Реагентная очистка гальваностоков

4.ОРГАНИЗИЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

     В данной дипломной  работе предложен комбинированный  метод  очистки хромсодержащих  сточных вод гальванического  производства КАПО им. С. П. Горбунова. Схема включает в себя механическую очистку, сорбцию  и ионообмен. Для этого предполагается установить решетку, скорый напорный фильтр для удаления взвешенных веществ; сорбционный фильтр для удаления нефтепродуктов и органики, электродиализатор для окисления трехвалентного хрома до шестивалентного и разложения цианидов; два ионообменных аппарата для селективной сорбции хрома (VI); двух ионообменных аппаратов для коллективной сорбции цинка, никеля и меди. Предлагаемая схема позволяет существенно сократить затраты (стоимость реагентов, плата за хранение и размещение гальваношламов, платежи за сброс недоочищенной воды в горколлектор).

      Извлеченные соли  хрома подлежат возврату в  основное производство с целью  приготовления электролитов или  продаже в кожевенную промышленность. Очищенная вода направляется  на водооборот.

 

4.1. Организационная часть

 

Все оборудование для сорбционной очистки будет располагаться

на свободных площадях цеха № 69.

     Организационная структура  представлена на рисунке 4.1.

     В штате станции  нейтрализации работает 49 человек: 4 ИТР (начальнк станции, два мастера и технолог); 4 лаборанта; рабочие (41 человек – корректировщики, аппаратчики и т.д.). Начальник станции нейтрализации находится в непосредственном подчинении у заместителя начальника энергоцеха по водопотреблению и водоотведению. В его обязанности входит обеспечить бесперебойную работу станции нейтрализации и необходимую степень очистки сточных вод.

     Технолог следит за  соблюдением технологии очистки.

     В обязанности корректировщиков  входит контроль  за условиями  работы в аппарате (концентрация, температура).

                                     Главный инженер

                               Зам. главного инженера 

 Главный энергетик                                  ОООС

Начальник энергоцеха

 

Заместитель начальника

энергоцеха по водопотреблению 

 и водоотведению

                                 Начальник 

                                  цеха № 69

                          Технолог                         Мастера

              Лаборанты           Обслуживающий персонал             

                                                                                                                             Рис. 4.1. Организационная структура  управления станции нейтрализации                                    

 

4.2. Экономическая часть

 

     Объем сточных вод, поступающих на очистку в цех № 69 Q = 750 м3/сут. Количество рабочих дней в году – 250 дней. Работа осуществляется в две смены (продолжительность смены – 7 ч).

 

4.2.1. Расчет капитальных вложений

 

     Цена оборудования, входящего  в систему, находится по формуле:

Ц = См + Ср + Ск,                                                                                  (4.1)

где Ц – цена оборудования, руб.;

      См – стоимость  материала, руб.;

      Ср – стоимость строительно-монтажных работ, руб.;

      Ск – стоимость  конструктивных особенностей, руб.

      Стоимость материала  находим по формуле:

См = Ма*Цст,                                                                                        (4.2)

где Ма – масса аппарата, кг;

      Цст – цена  тонны стали, Цст = 70 руб./кг.

     Стоимость строительно-монтажных  работ находим по формуле:

Ср = 2/3*См                                                                                           (4.3)

      Стоимость конструктивных особенностей аппарата находим по формуле:

Ск = 1/5*См                                                                                             (4.4)

     1) Рассчитаем стоимость  вспомогательного оборудования  по формулам (4.1) – (4.3), (4.5).

      а) Рассчитаем стоимость  растворного бака для анионообменной  колонны.

     Из-за простоты конструкции  растворного бака стоимостью  конструктивных особенностей можно  пренебречь.

     Массу растворного  бака находим по формуле:

Ма = S*L*ρ,                                                                                           (4.5)

где Мб – масса бака (аппарата), кг;

       S – площадь металлического покрытия, м2;

       L – толщина металлического покрытия, L = 0.004 м;

     ρ – плотность стали, ρ = 7850 м3/кг

Мб = 0.004*7850*24 = 754 кг

См = 754*70 = 52780 руб.

Ср = 35187 руб.

     Получаем цену бака:

Цб = 52780 + 35187 = 87967 руб.

     б) Рассчитаем стоимость  растворных баков для катионообменных  колонн по формулам (4.1) – (4.3), (4.5).

Мб = 0.004*7850*29.5 = 926 кг

См = 926*70 = 64820 руб.

Ср = 43213 руб.

      Получаем цену  одного бака:

Цб = 64820 + 43213 = 108033 руб.

     Так как используется  три бака, то получаем:

Цб = 324099 руб.

     Общая стоимость всех  баков:

Цобщ = 412066 руб.

Итого стоимость вспомогательного оборудования: 500033 руб.

2. Рассчитаем стоимость сорбционного фильтра

(Dф = 0.85 м, Нф = 1.45 м)

      Цена металлоконструкции  рассчитается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 140 кг

См = 9765 руб.

Ср = 6510 руб.

Ск = 1953 руб.

Ца = 18228 руб.

     В качестве загрузки  используется сорбент «Пороласт-F», стоимость килограмма которого С = 1.25 руб./кг. Плотность сорбента ρ = 800 кг/м3. Объем сорбента Vc = 0.19 м3.

    Рассчитаем стоимость  сорбента по формуле:

Цс = С*Vc*ρ,                                                                                        (4.6)

Где С – стоимость килограмма сорбента, руб./кг;

       Vc – объем сорбента, м3;

         ρ –  плотность сорбента, кг/м3

Цс = 190 руб.

     Стоимость сорбционного  фильтра с загрузкой сорбента определим по формуле:

Цф = Цк + Цс,                                                                                        (4.7)

где Цк – цена металлоконструкции аппарата, руб.;

      Цс – цена загруженного  сорбента, руб.

Цф = 190 + 18228 = 18418 руб.

3. Рассчитаем стоимость электрофлотатора по формуле (4.5):

Мэ.д. = 37*0.004*7850 = 1162 кг

См = 81340 руб.

Ср = 54227 руб.

Ск = 16268 руб.

       Получаем стоимость  электрофлотатора:

Цэ.д. = 151835 руб.

4. Рассчитаем стоимость анионообменной колонны (высота колонны На.к. = 3 м, диаметр колонны Dа.к. = 1.2 м).

       Цена металлоконструкции  рассчитывается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 0.004*7850*12.44 = 390.6 кг

См = 27342 руб.

Ср = 18228 руб.

Ск = 5468 руб.

Ца = 51038 руб.

      В качестве загрузки колонны используется анионит марки АМ-п, стоимость килограмма анионита С = 70 руб./кг, плотность анионита

ρ = 1600 кг/м3, объем анионита V = 2.6 м3.

     Рассчитаем стоимость анионита  по формуле (4.6):

Цан = 291200 руб.

     Найдем стоимость  анионообменной колонны с загрузкой анионита по формуле (4.7):

Ца.к. = 51038 + 291200 = 342238 руб.

      Стоимость десорбционной  колонны рассчитывается аналогично:

Ца.к. = 342238 руб.

     Общая стоимость двух  колонн:

Цобщ. = 684476 руб.

5. Рассчитаем стоимость катионообменной колонны (высота колонны Нк.к. = 3 м, диаметр Dк.к. = 1.4 м).

      Цена металлоконструкции  рассчитывается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 462.5 кг

См = 32375 руб.

Ср = 21584 руб.

Ск = 6475 руб.

Ца = 60434 руб.

       В качестве  загрузки катионообменной колонны используется катионит марки КУ-23Na, стоимость килограмма которого С = 50 руб./кг, плотность катионита ρ = 1350 кг/м3, объем катионита V = 3.2 м3.

     Рассчитаем стоимость  катионита по формуле (4.6):

Цк = 216000 руб.

     Найдем стоимость  катионообменной колонны с загруженным катионитом по формуле (4.7):

Цк.к. = 276432 руб.

     Всего две колонны:

Цобщ = 552864 руб.

     Все контрольно-измерительные  приборы, насосы, вентилятор задействованы  из существующей схемы.

 

     Общие капитальные  вложения составляют:

К = п.1 + п.2 + п.3 + п.4 + п.5 = 500033 + 18418 + 151835 + 684476 + 552864 = 1907626 руб.

 

4.2.2. Расчет эксплуатационных расходов 

 

1. Затраты на сырье и материалы

                                                                                              Таблица 4.1.

 

(по данным отдела снабжения КАПО им. С. П. Горбунова

Наименование    Стоимость            Расход                Затраты на

реагента              реагента, руб./кг  реагента, кг/год реагент, руб./год

     1                           2                               3                          4

Серная кислота

(Н2SO4)                  1.28                          268128            343204

Гидроксид

натрия (NaOH)     5.65                            52000             293800

Хлорид

натрия (NaCl)       1.0                              39000               39000

Итого                      -                                     -                    676004

2. Расчет энергозатрат

     Электрофлотатор расходует 50 кВт*ч на окисление одного кубометра сточной воды. Объем сточных вод Q = 750 м3/сут. В год расходуется:

N = 50*750*250 = 9375000 кВт

      Используется два  насоса марки 2-НФ, мощностью 1 кВт*ч (в год работают по 3500 ч каждый), два насоса марки 2К-6А, мощностью 2 кВт*ч (в год работают по 1750 ч каждый).

      Используется один  вентилятор марки Ц 4-70 №2, мощностью 3 кВт*ч, в год работает 1000 ч.

     Стоимость 1кВт = 0.34 руб. (заводские данные).

 

                                                                                                         Таблица 4.2.

Затраты на электроэнергию (по данным отдела главного энергетика)

Наименование   Количество,  Количество потребляемой  Затраты на элек-

прибора                шт.               энергии, кВт*ч/год              троэнергию, руб.

       1                     2                                      3                                    4

Насос марки

2-НФ                     2                               7000                                  2380

Насос марки

2К-6А                   2                               7000                                   2380

Вентилятор

Ц 4-70 №2            1                               3000                                   1020

Электро-

флотатор              1                             9375000                             3187500

Итого                    -                                 -                                   3193280