Технопарк РХТУ им Д.И. Менделеева +7 495 7680646, +7 499 9784959

Мембранные технологии

Системы обратного осмоса

Установки ультрафильтрации

Установки микрофильтрации

Ионообменные технологии

Сорбционные технологии

Фильтр прессы

Выпарные установки

Оборотное водоснабжение

Требования ПДК

Электрофлотатор

Электрофлотатор и электрофлотация

      На предприятиях машиностроительной отрасли промышленности в процессе производства образуются сточные воды, которые, при недостаточной степени очистки, являются источниками загрязнения поверхностных водоемов. Загрязняющие вещества приводят к качественным изменениям физических свойств воды и ее химического состава.
       Количественный и качественный состав стоков машиностроительных предприятий разнообразен и зависит от технологических процессов, используемых в производственном цикле. В основном производственные сточные воды содержат взвешенные вещества, нефтепродукты, ПАВ и ионы тяжелых металлов, что особенно характерно для сточных вод гальванического производства.
       Проблема очистки промышленных сточных вод приобретает в нашей стране все более серьезное значение, поскольку большинство очистных сооружений машиностроительных предприятий устарело и не в состоянии обеспечить качественную очистку стоков в соответствии с существующими нормативами ПДК, а также возврат очищенной воды на оборотное использование.
       Для решения указанных задач был разработан ряд локальных очистных сооружений, которые позволяют осуществлять очистку сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжёлых металлов, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ, взвешенных веществ и других загрязнений. Работа локальных очистных сооружений основана на современных методах: электрофлотации, ионном обмене, мембранном концентрировании.
       На Рис.1. представлена технологическая схема очистки сточных вод гальванического цеха машиностроительного предприятия с последующим сбросом очищенной воды в систему городской канализации, либо возвратом для использования на технические нужды предприятия. Данная система очистки сточных вод рекомендуется для использования при проектировании новых очистных сооружений, либо реконструкции и модернизации действующих станций водоочистки в целях повышения их экономической эффективности и экологической безопасности.

       Рис.1. Технологическая схема очистки сточных вод: Е1, Е2, Е3 –накопительная ёмкость; Н1, Н2 – насос; Д1, Д2, –ёмкость приготовления раствора реагента; НД1, НД2, НД3 – дозирующий насос; Р1 – реактор смешения; ЭФ – Электрофлотационный модуль; ИПТ – источник питания электрофлотационного модуля; ФП – фильтр пресс; КФ – кварцевый фильтр; ИФ – ионообменный фильтр.

      Система работает следующим образом: промывные и сточные воды гальванического производства подаются в накопительную емкость Е1. Из емкости Е1 стоки насосом Н1 подается в реактор Р1. В реактор Р1 для предварительной обработки сточных вод дозаторами НД2 и НД3 дозируются реагенты: раствор щелочи и флокулянта. Из реактора Р1 стоки поступают на электрофлотатор ЭФ, в котором по представленному ниже механизму осуществляется извлечение гидроксидов тяжелых металлов, нефтепродуктов и СПАВ. Из накопительной емкости Е2 в емкость Е1 дозатором НД1 дозируются отработанные технологические растворы. Из электрофлотатора очищенная вода поступает в сборную емкость Е3. Осветленная вода из сборной емкости Е3 подается насосом Н2 на механический фильтр КФ, и далее на ионообменные фильтры ИФ, в которых методом ионного обмена происходит извлечение следовых концентраций ионов тяжелых металлов до региональных требований ПДК по сбросам. После очистки вода сбрасывается в канализацию, либо может быть частично возвращена в технологический цикл на повторное использование для технических нужд предприятия (в соответствии с ГОСТ 9.314-90 вода 2-й категории).
      Шлам подается для обезвоживания на фильтр-пресс ФП. Обезвоженный шлам влажностью не более 70% утилизируется.
      Основным техническим узлом системы очистки является электрофлотатор, включающий в себя блок нерастворимых электродов, систему сбора шлама, источник постоянного тока и вытяжной зонт. Электрофлотатор представлен на Рис.2. Работа аппарата основана на электрохимических процессах выделения водорода и кислорода за счет электролиза воды и флотационного эффекта. Установка работает, как в непрерывном, так и в периодическом режимах и обеспечивает извлечение взвешенных веществ, нефтепродуктов, ПАВ, ионов тяжелых металлов Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Pb²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ Ca²⁺, Mg²⁺ и др. в виде гидроксидов и фосфатов.

Рис.2. Электрофлотатор производительностью 10 м³/час, г. Екатеринбург

       Другим важным узлом системы является ионообменный фильтр финишной очистки, который требуется для достижения региональных предельно допустимых концентраций ПДК вредных веществ по ионам тяжелых металлов, таких как Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺. Данная технологическая схема успешно реализована на более 20 очистных сооружениях промышленных предприятий РФ. Схема предусматривает обработку кислотно-щелочных и хромсодержащих сточных вод в самостоятельных технологических цепочках. Схема обеспечивает глубокую очистку воды от тяжелых металлов до уровня 0,01 мг/л, взвешенных веществ и нефтепродуктов до 0,1–0,5 мг/л. Рекомендуется для вновь строящихся очистных сооружений в регионах с жесткими требованиями ПДК.
       Рассмотренные выше технологии нашли применение в модульных, блочно-модульных и сборных установках. Разработаны различные модификации модульных установок в зависимости от состава сточных вод и климатических условий.

Видео.1. Работа электрофлотатора производительностью 5 м³/час на очистных сооружениях, г. Тула

       Модульные установки производительностью от 1 до 10 м³/ч отвечают современным гигиеническим нормам и предназначены для очистки производственных сточных вод до требований на сброс в водоемы хозяйственно-питьевой, культурно-бытовой и рыбохозяйственной категорий водопользования. В настоящее время электрофлотационные оборудование и технология прошли промышленные испытания в России более чем на 60 предприятиях. Осуществлена поставка пилотных установок в США, Канаду и Италию.
       Научно-исследовательский подход специалистов Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева к разработке технологий позволяет находить более эффективные и экологически безопасные методы очистки сточных вод.