Оптимизация процесса очистки сточных вод на предприятии АО «Максам-Чирчик»

«После воздуха вода является самым необходимым природным ресурсом и необходима для выживания всех живых существ, производства продуктов питания и экономического развития. Многие страны страдают от нехватки воды, которая является результатом загрязнения окружающей среды, и сегодня проблема только усугубляется»[1].
Актуальность работы обусловлена необходимостью
совершенствования систем очистки и сточных вод химических предприятий с применением новых наукоемких технологий с целью снижения экономических затрат, а так же повышения уровня надежности и безопасности существующих промышленных систем и комплексов.
Используемые сегодня водоочистные сооружения представляют собой крупные, масштабные строительные проекты с очистными сооружениями с большой площадью испарения, которые громоздки в обслуживании, увеличивают затраты и усложняют очистку сточных вод от различных загрязнителей.
В целом, разработка и применение новых и современных методов очистки промышленных сточных вод является важной задачей, с которой сталкиваются промышленные предприятия в современной экологически ориентированной среде. Она требует постоянного совершенствования и инноваций, чтобы обеспечить максимальную эффективность и экономичность очистки воды. Это становится возможным при применении физико-химических методов очистки сточных вод, которые включают в себя различные процессы, такие как флотация, фильтрация, осаждение, ионный обмен, адсорбция и другие. Эти методы основаны на использовании физических и химических свойств веществ, которые могут удалять загрязнения из воды.
Кроме того, регулирование степени очистки позволяет учитывать специфические требования в отношении определенных веществ или загрязнителей. Как следствие, возможность регулирования степени очистки является важной функцией технических методов и помогает обеспечить эффективность и экономическую целесообразность процессов очистки.
Ограничения, связанные с затратами на обеззараживание очистных сооружений, являются главным фактором, влияющим на возможность достижения любого уровня обеззараживания при понимании принципов микробного метаболизма. Стоимость электроэнергии и количество персонала играют решающую роль в этом вопросе.
Аэрационные системы обеспечивают качественную и последовательную очистку сточных вод, которые адсорбируются и разрушаются микроорганизмами, взвешенными в чистой воде (активный ил).
Однако, воздушные резервуары, окислительные емкости и аэротенки имеют свои недостатки, такие как высокое энергопотребление, которое составляет от 0,4 до 0,6 кВт.
Многоступенчатые решения с применением активного ила последние годы широко используются во всем мире для одновременной очистки сточных вод от органических загрязнителей и преобразования соединений азота. Процессы нитрификации и денитрификации осуществляются при сочетании аэробных и анаэробных зон. «Для обеспечения эффективного функционирования системы важными факторами являются высокая производительность (до 1 куб. м городских сточных вод), стабильная работа воздуходувок, вентиляторов высокого давления и механических аэраторов на протяжении продолжительного времени, а также охлаждение
обрабатываемой жидкости за счет аэрации холодным воздухом» [2].
Децентрализация системы очистки сточных вод представляется нам одним из современных решений проблемы в крупных населенных пунктах. Тем не менее, в некоторых случаях это оказывается сложным и не позволяет сохранить необходимые санитарно-защитные зоны, что делает невозможным строительство крупных очистных сооружений на критически важных территориях.
Будущие очистные сооружения будут компактными и экологически безопасными, что обеспечит высокое качество очищенной воды для удовлетворения технических потребностей городов.
АО «MAXAM-CHIRCHIQ» стал объектом исследования в данной выпускной квалификационной работе.
Предметом исследования является негативное воздействие промышленных стоков АО «MAXAM-CHIRCHIQ» на окружающую среду.
Целью данной выпускной работы является разработка рекомендаций по улучшению очистки производственных сточных вод АО «MAXAM- CHIRCHIQ»
В соответствии с этой целью ставятся следующие задачи:
- исследования по теоретико-методическим вопросам очистки производственных сточных вод;
- общая характеристика и анализ особенностей очистки производственных сточных вод АО «MAXAM-CHIRCHIQ»;
- лабораторные исследования сточных вод АО «MAXAM-CHIRCHIQ»
- разработка рекомендаций по снижению негативного воздействия сточных вод АО «MAXAM-CHIRCHIQ» на окружающую среду.
Структура работы определяется в соответствии с целями и задачами исследования.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют работы зарубежных и отечественных авторов в области экологии переработки. В качестве информационной основы используются статистические данные и документы АО «MAXAM-CHIRCHIQ».

Введение 4
1 Сточные воды и методы их очистки 7
1.1 Характеристика сточных вод 7
1.2 Методы очистки сточных вод 12
1.2.1 Механические методы очистки 13
1.2.2 Физико-химические методы 15
1.2.3 Химические методы 16
1.2.4 Биологические методы очистки сточных вод 18
2 Общая характеристика деятельности и технология очистки сточных вод
АО «MAXAM-CHIRCHIQ» 21
2.1 Общая характеристика предприятия 21
2.2 Технология очистки сточных вод на АО «MAXAM-CHIRCHIQ» 24
2.3 Условия выпуска производственных сточных вод в городскую
канализацию 29
2.4 Лабораторные исследования очищенных сточных вод, сырого и
илового осадка 30
3 Совершенствование работы очистных сооружений 34
3.1 Модернизация отстойников и илоуплотнителей 34
3.2 Технологическая схема предлагаемой флотационной установки 37
3.3 Расчет материального баланса флотатора-отстойника 53
Заключение 56
Список используемой литературы и используемых источников 57

Название выпускной квалификационной работы: «Оптимизация
процесса очистки сточных вод на предприятии АО «MAXAM-CHIRCHIQ»».
Выпускная работа состоит из введения, трех разделов, заключения, 5 таблиц, 9 рисунков, списка используемых источников и 4 чертежей.
В выпускной квалификационной работе рассматривается вопрос модернизации вторичных отстойников во флотационные машины с целью снижения негативного воздействия промышленных сточных вод АО «MAXAM-CHIRCHIQ» на окружающую среду.
Целью работы является разработка рекомендаций по улучшению очистки производственных сточных вод АО «MAXAM-CHIRCHIQ».
Объектом исследования - модернизация вторичных отстойников во флотационные машины.
Во введении ставится цель и формулируются задачи работы.
В первом разделе проанализированы характеристика сточных вод и методы их очистки, выявлены их достоинства и недостатки и выбрано техническое решение для оптимизации процесса.
Во втором разделе дана общая характеристика деятельности предприятия АО «MAXAM-CHIRCHIQ» и технология очистки сточных вод. Проведены лабораторные исследования очищенных сточных вод, сырого и илового осадка, и обосновано предлагаемое техническое решение.
В третьем разделе приводятся данные по расчетам оборудования (флотатора-отстойника), выбору коагулянта и рассчитан материальный баланс.
В заключении делаются выводы о техническом эффекте оптимизации.

1. Байрамова А. Интенсификация флотационной очистки сточных вод / А. Байрамова. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2016. - 132 c.
2. Безбородова О.Е Комплексная утилизация сточных вод предприятий / Безбородова О.Е - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2019.
- 124 c.
3. Биологическая очистка поверхностных сточных вод промышленных площадок в биореакторах с ершовой загрузкой / М.Г. Зубов, Е.В. Вильсон, В.А. Литвиненко, А.А. Кадревич // Водоснабжение и санитарная техника. - 2022. - № 4. - С. 26-33.
4. Благоразумова А.М. Обработка и обезвоживание осадков городских сточных вод. Учебное пособие / А.М. Благоразумова. - М.: Лань, 2020. - 208 c.
5. Ветошкин А.Г Инженерная защита гидросферы от сбросов сточных вод. Учебное пособие / Ветошкин Александр Григорьевич. - М.: Инфра-Инженерия, 2016. - 997 c.
6. Гавриленков А.М. Оборудование для очистки воздушных выбросов и сточных вод пищевых предприятий. Учебное пособие. Гриф УМО МО РФ / А. М. Гавриленков. - М.: Гиорд, 2018. - 684 c.
7. Гильманова З.А. Технология очистки сточных вод от фосфора и азота на примере предприятия АО «Алтайхимпром» / З.А. Гильманова А.Н. Залялеева, Р.Р. Ситдикова // Вестник магистратуры. - 2016. - № 6-2(57).
- С. 126-127.
8. ГОСТ 17.1.3.07-82: Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/1200012472 (дата обращения: 14.04.2023).
9. Динар Фазуллин Методы очистки и утилизации водоэмульсионных сточных вод / Фазуллин Динар, Геннадий Маврин und Рубен Мелконян. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2020. - 152 c.
10. Иванова А.С. Эффективность очистки сточных вод на предприятии КАО «Азот» / А.С. Иванова // Междисциплинарные подходы в биологии, медицине и науках о Земле: теоретические и прикладные аспекты : Материалы симпозиума XV (XLVII) Международной научно-практической конференции, Кемерово, 01-30 апреля 2020 года / Научный редактор С.Л. Лузянин. Том Выпуск 21. - Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2020. - С. 201-203.
11. Карманов А.П. Технология очистки сточных вод : учебное
пособие / А.П. Карманов, И.Н. Полина. - Сыктывкар: СЛИ, 2018. - 207 с.
12. Карякин А.В. Методы оптической спектроскопии и
люминесценции в анализе природных и сточных вод / А. В. Карякин, И.Ф. Грибовская. - М.: Химия, 2021. - 304 с.
13. Левадный В.С. Дренаж и очистка сточных вод: моногр. /
В.С. Левадный. - М.: ИЗДАТЕЛЬСТВО АДЕЛАНТ, 2021. - 345 с.
14. Левин Г.М. Защита водоемов от загрязнений сточными водами предприятий черной металлургии. / Г. М. Левин, Г. С. Пантелят, И.А. Вайнштейн. - Москва: СПб. [и др.] : Питер, 2020. - 193 с.
15. Луканин А.В. Инженерная экология: процессы и аппараты
очистки сточных вод и переработки осадков. Учебное пособие / А.В. Луканин. - М.: ИНФРА-М, 2018. - 959 с.
16. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод / Ю.Ю. Лурье. - М.: Медиа, 2017. - 171 с.
17. Маннанова Г.В Методы Очистки Промышленных Сточных Вод / Маннанова Г.В. - Москва: РГГУ, 2019. - 815 с.
18. Мелкерт А.И. К вопросу о загрязнении рек промышленными и городскими сточными водами / А.И. Мелкерт. - Москва: Высшая школа, 2019. - 822 с.
19. Методика определения основных технологических параметров сооружений систем водоснабжения и водоотведения, очистки сточных вод и обработки осадка. Раздел 2. Том 2. Водоотведение, очистка сточных вод и обработка осадка. - Текст : электронный // Информационно-справочная система «Техэксперт». - URL: http://docs.cntd.ru/document/1200n8n4 (дата обращения: 23.04.2023).
20. Мудровская Е.В. Биологическая очистка сточных вод на
предприятии КАО "Азот" с использованием установки УФО / Е.В. Мудровская // Сборник материалов VIII Всероссийской, научно-практической конференции молодых ученых с международным участием "Россия молодая", Кемерово, 19-22 апреля 2016 года / Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева; Ответственный редактор О.В. Тайлаков. - Кемерово: Кузбасский
государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева, 2016. - С. 308.
21. Руководство по проектированию и расчету флотационных установок для очистки сточных вод, г. Москва Стройиздат, 1978 г.-35 с.
22. Степанов С.В. Биологическая очистка сточных вод
нефтеперерабатывающих заводов / С.В. Степанов. - М.: Ассоциация строительных вузов (АСВ), 2017. - 561 с.
23. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод /
И.С. Туровский. - М.: Стройиздат, 2017. - 224 с.
24. Технологии переработки отходов с получением новой
продукции: материалы IV Всероссийской научно-практической
конференции с международным участием, г. Киров, 30 ноября 2022 г. - Киров : Вятский государственный университет, 2022. - 274 с.
25. Федеральный закон РФ № 416 - ФЗ от 07.12.11 «О
водоснабжении и водоотведении». [Электронный ресурс] URL.:
https://taborkids.ru/zhkh/holodnoe-vodosnabzhenie-i-vodootvedenie.html (дата обращения: 14.04.2023).
26. Федеральный закон РФ от 10.01.02 №7 - ФЗ «Об охране
окружающей среды». [Электронный ресурс] URL.:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_34823/ (дата обращения:
15.04.2023).
27. Хайруллин Р.И. Разработка рекомендаций по повышению эффективности работы системы очистки сточных вод на предприятии ЖКХ / Р.И. Хайруллин, Э.Р. Бариева, Е.В. Серазеева // Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPIT 2021 : Сборник трудов восьмого международного экологического конгресса (десятой международной научно-технической конференции), Самара- Тольятти, 22-26 сентября 2021 года. Том 4. - Самара: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук, 2021. - С. 121-125.
28. Шлёкова И.Ю. Сточные воды : состав, свойства, методы и схемы очистки : учебное пособие / И.Ю. Шлёкова, А.И. Кныттт. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2020. - 93 с.
29. Adlan M.N., Palaniandy P. and Aziz H. A. 2011. Optimization of coagulation and dissolved air flotation (DAF) treatment of semi-aerobic landfill leachate using response surface methodology (RSM). Desalination, 277 (1-3): 74¬82.
30. Behin J. and Bahrami S. 2012. Modeling an industrial dissolved air flotation tank used for separating oil from wastewater. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 59: 1-8.
31. Emmanuel Kweinor Tetteh Optimisation of dissolved air flotation (DAF) for separating industrial mineral oil from water// https://openscholar.dut.ac.za/bitstream/10321/3182/1/TETTECHEK_2018.pdf
32. Ebeling J.M., Ogden S.R., Sibrell P.L. and Rishel K.L. 2004. Application of chemical coagulation aids for the removal of suspended solids (TSS) and phosphorus from the microscreen effluent discharge of an intensive recirculating aquaculture system. North American Journal of Aquaculture, 66 (3): 198-207.
33. Hirasaki G.J., Miller C.A., Raney O.G., Poindexter M.K., Nguyen D.T. and Hera J. 2011. Separation of Produced Emulsions from Surfactant
Enhanced Oil Recovery Processes. Energy & Fuels, 25 (2): 555-561.