Выбор темы курсового или дипломного проекта

Анализ ряда отраслей промышленности с позиций концепции создания экологически чистых (малоотходных и безотходных) производств показал, что безотходная технология развивается в четырех основных направлениях.

1. Создание и внедрение принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции на основе комплексной переработки исходного сырья с извлечением и использованием всех ценных компонентов и максимально возможным использованием потенциала энергоресурсов. При этом существенно снижаются или практически исключаются образование отходов и отрицательное воздействие их на окружающую среду.

2. Создание различных типов замкнутых систем промышленного водоснабжения в масштабе отдельных производств, цехов, предприятий, промышленных узлов и регионов в на базе существующих, внедряемых и перспективных способов очистки сточных вод. Использование очищенных сточных вод в циклах с оборотным водоснабжением с частичным использованием поверхностных и подземных вод в качестве источников подпитки свежей водой. Первостепенное значение приобрели разработка научно обоснованных требований к качеству воды для всех технологических операций, комплексное использование энергоресурсов. Образующиеся при очистке сточных вод осадки перерабатываются в продукцию или выдаются в виде вторичного сырья.

3. Разработка и развитие территориально-производственных комплексов (ТПК), имеющих замкнутую структуру материальных потоков сырья и вторичных материальных ресурсов. ТПК создают условия для отраслевой кооперации производств на основе переработки и утилизации вторичных ресурсов.

4. Разработка и внедрение региональных систем обезвреживания и переработки всех видов отходов производства и потребления, которые рассматриваются как вторичные материальные ресурсы.

Реализация того или иного направления развития определяется экологической и экономической обоснованностью принимаемых технологических решений.

Из перечисленного наиболее рациональными являются следующие направления по выбору тем проектов:

1. Создание технологических систем без сброса сточных вод (в том числе и очищенных) в естественные водоемы. При различных видах бессточных схем обычно резко уменьшается потребление воды, загрязнение водоемов, но, как правило, образуются твердые отходы или концентрированные растворы в технологических установках водоочистки и водоподготовки водооборотных систем. Поэтому в проектах, темы которых связаны с разработкой рациональных схем водоиспользования, должны быть предложены пути утилизации, переработки или деструкции, обезвреживания и безопасного захоронения таких видов отходов. Существенны также приемы очистки локальных и смешанных вод, а также вод «продувки» замкнутых систем использования воды.

2. Создание рациональных систем очистки газовых выбросов с обязательными предложениями по их минимизации с одновременной утилизацией, деструкцией или захоронением извлеченных компонентов. В таких проектах также необходимо рассматривать возможность замкнутых циклов использования газа, особенно в тех случаях, когда газ (воздух или дымовые газы) является носителем определенного компонента, выделение которого специальными приемами позволяет использовать газ повторно. Так, в процессах, использующих воздух как влагоноситель (конвективная сушка) вполне возможно неоднократное повторное использование воздуха при условии дополнительной операции снижения его влагосодержания. Сброс газа в атмосферу при этом может быть резко сокращен, а следовательно, уменьшены и выбросы сопутствующих вредных компонентов, в том числе тепла.

3. Создание систем утилизации большинства видов твердых отходов, образующихся в том числе в процессах водо- и газопереработки. Технологическую основу таких систем обычно составляют приемы разделения и обогащения многокомпонентных материалов, а также уменьшения их объема и массы.

4. Создание принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции, в которых отсутствуют традиционные же отходы или сокращаются этапы переработки и технологические стадии, на которых эти отходы образовывались. Это возможно при создании многопрофильных промышленных комплексов с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов при минимизации выбросов во все сферы окружающей среды.

Степень реализации предложенных выше направлений и подходов при курсовом проектировании является мерой технологической и экологической образованности будущего специалиста.

Ввиду того, что финансирование работ по всем проектам и программам открывается только при наличии положительного заключения государственной экологической экспертизы, что требует рассмотрения природоохранных мероприятий, а также разработки отдельных разделов, посвященных охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов.

Согласно СНиП 1.02.01-85, в состав всех проектов на строительство предприятий, зданий и сооружений должен входить том "Охрана окружающей природной среды", частью которого является оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) - основной материал для проведения экологической экспертизы. В связи с этим по заданию руководителя в дипломных работах и проектах выполняется отдельный раздел "Охрана окружающей среды от промышленных загрязнений".

Целью данного раздела являются оценка и обоснование возможности и путей создания малоотходных и безотходных технологических процессов и производств, как проектируемых (дипломные проекты и работы-проекты), так и планируемых. Раздел может разрабатываться с использованием полученных экспериментальных данных (дипломные работы), в том числе:

- оценка воздействия проектируемого (или другого возможного для проектирования с использованием результатов работы) производства на окружающую среду,

- разработка проектных решений или рекомендаций (для дипломных работ) по организации системы контроля (управления регулированием) воздействия производства на окружающую среду,

- разработка проектных решений или рекомендаций для осуществлен я организационных и технических мероприятий, направленных на уменьшение вредного воздействия на окружающую среду отдельных источников.

2 Разработка задания с определением расчетных параметров,

Ограничивающих задачу

Дипломный (курсовой) проект, представляет собой расчетные и графические материалы (стадия проектного задания или обоснования инвестиций) по разработке определенного технологического процесса рекуперации или очистки. В качестве заданного производственного процесса или переработки отходов может выступать, участок (например, гальванический, лакокраски, термообработки и т.д.), цех (например, механической обработки), предприятие (например, теплоэлектроснабжения, отрасль (например, пищевая, кожевенно-меховая, машиностроительная и т.д.).

Содержанием проекта может быть также проектная проработка ранее проведенных исследований для последующей опытно-промышленной реализации. В этом случае проектирование превращается в проектное исследование, под которым следует понимать выполнение комплекса инженерных расчетных и графических работ с целью получения информации об изучаемом методе производства применительно к условиям реализации его в промышленном масштабе.

Основу содержания проекта в отдельных случаях могут составлять также нетрадиционные уточненные (иногда новые) методы расчета оборудования и технологического узла, позволяющие изменить основные размеры агрегата, получить более достоверные результаты или сведения, связанные с выбросами в окружающую среду и их ликвидацией. Существенными являются разработки, методически обеспечивающие использование ЭВМ для выбора вариантов, моделирования, интерпретаций, графического построения и т. д.

Работа над дипломным (курсовым) проектом начинается с анализа задания на проектирование, разработанного преподавателем—руководителем проекта (при участии студента), пример которого для дипломного проектирования представлен в СТП ВятГУ 103-2004, а для курсового проектирования эта форма может быть следующей:

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

Студенту______________________________________________группы ОСП-41

Тема проекта________________________________________________________ .

____________________________________________________________________.

Место технологической практики и подбора материала для проектирования _____________________________________________________________________

Рассчитать и спроектировать технологический процесс по следующим исходным данным:

1. Производительность _________________________________________________

2. Характеристика исходных материалов __________________________________ 3. Характеристика материалов после переработки____________________________ 4.Параметры режима работы основного оборудования

5. Основной объект для проектно-конструкторской разработки (основной аппарат, сооружение и т. д.)_____________________________________________________

Сроки выполнения:___________________________________________________

Руководитель проекта_______________________________________

Студент___________________________________________________

Дата выдачи задания________________________________________

Содержание основных частей проекта

Дипломный или курсовой проект состоит из двух частей: расчетно-пояснительной записки и графические материалы. Расчетно-пояснительная записка должна содержать: введение с обоснованием задачи проектирования на основании хозяйственной потребности и проблем охраны природы и окружающей человека среды; материальные и энергетические расчеты по заданному технологическому узлу (цеху, заводу) в целом; проектировочный расчет заданного основного объекта рекуперационного или очистного оборудования; выбор вспомогательного оборудования; технико-экономические показатели с расчетом экологического ущерба: меры по охране труда и технике безопасности.

2. Графические материалы должны включать в себя:

- технологическую схему малоотходного производства или схему рекуперации отходов — 1 лист;

- сборочные чертежи основных видов оборудования — 2 листа (1 лист для курсового проекта);

- карту-схему проектируемого предприятия или ситуационную карту-схему района размещения проектируемого предприятия-1 лист(только для дипломного проекта);

- балансовую схему с затратами воды, тепла, топлива или других видов расходных материалов (только для дипломного проекта)- 1 лист;

Технико-экономические показатели с расчетом наносимого ущерба – 1лист (только для дипломного проекта);

- спецификации и экспликации.

В соответствии с заданием выполняются расчетно-пояснительная и графическая части проекта. Выполнение пояснительной записки осуществляется с использованием Microsoft Offce Word 2007, а графической части -с использованием АutoCAD 2004.

При выполнении проекта особое значение придает­ся сбору необходимых материалов на производственной и преддипломной практике и тесной связи задач курсового проектирования с задачами этой практики. Особую значимость приобретают используемые затем в производстве проектные разработки.

При выполнении проекта следует руководствоваться основами земельного и водного законодательства РФ, законами об охране атмосферного воздуха и недр, системой стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов, инструкциями и нормами по приему промышленных сточных вод в городскую канализацию, указаниями по расчету предельно допустимых сбросов и выбросов, а также рассеивания в атмосфере вредных веществ, основными положениями о ре­культивации земель и охране почв, системой ГОСТов на проект­ную документацию, строительными нормами и правилами и са­нитарными нормами, правилами технической эксплуатации и проектирования различных установок, другими нормативно-тех­ническими, в том числе справочными, документами и изданиями.

Выполненный проект сопровождается информатив­ными данными о влиянии спроектированного объ­екта на природную и окружающую человека среду.

4 Основные требования к содержанию проекта

Введение.В вводной части дипломного проекта по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» кратко рассматриваются:

- характерные экологические проблемы технологии, с которой связан выполняемый дипломный проект, в том числе: основные загрязняющие вещества, применяемые методах переработки и обезвреживания отходов, энергоемкость, трудоемкость, комплексность использования сырья;

- характерные для данной технологии приоритетные направления развития малоотходных и безотходных производств и производственных комплексов.

Во введении кратко излагается сущность национальной политики в области охраны окружающей среды от промышленных загрязнений и рационального использования природных ресурсов. Должны быть приведены общие сведения и данные, характеризующие предусматриваемые природоохранные мероприятия, обеспечивающие предотвращение отрицательного воздействия проектируемого объекта на окружающую природную среду. Также проводится сравнение принятой в проекте технологии или ряда ее альтернативных вариантов с аналогичными действующими производствами. При сравнении выявляются экологические достоинства и недостатки принятой технологии, в том числе оценивается степень и комплексность использования сырьевых и энергетических ресурсов с указанием удельных показателей их расхода на единицу продукции, а также сравнение их с показателями лучших действующих предприятий и показателями, установленными в задании на проектирование.

Введение завершается целью проекта и решаемыми в нем задачами. При этом обоснование задачи про­ектирования осуществляется на основе анализа хозяйственной и рыночной пот­ребности в основном и рекуперированных продуктах заданной технологии и проблем охраны природы.

Характеристика объекта и исходные данные проектированияначинаются сэкологического обоснования района и площадки для строительства. Для экологического обоснования возможности строительства проектируемого производства в том или ином районе приводятся следующие данные: средняя температура наружного воздуха в районе предполагаемого строительства на 13 ч наиболее жаркого месяца года, среднегодовая температура наружного воздуха, преобладающее направление и скорость ветра, роза ветров, среднегодовое и максимальное количество осадков, сведения о существующих фоновых концентрациях вредных веществ в атмосферном воздухе и водоемах, категория водоемов, используемых в проектируемом производстве, по виду водопользования, средний расход воды в водоемах в наиболее маловодный месяц гидрологического года.

На основании сведений об особенностях проектируемого производства составляется ситуационная карта-схема предприятия (рис.1), на которую наносятся: границы территории предприятие и санитарно-защитной зоны, места расположения имеющихся и проектируемых производств, имеющиеся и вновь создаваемые источники загрязнения окружающей среды (организованные и неорганизованные, контролируемые и неконтролируемые), точки наблюдения за состоянием окружающей среды, места расположения природоохранных сооружений (централизованные системы очистки, хранилища отходов и т.д.).

Рисунок 1. Ситуационная карта-схема проектируемого предприятия.

_______	граница территории предприятия,
- - - - - - -	граница санитарно-защитной зоны,
1,2,3……	источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу,
Δ	пункты наблюдений за качеством атмосферного воздуха,
Организованные источники выбросов:
	контролируемые
☻	контролируемые в период неблагоприятных метеорологических условий
○	неконтролируемые
□	неорганизованные источники выбросов

Дополнительно может быть составлена ситуационная карта-схема района размещения предприятия в зоне его влияния, на которой указываются (рис.2),

Рисунок 2. Ситуационная карта-схема района размещения проектируемого предприятия. Условные обозначения:

- территория проектируемого предприятия,

^_____ - граница санитарно-защитной зоны,

------- - граница зеленой зоны,

1 - водозабор,

2 - водосброс,

	железнодорожный путь,
	зоны жилой застройки,
	зона отдыха (территория пансионата),
Δ	пункты наблюдений за качеством атмосферного воздуха

характеризующие территорию границы промышленной площадки и санитарно-защитной зоны предприятия,территории жилой застройки и существующих в районе предполагаемого строительства других промышленных предприятий (10 км в наветренном и 20 км в подветренном направлениях), места расположения особо охраняемых территорий (зоны отдыха, детские учреждения, больницы, родильные дома, памятники истории и архитектуры и др.), посты наблюдения за загрязнением окружающей среды в зоне активного загрязнения предприятия, стационарные посты наблюдения за состоянием окружающей среды, места забора воды из водоемов и сброса сточных вод, изолинии концентраций, создающихся в атмосферном воздухе, поля концентраций.

Экологическое обоснование района и площадки для строительства проектируемого производства осуществляется на основе экспертной оценки с использованием результатов оценки территории по состоянию воздушного бассейна.

Результаты рекомендуется представлять в виде таблицы, содержание которой можно выбрать таблицы 1.

Таблица 1. Оценка территории

В заключение делается вывод о благоприятности, неблагоприятности или крайней неблагоприятности района и площадки для строительства. При этом учитывается также возможность комбинирования, кооперации проектируемого производства с существующими в данном районе в направлении создания безотходных территориально-производственных комплексов.

Для экологического обоснования принимаемых в проекту решений составляется блок-схема производства с основными материальными потокам. Подобная схема является информационной основой оценки экологической эффективности технологических процессов (производств) и средоохранных мероприятий, достоверности данных об источниках загрязнения окружающей среды и достаточности предусматриваемых мероприятий по предотвращению воздействия, а также оценки воздействия на окружающую среду отдельных источников загрязнения и предприятия в целом.

На схеме (рис.3) указываются отдельные технологические операции (процесса и производства) и связи между ними, качественный и количественный состав исходного сырья, материалов, реагентов и получаемых продуктов, общий материальный баланс и материальные балансы по отдельным компонентам (например, по воде), материальные балансы особо опасных химических веществ, системы рециркуляции и повторного использования сырья, материалов и реагентов, потоки отходов данного производства, направляемые в системы очистки или переработки (с указанием систем переработки и очистки), источники загрязнения окружающей среды, включая залповые и неорганизованные.

Вход Выход     Загрязнения Очистные сооружения   Детали изделий на обработку, м2/год Готовая продукция, м2/год Сточные воды - кислотно-щелоч-ные стоки (Тяжелые, цветные, черные металлы), м3/год   Хромсодержащие стоки, м3/год Циансодержащие стоки, м3/год Вентвыбросы, м3/год Шлам цветных и черных металлов, м3/год Шлаки на переработку Системы очистки Нейтрализация Отстаивание Фильтрация Ионный обмен Электродиализ Электролиз Ультра-, Гиперфильтрация Абсорбция Нормативно очищенная вода, м3/год   Металлы (электроды), т/год Очищенный воздух, м3/год   Химикаты, т/год Цех, участок получения гальванопокрытий Шлам с влажностью 70-75%. Гидроксиды, сульфаты, хлориды, сульфиды, оксиды, (до 70% от массы ис- ходных химикатов)   Вода, м3/год     Оборотная вода, м3/ч   Воздух атмосферный, м3/год   Электроэнергия, кВт ч/год Кислотно-щелочные стоки м3/год           Тепло низкопотенциальное 40-50% от общих затрат На шламо- Хранилище                   Рисунок 3. Блок-схема гальванических производств и очистных сооружений

Наименование источника загрязнений должен соответствовать наименованиям на ситуационной карте- схеме предприятия.

Краткая теория процессов

Описание теории процесса, на котором базируется проектируемая технология, основано на данных, полученных в результате анализа технической литературы и работы действующего, строящегося или проектируемого производства, аналогичного разрабатываемому в дипломном проекте. Особое внимание обращается на процессы, оборудование и другие решения, которые предполагается изменить в разрабатываемом проекте.

С экологических позиций сопоставляются показатели принятой в проекте технологии и базового варианта.При этом оцениваются:степень и комплексность использования материальных и энергетических ресурсов с указанием удельных показателей их расхода на единицу продукции,удельное количество и класс токсичности образующихся газообразных, жидких и твердых отходов.

Например, теория процесса очистки от сероорганических соединенийописывается следующим образом.

В промышленнос­ти задачи предотвращения загрязнения атмосферы сероорганическими соединениями (сероуглерод СS₂, серооксид углерода СOS, тиофены С₄Н₄S, меркаптаны — тиоспирты общей формулы RSН, тиоэфиры R—S—R. и др.) связаны с технологической очис­ткой различных газовых потоков, содержание в которых этих загряз­нителей не превышает нескольких десятых процента. Для очистки применяется некаталитическая сухая очистка газов от сероорганических со­единений, включающая хемосорбционные и адсорбционные способы.

Хемосорбционные способы основано на использовании сорбентов, приготовляемых из оксидов цинка, железа, меди и неко­торых других металлов. Очистку газов проводят при 200-400°С, что обеспечивает практическую необратимость ряда химических взаи­модействий сероорганических соединений с поглотителем. Вместе с тем эти способы не обеспечивают полной очистки газов от таких загрязнений, как тиофены и органические сульфиды.

Адсорбционные способы основаны на использовании активных углей и синтетических цеолитов и не требуют нагрева очищаемых газов. Активные угли, лучше поглощая среди других сероорганичес­ких соединений тиофены и сероуглерод, плохо адсорбируют сероок­сид углерода и дисульфиды. Разновидностью очистки с использовани­ем активного угля является процесс окисления на его поверхности сероорганических соединений в присутствии кислорода и аммиака (в количествах 0,1 % и двух-трехкратного избытка к содержанию серы соответственно) с фиксацией продуктов окисления углем (так назы­ваемый окислительный метод), однако его использование ограниче­но возможностью окисления при обычной температуре лишь серооксида углерода.

Блок-схема может быть дополнена балансовой схемой производства, аналогичного проектируемому. Это позволит определиться с производительностью проектируемого экологически чистого производства и правильно выбрать исходные данные к расчету материального баланса.

Например, для системы водопотребления и водоотведения локомотивного депо г.Кирова балансовая схема выглядит следующим образом (рис.4).