ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Машиностроительная (гальваническое производство) и химическая (фармацевтическое производство) отрасли промышленности потребляют значительный объем водопроводной воды. В процессе производства продукции образуются как отработанные концентрированные растворы требующие утилизации, так и промывные воды, которые поступают на сброс в городскую канализацию, либо в водные объекты. Соответственно, задача очистки промышленных сточных вод предприятий в настоящее время имеет первостепенное значение.

Сброс сточных вод

Вода является важнейшим элементом ноосферы Земли, поскольку ее нечем заменить. Считать запасы пресной воды неисчерпаемыми только благодаря наличию современных технологий опреснения морской воды, будет ошибкой. Основное назначение воды это поддержание жизнедеятельности всей экосистемы планеты: растений, животных и человека. Вода – основа всего живого, главный производитель кислорода в важнейшем процессе фотосинтеза на Земле.

Промышленные (производственные) сточные воды

К существенному загрязнению воды приводит сброс различных органических и неорганических веществ, повсеместно используемых на промышленных предприятиях в процессе производства. Постоянное развитие технологических процессов усугубляет ситуацию загрязнения водных объектов, ведет к изменению состава сточных вод, что в свою очередь приводит к потребности в проектировании новых и совершенствованию существующих методов очистки промышленных сточных вод.

Очистные сооружения промышленного предприятия

Оборотное водоснабжение предприятий на базе вакуумных выпаривателей способно решить данную задачу. Для этого прежде всего необходимо сокращение водопотребления в технологических процессах (например, применение ванн каскадной промывки в гальваническом производстве), значительных капитальных вложений, а также высокого уровня культуры производства. Передовым направлением во внедрении современных методов очистки сточных вод является технология глубокого окисления — Advanced Oxidation Process (AOP). Сочетание озонирования сточных вод с обработкой ультрафиолетом (длина волны 254 нм) и раствором перекиси водорода приводит к разрушению комплексообразователей и комплексных органических и неорганических соединений. Разложение цианид-ионов до простых веществ в гальваническом производстве, ЭДТА (Трилон Б) в сточных водах производства печатных плат, как и к разрушению сложных высокомолекулярных органических соединений при очистке сточных вод фармацевтического производства.

Основные направления разработки и внедрения технологий и оборудования очистки промышленных стоков:

Внедрение совершенно новых технологий тонкой очистки воды с применением комбинирования физико-химической и биологической очистки (мембранный биореактор);
Внедрение методов доочистки сточных вод с интенсификацией существующих технологий извлечения загрязняющих веществ (электрофлотатор);

Производственные сточные воды включают в себя отработанные концентрированные растворы электролитов, промывные воды, отработанные СОЖ (смазывающе-охлаждающие жидкости), солесодержащий (сульфат кальция CaSO₄ и хлорид натрия NaCl) обратноосмотический концентр либо элюаты ионообменных фильтров стаций водоподготовки. Вследствие значительного разнообразия загрязняющих соединений очень важным становится разделение потоков промышленных сточных вод по составу на кислотно-щелочные, хромсодержащие (Cr⁶⁺), фторсодержащие (F^—) и другие перед подачей на обезвреживание и очистку. Не существует двух одинаковых промышленных предприятий с одинаковым физико-химическим составом сточных вод. Состав промстоков зависит от отрасли промышленности, режима работы предприятия и водопотребления на прочие производственные задачи.

Сточные воды делят по типам загрязняющих веществ:

машиностроительные и приборостроительные металлообрабатывающие предприятия;
фармацевтические производства и производства синтетических моющих средств;
предприятия теплоэнергетики: ТЭЦ, ТЭС, котельные (станции водоподготовки подпитывающей воды для котлов, системы ХВО).

Основные показатели загрязнения промышленных сточных вод — это химическое потребление кислорода (ХПК), общее солесодержание (минерализация воды), содержание ионов тяжелых металлов и комплексообразующих соединений.

Классификация промышленных сточных вод с целью подбора и применения различных коагулянтов и флокулянтов:

с твердой нерастворимой фазой;
с жидкой нерастворимой фазой;
с твердой и/или жидкой дисперсной фазой, содержащие синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ).

Процессы образования промышленных сточных вод

Сточные воды промышленных предприятий имеют широкий спектр загрязняющих веществ, находящихся в дисперсном, эмульгированном либо истинно растворимом агрегатном состоянии.

Физико-химический состав промстоков зависит от используемых в процессе производства химических реагентов, промежуточных соединений, типа производимых изделий, качества водопроводной воды и сырья, культуры труда и т.д. Для составления технического задание на проектирование очистных сооружений требуется проведение экологического аудита. При использовании на производстве замкнутого водооборота, объем жидких отходов значительно уменьшается, при этом концентрация загрязнителей возрастает. Хозяйственно-бытовые сточные воды формируются на заводах в административных зданиях: столовых, туалетах, при помывке полов. Водопотребление и водоотведение предприятия связано с графиком его работы, производственными процессами и количеством работающего персонала.

Очистные сооружения промышленных стоков

Обозначения: Хк-Щ-К — Накопители отработанных электролитов, КЩ-Хп — Накопители промывных вод, Д — Установки приготовления и дозирования реагентов, Р — Реактор восстановления шестивалентного хрома и Реактор обработки смешанных сточных вод, ЭФ — Электрофлотатор, Ш — Сборник флотошлама, ФП — Фильтр-пресс камерный для обезвоживания осадка, ОВ — Сборник осветленной воды, УФ — Установка ультрафильтрации, Ф — Сборник УФ фильтрата, ОО — Установка обратного осмоса, ЧВ — Сборник обессоленной воды для повторного использования.

Для достижения наилучших технико-экономических показателей при проектировании и строительстве систем очистки промышленных сточных вод на химических предприятиях тщательно прорабатываются следующие вопросы:

Максимальное внедрение безреагентных мембранных и сорбционных технологий;
Использование гальванических ванн каскадной промывки в технологических процессах с целью получения наименьшего объема загрязненных сточных вод, для обезвреживания которых можно подобрать эффективные локальные очистные сооружения;
Регенерация отработанных растворов электролитов, в том числе кислот, щелочей и солевых концентратов с использованием извлекаемых продуктов в качестве вторичного сырья.

В последние годы с целью ресурсосбережения и снижения водопотребления на финишной стадии очистных сооружений промышленных сточных вод применяют мембранные установки обратного осмоса. При этом не менее 75% фильтрата возвращается на повторное использование в производство, либо на вход системы промышленной водоподготовки. С целью усреднения и гомогенизации состава сточных вод используются приемные накопительные емкости с 2-3 часовым запасом. Накопители оборудуют барботерами и насосами для подачи сточных вод на обезвреживание.

Очистка сточных вод гальванического производства

Поскольку состав сточных вод гальванических производств и производств печатных плат различен, разнообразны и требования к их очистке перед сбросом в водные объекты, либо возвратом на повторное использование. В данном разделе мы представляем наиболее эффективные и, в то же время, рентабельные технологические схемы очистки сточных вод с комбинированием электрофлотационного, фильтровального, сорбционного и мембранного оборудования.

Очистные сооружения №1 — комбинирование электрофлотации и ультрафильтрации

Очистка сточных вод промышленных предприятий

Технологическая схема очистки сточных вод промышленного предприятия: Е – накопительные емкости и усреднители сточных вод; Р1 – реактор коррекции pH; Р2 – реактор восстановления шестивалентного хрома; Н – насосы; Д/НД – системы дозирования реагентов; ЭФ – электрофлотатор; УФ – установка ультрафильтрации для тонкой очистки воды; ФП – камерный фильтр-пресс

Система очистки сточных вод гальванических производств и производств печатных плат включает в себя несколько стадий обработки промывных вод и отработанных концентрированных растворов электролитов. При наличии нескольких потоков сточных вод: кислотно-щелочные, хромсодержащие, циансодержащие, фторсодержащие – для обработки и обезвреживания каждого потока предусматривает отдельная первая стадия с усреднением сточной воды и концентрата в накопительной емкости, соответствующей обработки в реакторе и последующем смешивании потоков в реакторе коррекции pH для дальнейшей глубокой очистки. Рассмотрим стадии очистки промышленных сточных вод подробнее:

Усреднение промывных вод в накопительных емкостях и пропорциональное дозирование отработанных концентрированных растворов для отсутствия залпового сброса и обработка раствором едкого натра (и сульфида натрия) в реакторе для более эффективной очистки сточных вод;
Высокоэффективная очистка промышленного стока от тяжелых металлов, предварительно переведенных в фазу гидроксидов и фосфатов в электрофлотаторе с получением флотошлама относительно низкой влажности » 96%;
Низкие энергозатраты и долгий срок службы электродов ОРТА в электрофлотаторах благодаря использованию современных модульных выпрямителей Пульсар Про с низким выходным напряжением 12-15В и КПД 85-90% во всем диапазоне регулирования силы тока;
Обезвоживание флотошлама на рамном фильтр-прессе до » 70%. Обезвоженный шлам (кек IV класса опасности) может использоваться в качестве вторсырья в строительном производстве;
Тонкая фильтрация воды на керамических мембранах 0,1 мкм для очистки от остаточных взвешенных и коллоидных частиц в соответствии с постановлением Правительства РФ от 29.07.2013 № 644 для сброса в городскую канализацию, либо для (частичной) подачи на вход системы промышленной водоподготовки.

Данная технология очистки воды от тяжелых металлов, нефтепродуктов и взвешенных веществ является наиболее бюджетной и рекомендуется специалистами ГК «Транснациональный Экологический Проект» к внедрению в регионах с умеренными требованиями ПДК по сбросу в горколлектор.

Очистные сооружения №2 — комбинирование тонкослойного отстойника, сорбции и обратного осмоса

Отстаивание сточных вод и тонкослойный отстойник

Технологическая схема очистки сточных вод гальванического производства: Е – накопительные емкости и усреднители сточных вод; Р1 – реактор коррекции pH; Р2 – реактор восстановления шестивалентного хрома; Н – насосы; Д/НД – системы дозирования реагентов; ТО – тонкослойный отстойник; МФ – механический фильтр; ФП – фильтр-пресс; СФ — сорбционный фильтр; ОО — установка обратного осмоса

Система очистки промышленных сточных вод включает в себя раздельный сбор промывных вод и отработанных электролитов. Хромсодержащие сточные воды предварительно обрабатываются в реакторе восстановления Cr⁶⁺ до Cr³⁺ тиосульфатом натрия в кислой среде. Далее промышленные сточные воды поступают в реакторе коррекции pH, где происходи образование нерастворимых гидроксидов и сульфидов тяжелых металлов. Рассмотрим процесс водоочистки:

Обработка промышленных сточных вод раствором сульфида натрия дает на выходе цепочки тонкослойный отстойник — механический фильтр минимальную остаточную концентрацию тяжелых металлов;
Извлечение ионов меди и никеля, находящихся в истинно растворимом состоянии на ионообменных фильтрах с селективными смолами;
Более высокие капитальные затраты на приобретение оборудования, но существенно более низкие эксплуатационные затраты при длительном сроке службы конструкционных материалов: полипропилен до 50 лет, нержавеющая сталь до 50 лет, загрузки фильтров 3-4 года;
Обессоливание воды обратным осмосом с получением не менее 75% фильтрата поступающего на повторное использование в гальваническое производство, либо на вход станции водоподготовки => сокращение водопотребления и водоотведения производственного предприятия и повышение рентабельности выпускаемой продукции.

Данная технология очистки воды от тяжелых металлов, нефтепродуктов и взвешенных веществ является ресурсосберегающей и рекомендуется специалистами ГК «Транснациональный Экологический Проект» к внедрению в регионах с жесткими требованиями ПДК по сбросу в городскую канализацию.

Металл	Концентрация, мг/л
Металл	Сточные воды	После ЭФ	После УФ	После ОО	ПДК МСК — СПб	ПП 644	2 кат. Гост 9.314
Медь, Cu²⁺	5-30	0,3-0,8	0,1	<0,04	0,5-0,02	1	0,3
Никель, Ni²⁺	5-30	0,2-0,7	<0,04	<0,01	0,5-0,1	0,25	1,0
Цинк, Zn²⁺	5-30	0,3-0,7	<0,04	<0,01	2-0,1	1	1,5
Хром, Cr³⁺	5-30	0,5-1,2	0,1	<0,01	1-0,1	0,5	0,5
Железо, Fe³⁺	5-30	0,1	0,01	<0,01	3-1	5	0,1
Алюминий, Al³⁺	5-30	0,2	<0,04	<0,01	1	5	(0,5)
Свинец, Pb	5-30	1-2	<0,04	<0,01	0,1	0,25	(0,03)
Кадмий, Cd²⁺	5-30	1-2	0,1	<0,04	0,01-0,005	0,015	0,01
Сульфаты, SO₄^2-	400-500	800-900	800-900	<30	500-250	1000	50
Хлориды, Cl^—	100-150	150-200	100-200	<4	350-170	1000	35
ПАВ	1-5	0,5-2,5	0,1-0,5	<0,01	2,5	10	1,0
Нефтепродукты	5-30	0,5-1	<0,05	<0,01	4-0,5	8	0,3

Создание замкнутых систем очистки промышленных сточных вод предопределяет необходимость разработки научно обоснованных требований к качеству воды, используемой в технологических процессах и операциях. Локальная очистка сточных вод во многих случаях дешевле их полной очистки в соответствии с существующими требованиями, а создание систем оборотного водоснабжения промышленных предприятий, предусматривающих полное выделение всех компонентов из промышленных сточных вод, является важнейшей частью безотходного производства.

Специалисты нашей группы компании спроектировали и построили промышленные очистные сооружения, технология очистки сточных вод на которых включает в себя:

Узлы обезвреживания отдельных потоков (восстановление хрома VI, окисление цианидов, разрушение комплексообразователей по технологии глубокого окисления AOP);
Отстаивание сточных вод — механическую фильтрацию — сорбцию — селективное удаление ионов меди и никеля ионным обменом;
Мембранное обессоливание на установках обратного осмоса;
вакуумный выпариватель для утилизации отработанных электролитов in-site.

Отличительная особенность данных ЛОС, построенных на АО «ПО» Электроприбор» в том, что внедренная технология лишена недостатков традиционных очистных сооружений, позволяет добиться глубокой очистки промышленных сточных вод сложного состава, значительно сократить водоотведение и эксплуатационные затраты и, следовательно, повысить рентабельность промышленного производства.

Получить бесплатную консультацию, помощь в составлении технического задания на очистку промышленных сточных вод, заказать экологический аудит, проектирование и строительство очистных сооружений под ключ Вы можете позвонив по телефону +7 (495) 768-06-46. Обращайтесь, наши специалисты всегда рады помочь Вам в решении поставленных задач с очисткой сточных вод и водоподготовкой!

Скачать опросный лист — Очистные сооружения