Очистка производственных сточных вод. Очистка промышленных сточных вод
Особенности и сооружения очистки промышленных сточных вод.
Системы очистных сооружений промышленных объектов, как правило, выполняют обработку:
- загрязненных стоков, образуемых в технологическом процессе производства и/или полученных в процессе добычи полезных ископаемых, причем водоотведение и очистка сточных вод на крупных предприятиях может и должны быть ориентированы на использование возможно большей доли стоков в качестве оборотных вод, а стоки, применение которых после очистки на предприятии (или других предприятиях отрасли, в смежных отраслях) технически невозможно или экономически нецелесообразно, должны сбрасываться (в водоем, на поля почвенной фильтрации, в магистральную линию раздельных канализационных систем) после регенерации попадающих в стоки ценных веществ, очистки и обеззараживания.
Справка: Тренд «бессточных» систем канализации промышленных объектов (с полным использованием стоков после очистки в комплексах очистных сооружений в качестве оборотных вод) не новый, интернациональный, актуальный на текущий момент и интерес к нему будет стимулироваться в перспективе, поскольку это выгодно и государству, обеспечивающему охрану окружающей среды, и самому предприятию, снижающему расходы на водоснабжение и водоподготовку. В советское время рациональность использования воды на предприятии оценивалась специальным коэффициентом k = (Qист + Qсыр – Qсбр)/( Qист + Qсыр) ≤ 1, где Qист и Qсыр соответственно объемы воды, получаемые из источника водоснабжения и с сырьем для производства, Qсбр – объем сбрасываемых стоков, причем лучшие предприятия различных отраслей промышленности демонстрировали k на уровне 0.82 – 0.87. Одновременно с этим для оценки технического уровня систем водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод использовалось процентное содержание оборотной воды во всем объеме производственных вод предприятия Роб = Qоб*100/( Qист + Qсыр + Qоб), где Qоб = объем оборотной воды.
- бытовых сточных вод, получаемых от санузлов административных и производственных корпусов/помещений, уборки помещений этих корпусов и пр.;
- атмосферных сточных вод (дождевых, от таяния снега/льда), которые в зависимости от установленной контролирующим органом группы предприятия: могут использоваться в качестве оборотных вод без очистки и/или сбрасываться в дождевую сеть города (при ее наличии) или общесплавную сеть канализации совместно бытовыми стоками – для предприятий I группы, атмосферные стоки которых по химическому составу аналогичны/сходны со сточными водами селитебных зон и в них не обнаружено токсичных, ядовитых, канцерогенных веществ; должны направляться на сооружения очистки сточных вод совместно со стоками от технологических и производственных процессов для предприятий II группы, атмосферные стоки которых по загрязнениям, ХПК и БПК, наличию концентраций токсичных, ядовитых, канцерогенных веществ близки к производственным сточным водам.
Справка: Согласно положений п. 7.1.4 СП 32.13330.2012 поверхностный сток с территории предприятий первой группы может направляться без превентивной очистки в дождевую сеть города, а поверхностный сток с территории предприятий второй группы обязан проходить предварительную очистку на самостоятельных (автономных) очистных сооружениях, как при совместном отведении с производственными стоками, так и в случае сброса в дождевую канализационную сеть муниципального образования, где имеются централизованные (или локальные) сооружения очистки сточных вод
Важно: Производственно-технологические стоки могут быть слабоконцентрированными и высоконцентрированными по содержанию загрязняющих веществ, слабоагрессивными (слабокислые с рН = 6 - 6,5 или слабощелочные с рН = 8 - 9) и сильноагрессивными (сильнокислые с рН 9), токсичными и нетоксичными по содержанию ядовитых, токсичных, канцерогенных веществ, иметь различную кинетику осаждения (или всплывания) механических примесей, коагулируемость, степень фильтруемости, электропроводность, радиоактивность и т.д. Поэтому очистка производственных сточных вод, как правило выполняется по индивидуальным проектам производственных очистных сооружений и включает нейтрализацию стоков, обезвреживание сточных вод (удаление токсичных, канцерогенных, ядовитых веществ), механическую очистку и фильтрацию сточных вод, физико-химическую, химическую, биогенную очистку и обеззараживание сточных вод, причем любая установка очистки стоков, в том числе станция биологической очистки сточных вод подбирается под конкретный состав и режим сброса стоков, а вся очистка сточных вод промышленных предприятий может быть сегментирована на отдельные комплексы очистных сооружений, работающие с со стоками отдельных цехов/групп цехов и/или производственно-технологических процессов.
Кроме того, на объекте для очистки промышленных стоков может использоваться:
- полноценная станция очистки сточных вод, на которой перед сбросом стоков в водоем, в почву для доочистки в естественных условиях выполняется весь комплекс физической, в том числе механической, химической, физико-химической и биологической очистки, а в случае оборотного использования стоков - глубокая очистка сточных вод и, при необходимости, регенерация ценных/полезных веществ;
Справка: Полноценный комплекс очистных сооружений в рамках собственной станции очистки стоков со сбросом сточных вод, которые технически невозможно или экономически нецелесообразно использовать в качестве оборотных, на поля почвенной фильтрации и/или в водоем, как правило – это прерогатива очень крупных и отдельно стоящих (расположенных на значительном удалении от раздельных систем централизованной канализации) предприятий, поскольку:
- заявленная на текущий момент на комплексные очистные сооружения цена очень высока, их установка и адаптация под конкретные по загрязнениям стоки и режимы водоотведения с учетом коэффициентов неравномерности и залповых сбросов стоит дорого, а потому купить очистные сооружения полного комплекса с глубокой очисткой сточных вод могут себе позволить только крупные компании, холдинги и корпорации;
- для полей почвенной фильтрации необходимы значительные площади, причем в холодный период года жизнедеятельность бактерий существенно замедляется и производительность очистных сооружений с учетом времени доочистки в почве может не соответствовать реальным объемам направляемых на очистку производственных сточных вод.
Справка: В соответствии с п. 9.2.13.2 СП 32.13330.2012 применение естественных методов очистки (полей подземной фильтрации, орошения, различных типов фильтрующих колодцев, траншей, кассет, биологических прудов и пр.) допустимо только при наличии и обосновании комплекса условий – благоприятных грунтах, низком уровне грунтовых вод, соответствующих климатических условиях, гарантированной и надежной защите подземных вод и источников водозабора от загрязнений.
В то же время жизнедеятельность аэробных (и анаэробных) бактерий водоемов тоже больше сезонная, а требования к нормативам качества воды в водоемах очень жесткие, как для водоемов первого (водоемы/участки водоемов, используемые в качестве источника водозабора для централизованного и/или нецентрализованного питьевого водоснабжения, в том числе водоснабжения предприятий пищевой промышленности), так и второго вида водопользования (водоемы/участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения или находящиеся в черте населенных пунктов).
Причем эти нормы контролируются в створах, расположенных на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования в проточных и по 1 км в обе стороны от ближайшего пункта водопользования в непроточных водоемах, а устанавливаются и корректируются надзорными органами регулярно.
Таблица. Типовые нормы состава и свойств воды водоема в пунктах питьевого и культурно-бытового водопользования.
| Растворенный кислород | Не менее 4 мг/л в любой период года и в любой пробе, отобранной в 12 ч дня |
| Биохимическая потребность в кислороде при температуре 20° С, БПКполн | Не более 3 и 6 мг/л для водоемов соответственно первого и второго вида |
| Взвешенные вещества | Скорость осаждения менее 0,4 мм/с для проточных водоемов и менее 0,2 мм/с для водохранилищ |
| Запахи и привкусы | Интенсивность не более 2 баллов для водоемов первого вида непосредственно или при последующем хлорировании и для водоемов второго вида непосредственно |
| Окраска | Без обнаружения в столбике воды высотой 20 см для водоемов первого вида и 10 см для водоемов второго вида |
| Реакция воды после смешивания со стоками | 6,5≤рН≤8,5 |
| Ядовитые вещества | Полное отсутствие в концентрациях, прямо или косвенно оказывающих вредное действие на организм и здоровье |
| Плавающие примеси | Отсутствие в объемах, образующих пленки или пятна |
| Возбудители заболеваний | Максимально полное отсутствие - коли-индекс не более 1000 при остаточном хлоре не менее 1,5 мг/л |
| Минеральный состав | Менее 1000 мг/л по плотному остатку, в том числе хлоридов не более 350 мг/л, сульфатов не более 500 мг/л |
| Температура воды после сброса стоков | Не выше 3° по сравнению с среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет |
Формализованный на текущий момент «Методическими рекомендациями по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов» Перечень загрязняющих веществ, удаляемых из сточных вод на сооружениях биологической очистки до сброса в водоемы разного вида водопользования приведен ниже в таблице.
Таблица. Перечень загрязняющих веществ, удаляемых из сточных вод на сооружениях биологической очистки согласно утвержденных Приказом Госстроя России от 06.04.01 № 75 «Методических рекомендаций по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов».
- Локальные промышленные очистные сооружения (см. формализованную терминологию локальных очистных сооружений (ЛОС) в положениях Постановления Правительства Российской Федерации от 12.02.99 N 167 «Об утверждении Правил пользования системами коммунального водоснабжения и канализации в Российской Федерации» в этом материале), в которых система очистки стоков обеспечивает бескомпромиссное выполнение требований муниципальных властей и водопроводно-коммунального хозяйства (ВКХ) к нормативным показателям общих свойств сточных вод и допустимым концентрациям загрязняющих веществ в стоках, допущенных к сбросу в централизованную систему водоотведения.
Эти требования регламентированы в целом Приложением 3 Постановления Правительства РФ от 29 июля 2013 г. N 644 (в редакции от 30.12.2013 с изм. Постановления Правительства РФ от 5 января 2015 г. N 3) «Об утверждении правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации», а для Ростовской области - Постановлением Главы администрации Ростовской области от 14.03.2003 г. № 495 «Условия приема загрязняющих веществ в сточных водах, отводимых абонентами в системы канализации г. Ростова-на-Дону», где Приложение №1 к «Условиям приема загрязняющих веществ в сточных водах, отводимых абонентами в системы канализации г. Ростова-на-Дону» регламентирует перечень и нормативы допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах абонентов, отводимых в горканализацию (см. более детально показатели общих свойств сточных вод и допустимые концентрации загрязняющих веществ в стоках, допущенных к сбросу в централизованную систему водоотведения (Приложение 3 «Правил холодного водоснабжения и водоотведения» Постановления N 644), и перечень загрязняющих веществ, запрещенных к сбросу в канализационную сеть (Приложение 2 «Правил холодного водоснабжения и водоотведения» Постановления N 644) здесь, а также Перечень и нормативы допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах абонентов, отводимых в горканализацию (Приложение №1 к «Условиям приёма загрязняющих веществ в сточных водах, отводимых абонентами в системы канализации г. Ростова-на-Дону») в этом материале).
www.eco61.ru
Полная очистка производственных сточных вод
На рис. 2.1 показана схема механической очистки производственных сточных вод со следующим составом основных сооружений решетки 2 для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения, песколовки 3 для выделения тяжелых минеральных примесей (главным образом песка), усреднители 5 расхода сточных вод и концентрации их загрязнений, отстойники или отстойники-осветлители 6 для выделения нерастворимых примесей, фильтры 7 для более полного осветления, воды и сооружения для обработки осадка. [c.37] По проекту станции полной очистки производственных сточных вод для литейных цехов Горьковского автомобильного завода пропускная способность составляет 45 тыс. м /сут. Очищенная сточная вода в количестве 40 тыс. мУсут направляется на повторное использование в технологический процесс. [c.90]ПОЛНАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ вод [c.274]
Биохимическая очистка производственных сточных вод в анаэробных условиях применяется в тех случаях, когда концентрация в них органических веществ значительна по БПКполн Ю—30 г/л и более, а по ХПК —30—40 г/л и более, т. е. когда сточные воды не могут быть направлены на окислители без предварительного снижения их концентрации. Однако этим методом трудно достичь полного разрушения органических загрязнений сточных вод вследствие образования большого количества промежуточных продуктов брожения. Поэтому анаэробное сбраживание следует рассматривать как предварительную ступень обработки сточных вод перед последующей их полной очисткой в аэробных условиях. [c.611]
После локальной очистки сточных вод для полной очистки эти воды нуждаются в обработке активным илом. Поэтому проектом предусмотрена биологическая очистка производственных сточных вод комбината синтетического волокна вместе с бытовыми водами города в аэротенках- [c.574]
ПОЛНАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД [c.274]
Применение БС для механической очистки производственных сточных вод допускается только в схемах полной биологической очистки с установкой их перед аэротенками. Впредь до накопления длительного опыта эксплуатации оборудования в подобных условиях использование БС может быть допущено лишь в опытном порядке. [c.93]
Эффективность очистки на станциях аэрации во многом зависит от схемы предварительной очистки сточных вод на промышленных предприятиях перед сбросом их в городскую канализацию. В большинстве случаев на промышленных предприятиях должна осуществляться локальная очистка производственных сточных вод перед спуском их в городскую канализацию, а на городских очистных сооружениях — полная совместная биологическая очистка. Работа локальных очистных сооружений должна быть эффективной, так как поступление вредных веществ, нарушающих биохимические процессы, в городскую канализацию недопустимо. [c.309]
Вторым способом является использование активного ила из действующих очистных сооружений на полную биологическую очистку. Производственная сточная вода вначале на этот ил подается также ограниченно с последующим постепенным увеличением. [c.239]
Для очистки производственных сточных вод биофильтры могут применяться как основные окислительные сооружения при одноступенчатой схеме очистки или как окислительные сооружения I или II ступени при двухступенчатой схеме полной и частичной биологической очистки. [c.77]
При очистке производственных сточных вод, как указывает Ц. И. Роговская (ВОДГЕО), следует применять смесь культур (активный ил), так как это обеспечивает более полную очистку вод. [c.239]
При полном испарении одного соединения температура кипения резко возрастает в результате значительного снижения давления пара над жидкостью. Это свойство азеотропных смесей используется для очистки производственных сточных вод от органических примесей (фенола, органических кислот) методом перегонки с водяным паром. [c.20]
Для очистки неэмульсионных маслосодержащих сточных вод создан фильтр с эластичным ППУ в качестве фильтрующей загрузки (суточная производительность 500 М"). Харьковский тракторный завод изготовил опыт-но-промышленный фильтр этого типа суточной производительностью 10 000 м . Общая схема очистных сооружений включает песколовушки и ПУ фильтр. Фильтр предназначен для очистки производственных сточных вод завода. Фильтр работает следующим образом. Сточные воды по трубопроводу поступают в водораспределительный лоток, а из него равномерно в емкость секции, заполненной ПУ крошкой. После очистки воды по трубопроводу выводятся из установки, а загрязненная ПУ крошка ковшевым элеватором подается на отжимные барабаны. Затем регенерированная ПУ крошка вновь поступает в секции, а отжатая смесь по сборному желобу отводится в отстойную емкость. Для полной регенерации отжим производится трехкратно в течение 3 ч. [c.258]
Наиболее дешевый источник биогенных элементов — бытовые сточные воды. Однако получение их в количествах, необходимых для полного обеспечения процесса очистки производственных сточных вод биогенными веществами, не всегда возможно. [c.45]
Большое народнохозяйственное значение внутренних водоемов страны обязывает производить более полную очистку сточных вод от нефти и других соединений, чем это предусмотрено в изложенной выше принципиальной схеме. Перспективными в этом направлении являются новые методы физико-химической и биохимической очистки производственных сточных вод. [c.115]
Большие успехи достигнуты в области биохимической очистки бытовых сточных вод. Что же касается интенсификации процесса очистки производственных сточных вод, то этот вопрос разработан недостаточно полно. [c.3]
Дифференцированная подача очищаемой воды в аэротенк улучшает кислородный режим в нем и сохраняет во всех сечениях аэротенка постоянную нагрузку на ил. Такая подача целесообразна также и при регенерации активного ила. Эти аэротенки, как показала практика, экономичны и удобны в эксплуатации даже при повышении концентрации загрязнений в воде, поэтому они получили широкое распространение при очистке производственных сточных вод. Наиболее полно дифференцирована подача активного ила в аэротенках-отстойниках, объединяющих конструктивно два сооружения аэротенк-смеситель и вторичный отстойник. [c.167]
Сточные воды, прошедшие физико-химическую очистку, как это видно из предыдущих глав, содержат еще достаточно большое количество растворенных, а в ряде случаев сильно диспергированных органических загрязнений. Поэтому дальнейшую очистку та-, ких вод целесообразно проводить биохимическим методом. Задачей биохимической очистки производственных сточных вод является по возможности более полное превращение загрязнений, содержащихся в сточной жидкости, в безвредные продукты окисления — воду, двуокись углерода, нитрат- и сульфат-ионы и т. д. Биохимическая очистка возможна только для производственных сточных вод, загрязненных веществами, которые могут быть окислены микроорганизмами. В первую очередь сюда относятся производственные сточные воды, содержащие всевозможные органические вещества. Для сточных вод, содержащих неорганические вещества, эти методы применяются только для очистки от сульфидов и аммониевых солей. [c.281]
Полная раздельная система водоотведения имеет две или большее число водоотводящ,их сетей, каждая из которых предназначена для отвода сточных вод определенного вида (рис. 1.5, а). Она имеет сети для отвода бытовых вод от города (бытовая сеть), производственных вод (производственная сеть) и дождевых вод (водостоки или дождевая сеть). Для очистки производственных сточных вод предусматриваются специальные очистные сооружения. Производственные сточные воды могут очищаться частично или полностью, и поэтому они либо направляются для доочистки на очистные сооружения города, либо сбрасываются в водоем. Возможно и повторное использование очищенных вод (частично или в полном объеме). В последние годы в некоторых отраслях промышленности повторно используются дождевые воды. Для этого они должны также подвергаться очистке (которая возможна совместно с очисткой производственных вод). [c.19]
В связи с ростом промышленности остро встал вопрос обезвреживания и очистки производственных сточных вод и выбросов в атмосферу. Это необходимое условие сохранения чистоты естественных водоемов и воздушной среды. Сейчас все большее количество заводских лабораторий не только ведет аналитический контроль промышленных стоков и газовых выделений, но и проводит экспериментальные работы по изысканию наиболее эффективных способов их очистки и сокращению их количества. Сокращение количества промышленных стоков, а иногда и полная ликвидация их могут достигаться за счет внедрения замкнутого цикла кругооборота воды, когда она после тщательной очистки снова полностью поступает на производство. В этом случае периодически производится только пополнение небольших потерь ее за счет испарения и неконтролируемых утечек. [c.25]
Производственные сточные воды, которые отводятся в городскую канализационную сеть, следует подвергать предварительной обработке лишь в той степени, чтобы они не оказывали вредного воздействия на здоровье людей, выполняющих ремонтные работы в канализационных коллекторах, не вызывали повреждений отдельных элементов канализационной системы вследствие коррозии и обеспечивали надежное функционирование очистных сооружений. Требовать какой-либо более полной предварительной обработки было бы неправильно, ибо задача канализации состоит в том, чтобы, приняв все сточные воды, направлять их для последующей обработки. Как правило, в конце канализационной сети предусматривается очистная станция централизованной канализации, которая вполне справляется с возложенными на нее функциями по очистке производственных сточных вод, сбрасываемых в черте города. С экономической точки зрения эта станция обходится гораздо дешевле, чем несколько дорогостоящих сооружений предварительной очистки. [c.107]
Схемой канализации предусматривается предварительная локальная механическая и физико-химическая очистка производственных сточных вод промышленных предприятий и последующая полная биологическая очистка производственных сточных вод совместно с бытовыми водами города. [c.297]
Одним из основных принципов проектирования предприятий СК является уменьшение объема водоотведения и загрязненности сточных вод, сбрасываемых в канализацию. С этой целью в технологических схемах применяют производственные процессы, осуществляемые со сбросом минимального количества сточных вод, содержащих наименьшую концентрацию загрязняющих продуктов. Обработку сточных вод производят по методам, обеспечивающим возможность наиболее полного удержания и последующего использования содержащихся в них ценных продуктов. Для возможности более полной очистки из сточных вод извлекают вещества, не поддающиеся биохимической очистке или осложняющие ее. [c.153]
Электродиализ. Электродиализные установки с ионитовыми мембранами, использующиеся для опреснения воды, в последние годы стали применяться и для очистки производственных сточных вод. Основное назначение электродиализных установок — извлечение из обрабатываемой воды ионизированных примесей. Механизм разделения примесей аналогичен тому, который был рассмотрен при обессоливании воды. Так как при электродиализе происходит снижение общего солесодержания обрабатываемой воды, то это делает целесообразным его применение в оборотных системах водоснабжения. Если в обрабатываемой воде содержатся катионы металлов, образующие труднорастворимые соединения, то в промывной раствор при необходимости добавляется кислота для предотвращения образования осадков на поверхности мембран. В процессе работы установки активная реакция католита становится щелочной, а анолита — кислой. Смещением этих растворов может быть достигнута их полная или частичная нейтрализация. Исходными данными, которые характеризуют Пригодность электродиализа для очистки сточной воды, являются срок службы мембран и электродов, расход реагентов на нужды установки, расход электроэнергии, количество и скорость подачи воды, затраты на эксплуатацию установки. Экономически целесообразным применение электродиализа для очистки производственных сточных вод считается в том случае, когда извлекаемые примеси возвращаются в производство. [c.190]
При устройстве аэротенко в-смесителей на полную очистку производственных сточных вод необходимо выделять часть объема аэротенков под регенераторы активного ила. [c.607]
В соответствии с осн( вными направлениями научно-технического прогресса в области очистки производственных сточных вод ведущее место занимает вопрос повышения процента вод, находящихся в системе оборотного водоснабжения, с целью дальнейшего полного перехода на малоотходные и бессточные системы канализации (рис. 1.6, д, е). При разработке таких систем практически все производственные загрязненные и незагрязненные сточные воды находятся в системе оборотного водоснабжения. Естественно, технология очистки усложняется, она становится многоступенчатой. В бессточных системах водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий в оборот включаются также и бытовые сточные воды после соответствующей очистки и доочистки, а в водоем спускаются лишь дождевые. [c.16]
Производственные сточные воды большей частью имеют сложный состав, обусловленный присутствием целого комплекса соединений. При этом целесообразность применения биологических методов для полной очистки таких сточных вод определяется как концентрацией отдельных компонентов загрязнений,, так и доступностью их биологическому окислению. Примером, могут служить сульфатные и сульфитные щелока, представляющие наиболее загрязненные стоки целлюлозно-бумажного производства. Состав щелоков приведен в табл. П—7 (Непе-нин, 1963 Сапотницкий, 1965). [c.183]
Наиболее дешевый источник биогенных элементов -бытовые сточные воды. Однако получить их в количествах, необходимых для полного обеспечения процесса очистки промышленных сточных вод биогенными веществами, не всегда возможно. Кроме тогл, проектируя совместную очистку производственных сточных вод НПЗ и бытовых сточных вод, следует иметь в виду, что большинство бактерий, использующих углеводороды и прочие химически стойкие органические соединения, в первую очередь окисляют углеводы, белки и жиры [,6j. Поэтому при очистке нефтьсодержащих сточных вод совместно с большим количеством бытовых вод возможно понижение эффекта очистки смеси от нефтепродуктов С ]. Аналогичные результаты были получены в БашНИИНП. [c.8]
Для полной очистки бытовых сточных вод или смеси их с производственными водами до посл еднего времени чаще всего применялись одноступенчатые аэротенки (рис. 4.123, а). По сравнению с другими они относительно просты в эксплуатации. [c.417]
Наиболее полная очйстка производственных сточных вод, содержащих органические загрязнения, достигается при биохимической их очистке. При этом используются те же, что и при очистке бытовых вод, биохимические процессы — аэробный и анаэробный. [c.599]
Сейчас еще нет возможаости сопоставить с экономической точки зрения радиационный метод очистки с какими-либо практически применяемыми, но результаты приведенных прикидочных оценок показывают, что радиационный метод заслуживает пристального внимания даже в том случае, если его использовать для полного уничтожения загрязнений без других методов. Представляется целесообразным, однако, планировать применение радиационного метода в сочетании с другими методами очистки, которые удаляют основную часть органических загрязнений более дешевым способом, но не удаляют другие вредные загрязнения. Такое сочетание реально рассмотреть на примере очистки производственных сточных вод Байкальского целлюлозного завода (БЦЗ) [1, 2]. Несмотря на то что в настоящее время очистные сооружения на этом заводе являются уникальными, они, вероятно, будут применены и на других подобных заводах. [c.142]
Основы расчета нефтеловушек. Для очистки производственных сточных вод, содержащих грубодиспергированные (всплывающие) пефть и нефтепродукты, в настоящее время применяют чаще всего отстаивание. Теоретические основы отстаивания для осаждения взвеси в чпстой воде наиболее полно разработаны М. А. Великановым, Д. Я. Соколовым и др. По теории осаждения взвеси в сточной воде большой вклад внесен А. И. Жуковым и С. М. Шифрипым. [c.129]
Основные марки синтетических ионитов отечественного производства, применяющихся при обработке воды. 1. Катионит универсальный КУ-2-8 представляет собой сульфированный сополимер стирола с 8% дивинилбензола. Это сильнокислотный сульфокатио-нит. Выпускается в виде сферических гранул желтого или коричневого цвета. Нерастворим в органических растворителях, выдерживает нагревание до 120° С, устойчив к действию кислот, щелочей и некоторых окислителей. Имеет высокую механическую прочность. Удельный объем набухшего ионита в Н-форме до 2,9 мл/г. Полная обменная емкость в статических условиях по 0,1 н. раствору NaOH составляет 4,9 мг-экв/г. Применяется для умягчения, обессолива-ния воды и для очистки производственных сточных вод от катионов тяжелых металлов. [c.84]
Окситенк работает по принципу реактора полного смешения, который на1Йолее пригоден для очистки производственных сточных вод. Для создания оптимальных условий рециркуляции иловой смеси зона реакции совмещена с зоной илоотделения. [c.102]
Расчет любых сооружений биохимической очистки производственных сточных вод ведется по полной биохимической потребности в кислороде. Величина БПК5 не дает никакого представления о потребности в кислороде, так как она зависит от степени адаптации микробов к соединениям, содержащимся в сточной воде, от количества микробов, взятых для заражения, и от принятого разбавления. Так, БПК5 1 мг вещества по данным различных авторов колеблется для формальдегида от 0,33 до 1,1 для ацетальдегида от 0,66 до 0,91 для фурфурола от 0,28 до 0,77 для метилового спирта от 0,12 до 0,96 для уксусной кислоты от 0,34 до 0,77. В табл. 44 приводятся данные о полной биохимической потребности в кислороде для ряда органических соединений, полученные отечественными специалистами. [c.130]
Схемы обезвоживания органических осадков, в том числе илов после биохимической очистки производственных сточных вод, весьма разнообразны. Они достаточно полно описаны в работах С.В. Яковлева, И.С. Туровского, В.П. Абрамова, Е.В. Двинских, Р.Я. Агрононика, М.И. Гаврилова и др. и поэтому здесь детально не рассматриваются. Отличительной особенностью рекомендуемых схем является необходимость утилизации и ликвидации осадков. Они,как правило, прошли проверку в производственных условиях и приняты в качестве типовых. [c.13]
Расчет горизонтальных и радиальных отстойников для очистки производственных сточных вод вы-полн.чюттакже,как и расчет отстойников для бытовых сточных вод. В радиа- 5 льных и горизонтальных отстойниках наблюдается струйность потока, что вызывает возникновение сопротивлений, тормозящих осаждение взвеси. [c.147]
Считается установленным тот факт, что многие производств щные сточные воды обрабатываются гораздо легче и эффективнее, если их очистка осуществляется совместиг> с бытовыми сточными водами. Вот почему наиболее ч л-"10 встречающаяся схема очистки сточных вод включает локальную очистку производственных сточных вод с последующей доочисткой их совместно с бытовыми водами на общегородских канализационных очистных сооружениях. Однако не исключаются случаи полной биологической очистки на локальных сооружениях, если очищенные сточные воды используются повторно или сбрасываются в водоем. [c.155]
chem21.info
Очистка производственных сточных вод - Промышленная экология
Для очистки стоков машиностроительных предприятий применяются механические (процеживание, отстаивание, фильтрование), химические (нейтрализация, коагуляция, флокуляция), физико-химические (флотация, отдувка, электрохимические методы) и комбинированные методы.
Все стоки машиностроительных предприятий можно разделить на 5 групп, объединяющих различные по химической природе, но одинаковые с точки зрения технологических приемов очистки стоков загрязняющие вещества:
группа 1 ‑ механические примеси, в том числе гидроксиды металлов;
группа 2 ‑ нефтепродукты и эмульсии;
группа 3 ‑ летучие нефтепродукты;
группа 4 ‑ моющие растворы и эмульсии;
группа 5 ‑ растворенные токсичные соединения неорганической и органической природы (ионы металлов, цианиды, соединения хрома).
Для 4 и 5 групп стоков необходима локальная очистка, для первых трех групп локальная очистка возможна, но не обязательна. Для выравнивания качественной и количественной неоднородности общих стоков в схемах очистки предусматриваются специальные емкости ‑ усреднители, после которых следует основная очистка стоков известными методами.
Удаление взвешенных частиц и нефтепродуктов (группы 1 и 2) производят различными методами, к числу которых относятся отстаивание в гравитационном поле (в отстойниках) и в поле центробежных сил (в гидроциклонах), флотация и фильтрование. Выбор того или иного метода осветления зависит от концентрации взвешенного вещества, степени дисперсности его частиц и требований, предъявляемых к очищенной воде. Содержащиеся в сточной воде взвешенные примеси и минеральные масла полидисперсны. При условии приемлемой продолжительности отстаивания эффект очистки от взвесей составляет 50-60%, а от нефтепродуктов ‑ 50-70 %. Остаивание, являющееся основным и часто единственным способом очистки от взвешенных частиц и нефтепродуктов, имеет ряд существенных недостатков. Ввиду этого для осветления сточных вод, загрязненных легкими и высокодисперсными взвесями, широко используется флотация. Преимуществом флотации является высокая степень очистки (до 90-98 %) при незначительном пребывании сточных вод (20-40 мин) во флотационных установках. Но даже при самых эффективных методах флотации содержание взвешенных частиц в воде составляет не менее 10-15 мг/л. Для сброса в водоемы и для некоторых объектов оборотного водоснабжения такой степени очистки недостаточно, и в этих случаях единственным приемлемым методом дальнейшей очистки является фильтрование через слой зернистого или пористого материала (чаще всего кварцевого песка). Для наиболее тонкой очистки могут быть использованы другие фильтрующие материалы (антрацит, керамзит, пенополистиролы и полиуретаны). Отстаиванием, флотацией и фильтрованием из сточных вод могут быть удалены взвешенные частицы размером не менее 5 мкм. Для удаления более мелких частиц и для интенсификации осаждения частиц диаметром более 5 мкм применяется реагентная обработка с помощью коагулянтов и флокулянтов. Неорганические коагулянты (сернокислый алюминий, железный купорос, хлорное железо, бентонит) гидролизуются в воде с образованием хлопьев гидроксидов, которые в процессе осаждения сорбируют тонкодисперсные загрязнения, включая коллоидные, тем самым ускоряется процесс осветления. На машиностроительных заводах можно использовать отработанные травильные растворы, содержащие сульфат железа. В этом случае для нормального хода коагуляции и выделения хлопьев гидроксида железа необходимо повышение рН раствора до 8,5-9,0, что достигается добавкой извести в виде 10 %-го известкового молока. Флокулянты (полиакриламид, активированная кремниевая кислота) способствуют образованию более крупных и прочных хлопьев либо интенсифицируют процесс самокоагуляции частиц. Применение реагентной обработки позволяет достичь высокого эффекта очистки сточных вод – на 99,5 % от нефтепродуктов и на 100 % от взвешенных примесей. Однако такая обработка существенно усложняет эксплуатацию очистных сооружений и поэтому целесообразна лишь в тех случаях, когда к очистке предъявляются повышенные требования, ‑ при сбросе очищенных стоков в водоемы и направлении их в разветвленные системы чистой охлаждающей воды.Пыль, выбрасываемая из сталеплавильных печей и других агрегатов и загрязняющая сточные воды при мокрой очистке газов, содержит до 60 % железа и его оксидов. В этой связи перспективной представляется безреагентная коагуляция ферромагнитных мелкодисперных взвесей, осуществляемая воздействием на сточные воды магнитными полями. Наряду с магнитными коагуляторами в системах очистки железосодержащих сточных вод могут найти широкое применение и другие магнитные аппараты ‑ фильтры, фильтроотстойники, фильтроциклоны.
Растворенные в воде газы и летучие органические вещества (группа 3) удаляются из сточной воды путем ее аэрирования, т. е. продуванием через сточную воду диспергированного воздуха. При барботировании воздуха через сточную воду пар растворенного компонента диффундирует внутрь воздушных пузырьков и выносится ими на поверхность воды. Такой процесс называется десорбцией или отдувкой. Отдувка допускает утилизацию извлекаемых из сточных вод летучих веществ (например, сорбционными способами). Если утилизация продукта из-за малого его количества нецелесообразна, рекомендуется отработанный газ после скруббера направлять на установку для каталитического сжигания органических паров.
Методы очистки сточных вод (группа 4), содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ), включают: ионный обмен, адсорбцию на инертных материалах и природных сорбентах, коагуляцию с добавлением различных коагулянтов, экстракцию, пенную сепарацию, химическое осаждение в виде нерастворимых соединений, деструктивное разрушение. Выбор и эффективность метода очистки сточных вод от ПАВ зависят от типа и концентрации ПАВ, состава других загрязняющих веществ, требований к степени очистки.
Стоки гальванических цехов и травильных отделений (группа 5) представляют собой сравнительно концентрированные отработанные растворы кислот, щелочей, солей и промывных вод. Перед сбросом в водоем в сточные воды добавляются такие вещества, под влиянием которых содержащиеся в стоках кислоты или щелочи нейтрализуются, а другие загрязнения, в основном соли тяжелых металлов, выпадают в осадок. В малых травильных отделениях концентрированные и разбавленные сточные воды смешивают и подвергают нейтрализации и осветлению. В больших травильных отделениях сточные воды разделяют на концентрированные и разбавленные.
Основным реагентом для нейтрализации кислот в сточных водах является гашеная известь (5-10 %-й раствор). При доведении рН до 8-9 наступает нейтрализация содержащихся в стоках кислот и происходит выделение железа и других металлов в виде нерастворимых гидроксидов:
Н2SO4 + CaO + h3O ® CaSO4 + 2 h3O
FeSO4 + CaO + h3O ® CaSO4 + Fe(OH)2
Другие реагенты (щелочи, сода, аммиачная вода) обычно используются лишь в тех случаях, когда они содержатся в твердых или жидких отходах предприятия. Нейтрализация сернокислотных стоков известью осложняется образованием пересыщенного раствора сульфата кальция, который в виде кристаллического дигидрата (гипса) интенсивно отлагается на стенках трубопроводов, приводя в конечном итоге к их заращиванию, поэтому в таких случаях рекомендуют использование винипластовых или полиэтиленовых труб, регулярное промывание трубопроводов.
Сточные воды, образующиеся в гальванических отделениях, подразделяют не только на концентрированные и разбавленные, но также и на соответствующие группы:
– хромистые сточные воды,
– цианистые сточные воды,
– разные сточные воды (кислые и щелочные).
Хромсодержащие стоки обезвреживаются путем восстановления высокотоксичного шестивалентного хрома до менее токсичного трехвалентного раствором сульфита или бисульфита натрия в кислой среде. Трехвалентный хром осаждается в щелочной среде в виде хлопьев гидроксида.Восстановление соединений Cr6+ до Сr3+ с помощью FeSO4 протекает по реакции
6 FeSO4 + 6 h3SО4 + 2 Н2СrО4 ® Сr2(SO4)3 + З Fe2(SO4)3 + 8 h3O
Несмотря на свою дешевизну, сульфат железа все реже применяют в качестве восстановителя, что связано со многими технологическими трудностями. Прежде всего, в процессе хранения в неблагоприятных условиях FeSО4 легко окисляется до Fe2(SO4)3, что впоследствии затрудняет правильное дозирование раствора соли железа. Большим недостатком применения солей железа в процессе восстановления хроматов является необходимость использования их с большим избытком, а также образование больших количеств осадков в процессе нейтрализации сточных вод, особенно при применении сульфата железа в качестве восстановителя и известкового молока для нейтрализации сточных вод:
В настоящее время для восстановления соединений Сr6+ применяют соответствующие сульфиты или газообразный диоксид серы:
6 NaHSO3 + 3 h3SO4 + 4 h3CrO4® 2 Cr2(SO4)3 + 3 Na2SO4 + 10 h3О;
3 Na2SО3 + 3 h3SO4 +2 Н2СrО4 ® Cr2(SO4)3 + 3 Nа2SО4 + 5 Н2О;
3 SО2 +2 h3CrO4 ® Сr2(SO4)3 + 2 h3O
Кинетика приведенных реакций в сильной степени зависит от рН реакционной среды. Реакция восстановления Cr6+ до Сr3+ протекает с удовлетворительной скоростью в сильно кислой среде при рН ниже 3. Исследования показали, что в растворе с рН=2-2,5 Сr6+ полностью восстанавливается до Сr3+ в течение нескольких минут при использовании 200-250 %-го избытка восстановителя.
Так как восстановление Cr6+ до Сr3+ протекает в очень кислой среде, то к сточным хромистым водам, реакция которых преимущественно лишь слегка кислая (рН=4-5), добавляют соответствующее количество кислоты. В этом случае нецелесообразно увеличение объема сточных хромистых вод в результате смешивания их с остальными слегка кислыми сточными водами, так как это приведет к значительному расходу кислоты, которая должна быть впоследствии нейтрализована.
Как и в случае цианистых сточных вод хромистые сточные воды после восстановления Cr6+ до Сr3+ не подвергают индивидуальной нейтрализации, а смешивают с остальными сточными водами и вместе с ними они нейтрализуются. При такой технологии существует опасность повторного окисления Сr3+ до Cr6+ в том случае, когда количество активного хлора, образующегося в цианистых сточных водах, будет значительно больше количества продуктов нейтрализации хромистых сточных вод. Такая ситуация вполне возможна, хотя на практике и редко встречается. Ее возникновение предупреждают подачей соответственно большего количества восстановителя (NaHSO3) к хромистым сточным водам или устранением избытка активного хлора в цианистых сточных водах с помощью тиосульфата натрия. Для выделения Сr(ОН)3 в виде осадка сточные воды нейтрализуют до рН=8,5-9,5.
Цианистые сточные воды
Весьма токсичными являются стоки, содержащие цианиды. Самый старый метод основан на выделении ионов CN- в виде труднорастворимой комплексной соли (осадок берлинской лазури Fe43+[Fe2+(CN)6]3 или турнбулевой сини Fe32+[Fe3+(CN)6]2), образующейся в основной среде в присутствии ионов Fe2+. Качественное удаление цианидов из сточных вод с помощью этого метода возможно лишь в случае очень точной выдержки всех установленных условий реакции и в особенности рН реакционной среды.
Применяемый метод удаления цианистых соединений из сточных вод базируется на их окислении хлором (либо гипохлоритом) в основной среде. Наиболее часто для этой цели применяют гипохлорит натрия, хлорную известь и газообразный хлор. Реакция окисления цианидов до цианатов протекает в две стадии: сначала образуется хлорциан, который гидролизуется до цианата:CN- + НОС1 ® CNCI + ОН- (а)
CNCl + 2 OH- ® CNO- + Cl- + h3O (б)
Так как хлорциан является сильно отравляющим газом, то в реакционной среде необходимо иметь такие условия, чтобы скорость реакции (б) была больше скорости реакции (а). Такие условия наблюдаются в том случае, когда концентрация цианидов в сточных водах не превышает 1 г/л, температура сточных вод меньше 50 оС и рН выше 8,5.
Несмотря на то, что цианаты примерно в 1000 раз менее токсичны по сравнению с цианидами, все же они требуют дальнейшей нейтрализации, которая может протекать путем дальнейшего окисления до СО2 и N2 при рН=7,5-8,5; либо путем их гидролиза до солей аммония при рН ниже 3:
CNO- + 2 Н2О + 2 Н+ ® Nh5+ + Н2СО3
Гипохлоритный метод окисления цианидов до цианатов применяют при очистке сточных вод гальванических отделений, в которых концентрация цианидов (в пересчете на ионы СN-) не превышает 100-200 мг/л. Сточные воды с более высокой концентрацией цианидов требуют соответствующего разбавления или других методов нейтрализации ввиду опасности выделения очень ядовитого цианида хлора.
Процесс очистки цианистых сточных вод не заканчивается нейтрализацией содержащихся в них цианистых соединений, так как в них остаются еще соединения тяжелых металлов (цинка, меди, кадмия и других). Когда сточные воды очищают методом полного окисления цианидов, то создаются благоприятные условия для полного выделения гидроксида металла в виде взвеси. При проведении же процесса гидролиза цианатов до солей аммония в кислой среде необходима добавочная нейтрализация кислот для создания условий, благоприятствующих образованию и выделению взвеси гидроксида металла.
Так как в полнопрофильных гальванических отделениях образуются также и остальные две группы сточных вод (хромовых и кислых с основными), то индивидуальное выделение и удаление взвеси гидроокиси тяжелых металлов из цианистых сточных вод не применяют. Эту операцию проводят на смешанных сточных водах. Поэтому наиболее часто применяют обработку сточных цианистых вод методом гидролиза до солей аммония, чем их окисление до СО2 и N2. Этот метод более простой и дешевле в эксплуатации.
Кислые и щелочные сточные воды
Эти группы сточных вод образуют промывные воды и периодически сливаемые отработанные электролиты, в которых не образуются цианистые и хромистые соединения. Это в основном растворы, служащие для обезжи-ривания, травления, никелирования, лужения, фосфатирования и т. д. Характерной чертой таких вод является содержание детергентов и сэмульгированных жиров, образующихся при обезжиривании металлических предметов, подвергаемых гальванотехнической обработке. Эти вещества, хотя и не затрудняют процесса нейтрализаци сточных вод, но оказывают влияние на качество их очистки. Вероятно, в отношении детергентов проблема может быть решена с помощью так называемых мягких детергентов, легко поддающихся биологическому разложению в водохранилищах. Масляную эмульсию же можно задержать путем фильтрации очищенных сточных вод через кокс или другой подобный пористый материал. Учитывая, однако, трудности, связанные с удалением масляной эмульсии из смешанных сточных вод, необходимо избегать подачи замасленных обезжиривающих растворов в канализационную сеть. Их следует направлять за пределы гальванических отделений на специально отведенную для этой цели площадку.
Для нейтрализации сточных вод, а более точно для коррекции их реакции, применяют 10 %-й раствор известкового молока или 10-20%-й раствор серной или соляной кислоты. Часто применяют отходы химической промышленности. Нейтрализованные сточные воды подвергаются затем осветлению в отстойниках или в центрифугах.
Смешанные сточные воды
Как уже было отмечено, основной целью смешивания предварительно очищенных цианистых и хромистых сточных вод с кислыми и основными сточными водами является использование способности взаимно частичной нейтрализации этих сточных вод. рН смешанных сточных вод может быть изменен в широких пределах: от кислой до основной.
Коррекция реакции сточных вод до заданного значения рН имеет целью создание условий, обеспечивающих полное выделение гидроксодов тяжелых металлов, часто присутствующих в сточных водах гальванотехнических ванн. В области значений рН от 8,6 до 9 концентрация ионов металлов, образующихся в сточных водах гальванических пpoцеccoв, находится ниже 10 -5 моль/л, за исключением ионов Pb2+, Zn2+, Cd2+ и Ni2+.. Такая степень очистки сточных вод, отводимых в городскую канализацию или в водоем, вполне достаточна. В тех случаях, когда необходимо дальнейшее снижение концентрации этих ионов (Pb2+, Zn2+, Cd2+ и Ni2+), рН очищенных сточных вод повышают до 10, а затем, после выделения взвеси гидроксидов тяжелых металлов, корректируют реакцию сточных вод до значения рН=9. Для удаления взвеси, возникающей в процессе нейтрализации сточных вод, их направляют в отстойники или в сепараторы, откуда они после осветления поступают в водосборник.
Среди методов очистки сточных вод гальванических отделений, имеющих промышленное значение, внимание заслуживают, кроме уже упоминаемых химических методов, ионообменные и электрохимические методы.
ekologyprom.ru
