Материалы сайта
Это интересно
Очистка хромсодержащих сточных вод гальванопроизводства
4.ОРГАНИЗИЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ В данной дипломной работе предложен комбинированный метод очистки хромсодержащих сточных вод гальванического производства завода «Автоприбор». 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 станции нейтрализации. 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 станции нейтрализации Технолог Мастера Лаборанты Обслуживающий персонал Рис. 4.1. Организационная структура управления станции нейтрализации 4.2. Экономическая часть Объем сточных вод, поступающих на очистку на станцию нейтрализации площадки «А» 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 [74] 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 (по данным Владгорснаба). 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*?, (4.5) где Мб – масса бака (аппарата), кг; S – площадь металлического покрытия, м2; L – толщина металлического покрытия, L = 0.004 м; ? – плотность стали, ? = 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 ? = 800 кг/м3. Объем сорбента Vc = 0.19 м3. Рассчитаем стоимость сорбента по формуле: Цс = С*Vc*?, (4.6) Где С – стоимость килограмма сорбента, руб./кг; Vc – объем сорбента, м3; ? – 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 электродиализатора по формуле (4.5): Мэ.д. = 37*0.004*7850 = 1162 кг См = 81340 руб. Ср = 54227 руб. Ск = 16268 руб. Получаем стоимость электродиализатора: 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 ? = 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 ? = 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 [74] 1) Затраты на сырье и материалы Таблица 4.1. (по данным отдела снабжения завода «Автоприбор») 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 Электродиализатор 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 Электродиа- лизатор 1 9375000 3187500 Итого - - 3193280 3) Амортизационные отчисления Амортизационные отчисления на основное оборудование составляют 10%. Ао = 18228*0.1 + 684476*0.1 + 552864*0.1 = 125557 руб. Амортизационные отчисления на иониты составляют 8%. Аи = 190*0.08 + 291200*2*0.08 + 216000*2*0.08 = 81167 руб. Всего амортизационные отчисления составляют: 206724 руб. 4) Заработная плата (по данным бухгалтерии завода) Таблица 4.3. Фонд заработной платы станции нейтрализации площадки «А». Должность Разряд Количество, Зарплата одного Общая годовая чел. работника, руб. зарплата, руб. 1 2 3 4 5 Начальник станции 1 1500 18000 Технолог 1 950 11400 Мастер-сменщик 2 1100 26400 Лаборант хим.анализа 4 4 450 21600 Аппаратчик по очистке ст.вод 4 13 500 78000 Аппаратчик по гашению изв. 5 8 600 57600 Машинист насос. установок 5 8 650 62400 Корректиров- щик ванн 4 4 450 21600 Продолжение таблицы 4.3. 1 2 3 4 5 Слесарь- сантехник 6 1 570 6840 5 3 500 12000 Электро- монтажник 6 1 650 7800 5 1 570 6840 Слесорь КИПа 5 2 650 15600 Всего - 49 - 340560 5) Отчисления на социальное страхование составляют 39.5% от фонда заработной платы, т.е. 134521 руб.; дополнительная зарплата – 22674 руб. Эксплуатационные расходы составляют: Э = п.1 + п.2 + п.3 + п.4 + п.5 = 676004 + 3193280 + 206724 + 340560 + 134521 + 22674 = 4573763 руб. 4.2.3. Расчет ущерба [73] Под экономическим ущербом понимается сумма затрат на предупреждение вредного воздействия загрязненной среды на реципиентов (население, объекты жилищно-коммунального хозяйства, животные, растения и др.). Экономическая оценка ущерба от сброса сточных вод в горколлектор составила: У1 = 201151 руб. (заводские данные) Экономическая оценка ущерба от утилизации гальваношламов площадки «А» составляет: У2 = 159232 руб. (заводские данные) В процессе осуществления предлагаемой схемы очистки, сброс сточных вод в городскую канализацию не производится, так как очищенная вода поступает на водооборот. По технологии предлагаемой схемы не образуются осадки, которые требуется утилизировать. Поэтому ущерб от внедрения природоохранного мероприятия условно принимаем У3 = 0. 4.2.4. Определение чистого экономического эффекта [73] Под чистым экономическим эффектом R понимается разность между результатами природоохранного мероприятия Р и затратами на их осуществление З. R = Р – З, (4.8) где R – чистый экономический эффект, руб.; Р – результат природоохранного мероприятия, руб.; З – затраты на осуществление природоохранных мероприятий, руб. В формуле (4.8) Р = Ру + D, (4.9) где Ру – предотвращенный годовой экономический ущерб от загрязнения окружающей среды, руб., рассчитывается по формуле: Ру = У1 + У2 – У3 , (4.10) D – годовой прирост дохода от улучшения производственной деятельности, рассчитывается по формуле: n D = ? Gi*Ci, (4.11) i=1 где Gi – масса i –того вещества, извлекаемого в год, кг, см. табл.4.4.; Сi – стоимость i – того вещества, руб/кг, см. табл.4.4.; n – количество извлекаемых веществ. Затраты на осуществление природоохранных мероприятий найдем по формуле: З = Э + Ен*К, (4.12) где Ен – коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаем Ен = 0.12. Э – эксплуатационные расходы, руб.; К – капитальные вложения, руб. Таблица 4.4. Годовой доход от улучшения производственной деятельности N Вид улучшения Масса Стоимость Доход, производственной извлекаемого Ci, руб./кг руб. деятельности элюата Gi, кг 1 Продажа соли меди 3904.7 14.5 56619 2 Продажа соли никеля 2737.5 16.5 45169 3 Продажа соли цинка 81098.7 12 973185 4 Продажа соли хрома 64540.5 37 2387998 Итого - - 3462971 Расчет количества солей хрома, никеля, меди и цинка см. Приложение 8.2, Приложение 8.3. З = 4573763 + 0.12*1907626 = 4802678 руб. В годовой прирост дохода включаем также стоимость 80% воды, возвращенной в производство (165000 руб.), а также стоимость очистки воды по существующей технологии (1415625 руб.). Р = 201151 + 159232 - 0 + 165000 + 1415625 + 3462971 = 5403979 руб. Чистый экономический эффект составил: R = 5403979 – 4802678 = 601301 руб. 4.2.5. Определение общей экономической эффективности природоохранных затрат [73] Под общей (абсолютной) экономической эффективностью природоохранных затрат понимается отношение полного годового эффекта от внедренных природоохранных мероприятий к вызвавшим их затратам. Общая экономическая эффективность определяется по формуле: Эз = Р / З, (4.13) где Эз – общая экономическая эффективность природоохранных затрат, руб./руб.; Р – результат природоохранного мероприятия, руб.; З – затраты на осуществление природоохранных мероприятий, руб. Получаем общую экономическую эффективность природоохранных затрат: Эз = 5403979 / 4802678 = 1.12 руб./руб. 4.2.6. Определение общей расчетной экономической эффективности капитальных вложений в средозащитные мероприятия [73] Общая расчетная экономическая эффективность определяется по формуле: Ер = (Р – Э) / К, (4.14) где Р – результат природоохранного мероприятия, руб.; Э – эксплуатационный затраты, руб.; К – капитальные затраты, руб. Общая расчетная экономическая эффективность составила: Ер = (5403979 – 4802678) / 1907625 = 0.31 руб./руб. Сопоставляем коэффициент Ер с нормативным коэффициентом Ен для решения вопроса эффективности капитальных вложений и целесообразности природоохранного мероприятия. При Ер>Eн вариант целесообразен с точки зрения экономических затрат. Можно сделать вывод, что предлагаемая схема очистки хромсодержащих сточных вод завода «Автоприбор» экономически выгодна. 4.2.7. Определение расчетного срока окупаемости капитальных вложений [73] Срок окупаемости капитальных вложений рассчитывается по формуле: Тр = 1 / Ер, (4.15) где Тр – срок окупаемости капитальных вложений, год; Ер – общая расчетная экономическая эффективность капитальных вложений в средозащитные мероприятия. Тр = 1 / 0.31 = 3.2 года 4.3. Выводы Очистка хромсодержащих сточных вод гальванического производства завода «Автоприбор» требует сравнительно небольших капитальных (1907 тыс. руб.) и эксплуатационных затрат (4573763 тыс.руб.). Данная технология позволяет предотвратить ущерб окружающей среде в размере 360383 руб. Извлеченные из сточных вод элюаты (растворы солей цинка, никеля, хрома и меди) реализуются в других отраслях промышленности, при этом доход от их продажи составляет 3463 тыс.руб. в год. Эффективность капитальных вложений составляет 0.31 руб./руб. Срок окупаемости составил 3.2 года. Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности и рентабельности данного природоохранного мероприятия.33
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14