технология очистки циансодержащих

1
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие......................................................................................................... 2
Требования к методам очистки сточных вод ................................................. 2
СИСТЕМА ОЧИСТКИ ХОЗ-БЫТОВЫХ И ОРГАНО-СОДЕРЖАЩИХ
СТОЧНЫХ ВОД .................................................................................................. 3
Принцип действия биологического метода очистки. ................................... 3
Очистка сточных вод загрязненных органическими веществами............... 4
Принцип действия предлагаемого физико-химического метода очистки
сточной воды. .................................................................................................... 4
Технико-экономические показатели............................................................... 8
СИСТЕМА ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПОСЛЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ
ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ........................................................................... 9
Методы удаления азота. ................................................................................... 9
Адсорбция активированным углем с предварительным хлорированием. 10
Хлорирование воды гипохлоритом натрия. ................................................. 10
Описание технологии доочистки .................................................................. 12
Технико-экономические показатели............................................................. 15
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ....... 16
Концепция экологически безопасной утилизации стоков гальванических
и травильных производств ............................................................................. 16
Оптимальная технологическая схема утилизации гальванических стоков
.......................................................................................................................... 17
Организация оборотного водоснабжения. ................................................... 19
Технико-экономические показатели............................................................. 26
ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ЦИАНСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА ..................................................... 27
Технико-экономические показатели............................................................. 33
УСТАНОВКА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ МАСЛО Н Е Ф Т Е П Р О Д У К Т О В И В З В Е Ш Е Н Н Ы Х В Е Щ Е С Т В ............. 34
Назначение и область применения ............................................................... 34
Технические характеристики ........................................................................ 34
Комплект поставки ......................................................................................... 35
Устройство и принцип работы ...................................................................... 35
Указания по эксплуатации ............................................................................. 37
2
Предисловие
Работы по эколого-экономическому совершенствованию различных
методов, привели к усовершенствованию технологий и средств очистки
воды. Одна и та же задача может быть решена несколькими альтернативными методами очистки сточных вод. В этой связи возникает необходимость решения многоуровневой оптимизационной задачи: выбор оптимальной технологии, с одной стороны, и условий реализации выбранной
технологии - с другой.
Обычно выбор технологического решения очистки сточных вод
определяется природой растворенных в них веществ, объемом стоков, степенью загрязненности, климатическими условиями и техническими возможностями. Исходя из этих условий, можно утверждать, что универсального решения по очистке сточных вод каким-либо одним методом в настоящее время не существует.
Требования к методам очистки сточных вод
Методы очистки сточных вод должны обеспечивать соответствие:
 действующим нормативным требованиям;
 технической безопасности;
 быть удобной в эксплуатации и ремонте;
 уровень надежности: срок службы не менее 10 лет; ресурс работы
до капитального ремонта - не менее 3-х лет, до текущего ремонта 1 год;
 очистку воды производить в режиме круглосуточной обработки в
количестве до 7 м3/час в течении 20 часов с учетом 2-х часового перерыва
на ТО и ремонт;
 отделение продуктов очистки воды в виде шлама, направляемого
на иловые площадки;
 требуемая степень очистки - до содержания примесей в соответствии с таблицей 2 настоящего проекта;
 метод очистки должен быть привязан к местным условиям: рельефу местности, инфраструктуре коммуникаций предприятия, к специфике
физико-химического состава загрязнителей стоков.
При создании системы очистки воды необходимо проведение следующих работ:
• определение степени загрязненности сточной воды;
• определение требований к очищенной воде;
• определение объёма воды и периодичность его сброса;
• выбор способа и технологической схемы очистки;
• разработка технологического регламента очистки воды;
• выбор оптимальной схемы очистки на основе техникоэкономического расчета;
• выполнение проектных работ.
3
СИСТЕМА ОЧИСТКИ ХОЗ-БЫТОВЫХ И ОРГАНОСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД
Проведенный анализ литературных данных по составу и физикохимическим свойствам хоз-фекальных органосодержащих сточных вод,
показывает, что после отстоя и отделения взвешенных частиц водный раствор содержит:
- болезнетворную микрофлору;
- органические соединения: белки, жиры, жирные кислоты, их эфиры, амиды, соли, поверхностно-активные вещества, продукты жизнедеятельности микроорганизмов (мочевина, уроновые кислоты, гетероциклические соединения и др.), антибиотики, антисептики (например, фенол),
углеводы;
- неорганические соединения: железо, хлориды, сульфаты, фосфаты,
соединения щелочных, щелочно-земельных и тяжелых металлов и др.
Описанный набор загрязнителей органической и неорганической
природы однозначно свидетельствует о сложности задачи выбора оптимальной технологии.
На сегодняшний день основной технологией по очистке такого типа
сточных вод применяются биологические методы очистки разработанные в
50-х годах без учета требований к очистке воды. В современных же условиях требования к очистке воды резко возросли.
Принцип действия биологического метода очистки.
Биологическая очистка основана на способности микроорганизмов,
использовать органические вещества, находящиеся в сточных водах, в качестве источника питания, в результате чего происходит их окисление или
восстановление. Биологическая очистка сточных вод представляет собой
результат функционирования системы активный ил — сточная вода, характеризуемой наличием сложной многоуровневой структуры.
При очистке концентрированных органосодержащих промышленных
сточных вод величина адсорбированных загрязнений может достигать не
более 65-70 % по ХПК. Таким образом, физическая сорбция загрязнений
является необходимым завершающим этапом в процессе биологической
очистки сточных вод, хотя и не определяет в целом скорости изъятия загрязнений из сточных вод. Таким образом достичь требуемой степени
очистки воды (до норм сброса на грунт или в водоем) без дополнительной
доочистки невозможно.
Биологическая очистка требует постоянного контроля за следующими факторами: концентрация биомассы в аэрационном сооружении; концентрация субстрата и его состав; температура иловой смеси; концентрация растворенного кислорода; рН среды и ряд других факторов для чего
требуется специализированная и сертифицированная химическая лаборатория на предприятии со штатом не менее 3-х человек
4
Для поддержания требуемой степени очистки производятся большие
энергетические затраты на поддержание необходимой температуры воды
поступающей на очистку.
Очистка сточных вод загрязненных органическими веществами
Данное предложение относится к области очистки сточных вод от
взвешенных частиц, микрофлоры, органических и неорганических включений и может быть использовано для очистки стоков животноводческих
комплексов, мясо-, птице-, рыбоперерабатывающих производств и хозяйственно-бытовых сточных вод.
Известны различные способы очистки фекально-бытовых, хозяйственно-бытовых сточных вод, стоков животноводческих комплексов
микробиологическими, реагентными, физико-химическими, электрохимическими и комбинированными методами, включающими в себя два и более
из перечисленных способов очистки.
Микробиологические методы наиболее экологичны, но громоздки в
аппаратурном оформлении и не дают полной очистки стоков по тяжелым
металлам, сульфатам, хлоридам, нитратам, фосфатам и другим анионам
сильных и слабых кислот. Сорбционная емкость активного ила по основной группе тяжелых металлов не превышает 80 %, а по отдельным металлам – 60 %. От 20 % до 40 % высокотоксичных металлов в виде солей
неизбежно поступают в водоносные горизонты и по пищевой цепочке – в
организм человека.
Реагентные и физико-химические методы хорошо уничтожают микрофлору, снижают концентрацию в воде тяжелых металлов, но не уменьшают солевой нагрузки по щелочным и щелочно-земельным металлам в
стоках, сбрасываемых в природные водоемы.
Принцип действия предлагаемого физико-химического метода очистки
сточной воды.
Сущность метода очистки хоз-бытовых и органно-содержащих сточных вод заключается в удаление из сточных вод загрязнителей неорганической, органической природы и микрофлоры следующими последовательными операциями: усреднение стоков, насыщение очищаемого потока
кислородом с обработкой его реагентным коагулянтом и в электрокоагуляторе с железными электродами. Последующим осветлением его и фильтрацией через инертные, сорбционные и хемосорбционные материалы в
указанной последовательности.
Сточные воды с рН 8-9 подаются по подводящему коллектору в
приемный резервуар 1 (Схема 1), где происходит отделение крупных
взвешенных частиц и песка. Далее воды с плавающими примесями пода-
5
ются через механизированную решетку 2, в усреднительный (буферный)
резервуар 3 с целью выравнивания подачи сточной воды на систему очистки.
В усреднительный резервуар 3 подается воздух от компрессора или
воздуходувки 5 и распределяется по днищу секции по системе перфорированных труб 4. Подача воздуха (диспергация) в секции усреднительного
резервуара производится с целью недопущения застаивания и загнивания
сточной воды, что, в свою очередь, может привести к увеличению показателя БПК в десятки раз.
Насосом сточная вода откачивается из усреднительного резервуара 3
и подается в эжектор 6, и далее – в камеру хлопьеобразования 7. В эжектор
подается раствор коагулянта для коагуляции мелкодисперсных взвесей,
жиров, СПАВов и коллоидных частиц.
Основное назначение эжектора – поддерживать уровень газонасыщения потока кислорода воздуха в требуемых пределах и попутное – интенсивное перемешивание коагулянта с водой.
Непосредственно перед камерой хлопьеобразования 7, в водную трубу производится дозированная подача водного раствора флокулянта.
В камере 7 гидрохлорид алюминия гидролизуется до гидроксида
алюминия, хлопья которого собирают на свою поверхность мелкодисперсные взвеси, жиры, масла, спавы и коллоидные частицы. Флокулянт укрупняет скоагулированные частицы до требуемой гидравлической крупности.
Удаление скоагулированных примесей (до 95 % всех взвешенных частиц)
осуществляется методом осаждения в отстойнике 8.
После отстойника 8 водный поток, насыщенный кислородом воздуха, направляется в электрокоагулятор 9 для очистки его от тяжелых металлов, органических соединений и микрофлоры.
Электрокоагулятор 9 представляет собой электролизер с растворимыми железными электродами.
Насыщение водного потока кислородом воздуха усиливает деструктирующую способность электрокоагулятора, т.к. к электрохимическому
окислительно-восстановительному процессу электролиза подключается
активированная форма кислорода – «возбужденный» кислород (О2*). Последний неизбежно редуцируется из «невозбужденного» кислорода (О2) в
электрическом поле межэлектродного пространства электролизера.
Повышенная концентрация активных форм кислорода в межэлектродном пространстве положительно сказывается не только на скорости
деструкции органических загрязнителей, но и скорости окисления ионов
железа (II) в ионы железа (III) – коагулянта, что ускоряет и процесс коагуляции.
Насыщение очищаемого водного потока воздухом помимо известного физического эффекта его в межэлектродном пространстве дает и другое
существенное преимущество – отпадает необходимость в напорном флотаторе и электрофлотаторе.
6
После обработки воды в электрокоагуляторе 9, пульпа со взвешенными хлопьевидными частицами продуктов коагуляции направляется в
осветлитель 10 и далее в блок грубой фильтрации 11 и фильтры тонкой
очистки 12,13.
В осветлителе 10 предусматривается удаление продуктов коагуляции
через контактную среду в виде слоя взвешенного осадка.
Блок 11 – компактная установка пакетного типа с набором инертных
и сорбционных фильтрующих материалов.
Загрузка угольного фильтра выбирается из расчета наилучшего удаления (сорбирования) органических соединений, специфичных для данного вида стоков.
Окончательная доочистка водного потока до норм сброса воды в открытые водоемы рыбохозяйственной зоны производится на хемосорбционных, ионообменных (катионитовых, анионитовых) фильтрах 12, 13, позволяющих удалить из воды избыточную солевую нагрузку по щелочным,
щелочно-земельным металлам и солям аммония.
Степень очистки водных стоков от взвесей, микрофлоры, органических и неорганических загрязнителей - 99,9 %. Производительность установки - 5-50 м3/час.
Предложенный метод очистки хозяйственно-бытовых и промфекальных сточных вод позволяет снизить уровень загрязнений в водных
стоках до норм сброса вод в открытые водоемы рыбохозяйственной зоны.
7
8
Предлагаемая технология:
- не требует значительного количества времени на обслуживание;
- состав и расход сточных вод по своим показателям может меняться в
пределах 20-120% ;
- гарантированное отсутствие вторичного бактериального загрязнения;
- возможность полной автоматизации процесса очистки (не требует постоянного контроля и лишнего персонала);
- имеет высокий процент очистки по ХПК (около 98%);
- отсутствуют требования к температурному режиму сточной воды;
- шлам, образующийся в процессе очистки, является малоопасным и
пригоден к утилизации.
Вывод:
1. Данная технология удовлетворяет исходным требованиям по количеству и режиму поступления загрязнений.
2. Затраты на очистку пропорциональны количеству стока и загрязнений в исходной воде.
3. Стоимость оборудования и эксплуатации (капитальные и эксплуатационные затраты) ниже чем в других типах технологий. Расходные материалы доступны и недороги.
4. Количество обслуживающего персонала в 2-4 раза меньше, чем при
любой другой технологии очистки.
Технико-экономические показатели
Таб. 1 Основные технико-экономические показатели
№
п/
п.
1
2
3
Наименование
Ед. изм
Проект
Годовая производительность
Сметная
Общая
стоимость Проектные работы:
Обследование
Опытно-промышленные испытания
Проектная документация
Оборудование (технологическое)
СМР
Себестоимость годовая
очистки 1 м3 стока (годового)
тыс. м3
тыс. руб.
тыс. руб.
40-350
1455-29620
тыс. руб.
тыс. руб.
тыс. руб.
руб.
20-45
35-75
300-1500
1000 – 25000
100 - 3000
315360-473040
7 - 15
9
СИСТЕМА ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПОСЛЕ
БИОЛОГИЧЕСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
В соответствии с результатами химических анализов проведенных на
ряде очистных сооружений биологической очистки можно сделать заключение, что основными загрязняющими веществами, не удаленными в процессе
очистки, являются: органические загрязнении, соединения азота и железа.
Методы удаления азота.
Основные методы и данные по эффективности существующих различных способов удаления из сточных вод органического, нитратного и аммонийного азота приведены в табл. 2.
Таблица 2.
Удаление азота в %
органичеАммоний- нитратный общий
ский
ный
Отдувка воздухом
не удаляет- 60-98
не удаля- 50-90
ся
ется
Хлорирование
не удаляет- 80-100
не удаля- 80-95
ся
ется
Адсорбция активи- 50-90
не удаляет- не удаля- 10-20
рованным углем
ся
ется
Адсорбция активи- 50-90
80-100
не удаля- 80-95
рованным углем с
ется
предварительным
хлорированием
Ионный обмен с
помощью :
 синтетических
80-95
85-98
75-90
70-95
смол
удаляется
85-98
не удаля- 80-95
 цеолитов
незначиется
тельно
Электролиз
—//—
70-95
—//—
80-95
Озонирование
—//—
80-95
—//—
—//—
Химическое
вос- —//—
—//—
50-90
—//—
становление
Химическая коагу- 30-70
5-15*
не удаля- 20-30
ляция
ется
10
Как видно из таблицы 2 наиболее эффективными, изученными и экономически приемлемыми методами является адсорбция активированным углем с предварительным хлорированием и ионный обмен на синтетических
смолах. Кроме того, ионообменные установки на синтетических смолах позволяют снизить показатели загрязненности по железу и тяжелым металлам в
случае их наличия.
Адсорбция активированным углем с предварительным хлорированием.
Сорбционная установка состоит, как правило, из нескольких параллельно включенных секций (при производительности установки очистки
свыше 30 м3/ч), в каждую из которых входит несколько последовательно соединенных фильтров. Конструкция угольных аппаратов обычно такая же, как
и осветительных фильтров с водяной промывкой. Основные конструктивные
и технологические параметры угольных фильтров, такие, как высота, крупность загрузки, скорость фильтрации и др., изменяются в широких пределах.
Имеются, например, фильтры, у которых высота угольной загрузки составляет от 0,7 до 3 м, крупность гранул от 0,8 до 2,5 мм, скорость фильтрования от
5 до 30 м/ч.
На практике используются одно - и многоступенчатые установки сорбционной очистки. Последние применяют для обработки воды, содержащей
значительное количество загрязнений, и при наличии высоких требований к
качеству очистки.
Активированный уголь (АУ) применяют для удаления из воды растворенных органических веществ, в том числе органического азота. Он не сорбирует аммиак и соли азота, но хорошо сорбирует их соединения с хлором хлорамины.
Для окисления аммонийного азота используют гипохлорит натрия или
хлор.
Процесс адсорбции-хлорирования имеет ряд преимуществ перед другими методами удаления азота: полное превращение аммиака в азот - безвредный газ, низкие капитальные затраты, обеззараживание воды.
Сорбционные методы очистки с использованием микропористых сорбентов обеспечивают конечное содержание вредных веществ в стоках на
уровне ПДК. Эффективность адсорбционной очистки достигает 90-99%.
Сорбция может использоваться и для извлечения из сточных вод поверхностно-активных веществ. Конечная концентрация их может достигать величин 0,1-0,3 мг/л.
Хлорирование воды гипохлоритом натрия.
Хлорное хозяйство является особо опасным с точки зрения возникновения чрезвычайных ситуаций, поэтому в последнее время осуществляются
мероприятия по сокращению объектов, использующих жидкий хлор. Одним
11
из путей снижения опасности, которое предлагает ООО «Экологический
Альянс» является переход на обеззараживание воды гипохлоритом натрия.
Преимущества получения и использования гипохлорита натрия перед
другими хлорирующим реагентами:
1. Установка проста по конструкции и в эксплуатации, безопасна, в отличие от установки получения жидкого хлора, которая требует квалифицированный персонал, точность дозирования хлора, высокую технику безопасности и частую замену коммуникаций.
Конструкция установки включает в себя:
Бак концентрированного раствора соли (растворного бака),
Электролизную ванну (электролизер)
Бак-накопитель раствора гипохлорита,
Выпрямитель.
2. Электролизный гипохлорит натрия, получаемый по ГОСТ 11086-76
универсален в использовании, так как может применяться в пищевой и медицинской промышленности в отличие от гипохлорита натрия получаемого по
ТУ-6-01-1287-84 в диафрагменном электролизере путем растворения газообразного хлора в щелочи и имеющего вследствие технологии высокое содержание щелочи до 90 г/л, что недопустимо в пищевой отрасли и нежелательно
в медицинской.
3. Токсичность воды, обработанной гипохлоритом натрия ниже на 1013% относительно воды обработанной жидким хлором, при этом обеззараживающее действие одинаково в обоих случаях.
4. Скорость коррозии аппаратуры и коммуникаций ниже в 4-20 раз при
использовании гипохлорита натрия в отличие от использования жидкого
хлора.
5. Простота установки, экономичность, надежность, безопасность, универсальность использования позволяет получать гипохлорит натрия высокого
качества в любых количествах по требованию заказчика.
Широко распространенное мнение, что хлор - самый дешевый реагент,
не подтверждается при детальном подсчете.
В таблице 3 приведена технико-экономическая оценка различных вариантов обеззараживания. Без всяких натяжек и даже с запасом выявлено
большое преимущество электролизного гипохлорита, получаемого из поваренной соли на месте потребления. Для предприятий с малыми расходами
активного хлора выявленное преимущество еще больше, так как обязательные затраты на обеспечение безопасности мало зависят от объема производства.
12
Таблица 3. Технико-экономическое сравнение различных вариантов
обеззараживания на расчетный расход хлора 1000 кг/сутки (по материалам
Леноблжилкомхоза, Ассоциации водоканалов Верхней Волги)
Показатели
Хлорная технология
КонцентрироЭлектролизный
ванный гипогипохлорит
хлорит
Стоимость, тыс. руб*.
Итого эксплуата6 321,4
ционных затрат
Себестоимость 1 кг хло17,3
ра
24 364,4
4 357,0
66,8
11,9
* - стоимость указана в ценах 91 г. и несет информационный сравнительный характер.
Описание технологии доочистки
Предлагаемая технологическая схема представлена на схеме 2.
В предложенной технологии очистки, с целью удаления взвешенных
веществ после биологической очистки, применяется коагулянт. В виду того,
что предлагаемая система доочистки дополняет существующие очистные сооружения то, при определенных условиях возможно простейшая реконструкция вторичных отстойников без капитальных затрат на новое строительство.
Дозированная подача коагулянта в очищаемую воду производится
насосом-дозатором. Насос-дозатор дозирует коагулянт непосредственно во
вторичный или третичный отстойник существующих очистных сооружений,
куда подается сточная вода. Отстойник оборудуется центробежной камерой
смешения и хлопьеобразования в котором происходит эффективное перемешивание коагулянта со сточной водой, а также производится подсос воздуха
в воду для наилучшего хлопьеобразования. В камере хлопьеобразования, посредством изменения скорости движения с большей на меньшую и создания
турбулентного движения посредством перегородок, происходит образование
агломератов гидроксида алюминия, способных к сорбции органических загрязнений. Для увеличения эффективности работы вторичных или третичных
отстойников предлагается оборудовать их тонкослойными блоками из пластика.
Далее от отстойника сточная вода поступает в накопительноусреднительную емкость с целью выравнивания подачи сточной воды на систему доочистки, ввиду того, что количество сточной воды в различные часы
суток, а также в зимний и летний период отличается примерно в два – три
раза.
С целью дальнейшей очистки воды от деструктированных компонентов
13
предусмотрен блок грубой фильтрации, в котором происходят два процесса:
1. Окисление растворенных органических соединений и металлов.
2. Фильтрация мелкодисперсных примесей до норм, позволяющих проводить конечную очистку воды на сорбционных фильтрах.
В своем составе блок грубой фильтрации содержит два пенополистирольных фильтра с плавающей загрузкой один из которых работает по прямоточной, а другой противоточной схеме фильтрации. Дальнейшая очистка в
блоке грубой фильтрации производится на сорбционном фильтре. Загрузкой
сорбционного фильтра являются керамзит или цеолит. Критерием выбора загрузки является уточненное требование к очистке воды перед хемосорбционными фильтрами а также и стоимость самой загрузки. Несмотря на невысокие сорбционные свойства керамзита и его низкие регенерационные свойства (до 50 %), основным преимуществом данного сорбента является его
низкая стоимость. Для исключения попадания в хемосорбционные фильтры
мелких взвешенных веществ (не более 5 мг/л) технологией предусматривается фильтрация через нетканые материалы, также установленные в блоке грубой фильтрации. Из камеры сбора осветленной воды блока грубой фильтрации, очищенная до требуемых параметров вода насосом подается на фильтр
с угольной загрузкой.
Ввод гипохлорита натрия производится в двух точках: перед блоком
грубой фильтрации и после него перед подачей на угольный фильтр.
Загрузка фильтра выбирается из расчета наилучшего удаления (сорбирования) органических соединений, специфичных для данного вида стоков.
Технологией предусмотрено использование в фильтрах активированного угля марки БАУ-Б. Дальнейшая фильтрация производится по одноступенчатой
системе катионирования на катионитах, находящихся в натриевой форме.
Для регенерации и приведения катионита в натриевую форму предусмотрены
емкости для растворения NaCl. Целью применения катионообменных фильтров на финишной очистке, является удаление из воды соединений аммиака с
металлами (не перешедших в оксидную или гидроксидную форму), а также
самих металлов, находящихся в виде солей.
Таким образом, пройдя всю технологическую цепочку очистки воды,
из неё удаляются взвешенные вещества и растворенные примеси до норм,
позволяющих производить сброс воды в водоемы культурно-бытового назначения.
14
Схема 2.
15
Технико-экономические показатели
Таблица 4. Основные технико-экономические показатели
№ Наименование
п/
п.
1 Годовая производительность
2 Сметная Общая
стоимость
Проектные работы:
Обследование
Опытно-промышленные испытания
Проектная документация
Оборудование
(технологическое)
СМР
3
Себестоимость
Ед. изм
Проект
тыс. м3
тыс.
руб.
тыс.
руб.
40-350
1055-18620
тыс.
руб.
тыс.
руб.
годовая
тыс.
руб.
3
очистки 1 м стока (го- руб.
дового)
20-45
35-75
300-1500
600 – 15000
100 - 2000
4 - 10
16
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
В основе современной концепции утилизации стоков гальванических
производств лежит определяющий принцип утилизации промышленных отходов – полная экологическая безопасность утилизируемых отходов. Она заключается в извлечении из стоков ионов токсичных металлов (хром, медь,
никель, цинк, олово, висмут и др.) и анионов цианистой, роданистой кислот
до норм сброса сточных вод в открытые водоемы.
После извлечения токсичных ионов органоминеральный шлам, содержащий нерастворимые соединения железа, кальция, магния и др., практически безопасен и может подлежать захоронению на свалках.
Концепция экологически безопасной утилизации стоков гальванических
и травильных производств
В основе проекта заложена современная концепция экологически безопасных методов утилизации гальванических стоков.
Проектом предусматривается:
1.
Значительное сокращение расходов на реагенты при утилизации
стоков.
2.
Регенерация (возвращение в производство) кислот:
а) серной кислоты с маркой ТЧ, пригодной для внутреннего и внешнего
потребления, в частности, для регенерации ионообменных смол;
б) соляной кислоты (по решению заказчика) с маркой ТЧ.
3. Рекуперация тяжелых металлов катодным восстановлением или осаждением ее в виде гидроксида;
4. Локализация от общего шлама цинка, никеля, хрома и т.д. в виде
гидроксидов;
5. Централизованная очистка водных стоков от окислителей, органики,
щелочей, аммиака и карбонатов электрокоагуляцией с минимальной затратой
реагентов. Органоминеральный шлам после электрокоагуляции малотоксичен и пригоден для захоронения на городских свалках;
6. Сточные воды после электрокоагуляционной очистки, фильтрации
через инертные, сорбционные фильтры и обработки электродиализом (при
необходимости – обработка на хемосорбционных фильтрах) пригодны для
вторичного использования или сброса их в канализацию.
Все перечисленное выше достигается выбором химически грамотной
схемы утилизации, включающей планирование стоков гальванических производств, сборку их в накопительных емкостях по типу содержащихся в них
реагентов и направленную обработку стоков с учетом реакционного потенциала примесей–загрязнителей.
17
Оптимальная технологическая схема утилизации гальванических стоков
Стратегию очистки рассматриваемых гальванических стоков определяют их химический состав, концентрация загрязнителей в них, целесообразность применения методов очистки, экономическими затратами и рядом других параметров.
Минимизация затрат по очистке сточных вод гальванических производств достигается путем:
1. Сборки потоков, содержащих соли металлов в отдельные накопительные емкости с целью их индивидуальной обработки (схема 3).
2. Сборкой потоков кислот (серная, соляная) в отдельные накопительные емкости, в дальнейшей их очисткой электродиализом до технически чистых кислот (схема 3).
3. Сборкой всех остальных потоков, содержащих окислители, восстановители, щелочи, карбонаты щелочных металлов, органические соединения, в накопительные емкости и усреднитель с последующей очисткой
смеси гальностоков электрокоагуляцией, фильтрацией и электродиализом.
4. Организация оборотного водоснабжения с использованием локальных установок очистки воды а отдельных операциях.
18
Схема 3
19
Организация оборотного водоснабжения.
Система оборотного водоснабжения предусматривает многоразовое
использование воды в производстве после соответствующей очистки.
Система оборотного водоснабжения может быть централизованной,
локальной и смешанной:
Централизованная система водоснабжения предусматривает централизованную очистку промывной воды, сбрасываемой после всех технологических операций по одному или нескольким трубопроводам, и подачу ее на эти
операции после очистки.
Локальная система водоснабжения предусматривает очистку промывной воды после одной технологической операции и возврат ее на промывку
после этой же операции. Локальные системы, как правило, размещаются рядом или встраиваются в технологическую цепочку (схема 4).
Схема финишной промывки (подача воды и перемещение деталей)
1—ванна промывки водой I категории;
2—ванна финишной промывки водой не хуже III категории;
3 — емкость для воды;
4 — насос;
5 — система обессоливания воды
Схема 4
Смешанная система водоснабжения предусматривает очистку промывной воды на локальных установках от каждой технологической операции со
сбросом очищенных на этих установках вод на централизованные сооружения, доочистки и последующим возвратом на промывку.
На наш взгляд в гальваническом производстве следует применять системы многократного использования воды, обеспечивающие регенерацию
воды и рекуперацию ценных компонентов.
Нами предлагается использование локальных очистных сооружений на
20
линиях гальванического производства и травления на промывных водах с целью их многократного использования.
Область применения воды приведена в табл. 4.
Таблица 4
Катего- Область применения
Дополнительные указания
рия воды
l.
2.
3.
4.
Промывка деталей в операциях
подготовки поверхности к покрытию, кроме категорий 2 и 3
Промывка деталей после опе- Вода, использованная на промывраций травления или нанесения ку, может быть применена попокрытий кроме воды третьей вторно как вода 2-й категории с
категории (финишной промыв- учетом требований
ки.
Приготовление электролитов и Вода, использованная на промывпромывка во всех случаях, ку, может быть применена покроме перечисленных для воды вторно как вода 1-й категории
3-й категории
Приготовление электролитов и Вода, использованная
промывка перед обработкой в на промывку, может быть примеэлектролитах (растворах), со- нена повторно как вода 1 и 2-й каставленных на воде 3-й катего- тегорий
рии*, а также при специальных
требованиях к качеству и
внешнему виду, для особо ответственных деталей
Физико-химические показатели воды, используемой в, гальваническом
производстве, должны удовлетворять требованиям табл. 5.
Наименование показателя
Норма для категории
1
2
1. Водородный показатель рН
6,09,0
6,58,5
2. Сухой остаток,
1000
400
Таблица 5
Метод испытания
3
5,4- Измеряют на рН-метре любой
6,6 модели со стеклянным электродом с погрешностью измерений
+0,1
5,0* ГОСТ 18164
21
мг/дм3, не более
3. Жесткость общая,
мг-экв/дм3, не более
4. Мутность по стандартной шкале, мг/дм3,
не более
5. Сульфаты (SО42-),
мг/дм3, не более
6. Хлориды (С1-),
мг/дм3, не более
7. Нитраты (NO3 - ),
мг/дм3, не более
8. Фосфаты (Р043-),
мг/дм3, не более
9. Аммиак, мг/дм3, не
более
10. Нефтепродукты,
мг/дм3, не более
0,35* ГОСТ 4151
7.0
6,0
2.0
1,5
500
50
0,5* ГОСТ 4388
350
35
0.02* ГОСТ 4245
46
15
0,2* ГОСТ 18826
30
3,5
1,0
10
5,0
0,5
0,3
-
Контроль проводят по действующим методикам, утвержденным в установленном порядке
11. Химическая потребность в кислороде,
мг/дм3, не более
12. Остаточный хлор,
мг/дм3, не более
13. Поверхностно-активные вещества (сумма анионных и неионогенных), мг/дм3, не более
14. Ионы тяжелых металлов, мг/дм3, не более:
железо
медь
150
50
-
То же
1.7
1,7
-
ГОСТ 18190
5,0
1,0
15
5,0
0,4
0,3
1,0
0,1
0,3
0,06 ГОСТ 4011
0,02 ГОСТ 4388
никель
5,0
1,0
цинк
хром трехвалентный
5.0
5.0
1,5
0,5
Контроль проводят по действующим методикам, утвержденным в установленном порядке
0,2* ГОСТ 18293
- Контроль проводят по действующим методикам, утвержден-
-
ГОСТ 3351
ГОСТ 18309
0,02* ГОСТ 4192
Контроль проводят по действующим методикам, утвержденным в установленном порядке
-
22
15. Удельная электрическая проводимость
при 20°С, Ом/м, не более
2•10
-3
ным в установленном порядке
1 • 10 5 •10 Измеряют на кондуктометре
3
любого типа
-
-4
* Нормы ингредиентов для воды 3-й категории определяются по ГОСТ 6709.
Примечание. В системах многократного использования воды допускается содержание вредных ингредиентов в очищенной воде выше, чем в табл. 5, но не
выше допустимых значений в промывной ванне после операции промывки
(табл. 6).
Таблица 6
Наименование компо- Наименование
Наименование
Допустимая
нента или иона элек- операции, перед электролита, перед концентрация
тролита
которой провокоторым провоосновного комдится промывка дится промывка
понента в воде
после операции
промывки
Сд, мг/дм 3
Общая щелочность в
пересчете на едкий
натр
—
Щелочной
Кислый или цианистый
Анодное окисле—
ние алюминия и
его сплавов
Кислота в пересчете
—
Кислый
на серную
Щелочной
Цианистый
Наполнение и
—
пропитка покрытий, сушка
2+
4+
2+
CN общ, Sn , Sn , Zn , Межоперацион—
6+
2+
Сг , Pb
ная промывка,
сушка
2+
CNS , Cd
Межоперацион—
ная промывка,
сушка
2+
+
Cu , Cu
Никелирование
—
Сушка
2+
Ni
Меднение Хромирование, суш—
ка;
800
100
50
100
50
10
10
10
15
2
10
20
10
23
Сушка
—
Соли драгоценных ме- Сушка
таллов в пересчете на
металл
—
Fe2+
3
1
Вывод:
Требуемая степень очистки воды для организации оборотного водоснабжения значительно ниже, чем для сброса в канализацию, на грунт или в
водоемы.
Исходя из того, что себестоимость очистки пямопропорциональна степени очистки соответственно экономический эффект пропорционален расходу воды в виду отсутствия платы за сбросы и потребление воды.
Технологическая схема локальных очистных сооружений представлена
на схеме 5.
Промывочные воды гальванической линии первой и второй ступени
промывки находятся в зацикленной оборотной системе водоснабжения. Воды
с промывных ванн 1, 2 гальванической линии поступает на распределитель,
представляющий собой сборку кранов для перераспределения потока. В нормальном технологическом цикле вода из промывных ванн насосом подается
через фильтр грубой очистки 6 на сорбционные колонны 5. После очистки в
сорбционных колоннах очищенная вода через распределитель 4 подается обратно в промывочные ванны 1, 2. Таким образом происходит очистка воды
в промывочных ваннах до момента насыщения ее тяжелыми металлами в
концентрациях, близких указанных в таблице 5. При насыщении воды до
вышеуказанных концентраций вода с промывочных ванн через распределитель 3 подается в электролизер 10 и после предварительного отстоя через
блок грубой фильтрации 6 и сорбционные колонны 5 возвращается в промывочные ванны гальванической линии.
Для регенерации фильтров предусмотрены емкости для регенерацион-
24
ного раствора 7, 8 и реактор нейтрализации 9. Отработанный регенерационный раствор с сорбционных колонн 5 подается в реактор, после чего
нейтрализуется раствором щелочи с выпадением тяжелых металлов в виде
нерастворимых соединений в гидроксидной форме.
25
Схема 5
26
Технико-экономические показатели
Таблица 7. Основные технико-экономические показатели
№ Наименование
п/
п.
1 Производительность
2 Сметная Общая
стоимость
Проектные работы:
Обследование
Опытно-промышленные испытания
Проектная документация
Оборудование на одну линию
(технологическое)
СМР
3
Себестоимость
Ед. изм
Проект
м3/час
тыс.
руб.
тыс.
руб.
1-10
455-1660
тыс.
руб.
тыс.
руб.
годовая
тыс.
руб.
3
очистки 1 м стока (го- руб.
дового)
10-25
15-35
30-500
350 – 1000
50 - 100
4-8
27
ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ЦИАНСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ
ВОД МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА
По среднестатистическим данным, пыль доменного производства имеет в своем составе, г/м3 : Fe - 33,5; CaO - 5,4; SiO2 - 7,5; Al2O3 - 1,6; MgО 1,5; Zn - 3,8; C - 26,0; S - 0,6; Pb - 0,26.
Кроме указанных соединений, в коксовом газе содержатся другие примеси - оксиды серы (IV), оксиды серы (VI), аммиак, оксиды углерода (IV),
газообразная циановодородная кислота (далее по тексту - циан). Концентрация циана в газе зависит в основном от содержания азота в угольном сырье и
составляет 1,7 - 2,7 г/м3. Вред, наносимый цианом коксового газа оборудованию, оптимальному протеканию технологических процессов (прежде всего сероочистке), окружающей среде и здоровью человека очевиден. Экономически и технологически рациональный метод цианоочистки отходящих металлургических газов затруднен присутствием в последних различных комплексных соединений (например, комплексных соединений аммиака и металла, не поддающихся окислению), требующих для их обезвреживания
определенных подходов и технологий.
Общий химический брутто-состав доменного газа, приведенный выше,
не говорит о конкретном химическом составе химических соединений, на основании которого можно рекомендовать выбор вариантов очистки промывных вод.
Химический состав включений отходящих доменных газов – стандартен и содержит: оксиды (MxOy,
ЭxOy),сульфиды (MxSy),карбиды
(MxCy),нитриды (MxNy,
ЭxNy), цианиды (Mx(CN)y), изоцианиды
(Mx(NCO)y),роданиды (Mx(SCN)y), изороданиды (Mx(NCS)y),хлориды (MxCly,
ЭxCly),нитраты (Mx(NO3)y),нитриты (Mx(NO2)y),карбонаты (Mx(CO3)y),аммиак
(NH3),
где М - металл, Э - неметалл
Эти составляющие в виде взвесей и газов при контакте с водой (мокрая
очистка газов, скрубирование) подвергаются сорбции, хемосорбции, гидролизу, нейтрализации, растворению с образованием кислот, оснований, солей,
образованию аква-, ацидокомплексов и аммиакатов (моно-, полилигандных).
Солеобразные нитриды (элементы I-III главной и побочных групп) при реакции с водой разрушаются с выделением дополнительных порций аммиака и
гидроксидов металлов.
Химический состав исходной воды оборотного цикла шламового хозяйства
содержит: гидроксиды щелочных, щелочно-земельных и тяжелых металлов,
сульфиды, карбиды, сульфаты, хлориды, нитраты, нитриты, карбонаты, гидрокарбонаты, фосфаты, цианиды, роданиды указанных металлов, а также целый спектр растворимых и нерастворимых сложных и простых комплексных
соединений, твердых взвесей нерастворимых сульфидов, карбидов тяжелых
металлов, набор труднорастворимых металлоподобных и алмазо
28
350
307
300
257,4
250
200
110
100
58,3
48,2
53,5
23,4
0
аз
а)
ра
(2
р
(1
зк
у
за
гр
у
ез
ка
ти
о
ка
ти
о
нн
нн
ую
ую
йм
нн
ы
ио
бц
я
че
р
ез
че
р
со
р
ез
ил
ь
Ф
ил
ь
тр
тр
ац
и
я
ац
и
че
р
я
Ф
ац
и
тр
ил
ь
з)
)
л
за
гр
у
ри
а
ат
е
ат
е
йм
нн
ы
ио
бц
со
р
ез
че
р
я
Ф
зк
у
(2
(1
л
ри
а
ьн
ую
ст
ир
ол
и
оп
пе
н
ре
з
ац
и
тр
ил
ь
Ф
ра
за
ра
з)
гр
уз
ку
за
аг
ул
я
ол
кт
р
че
ие
29,2
15,6
я
ци
од
н
ок
о
Ис
х
Эл
е
ва
н
та
и
От
с
Сухой
остаток
(г/дм3)
57,1
52,6
50
ая
Цианиды
(мг/дм3)
166,5
179,5
150
подобных нитридов, не
подверженных гидролизу или
взаимодействию с кислотами и
основаниями.
Примеры продуктов контакта составляющих доменного
газа с водой, приведены ниже:
оксиды
CaO + Н2O = Ca(ОН)2
SO3 + Н2O = Н2SO4
P2O5 + 3Н2O = 2Н3PO4
CO2 + Н2O
Н2CO3
N2O5 + Н2O = 2НNO3
N2O3 + Н2O = 2НNO2
сульфиды
Na2S + 2Н2O = 2NaOH + Н2S
карбиды
CaC2 + 2Н2O = Ca(OH)2 + C2H2 (ацетилен)
нитриды
Ca3N2 + 6Н2O = 3Ca(OH)2 + 2NH3
NCl3 + 4 NH3 = N2 + 3NH4Cl
цианиды, роданиды
Fe(OH)3 + 3НCN = Fe(CN)3 + 3H2O
Fe(OH)3 + 3НSCN = Fe(SCN)3 + 3H2O
хлориды
Fe2O3 + 6НCl = 2FeCl3 + 3H2O
карбонаты
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + Н2O
аммиак
NH3 + Н2O = NH4ОН
NH3 + Н2SO4 = (NH4) 2SO4 и т.д.
комплексы
Fe(CN)3 + 3NaCN = Na3 [Fe(CN)6]
Fe(SCN)3 + 3NaSCN = Na3[Fe(SCN)6]
Fe3+ + 6 CN- = [Fe(CN)6]3Fe2+ + 6 CN- = [Fe(CN)6]4Fe3+ + 6 NН3 = [Fe(NН3)6]3 +
Fe2+ + 6 NН3 = [Fe(NН3)6]2- и т.д.
Малоактивные и инертные карбиды, оксиды, сульфиды остаются в воде оборотного цикла в виде взвесей и химических агрегатов с анионами и катионами вышеперечисленных электролитов.
Очистка подобных сточных вод с целым комплексом инородных токсичных включений в мировой практике относится к категории повышенной
сложности. Наибольшую трудоемкость для очистки вод представляют собой
29
соединения с высокой токсичностью (цианиды и роданиды).
Вышеприведенный многокомпонентный состав вод шламонакопителя
диктует многоступенчатую технологию его химической очистки.
Основными проблемными загрязнителями (в силу своей токсичности)
являются соли цианистой и роданистой кислот.
Принятая в практике технология очистки циан-содержащих стоков
сводится к коагуляции, окислению и электролизу.
Окисление цианидов и роданидов в промывных водах гальванических
производств (гальванопокрытие золотом) хорошо отработано и не представляет трудностей для обезвреживания цианидов и роданидов. Очистка же вод
металлургических комбинатов от цианидов и роданидов отработанными методами осложняется присутствием в воде больших количеств аммиака в
связанном и свободном виде, поскольку он образует буферные растворы и
препятствует окислению цианидов и роданидов как химическими, так и
электрохимическими методами, поскольку окислительно-восстановительный
потенциал
иона
аммония
значительно
выше
окислительновосстановительных потенциалов ионов цианистой и роданистой кислот, и составляет Е0 NH4+/NO3- = + 0,87 В.
Проблема очистки сточных вод от цианидов и роданидов воды после
газоочисток металлургических производств приобрела первостепенное значение.
Разработаны десятки методов обезвреживания сточных вод от ионов
цианидов и роданидов. К ним относятся биологические методы деструкции
циан- и родан-ионов, реагентные, электрохимические, сорбционные, комбинированные.
Биологические методы
Способ основан на жизнедеятельности микроорганизмов, получающих
необходимую энергию при деструкции циано- и цианоподобных (например,
роданиды) структур.
Химреагентные методы
Реагентные методы наиболее многочисленны. Для обезвреживания цианидов и роданидов используются жесткие окислители: гипохлориты, сернистый газ, озон, перекись водорода в присутствии двух-валентного железа и
др.
Окисление идет по схеме:
CN-+2ОH- - 2eCNO-+H2O;
2CNO- + 4ОН2CO2 + N2 + 2H2O + 6e-
30
Электрохимические методы
Приобретают все большую популярность для очистки стоков от тяжелых металлов, цианидов, роданидов и прочих загрязнителей.
Способ основан на электроокислении в электролизере с нерастворимым анодом в присутствии хлор-иона.
Сорбционные методы
В качестве сорбентных используют высокомолекулярные материалы
типа оксимполиакролеина с сорбентной емкостью до 14 мг/г. Способ позволяет повысить степень очистки по данным авторов до 100 %.
Комбинированные методы
Для утилизации сточных вод, содержащих повышенные концентрации
цианидов и роданидов (> 100 мг/л), применяются ступенчатые методы очистки, включающие иногда весь спектр перечисленных методов. В частности,
это является обязательным условием для микробиологической и сорбционной очисток.
Микроорганизмы погибают при концентрациях цианидов выше 50
мг/л, а сорбционные фильтры - имеют ограниченную динамическую емкость.
В целях исследования загрязненных вод оборотного цикла шламового
хозяйства газового цеха одного из металлургических производств России,
ООО «Экологический Альянс», провело теоретические и экспериментальные
исследования. В результате которых выяснилось, что:
- при переработке железорудного сырья образуется большое количество железосодержащих отходов в виде пылей и шламов газоочистных сооружений доменных производств, выход которых составляет около 1% от
массы сырья и полуфабрикатов или 7-8% конечного объема производства
металлургических заводов. Содержание железа в твердых отходах доменного
и сталеплавильного производства составляет 33-70% в пересчете на приведенное, кроме того, в них отмечается большое содержание оксидов цинка (120%), свинца и щелочных металлов.
- малоактивные и инертные карбиды, оксиды, сульфиды остаются в
воде оборотного цикла в виде взвесей и химических агрегатов с анионами и
катионами вышеперечисленных электролитов.
- химический состав исходной воды оборотного цикла шламового хозяйства
содержал: гидроксиды щелочных, щелочно-земельных и тяжелых металлов,
сульфиды, карбиды, сульфаты, хлориды, нитраты, нитриты, карбонаты, гидрокарбонаты, фосфаты, цианиды, роданиды указанных металлов, а также целый спектр растворимых и нерастворимых сложных и простых ком
31
плексных соединений, твердых взвесей нерастворимых сульфидов,
карбидов, тяжелых металлов, набор труднорастворимых металлоподобных и
алмазоподобных нитридов, не подверженных гидролизу или взаимодействию с кислотами и основаниями.
Химический состав исследуемой воды шламонакопителя определил
порядок и технологию её очистки до норм сброса в открытые водоемы в соответствии с ПДК.
Предлагаемая схема утилизации циансодержащих сточных вод:
Электрокоагуляция;
Электроокисление;
Электродиализ;
Хемосорбционная очистка.
В ходе проведения опытно-промышленных испытаний выяснилось, что
общепринятый и рекомендованный метод электрохимического окисления
цианидов и роданидов СНиП 2.04.03-85 не дал положительного эффекта. Так
же не дал положительного эффекта методы окисления цианидов и роданидов
гипохлоритом натрия и озоном. При всех методах окисления снижение концентраций цианидов и роданидов прошло не более, чем на 10%.
1.
2.
3.
4.
Отстаивание Фильтрация Фильтрация
через
через
через
пенополисти
катионную
катионную
Фильтрация
через
Исходная
Электрокоаг
рольную
загрузку
загрузку
анионную
Эффективно
проба
уляция
загрузку
(1 раз)
(2 раза)
загрузку
сть очистки
85-1090
120-730
100-420
133
24
40
96,3%
50
5
50
0,2
1,5
0,5
до 100%
8,85
9,25
9,25
7,1
6,3
7,45
80,2%
роданиды(мг/дм3)
306,5
246,7
890
150,9
78,1
0,57,2
99,9%
Сульфаты (г/дм3)
2642
2182
1441
712
1029
885
73,0%
Сухой остаток (г/дм3)
110
110,6
61,4
13,6
7,9
5,7
94,8%
Ингредиенты
Общая щелочность (мгэкв/дм3)
Общая жесткость (мгэкв/дм3)
Водородный показатель
рН
Цианиды +
Дальнейшие исследования показали, что причиной блокирующей окисление цианидов и роданидов является аммиак, окислительновосстановительный потенциал которого значительно выше чем, окислительно-восстановительный потенциал роданидов и цианидов.
Помимо проблем возникающих при окислении, аммиак создал значительные трудности при удалении цианидов и роданидов хемосорбционным
методом, т.к. он занимал значительную часть сорбционной емкости фильтрующего материала.
Проблема «аммиачного эффекта» была решена простым и эффективным методом, не имеющим аналогов в мировой практике - удалением аммиака из очищаемой воды при помощи формальдегида.
Предлагаемая ООО «Экологический Альянс» технологическая схема
очистки циансодержащих вод системы оборотного водоснабжения шламового хозяйства газового цеха металлургического комбината удовлетворяет всем
32
требованиям ПДК для сброса в открытые водоемы рыбохозяйственного
назначения и может быть предложена для любых металлургических производств.
33
Технико-экономические показатели
Таблица 8. Основные технико-экономические показатели
№ Наименование
п/
п.
1 Производительность
2 Сметная Общая
стоимость
Проектные работы:
Обследование
Опытно-промышленные испытания
Проектная документация
Оборудование на одну линию
(технологическое)
СМР
3
Себестоимость
Ед. изм
Проект
м3/час
тыс.
руб.
тыс.
руб.
10-200
По проекту
тыс.
руб.
тыс.
руб.
годовая
тыс.
руб.
3
очистки 1 м стока (го- руб.
дового)
45-75
75-150
500-1500
По проекту
По проекту
10-20
34
УСТАНОВКА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ МА СЛОНЕФТЕПРОДУКТОВ И ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
УОНП-01-06-ПС
Назначение и область применения
Установка очистки дождевых и талых вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ (далее по тексту УОНП) предназначена для сбора, накопления и очистки дождевых стоков с территории АЗС и территорий промышленных предприятий.
Данная установка позволяет значительно снизить показатели загрязненности воды до экологически безопасных значений, утвержденных экологическими службами, и исключить попадание загрязнений в грунтовые воды, почву, водоемы, и реки. Применяемая технология отвечает требованиям
санитарно - гигиенических служб. Установка предназначена для интенсивной
очистки воды, загрязнённой нефтепродуктами и взвешенными веществами.
Система очистки сточных вод может применяться для оснащения АЗС,
промышленных площадок, расположенных как на трассах, так и в черте
населённых пунктов, а так же для очистки вод на мойках с оборотным водоснабжением. УОНП надёжна в работе и проста в эксплуатации.
УОНП не требует энергозатрат и дополнительного обслуживающего
персонала, а так же постоянного контроля за ее работой. Обслуживание установки производится по мере накопления нефтепродуктов и шлама. ООО
«Экологический Альянс» производит нефтеочистные сооружения, производительностью от 0,1 л/сек до 20 л/сек. Возможно, изменение производительности и качества очистки УОНП по желанию Заказчика, на основании
выданного им технического задания.
Технические характеристики
Таблица 9. Технические характеристики УОНП
№
п/п
1.
2.
3.
Наименование показателей
Ед.
изм.
Расчётный объём загрязнённого стока воды,
подлежащего очистке
л./с
1,0
3,0
6,0
а) по взвешенным веществам
мг/л
1000
1000
1000
б) по нефтепродуктам
мг/л
500
500
500
Показатель
Концентрация загрязнений в стоке воды, до
очистки:
Концентрация загрязнений в стоке воды, после очистки:
35
4.
а) по взвешенным веществам, до
мг/л
б) по нефтепродуктам
мг/л
15/2,5
15/2,5
0,05/0,3 0,05/0,3
15/2,5
0,05/0,3
Габаритные размеры УОНП *:
а) высота
мм
1875
2300
2500
б) ширина
мм
1250
1250
2500
в) длина
мм
2500
4000
4500
5.
Диаметр входной трубы
мм
50
57
100
6.
7.
Диаметр выходной трубы
Высота расположения входной трубы
мм
мм
75
1600
75
1800
150
2100
8.
Высота расположения выходной трубы
мм
1400
1550
1800
9.
Масса «сухого» комплекта
кг
440
680
980
10. Режим работы
непрерывный
11. Потребление электроэнергии
отсутствует
12. Периодичность обслуживания
13. Гидравлическая система герметична
14. Материалы и покрытия
два раза в год (весна, осень)
при рабочих давлениях **
стойкие к воздействию загрязненной
воды
* габариты УОНП могут быть изменены в зависимости от условий эксплуатации или по требованию
заказчика
** движение жидкости самотёком
Комплект поставки
Таблица 10
№ п/п
1.
2.
3.
4.
5.
Наименование
Установка очистки
Пенополистирол дробленый
Керамзит дробленый
Ткань фильтровальная
Ткань сорбционная
5.
Насос
6.
Техническая документация
Кол-во
1 шт.
Примечание
В зависимости от производительности
УОНП
1 шт.
по желанию
заказчика
1 комплект
*** по желанию заказчика или по требованию проектной организации возможно
изготовление оголовка (при сильном заглублении)
Устройство и принцип работы
Установка состоит из корпуса с системой перегородок вертикального и
наклонно – горизонтального размещения, образующих пять (шесть) рабочих
камер. Входные и выходные трубы откалиброваны под определённый диаметр в зависимости от пропускной способности установки, что гарантирует
нормальную работу установки при залповых выбросах или при превышении
подачи воды расчетно-установленной пропускной способности установки.
36
В первую камеру установлен тонкослойной блок.
Во вторую и третью камеру установлен пенополистирольный фильтр
(вспененный или дробленый пенополистирол).
В четвертую камеру установлен керамзитный фильтр.
В пятую камеру установлен сорбционный фильтр с выходной трубой
имеющей сорбционную насадку из специального нетканого материала с заранее определенными свойствами в зависимости от степени очистки воды и
количества очищаемых ингредиентов (без выходной трубы в зависимости от
конструкции, в этом случае выходная труба устанавливается в отдельной камере).
Блок тонкослойного отстаивания установлен на входящем нисходящем
потоке и служит для наиболее интенсивного осаждения крупных и средних
взвешенных частиц и твёрдых осадков, в нём также происходит процесс первоначального отстоя нефтепродуктов за счет разницы удельного веса воды и
нефти, а также первоначальная интенсивная агломерация нефтепродуктов
для их ускоренного всплытия и дальнейшего удаления.
Во второй и третьей камере на восходящем и нисходящем потоке установлен фильтр с плавающей загрузкой (далее по тексту ФПЗ), служащий для
улавливания наиболее мелких нефтяных частиц и агломерации нефтепродуктов за счет контактной коагуляции для их дальнейшего всплытия и конечной,
тонкой очистки воды от нефтепродуктов до необходимых параметров на
сорбционных фильтрах.
В четвёртой камере на восходящем потоке установлен керамзитный
фильтр, служащий для улавливания наиболее мелких нефтяных частиц за
счет сорбционных свойств гранул. В нем происходит дальнейшая агломерация нефтепродукта и ускоренное разделение жидкости по фракциям нефтьвода.
Кассетный сорбционный фильтр установлен в пятой камере на нисходящем потоке жидкости для конечной тонкой очистки воды от нефтепродуктов до необходимых параметров. Насадка на выходной трубе предназначена
для тонкой очистки от взвешенных и нефтепродуктов, а также снижения
СПАВ, Проходя данную систему очистки, вода на выходе из УОНП на 99,8%
освобождается от взвешенных частиц, а по содержанию нефтепродуктов от
0,05 мг/л до 0,3 мг/л., согласно требованиям «Заказчика».
37
1- ÿ êàì åðà
2- ÿ êàì åðà
3- ÿ êàì åðà
4- ÿ êàì åðà
Ñî ðáèî í í ûé ô èëüò ð
Âõî ä
Âûõî ä
Áëî ê ò î êî ñëî éí î ãî
î ò ñò àèâàí èÿ
Ï åí î ï î ëèñò èðî ëüí ûå ô èëüò ðû
Êåðàì çèò í ûé ô èëüò ð
Ñõåì à 6
Указания по эксплуатации
Нефтеочистные сооружения УОНП устанавливаются на существующей
системе ливнёвой канализации с использованием естественных уклонов, что
исключает необходимость использования перекачивающего оборудования
ступени подъема воды и дополнительного обслуживания.
Для предотвращения накапливания статического электричества и
блуждающих токов установка должна быть заземлена. Во избежании снижения выходных параметров установки перед входной трубой УОНП желательно смонтировать емкость – отстойник (целесообразность установки емкости – отстойника определяется «Заказчиком» или предприятием изготовителем на основании анализов ливнёвых вод на входе в устройство). Регламентные работы производятся не реже 1 раза в шесть месяцев или по мере
накопления нефтяной плёнки и нефтешлама в 1-ой и во 2-ой камерах. Толщина нефтяной плёнки не должна превышать 10 мм.
Выемка и замена фильтрующих элементов не является техноёмким
процессом и производится вручную. Из 1-й и 2-й камер удаляется накопившийся нефтепродукт, откачивается вода с последующим удалением осевшего
твёрдого осадка. Сорбент и пенополистирол в фильтрах меняется по мере
ухудшения выходных параметров установки. Весь собранный нефтепродукт,
твёрдый осадок и использованный сорбент подлежат обязательной утилизации.
Перед началом работ по обслуживанию УОНП, технический персонал
должен изучить техническую документацию по обслуживанию УОНП, пройти инструктаж по правилам техники безопасности, экипироваться соответствующей спец. одеждой и необходимым инвентарем.