2.2.21 Определение колористических показателей волосяного покрова

Колористические показатели волосяного покрова определяются на приборе «Пульсар». Образцы тщательно расчесываются, накрывают стеклом и фотографируют. Далее работают при установлении кнопки «режим» - 3.

Предварительно прибор прогревают в течение 30 минут, затем нажатием кнопки «сброс» очищают панели вывода.

Первоначально производят калибровку прибора, для этого устанавливают «режим» - 0 (калибровка прибора); «вывод» - 0. Белую пластину помещают на место отражающего образца; черную – на место измеряемого образца, нажимают «пуск », после загорания «Б» извлекают черную пластину. Снова нажимают «пуск», загорается «I» извлекают белую пластину. Устанавливают на индикаторе «режим» - 1; «вывод» - 0 (измерение прозрачных проб) на место прозрачного образца – дистиллированную воду, нажимают пуск.

Для измерения рабочего образца устанавливают пробу. Нажимают «пуск»,

3. Экспериментальная часть

При обработке пушно-мехового и овчинно- шубного сырья на предприятиях меховой промышленности образуется значительное количество сточных вод, характер которых определяется спецификой технологических процессов, осуществляемых в конкретном производстве. Сточные воды образуются после проведения основных жидкостных процессов: отмока, обезжиривание, пикелевание, дубление, крашение и т.д.

В них содержатся химические материалы, как вносимые для проведения технологического процесса, так и образующиеся в результате переработки мехового сырья. Так, после обезжиривания шкур овчины, сточные воды наряду с поверхностно-активными веществами, формальдегидом содержат значительное количество жировых веществ.

В настоящее время все большее применение находит биологическая очистка, основанная на способности микроорганизмов использовать загрязнения в качестве источников питания в результате своей жизнедеятельности. В связи с этим, целью дипломной работы являлось изучение свойств микроорганизмов, выделенных из жировых материалов и из сточных вод после процесса обезжиривания, исследование деструкции жиров на основе метода потенциометрического титрования, а также возможности применения бактериальной суспензии этих микроорганизмов в процессе обезжиривания меховой овчины.

3.1 Изучение морфолого-культуральных свойств микроорганизмов, деструктирующих жировые вещества

Для изучения морфологических и культуральных свойств микроорганизмов методом разведений на мясопептонном агаре (МПА) и на синтетической среде Рана (п.2.2.1), в которой в качестве источника углерода служил нерпичий жир, были выделены чистые культуры микроорганизмов в чашках Петри (п.2.2.2-2.2.3). Культивирование проводили в термостате при температуре (37±0,5)˚С в течение 24. Выделенные культуры были обозначены как: Нв – микроорганизмы, выделенные из жира нерпы; Н – микроорганизмы, выделенные из жира нерпы; В – выделенные из шерстного жира; 3,7– культуры микроорганизмов, выделенные из сточных вод после проведения процесса обезжиривания меховой овчины.

По методам Грама, Трухильо (наличие спор), Леффлера (количество жгутиков) (п.п. 2.2.4), были изучены морфологические свойства путем окрашивания и микроскопирования мазков колоний.

Результаты изучения морфолого-культуральных признаков бактерий представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Сравнительная таблица морфолого-культуральных признаков исследуемых культур

Микроскопированием окрашенных мазков выявили, что все культуры грамотрицательные, расположение жгутиков перетрихиальное, спор не имеют. Культуры типа 3, 7 представляют собой палочки, сцепленные между бактерий; культуры типа Н, Нв и В по форме были отнесены к коккобактериям - мелким палочкам, близким к овальной форме.

Все культуры имеют точечные круглые колонии грязно–белого цвета, непрозрачные, матовые, с ровными краями, структура колоний однородная, профиль выпуклый.

Для изучения подвижности микроорганизмов была рассмотрена раздавленная капля бактериальной суспензии (п.2.2.6), в результате чего отмечено хаотичное движение бактерий, обусловленное перетрихиальным расположением жгутиков.

Ферментативная способность выделенных культур была определена на основе исследований протеолитической активности (п. 2.2.9), редуцирующей способности (п.2.2.13), анализа на индолообразование (п. 2.2.10), наличие сероводорода (п. 2.2.11), аммиака (п. 2.2.12), каталазы (п.2.2.14).

Результаты исследований, представленные в таблице 2, показали положительную реакцию для всех культур на наличие аммиака, на сероводород и каталазу - отрицательные. Изучение протеолитической активности показало, что все культуры растут без разжижения желатина, не выделяют индол и не обладают редуцирующей способностью, что свидетельствует о низких протеолитических свойствах исследуемых микроорганизмов.

Для изучения биохимической активности бактерий были проведены тесты на способность микробов к ферментативному расщеплению сахаров. В качестве субстратов, для определения ферментативной активности использовались такие сахара, как мальтоза, галактоза, глюкоза, сахароза. Расщепление может происходить на альдегиды, газообразные продукты, кислоты для этого был произведен посев культур на специальные среды с углеводами (п.2.2.15).

На жидкие среды, содержащие различные сахара, был произведен посев по 0,1 см³ суспензии клеток и термостатирование в течение 48 ч при температуре (37±0,5)˚С. Наблюдения показали, что уже к 24 ч окраска сред изменилась от желтой до ярко малиновой и изменение рН.

Для определения липолитической активности был произведен посев на бульон Штерна (п.2.2.16), содержащего в качестве субстрата глицерин. Посев производили следующим образом для получения биомассы исследуемой культуры микроорганизмов, производили посев на скошенную синтетическую среду и культивировали в течение 24 часов при температуре, затем производили смыв полученной биомассы 10 см³ бульона Штерна, и термостатировали при температуре (37±0,5)˚С в течение 96 часов.

На протяжении от 24 до 96 часов культивирования наблюдалось изменение окраски среды, помутнение, наличие пузырьков у поверхности среды, образование осадка и пленки. Уже к 24 часам культивирования было отмечено розовение окраски для всех сред, зараженных культурами. К 48 ч характерно образование пристеночного кольца на поверхности жидкости интенсивной розовой окраски. К 72 ч наблюдалось полное обесцвечивание растворов.

На основании проведенных исследований следует отметить, что исследуемые культуры микроорганизмов обладают липолитической активностью, что связано с вовлечением нерпичьего жира (в качестве источника углерода) в конструктивный и энергетический обмен, что подтверждается переходом окраски бульона из оранжевой в красную и изменением активной реакции среды.

3.2 Изучение деструкции жиров методом потенциометрического титрования

Метод основан на исследовании взаимодействия веществ с протонами потенциометрическим титрованием.

Кривые титрования позволяют:

- определить природу и число ионогенных групп в молекуле жира

- изучить влияние добавок щелочей на ионизацию эфирных групп жира

- оценить глубину и специфичность реакций жиров с микроорганизмами

- количественно определить деструкцию жиров.

Кривые титрования показывают зависимость числа связанных протонов омыленными жирами от рН среды. Величина рН измеряется непосредственно на приборе, число связанных протонов вычисляется. Число связанных ионов определяется по разности между общим числом добавленных ионов и числом свободных ионов в растворе.

Для изучения деструкции были выбраны следующие жиры: нерпичий, сульфатированный рыбий, шерстный, свиной и Tanning oil. Навеску жира, около 1г, взвешенную на аналитических весах, помещали в коническую колбу, в которой проводили щелочной гидролиз (п. 2.2.23), количественно переносили в мерную колбу на 250 см³ и объем доводили до метки дистиллированной водой. Затем отбирали пробу разбавленного гидролизованного жира 4 см³ , переносили в стакан на 50 см³ и добавляли 33 см³ дистиллированной воды, для того чтобы мембрана стеклянного электрода была погружена в раствор. Измерение проводили на приборе рН-метр «Анион 7051» путем фиксирования значений рН раствора при добавлении по 0,1 см³ 0,1 н. раствора соляной кислоты. Параллельно проводили титрование раствора чистой щелочи (5 см³ 30% раствора NaOH переносили в мерную колбу на 250 см³ , доводили до метки дистиллированной водой, для анализа брали 4 см³ раствора) и воды. При титровании соли жирной кислоты раствором кислоты происходит реакция обмена с образованием кислоты и соли:

RCOONa + HCl → RCOOH + NaCl

При титровании происходит помутнение раствора в момент образования жирной кислоты.

Для построения кривой титрования проводили расчет параметров по следующим формулам:

B = (C_Н * V₁ )/(V₁ +V) * 1000, где (1)

B – объем HCl, который добавлен к 100 см³ воды

C_Н – нормальная концентрация кислоты

V₁ – добавленный объем,см³

V – начальный объем раствора,см³

C = (- lg B) (2)

D – экспериментальное значение рН

Строим график зависимости C от экспериментальных значений рН (находим формулу по линии Тренда, для подстановки в W)

Для изучения деструкции жира микроорганизмами предварительно были приготовлены бактериальные суспензии в колбах Эрленмейера на основе жидкой синтетической среды (п.2.2.8), содержащей около 1 г жира, объемом 200 см³ каждая. Культивирование микроорганизмов проводили в термостате марки (ТС-80М-2) при температуре (37±5)°С, осуществляя переменное механическое воздействие, на встряхивателе «Shaker Type-357», с частотой колебаний 200 об/мин, амплитудой 6 по 1 ч в сутки в течение 48 часов. После чего проводили гидролиз содержимого колбы (п.2.2.23), переносили в мерную колбу на 250 см³ , доводили объем до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивали. Затем отбирали объем пробы в количестве 4 см³ в стакан на 50 см³ , добавляли 33 см³ дистиллированной воды. Титровали 0,1 н раствором соляной кислоты по 0,1 см³ на приборе рН-метр «Анион 7051» при температуре 20,6 ºС. При каждом объеме добавленной кислоты фиксировали значение рН и строили графики зависимости рН от объема и количество функциональных групп (N) от значений рН.

Пример расчета параметров для построения кривых титрования жира при добавлении 3 см³ кислоты (сульфатированный рыбий жир):

B = (0,1 * 3)/(3+33) * 1000 = 8,33

C = (- lg 8,33) =0,9208

D = 12,33 (экспериментальное значение рН)

F = 3мл (количество с известной концентрацией раствора реагента, добавленное к раствору жира, см³ )

G = 0,057(объем HCl, который добавлен к водному раствору жира, см³ )

H = (-lg G) = 1,243

Строим график зависимости lg B от экспериментальных значений рН для воды (находим формулу по линии Тренда, для подстановки в W)

Рисунок 3- Кривая титрования воды 0,1н раствором соляной кислоты

Находим значение W при подстановки значений H в формулу, полученную по линии Тренда, вместо Х

-0,1233Х+3,6351=-0,1233*1,243+3,6351=3, 658

W = 3,658

J = 12,33

K = W- J = 3,658-12,33 = -8,061

L = 8,67

M = 1

N = (0,057*1*10)/0,139 =4,1109

Остальные расчетные данные представлены в таблице 4

Для определения количества групп СООН строим графики в координатах количество функциональных групп – рН.

Рисунок 4- График зависимости количества карбоксильных групп от значений рН

Из рисунка 4 видно, что в диапазоне Рн 4,37 до 11,56 кривая представляет собой вид прямой при количестве функциональных групп равных 2. Поэтому данное значение принимаем равным 2.

Рисунок 5 - Кривая титрования раствора сульфатированного рыбьего жира соляной кислотой

Кривая титрования омыленного жира характеризуется нейтрализацией избытка щелочи, олеатов и пальмитинатов натрия. Первой вступает в реакцию соль более слабой кислоты, так как полнее идет ее гидролиз. После полного гидролиза соли слабой кислоты в реакцию вступает натриевая соль более сильной кислоты. В результате нейтрализации образуются жирные кислоты, нерастворимые в воде, что сопровождается помутнением раствора. Качественное соотношение жирных кислот в жирах определялось по положению скачка на кривой потенциометрического титрования.

На основании обработки кривых потенциометрического титрования было определено, что исследуемые жиры – нерпичий, свиной, сульфатированный рыбий, шерстный и Tanning oil G могут содержать преимущественно олеиновую пальмитиновую и изомер пальмитиновой кислот. Кроме того в них могут содержаться незначительные количества линолевых кислот, миристиновой, пальмитолеиновой, арахидоновой.

Соли жирных кислот с одинаковым числом углеродных атомов титруются в один скачок - пальмитиновая и пальмитолеиновая. На кривой титрования четко выражены скачки, соответствующие нейтрализации солей жирных кислот. Расчетные данные показали, что количество групп СООН может составлять от 1 до 3 в расчете ммоль на г жира.

Рисунок 6 – Кривые титрования омыленного сульфатированного рыбьего жира, деструктированного микроорганизмами через 48ч

Рисунок 7 – Кривые титрования омыленного нерпичего жира, деструктированного микроорганизмами через 48ч

Рисунок 8 - Кривые титрования омыленного свиного жира, деструктированного микроорганизмами через 48ч

Рисунок 9 - Кривые титрования омыленного шерстного жира, деструктированного микроорганизмами через 48ч

Рисунок 10 - Кривые титрования омыленного Tanning oil G, деструктированного микроорганизмами через 48ч

Деструкция жира под действием микроорганизмов приводит к изменению числа карбонильных групп, то есть происходит расщепление молекулы жирной кислоты, увеличение ее силы, уменьшение длины углеродной цепи, что сопровождается смещением кривой титрования в область меньших значений рН и появлением новых скачков.

Действие микроорганизмов на жир имеет дифференцированный характер. Так штамм 7 дает 3 группы СООН при действии на Tanning oil G, 2- на шерстный жир. Культуры 3 и В полнее всего подвергают деструкции сульфатированный рыбий жир, Нв – свиной жир.

Положение кривой титрования гидролизованного жира, деструктированного микроорганизмами левее, относительно необработанного жира, свидетельствует о том, что деструкция жира проходит замедленно, образованные кислоты расщепляются частично. Количество солей жирных кислот правее кривой титрования необработанного жира свидетельствует об уменьшении количества жирных кислот вследствие их деструкции и превращении в большее число кислот с короткой углеродной цепочкой вплоть до образования альдегидов и выделения углекислого газа.

Таким образом, на основании рисунков 6-10 можно сделать вывод о том, что наиболее активна в отношении деструкции жиров культура 3. Она не только обладает деструктивными свойствами, но и использует жирные кислоты в качестве источника питания в результате своей жизнедеятельности, о чем свидетельствует смещение кривых титрования вправо, относительно необработанного жира и содержание кислот после действия микроорганизмов составило 21,55%.

3.3 Проведение процесса обезжиривания меховой овчины с применением бактериальной суспензии

На данном этапе эксперимента изучалась возможность применения суспензии микроорганизмов для проведения процесса обезжиривания шкурок белки. Основываясь на предыдущем исследовании – изучение деструктирующей способности микроорганизмов была выбрана наиболее активная культура. В качестве продуцента биомассы использовали культуру 3. Количество вводимой биомассы – 10⁴ кл/см³ , продолжительность культивирования бактериальной суспензии – 24 часа, количество жира, используемого в качестве источника углерода - 1 г/дм³ .

Для определения свойств бактериальной суспензии готовили 1000 см³ бактериальной суспензии, и в течение 120 часов увеличивали ее объем путем введения каждые 24 часа по 200 см³ синтетической среды (п. 2.2.1). Перед каждым введением новой порции синтетической среды определяли показания: кислотность (п.2.2.11), мутность (2.2.10),, активная реакция среды (п. 2.2.16), определение общего количества микроорганизмов (КОЕ) (п.2.2.7). Полученные результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Влияние продолжительности культивирования на свойства бактериальной суспензии

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод о том, что при получении необходимого объема бактериальной суспензии значительных изменений в показаниях не происходило, а это значит, что система стабильна.

Для проведения процесса обезжиривания по типовой методике необходимо присутствие в рабочем растворе таких реагентов как, карбонат натрия – 0,5 г/дм³ формальдегид – 0,5 см³ /дм³ и СПАВ – 4 г/дм³ . Проведение процесса с применением микроорганизмов позволяет полностью исключить формальдегид, карбонат натрия.

Для проведения биотехнологического обезжиривания была приготовлена бактериальная суспензия с разными концентрациями: концентрированный раствор (100%) и с разбавлением – 75%, 50% и 25% от объема рабочей ванны.

Таким образом, было приготовлено 5 растворов различных концентраций, состав которых представлен в таблице 5.

Таблица 5 – Состав рабочих растворов

Для проведения обезжиривания образцы меховой овчины, размером 10×10 см были отобраны по методу асимметрической бахромы (п.2.2.22). Процесс обезжиривания меховой овчины проводили в течение 45 минут при температуре 40˚С с переменным механическим воздействием на основе бактериальной суспензии без введения СПАВ, карбоната натрия и формалина. Параллельно проводили обезжиривание по типовой методике.

Перед и после обезжиривания снимали такие показания, как содержание несвязанных жировых веществ в волосе и кожевой ткани, определение колористических показателей волосяного покрова на приборе «Пульсар» (п.2.2.23).

Определение содержания жира в волосе и кожевой ткани проводили на аппарате Зайченко (п.2.2.21).

Пример расчета содержания жировых веществ в кожевой ткани до процесса обезжиривания по типовой методике:

m = 110,7364 г; m₁ = 110,6442 г; m₂ = 0,5366г

(110,7364-110,6242) ×100%

X₁ = = 20,90%

0,5366

Остальные данные представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Содержание жировых веществ в кожевой ткани и в волосяном покрове до и после проведения процесса обезжиривания

По приведенным в таблице данным видно, что все растворы обладают обезжиривающим действием. Наибольшим обезжиривающим действием обладал раствор приготовленный по типовой методике, чем остальные растворы, очевидно, причиной этого являлось отсутствие СПАВ в рабочем растворе, присутствие которого необходимо для обезжиривания.

При сравнении обезжиривающего действия между концентрированным и разбавленным рабочим растворами можно отметить, что разница содержания жира в волосе и кожевой ткани после проведения процесса в концентрированных и разбавленных растворах бактериальных суспензий не на много отличается. Таким образом, наиболее оптимальным вариантом проведения обезжиривания меховой овчины в присутствии микроорганизмов является состав ванны 1 (100% расход бактериальной суспензии от объема рабочей ванны).

Колористические показатели волосяного покрова определяли на приборе «Пульсар» (п.2.2.18). Результаты представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Колористические показатели волосяного покрова до и после процесса обезжиривания

Из таблицы 7 видно, что максимальная величина белизны и желтизны после проведения процесса обезжиривания характерна для образцов, обработанных по типовой методике. Очевидно, это связано с тем, что в обезжиривающей ванне присутствовало СПАВ в количестве 4 г/дм³ , которое обладало обезжиривающим и моющим действием. При сравнении данных для растворов 1-4, содержащих только бактериальную суспензию можно сделать вывод, что максимальная величина белизны наблюдалась у образцов после процесса обезжиривания, обработанных в растворе 1 (100% расход бактериальной суспензии от объема рабочей ванны), а минимальная величина белизны у образцов после обезжиривания в растворе 4.

Рисунок 6 - Схема биотехнологического обезжиривания

4. Экономическая часть. Расчет экономической эффективности экобиотехнологического процесса обезжиривания меховой овчины

В настоящее время сложная экологическая обстановка и рыночные отношения предъявляют предприятиям легкой промышленности ряд новых требований: предприятия должны выпускать конкурентоспособную продукцию, удовлетворяющую требованиям потребителя, не оказывая при этом пагубного техногенного воздействия на экосистему.

Предприятия меховой и шубной промышленности занимают одно из первых мест в числе загрязнителей окружающей среды. На всех этапах выделки овчин образуются высокотоксичные воды, содержащие такие контаминанты, как синтетические поверхностные вещества, формальдегид, жировые вещества, минеральные кислоты и соли. В связи с этим широко проводятся научно-исследовательские работы по снижению токсичности отработанных вод после проведения различных процессов в технологическом цикле.

В данной работе предложен метод проведения процесса обезжиривания меховой овчины ферментным препаратом высокой липолитической активности, продуцируемым прокариотическими организмами. Проведение обезжиривания по указанному методу позволяет получить полуфабрикат, удовлетворяющий требованиям ГОСТа и значительно снизить токсичность образуемых сточных вод.

Экономическая эффективность данного процесса достигается за счет снижения затрат на химматериалы, транспортно-заготовительные расходы и прочие затраты.

На первом этапе были рассчитаны затраты на воду и химматериалы согласно формулы (9):

С = V×Ц, (9)

где С – затраты на воду, руб;

V – расход материала на 1000 дм² ;

Ц – цена за единицу материала, руб

Результаты расчета затрат на воду и химические материалы представлены в таблице 12. Расчеты были произведены на калькуляционную единицу, величина которой для меховой овчины составляет 1000 дм² .

Таблица 5 – Затраты на воду и химматериалы на калькуляционную единицу

В представленной таблице показано, что опытный вариант проведения процесса обезжиривания при помощи микробных продуцентов значительно позволяет сократить расходы на химматериалы благодаря исключению из технологического процесса формальдегида, карбоната натрия и СПАВ. Транспортно заготовительные расходы составляют 7% от стоимости химматериалов и составляют для типового варианта – 14,2 руб, для нового варианта –13,67 руб.

Прочие затраты составляют 10-15% от суммы предыдущих изменяющихся статей затрат, таким образом, для типового варианта данная величина составила – 30,43 руб., для нового – 29,3 руб.

Изменяющиеся статьи затрат представлены в таблице 13.

Таблица 6 – Изменяющиеся статьи затрат на 1000 дм² готовой продукции

Из таблицы 13 видно, что экономическая эффективность процесса обезжиривания меховой овчины с использованием бактериальной суспензии достигается за счет снижения затрат на химматериалы с 202,88 до 195,319 руб; на транспортно-заготовительные расходы с 14,2 до 13,67 руб; на прочие затраты с 30,43 до 29,3 руб. Общий итог изменяющихся статей затрат снижается с 247,51 рублей (типовой вариант) до 238,289 руб – при использовании предлагаемой методики проведения процесса обезжиривания (9,221 руб.)

При использовании данного метода остальные статьи затрат, к которым относятся затраты на основную и дополнительную заработную плату, на амортизацию зданий и оборудования и др., остаются неизменными, что обусловлено одинаковыми параметрами проведения данного процесса по разным технологиям – в обоих случаях процесс обезжиривания проводится окуночным методом с продолжительностью – 45 минут.

Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле (10):

Э = , (10)

где Э – годовой экономический эффект, руб;

С₁ – сумма статей затрат для опытной технологии, руб;

С – сумма статей затрат по типовой методике, руб;

М_з – мощность предприятия, дм² /год.

При мощности завода 20 млн.кв.дм. составит 184420 руб, а на 1000 дм² – 9,22 рублей.

Таким образом, был произведен расчет экономической эффективности процесса, который составил 9,22 рублей на 1000 дм² . Следовательно, применение микроорганизмов-деструкторов жировых веществ при проведении процесса обезжиривания позволит не только снизить токсичность образуемых сточных вод и получить полуфабрикат, удовлетворяющий требованиям ГОСТа, но и значительно сократить затраты на данном этапе выделки меховой овчины.

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Характеристика естественного и искусственного освещения

Освещение рабочего места – важнейший фактор создания нормальных условий труда. Практически возникает необходимость освещения как естественным, так и искусственным светом. Первый случай характерен для светлого времени суток и при работе в помещениях, в которых имеются проемы в стенах и крыше здания, во втором случае применяются соответствующие осветительные установки искусственного света.

Естественное освещение по своему спектральному составу является наиболее приемлемым. Искусственное же, наоборот, отличается сложностью восприятия его зрительным органом человека. Это связано с тем, что суточные переходные режимы естественной освещенности имеют малую частоту при достаточно высокой (днем) или очень низкой (ночью) интенсивности светового потока, а искусственные – довольно большую частоту при недостаточной в целом освещенности. Поэтому при искусственном освещении начинают возникать неустойчивые зрительные процессы, которые из-за большой частоты сменяемости световых условий накладываются друг на друга, не давая глазу времени адаптироваться к новым условиям. От усиленной деятельности приспособительных механизмов глаза быстро утомляются, что вызывает физическую усталость организма.

Несмотря на это, искусственное освещение необходимо как важнейший фактор для приближения ночных условий труда к дневным. Основное отличие ночных условий труда от дневных состоит в том, что при ночных условиях труда отсутствует достаточная освещенность поля зрения работающих равномерно распределенным световым потоком. Стимулирующее действие света на организм при недостаточной освещенности снижается, поэтому ночные условия труда более тяжелые с физиологической точки зрения. Однако основа естественного и искусственного света общая – энергетическая, поэтому их разделение вызвано разницей в спектре и интенсивности. Последнее предположение можно принять только в первом приближении, поскольку спектр естественного света полностью не выяснен и не воспроизведен. Более реально создание световой среды, обеспечивающей психофизиологический комфорт и заданное эмоционально- эстетическое воздействие с учетом светоцветовой доминанты в поле зрения.

Обеспечение освещенности от естественного света связано с устройством проемов для пропускания света. Конструктивно проемы могут быть различными по исполнению и по местонахождению. Поэтому и характер естественного освещения имеет свои особенности: оно может быть боковым, если световые проемы (окна) расположены в наружных стенах; верхним, если световые проемы устроены в крыше; верхнее освещение осуществляется и через фонари – специальные строительные конструктивные детали на крышах или в местах перепадов высот смежных зданий. Возможно и устройство совмещенного естественного освещения путем сочетания бокового и верхнего или фонарного пропускания света в помещение.

Естественное освещение характеризуется отношением естественной освещенности, создаваемой внутри помещения светом неба (непосредственным или отраженным), к значению наружной освещенности земной поверхности от небосвода, выраженное в процентах. Это отношение принято называть коэффициентом естественной освещенности КЕО (е).

Нормирование естественной также различается по расположению проемов и в определенной степени зависит от конструктивных особенностей самих проемов и рядом расположенных строений.

Основное отличие ночных условий труда от дневных состоит в том, что при ночных условиях отсутствует достаточная освещенность поля зрения работающего равномерно распределенным световым потоком. Поэтому необходимо создать такое искусственное освещение, при котором суммарный световой поток от всех установленных в рабочей зоне светильников распределялся равномерно.

Со светотехнической точки зрения при использовании ныне существующих источников света эта задача вполне выполнима. Трудности ее решения связаны с тем, насколько правильно выбрана система искусственного освещения, т.е. каким образом, с каких мест и какого рода установками освещается данный участок. Рекомендуется следующая последовательность осуществления мероприятий по устройству искусственного освещения:

-определение площади, подлежащей освещению, т.е. участка, рабочей зоны, района ведения работ (РВР), а также площади наибольшей концентрации работ (НКР), и установление ее размеров;

-установление нормы освещенности поля зрения в зависимости от разряда с видами освещения;

-выбор системы освещения;

-выбор источников света и расчет потребного их количества;

-выполнение проекта распределения осветительных средств по участку с учетом параметров для установки (углов разворота, склонения, утоненной по конструктивным соображениям высоты подвески) и обеспечения равномерного распределения светового потока по площади.

Площадь участка, подлежащего освещению, устанавливает главный инженер предприятия; он руководствуется правилами определения рабочих зон на каждом рабочем месте и их объединения в производственную площадь или в район работ, если площадь, на которой ведутся работы, обширная и не везде одинаково загружена технологическим процессом. В последнем случае решается вопрос о необходимости освещения всей площади равномерным светом или только мест НКР с помощью общего локализованного освещения.

В зависимости от принятых главным инженером решений рассматривается задача выбора системы освещения и последующий расчет потребного количества светильников. Однако надо иметь в виду следующее: устройство рабочего освещения обязательно во всех случаях должно быть независимым от наличия аварийного освещения; аварийное освещение для продолжения работы необходимо в помещениях и на открытых пространствах, если прекращение работы в нормальном режиме из-за отсутствия рабочего освещения может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, опасность травматизма в местах массового из скопления, а также длительное нарушение технологического процесса и др.

Аварийное освещение должно создавать освещенность, составляющую не менее 5 % от нормируемой. Кроме того, аварийное освещение необходимо устраивать для эвакуации людей в местах, опасных для прохода; в том числе в производственных помещениях, где оборудование продолжает работать в темноте, а также по направлениям эвакуации людей из производственных и общественных зданий, где пребывает больше 50 человек. Это освещение должно создавать в проходах освещенность 0,5лк в зданиях и 0,2лк вне их.

В СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» предусматривается разделение всех работ, даются их характеристики и устанавливаются нормы освещенности.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению бывает общим и комбинированным, т.е. состоящим из общего освещения помещения или производственной площади и местного освещения рабочих поверхностей в поле зрения. В свою очередь, общее освещение подразделяется на общее равномерное и общее локализованное (выполненное с учетом расположения рабочих мест). Устройство только местного освещения запрещено, кроме временного (ручными светильниками), относящегося к разряду переносного. Действующими нормами (здесь и далее имеется ввиду СНиП 23-05-95) рекомендуется комбинированное освещение в местах с работами I – IV, Vа и Vб разрядов. Однако при невозможности или нецелесообразности устройства такого освещения допускается одно общее освещение, имеющее некоторые гигиенические и эстетические преимущества.

Комбинированное освещение рекомендуется там, где нужна высокая точность выполняемых работ, где возникают специфические требования к освещению (например, к направлению светового потока), где рабочие поверхности имеют ограниченную площадь или на одно рабочее место приходится большая производственная площадь. Однако, если по нормам требуется устройство дополнительного освещения на единичных рабочих местах, то это на является причиной для отнесения всей производственной площади к виду комбинированного освещения.

Во всех других случаях целесообразно устраивать одно общее освещение. Общее освещение больших производственных площадей, имеющих отдельные участки, которые характеризуются как РВР или НКР, рекомендуется устраивать локализованным к последним, имея в виду, что для остальной площади не требуется такой же, как на участках ведения работ, интенсивности освещения.

Анализ и установление видов освещения некоторым образом определяют систему освещения, так как для различных видов освещения применяются различные источники света. Последние в свою очередь, определяют условия крепления их к рабочим местам или подвеса над площадью. Однако на выбор системы освещения наиболее существенно влияют характер выполняемых работ, т.е. место, где они производятся, возможность размещения осветительных устройств на площади, подлежащей освещению.

Таким образом, выбор системы освещения предполагает решение вопроса о размещении источников света над производственной площадью. При этом часто возникает необходимость одновременного решения вопроса выбора светильников по таким основным характеристикам, как дальность действия, допустимая высота подвеса, единичная мощность и т.п.

Например, для освещения строительных площадок и карьеров используется только группа светильников, позволяющая издалека посылать световой поток на рабочую площадь, тогда как в закрытых цехах или помещениях светильники могут свободно размещаться над местами работы на конструкциях перекрытий и стен и в этом случае нужны другие виды светильников.

При проектировании искусственного освещения система освещения должна быть выбрана до подсчета числа источников света. Этот вопрос согласуется с конструктивными особенностями зданий и сооружений, влияющих и на высоту подвеса светильников, и на их число (в случаях принятия решения крепить светильники на определенные конструктивные детали, количество которых известно), и на единичную мощность. Например, при наличии 50 мест удобного крепления вместо 70 предварительно выбранных источников света, полученных по расчету, правильнее будет отдать предпочтение удобству крепления, заменив источники света на более мощные. Таким образом, система освещения будет выбрана с учетом конструктивных особенностей здания. Равным образом, при выборе системы освещения открытой площади наличие рядом стоящих высоких зданий, труб, возвышенностей предопределит места расположения источников света и в определенной степени из тип, так как возможно понадобятся светильники со значительно большим коэффициентом усиления светового потока в данном направлении.

При выборе источников света предварительно решают вопрос о его виде. Существуют следующие виды источников света (ИС): лампы накаливания, люминесцентные лампы, разрядные лампы высокого давления, ксеноновые лампы, лампы для специального облучения.

Лампы накаливания (ЛН). Этот вид ламп все еще преобладает и производится в широком ассортименте, несмотря на имеющиеся в производстве более экономичные ИС.

Отличительная особенность ЛН состоит в том, что они включаются в сеть без дополнительных пусковых приспособлений и могут работать при значительных отклонениях напряжения сети от номинального, а также практически не зависят от условий окружающей среды и температуры, компактны, световой поток их к концу срока службы снижается незначительно (приблизительно на 15%). Однако ЛН имеют относительно низкую световую отдачу и в их спектре преобладает желто-красная часть. Характеризуются ЛН номинальными значениями напряжения, мощности и светового потока. На их выбор может оказывать влияние размер ламп: полная длина L (стеклянная колба вместе с цоколем), диаметр D и высота светового центра H (от резьбового цоколя до центра нити накаливания).

В характеристике ЛН имеет большое значение величина подводимого напряжения. С повышением напряжения возрастает температура накала нити и свет становится белее, быстро возрастает световой поток, но одновременно с этим резко уменьшается срок службы ламп.

Лампы накаливания могут быть подобраны по каталогам или по специальной справочной светотехнической литературе.

Для условий производства как зарытых рабочих площадей, так и открытых участков имеет значение направленное усиление светового потока, что наблюдается при наличии отражающих поверхностей. К такого рода ЛН относятся лампы-светильники с зеркальными или диффузными отражающими слоями на колбах. Их применение связано с предварительной оценкой распределения светового потока от таких ламп по освещаемой поверхности.

Весьма перспективной (ныне уже широко применяемой) разновидностью ЛН являются галогенные лампы накаливания. Они имеют трубчатую форму с цилиндрическими, керамическими или ножевыми металлическими цоколями по концам и отличаются от обычных ЛН особой компактностью, более белым светом, улучшенной цветопередачей и вдвое большим сроком службы. Эти лампы при эксплуатации должны находиться только в горизонтальном положении. Отклонение допускается не более 4B.

Люминесцентные лампы (ЛЛ). Они широко применяются в осветительных установках низкого давления. Эти лампы имеют высокую световую отдачу (до 75 лм/Вт), большой срок службы (до 10 000 ч), лучшую, чем у ЛН цветопередачу, относительную малую яркость (хотя и создают ослепленность). Высокая световая отдача и большой срок службы ЛЛ, как и газоразрядных ламп высокого давления, делают их в большинстве случаев более экономичными по сравнению с лампами накаливания. Однако для ЛЛ требуются более сложная схема включения, ограничения температурных условий для нормальной работы (при температурах меньше 10BС они не зажигаются) и групповое использование для снижения вредных влияний пульсации светового потока. К недостаткам ЛЛ относятся также малая единичная мощность при больших размерах ламп и значительное снижение светового потока к концу срока службы.

Большое значение имеет правильный выбор спектрального типа ламп. Люминесцентные лампы намного превосходят по качеству цветопередачи ЛН, однако не полностью приближаются к естественному свету из-за малого излучения в красной части спектра. В настоящее время ближе других к естественному спектру считаются лампы ЛХБЦ.

В последнее время при производстве ЛЛ низкого давления большое внимание уделяется экономии сырья для их изготовления. Выпущена серия энергоэкономичных ЛЛ мощностью 58 Вт различных цветностей, выполненных в колбе диаметром 26мм. В связи с этим на 7-8% уменьшилась потребляемая лампой мощность при прежнем уровне светового потока. Кроме того, существенно снизилось потребление основных материалов: стекла, алюминия, люминофора. Эти лампы предназначены для общего и местного освещения помещений промышленных и общественных зданий, лампы цветности ЕЦ – для освещения жилых и общественных зданий.

Газоразрядные лампы высокого давления (ГЛВД). Эти лампы применяются в условиях, когда требуется высокая световая отдача при компактности источника света и стойкости к условиям внешней среды. Среди этих типов ламп в настоящее время расширяется производство металлогенных ламп (МГЛ) (мощность 250-2000 Вт) и натриевых ламп НЛВД (70,100,150 Вт), а также зеркальных МГЛ типа ДРИЗ (мощность 250, 400, 700 Вт).

Металлогенные лампы внешне отличаются от ламп ДРЛ отсутствием люминофорного покрытия колбы; кроме того, они имеют высокую светоотдачу (до 100 лм/Вт) и лучший спектральный состав света. Однако срок службы их меньше, чем у ДРЛ и схема включения сложнее. Основное применение ДРИ находят в качестве источников света для щелевых световодов; этому способствуют их высокая единичная мощность и малые размеры светящегося тела.

Дуговые ксеноновые трубчатые лампы (ДКСТ) применяются в основном в качестве источников света в осветительных устройствах с высокой единичной мощностью. Лампы ДКСТ выпускаются на единичные мощности от 5 до 100 тыс. Вт и имеют самый близкий к естественному спектральный состав света. Но это их достоинство практически не используется, поскольку лампы внутри зданий не используются. Кроме того, лампы ДКСТ имеют ряд существенных недостатков: большие пульсации светового потока (коэффициент пульсации может достигать 130%), избыток в спектре ультрафиолетовых лучей (при освещенности больше 150лк создается переоблученность), что приводит к необходимости создания колб, не пропускающих ультрафиолетовые лучи, а также малую надежность пусковых устройств и низкую отдачу светового потока по сравнению с современными газоразрядными источниками света (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) и галогенными источниками КГ повышенной мощности. Однако высокая единичная мощность и ныне существующий массовый выпуск ксеноновых ламп способствует их широкому применению.

5.2 Требования к освещению в лаборатории

1. Естественное и искусственное освещение должно соответствовать требованиям СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственное освещение”.

2. Во всех помещениях должны быть приняты меры к максимальному использованию естественного освещения.

3. При перепланировке и изменении назначения помещения или при замене одного оборудования другим, освещенность помещения в связи с новыми условиями должна быть приведена в соответствие с нормами освещения.

4. Световые проемы не должны загромождаться производственным оборудованием, готовыми изделиями, полуфабрикатами, тарой и т.п. как внутри, так и вне помещения. Не допускается замена стекол в световых проемах непрозрачными материалами.

5. Стеклянную поверхность световых проемов окон, фонарей и т.п. следует регулярно очищать от пыли и копоти не реже 1 раза в неделю.

6. Разбитые стекла в окнах необходимо немедленно заменять целыми. Не допускается устанавливать в окнах составные стекла и заменять остекление фанерой, картоном и т.п.

7. Осветительные приборы и арматура должны содержаться в чистоте и протираться по мере загрязнения. Сбор использованных люминесцентных и ртутных ламп производить в соответствие с “Указаниями по сбору использованных люминесцентных и ртутных ламп для утилизации на спецпредприятиях”.

8. Наблюдение за состоянием и эксплуатацией осветительных установок возлагается на техническую службу предприятия.

6. Охрана окружающей среды

Сточные воды мехового производства представляют собой сложные гетерогенные многокомпонентные системы, относящиеся к группе высококонцентрированных и токсичных.

Сточные воды высокую концентрацию и большое число ингредиентов: кусочки мездры, шерсть, сгустки крови, грязь, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), консервирующие вещества, сульфиды, растворенные белки, жиры, соли хрома, алюминия и др.[]

Многие из этих ингредиентов негативно влияют на гидросферу. Например, действие поваренной соли, поступающей в сток во время отмоки, обусловлено, преимущественно, раздражающими свойствами. Теми же свойствами обладают и синтетические ПАВ, которые кроме этого способны накапливаться на поверхности водоема и препятствуют насыщению кислородом вод. Многие вещества способны накапливаться в живых организмах, тем самым, отравляя их, например, соли тяжелых металлов.

Содержание загрязнений в сточных водах кожевенно-меховой промышленности столь велико, что в случае поступления последних в водный объект, может вызвать необратимые процессы, включая полное разрушение сложившейся экосистемы.

При сравнении качественных характеристик сточных вод, образующихся при обработке различных видов мехового сырья, более загрязненные стоки возникают при обработке овчины меховой, так как в этом случае отработанные воды содержат шестивалентный хром, окислительные красители, используемые в процессах протравления и крашения. Сточные воды, образующиеся в результате переработки шубной овчины, не содержат шестивалентный хром, так как в качестве красильных компонентов в этом случае применяют кислотные или прямые красители. Менее токсичные стоки образуются в результате обработке ценных видов пушнины, где отсутствуют красильные операции, вследствие чего, в общие стоки не поступают соединения, обуславливающие высокий уровень токсического загрязнения.

Для качественной характеристики сточных вод устанавливаются нормативные требования. Для вредных веществ, приняты предельно-допустимые концентрации (ПДК), под которыми подразумевается такая максимальная концентрация вещества, которая оставляет воду при неограниченно долгом ее использовании такой же безвредной, как и при полном отсутствии этого вещества.

Если сточные воды сбрасываются в городскую систему канализации, то для предприятия устанавливаются нормативы ДК (допустимая концентрация) и ВДК (временно допустимая концентрация).

Если очищенные стоки сбрасываются в природные водоемы, то они должны отвечать « Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами ».

Степень загрязнения сточных вод характеризуется совокупностью физических и бактериологических показателей. К ним относятся: температура, запах, цветность, показатель водородных ионов (рН), концентрация взвешенных веществ, сухой и прокаленный остаток, биологическое потребление кислорода (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК), характеризующие концентрацию органических веществ, содержание компонентов, специфических для данного вида производства[].

Общие стоки кожевенных и меховых предприятий содержат до 1800-2460 мг/дм³ жиров или жироподобных веществ. В стоках от процессов отмоки и дубления их количество достигает более 4 г/дм³ . Отработанные жидкости после обезжиривания, промывки свиного сырья и полуфабриката, а также после золения этого сырья содержат еще больше жира. После обезжиривания свиных шкур карбонатом натрия (15-17 г/дм³ ) в растворе образуется стойкая жировая эмульсия с содержанием жира 8-10 г/дм³ . Значительное количество его содержится также в стоках клееварочных цехов.[]

В настоящее время помимо физических и физико-химических методов очистки широко применяется биологический метод, основанный на жизнедеятельности микроорганизмов – деструкторов жировых веществ.

С учетом того обстоятельства, что сточные воды, содержащие жировые вещества имеют в основном повышенную температуру, селектировано несколько видов термофильных микроорганизмов, способных разрушать жиры при температуре свыше 50^о С. Эффект очистки при таком способе достигает 100%.[]

6.1 Типовой способ обработки сырья

Рассмотрим виды загрязнений, образующихся в подготовительных и дубильных процессах выделки меховой овчины (таблица 1).

Таблица 1 - Принципиальная схема образования сточных вод и отходы после технологических процессов

6.1.1 Расчет количества сточных вод и их качественный состав

Для расчета объема водоотведения и водопотребления необходимо:

1. метод консервирования шкур – п/с;

2. общее количество шкур, перерабатываемых на производстве (за год) - 10000 шт.;

3. влажность шкур после отмоки - 65%;

4. средняя масса одной шкуры – 3,5 кг;

Расчет общей массы обрабатываемых шкурок проводят согласно формуле (2):

М = D × m, (2)

где: М – масса обрабатываемых шкурок в сутки, кг; D – общее количество шкурок, перерабатываемых в сутки, шт; m - средневзвешенная масса одной шкурки, кг.

В остальных случаях при расчете водоотведения следуют учитывать только производственные потери, которые составляют до 10%, в среднем 6-7% от общего водопотребления, формула (3):

ВО = ВР-ВР×Р/100 (3)

Для расчета необходимо знать массу партии и ЖК технологического процесса.

Объем водопотребления, рассчитывают по формуле (4):

ВР = м_р ×ЖК (4)

где: м_р – масса партии, кг; ЖК – жидкостный коэффициент.

Массу партии вычисляли в зависимости от полезного объема барабана по формуле (5):

м_р = V_б /ЖК+1 (5)

где: V_б – полезный объем баркаса, дм³ .

Пример расчета водопотребления:

Процесс- отмока, ЖК=10:

м_р = 3500/11 = 313 кг,

ВР = 313×10 = 3130 дм³

Результаты расчета заносятся в таблицу (2):

Таблица 2 - Объем водопотребления на технологические процессы

Расчет общей массы обрабатываемых шкурок проводят согласно формуле (2) в зависимости от суточной мощности предприятия:

М = (10000/250) × 3,5 = 140 кг

Расчет объема водоотведения: 1 для отмоки первой:

ВО = 3182-(3182×10/100)-140×((65-14)/100)/1000 = 2863,7 дм³ ;

2 отжим:

ВО = (3182-2863,7) ×10/100 = 26,43 дм³ ;

3 для отмоки второй:

ВО = 3059-(3059×10/100) = дм³ ;

4 мездрение:

ВО = 12-(12×10)/100=10,8 дм³ ;

обезжиривание первое:

ВО = 3182-(3182×10/100) =2863,8 дм³ ;

5 отжим:

ВО = (3182-2863,8) ×10/100 =31,82 дм³ ;

6 обезжиривание второе:

ВО = 3059-(3059×10/100) =2753,1 дм³ ;

7 промывка первая: ВО = 2753,1 дм³ ;

8 промывка вторая: ВО = 2753,1 дм³ ;

9 пикелевание: ВО = 2753,1 дм³ ;

10 дубление: ВО = 2753,1 дм³ ;

11 отжим: ВО = (3059-2753,1) ×10/100=30,59 дм³ ;

Известно, что количество хозяйственно-фекальных сточных вод от общего объема сточных вод составляет 5-6%. Следовательно, необходимо выполнить расчет, определяющий количество хозяйственно-фекальных вод, образующихся в процессе переработки мехового сырья.

Исходные данные:

Численность ИТР 4 чел

Численность рабочих 9 чел

Численность сотрудников 1 чел

Количество душевых сеток 1 шт.

Продолжительность работы душа на одного работника 0,4 час

Общая площадь территории полов 540 м²

Некоторые нормативные требования представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Нормативные требования расхода воды на хозяйственно-бытовые нужды

Пример расчета расхода воды на хозяйственно-бытовые нужды представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Расчет расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды

6.1.2 Определение качественных характеристик сточных вод

Для определения качества сточных вод, образующихся после переработки мехового сырья необходимы следующие исходные данные:

1 наименование технологического процесса;

2 наименование химических веществ, используемых в технологическом процессе;

3 расход химических веществ;

4 процент отхода химических материалов в сточные воды;

5 объем водопотребления;

6 объем водоотведения;

Пример расчета:

Технологический процесс: отмока1

Состав отмочной ванны: гексафторосиликат натрия 1г/дм³ , новость 1г/ дм³ , сульфит натрия 0,5 г/ дм³ .

Отход в сточные воды, %: гексафторосиликат натрия - 96, новость - 95, сульфит натрия – 30.

Объем водоотведения - 2863,7 дм³ .

1 Расчет концентрации ингридиентов в сточной воде после процесса отмоки:

а) гексафторосиликат натрия: 1г/ дм³ –100%

Х - 96%, Х = 0,96 г/дм³

б) новость: 1г/ дм³ - 100%

Х - 95%, Х = 0,95 г/ дм³

в) сульфит натрия: 0,5г/дм³ – 100%

Х - 30%, Х = 0,15 г/ дм³

2 Расчет количества ингридиентов в сточной воде:

а) гексафторосиликат натрия: 0,96 г – 1дм³

х - 2863,7 дм³ , х= 2749,15 г

б) новость: 0,95г – 1дм³

х - 2863,7 л, х=2584,5 г

в) сульфит натрия: 0,15г – 1дм³

х - 2863,7 дм³ , х= 429,56 г

Расчет качественного состава сточных вод после остальных технологических процессов производится аналогично. Результаты расчета представлены в таблице 5.

6.1.3 Расчет коэффициентов часовой, суточной и общей неравномерности

Из-за длительности процессов обработки меховой овчины наблюдается колебание расхода сточных вод по суткам. Исходные данные по поступлению сточных вод на очистные сооружения представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Исходные данные по поступлению сточных вод на очистные сооружения

В данной таблице описывают неравномерность поступления сточных вод на очистные сооружения в различные часы суток. Сбрасываемый объем также отличается в разные часы и дни. Это объясняется особенностью технологических процессов при выработке меховой овчины. Т.е. водоотведение объясняется способностью кожевой ткани поглощать раствор, определенной влажностью сырья.

Поэтому, для каждого дня недели рассчитывается коэффициент часовой неравномерности по формуле (6):

К_час = Q_max ^сут / Q_ср ^час , (6)

где: К_час – коэффициент часовой неравномерности; Q_max - максимальный объем притока сточных вод в течение суток, м³ ; Q_ср – среднечасовой приток сточных вод, м³ .

Среднечасовой приток сточных вод определяют по формуле (7):

Q_ср = ∑Q_i / 24, (7)

где: Q_i – приток сточных вод на очистные сооружения в i – час; 24 – количество часов в сутки.

Коэффициент суточной неравномерности определяется отношением максимального суточного расхода к среднему суточному по формуле (8):

К_сут = Q_max ^нед / Q_ср ^нед , (8)

Общий коэффициент неравномерности водоотведения на предприятиях рассчитывают по формуле (9):

К_общ = К_час ×К_сут , (9)

Пример расчета:

День недели-вторник

а) Расчет среднесуточного притока сточных вод:

Q_ср = (2,863+0,026+2,753+2,863+0,032+2,753+2,753+2,753+2,753+ 2,753+0,031+ +0,02)/24=0,93

б) Расчет коэффициента часовой неравномерности:

К_час = 2,863/0,93 = 3,1

в)Расчет коэффициента суточной неравномерности:

К_сут = 2,863/((2,863+0,026+2,753+ 2,863+0,032+2,753+2,753+2,753+2,753 +2,753+ + 0,031+0,012)/7) = 0,23

г) Общий коэффициент неравномерности:

К_общ = 3,1×0,23=0,713

Аналогичный расчет ведется для каждого дня недели, полученные данные заносятся в таблицу 7.

Таблица 7 - Коэффициенты неравномерности поступления сточной воды на очистные сооружения в течении недели

6.1.4 Расчет удельного водопотребления и водоотведения на единицу выпускаемой продукции

Одним из показателей, характеризующих уровень воздействия предприятия на окружающую среду является оценка удельного водопотребления и водоотведения на единицу выпускаемой продукции.

Фактический расход воды при выделке меховой овчины определяется по следующим показателям:

-на производственные нужды 75-85%

-на хозяйственно-бытовые нужды 5-6%

-воды, образующиеся после осадков или ливневые воды 2-3%

-условно чистые воды, используемые для охлаждения оборудования или в холодильниках, вентиляторах, компрессорных установках 6-18%

Исходные данные:

Мощность предприятия 10000 шт.овчин в год

Количество рабочих дней 250

Объем сточных вод составляет:

Производственные 75%

Хозяйственно-бытовые 6%

Условно-чистые 16%

Ливневые 3%

Объем водоотведения с учетом производственных и хозяйственно-бытовых нужд при переработке овчины составляет: 23,84 м³ /сут или 5960 м³ /год из них:

-производственные 17,88 м³ /сут или 4470 м³ /год

-хозяйственно-бытовые 1,43м³ /сут или 357,5 м³ /год

-условно-чистые 3,81м³ /сут или 952,5 м³ /год

-ливневые 0,72 м³ /сут или 180 м³ /год

Известно, что в процессе выполнения технологических операций в среднем потери воды на производственные нужды не превышает 6%, тогда общий объем водопотребления составит:

23,84+(23,84×0,06) = 25,27 м³ /сут или 6317,5 м³ /год

Определим удельный объем водопотребления и водоотведения на единицу выпускаемой продукции:

а) удельный объем водопотребления на единицу выпускаемой продукции

Фактический объем водопотребления составит 6317,5 м³ /год

Мощность предприятия в год 10000шт овчины

Тогда, 6317,5 м³ /год - 10000 шт

Х м³ /год - 1 единица вып.продукции, Х = 0,63 м³ /год

б) удельный объем водоотведения на единицу выпускаемой продукции

Фактический объем водоотведения составляет 5960 м³ /сут

5960 м³ /год - 10000шт.овчин

Х м³ /год -1 ед.прод., Х = 0,6 м³ /год

6.1.5 Расчет удельной величины неравномерности загрязняющих веществ на выходе после основного производства

Для составления карты технологического уровня предприятия и определения категории опасности нужно рассчитать количество загрязняющих веществ (кг), образующихся при переработке мехового сырья, приходящихся на 1 кг потребляемого сырья.

Основными показателями для расчета являются: фактический сброс сточных вод, концентрация ингредиентов в сточной воде, масса одной шкурки, количество перерабатываемого сырья (кг/год).

Пример расчета.

Исходные данные:

1.Фактический расход воды на производственные нужды в год - 4470 м³

2.Концентрация пасты Новость – 15,2 мг/дм³

Тогда: 15,2×10^-9 тонн – 0,001м³

Х тонн - 4470 м³ Х = 0,068 тонн/год

Количество сырья: 10000 шт. овчин × 3,5кг × 250 дней = 8750000 кг/год

Удельная величина загрязняющих веществ на выходе после основного производства: 0,068×1000/8750000 = 0,0000077 кг сброса/ кг сырья

Аналогично расчеты проводят для всех видов ингредиентов, результаты расчета представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Оценка общего объема контаминантов, сбрасываемых предприятием

6.1.6 Определение категории опасности предприятия

Классификация загрязняющих веществ для региона озера Байкал осуществляется по категориям:

Категория 1. Экологически особо опасные вещества-высокотоксичные чужеродные вещества, накапливающиеся в гидробионтах, аккумулирующиеся в пищевых цепях, медленно разлагающиеся. Сброс их не допустим.

Категория 2. Экологически высоко-опасные вещества- создаются в природном фоне в воде озера, представляющие опасность для гидробионтов в концентрациях, превышающих фоновые. Сброс их возможен в количествах, не приводящих к повышению концентрации примеси в воде озера.

Категория 3. Экологически опасные вещества- токсичные чужеродные вещества, быстро разлагающиеся, умеренно летучие либо другим путем достаточно быстро удаляемые из воды. Сброс их нормируется.

Категория 4. Экологически умерено-опасные вещества- присутствующие в воде озера и его притоков, не обладающие острой токсичностью для гидробионтов. Сброс их возможен соответственно установленным нормативам.

В соответствии с категориями следует провести классификацию загрязняющих веществ, которые присутствуют в сточных водах исследуемого предприятия.

Для определения категории опасности предприятия необходимо использовать следующие показатели: объем сбрасываемых загрязняющих веществ(М), кг/год, предельно-допустимые концентрации (ПДК) для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, мг/дм³ , коэффициент(к), зависящий от категории опасности загрязняющих веществ.

Таблица 9 - Зависимость коэффициента (к) от категории опасности загрязняющего вещества

По отношению (М/ПДК)^к определяется категория опасности предприятия:

1 Если ∑(М/ПДК)^к <100, то предприятие относится к 4 категории опасности

2 Если 100 < ∑(М/ПДК)^к < 1000, то предприятие относится к 3 категории опасности

3 Если 1000 < ∑(М/ПДК)^к < 10000, то предприятие относится к 2 категории опасности

4 Если 10000 < ∑(М/ПДК)^к , то предприятие относится к 1 категории опасности

Таблица 10 - Определение категории опасности мехового предприятия

Таким образом, исследуемое предприятие при использование типовой методике выделки меховой овчины относится к 3 группе опасности, т.к. 1000 < ∑(М/ПДК)^к < 10000, т.е. оно является экологически опасным по отношению к району, располагающемуся вблизи озера Байкал.

6.2 Рекомендуемый способ обработки сырья

Предлагаемый способ обработки мехового сырья с использованием бактериальной суспензии микроорганизмов- деструкторов жировых веществ позволяет снизить расход СПАВ и исключить из рабочей ванны формальдегид и карбонат натрия.

Рассмотрим виды загрязнений, образующихся в подготовительных и дубильных процессах выделки меховой овчины (таблица 10).

Таблица 11 - Принципиальная схема образования сточных вод и отходы после технологических процессов

6.2.1 Расчет количества сточных вод и их качественный состав

Рассчитаем количества сточных вод, образующихся при переработке мехового сырья с использованием биотехнологического метода выделки. Результаты занесены в таблицу 12.

Таблица 12 - Объем водопотребления на технологические процессы при использование биотехнологического метода выделки

Расчет объема водоотведения:

1 отмока: ВО = 3182-(3182×10/100)-140×((65-14)/100)/1000 = 2863,7 дм³ ;

2 отжим: ВО = (3182-2863,7) ×10/100 = 26,43 дм³ ;

4 мездрение: ВО = 12-(12×10)/100 = 10,8 дм³ ;

обезжиривание: ВО = 3182-(3182×10/100) = 2863,8 дм³ ;

5 отжим: ВО = (3182-2863,8) ×10/100 = 31,82 дм³ ;

7 промывка: ВО = 2753,1 дм³ ;

9 пикелевание: ВО = 2753,1 дм³ ;

10 дубление: ВО = 2753,1 дм³ ;

11 отжим: ВО = (3059-2753,1) ×10/100=30,59 дм³ ;

Расчет качественного состава сточных вод при применении данного метода описывается в таблице 13.

6.2.2 Расчет коэффициентов часовой, суточной и общей неравномерности

Исходные данные по поступлению сточных вод на очистные сооружения представлены в таблице 14.

Таблица 14 – Исходные данные по поступлению сточных вод на очистные сооружения

В данной таблице описывают неравномерность поступления сточных вод на очистные сооружения в различные часы суток. Сбрасываемый объем также отличается в разные часы и дни. Это объясняется особенностью технологических процессов при выработке меховой овчины. Т.е. водоотведение объясняется способностью кожевой ткани поглощать раствор, определенной влажностью сырья.

Пример расчета:

День недели-вторник

а) расчет среднесуточного притока сточных вод:

Q_ср = (2,863+0,026+0,011+2,863+0,031+2,753+2,753+2,753+0,031)/24 = 0,59

б) расчет коэффициента часовой неравномерности:

К_час =2,863/0,59=4,85

в) расчет коэффициента суточной неравномерности:

К_сут =2,863/((2,863+0,026+0,011+2,863+0,031+2,753+2,753+2,753+0,031)/7) = =0,16

г)общий коэффициент неравномерности:

К_общ = 0,16×4,85 = 0,776

Аналогичный расчет ведется для каждого дня недели, полученные данные заносятся в таблицу 15.

Таблица 15 - Коэффициенты неравномерности поступления сточной воды на очистные сооружения в течении недели

6.2.3 Расчет удельного водопотребления и водоотведения на единицу выпускаемой продукции

Объем водоотведения с учетом производственных и хозяйственно-бытовых нужд при переработке овчины составляет:

V = 10,56+0,84 = 11,4 м³ /сут или 2850 м³ /год из них:

-производственные 8,55 м³ /сут или 2137,5 м³ /год

-хозяйственно-бытовые 0,684 м³ /сут или 171 м³ /год

-условно-чистые 1,824 м³ /сут или 456 м³ /год

-ливневые 0,684 м³ /сут или 171 м³ /год

Известно, что в процессе выполнения технологических операций в среднем потери воды на производственные нужды не превышает 6%, тогда общий объем водопотребления составит:

11,4+(11,4×0,06)=12,084 м³ /сут или 3021 м³ /год

Определим удельный объем водопотребления и водоотведения на единицу выпускаемой продукции:

а) удельный объем водопотребления на единицу выпускаемой продукции

Фактический объем водопотребления составит 3888,25 м³ /год.

Мощность предприятия в год 10000шт овчины Тогда, 3888,25 м³ /год - 10000 шт

Х м³ /год - 1 единица вып.продукции, Х = 0,389 м³ /год

б) удельный объем водоотведения на единицу выпускаемой продукции

Фактический объем водоотведения составляет 3522,06 м³ /год

3522,06 м³ /год - 10000шт.овчин

Х м³ /год - 1 ед.прод., Х = 0,352 м³ /год

Расчет удельной величины неравномерности загрязняющих веществ на выходе после основного производства

Пример расчета.

Исходные данные:

1.Фактический расход воды на производственные нужды в год - 2137,5 м³

2.Концентрация карбоната натрия – 25 мг/дм³

Тогда: 25×10^-9 тонн – 0,001м³

Х тонн - 2137,5 м³ Х = 0,053 тонн/год

Количество сырья: 10000шт.овчин×3,5кг×250дней=8750000 кг/год

Удельная величина загрязняющих веществ на выходе после основного производства: 0,053×1000/8750000=0,000006 кг сброса/ кг сырья

Аналогично расчеты проводят для всех видов ингредиентов, результаты расчета представлены в таблице 16.

Таблица 16 – Оценка общего объема контаминантов, сбрасываемых предприятем

содержание   ..  332  333  334   ..