Большое количество водных ресурсов потребляют химическая и целлюлозно-бумажная отрасли промышленности, а также черная и цветная металлургия. Большая часть стоков в последствие сбрасывается в водоемы, поэтому вопрос очистки промышленных сточных вод предприятий стоит особенно остро.

Стоки промышленных предприятий

Вода является основой для формирования экосистемы. Это фундамент, который создает среду для обитания и роста микроорганизмов, растений, животных. Увеличение числа и площади городов, развитие энергетики, отрасли животноводства, а также естественные потребности населения приводят к стремительному росту потребления жидкости.

Производственные (промышленные) сточные воды

Серьезную угрозу представляют разнообразные химические вещества, повсеместно применяемые в современном производстве. Регулярное развитие производственных процессов проблему загрязненности делает глубже, оно приводит к изменению строения стоков, что вызывает необходимость в разработке новых и улучшению действующих методик чистки.

Замкнутый водооборотный цикл способен решить этот вопрос. Но это требует дополнительных разработок уникальных схем и аппаратов, а также больших финансовых затрат. Перспективным направлением в изобретении новых технологий считается разработка деструктивных способов. В их основе лежит глубокое превращение органических веществ. Окислительно-восстановительные реакции, активированные различными физико-химическими реагентами, позволяют обеспечивать полное разрушение трудноокисляемых органических материалов и переводить их в легкоокисляемые соединения.

Существует два главных направления изучения и развития процесса обеззараживания стоков:

  1. Разработка принципиально новых приемов глубокой очистки с использованием физико-химических способов и сочетания их с биологической
  2. Разработка приемов доочистки, обеспечивающих повышение эффективности существующих методов удаления загрязнений

Промышленные стоки состоят из отработанных растворов, производственных и промывных вод, жидкостей охлаждающих систем, химводоочистки от мытья оборудования и производственных помещений, а также от очистки и транспортировки отходов. Из-за большого разнообразия содержащихся в них загрязнений актуальным является выделение и анализ групп, состав которых определяет необходимость и эффективность применения коагулянтов и флокулянтов. Концентрация, как и состав загрязнений на всех предприятиях различный. Он зависит от вида промышленности и режима работы, частоты залповых сбросов и потребления воды на любые нужды, вида сырья и способов утилизации отходов.

Стоки разделяют по видам загрязнений:

  • предприятий тяжелой металлургической промышленности и производств минеральных удобрений
  • пищевой, микробиологической и целлюлозно-бумажной промышленности
  • нефтехимической и фармацевтической промышленности

По общему содержанию загрязняющих компонентов производственные сточные воды делятся на слабо концентрированные – до 500мг/л, средне концентрированные – от 500 до 5000 мг/л, концентрированные – от 5 000 до 30 000мг/л, высоко концентрированные – более 3 0000мг/л.

С учетом области и технологии применения коагулянтов и флокулянтов выделяют два класса сточных вод:

  • с твердой дисперсной фазой
  • с жидкой дисперсной фазой

В отдельные группы выделены стоки, которые кроме дисперсных твердых или жидких загрязнений дополнительно содержат поверхностно-активные и растворенные ионогенные вещества. 

ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ

Промстоки характеризуются широким разнообразием загрязнителей, которые находятся во взвешенном или растворенном состоянии.

Они образуются во многих технологических процессах, при охлаждении аппаратов или при транспортировании сырья и т.д. Состав зависит от компонентов, промежуточных изделий и продуктов, выпускаемой продукции, состава исходной водопроводной воды и сырья, местных условий и так далее. Он имеет большой диапазон колебаний физико-химических показателей. Это требует индивидуального подхода при выборе способа их очистки. В случае применения на предприятии оборотного водоснабжения, количество производственных грязных жидкостей снижается, а количество загрязняющих веществ увеличивается. Сточные воды образуются в результате работы столовых, прачечных и душевых. Расход зависит от режима работы предприятия, от технологических процессов и от количества рабочих на данном предприятии.

При проектировании необходимо учитывать не только суточное количество стоков, но также и режим их поступления по часам в сутки (часовой график притока).

Схема очистки промстоков

Схема очистки производственных стоков

Обозначения: 1. Установка нейтрализации 2.Приемная камера 3.Флотатор трехступенчатый 4.Сгуститель флотошлама 5.Жиросборник 6. Насос импеллерный 7. Фильтр обезвоживания 8. Установка дегельминтизации 9.Пластиковый контейнер 10.Распредкамера 11.Блок биологической очистки 12.Блок илоуплотнителя 13.Воздуходувка 14.Смеситель 15.Блок доочистки 16.УФ-обеззараживатель 17.Установка техничсекого водоснабжения 18.Установка промывки 19.Реагентная установка

На ряде производств происходят залповые поступления высококонцентрированных и высокотоксичных стоков, при этом частота сброса может быть один раз за смену, в сутки, в неделю. Следует учитывать графики суточного колебания состава сточных вод по основным физико-химическим показателям и по специфическим загрязняющим компонентам (поверхностно-активным, токсичным, ядовитым и радиоактивным веществам). Особенность технологии различных производств требует в ряде случаев учитывать режим притока сточных вод не только в течение суток, но и по месяцам или сезонам года. В основном это спиртовые, сахарные, консервные и первичного виноделия заводы.

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ПРОМСТОКОВ

Сейчас применяются самые разнообразные способы. Но самое главное место отведено биологическим, так как это деструкция чуждых соединений, осуществляемая реагентным или безреагентным способом. Значительная часть углерода органических соединений в результате такой деструкции переводится в углекислоту и в живые клетки бактерий, которые сами по себе уже безвредны и часто даже полезны окружающей среде, так как могут быть источником всех питательных элементов, необходимых почве.

Важно, что биологическая очистка происходит при небольших затратах энергии на массовую единицу удаляемых веществ. С развитием технологий производства и внедрением новых процессов требования к очистке регулярно повышают.

Современные технологии обеспечивают удаление биогенных элементов и полностью решают проблему утилизации осадков. Извлечение загрязнений обычно представляет собой комбинацию двух основных вариантов обработки:

  • без изменения первоначальной химической структуры
  • с изменением первоначальной химической структуры

Экономическое сравнение методов химического и биологического окисления чаще бывает в пользу последнего, так как оно характеризуется более низкими энергетическими затратами, которые возрастают при физико-химическом окислении. При создании схемы очистки сточных вод химического предприятия необходимо предусмотреть доочистку после прохождения физико-химической обработки.

Одним из эффективных путей уменьшения количества промышленных стоков, сбрасываемых в водоемы, является повторное использование отработанных сточных вод после их очистки на тех же технологических операциях, или для производственных нужд в других цехах данного предприятия. Не менее эффективно уменьшение расхода воды на единицу обрабатываемого сырья или выпускаемой продукции. Для усреднения качественного состава, а также снятия пиковых нагрузок часто применяют усредняющие емкости. Они оборудуются перемешивающими устройствами и насосными установками для перекачки стоков на очистку. Помимо биологического могут применяться механические, физические, физико-химические, электроосаждение и другие способы.

ОЧИСТКА ПРОМСТОКОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Наиболее совершенным и действенным способом является физико-химическая очистка. Все методы делят на четыре основные группы:

  • основанные на выделении примесей
  • основанные на превращении
  • деструкции примесей
  • биохимические

Первый способ основан на выделении примесей и протекает без изменения физико-химических свойств веществ. Он осуществляется: отстаиванием, процеживанием, флотацией, фильтрованием. Особая роль в этой группе принадлежит мембранной технологии: микрофильтрации, ультрафильтрации, обратному осмосу, диализу. Им отдается предпочтение при разработке малоотходных технологических процессов с замкнутыми системами водопользования, например: линий никелирования, хромирования, кадмирования. Они позволяют получать условно-чистую воду, пригодную для повторного использования в технологии. Методы второй группы основаны на физико-химическом превращении веществ в менее токсичные или легко извлекаемые. Она включает в себя реагентную обработку, электролиз, озонирование, хлорирование, ионный обмен. На основе этих способов могут быть реализованы как прямоточные, так и оборотные системы водопользования.

Биохимические методы составляют особую группу, основанную на окислении загрязнений, чаще всего органического характера. Окончательный выбор технологии очистки стоков гальванических производств решается на основании технологических и экономических требований, т.е. технико-экономического анализа.

Все технологические системы водопользования гальванических предприятий могут быть разделены на прямоточные, оборотные, замкнутые, основанные на глубокой очистке и повторном использовании воды в процессе.

В случае выделения и утилизации загрязняющих солей, технология относится к малоотходным или безотходным. Как уже отмечалось ранее, малоотходные и безотходные технологии подразумевают помимо возврата очищенной воды выделение и утилизацию ценных примесей. Решение такой задачи на централизованных очистных станциях осложняется многокомпонентностью загрязняющих веществ, утилизация которых затруднительна, а иногда и практически невозможна.

ЛОКАЛЬНЫЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ (ЛОС)

Предназначены для предотвращения сброса промышленных сточных вод в коммунальные системы водоотведения и в конечном итоге на сооружения биоочистки, для обеспечения деструкции трудноокисляемых или неокисляемых загрязнений.

Для очистки от различных видов растворенных органических и неорганических веществ используются физико-химические методы, такие как адсорбция, мембранная сепарация, ионный обмен. Химические - восстановление, реагентное осаждение. ЛОС обычно базируются на физико-химических методах.

Преимуществами этих методов являются:

  • возможность очистки среды до требуемых показателей практически от всех видов загрязнений, различающихся как по химическому, так и по фазово-дисперсному составу
  • высокая эффективность очистки как в непрерывном, так и в периодическом режиме работы, быстрота и простота вывода системы промышленных очистных сооружений на заданные технологические параметры
  • технологическая гибкость системы при изменении показателей или требований к качеству очистки
  • возможность полной автоматизации и диспетчеризации технологического процесса

Чистим промышленные сточные воды

Одним из направлений работы компании Агростройсервис является решение задач по очистке промышленных сточных вод. Удачными примерами является выполнение проектов по очистке стоков для ООО «Башкирская стекольная компания», ООО АПК «Программа» и ООО Спиртовой завод «Кемлянский».

 

ООО «Башкирская стекольная компания» обратилась к нам с запросом очистки стоков 100 м3/сут. образующихся при мойке стекла и инструментов для его обработки.

Состав загрязнений

№ п/п

Наименование позиций

Ед. изм.

Сточные воды

Перед поступлением на контактные осветлители

После очистки

на контактных осветлителях

1

Взвешенные вещества

мг/дм3

220

не более 153,0

2

рН

 

6,5-8,5

6,5-8,5

3

Температура

10-30

10-30

Природа загрязнений - это стеклянный шлам различных фракций. Поэтому для выделения из сточных вод механических примесей была реализована следующая система очистки:

  • выделение грубодисперсных включений на отстойнике каскадного типа
  • обработка сточных вод рабочими растворами коагулянта и флокулянта
  • удаление мелкодисперсных нерастворенных в воде веществ

Установка ОС

Установка очистных сооружений

Реализация данной системы очистки позволила вернуть воду в производственный цикл с минимальными потерями, что дало ощутимую экономию водопотребления.

ООО Спиртовой завод «Кемлянский» вырабатывал в производственном процессе 200 м3/сут. сточных вод.

Состав загрязнений

№ п/п

Наименование позиций

Ед. изм.

Сточные воды

Перед поступлением на контактные осветлители

После очистки

 

1

Температура

15,0-30,0

15,0-30,0

2

рН

 

3,7

6,5-8,5

3

Взвешенные

вещества

мг/дм3

5000,0

10,0

4

БПК5

мг/дм3

21000,0

2,0

5

БПКп

мг/дм3

24500,0

3,0

6

ХПК

мг/дм3

30000,0

30,0

7

Аммоний ион

мг/дм3

2,5

0,5

8

Азот аммонийный

мг/дм3

2,0

0,4

9

Нитрит-анион

мг/дм3

0,02

0,08

10

Азот нитритов

мг/дм3

0,01

0,02

11

Нитрат-анион

мг/дм3

12,6

40,0

12

Азот нитратов

мг/дм3

2,8

9,0

13

Фосфат-ион

мг/дм3

386,5

0,6

14

Фосфаты (Р)

мг/дм3

120,1

0,2

15

Хлорид-ион

мг/дм3

300,0

300,0

16

Сульфат-ион

мг/дм3

100,0

100,0

17

Железо общее

мг/дм3

0,1

0,1

18

Сухой остаток

мг/дм3

30000,0

1000,0

19

АПАВ

мг/дм3

0,1

0,1

Сточные воды спиртового завода характеризуются высокой кислотностью(pH менее 3,7), большим количеством соединения фосфора и взвешенных веществ.

Предварительно нейтрализованные в КНС стоки и подаются на первую стадию очистки в высокоэффективные тонкослойные отстойники. В них происходит осаждение основной массы взвеси, что уменьшает нагрузку на биологическую очистку, а также предотвращает образование отложений и забивание в трубопроводах и усреднителе. Эффективность повышается за счёт обработки сточных вод реагентами, которые укрупняют загрязнения, образуя флокулы.

После усреднителя стоки направляются на многоступенчатую биологическую очистку, которая за счёт чередования анаэробных и аэробных стадий позволяет наиболее эффективно и полно удалять органические загрязнения. Чередование биоценозов позволяет более полно переработать органические загрязнители, при этом не происходит накопление  продуктов жизнедеятельности активного ила, так как они служат питанием для микроорганизмов последующих стадий.

После биологической очистки сток направляется на завершающую стадию очистки, включающую осветление и фильтрацию на фильтрах с зернистой загрузкой, где происходит удаление соединений фосфора.

После обеззараживания на установке УФ- стерилизации  сток направляется в р. Нерлейка Березнековского района республики Мордовия.        

ООО АПК «Программа»  также обращалось в нашу компанию для подготовки стока объёмом 350 м3/сут. к сбросу в водный объект. Состав стоков приведён в таблице №3   

Таблица № 3

№ п/п

Наименование позиций

Ед. изм.

Сточные воды

Перед поступлением на контактные осветлители

После очистки

 

1

Температура

15,0-30,0

15,0-30,0

2

рН

 

6,5-8,5

6,5-8,5

3

Взвешенные

вещества

мг/дм3

1300,0

10,0

4

БПКп

мг/дм3

1600,0

3,0

5

ХПК

мг/дм3

3000,0

30,0

6

Азот аммонийный

мг/дм3

220,0

0,4

7

Азот нитритов

мг/дм3

0,01

0,02

8

Азот нитратов

мг/дм3

0,5

9,0

9

Фосфаты (Р)

мг/дм3

25

0,2

10

Хлорид-ион

мг/дм3

300,0

300,0

11

Сульфат-ион

мг/дм3

100,0

100,0

12

Жиры

мг/дм3

1300

0,1

Специалисты нашей компании разработали и реализовали технологическую схему, которая включает следующие стадии:

  • удаление жира
  • механическая очистка
  • флотация
  • биологическая очистка
  • доочистка
  • обеззараживание

Особенность данной КОС в том, что на неё подаются стоки с большими количествами жира и белков, образующихся на мясоперерабатывающих производствах. Стоки последовательно попадают на жироуловитель и флотатор где за счёт разницы в плотностях воды и загрязнений происходит удаление жиров и белков. Для интенсификации процессов предусмотрена подача реагентов (коагулянтов).  

Монтаж оборудования

Монтаж основного технологического оборудования

Далее обезжиренные воды поступают на двухступенчатую биологическую очистку, где под действием активного ила происходит разложение органических загрязнений до СО2, СН4, Н2О. Образовавшийся избыточный ил, полученный в результате роста биомассы, отводится с нижней части блоков биологической очистки через илоуплоинитель.        

Для удаления оставшихся загрязнений, соединений фосфора, непереработанных органических соединений и остатков активного ила, осветлённые стоки направляются в блок доочистки, в котором совмещены зоны осветления и фильтрации.

Перед сбросом в водный объект очищенные сточные воды проходят УФ-обеззараживание.

Описанные проекты были реализованы в 2014-2018 годах и доказали свою работоспособность и эффективность.        

Другие статьи