О ЖУРНАЛЕ | ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ ЖУРНАЛА | ОТЗЫВЫ | ПОДПИСКА | РЕКЛАМА: В ЖУРНАЛЕ В ИНТЕРНЕТ

Вход

Регистрация

Новости проекта

30.04.2025 Конференция «Экология производства в Сибири»

21.04.2025 КЭР в 2025: получение и ведение деятельности

21.04.2025 СЗЗ: какие изменения ожидают в связи с вступлением в силу МР 2.1.1.0358-24?

Карта портала

Экологический контроль

Экологическое нормирование

Обращение с отходами

Экологический мониторинг

Экологическая экспертиза

Экологические технологии

Экологические платежи

Охрана окружающей среды

Экологический менеджмент

Экологическое право

Подписка на журнал

ВЫПУСК №11 2006

Журнал "Экология производства" - Просмотр выпуска №11 2006 г.

Архив номеров | Подписка

В следующем номере

Новые правила обращения с ТКО
Расчет рассеивания в документах предприятия
Обязательное условие выездного обследования
Идентификация продукции в системе РОП

Опыт разработки, проектирования и внедрения новых технологий в области питьевого водоснабжения и очистки промышленных и ливневых сточных вод

» Архив номеров » Вернуться к содержанию выпуска

Авторы: Галкин Ю.А., Уласовец Е. А., Селицкий Г.А.

Эко-Проект создан в 1993 году специалистами, имевшими большой опыт научно-технических разработок, генерального проектирования и внедрения объектов водного хозяйства в черной металлургии, машиностроении и коммунальном хозяйстве.

Эко-Проект является Лауреатом Национальной Экологической Премии за 2004г. в номинации «Экологическая наука и технологии», Лауреатом национальной премии « За укрепление безопасности России» в номинации «Экологическая безопасность» и обладателем других престижных наград.

НПФ «ЭКО-ПРОЕКТ» выполняет следующие виды работ по предприятиям энергетики, металлургии, машиностроения, транспорта, коммунального хозяйства и других отраслей:

обследование предприятий с составлением водных балансов, анализом технического состояния и качества работы действующих очистных сооружений и систем водного хозяйства;
разработка рекомендаций по достижению требуемых параметров работы существующих систем и сооружений путем совершенствования технологического режима, реконструкции, модернизации оборудования, внедрения высокоэффективных реагентов;
разработка новых технологий очистки природных и сточных вод, обезвоживание и утилизация отходов водоочистки;
выполнение технических предложений, технико-экономических обоснований и рабочих проектов;
изготовление, поставка и монтаж специального водоочистного оборудования любой производительности и готовых очистных комплексов малой производительности;
поставка новых высокоэффективных реагентов для очистки природных и сточных вод и обезвоживания отходов водоочистки, разработанных в УралИНЭК (НПП «ЭКОПЛЮС»);
пуск и наладка систем и сооружений, обучение персонала.

Указанные виды работ осуществляются с использованием прогрессивных технологий, оборудования и реагентов по следующим объектам:

установки и сооружения очистки природных вод для технических и хозяйственно-питьевых целей;
установки и сооружения для очистки промышленных, промышленно-ливневых и дождевых сточных вод от взвешенных, коллоидных, эмульгированных (нефтепродукты и др.) и растворенных (органические соединения, ионы тяжелых цветных металлов) веществ;
установки для стабилизационной обработки воды;
установки для механического обезвоживания и утилизации отходов водоочистки (осадков, замасленных и токсичных шламов, нефтепродуктов и др.);
локальные и общезаводские, в том числе замкнутые и малоотходные, системы оборотного водоснабжения с прогнозными расчетами на ПЭВМ химического состава воды по специальным, разработанным нами программам

2. Характеристика конструкторских разработок водоочистного оборудования, применяемого в схемах очистки промышленных и ливневых сточных вод.
2.1 Конструкторские и технологические преимущества отстойника- флокулятора.

Отстойники-флокуляторы применимы для решения практически всех вводно-экологических задач: очистки оборотных, сточных и ливневых вод, а также водоподготовки для питьевых и технических целей.
Особенностями аппаратов являются:

небольшие габаритные размеры вследствие высоких удельных гидравлических нагрузок – до 10 м3/(м2•ч). что приближается по этому показателю к флотационным аппаратам, но при значительно меньших энергозатратах. Так, аппарат с технологическим диаметром 10м заменяет собой обычный радиальный отстойник диаметром 30м, что позволяет снизить стоимость отстойных сооружений в сравнении с аналогами в 2-2,5 раза даже при размещении отстойника-флокулятора в здании; последнее принципиально улучшает условия эксплуатации и ремонта, а также надежность работы;
возможность применения как в реагентных, так и в безреагентных схемах очистки воды;
проведение процессов коагуляции, флокуляции и осаждения примесей воды в гидродинамических режимах, близких к оптимальным, что обеспечивает высокую эффективность очистки воды;
высокая устойчивость процесса очистки при изменяющихся расходе, концентрации примесей и температуре воды;
возможность оперативной ручной, а при необходимости – автоматизированной корректировки гидродинамического режима работы аппарата при изменении условий очистки воды;
процессы постоянной или периодической откачки осадка и удаления всплывающих нефтепродуктов механизированы и осуществляются в автоматическом режиме;
аппараты изготавливаются из металла и поставляются транспортными узлами, что позволяет смонтировать их на площадке и запустить в работу за 2-3 месяца.

Благодаря использованию современного водоочистного оборудования, высоконадежной отечественной трубопроводной арматуры и эффективным проектным решениям откачка осадка из отстойника-флокулятора, промывка фильтров, включение и отключение насосов, вентиляторов градирен и все другие операции контролируются и управляются с автоматизированного рабочего места оператора. Одновременно ведется автоматизированный учет расхода воды, реагентов, энергоносителей, времени наработки оборудования после ремонтов и техобслуживания, показ его состояния и другой информации.

2.2 Характеристика вспомогательного оборудования , конструкция которого разработана НПФ»Эко-проект» ( Дозаторы,смесители, сгустители)
3.Технологические схемы очистки оборотной воды, разработанные для металлургических предприятий.

В настоящее время большинство существующих систем оборотного водоснабжения предприятий черной и цветной металлургии, машиностроения, военно-промышленного комплекса технически и морально устарели. Их уровень часто соответствует состоянию технических решений первой половины ХХ в. Многие производства работают по прямоточной схеме водоснабжения.

Таким образом, к полная реконструкция очистных сооружений систем оборотного водоснабжения и переход с прямоточных оборотным системам, является важной экологической и социальной задачей. Ее значимость увеличилась в связи с начавшимся в последние годы промышленным подъемом в России.

Специалисты фирмы «ЭКО-ПРОЕКТ» приобрели в течение десятилетий уникальный опыт создания систем оборотного водоснабжения, включая разработку технологии, проектирование, консультирование, изготовление и монтаж оборудования, пусконаладку и сервисное обслуживание.

Работающими объектами являются:

Нижнетагильский металлургический комбинат. Очистные сооружения системы оборотного водоснабжения машин непрерывной разливки стали кислородно-конверторного цеха. Система оборотного водоснабжения машин непрерывного литья заготовки (МНЛЗ) №1…4 кислородно-конверторного цеха на производительность 3 тыс. м3/ч. Технология очистки оборотной воды предусматривает очистку в цеховой яме для окалины, осветление на отстойниках-флокуляторах и доочистку на антрацито-кварцевых напорных фильтрах. Качество очищенной воды по нефтепродуктам и взвешенным веществам с запасом соответствует требованиям технологического регламента.
Нижнесергинский металлургический завод. Система оборотного водоснабжения проволочного стана Нижнесергинского метизно-металлургического завода. Производительность системы 600 м3/ч. Загрязненная оборотная вода цеховыми насосными станциями подается для осветления на отстойник-флокулятор фирмы «ЭКО-ПРОЕКТ» диаметром 10м, после чего проходит доочистку на напорных осветительных фильтрах ОАО «Пензхиммаш», охлаждается на малогабаритных градирнях «Итерна» и подается потребителям. Очистка промывной воды фильтров после усреднения расхода производится на отдельном отстойнике-флокуляторе диаметром 3м с применением реагентов. Все оборудование смонтировано в двухэтажном здании. Управление откачкой осадка из отстойника-флокулятора, промывкой фильтров и другими технологическими операциями осуществляет автоматизированная система. Качество очистки воды с запасом соответствует требованиям технологического регламента.

Важнейшим очистным аппаратом систем оборотного водоснабжения является отстойное оборудование. Фирма «ЭКО-ПРОЕКТ» разработала, запатентовала и изготавливает отстойники-флокуляторы на производительность от 0,5 до 1200 м3/ч. Ведется разработка аппаратов на еще большую производительность. Это позволяет создавать системы оборотного водоснабжения для самых крупных производственных объектов.

4.Разработка комплексных схем водоснабжения промышленных предприятий с прекращением сброса сточных вод в открытые водоемы.

Разработанная технологическая схема водоснабжения и очистки сточных вод основана на использовании типовых реагентов и оборудования заводского изготовления.

Данная технология позволяет очистить воду до норм ПДК от таких загрязнителей как железо, медь, цинк, мышьяк, алюминий и др..

Кроме того, в данной технологической схеме не используются пруды-шламонакопители, которые в настоящее время на многих предприятиях Урала превратились в объекты потенциальной угрозы техногенной катастрофы.

Последовательность операций при данном варианте технологической схемы следующая.

Сточные воды из усреднителя подаются в смеситель, куда вводятся известковое молоко и флокулянт (ПАА), после смесителя поддерживается рН обработанной воды в пределах 8,5-9,5. Вода из смесителя поступает в камеру реакции. Камера оборудована фильтросными трубами, через которые подается воздух. Воздух используется как окислитель для перевода двухвалентного железа в трехвалентное. Одновременно за счет подачи воздуха осуществляется интенсивное перемешивание воды, что способствует прохождению реакций нейтрализации и формированию частиц гидроокисей металлов. Вода из камеры реакции поступает в осветлитель-флокулятор.

Осадок из осветлителя периодически сбрасывается в шламоуплотнитель .

Из шламоуплотнителя шлам насосом подается для обезвоживания на специальный фильтр-пресс. Обезвоженный осадок с влажностью 50-70 % вывозится в специальный шламонакопитель на территории предприятия. Его утилизация может быть реализована путем подшихтовки к медному концентрату,который поступает в печь ПЖВ. Фильтрат от пресс-фильтра направляется в усреднитель сточных вод, т.е. в голову процесса.

Вода из отстойника-флокулятора поступает в смеситель, в который дозируется 5% раствор сульфида натрия(или сульфид содержащий реагент) для связывания оставшихся в растворе ионов тяжелых металлов. Для связывания свободных сульфид-ионов в смеситель может дозироваться сульфат двухвалентного железа и флокулянт. Обработанная таким способом вода подается на механический безнапорный открытый фильтр с кварцевой загрузкой. В качестве загрузки используется кварцевый песок фракции –0,8-1,2 мм. Высота фильтрующего слоя -1,20 м. Фильтрованная вода под остаточным напором поступает в пруд-стабилизатор, рассчитанный на пребывание в нем воды не менее пяти суток. В стабилизаторе идет выпадение солей кальция за счет образования карбонатов под воздействием углекислого газа воздуха, а также снижение концентрации сульфатов за счет выпадения гипса и разбавления воды атмосферными осадками.

Пруд-стабилизатор необходим для дополнительного повышения глубины очистки. За время пребывания воды в стабилизаторе под воздействием воздуха произойдет снижение рН, а также произойдет понижение концентрации сульфата кальция до уровня его растворимости при данных условиях (температура, солесодержание).

Так как в настоящее время не разработаны приемлемые по технико-экономическим параметрам методы для очистки сточных вод от сульфатов и хлоридов, то для условий большинства промышленных предприятий Урала использование пруда-стабилизатора будет способствовать снижению концентрации сульфатов в осветленной воде за счет разбавления атмосферными осадками и за счет выпадения гипса.

Осветленную и стабилизированную воду из пруда-стабилизатора с помощью регулируемого водоотводного колодца можно или непосредственно выпустить для сброса в водный объект или осуществить такой сброс через систему ботанических площадок, которые за счет развития высшей растительности могут быть дополнительно очищены от взвеси, ионов, тяжелых металлов и солей кальция и магния. В соответствии с научными разработками ботанические площадки рассчитываются, исходя из условия, что для 1 м3/час сточных вод требуется 120 м2 площади ботанической площадки.

Необходимо отметить , что за счет оптимизации процессов реагентной обработки сточных вод по предлагаемой технологии, а именно:

поддержание необходимого диапазона величины рН для осаждения гидроксидов тяжелых металлов;
использование процессов соосаждения ионов тяжелых металлов на гидроксиде трехвалентного железа, фосфате и карбонате кальция;
введение в оптимальных дозах сульфид-содержащих реагентов в осветленную воду после нейтрализации;
применение процесса карбонизации путем аэрации воды в прудке-стабилизаторе- достигается снижение концентрации ингредиентов –загрязнителей в обрабатываемой воде.

Таким образом, сточные воды предприятия, прошедшие очистку по предложенной технологической схеме, будут иметь остаточную концентрацию ионов железа, меди, цинка, алюминия , мышьяка на уровне ПДК для водоемов рыбохозяйственного значения.

5. Разработка технологии и оборудования для очистки ливневых и талых вод с территории промышленных предприятий, городов и населенных пунктов.

Существующие технологии очистки сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации в той или иной мере имеют следующие недостатки: значительные капитальные и эксплуатационные затраты, большие габариты сооружений и размеры их санитарно-защитных зон, недостаточные эффективность и стабильность процесса очистки, невозможность очистки 100% сточных вод, трудность очистки аккумулирующих емкостей ливненакопителей и отстойников от осадка и плавающих нефтепродуктов, применение малоэффективных кассетных и нерегенерируемых сорбционных фильтров, низкий уровень автоматизации, необходимость использования ручного труда в антисанитарных условиях и постоянного присутствия эксплуатационного персонала.

В разработанной нами технологической схеме в значительной степени решены указанные проблемы.

Принципиальная технологическая схема очистки сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации.

Блок А: 1 - входная секция, 2 - секция пескоулавливания, 3 - приемный резервуар, 4 - грейфер, 5 - устройство для очистки секции пескоулавливания, 6 – насос

Блок В: - (ливненакопитель): 7 - корпус, 8 - скребковый механизм, 9 - насос для удаления осадка, 10 - устройство для удаления нефтепродуктов, 11 – нефтепродукты, 12 – отвод в водный объект сточной воды после частичной очистки при сверхрасчетном объеме поверхностного стока

Блок С: 13,14 – смесители, 15 - трубопровод реагента «Экозоль-401», 16 - трубопровод флокулянта ВПК-402, 17 - отстойники-флокуляторы (I ступень очистки), 18 - скорые осветлительные фильтры (II ступень очистки), 19 - отвод в водный объект сточной воды после полной очистки расчетного (нормативного) объема поверхностного стока

Снижение капитальных затрат достигается за счет: наземного расположения основных блоков очистных сооружений; круглого односекционного ливненакопителя вместо прямоугольного секционированного; уменьшения объема ливненакопителя за счет исключения объема накопления осадка, достигаемого путем установки надежного механизма очистки от осадка и его откачки насосом; уменьшение объема блока «С» за счет применения компактных отстойников-флокуляторов первой ступени очистки, возможности применения в большинстве случаев одноступенчатой схемы глубокой очистки в блоке «С» на отстойниках-флокуляторах без установки второй ступени – песчаных фильтров.

Снижение эксплуатационных затрат обеспечивается: низкой стоимостью реагентов для очистки воды, простой схемой автоматического управления процессом очистки, уменьшением амортизационных отчислений от капитальных затрат, уменьшением затрат на обслуживание очистных сооружений и ремонты, возможностью применения в большинстве случаев одноступенчатой схемы очистки без доочистки на фильтрах и рядом других факторов.

Уменьшение габаритов очистных сооружений достигается за счет: уменьшения площади ливненакопителя путем увеличения его высоты, исключения секционирования и объема накопления осадка; компактности отстойников-флокуляторов первой ступени очистки; блокировки технологических и вспомогательных элементов очистных сооружений, что приводит также к уменьшению площадей для их размещения, длины автодорог, технологических и энергетических коммуникаций.

Возможность очистки 100% сточных вод обеспечивается путем глубокой очистки до 90% расчетного годового объема поверхностных сточных вод и практически 100% постоянного промышленного стока, а также механической очистки отстаиванием оставшихся 10% сверхрасчетного объема поверхностного стока.

Глубокая очистка от широкого спектра загрязнений и стабильность эффекта очистки сточных вод достигаются за счет применения новой технологии глубокой очистки, основанной на применении высокоэффективного реагента «Экозоль-401» в сочетании с флокулянтом ВПК-402 и проведения процесса очистки в отстойниках-флокуляторах. Они являются наиболее совершенным оборудованием для проведения процессов сорбции, коагуляции, флокуляции и отстаивания в режимах, близких к оптимальным.
Флокулянт ВПК-402 изготавливает НПО «Каустик», г. Стерлитамак.
Реагент «Экозоль-401» производится в г.г. Екатеринбурге и Невьянске. Реагенты имеют гигиенические сертификаты Госкомсанэпидемнадзора, разрешающий их применение для очистки сточных вод и подготовки питьевой воды.

Простота, надежность и механизация процессов удаления осадка и плавающих нефтепродуктов обеспечивается применением отработанных на практике механизмов и оборудования, учитывающих особенности каждого из этих видов отходов. Так, ливненакопители оборудованы скребковыми механизмами с вертикальным валом и приводом для очистки от осадка, сетчатым маслосборным устройством, центральной шахтой для размещения насосов и перекрытием. Эти технические решения позволяют также исключить вероятность замерзания воды в ливненакопителе и всасывающих линий насосов в периоды года со знакопеременными температурами наружного воздуха.

Возможность отсутствия постоянного обслуживающего персонала достигается за счет автоматизации технологического процесса, сводящегося, главным образом, к включению и отключению насосов, особенно - при одноступенчатой схеме очистки на отстойниках-флокуляторах, целесообразностью обслуживания в ряде случаев персоналом родственных по технологии и близ расположенных объектов – химводоочисток, фильтровальных станций.

Технология глубокой очистки стоков промышленно-дождевой и дождевой канализации внедрена на Уралмашзаводе, МУП «Екатеринбургэнерго» в г. Екатеринбурге и на других объектах.

Результаты очистки по некоторым компонентам сточных вод на очистных сооружениях УЗТМ, мг/л:
Компоненты после блока «В»
после I ступени
блока «С» после II ступени
блока «С»
Взвешенные вещества 20÷80 5÷10 0,4÷1
Нефтепродукты 1,5÷8 0,15÷0,25
(средн. около 0,2) 0,03÷0,07
(средн. около 0,05)
Ионы тяж.цв.металлов 10-1 10-2÷10-3 10-3

С использованием описанной выше, внедренной на крупных и малых объектах, технологии фирма Эко-Проект разработала по заданию администрации г.Екатеринбурга Концепцию очистки поверхностных сточных вод с территории г.Екатеринбурга. Концепция одобрена Экспертным экологическим советом при администрации и рекомендована к утверждению главой города Екатеринбурга в качестве руководящего документа при разработке Генерального плана города до 2025г., при проектировании, строительстве и эксплуатации системы очистных сооружений.

В Концепции разработаны и обоснованы:

преимущественное сохранение исторически сложившихся раздельных систем хоз-бытовой и дождевой канализаций города;
поэтапное снижение поступления в дождевую канализацию промышленных стоков предприятий;
очистка поверхностного стока предприятий на собственных или городских очистных сооружениях дождевой канализации в зависимости от баланса воды на них, характера основной технологии, масштаба производства и других факторов;
поочередное строительство на выпусках коллекторов дождевой канализации в р.Исеть основных восьми городских очистных сооружений и пятнадцати насосных станций, оборудованных ливненакопителями для снижения производительности очистных сооружений, насосов, диаметров технологических сетей, электрических нагрузок, капитальных и эксплуатационных затрат;
дифференцированный подход к определению объемно-расходных характеристик объектов системы на основе обоснования расчетного периода однократного превышения суточного объема дождевого стока;
глубокая комплексная одноступенчатая реагентная технология очистки основного (нормативного) количества (80÷90%) стоков и частичную механическую очистку остального (до100%) годового количества стоков;
компактные, полностью закрытые подземные и надземные конструкции очистных сооружений и насосных станций, исключающие негативное воздействие на окружающую среду и позволяющие разместить их в любом районе города;
требования к качеству глубоко очищенных сточных вод на уровне водных объектов культурно-бытового водопользования с использованием рекомендаций Государственной стратегии использования, восстановления и охраны водных объектов России;
схема подготовки отходов очистки сточных вод к транспортировке и последующей утилизации в цементной промышленности;
механизм смешанного финансирования строительства и эксплуатации систем очистки.

На основе решений Концепции разработаны обоснования инвестиций в строительство очистных сооружений для некоторых районов г.Екатеринбурга и намечается выполнение рабочих проектов.

:.6.Новые технологические разработки ,используемые при реконструкции и строительстве новых фильтровальных станций питьевой воды.

В настоящее время в большинстве населенных пунктов с централизованными системами водоснабжения качество питьевой воды не соответствует нормативным требованиям. Причинами этого является техногенное загрязнение водоисточников, устаревшая технология подготовки и стабилизационной обработки воды на фильтровальных станциях, неудовлетворительное техническое и санитарно-гигиеническое состояние водоразводящих сетей, в значительной степени вызванное пер-выми двумя причинами. Использование эффективных систем доочистки индивидуального и коллективного пользования малодоступно для большинства населения и не решает проблему в полной мере, т.к. токсичные, в т.ч. канцерогенные и мутагенные компоненты, поступают из воды в орга-низм человека также и через кожный покров.

Поэтому получение качественной питьевой воды на станциях централизованной водоподго-товки по новым технологиям, учитывающим техногенные загрязнения водоисточников, является важнейшей социальной задачей.

Научно-проектная фирма «ЭКО-ПРОЕКТ» имеет многолетний опыт разработки технологии очистки воды для питьевых целей, проектирования централизованных станций водоподготовки, изготовления водоочистного оборудования, проведения пуско-наладочных работ и сервисного об-служивания.

Примерами таких действующих станций является реконструкция фильтровальной станции «Маяк» г. Полевской, производительностью 40 тыс.м3/сутки для очистки высокоцветной воды с техногенными загрязнениями Свердловского агропромышленного района;корректировка технологии очистки воды В-Выйского водохранилища для питьевого водо-снабжения г. Н-Тагила; проектирование, изготовление и запуск в эксплуатацию новых станций очистки подземных вод от железа и марганца в п. Таежный и г. Советский Ханты-Мансийского автономного округа.Проектированию каж-дой из станций предшествовало изучение состава и технологических свойств исходной воды, что позволило создать работоспособную надежную технологию и минимизировать капитальные и эксплуатационные затраты. Технологии ос-нованы на применении нового поколения водоочистного оборудования: отстойников-флокуляторов, механических фильтров, сгустителей осадка с механическим перемешиванием, простых и эффективных систем автоматизации и контроля, применению как традиционных реагентов, так и разработанных нами в последнее время и не имеющих аналогов в России и за рубежом. При этом отдается предпочтение использованию более простых методов очистки, - безреагентных и реагентных, без применения дорогих и сложных в эксплуатации методов сорбции и озонирования.

Комплексное выполнение работ (кроме строительно-монтажных), - от разработки технологии до пусконаладки и сервисного обслуживания, позволило накапливать опыт, постоянно совершенствовать технологию и оборудование, что повышает ответственность фирмы за получение конечного результата – качественной питьевой воды.

Средняя оценка актуальности тематики: 5 из 5
Средняя оценка содержания статьи: 5 из 5

Информацию прислал: vodnik Для того, чтобы добавить или прочитать статью в журнале, необходимо зарегистрироваться Обсудить статью в форуме