Совершенствование процесса очистки питьевой воды на примере предприятия ЗАО "Челныводоканал"

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

Глава 1. Сущность комплексной оценки деятельности предприятия как организационной формы осуществления инновационных проектов, связанных с очисткой питьевой воды

1.1. Принципы организации и системного управления производственным процессом очистки воды

1.2. Повышение эффективности процесса очистки питьевой воды на предприятии водоснабжения на основе системы управления качеством

1.3. Этапы управления проектированием совершенствования процесса повышения качества производства по очистке питьевой воды

Глава 2. Оценка управления качеством организации процесса контроля очистки питьевой воды на предприятии ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ»

2.1. Характеристика деятельности ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ»

2.2. Анализ системы управления качеством производства очистки питьевой воды на предприятии ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ»

2.3. Недостатки в системе контроля процесса управления качеством на предприятии ЗАО «Челныводоканал»

Глава 3. Разработка проекта пакета документов с целью совершенствования процесса очистки питьевой воды на предприятии ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ»

3.1. Предложения по совершенствованию процесса системы очистки питьевой воды

3.2. Реализация стратегии отбора проектов по очистке воды

3.3. Обоснование прогноза доходов и расходов на реализацию проекта очистки воды ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ»

Выводы и предложения

Список использованной литературы

Приложения

Введение

Среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных мест и развития промышленности, водоснабжение занимает большое и почетное место.

В России проблема обеспечения населения доброкачественной питьевой водой остается нерешенной, а в ряде регионов приобрела кризисный характер. Из объема подаваемой населению воды 68% занимают поверхностные водоисточники, только 1% которых соответствует качеству, обеспечивающему при существующих технологиях, получение питьевой воды.

По данным Госкомстата России, централизованные системы водоснабжения имеют 1078 городов (99% от общего количества) и 1686 поселков городского типа (83%), около 34 тыс. населенных пунктов (22%). Общая протяженность трубопроводных сетей в России составляет 456000 км.

Существует несколько стандартов на питьевую воду:

- Российский стандарт, определяемый соответствующими нормами и ГОСТами;

- Стандарт ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения);

- Стандарт США и стандарта стран Европейского союза (ЕС).

Российский ГОСТ на питьевую воду действует с 1982 г. Сейчас он дополнен более новым нормативом -- Санитарные правила и нормы (СанПиН) 2.1.4.550-96 «Питьевая вода».

Защита водных ресурсов от истощения, загрязнения и их рациональное использование - одна из наиболее актуальных проблем, требующих безотлагательного решения.

В России осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по очистке сточных вод, но проблема очистки малых и средних объемов до сих пор явно не решена. Существенное влияние на повышение качества водоснабжения может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки воды.

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются большие ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода. Недооценивать важность охраны и рационального использования водных ресурсов сегодня, значит получить в скором времени целый букет экологических проблем, преодолевать которые будет уже гораздо сложнее.

Практическая значимость темы дипломного проекта обусловлена выбором оптимального решения в процессе совершенствования технологии очистки питьевой воды, как с экологической, так и с финансовой стороны.

Цель дипломного проекта - совершенствование процесса очистки питьевой воды на примере предприятия ЗАО «Челныводоканал».

В рамках поставленной цели в дипломном проекте автором решаются следующие задачи:

1) Изучить комплекс проблем, связанных с управлением процессом очистки питьевой воды на предприятии водоснабжения, обосновать необходимость управления качеством для повышения эффективности процесса.

2) Проанализировать финансово-хозяйственную деятельность предприятия ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ», его научно-технический и производственный потенциал.

3) Разработать проект пакета документов с целью совершенствования процесса очистки питьевой воды на ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ».

Так как технология очистки и подготовки питьевой воды включает в себя процесс ее обеззараживания, то в современных условиях обеззараживание стало, чуть ли не единственным обязательным процессом в многоступенчатой системе очистки воды питьевого водоснабжения. Коагулирование и фильтрование воды через песок освобождают ее от суспендированных примесей и частично снижают ее бактериальную загрязненность. Но только обеззараживанием воды можно на 98% очистить воду от патогенных (болезнетворных) микроорганизмов. В связи с этим поиск и внедрение наиболее рационального способа обеззараживания воды из актуальных переходит в раздел социально значимых проблем.

Проблемы водоснабжения - это проблемы социально значимые. Предприятия, осуществляющие забор воды из водоисточников, ее очистку, по уровню решаемых задач и обороту денежных средств занимают одно из ведущих мест в регионе, поэтому эффективность использования материальных ресурсов в данной отрасли, так или иначе, сказывается на общем уровне благосостояния и здоровья людей, проживающих на данной территории.

Объектом исследования в дипломном проекте является предприятие ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ», которое предлагает свои услуги населению и предприятиям ВКХ (водопроводного и канализационного хозяйства).

Предметом исследования стали сами процессы водоснабжения и водоотведения в разрезе их ресурсного обеспечения, в частности процесс обеззараживания питьевой воды, в их тесной взаимосвязи и влиянии на экологию, безопасность, здоровье общества; рынок услуг водоснабжения и водоотведения г. Набережные Челны, его характеристики, возможность и принципы его развития.

Первые системные меры по снижению затрат на энергоресурсы на предприятии начали осуществлять еще в 1996 г., сразу после создания самостоятельного юридического лица - ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ».

Сегодня компания является дочерней организацией ОАО «КамАЗ» и представляет собой большой комплекс сетей и сооружений по производству питьевой воды, приему и очистке сточных вод. ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ» имеет развитую инфраструктуру, которая включает насосные станции, очистные сооружения и инженерные сети подачи и распределения воды, сбора и транспортировки сточных вод.

Согласно статьи 2 Федерального закона «Об основах регулирования тарифов организаций коммунального комплекса» № 210-ФЗ, Инвестиционная программа - это определяемая органами местного самоуправления для организации коммунального комплекса программа финансирования строительства и (или) модернизации системы коммунальной инфраструктуры и объектов, используемых для утилизации (захоронения) бытовых отходов, в целях реализации программы развития коммунальной инфраструктуры.

Основные цели Инвестиционной программы предприятий водоснабжения и водоотведения следующие:

- увеличение срока службы без замены водопровода;

- повышение качества хозяйственной питьевой воды;

Новизна заключается в разработке отдельного инвестиционного проекта, касающегося только стадии обеззараживания питьевой воды, так как сам процесс ее очистки является сложным и многоступенчатым.

В ходе написания дипломного проекта были использованы следующие методы сбора и обработки информации: анализ, синтез, наблюдение.

Дипломный проект состоит из введения, трех разделов, выводов и предложений, списка использованной литературы и приложений.

В первом разделе дипломного проекта выявлена комплексная оценка деятельности предприятия ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ» как организационной формы осуществления инвестиционных проектов в рамках рыночной среды услуг водоснабжения.

Второй раздел содержит анализ финансово-хозяйственной деятельности ЗАО «ЧЕЛНЫВОДОКАНАЛ», анализ и оценку системы управления качеством.

Третий раздел включает разработанный автором проект пакета документов, принципы совершенствования процесса очистки питьевой воды.

Анализ литературных и производственных данных по проблеме показал, что в данной отрасли реализовано большое количество комплексных исследований, позволяющих оценить и управлять процессом совершенствования очистки питьевой воды.

В данном дипломном проекте автором были использованы научные труды следующих авторов: Бодди Д., Богомолова М. В., Волкова С. В., Воронова, Ю. В., Гиссина В. И., Голубкова Е.П., Деевой А.И., Денько Е.И., Коверги А. В., Мосина О.В., Форолова В. П., Яковлева С. В., и др.

Глава 1. Сущность комплексной оценки деятельности предприятия как организационной формы осуществления инновационных проектов, связанных с очисткой питьевой воды

1.1 Принципы организации и системного управления производственным процессом очистки воды

Снабжение населенных пунктов чистой водой -- сложная и ответственная задача. Чистая вода также важна для здоровья человека, как и свежий воздух.

В Англии, например, промышленники, не утруждая себя заботами о нуждах населения, долгое время спускали сточные воды со своих фабрик и заводов прямо в реки. В результате промышленные отбросы сделали воду рек Англии совершенно не пригодной для питья.

В дореволюционной России водопровод был в 215 городах, а канализация только в 20 [36, c.343].

Москва еще с конца XVIII века пользовалась прекрасной ключевой водой из обильных источников близ Мытищ. Но Мытищинская водоподъемная станция не могла давать больше 2 миллионов ведер воды в сутки. Этого количества воды не хватало для быстро растущего города. В начале 20-го столетия был построен Рублевский водопровод, черпавший воду из верхнего течения реки Москвы [21, c.39].

До 1917 года на каждого москвича приходилось меньше 100 литров воды в сутки, включая сюда, конечно, расход воды промышленными предприятиями, потреблявшими основную ее массу.

В настоящее время канал Москва-Волга приносит столице в изобилии чистую волжскую воду. На каждого жителя Москвы приходится свыше 600 литров воды в сутки.

Водопроводная вода относительно чиста, безвредна. Но и водопроводная вода далеко не везде может быть использована. Например, для аптек, фотографий и многих научных лабораторий вода из водопровода непригодна -- ведь в ней всегда есть небольшое количество растворенных солей и некоторые органические вещества.

Существует множество способов очистки питьевой воды, один из них - это вымораживание. Данный способ применяют для эффективной очистки воды с помощью ее перекристаллизации. По мнению профессионалов-исследователей Скоробогатова Г.А., Калинина А.И., вымораживание намного эффективнее кипячения и даже перегонки, поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений - страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром [32, c.22].

Способ вымораживания основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а уж в последнюю очередь в наименее холодном месте затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Данное явление можно наблюдать на примере свечи. В потухшей свече подальше от фитиля получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным. Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Главное здесь - обеспечить медленное замораживание воды и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом [32, c.25]. Приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса. В противном случае эффективностыь резко снижается. очистка питьевой вода качество

Исследования показали, что если очень медленно, осторожно и постепенно заменять протий в воде, где живут некоторые микроорганизмы, на дейтерий, то можно их приучить к тяжелой воде, но тогда обычная вода для них уже станет вредной. Следовательно, тяжелая вода для человеческого организма вредна, к тому же она препятствует структурированию питьевой воды. Тяжелая вода, скапливаясь в организме, снижает скорость обменных и выделительных процессов, что способствует образованию шлаков и снижения тонуса организма. Так, например, по мнению ученых Денько Е.И. и Мосина О.В., клетки высших организмов погибают при содержании тяжелой воды в составе тела свыше 30% [26, c.17], но микроорганизмы, легко приспосабливающиеся к резким изменениям среды обитания, способны жить и размножаться даже в 100%-ной тяжелой воды [30, c.522].

Главный технолог ООО «Водные ресурсы Урала» группы компаний «Национальные водные ресурсы», кандидат технических наук Рыбаков Н.А. считает, что причины неудовлетворительной ситуации по качеству и безопасности сегодняшней питьевой воды является вторичное загрязнение питьевой воды. В Москве, например, по словам ученого, на некоторых очистных сооружениях озонирование, как наиболее перспективный способ очистки, применяется еще с советских времен, но для вторичного обеззараживания все равно используют хлорсоединения. Зато в высоком качестве воды после такой очистки можно быть полностью уверенным. Следующей причиной - в том, что в России в СанПиНах нет ни норм, ни ПДК для многих вредных веществ, присутствующих в воде. В США, к примеру, нормируется больше 200 химико-бактериологических показателей качества питьевой воды, в России - только около 80. Кроме того, прописанные нормы в СанПиНах РФ гораздо мягче, чем нормы, действующие в странах ЕС и США. То есть ту воду, которая поступает к нам из городских водоочистных сооружений, в США не имеют права использовать даже в качестве технической, идущей на бытовые нужды [27, c.4].

Трубы большей части водопроводных сетей городов старые, проржавевшие. В них могут образовываться вредные соединения хлора, взвесь, ржавчина, окалина, бактерии. Сейчас постепенно проводится замена стальных труб на пластиковые, которые служат 70-80 лет, а стальные - лишь около 30 лет. Пластиковые трубы дороже, но они создают гораздо меньшее гидравлическое сопротивление, не корродируют, на них не фиксируются бактерии - и, как следствие, снижается вероятность возникновения вторичного загрязнения воды [35, c.6].

Для обеззараживания воды в используется хлорирование. Хлорирование как опасная технология обеззараживания в большинстве развитых стран уже не применяется, поскольку хлорировать можно только воду без органических примесей, а такой воды в природных источниках сейчас практически нет. Одной из приемлемых технологий обеззараживания современной воды является озонирование. Его и используют во всем мире [27, c.5].

По мнению кандидата технических наук Алексеевой Л.П., подземные водоисточники являются на сегодняшний день наиболее благополучными с экологической точки зрения. Большинство предприятий, разливающих питьевую воду и напитки, берут ее из глубоких артезианских скважин. Уникальный минеральный состав и чистота воды - это основные козыри в продвижении продукции на рынке. Однако во многих регионах России подземные воды не могут быть использованы в производстве без предварительной очистки из-за повышенных концентраций в них железа, марганца и сероводорода. Обеззараживание питьевой воды озоном очень перспективно, хотя получение озона - процесс дорогостоящий. Озонирование воды создает возможность комплексной ее обработки. Однако и у озонирования есть свои минусы: побочные продукты в виде органических соединений, кетоны, альдегиды. Возможное их образование требует дополнительной очистки. И это опять приводит к удорожанию единицы объема воды [31, c.27].

Интерес к применению озона при подготовке питьевой воды объясняется тем, что озон как сильнейший окислитель имеет ряд преимуществ перед другими реагентами. Озонирование не только обеспечивает быстрое и надёжное обеззараживание, но вызывает и весьма значительное улучшение органолептических свойств воды, т.к. в результате обработки озоном устраняются привкусы и запахи, цветность воды. Кроме того, возрастает содержание растворенного кислорода, что возвращает очищенной воде одно из основных свойств, характеризующих чистые природные источники.

Озонирование также позволяет удалять из воды железо и марганец в тех случаях, когда деферризация и детонганация с помощью общеизвестных методов не дают достаточно удовлетворительных результатов.

Наконец, озонирование является почти незаменимым способом обеззараживания минеральных и фруктовых вод («Нарзан», «Боржоми» и т.д.).

Все больше внимания в настоящее время уделяется поиску новых перспективных методов очистки воды, более компактных, дешевых, простых в эксплуатации по сравнению с традиционными. К их числу относятся мембранные методы: ультрафильтрация и нанофильтрация. По мнению авторов разработок Андрианова А.П. и Первова А.Г., оба процесса имеют сходное аппаратурное оформление, но в технологическом плане имеются принципиальные различия [34, c.182]. Ультрафиолетовое обеззараживание воды и сточных вод:

- обеспечивает обеззараживание питьевой воды и сточных вод от целого ряда микроорганизмов;

- возможен полный или частичный отказ от применения окислителей, что повышает надежность и безопасность систем водоснабжения и канализации;

- исключается образование токсичных продуктов, характерных для хлорирования и озонирования - простота ввода ультрафиолетовых установок в технологическую схему водоподготовки и очистки сточных вод;

- не значительные капитальные затраты по сравнению с применением окислителей;

- меньшее по сравнению с озонирующими установками электропотребление - низкая себестоимость обработанной воды, по сравнению с применением хлорирования и озонирования [34, c.183].

Если при эксплуатации нанофильтрационных установок накопившиеся в процессе работы на поверхности мембран осадки удаляются с помощью химических промывок, то при эксплуатации ультрафильтрационных мембран удаление загрязнений с поверхности мембран производится обратным током, как у фильтров с зернистой загрузкой. Поэтому безреагентная ультрафильтрация считается за рубежом технологией будущего.

Очистные сооружения водопровода, обеспечивающие подготовку воды питьевого качества по традиционной схеме (коагулирование, отстаивание, фильтрование), не создают надежного барьера для попадания этих соединений в питьевую воду. С целью уменьшения концентрации хлорорганических соединений для обеззараживания питьевой воды ученым-исследователем Алексеевой Л.П. предлагается использовать связанный хлор (хлорамины) [37, c.28].

Еще одна проблема - высокая жесткость воды. До наступления весеннего паводка жесткость воды может в 2 раза превышать норматив, а это опасно. Жесткость оказывает негативное влияние на кожу, волосы, образуя на них нерастворимую кальциевую пленку, вызывающую раздражение кожи. У людей с чувствительной кожей это может перерасти в дерматит. Высокие концентрации в питьевой воде кальция и магния, которые обусловливают жесткость, угнетающе действуют на нервную систему, поражая нервные двигательные окончания, а при более высоких концентрациях магния - и центральную нервную систему [27, c.5].

Комплекс методов и технологий очистки воды, применяемый в установках и станциях водоподготовки производства (УПВ), должен определяться следующими показателями загрязнений в исходной воде: состав, форма и концентрации, независимо от источника воды (поверхностного или подземного) [38, c.290].

Кроме того он регулируется нормами СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» [15, с.5].

Технологическая линия очистки воды на предприятии водоснабжения включает в себя следующие методы очистки:

- реагентная обработка (коагулянтами, флокулянтами);

- осаждение (седиментация); 

- осветление воды с фильтрованием через слой зернистого материала;

- ионообменные методы (натрий-катионирование, натрий-хлор-ионирование, водород-натрий-катионирование, аммоний-натрий-катионирование, анионирование, декарбонизация, деминерализация);

- очистка на мембранах (микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос);

- обезжелезивание (окисление аэрацией кислородом воздуха и озонированием, химическое окисление, фильтрование, ионообмен);

- деманганация (окисление, фильтрование, ионообмен);

- сорбция (на активированных углях);

- озонирование (для обеззараживания, обесцвечивание, устранения привкусов и запахов);

- корректировка минерального состава воды (реминерализация);

- ультрафиолетовое обеззараживание.

- хлорирование и хлораммонизация воды [21, с.84].

В предоставляемые Заказчиком анализы загрязнений исходной воды рекомендуется включать следующие показатели (табл.1.1.1.):

Таблица 1.1.1.

Показатели для анализа загрязнений исходной воды

Показатель	Ед. изм.	Требования СанПиН 2.1.4.1074-01	Показатель		Требования СанПиН 2.1.4.1074-01
Обобщенные показатели	Магний, Mg2+	мг/л	-
Водородный показатель (рН)	-	В пределах 6...9	Кальций, Са2+	мг/л	-
Общая минерализация (сухой остаток)	мг/л	1000	Cульфаты, SO42-	мг/л	500
Жесткость общая	мг-экв/л	7,0	Карбонаты, CO32-	мг/л	-
Перманганатная окисляемость	мгО/л	5,0	Бикарбонаты, HCO3-	мг/л	-
Железо (общее), Fe	мг/л	0,03	Нитраты, NO3-	мг/л	450
Марганец (общий), Мn	мг/л	0,1	Фтор, F-	мг/л	-
Органолептические показатели	Хлориды, Cl-	мг/л	350
Запах	балл	2	Кремниевые соединения, SiO2	мг/л	10,0
Привкус	балл	2	Железо двухвалентное, Fe2+	мг/л	-
Цветность	градус	20	Сероводород, H2S	мг/л	0,003
Мутность (по каол)	мг/л	1,5	Цинк, Zn2+	мг/л	5,0
Неорганические вещества	Медь, Cu	мг/л	1,0
Аммиак (по азоту)	мг/л	2,0	Свинец? Pb	мг/л	0,3
Калий, K+	мг/л	-	Стронций, Sr2+	мг/л	7,0
Натрий, Na+	мг/л	200	Бор, B	мг/л	0,5

На станции водоподготовки УПВ очистка исходной воды происходит до норм СанПиН 2.1.4.1074-01 по следующим основным физико-химическим показателям: железо общее, марганец, аммиак, жесткость общая. Основой технологической схемы очистки является озонно-сорбционный метод очистки. Исходная вода проходит предварительную фильтрацию на сетчатом механическом фильтре [21, с.103]. Промывка фильтра осуществляется в автоматическом режиме с контролем по перепаду давления до и после фильтра.

Примеры исполнения технологических линий очистки питьевой воды в установках (УПВ) (рис.1.1.2.).



Рис.1.1.2. Безреагентное окисление - сорбционная фильтрация - умягчение - доочистка

Для окисления органических и минеральных загрязнений с целью последующей флокуляции (укрупнения) коллоидных частиц, содержащихся в воде, используется озон. Применение эжекционного способа смешения озона с водой обеспечивает наиболее эффективное и полное его использование.

Фильтрация воды осуществляется на засыпных фильтрах с каталитическим алюмосиликатным сорбентом, действующим как катализатор окисления в реакциях взаимодействия растворенного кислорода с соединениями железа (II) и (III), в результате чего образуется гидроксид железа (III), который является нерастворимым соединением и легко удаляется обратным током воды [21, с.37].

Рис.1.1.3. Двухступенчатая фильтрация - обратноосмотическое обессоливание

Первой ступенью очистки является двухступенчатая механическая фильтрация (рис.1.1.3.) исходной воды от грубых и тонких примесей, что дополнительно защищает от повреждения мембранные элементы.

Технология очистки на станции УПВ предназначена для удаления соединений железа, марганца, брома, умягчения артезианской воды и подачи ее потребителям.

 Умягчение воды производится на ионообменном фильтре с загрузкой - сильнокислотным катионитом гелевого типа. Умягчение производится непрерывно, из трех фильтров один находится в процессе регенерации или в режиме ожидания.

Доочистка осуществляется на активном угле, имеющем хорошо развитую микропористую структуру и высокую прочность, позволяющую производить многократную регенерацию. После сорбционных колонн вода накапливается в накопительной емкости чистой воды, откуда, с помощью повысительной установки, подается на обеззараживание на УФ-стерилизаторе [21, с.39].

Образующиеся при очистке воды промывные воды (основные загрязнения - повышенное содержание гидроксида железа, хлорида натрия и аммония) - допустимо сбрасывать на биологические очистные сооружения бытовых сточных вод при условии их разбавления. Для обеспечения равномерности подачи эти воды аккумулируются в емкости типа РН и в течение суток равномерно подаются на очистные сооружения.

Основой технологической схемы является обратноосмотическое обессоливание с предварительной двухступенчатой фильтрацией. Источник водоснабжения - артезианская скважина или поверхностные воды.

Изменение солевого состава воды осуществляется с использованием технологии обратного осмоса на мембранах. При прохождении через мембранно-осмотическую установку происходит разделение поступающей воды на обессоленную воду (пермеат) и солевой концентрат. 

Из накопительной емкости Заказчика вода по самотечному трубопроводу поступает в блок очистки и с помощью повысительной насосной установки подается потребителю. Обратноосмотическая очистка воды вызывает снижение водородного показателя рН, что обуславливает необходимость установки блока дозирования кальцинированной соды.

Доза вводимого реагента выбирается автоматически по результатам показаний анализатора рН, установленного на выходе воды со станции в накопительные емкости Заказчика [20, с.11].

В процессе эксплуатации мембранный блок установки обратного осмоса может забиваться наслоениями солей жесткости, органическими отложениями. Поэтому, периодически, с целью поддержания качества фильтрата и производительности системы, рекомендуется проводить химическую регенерацию мембранного блока, т. е. обработку мембранных элементов моющим средством, удаляющим с их поверхности накопившиеся отложения. Очищенная вода направляется на ультрафиолетовое обеззараживание.

Схема очистки на установках и станциях УПВ ориентирована на удаление соединений железа, марганца, аммиака. Основой технологии очистки является обратноосмотическое обессоливание с предварительным реагентным осветлением воды. Источник водоснабжения - артезианская скважина и поверхностные воды.

1.2. Повышение эффективности процесса очистки питьевой воды на предприятии водоснабжения на основе системы управления качеством

Проблемой управления качеством продукции и его повышением занимаются во всех странах мира, о чем свидетельствуют многочисленные публикации по вопросам теории и практики управления качеством и его повышением. В повышении качества продукции заинтересованы как производители, так и потребители, а также государство [18, c.46].

Эффект от повышения качества продукции выражается в разнообразных формах - прямая экономия материалов и энергии, получение большого количества продукции на единицу затрат труда, снижение себестоимости и рост прибыли, ускорение оборачиваемости оборотных средств, ускорение экономического и социального развития (см. рис. 1.2.1).

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 1.2.1. Эффект от повышения качества продукции

Для управления качеством процесса системы очистки питьевой воды и его повышением необходимо оценить уровень качества очищенной питьевой воды. Результаты оценки уровня качества являются основой для выработки необходимых управляющих воздействий в системе управления качеством процесса. В общем виде оценка уровня качества питьевой воды может быть представлена этапами, отраженными на рисунке 1.2.2.



Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 1.2.2. Этапы оценки уровня качества питьевой воды

Для каждого этапа оценки уровня качества определяется содержание объемов работ, что определено целью оценки качества.

Цель оценки качества обусловливает то, какие показатели качества следует выбирать для рассмотрения, какими методами, с какой точностью определять их значения, какие средства для этого потребуются, как обработать и в какой форме представить результаты оценки [22, c.71].

Свойства продукции могут быть охарактеризованы количественно и качественно. Количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции, составляющих ее качество, рассматриваемая применительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации или потребления (например, безотказность работы, трудоемкость, себестоимость, масса, размер продукции и т.д.), называется показателем качества продукции. Чтобы ответить на вопрос, каково качество продукции, необходимо сравнить значение показателей качества одного и другого вида продукции. На основании сравнения можно будет сделать заключение о том, качество какой продукции будет выше, например, сравнить питьевую воду после первичной очистки и после вторичной.

В процессе анализа воды используют показатели качества, являющиеся химическими соединениями, которые в ней содержатся в большей или меньшей степени.

В базовый анализ показателей входят [38, c.51]:

1. Железо общее, мг/дм³

2. Нитраты, мг/дм³

3. Жесткость общая, °Ж

4. Водородный показатель (pH), ед.

5. Мутность, ЕМ/ дм³

6. Цветность, град.

7. Привкус, баллы

8. Запах, баллы

9. Перманганатная окисляемость, мг/дм³

10. Аммиак (по азоту), мг/дм³

11. Фториды, мг/дм³

12. Общая минерализация, мг/дм³

Общую жесткость воды (Х), моль/м³, вычисляют по формуле (1):

, (1)

где v - количество раствора трилона Б, израсходованное на титрование, см³;

К - поправочный коэффициент к нормальности раствора трилона Б;

V - объем воды, взятый для определения, см³ [9, с.4]. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 2%.

Методы, используемые при оценке уровня качества продукции, приведены на рисунке 1.2.3.



Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 1.2.3. Классификация методов определения показателей качества продукции

Измерительный метод основан на информации, получаемой с использованием технических измерительных средств.

Расчетный метод базируется на использовании информации, получаемой с помощью теоретических или эмпирических зависимостей. Этим методом пользуются при проектировании продукции, когда продукция еще не может быть объектом экспериментальных исследований.

Органолептический метод строится на использовании информации, получаемой в результате анализа восприятий органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса. Применяется учреждениями и организациями, в ведении которых находятся централизованные системы хозяйственно-питьевого водоснабжения и водопроводы, используемые одновременно для хозяйственно-питьевых и технических целей [38, c.296].

Регистрационный метод основывается на использовании информации, получаемой путем подсчета числа определенных событий, предметов или затрат, например отказов изделия при испытаниях. Этим методом определяются показатели унификаций, патентно-правовые показатели и др.

В зависимости от источника информации методы определения значений показателей качества продукции подразделяют на традиционный, экспертный и социологический.

Традиционный метод осуществляется должностными лицами специализированных экспериментальных и расчетных подразделений предприятий, учреждений (к ним относятся специализированные лаборатории, полигоны, испытательные стенды и т.д.).

Экспертный метод оценки показателей качества продукции реализуется группой специалистов-экспертов, например, дегустаторов, товароведов и т.п.

С помощью экспертного метода определяются значения таких показателей качества, которые не могут быть определены более объективными методами. Этот метод используется при определении значений некоторых эргономических и эстетических показателей.

Социологический метод определения показателей качества продукции используется фактическими или потенциальными потребителями продукции. Сбор мнений потребителей производится путем опросов или с помощью специальных анкет-вопросников, выставок, конференций и т.д.

Методы оценки уровня качества продукции одного вида могут быть: дифференциальным, комплексным, смешанным.

Дифференциальный метод оценки уровня качества продукции осуществляется сравнением показателей качества оцениваемого вида продукции с соответствующими базовыми показателями. Дифференциальный и комплексный методы оценки уровня качества продукции не всегда решают поставленные задачи. При оценке сложной продукции, имеющей широкую номенклатуру показателей качества, с помощью дифференциального метода практически невозможно сделать конкретный вывод, а использование только одного комплексного метода не позволяет объективно учесть все значимые свойства оцениваемой продукции. В этих случаях для оценки уровня качества продукции применяют единичные и комплексные показатели качества, одновременно используя и комплексный, и дифференциальный методы, т.е. оценку производят смешанным методом [18, с.184].

Сущность и последовательность оценки этим методом заключается в следующем:

- единичные показатели качества объединяют в ряд групп, для которых определяют групповой комплексный показатель качества. Наиболее значимые единичные показатели можно в группы не включать, а рассматривать отдельно. Объединение показателей в группы должно производиться в зависимости от цели оценки;

- найденные величины групповых, комплексных и отдельно выделенных наиболее важных единичных показателей подвергают сравнению с соответствующими значениями базовых показателей, т.е. применяют принципы дифференциального метода [23, с.59].

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 1.2.4. Показатели качества продукции

Обоснование выбора номенклатуры показателей качества производится с учетом:

- назначения и условий использования продукции;

- анализа требований потребителя;

- задач управления качеством продукции;

- состава и структуры характеризуемых свойств;

- основных требований к показателям качества (см. рис. 1.2.4.).

По количеству характеризуемых свойств все показатели качества делятся на единичные, комплексные, определяющие и интегральные.

Единичные показатели качества характеризуют одно свойство продукции (например, скорость, потребляемая мощность и др.).

Комплексные показатели качества характеризуют совокупность нескольких свойств продукции (например, надежность, воспроизведение телевизором типовой испытательной таблицы и др.).

Определяющие показатели качества - оценочные, по ним судят о качестве.

Интегральные показатели качества выражаются через соответствующую сумму экономических или технических показателей (например, общий полезный эффект от эксплуатации продукции, общие затраты на создание и эксплуатацию изделия).

Перечисленная номенклатура показателей качества является основой для количественной оценки качества конкретного вида продукции. Причем уровень качества изделия может оцениваться в зависимости от поставленной цели дифференцированно по единичным, комплексным или интегральным показателям, производственной или потребительской группе.

Таким образом, уровень качества - это относительная характеристика, основанная на сравнении значений показателей качества оцениваемой продукции с соответствующими показателями продукции, принятой в качестве базы для сравнения [22, с.94].

Учреждения и организации, в ведении которых находятся централизованные системы хозяйственно-питьевого водоснабжения и водопроводы, используемые одновременно для хозяйственно-питьевых и технических целей, постоянно контролируют качество воды на водопроводе, в местах водозабора, перед поступлением в сеть, а также в распределительной сети в соответствии с требованиями контроля за качеством воды. Качество воды определяют ее составом и свойствами при поступлении в водопроводную сеть в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети [12, с.5].

Определение, данное в стандарте ИСО 9000:2000, звучит следующим образом: процесс - совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих видов деятельности, преобразующих входы в выходы [14, c.3].

Подтверждение целесообразности совершенствования и эффективного функционирования системы менеджмента (качества и т.п.) возможно, в первую очередь, через экономический анализ. Управлять процессом функционирования системы - это в первую очередь измерять, а для организации - экономически оценивать.

Контроль качества питьевой воды должен осуществляться в соответствии со следующим стандартом: «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества. ГОСТ Р 51232-98».

Настоящий стандарт применяют при:

- организации производственного контроля и выборе методов определения показателей качества питьевой воды и воды источника водоснабжения;

- оценке состояния измерений в лабораториях, при их аттестации и аккредитации;

- осуществлении метрологического контроля и надзора за деятельностью лабораторий, осуществляющих контроль качества (определение состава и свойств) питьевой воды и воды водоисточника [11, с.3].

Питьевая вода - важнейший фактор здоровья человека. Практически все ее источники подвергаются антропогенному и техногенному воздействию разной интенсивности. Санитарное состояние большей части открытых водоемов России в последние годы улучшилось из-за уменьшения сброса стоков промышленных предприятий, но все еще остается тревожным [17, c.39].

Качество используемых для водоснабжения подземных вод (32% от общего водозабора) в основном удовлетворяет нормативным требованиям, однако их загрязнение также увеличивается. В результате около 90% поверхностных и 30% подземных вод, забираемых для нужд водоснабжения, подвергается обработке [39, c.161].

Последовательность действий по оценке системы контроля и испытаний процесса очистки питьевой воды в ходе эксплуатации водоочистных устройств:

1. Определение объема необходимых исследований: анализ сопроводительной нормативной, технологической и эксплуатационной документации и эколого-гигиеническая экспертиза использованных в водоочистных устройствах реагентов и материалов.

2. Установление типа водоочистных устройств в соответствии с их классификацией по технологическим и конструкционным признакам (приложение 1), области применения, назначения и ограничения его использования по причине вредности.

3. Эколого-гигиеническая оценка новых реагентов и материалов, использованных в водоочистных устройствах.

4. Определение обязательных и дополнительных контролируемых показателей в соответствии с заявленными характеристиками водоочистных устройств.

5. Эколого-гигиеническая оценка безвредности водоочистных устройств с учетом комплекса воздействующих факторов, миграционных и трансформационных процессов.

6. Эколого-гигиеническая оценка и количественная формализация эффективности очистки, обеззараживания или кондиционирования качества воды с учетом кинетических характеристик по всем изученным показателям.

7. Вынесение решения о соответствии ВУ нормативной документации [35, c.20].

Из-за повышенного техногенного загрязнения водоисточников нефтепродуктами, солями тяжелых металлов, пестицидами, нитратами, и другими вредными веществами, технологии, применяемые для подготовки питьевой воды, в большинстве случаев неэффективны. Что приводит, как правило, к потреблению населением воды не питьевого качества.

Получение и подача населению кондиционной питьевой воды зависит от ряда факторов:

- состояния источников водоснабжения, санитарных зон,

- соответствия технологии водоподготовки качеству исходной воды,

- санитарно-технического состояния водопроводных сетей [21, с. 17].

Исследования водоочистных устройств на безвредность проводят на чистой воде, соответствующей основным гигиеническим требованиям, предъявляемым к качеству питьевой воды по критериям непосредственного аналитического контроля химических показателей. Они свидетельствуют, как правило, либо:

- о начальной (стартовой) миграции в питьевую воду специфических химических веществ, входящих в композиционный состав основных компонентов водоочистителя,

- происходящих в них и пролонгированных во времени деструктивных или трансформационных процессов.

Эксплуатирующиеся водоочистные сооружения, построенные 25 - 30 лет назад по традиционным технологиям, были предназначены для кондиционирования природных вод с небольшой антропогенной нагрузкой. В настоящее время они не в состоянии гарантировать бесперебойное снабжение потребителей доброкачественной водой, так как их барьерные функции в отношении некоторых видов загрязнений (особенно химических) чрезвычайно малы.

1.3 Этапы управления проектированием совершенствования процесса повышения качества производства по очистке питьевой воды

Обеспечение качества управления при проектировании совершенствования того или иного процесса, в данном случае системы очистки питьевой воды, базируется на следующих этапах [28, c.210]:

1. Оформление документации процедур планирования, анализа, проверки, утверждения и изменения проектных данных.

2. Разработка плана проекта для каждого нового процесса и выделения требуемых ресурсов.

3. Планирование проектирования по этапам - опытный образец, опытная партия, производство продукции.

4. Использование при проектировании документальной информации о результатах предыдущего проектирования, научно-исследовательских, опытно-конструкторских и опытно-технологических работ, патентно-информационных исследований, оформленной в соответствии с установленными нормами.

5. Участие в запланированных процедурах анализа, проверки и утверждения проектных данных всех заинтересованных подразделений и многопрофильного подхода.

Результаты анализа документируются и хранятся в подразделениях, решение о принятии или отклонении контракта или заказа принимается на основе визирования документов контракта руководителями взаимодействующих подразделений.

По результатам анализа генеральным директором принимается решение о принятии или непринятии контракта или заказа к исполнению, результаты анализа и требования потребителя являются входными проектными данными.

Рассмотрим каждый из них подробнее.

На первом этапе планирования проекта, разработки бизнес-плана проекта, для оценки осуществимости проекта выполняется концептуальное проектирование продукции и процессов.

Управление проектированием на этапе бизнес-плана и реализации плана проекта осуществляется по тем же процедурам. Подробное описание проектирования процессов изложено в разработанных и поддерживающихся в рабочем состоянии процедурах.

Одобрение продукции потребителем осуществляется в рамках реализации проекта [24, c.31].

В соответствии с ГОСТ «Вода питьевая», качество воды, поступающей потребителю из систем водоснабжения, зависит от состава исходной воды и определяется технологическими требованиями, исходящими от соответствующих контролирующих организаций. Санитарные Правила и Нормы 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24.10.1996 г. и введены в действие с 1 июля 1997 года [16, c.2].

Нормативные документы регламентируют отведение в водотоки и водоемы возвратных вод, а также различные виды хозяйственной деятельности, которые оказывают или могут оказывать неблагоприятное воздействие на состояние подземных и поверхностных вод [8, c.3].

В соответствии с ГОСТ 17. 1. 01. 77 (п.39) под предельно допустимым сбросом (ПДС) веществ в водный объект принимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения нормативного качества воды в контрольном пункте. ПДС устанавливается с учетом предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в местах водопользования и ассимилирующей способности объекта. Проект нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ со сточными водами выполняется во исполнение следующих нормативных актов [2, c.2]:

- Закона Российской Федерации от 10 января 2002 года № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»;

- Указа Президента Российской Федерации от 4 февраля 1994 года № 236 «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития»;

- постановления Правительства Российской Федерации от 3 августа 1992 года № 545 «Об утверждении Порядка разработки и утверждения экологических нормативов выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду;

- лимитов использования природных ресурсов, размещения отходов» и с целью утверждения предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты в соответствии с «Методическими указаниями по разработке нормативов предельно допустимых сбросов вредных веществ в поверхностные водные объекты (утв. Министерством природных ресурсов Российской Федерации 17.12.1998г.)» [1, c.16].

Величины нормативов Предельно допустимых сбросов (проект ПДС) определяются в соответствии с водным законодательством Российской Федерации и действующими нормативно-методическими документами.

Для разработки проекта Предельно допустимых сбросов (проект ПДС) проводится инвентаризация источников сбросов. На данном этапе определяются способы отведения сточных вод с территории, наличие ливневой канализации и очистных сооружений, пути отведения хозяйственно-бытовых сточных вод [6, c.4].

Выявляются водоохранные ограничения в районе расположения исследуемого объекта (зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения, водоохранные зоны водных объектов).

На основании полученных данных с заказчиком согласовываются сроки проведения работ и их стоимость, после чего заключается договор на разработку и согласование тома ПДС и получение разрешения на сброс загрязняющих веществ в природную среду со сточными, ливневыми, дренажными, фильтрационными водами, с последующей оплатой за загрязнения окружающей среды [7, c.4].

Второй этап разработки плана проекта для каждого нового процесса и выделения требуемых ресурсов необходимо начинать с четкой постановки цели.

Поскольку окончательный успех определяется на рынке, то и цели должны быть определены рыночной потребностью. Прежде всего, это рыночный сегмент и его взаимосвязанные характеристики (размер, допустимая цена, требования к технической эффективности и время вывода продукта). Продукт, в свою очередь, должен быть определен по своей эффективности, цене и дате появления [24, c.29].

Все эти характеристики взаимозависимы, и, следовательно, требуется определенная итеративная процедура уточнения цели.

Особое внимание должно быть уделено тому, какого технического уровня продукта потребует данный рыночный сегмент с наибольшей вероятностью. Избыточность параметров наверняка увеличит затраты на НИОКР и производство, а также время разработки и, следовательно, снизит прибыльность [28, c.374].

На стадии первоначального определения проекта существенной является концентрация внимания в большей степени на рыночной потребности и степени ее удовлетворения, чем на решениях относительно вида окончательного продукта (следует иметь в виду, что в процессе разработки появятся альтернативные решения) [25, c.133].

Только после исчерпывающих поисков и отбора наиболее привлекательной концепции проекта следует переключить внимание на технические детали и спецификацию программы работ.

Определение проекта должно быть кратким и не должно ограничивать свободу коллектива в нахождении новых решений. Одновременно оно должно содержать четко сформулированные цели, ориентиры по техническим, стоимостным параметрам и длительности разработки [19, c.428].

В настоящее время проектирование объектов водоподготовки средней производительности (5-100 м3/ч) чаще всего выполняется без создания традиционной проектной документации. С одной стороны это сокращает сроки введения системы водоподготовки в эксплуатацию, с другой стороны, увеличивает количество ошибок, которые, при худшем стечении обстоятельств, приводят к неработоспособности системы [35, c.18].

Основная информация, которая должна быть получена на этапе сбора исходных данных: требуемое качество воды; тип водоисточника; требуемая производительность системы и режим водопотребления; состояние коммуникаций; наличие площадей для размещения оборудования [8, c.12].

Далее осуществляется выбор типа водоисточника и определение качества исходной воды. В основном используется три типа вод: водопроводная, артезианская и поверхностная [10, c.5].

Таким образом, при невыполнении производителем корректирующих мероприятий в случае несоответствия показателей стандартам качества или их неэффективности, орган по сертификации отменяет действие сертификата, при этом уведомляет потребителей, общественность, заинтересованные организации об опасности использования продукции и порядке устранения выявленных нарушений. Например, госсанэпидслужбой забраковано в 2009 году 226 тонн продовольственного сырья и пищевых продуктов, произведенных на основе питьевой воды низкого качества очистки, в том числе более 30 тыс. литров ввозимой алкогольной продукции. По данным токсикологического мониторинга в республике Татарстан зарегистрировано 4,2 тыс. острых алкогольных интоксикаций, от которых скончалось 248 человек.

Решение о приостановлении действия сертификата принимаются в том случае, если путем корректирующих мероприятий, согласованным с органом его выдавшим, предприятие-заявитель не может устранить обнаруженные причины несоответствия и подтвердить без повторных проверок и испытаний соответствие продукции нормативным документам.

Деятельность предприятия водоснабжения обусловлена использованием различных способов очистки питьевой воды, которые основаны на различных законах химии. Сюда входят и способ вымораживания, и хлорирование, и озонирование, а также более новые и современные методы, поиском которых занимаются ученые, например, ультрафильтрация и нанофильтрация. Основой технологии очистки питьевой воды является обратноосмотическое обессоливание с предварительным реагентным осветлением воды. При этом используют комплексные методы оценки качества очистки воды с целью совершенствования данного процесса путем разработки инвестиционного проекта, например, комплексный метод оценки уровня качества на основе комплексного (обобщенного) показателя качества. Измерение числовых значений показателей качества производится с помощью приборов, измерительных инструментов, опытным или расчетным путем и выражается в натуральном (баллы, другие единицы) либо стоимостном выражении.