Расчет вспомогательного оборудования

Вспомогательное оборудование представлено емкостями для сбора различных шламов, отстойником колодезного типа с тэном, растворными и расходными баками.

Для примера рассмотрим расчет емкости для сбора нефтепродуктов [40].

Количество нефтепродуктов в шламе, кг/с:

G_н/пр = Q * С_н/пр * α, (7.1)

где Q – расход воды, м³/с;

С_н/пр – концентрация нефтепродуктов, кг/м³;

α – степень очистки.

G_н/пр = 0.00512 * 1.114 * 0.955 = 0.00000545 кг/с.

Масса шлама, накапливающегося за время сбора, равна:

М_шл = G_шл * , (7.2)

где – время сбора шлама, с.

Принимаем время сбора шлама 1 месяц.

Тогда = 30 * 24 * 3600 = 2592000 с.

После отстойника влажность нефтепродуктов 20%.

G_н/пр – 80%,

ð G_шл = 0.00000545 * 100 / 80 = 0.00000681 кг/с

G_шл - 100%

Тогда по формуле 7.2:

М_шл = 0.00000681 * 2592000 = 17.7 кг.

Плотность обводненного шлама равна:

ƍ_шл = x_тв * ƍ_тв + x_ж * ƍ_ж, (7.3)

Принимаем ƍ_тв = 770 кг/м³ ;

ƍ_ж = 1000 кг/м³ ;

ƍ_шл = 0.8 * 770 + 0.2 * 1000 = 816 кг/м³.

Рабочий объем емкости равен:

V_раб = М_шл / ƍ_шл, (7.4)

V_раб = 17.7 / 816 = 0.022м³.

Геометрический объем емкости:

V_геом = 1.2 V_раб = 1.2 * 0.022 = 0.026 м³. (7.5)

Принимаем В = Н = L = = = 0.296 ≈ 0.3 м.

Результаты расчетов емкостей представлены в таблице 3.3.1.

Расчет рабочего объема отстойника колодезного типа с тэном для разделения нефтепродуктов проводится аналогично расчету рабочего объема емкости [41].

Таким образом, V_раб = М_шл / ƍ_шл = 8.25 * 908 = 0.009 м³

Однако при расчете геометрических размеров следует учитывать, что отстойник имеет форму цилиндра.

С другой стороны V = π * D² * H / 4 (7.6)

Примем отношение H = D.

Тогда из формулы 7.6: D = = = 0.225 м.

Таблица 3.3.1.

Характеристики емкостей

Наименование оборудования	Время сбора шлама, в днях	Рабочий объем, м3	Геометрические размеры
Длина	Ширина	Высота
Емкость для сбора взвешенных веществ		0.300	0.7	0.7	0.7
Емкость для сбора десорбата нефтепродуктов		0.022	0.3	0.3	0.3
Емкость для сбора элюата, содержащего ионы тяжелых металлов		0.027	0.3	0.3	0.3

Принимаем D = 0.25 м, Н_геом = 0.5 м.

Для расчета растворного бака принимаем

на 1V сорбента - 1V раствора H₂SO₄

0.027м³ - V_р,

Принимаем В = Н = L = = = 0.3 м.

Геометрическая высота бака равна:

Н_геом = 1.2 Н = 1.2 * 0.3 = 0.36 м.

Геометрический объем растворного бака составляет:

V_геом = 0.3 * 0.3 * 0.36 = 0.0324 м³.

Объем и геометрические размеры расходного бака принимаем равным объему и геометрическим размерам растворного бака.

Вывод:

Предполагаемая комбинированная система очистки сточных вод позволит очистить воду до необходимых концентраций. Эта система очистки основана на сорбции: сначала удаляем взвешенные вещества (мел) путем отстаивания, затем Поропластом F очищаем воду от нефтепродуктов, далее сорбируем ионы тяжелых металлов, а после десорбции элюат направляем на электролиз. В заключении проводим биологическую очистку стоков в аэротенке-модуле.

Таким образом, вода очищена до требований ПДС и сбрасывается в речку Беленькую.

4. Безопасность и экологичность

На протяжении многих веков люди решают проблемы обеспечения своей безопасности — строят дома, производят удобные орудия труда, шьют одежду, развивают сельское хозяйство, ищут новые лекарства и методы лечения, — тем самым, создавая искусственную среду обитания — техносферу. Призванная надежно защищать человека от непогоды, голода, болезней и других внешних опасностей, техносфера нередко, особенно в последние десятилетия, сама становится источником опасностей. За последние двадцать лет на Земле в результате различных чрезвычайных ситуаций пострадало 800 млн., а погибло 3 млн. человек. Только в 2009 г. от несчастных случаев в нашей промышленности пострадало более 200 тыс. человек, из них погибло 5425 человек, в том числе 268 женщин и 19 подростков [42].

Поэтому необходимы эффективные меры по обеспечению защиты человека от созданной им самим техносферы. Научная дисциплина «Безопасность жизнедеятельности», изучающая опасности, методы и средства защиты от них, подходит к рассмотрению трудовой деятельности человека как к системе «человек-среда обитания», имеющей две основные цели:

• достижение определенного эффекта (например, изготовление детали);

• исключение травм, заболеваний, аварий и других нежелательных последствий трудовой деятельности.

Явления, процессы, объекты, способные в определенных условиях вызывать нежелательные последствия деятельности, называются опасностями.

Опасное действие электрического тока на человека.

Эксплуатация основного и вспомогательного оборудования станции нейтрализации связана с применением опасной для человека электрической энергии.

Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие, вызывая местные и общие электротравмы (электрические удары).

· Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей.

· Электролитическое действие выражается в разложении крови и других органических жидкостей, что вызывает значительные нарушения их физиохимических составов.

· Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, а также нарушением внутренних биологических процессов организма.

Местные травмы подразделяются следующим образом: электрические ожоги, электрические знаки (пятна), металлизация кожи (от электрической дуги), механические повреждения (от непроизвольных судорожных сокращений мышц), электроофтальмия (воспаление наружных оболочек глаз от электрической дуги).

Общие электрические травмы или электрические удары делятся на четыре степени:

I степень характеризуется судорожным сокращением мышц без потери сознания; II степень — сокращением мышц с потерей сознания, но при сохранившихся дыхании и работе сердца; III степень — потерей сознания и нарушением сердечной деятельности или дыхания (или того и другого сразу); IV степень — клинической («мнимой») смертью, то есть отсутствием дыхания и кровообращения (обычно 4...5 мин., иногда 7...8 мин.).

Биологическая (истинная) смерть — необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур - наступает по истечении клинической смерти.

Основными причинами воздействия тока на человека являются: случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям; появление напряжения на металлических частях оборудования в результате повреждения изоляции или ошибочных действий персонала; шаговое напряжение на поверхности земли в результате замыкания провода на землю; появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения установки.

Случаи поражения человека электрическим током возможны только при замыкании электрической цепи через тело человека или, иначе говоря, при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение.

Опасность такого прикосновения, оцениваемая значением тока, проходящего через тело человека, или же напряжением прикосновения, зависит от ряда факторов: схемы включения человека в цепь; напряжения сети; схемы сомой сети; режима ее нейтрали; степени изоляции токоведущих частей от земли.

Исход воздействия тока зависит как от перечисленных выше факторов, так и от длительности протекания тока через тело человека, рода и частоты тока и индивидуальных свойств человека.

Все производственные помещения согласно Правилам устройства электроустановок делятся по степени риска поражения людей электрическим током на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Ø Помещения без повышенной опасности — это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими полами, т.е. те помещения, в которых отсутствуют условия, свойственные помещениям двух других классов. Сюда относятся обычные конторские помещения, инструментальные кладовые, лаборатории, а также некоторые производственные помещения.

Ø Помещение с повышенной опасностью характеризуется наличием одного из следующих пяти условий, создающих повышенную опасность: сырости, когда относительная влажность воздуха длительное время превышает 75% (сырые помещения); высокой температуры, когда температура воздуха значительное время (свыше суток) превышает 35°С (жаркие помещения); токопроводящей пыли, когда по условиям производства в помещениях выделяется токопроводящая технологическая пыль (угольная, металлическая т.п.) в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов (помещения пыльные); токопроводящих полов — металлических, земляных, железобетонных, кирпичных; возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, металлическим корпусам электрооборудования.

Ø Помещения особо опасные характеризуются наличием одного из трех условий, создающих особую опасность: особой сырости, когда относительная влажность воздуха близка к 100%, а стены, пол, предметы, находящиеся в помещении покрыты влагой; химически активной или органической среды, т.е. помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения или плесень которые имеют разрушительное воздействие на изоляцию и токоведущие части электрооборудования; одновременного наличия двух и более условий, характерных для помещений с повышенной опасностью. К особо опасным помещениям относятся многие производственные помещения, в том числе и цехи машиностроительных заводов, испытательные станции, гальванические цехи [43].