Очистка сточных вод гальванических производств

Очистные сооружения гальванического производства

Краткое описание объекта обследования

Обследуемые очистные сооружения сточных вод гальванического производства АО «______». В существующем виде в ходе проведенного обследования выявлено следующее:

  • 1. Очистные сооружения гальванического производства расположены в двух отдельно стоящих корпусах предприятия – в подвале корпуса № 1 в осях 16-25/Т-Я и в корпусе № 21 (станция нейтрализации) на 1, 2 и 3 этаже;

  • 2. Стенки металлических емкостей сбора сточных вод, отстойников и электрокоагулятора, стальные трубопроводы и запорная арматура имеют следы многолетней коррозии;

  • 3. Оборудование для уплотнения шлама (фильтр-пресс) демонтировано, отсутствует в составе очистных сооружений гальванического производства;

  • 4. Технологический процесс очистки сточных вод осуществляется в периодическом режиме, что значительно снижает эффективность работы очистных сооружений;

  • 5. Помещения очистных сооружений в подвале корпуса № 1 в осях 16-25/Т-Я и в корпусе № 21 электрифицированы, но не имеют надлежащих действующих систем вентиляции и контроля состояния воздуха, связи и сигнализации;

  • 6. Работа очистных сооружений гальванического производства осуществляется преимущественно вручную, без применения средств автоматизации и диспетчеризации;

  • 7. В составе очистных сооружений отсутствуют приборы учета, при этом определить точные фактические значения водопотребления (по категориям), расходов сточных вод гальванического производства и энергопотребления действующего оборудования очистных сооружений, не предоставляется возможным в связи с периодичностью работы.

Рис.1.1 Описание существующей технологии очистки сточных вод гальванического производства, определение существующих расходов сточных вод по потокам и определение эффективности работы очистных сооружений

Блок-схема устаревших очистных сооружений гальванического производства

Три потока сточных вод гальванического производства: кислотно-щелочные сточные воды + хромсодержащие сточные воды и циансодержащие сточные воды. Очистка циансодержащих сточных вод – окисления цианидов гипохлоритом натрия в цианистом баке-реакторе, часть хромсодержащих сточных вод обезвреживаются бисульфитом натрия, а основной поток – КЩ+ Хром (VI) подщелачиваются. Далее сточные воды КЩ + Хром (VI) (не обезвреженные) и Хром (VI) смешиваются в усреднителях и направляются в корпус №21 в электрокоагулятор для очистки сточных вод, далее в отстойник и в канализацию. Циансодержащие сточные вод после обезвреживания направляются в канализацию. Так же из корпус №1 поступают медьсодержащие сточные воды гальванического производства для выпаривания на неработоспособной установке выпаривания хлорной меди.

Таб. 1.1 Эффективность работы устаревших очистных сооружений

Показатель

Проба 8 – подача
необезвреженных сточных вод в отстойник, мг/л

Проба 9 – подщелачивание
воды в отстойнике, мг/л

Эффективность очистки воды
данным методом, %

Проба
10 – сброс сточных вод после
электрокоагуляции,

мг/л

Эффективность очистки воды
данным методом, %

Нормы ПДК, мг/л

Превышение ПДК, кратность,
раз

Медь

0,055

0,880

-1 500

0,054

2

0,002

27

Никель

0,730

2,300

-215

0,47

36

0,01

47

Хром (III)

4,390

10,600

-141

0,01

100

0,07

Хром (VI)

15,060

0,063

100

0,01

100

0,07

Железо

3,460

18,360

-431

0,94

73

0,250

4

Цинк

0,179

2,160

-1 107

0,012

93

0,018

Рис 1.2-1.5 Состояние оборудования очистных сооружений гальванического производства

Электрокоагулятор Устаревший пульт управления ОС
Сбор кислотных стоков в подвале корпуса № 1 Отстойники в корпусе № 21
Сбор кислотных стоков в подвале корпуса № 1 Отстойники в корпусе № 21
Электрокоагулятор в корпусе № 21 Пульт управления насосами ОС в корпусе № 21

Выводы и рекомендации по дальнейшей эксплуатации и модернизации очистных сооружений сточных вод гальванического производства

  • 1. Отсутствует раздельный сбор сточных вод гальванического производства, в том числе концентрированных и разбавленных, что не позволяет применять эффективные схемы их очистки.

  • 2. Отсутствует разделение сточных вод на кислотно-щелочные и хромсодержащие (Cr6+), что значительно снижает эффективность процессов очистки сточных вод.

  • 3. Очистка сточных вод гальванического производства, особенно обезвреживание отработанных цианистых электролитов и электрокоагуляция, производится в помещениях (в том числе подвальных), не оборудованных надлежащим образом, что не допустимо с точки зрения обеспечения безопасных условий труда.

  • 4. Существующая технология очистки сточных вод является устаревшей, неэффективной и небезопасной, вследствие отсутствия раздельного сбора сточных вод, сотоблоков в отстойниках, системы доочистки (механическая фильтрации, сорбция и селективный ионный обмен).

  • 5. Из-за периодической работы очистных сооружений гальванического производства и, соответственно, неравномерного перекачивания сточных вод в отстойник, происходит подъем со дна осадка и его частичное растворение. Это, в свою очередь, приводит к повышению в сточных водах концентрации ионов тяжелых металлов.

  • 6. При подаче рабочего раствора щелочи в отстойник происходит гидроксидообразование, как поступивших со сточными водами от гальванического производства, так и поднятых с донной части отстойника. В результате происходит повышение концентрации дисперсных веществ в очищаемой воде, что ухудшает эффективность очистки сточных вод.

  • 7. Отсутствует система обезвоживания осадка, в связи с чем отвод осадка из отстойника не возможен, что приводит к накапливанию осадка на дне отстойника в превышающем 5% от объема количестве и значительному снижению эффективности работы отстойника.

  • 8. Электрокоагулятор рассчитан только на обезвреживание хромсодержащих сточных вод, однако через него проходит весь поток сточных вод гальванического производства.

  • 9. Конструкции электрокоагулятора и его электрооборудование, а также конструкция выпарной установки и ее электрооборудования устарели и не обеспечивают соблюдения безопасных условий труда.

  • 10. Металл корпусов емкостного оборудования, отстойников, электрокоагулятора, части насосного оборудования, стальных трубопроводов и арматуры подвержен сильной коррозии.

  • 11. Работа очистных сооружений сточных вод, в том числе 100 % запорной и регулировочной арматуры, осуществляется преимущественно вручную, без применения средств автоматизации и диспетчеризации.

  • 12. В составе очистных сооружений отсутствуют приборы учета, что с одной стороны, снижает качество очистки, с другой стороны, не отвечает требованиям Федерального закона от 23.11.2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности».

Рекомендации по модернизации очистных сооружений гальванического производства

По результатам выполненного аудита следует осуществить проектирование современных очистных сооружений очистки сточных вод гальванического производства, учитывающие перспективное развитие гальванического участка.

При проектировании рекомендуется применение комбинированной схемы очистки сточных вод (Рис. 1.6), включающую следующие методы: реагентные, механические, сорбционные, мембранные технологии, выпаривание по вакуумом.

Рис.1.6 Рекомендуемая технология очистки сточных вод

Блок-схема новых ОС

Данная схема является наиболее эффективной, т.к. является сочетанием простых и надежных методов очистки. Раздельный сбор играет важную роль в дальнейшей очистке сточных вод, позволяет полностью обезвредить шестивалентный хром и цианид-ионы (Cr6+, CN).

Реагентная обработка сточных вод является основой для окисления. восстановления и осаждения загрязняющих соединений. Ионный обмен и обратный осмос  создают систему оборотного водоснабжение предприятия. Снижает концентрации загрязняющих веществ до минимально возможных, выпаривание под вакуумом – наиболее эффективный метод утилизации отработанных электролитов – кристаллизации солей тяжелых металлов.

Модернизация очистных сооружений гальванического производства

Очистные сооружения гальванического производства предназначены для приема и глубокой очистки сточных вод металлообрабатывающих, машиностроительных и приборостроительных предприятий.

Номинальная производительность проектируемых очистных сооружений (ОС) составляет 25 м3/час с возможностью расширения до 40 м3/час.

Очистные сооружения гальванического производства комплектуются реакторами, трубными флокуляторами, тонкослойными отстойниками, механическими, сорбционными и ионообменными фильтрами, установкой обратного осмоса и установкой обезвоживания осадка (камерный фильтр-пресс).

ОС представляют собой локальные очистные сооружения, которые располагаются в двух корпусах (№1 и №21) промышленного предприятия. В состав ОС входят:

  • 1. Приемные емкости-усреднители;

  • 2. Узел физико-химической очистки;

  • 3. Узел обессоливания очищенной воды;

  • 4. Производственные здания с административно-бытовыми помещениями.

Очистные сооружения гальванического производства располагаются в осях 16-22 / У-Я подвала корпуса №1, в осях 7-8 / А-Б технического подполья корпуса №21, в осях 1-10 / А-Б первого этажа корпуса №21 и в осях 1-7 / А-Б второго этажа корпуса №21. И оборудуются системами отопления, вентиляции, освещения, электроснабжения, КИП и автоматикой.

В соответствии с технологической схемой очистных сооружений гальванического производства отработанные электролиты самотеком поступают в емкость сбора отработанных растворов. Отработанный электролит кадмирования поступает в накопитель отработанного электролита кадмирования и элюата от регенерации кадмийселективных фильтров.

С целью обезвреживания цианидов в накопитель циансодержащих промывных вод дозируется раствор щелочи для поддержания pH = 11,5 и раствор гипохлорита натрия для полного окисления цианидов (CN) до простых неорганических веществ (H2O, CO2, NO3).

Отработанные растворы электролитов подаются в вакуум выпарную установку. В вакуумном выпаривателе производится упаривание отработанных электролитов до условно сухих кристаллических солей.

Кадмийсодержащие промывные воды подаются на комплекс автоматизированных ионообменных фильтров (с загрузкой кадмийселективной смолы), где происходит очистка сточных вод от ионов кадмия.

Отработанные хромсодержащие (Cr6+) электролиты дозируются в хромсодержащие (Cr6+) промывные воды гальванического производства. Усредненные хромсодержащие (Cr6+) сточные  подаются в реактор, оборудованный перемешивающими устройствами. Растворы реагентов из установок приготовления реагентов подаются дозирующими насосами в реактор. Раствор серной кислоты для поддержания значение pH = 2,5. Раствор бисульфита натрия для полного восстановления Cr6+ до Cr3+.

Кислотно-щелочные (КЩ) сточные воды подаются в реактор. Раствор едкого натра для поддержания значение pH = 9,3-9,5 гидроксидообразования тяжелых металлов. Раствор сульфида натрия для образования сульфидов тяжелых металлов. Из реактора обработанные сточные воды гальванического подаются через трубный флокулятор в тонкослойный отстойник на очистку (осветление). Раствор флокулянта дозируется для образования укрупненных хлопьев осадка, сорбции высокомолекулярных органических соединений и интенсификации процесса осаждения загрязняющих веществ. Осветленная вода из тонкослойного отстойника поступает на дальнейшую очистку.

Осадок (гальваношлам) собирается в конических частях тонкослойного отстойника откуда периодически подается на камерный фильтр-пресс для обезвоживания. Обезвоженный шлам сдается на утилизацию специализированным организациям.

Осветленная вода подается на комплекс автоматизированных механических фильтров (с загрузкой дробленый гидроантрацит), где происходит финишная очистка воды от остаточного содержания дисперсных веществ.

Отфильтрованная вода после коррекции pH в реакторе подается на сорбционный фильтр (с загрузкой активированный уголь), где происходит финишная очистка воды от остаточного содержания растворимых органических соединений.

Очищенная вода, содержащая только растворимые соли Na2SO4, NaCl и NaNO3 подается на комплекс автоматизированных ионообменных фильтров (с загрузкой смеси медь и никельселективных смол) , где происходит финишная очистка воды от ионов меди и никеля в истинно растворенном состоянии.

Если физико-химические параметры очищенной воды не соответствуют требованиям для ионообменных смол и обратноосмотических мембран, вода поступает на сброс в канализацию.

Установка обратного осмоса предназначена для возврата обессоленной воды (ГОСТ 9.314 кат. 2) на вход станции водоподготовки (в производственный цикл). Исходный поток воды разделяется на мембранной установке на пермеат (55-60%) и солесодержащий концентрат (40-45%). Концентрат поступает на сброс в канализацию.

Очистные сооружения очистки сточных вод гальванического производства:

  • 1. имеют дублирование основного оборудования (насосов, реакторов, фильтров, тонкослойных отстойников);

  • 2. оборудованы датчиками pH и окислительно-восстановительного потенциала RX;

  • 3. оборудованы ультразвуковыми расходомерами;

  • 4. оборудованы ультразвуковыми (либо поплавковыми) датчиками уровня.

Все емкостное оборудование, в том числе тонкослойные отстойники, фильтры, мембранные установки, вакуум-выпарная установка, камерный фильтр-пресс, установки приготовления растворов реагентов, трубные обвязки и ЗРА произведены на территории РФ.

Техсхема

Часть технологической схемы новых очистных сооружений корпус №1 (AutoCAD)

Часть технологической схемы новых очистных сооружений корпус №21 (AutoCAD)

Расстановка оборудования новых очистных сооружений корпус №1 (AutoCAD)

Расстановка оборудования новых очистных сооружений корпус №21 (AutoCAD)

тест

Меню
error: Content is protected !!