% на 1т воздушно сухой целлюлозы. Остальная часть сахаров может быть использована для получения кормовых дрожжей . Обычно кормовые дрожжи получают из барды, которая содержит не сбраживаемые сахара. Остатки барды рекомендуется выпаривать в специальных установках до 50-60% сухого вещества и сжигать в топках паровых котлов. Спуск сульфитных щелоков и барды в водоемы категорически запрещен.

Очистка целлюлозы

После промывки в сцежах целлюлозная масса содержит сучки, непровар, кору, сор, песок и минеральные загрязнения. Эти примеси тщательно удаляются в процессе очистки целлюлозы. Концентрация целлюлозной массы после промывки и стока промывной воды и сцежи составляет 12-18%

Из сцежи масса удаляется гидравлическим способом. Для этого массу размывают струей воды из брандспойтах под давлением. Размытая масса при концентрации 1,5-2,5% поступают в бассейн , а из него насосом подается в верхний этаж очистного отдела.

Очистку целлюлозной массы осуществляют двумя стадиями: грубое сортирование- удаление сучков и непровара ; тонкое сортирование- отделение сора, пучков волокон, комочков, слизи и тд производят в две-три ступени.

Сортирование целлюлозы

Оно осуществляется на сортировках и радиклонах, где из целлюлозной массы удаляются костра, пучки волокон, мелкий сор, Сорность целлюлозы после сортировки снижается в 3-5 раз. Отходы очистного отдела - сучки, непровар, отходы сортировки и волокно, улавливаемое из сточных вод,- используется для выработки бумаги и картона. Для этого они подвергаются дополнительной обработке на размалывающих аппаратах непрерывного действия.

Использование оборотной воды в ЦБП и улавливание волокна.

В процессе производства полуфабрикатов происходят большие потери волокна в промоях сточных вод. Потери волокна составляют от 1-2 % от выработки целлюлозы. Для сокращения потерь волокна рекомендуется максимальное использование отработанных производственных вод в виде оборотных вместо свежей и улавливание волокна виз сточных вод.

Использование воды в цехах подготовки древесины.

Вода, потребляемая для мокрой окорки , промывки и транспортировки баланса в гидролотках, после механической очистки на сетчатых барабанах используется вновь. На некоторых предприятиях потери воды на лесных складах компенсируются водой, используемой на других производственных участках. Это позволяет сократить потребление свежей воды, но и за счет более высокой температуры производственной воды, подаваемой на окорку и транспортировку баланса. Благодаря этому ускоряется окорка и зимой меньше понижается температура воды в гидролотках.

Использование воды в производстве целлюлозы.

Вода от сгустителей, пресспатов и отбельных должна использоваться многократно при движении противотоком по отношению к движению массы. При использовании жидкой целлюлозы на своем комбинате в бумажном или картонном цехах избыточные воды этих цехов можно направлять на целлюлозный завод для повторного использования. Промывные воды сцеж, воды от промывки массы после хлорирования, щелочения и облагораживания, а также воды от смолоотделителей не используются. Эти воды содержат, помимо волокна , растворимые в воде примеси , которые снижают качество целлюлозы.

При использовании оборотной воды в сульфитцеллюлозном производстве повышается содержание смолы и создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов. В связи с этим воду необходимо очищать от вредных примесей , чтобы сохранить качество получаемой целлюлозы . Обычно степень использования сточной воды в виде оборотной колеблется от 50 до 85% , в зависимости от требований, предъявляемых к целлюлозе.

Расчет водопотребления и водоотведения производственных и хозяйственно- бытовых сточных вод.

·Основное производство.

Цех подготовка древесины.

Таблица 1.

обозначенияЕд.измеренияКол-воПроизводительность NТыс.т/год650Кол.во смен в суткиKШт.2Кол-во рабочих дней в годуLШт.365Среднегодовой расход воды на подготовку древесины.На технолог.нуждыq1М3125На хоз. Быт. Нуждыq2М30,31Технические потериМ32,1Концентрации ЗВ сточных вод цеха.Взвешенные в-ваСввМг/л1700ХПКСхпкМгО/л3900БПКСбпкмгО/л1300Кол-во персоналаnЧел70Удельный расход воды на 1 человека в сменуqл/чел*смену25Нормативы ЗВ сточных вод при сбросе в горколлектор.Взвешенные вещ-ваСввМг/л300ХПКСбпкмгО2/л700

Расчет водопотребления и водоотведения цеха.

1.Расчет водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды сотрудников предприятия и водоотведения:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

где:

n - количество персонала в данном цехе, чел.

q - удельный норматив водопотребления на 1 человека, л/чел*смену для горячего цеха;

к - количество смен в сутки, шт.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=1227,5м3/год;

=3,5_ м3/сутки;

=1227,5 м3/год;

=3,5_ м3/сутки;

Безвозвратные потери принимаются 10% от Qб

, м3/год, м3/сутки;

=1104,75_ м3/год;

=3.15 _м3/сутки

2.Расчет водопотребления и водоотведения производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, образующихся в результате производственной деятельности и от обслуживания оборудования и помещений:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

, м3/год, м3/сутки;

где:

N - производительность предприятия, т/год;

q1 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для технологических нужд, м3/т;

q2 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для хозяйственно-бытовых нужд, м3/т;

? - технологические потери воды на ед. продукции, м3/т;

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=81250_ м3/год;

=222,6 м3/сутки;

_ м3/год;

_ м3/сутки;

=79885_ м3/год;

=218,26_ м3/сутки;

=201,5_ м3/год;

=5,7_ м3/сутки;

201,5м3/год;

5,7м3/сутки;

Сводная таблица водопотребления и водоотведения по цеху

Таблица 2

Расходм3/годм3/суткиВодопотребление на хозяйственно-бытовые нужды работников предприятия1227,53,5Водопотребление на производственные нужды1104,753,15Водопотребление на обслуживание оборудования и помещений81250222,6Всего из источника79885218,26Всего отведение хозяйственно-бытовых сточных вод201,55,7Всего отведение производственных сточных вод163668,75453,27

Концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, выпускаемых цехом, превышают допустимые нормы сброса в горколлектор, загрязняющие вещества это в основном коросодержащие потоки, поэтому их необходимо очистить механически , довести до нужной концентрации. Сточные воды от цеха проходят ЛОС, направляются в усреднитель, а затем на ЦОС.

Варочный цех.

Характеристика сточных вод варочного цеха небеленой целлюлозы приведена в таблице 3

Таблица 3

Обозначенияед. измерениякол-воПроизводительность предприятияNтыс. т/год200Количество смен в суткиkшт.2Количество рабочих дней в годуlшт.365Среднегодовой расход воды на единицу продукции:Оборотная водаq3м3З50На технологические нуждыq1м3125На хозяйственно-бытовые нуждыq2м30,31Технологические потери?м310Концентрация ЗВ сточных вод цеха:- Взвешенные веществаСввмг/л 45- ХПКСхпк мгО/л100- БПКСбпкмгО2/л 20Количество персоналаnчел50Удельный расход воды на 1 человека в смену qл/чел*смену25Нормативы ЗВ сточных вод при сбросе в горколлектор:- Взвешенные веществаСввмг/л300- БПКСбпк мгО2/л 700

Расчет водопотребления и водоотведения цеха

Расчет водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды сотрудников предприятия и водоотведения:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

где:

n - количество персонала в данном цехе, чел.

q - удельный норматив водопотребления на 1 человека, л/чел*смену для горячего цеха;

к - количество смен в сутки, шт.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=912,5 м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

=912,5_ м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

Безвозвратные потери принимаются 10% от Qб

, м3/год, м3/сутки;

=821,25_ м3/год;

=2,25 _м3/сутки

Расчет водопотребления и водоотведения производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, образующихся в результате производственной деятельности и от обслуживания оборудования и помещений:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

где:

N - производительность предприятия, т/год;

q1 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для технологических нужд, м3/т;

q2 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для хозяйственно-бытовых нужд, м3/т;

? - технологические потери воды на ед. продукции, м3/т.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=25000_ м3/год;

=68,5_ м3/сутки;

_ м3/год;

_ м3/сутки;

=23000_ м3/год;

=63_ м3/сутки;

=62 м3/год;

=0,3_ м3/сутки;

62 м3/год;

0,3 м3/сутки;

=70000_ м3/год;

=191,8_ м3/сутки;

Сводная таблица водопотребления и водоотведения по цеху производства небеленой целлюлозы.

Таблица 4

Расходм3/годм3/суткиВодопотребление на хозяйственно-бытовые нужды работников предприятия912,52,5Водопотребление на производственные нужды821,252,25Оборотная вода2500068,5Водопотребление на обслуживание оборудования и помещений2300063Всего водопотребление из источника620,3Всего отведение хозяйственно-бытовых сточных вод70000191,8Всего отведение производственных сточных вод119795,75328,35

В данном цехе концентрации загрязняющих веществ составляют в основном волокна, а также щелокосодержащие стоки с рН примерно 4,5-6, поэтому ЛОС устанавливается для использования производственной воды как оборотную. Сточные воды от варочного цеха соединяют со сточными водами некоторых других цехов и вместе их направляют на очистку.

Характеристика сточных вод варочного цеха белой древесной массы приведена в таблице 5

Таблица 5

Обозначенияед. измерениякол-воПроизводительность предприятияNтыс. т/год250Количество смен в суткиkшт.2Количество рабочих дней в годуlшт.365Среднегодовой расход воды на единицу продукции:Оборотная водаq3м31065На технологические нуждыq1м3220На хозяйственно-бытовые нуждыq2м30,4Технологические потери?м320Концентрация ЗВ сточных вод цеха:- Взвешенные веществаСввмг/л 45- ХПКСхпк мгО/л100- БПКСбпкмгО2/л 20Количество персоналаnчел50Удельный расход воды на 1 человека в смену qл/чел*смену25Нормативы ЗВ сточных вод при сбросе в горколлектор:- Взвешенные веществаСввмг/л300- БПКСбпк мгО2/л 700

Расчет водопотребления и водоотведения цеха

3.Расчет водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды сотрудников предприятия и водоотведения:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

где:

n - количество персонала в данном цехе, чел.

q - удельный норматив водопотребления на 1 человека, л/чел*смену для горячего цеха;

к - количество смен в сутки, шт.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=912,5 м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

=912,5_ м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

Безвозвратные потери принимаются 10% от Qб

, м3/год, м3/сутки;

=821,25_ м3/год;

=2,25 _м3/сутки

4.Расчет водопотребления и водоотведения производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, образующихся в результате производственной деятельности и от обслуживания оборудования и помещений:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

где:

N - производительность предприятия, т/год;

q1 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для технологических нужд, м3/т;

q2 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для хозяйственно-бытовых нужд, м3/т;

? - технологические потери воды на ед. продукции, м3/т.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=55000_ м3/год;

=150,7_ м3/сутки;

_ м3/год;

_ м3/сутки;

=52500_ м3/год;

=143,9_ м3/сутки;

=100 м3/год;

=0,3_ м3/сутки;

100 м3/год;

0,3 м3/сутки;

=266250_ м3/год;

=729,5_ м3/сутки;

Сводная таблица водопотребления и водоотведения по цеху производства белой древесной массы.

Таблица 6

Расходм3/годм3/суткиВодопотребление на хозяйственно-бытовые нужды работников предприятия912,52,5Водопотребление на производственные нужды821,252,25Оборотная вода55000150,7Водопотребление на обслуживание оборудования и помещений52500143,9Всего водопотребление из источника1000,3Всего отведение хозяйственно-бытовых сточных вод266250729,5Всего отведение производственных сточных вод375583,751029,15

Воды данного цеха содержат загрязняющие вещества такие же как воды предыдущего цеха,поэтому их соединяют и напрявляют на ЛОС вместе. ЛОС устанавливается для повторного использования производственной воды.

Промывной цех

Характеристика сточных вод промывного цеха целлюлозного производства приведена в таблице 7

Таблица 7

Обозначенияед. измерениякол-воПроизводительность предприятияNтыс. т/год450Количество смен в суткиkшт.2Количество рабочих дней в годуlшт.365Среднегодовой расход воды на единицу продукции:Оборотная водаq3м31200На технологические нуждыq1м3305На хозяйственно-бытовые нуждыq2м30,4Технологические потери?м320Концентрация ЗВ сточных вод цеха:- Взвешенные веществаСввмг/л 45- ХПКСхпк мгО/л100- БПКСбпкмгО2/л 20Количество персоналаnчел50Удельный расход воды на 1 человека в смену qл/чел*смену25Нормативы ЗВ сточных вод при сбросе в горколлектор:- Взвешенные веществаСввмг/л300- БПКСбпк мгО2/л 700

Расчет водопотребления и водоотведения цеха

5.Расчет водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды сотрудников предприятия и водоотведения:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

где:

n - количество персонала в данном цехе, чел.

q - удельный норматив водопотребления на 1 человека, л/чел*смену для горячего цеха;

к - количество смен в сутки, шт.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=912,5 м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

=912,5_ м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

Безвозвратные потери принимаются 10% от Qб

, м3/год, м3/сутки;

=821,25_ м3/год;

=2,25 _м3/сутки

6.Расчет водопотребления и водоотведения производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, образующихся в результате производственной деятельности и от обслуживания оборудования и помещений:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

где:

N - производительность предприятия, т/год;

q1 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для технологических нужд, м3/т;

q2 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для хозяйственно-бытовых нужд, м3/т;

? - технологические потери воды на ед. продукции, м3/т.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=137250_ м3/год;

=376,1_ м3/сутки;

_ м3/год;

_ м3/сутки;

=132750_ м3/год;

=363,8_ м3/сутки;

=180 м3/год;

=0,5_ м3/сутки;

180 м3/год;

0,5 м3/сутки;

=540000_ м3/год;

=1479,5_ м3/сутки;

Сводная таблица водопотребления и водоотведения по цеху производства белой древесной массы.

Таблица 8

Расходм3/годм3/суткиВодопотребление на хозяйственно-бытовые нужды работников предприятия912,52,5Водопотребление на производственные нужды821,252,25Оборотная вода137250376,1Водопотребление на обслуживание оборудования и помещений132750363,8Всего водопотребление из источника1800,5Всего отведение хозяйственно-бытовых сточных вод5400001479,5Всего отведение производственных сточных вод811913,752224,65

В данном цехе образуются щелокосодержащие потоки концентрации которых превышают допустимые нормы сброса в горколлектор, поэтому на ЛОС они направляются вместе со сточными водами ДПЦ и варочных цехов. ЛОС устанавливается для повторного использования производственной воды.

Очистной цех.

Характеристика сточных вод очистного цеха приведена в таблице 9

Таблица 9

Обозначенияед. измерениякол-воПроизводительность предприятияNтыс. т/год450Количество смен в суткиkшт.2Количество рабочих дней в годуlшт.365Среднегодовой расход воды на единицу продукции:Оборотная водаq3м31065На технологические нуждыq1м3120На хозяйственно-бытовые нуждыq2м30,4Технологические потери?м320Концентрация ЗВ сточных вод цеха:- Взвешенные веществаСввмг/л 15- ХПКСхпк мгО/л50- БПКСбпкмгО2/л 10Количество персоналаnчел50Удельный расход воды на 1 человека в смену qл/чел*смену25Нормативы ЗВ сточных вод при сбросе в горколлектор:- Взвешенные веществаСввмг/л300- БПКСбпк мгО2/л 700

Расчет водопотребления и водоотведения цеха

7.Расчет водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды сотрудников предприятия и водоотведения:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

где:

n - количество персонала в данном цехе, чел.

q - удельный норматив водопотребления на 1 человека, л/чел*смену для горячего цеха;

к - количество смен в сутки, шт.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=912,5 м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

=912,5_ м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

Безвозвратные потери принимаются 10% от Qб

, м3/год, м3/сутки;

=821,25_ м3/год;

=2,25 _м3/сутки

8.Расчет водопотребления и водоотведения производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, образующихся в результате производственной деятельности и от обслуживания оборудования и помещений:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

где:

N - производительность предприятия, т/год;

q1 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для технологических нужд, м3/т;

q2 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для хозяйственно-бытовых нужд, м3/т;

? - технологические потери воды на ед. продукции, м3/т.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=54000_ м3/год;

=148_ м3/сутки;

_ м3/год;

_ м3/сутки;

=49500_ м3/год;

=136_ м3/сутки;

=180 м3/год;

=0,5_ м3/сутки;

180 м3/год;

0,5 м3/сутки;

=479250_ м3/год;

=1313,1_ м3/сутки;

Сводная таблица водопотребления и водоотведения по цеху очистки производства

Таблица 10

Расходм3/годм3/суткиВодопотребление на хозяйственно-бытовые нужды работников предприятия912,52,5Водопотребление на производственные нужды821,252,25Оборотная вода54000148Водопотребление на обслуживание оборудования и помещений49500136Всего водопотребление из источника1800,5Всего отведение хозяйственно-бытовых сточных вод4792501313,1Всего отведение производственных сточных вод375583,751029,15

Очистной цех с сточных водах содержит щелочь, поэтому мы воды соединяем с водами цехов промывки, ДП и варочного, и все их вместе направляем на ЛОС.

Отбельный цех для производства белой древесной массы.

Характеристика сточных вод приведена в таблице 11

Таблица 11

Обозначенияед. измерениякол-воПроизводительность предприятияNтыс. т/год250Количество смен в суткиkшт.2Количество рабочих дней в годуlшт.365Среднегодовой расход воды на единицу продукции:Оборотная водаq3м31000На технологические нуждыq1м3200На хозяйственно-бытовые нуждыq2м30,4Технологические потери?м320Концентрация ЗВ сточных вод цеха:- Взвешенные веществаСввмг/л 45- ХПКСхпк мгО/л100- БПКСбпкмгО2/л 20Количество персоналаnчел50Удельный расход воды на 1 человека в смену qл/чел*смену25Нормативы ЗВ сточных вод при сбросе в горколлектор:- Взвешенные веществаСввмг/л300- БПКСбпк мгО2/л 700

Расчет водопотребления и водоотведения цеха

9.Расчет водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды сотрудников предприятия и водоотведения:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

где:

n - количество персонала в данном цехе, чел.

q - удельный норматив водопотребления на 1 человека, л/чел*смену для горячего цеха;

к - количество смен в сутки, шт.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=912,5 м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

=912,5_ м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

Безвозвратные потери принимаются 10% от Qб

, м3/год, м3/сутки;

=821,25_ м3/год;

=2,25 _м3/сутки

10.Расчет водопотребления и водоотведения производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, образующихся в результате производственной деятельности и от обслуживания оборудования и помещений:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

где:

N - производительность предприятия, т/год;

q1 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для технологических нужд, м3/т;

q2 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для хозяйственно-бытовых нужд, м3/т;

? - технологические потери воды на ед. продукции, м3/т.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=50000_ м3/год;

=137_ м3/сутки;

_ м3/год;

_ м3/сутки;

=48000_ м3/год;

=131,5м3/сутки;

=100 м3/год;

=0,3_ м3/сутки;

100 м3/год;

0,3 м3/сутки;

=200000_ м3/год;

=_548 м3/сутки;

Сводная таблица водопотребления и водоотведения по цеху

отбелки древесной массы.

Таблица 12

Расходм3/годм3/суткиВодопотребление на хозяйственно-бытовые нужды работников предприятия912,52,5Водопотребление на производственные нужды821,252,25Оборотная вода50000137Водопотребление на обслуживание оборудования и помещений48000131,5Всего водопотребление из источника1000,3Всего отведение хозяйственно-бытовых сточных вод200000548Всего отведение производственных сточных вод299833,8821,55

В данном цехе СВ могут содержать хлорорганические соединения, они определяют цветности вод и их концентрации мешают биологической очистке проходить с той скоростью чтобы не тормозить процесс общей очистки, т.к. СВ превышают допустимые нормы сброса в горколлектор, поэтому ЛОС устанавливается для повторного использования производственной воды.

·Цех производства кормовых дрожжей.

Характеристика сточных вод производства приведена в таблице15

Таблица 15

Обозначенияед. измерениякол-воПроизводительность предприятияNт/год2500Количество смен в суткиKшт.2Количество рабочих дней в годуLшт.365Среднегодовой расход воды на единицу продукции:Оборотная водаq3м390На технологические нуждыq1м3360На хозяйственно-бытовые нуждыq2м30,4Технологические потери??м318Концентрация ЗВ сточных вод цеха:- Взвешенные веществаСввмг/л 900- ХПКСхпк мгО/л5000- БПКСбпкмгО2/л 1800Количество персоналаNчел50Удельный расход воды на 1 человека в смену Qл/чел*смену25Нормативы ЗВ сточных вод при сбросе в горколлектор:- Взвешенные веществаСввмг/л300- БПКСбпк мгО2/л 700

Расчет водопотребления и водоотведения цеха

11.Расчет водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды сотрудников предприятия и водоотведения:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

где:

n - количество персонала в данном цехе, чел.

q - удельный норматив водопотребления на 1 человека, л/чел*смену для горячего цеха;

к - количество смен в сутки, шт.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

=912,5 м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

=912,5_ м3/год;

=2,5_ м3/сутки;

Безвозвратные потери принимаются 10% от Qб

, м3/год, м3/сутки;

=821,25_ м3/год;

=2,25 _м3/сутки

12.Расчет водопотребления и водоотведения производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, образующихся в результате производственной деятельности и от обслуживания оборудования и помещений:

, м3/год;

, м3/сутки;

=900000_ м3/год;

=2465,75_ м3/сутки;

_ м3/год;

_ м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

, м3/год, м3/сутки;

, м3/год;

где:

N - производительность предприятия, т/год;

q1 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для технологических нужд, м3/т;

q2 - среднегодовой расход воды на ед. продукции для хозяйственно-бытовых нужд, м3/т;

? - технологические потери воды на ед. продукции, м3/т.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэффициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

Таблица. Использование воды на хозяйственно-бытовые нуждыспомогательное производство

Наименование цехаОбщее водопотребление м3/годКол-во дней в годуВ том числеОбщее водоотведение м3/годНа хоз-но питьевые нуждыдушевыеЧисло работающих человекНорма водопотребления на человекаРасход в сутки м3/сутЧисло душевых сетокНорма водопотребления на 1 душевую сетку,лРасход, м3/сутОсновное производствоДПЦ1227,536570253,525002,0201,5Варочный цех912,536550252,525002,070000Промывной цех912,536550252,525002,054000Очистной цех912,536550252,525002,047925Производство небеленой целлюлозы912,536550252,525002,020000Отбелка целлюлозы912,536550252,525002,020002Производство белой древесной массы912,536550252,525002,026625,0Производство спирта912,536550252,525002,04500Производство кормовых дрожжей912,536550252,525002,022500Вспомогательное производствоАдминистративное здание624260100122,4---561,6

Административное здание

=897041_ м3/год;

=2457,65м3/сутки;

= 1000м3/год;

=2,8_ м3/сутки;

1000м3/год;

2,8 м3/сутки;

=_225000м3/год;

=616,4м3/сутки;

Участок предназначен для административного и экономического управления предприятием. Вода расходуется только на нужды сотрудников администрации. Характеристика сточных вод приведена в таблице 9

Таблица 17

Обозначенияед. измерениякол-воКоличество смен в суткиKшт.2Количество рабочих дней в годуlшт.260Количество персоналаnЧел100Удельный расход воды на 1 человека в сменуqл/чел*смену12Нормативы ЗВ сточных вод при сбросе в горколлектор:- Взвешенные веществаСввмг/л300- БПК СбпкмгО2/л 700

Расчет водопотребления.

13.Расчет водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды сотрудников предприятия и водоотведения:

, м3/год;

, м3/сутки;

, м3/год, м3/сутки;

где:

n - количество персонала в данном цехе, чел.

q - удельный норматив водопотребления на 1 человека, л/чел*смену для холодного цеха;

к - количество смен в сутки, шт.

l - количество рабочих дней в году, шт;

Клет - коэфициент изменения среднегодовой нормы в летний сезон, Клет=1.

Qб 1= 100*12*2*260/1000=624_ м3/год;

=2,4_ м3/сутки;

=624_ м3/год;

=2,4_ м3/сутки;

Безвозвратные потери принимаются 10% от Qб

, м3/год, м3/сутки

=561,6_ м3/год;

=2,16_м3/сутки

Сводная таблица водопотребления и водоотведения по

административному зданию

Таблица 18

Расходм3/годм3/суткиВодопотребление на хозяйственно-бытовые нужды работников предприятия6242,4Всего от источника624 2,4Всего отведение хозяйственно-бытовых сточных вод561,62,16

Данные сточные воды считаются незагрязненными и сбрасываются непосредственно в горколлектор.

Автотранспортное обеспечение.

Автотранспорта в наличие на предприятии нет, поэтому мы заключаем договор с предприятием которое обеспечит все перевозки сырья и готовой продукции, по территории и за ее пределами.

·Расчет ливневого стока:

с территории предприятия.

Расход дождевых вод Q, л/с, определяется по формуле

Q = qchF ,

где:c интенсивность дождевого стока, л/с с 1 га;

h коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади, определяется по табл. 14; площадь стока, га.

При площади бассейна до 50 га коэффициент h принимается равным 1. Интенсивность дождевого стока qc принимаем равной 5 л/с с 1 га.

Общая площадь целлюлозно-сульфитного предприятия насчитывает 50 га. При этом расход дождевых вод составляет:= 50,9950=247,5_л/с

Q=891_м3/ч

Ливневые стоки загрязнены преимущественно взвешенными веществами. Они относятся к группе условно-чистых, проходят очистку непосредственно в ЦОС, после чего совместно с объединенным потоком промышленных сточных вод сбрасываются в горколлектор.

Расход ливневого стока с кровли , асфальтового покрытия и газонов.

Таблица20

Род поверхностиПлощадь стока,Fi,гаКоэффициент стока,?i,Fi*?iКровля10,60,6Асфальтобетонное покрытие10,60,6Грунтовые покрытия0,60,160,096Газоны0,30,10,03F=?Fi-?Fi*?i2,9-1,326

?ср= ?Fi*?i/ ?Fi=2,9/1,326=2,187

Расчет объема поверхностного стока за год(W) и определение константы для расчета фактического объема поверхностного стока(n)

Таблица 21

Вид стокаН,ммF,га??срKynW, М3/годW, М3/месW, М3/сутДождевой (4-10мес)4682,93,982,1870,863,410235,16852,928,4Талый (1-3, 11-12мес)2521,62,980,70,88,962257,9188,166,28Инфильтрационный7200,93,981,4870,83,582579214,97,164Итого.6072,1125641.86

Ливневый сток загрязнен различными взвешенными веществами, а также органикой, поэтому ливневку нужно пропускать через специальную дренажную систему для улавливания взвешенных веществ, либо направлять на ЛОС, но это нецелесообразно.

7. Характеристика сточных вод, поступающих на очистку

Характеристика сточных вод, поступающих на ЛОС от ДПЦ ,варочного, промывного, очистного сушильного цеха.

Концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, выпускаемых цехом, превышают допустимые нормы сброса в горколлектор, поэтому их необходимо очистить, довести до нужной концентрации. Сточные воды от цехов проходят ЛОС, направляются в усреднитель, а затем на ЦОС.

Расчет концентраций загрязняющих веществ сточных вод, поступающих на очистку от ДП осуществляется по формулам:

, мгО/л,

, мгО2/л,

, мг/л,

где:

Q1 - отведение производственных сточных вод цеха, м3/сут.

Сводная таблица характеристик сточных вод, поступающих на ЛОС от цеха производства

Таблица 22

С1Q1Взвешенные вещества1700453,27ХПК3900453,27БПК1300453,27

Характеристика сточных вод, поступающих на ЦОС

В цехах производства ДП, варочного, промывного, очистного превышают допустимые нормы сброса, поэтому основная часть воды, пройдя систему локальной очистки, используется для оборотного водоснабжения, а часть вместе со сточными водами цеха сушильного направляется в усреднитель. Образуется единый поток сточных вод, поступающий затем на ЦОС.

Расчет концентраций загрязняющих веществ сточных вод, поступающих на очистку от всех цехов производства после усреднителя осуществляется по формулам:

, мгО/л,

, мгО2/л,

, мг/л,

где:

Q1, Q2, Q3, Q4, … - отведение производственных сточных вод ДП цеха, варочного, промывного очистного, сушильного, отбельного цеха, а также изготовления этилового спирта и кормовых дрожжей соответственно, м3/сут.

Сводная таблица характеристики сточных вод, поступающих на ЦОС

Таблица 23

С1Q1С2Q2С3Q3С4Q4С5Q5С6Q6С7Q7Q8Q9Взвешенные вещества 2900453,2745328,4452224,7151029,1545821,5560041,65900498582,1641,9ХПК 3300453,27100328,41002224,7501029,15100821,55340041,655000498582,1641,9БПК1600453,2720328,4202224,7101029,1520821,55120041,651800498582,1641,9

Сбпк .(общ)=4670мгО/л

Схпк. (общ)=15200 мгО/л

Свзв.в.(общ)=9100 мг/л

Qобщ =54800,78 м3/сут.

8. Принципиальная схема очистки объединенного потока сточных вод на централизованных очистных сооружениях

Загрязненные сточные воды образуются от цехов производства щепы. Сточные воды цеха производства небеленой целлюлозы считаются умеренно грязными, т.к. концентрации в них загрязненных веществ почти не превышают установленных допустимых нормативов сброса в горколлектор. Предприятие имеет раздельную канализацию бытовых и промышленных вод, обеспеченную локальными системами очистки. Хозяйственно-бытовые сточные воды считаются незагрязненными и сбрасываются непосредственно в горколлектор. Промышленные умеренно-загрязненные стоки, образующиеся от процессов охлаждения технологического оборудования, подвергаются локальной очистке. После ЛОС, представляющих собой теплообменный аппарат, часть охлажденных вод возвращается в производство, а остальное количество поступает в усреднитель для разбавления загрязненного потока сточных вод промывного и очистного цеха.

Практика показала, что нормальное функционирование малых очистных сооружений обеспечивается лишь при условии равномерного поступления в них сточных вод, отличающихся известным постоянством состава. В то же время поступление сточных вод в очистные сооружения часто бывает неравномерным. Кроме того, может наблюдаться залповый сброс производственных сточных вод, содержащих определенные химические вещества и волокна различного размера.

В таких случаях целесообразно использовать усреднительные, фильтрационные и накопительные резервуары, в задачу которых входит выравнивание колебаний расхода и колебаний концентраций поступающих сточных вод.

Также целесообразно предусматривать усреднители перед компактными аэрационными установками в целях предотвращения залпового поступления сточных вод и, следовательно, возможного выноса из вторичного отстойника осевшего ила. Кроме того, эти резервуары нужны для постоянного обеспечения микроорганизмов питательными веществами, а также поддержания определенного температурного режима и уровня рН для их благоприятного развития.

Продолжительность пребывания сточных вод в усреднителях, располагаемых перед компактными аэрационными установками, предпочтительно принимать равной 24 часам.

При устройстве усреднителя учитывают, предназначается ли он только для выравнивания колебаний расхода сточных вод или одновременно для выравнивания концентрации загрязнений. В то же время нельзя допускать накопления осадков сточных вод.

Если предусматривается лишь выравнивание колебаний расхода сточных вод, то до самого выпуска их из усреднителя не требуется выполнения каких-либо специальных операций.

Если же речь идет о выравнивании колебаний концентрации загрязнений сточных вод, то можно использовать усреднители, в которых осуществляется принудительное перемешивание воды с использованием или без использования внешней энергии.

После усреднителя объединенный поток сточных вод направляется на централизованную очистку. Следует отметить, что метод и степень очистки сточных вод зависят в первую очередь от состояния водоема, в который они отводятся. В общем случае можно, однако, выделить две основные стадии очистки:

·осветление сточных вод (удаление осадка), механическая очистка;

·корьевой и волокно пресс

·биологическая очистка.

В результате проведения различных технологических операций в цехе производства двух видов целлюлозы на основных стадиях выработки конечного продукта образуются отработанные растворы, содержащие большое количество разнообразных загрязнений: грязь, кора, волокна, растворимые соли лигносульфоновой кислоты и продукты их расщепления, ряд веществ используемых для производства спирта и дрожжей, соли в виде хлорида, их производные и продукты превращений. Кроме того, можно отметить такие загрязняющие вещества как: гидроксид кальция, органические кислоты, ряд минеральных кислот и др.

Таким образом, в результате технологического процесса производства образуются основные группы загрязнений: органические и минеральные соединения, кислоты и соли, растворы щелочей, разнообразные примеси.

На первой стадии очистки сточных вод используются механические методы. Так, для очистки гетерогенных систем в виде суспензий и эмульсий может быть использовано механическое разделение осаждением, фильтрованием. Для этих систем можно также применять коагулирование и флокулирование с последующим отстаиванием, фильтрованием или применять флотацию. Метод флотационной очистки сточных вод основывается на способности пузырьков газа закрепляться на взвешенных частицах и всплывать вместе со взвесями на поверхность осветляемой жидкости вследствие действия подъемной силы мельчайших пузырьков газа. Следовательно, в этом случае осветление воды определяется в основном адгезионно-поверхностными свойствами пузырьков воздуха и взвеси. Необходимо учитывать также явление смачивания, которое определяется интенсивностью взаимодействия между молекулами веществ, находящимися в различных фазах. Эффективность данного метода очистки составляет более 95%. Таким образом, если концентрация взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на ЦОС, составляет 9100 мг/л, то после очистки с учетом ее эффективности показатель загрязнения сточных вод по взвешенным веществам снизится до 455 мг/л

Таблица24

Концентрация взвешенных веществ до очистки, мг/лМетод очисткиЭффективность очисткиКонцентрация взвешенных веществ после очистки, мг/л9100Фильтрация, отстойник (флотация)95%455

На второй стадии используется флотация для уменьшения содержания щелока в сточной воде, а после метод биологической очистки потока сточных вод в искусственно созданных условиях. В качестве аппаратов очистки используются аэротенк и вторичный отстойник.

Аэротенк представляет собой железобетонный аэрируемый резервуар глубиной 3-6 метров, имеющий объем обычно 100, 10 или 5 м3.

Биохимические процессы в аэротенках, имитирующие окисление в биологических прудах, протекают с большой интенсивностью.

Поступившая в аэротенк сточная вода смешивается с активным илом (сообщество микроорганизмов, живущих в аэротенке), состоящим из хлопьев - скопления микроорганизмов. Смесь сточных вод и ила (иловая смесь) протекает через аэротенк и аэрируется. При этом происходит очистка воды за счет биологического окисления. Первая фаза данного процесса (сорбция загрязнений) осуществляется в аэротенке в момент смешения сточной воды с активным илом и здесь же начинается вторая фаза - собственно окисление адсорбированных загрязнений. Для завершения этой фазы отстоянный ил прежде чем быть смешанным с новыми порциями поступающей в аэротенк воды продувается воздухом, т.е. регенерируется. Под регенератор отводится примерно 25-50% объема аэротенка. Конструктивно это осуществляется путем разделения аэротенка на несколько коридоров, часть которых служит для регенерации ила.

После определенного периода окисления в аэротенке смесь очищенных стоков с активным илом направляется для разделения во вторичный отстойник. Очищенная вода после отстойника может быть сброшена в водоем, а основное количество ила вновь возвращается в аэротенк. В результате такой рециркуляции и размножения бактерий количество активного ила непрерывно увеличивается. Избыток ила (определяется экспериментально) удаляется и подвергается анаэробному сбраживанию.

Схематически процесс биологической очистки сточных вод можно представить следующим образом:

СВОчищенная СВ

ВозвратныйИзбыточный

активный ил активный ил

Эффективность данного метода очистки составляет более 95%. Таким образом, если БПК и ХПК до процесса очистки сточных вод составляли 4670мгО/л и 15200 мгО/л соответственно, то после очистки с учетом ее эффективности показатели загрязнения сточных вод снизятся до 233,5мгО2/л и 760 мгО/л соответственно.

Схема водопотребления и водоотведения производства

Схема локальной очистки сточных вод производства

Баланс воды по всему предприятию.

Таблица 26

ЦехВодопотребление.ВодоотведениеХозяйственно-бытовые нуждыПроизводственные нуждыОборотная водаОбслуживание помещенияСвежая водаХозяйственно-бытовые водыПроизводственные водыДПЦ3,53,15235,01222,6218,265,7453,27Варочный 2,52,2568,5630,3191,82328,35Промывной 2,52,25376,1363,80,51479,52224,7Очистной2,52,251481360,51313,11029,15Производство небеленой целлюлозы2,52,2568,5630,3191,8328,4Отбелка целлюлозы2,52,25137131,50,5548821,55Производство белой древесной массы2,52,25150,7143,90,3729,51029,2Производство этилового спирта2,52,252465,72457,652,8616,45547,35Производствл кормовых дрожжей2,52,2511,59,83,312,341,65Административное здание2,4---2,42,16-Итого25,921,43661,013591,25229,165090,3811803,62

Список использованной литературы

1.Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. -М.: Стройиздат, 1982.

.Строительные нормы и правила. Внутренний водопровод и канализация зданий. СниП 2.04.01-85.

.Очистка и рекуперация промышленных выбросов. Под ред. Максимова В.Ф., Вольфа И.В. -М.: Лесная промышленность,1981.

.Отбелка древесной массы. Под ред. Лебедева И.А.-М,: 1973.

.Технология целлюлозы. Производство сульфитной целлюлозы. Второе издание. Под ред. Непенина Н.Н. -М.: Лесная промышленность,1976.

.Производство картона. Примаков С.Ф. -М.Библиотечка бумажника,:Экология,1991.

.Технология целлюлозно-бумажного производства. А.Ф. Шитов. -М. «Лесная промышленность» 1978.

.Технология основных производств и промышленная экология. Учебное пособие. Часть 2. Дягилева А.Б., Лоренсон А.В., Чернобережский Ю.М., -СПб, 2004.

.Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. В 3-х томах. Осипов П.С., Гаврилиди Е.А., СПб.: ЛТА, 2002.

Содержание Аннотация Введение Список сокращений .Общие требования по заданию к курсовой работе по дисциплине «Промышленная экология»

Больше работ по теме: