Блоги

Рекомендации по применению перспективных технологических операций при создании систем промышленного водоснабжения Многие новые технические разработки в области водоподготовки и очистки сточных вод – это хорошо забытые старые технологические приемы, которые применялись еще в 20 веке советскими специалистами-водниками. Об этих разработках следует помнить инженерам-экологам предприятий и применять их с использованием современного оборудования и реагентов. Данная техническая политика позволит предприятию снизить объем затрат на создание систем промышленного водоснабжения и обеспечит экологическую безопасность близлежащих водоемов. 1.В черной и цветной металлургии широко применяют процесс травления для обработки проката с использованием различных кислот. В ходе травления металла образуется большой объем кислых стоков, для обезвреживания которых требуется дорогостоящие очистные сооружения. С целью сокращения затрат на очистку целесообразно до 50-70 % нейтрализованной воды вернуть на повторное использование для первичной промывки металла. В 80-х годах прошлого века такие схемы были реализованы на целом ряде заводов по обработке цветных металлов бывшего Союза. Для предотвращения процесса гипсации трубопроводов применяли такие технологические приемы как фильтрацию через инертную загрузку, аэрацию со стабилизацией(выдержка в емкости до суток),применение комплексонов. В настоящее время стабилизация нейтрализованной воды (при ее возврате на повторное использование) может быть достигнута более эффективными способами, которые сейчас широко используются для предотвращения солеотложения при добыче нефти. 2.При создании современных оборотных циклов водоснабжения для промышленных предприятий стали широко применять в качестве подпитывающей воды –обессоленную воду, полученную с помощью ультрафильтрации, обратного осмоса и выпарки. На создание таких схем требуются огромные капитальные затраты. Стабильная работа оборотной системы ,как показали исследования и практика водников 20 века, может быть обеспечена за счет умягчённой подпиточной воды, полученной с помощью двухступенчатого натрий катионирования. Создание таких схем обходится значительно дешевле, чем схем по получению обессоленной воды. Солесодержание умягченной воды( по хлориду натрия) в ходе эксплуатации оборотной системы может достигать 1,5-2.2 г/л. Но, как показала практика прошлых лет, коррозия труб незначительна, а в настоящее время ее можно свести к минимуму за счет применения современных ингибиторов. Природоохранная технология очистки засоленных стоков реализуется за счет повторного использования сточных вод станции водоподготовки и выделения солей жесткости в составе товарного продукта. Практическое значение данного технологического приема -это внедрение предложенного способа очистки засоленных стоков на станциях водоподготовки, что позволяет улучшить состояние близлежащих водоемов за счет исключения сброса высокоминерализованных сточных вод. При этом можно сэкономить 90-95% хлористого натрия, который используется для регенерации натрий-катионитовых фильтров и на 90% уменьшить расход воды на приготовление регенерационного раствора и промывку фильтров. В результате реализации данного метода образуется отход, насыщенный солями кальция и магния, который может быть использован в качестве известково-магниевого удобрения для нейтрализации почв с повышенной кислотностью и для улучшения минерального питания растений. 3.При очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов с помощью нейтрализации известью целесообразно использовать такой технологический прием как наработка плотного осадка(возврат в голову процесса определенной части образующегося при нейтрализации гидроокисного осадка ), что позволяет снизить объем осадка на 30-45% и улучшить его фильтрационные свойства. Кроме того, при нейтрализации кислых стоков, содержащих соли железа и ионы тяжелых металлов, для повышения глубины очистки следует применять такие реагенты как сульфид или гидросульфид натрия. Перспективным реагентом для снижения концентрации тяжелых металлов при нейтрализации является силикат натрия. 4.На металлургических предприятиях в ходе технологических процессов образуются большое количество сточных вод с повышенным содержанием нефтепродуктов(отработанные эмульсии, промывные растворы, стоки нефтебаз и т.д.).Для очистки подобных сточных вод вместо отстаивания целесообразно применять напорную флотацию. Наиболее эффективным оборудованием для оформления процесса флотации являются отстойники –флотаторы, позволяющие не только повысить глубину очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ, но и значительно сократить рабочие площади для установки очистного оборудования. Отстойник-флотатор представляет собой комплексный аппарат, состоящий из флотационной камеры и соосно расположенного отстойника с тонкослойными элементами. Отстойник и флотационная камера сообщаются между собой через основание аппарата - отстойник. Отстойник представляет собой емкость в форме цилиндра, в центре которого расположена флотационная камера, а на периферии установлены тонкослойные элементы. Флотационная камера оборудована системой тангенциального распределения исходной воды, которая обеспечивает эффективное смешение воды с реагентами и ее аэрацию. Технический результат - обеспечение двухступенчатой очистки стоков (при этом аппарат занимает минимальные площади в производственном помещении), потребление незначительного количества энергии и обеспечение высокого качества очистки сточных вод от нефтепродуктов, жиров и взвешенных частиц. 5.Электрокоагуляция Очистка промышленных сточных вод методом электрокоагуляции основана на электролизе с использованием металлических (стальных или алюминиевых) анодов, подвергающихся электролитическому растворению под воздействием электрического поля. Метод электрокоагуляции технологически достаточно прост и эффективен — его используют для удаления из сточных вод неорганических и органических загрязнений — тяжелых металлов, хроматов, фосфатов, тонко диспергированных примесей, эмульгированных масел, жиров и масел и нефтепродуктов, органических взвесей и т.д. Вследствие растворения анодов вода обогащается соответствующими катионами металлов, образующими затем в нейтральной и слабощелочной среде гидроокисью алюминия или гидрозакисью железа, которая под воздействием растворенного в воде кислорода переходит в гидроокись железа. Гидроокиси металлов обладают повышенной коагуляционной активностью и сорбционной способностью, что обеспечивает эффективную коагуляцию дисперсных примесей с участием продуктов электролиза. В настоящее время в промышленно развитых странах мира очистка сточных вод методом электрокоагуляции применяется достаточно широко на предприятиях машиностроения и при водоподготовке, когда отработанная вода характеризуется высоким уровнем содержания солей тяжелых металлов, нерастворимых осадков, технических масел и нефтепродуктов. Электрокоагуляцию также можно применять для осветления и обесцвечивания воды, удаления из нее железа, кремния, хрома, СПАВ и радиоактивных веществ, а также для очистки воды от биологических загрязнений. Наряду с электрокоагуляцией при наложении электрического поля происходит также: электролиз воды; поляризация коллоидных частиц; движение заряженных частиц в электрическом поле (электрофорез); окислительно-восстановительные процессы; химические реакции между ионами Аl 3+ или Fe2+ , образующимися при электролитическом растворении металлических анодов и некоторыми содержащимися в воде ионами (S2- , РO43- ); взаимодействие продуктов электролиза друг с другом; флотация твердых частиц пузырьками газообразного водорода, выделяющегося на катоде; сорбция ионов и молекул растворенных примесей на поверхности гидроксидов железа и алюминия, обладающих значительной сорбционной способностью. Электрохимический способ, в частности электрокоагуляция, находит все более широкое применение в области водоподготовки в тех случаях, когда традиционные способы механической и физико-химической обработки воды оказываются недостаточно эффективными. Основными преимуществами электрокоагуляции являются: компактность и простота эксплуатации установки для осуществления процесса электрокоагуляции; отсутствие реагентного хозяйства. Применение напорного типа электрокоагулятора позволяет работать с использованием в качестве анодного материала железных отходов в виде стружки и обрези. В электрокоагуляторе открытого типа в качестве анода используется листовое железо, что значительно удорожает процесс очистки воды. На протяжении многих лет метод электрокоагуляции с использованием алюминиевых электродов применялся как способ электрохимического ввода в обрабатываемую жидкость коагулянта — гидроксида алюминия. Кроме того, было показано, что при электрокоагуляционной обработке сточных вод с использованием железных электродов можно осуществлять восстановление шестивалентного хрома и проводить соосаждения ионов тяжелых металлов на гидроксиде железа. Метод электрокоагуляционного восстановления шестивалентного хрома был внедрен в качестве локального способа очистки хромсодержащих сточных вод на многих предприятиях цветной металлургии и машиностроения бывшего СССР. 6. В передовых промышленных странах все более широкое распространение для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов получает метод ферритизации. Железо в вод¬ном растворе с рядом металлов образует комплексные соединения по реакции: (3-x)Fe2++xM2++6OH-Fe3-x(OH)6 При последующем окислении они превращаются в ферриты: Fe3-xMx(OH)6+O2Mx Fe3-xO4 Образовавшиеся ферриты образуют шпинелевые кристаллические структуры черного цвета, выпадающие в осадок. Отделение ферри¬тов от воды может быть произведено одним из двух методов - фильтрацией или магнитной сепарацией, т.к. выделенные вещества обладают сильными магнитными свойствами. В процессе электрокоагуляционной очистки сточных вод от шестивалентного хрома и других ионов тяжелых металлов образуется большое количество гидроксидов двух и трехвалентного железа. Образование ферри¬тов позволяет не только улучшить структуру осадков и облегчить их переработку, но и значительно повысить глубину очистки воды от ионов тяжелых металлов. Практика использования данного способа очистки воды показала, что связывая ионы тяжелых метал¬лов в ферриты, можно снижать содержание последних в сточных водах до 0,001мг/л. Для осуществления метода ферритизации требуемое оборудование невелико по весу и объему и возможно его размещение внутри здания. Следовательно, стоимость очистных соо-ружений значительно снижается.

Ключевые слова: сточные воды, технология очистки воды, электрокоагуляция, ферритизация, нейтрализация, натрий-катионирование

---

Добавить комментарий 0