Технології очищення промислових стічних вод

В даний час однією з найбільш актуальних екологічних проблем є запобігання забруднення водних об'єктів, в першу чергу поверхневих водойм, промисловими стічними водами, що містять токсичні метали. Як відомо, металлосодержащие стічні води утворюються на промислових підприємствах в результаті технологічної обробки різної сировини, матеріалів і виробів з них. У табл. 1 наведені основні джерела утворення металовмісних стічних вод і дана їх загальна характеристика. Металовмісні стічні води утворюються також на підприємствах кольорової металургії, на заводах з виробництва акумуляторів, на деяких нафтопереробних виробництвах, підприємствах транспорту і сфери послуг. Металовмісні стічні води перед скиданням в комунальну систему водовідведення або безпосередньо у водойму підлягають глибокому очищенню, оскільки концентрація металів в них лімітується нормативними показниками. Очищення промислових стічних вод проводиться на локальних або централізованих очисних спорудах. Інші процеси (електродіаліз, електрохімічна сепарація, електромагнітне фільтрування, екстракція і ін.) В локальних системах застосовуються досить рідко, хоча при очищенні стічних вод від деяких операцій гальванопокриття вони можуть виявитися досить ефективними і економічними. При виборі найбільш раціональної технології локального очищення стічних вод слід враховувати якість води, використовуваної на промивні операції, склад і концентрацію домішок у воді після її використання, витрата промивних вод, а також режими водоспоживання та водовідведення в локальній системі. Останнім часом намітилася тенденція застосування комплексних схем локального очищення стоків. Наприклад, хімічне або електрохімічне осадження важких металів з доочищенням за допомогою зворотного осмосу або іонного обміну. Це дозволяє продовжити термін служби мембран і іонообмінних матеріалів, значно збільшити межрегенерационного період. На більшості діючих очисних споруд країни передбачається централізоване очищення загального стоку гальванічного виробництва з попередньою обробкою хромсодержащих, ціансодержащіх вод і вод, що містять комплексні іони важких металів. Локальні системи, перевагою яких є можливість утилізації або регенерації цінних металів, менш поширені в зв'язку з високою вартістю, енергоємністю і складністю експлуатації. Застосування локальних систем повинно бути технічно і економічно обгрунтоване і, як показують розрахунки і практичний досвід, вони найбільш вигідні, коли є можливість виділити із загального стоку локальні потоки з цінними і благородними металами або особливо токсичними домішками. У багатьох випадках централізовані очисні споруди, доповнені локальними установками обробки деяких категорій стічних вод, дозволяють на сучасному рівні вирішувати більшість технологічних, екологічних і економічних проблем водного господарства гальванічних виробництв. На централізованих очисних спорудах проводиться очищення промивних стічних вод від домішок після операцій, для яких не передбачені локальні системи очищення, недостатньо очищених стоків після локальних установок, а також стічних вод від миття обладнання та приміщень гальванічного виробництва. Централізовані очисні споруди гальванічних виробництв можна класифікувати таким чином: ❏ з гідравлічних умов роботи - проточні, непротічні або ж комбіновані; ❏ по режиму роботи - безперервно або періодично працюють; ❏ за ступенем поділу категорій стічних вод - з повним поділом потоків (хромсодержащих, кислотно-лужні, ціансодержащіх, що містять комплексні сполуки та ін.), З частковим поділом потоків (загальний стік і ціансодержащіх стоки), без поділу потоків (при відсутності ціансодержащіх стоків) ; ❏ за характером роботи в системі водного господарства - працюють в прямоточною системі, що працюють в зворотному (частково замкнутої) системі, в системі з повторним використанням води, або працюють в повністю замкнутої (бессточной) системі; ❏ за місцем скидання очищених стічних вод - зі скиданням у виробничу каналізацію, зі скиданням у міську каналізацію, зі скиданням у водойму; ❏ за схемою очищення - одноступінчасті і багатоступінчасті, з обессоливанием води і без нього, реагентні, малореагентние і безреагентниє; ❏ по застосовуваної технології очищення - нейтралізаційних, хімічної очистки, фізико-хімічної очистки, біологічної очистки або ж з комбінованою технологією. Вибір типу централізованих очисних споруд проводиться на основі техніко-економічного порівняння різних варіантів з урахуванням кількості і складу стічних вод, вимог до якості очищеної води і рівня кваліфікації обслуговуючого персоналу. В даний час вітчизняними і зарубіжними фірмами поряд з традиційними пропонується кілька принципово відрізняються один від одного нових технологічних і технічних рішень по централізованим очисних споруд гальванічних виробництв. Засновані ці рішення на застосуванні в технології очищення наступних процесів: тонкошарового відстоювання; флотації; магнітного фільтрування; електрокоагуляції; електролізу; електрокоагуляцііфлотаціі; гальванокоагуляціі; феррітізаціі; фільтрованіячерез плаваючі завантаження; мембранного фільтрування (ультрафільтрації та зворотного осмосу); електрокорректірованія рН; нейтралізації діоксидом вуглецю і др.Каждое з цих технологічних і технічних рішень має свою найбільш раціональну область застосування при реконструкції, модернізації або новому будівництві централізованих очисних споруд. При виборі технічного рішення з очищення стічних вод необхідно також враховувати умови переробки відпрацьованих технологічних розчинів і електролітів, а також утворюються при очищенні газоподібних, рідких і твердих відходів. На даний момент найбільш поширений спосіб - реагентний метод очищення металовмісних стічних вод. При виконанні цієї одним з обов'язкових умов є поділ потоків відводяться стоків на кислотно-лужні (загальний стік) і хромсодержащих. Очищення проводиться двома потоками. Хромсодержащих стоки надходять в призначений для них усреднітель-накопичувач, з якого насосом подаються на обробку в хімічні реактори. У першому реакторі стоки подкисляемой, потім самопливом надходять в наступний, в якому обробляються реагентом-відновником, найчастіше бісульфітом натрію. Реагенти подаються за допомогою насосів-дозаторів з відповідних видаткових ємностей. Кислотно-лужні стічні води збираються в відведеному для них Усреднітель-накопичувачі. З усереднювача за допомогою насоса стоки подаються в хімічний реактор, в який надходять також хромсодержащих стічні води після відновлення шестивалентного хрому до тривалентного. В даному реакторі суміш стічних вод подщелачивают (зазвичай до рН = 9,5-9,8) розчином лугу, який подається насосом з відповідною видаткової ємності. Потім стоки загальним потоком відводяться в хімічний реактор, в якому обробляються флокулянтом, який дозується насосом з відповідної ємності для інтенсифікації процесу відстоювання стічних вод. З цього реактора стоки надходять на відстійник, в якому відбувається осадження малорозчинних сполук важких металів. Після відстоювання освітлена вода відводиться на глибоку доочистку в блок поділу фаз, в якості якого можуть застосовуватися фільтри з різними фільтруючими завантаженнями. Перед скиданням очищеної води в систему водовідведення проводиться коригування рН очищених стоків в хімічному реакторі шляхом дозування насосом розчину кислоти з відповідної ємності. Так само як і хромсодержащих стоки, окремо обробляються і ціансодержащіх стічні води. При наявності таких вод спочатку проводиться знешкодження ціанідів в лужному середовищі, а потім - спільна їх очищення з іншими категоріями стоків. Обробка утворюються в процесі очищення стічних вод опадів проводиться на вузлі зневоднення в складі насоса подачі осаду, ресивера і фільтр-преса. Істотним недоліком реагентної технології очищення металовмісних стічних вод є значне підвищення вмісту солі очищеної води через великої кількості і високих доз реагентів. Тому очищена вода не може повторно використовуватися в системі водопостачання гальванічного виробництва без дорогого попереднього знесолення. На багатьох російських підприємствах зараз впроваджується електрохімічна технологія очищення металовмісних стічних вод. На відміну від реагентної очищення стічних вод електрохімічним методом не вимагає поділу стічних вод, крім ціансодержащіх, на окремі потоки в залежності від їх складу. Відведення стічних вод проводиться загальним колектором. Відповідно до технологічної схеми стічні води надходять в усреднітель-накопичувач. З усереднювача насосом стоки подаються на установку електрохімічної очистки, в якій здійснюється відновлення шестивалентного хрому до тривалентного в результаті електрохімічного розчинення сталевих електродів, освіта малорозчинних сполук важких металів при подщелачивании стоків, освітлення води відстоюванням або флотацією з подальшою доочищенням фільтруванням. Очищена вода з метою зниження рН до нейтральних значень обробляється в ємності-нейтралізаторі кислотою або вуглекислим газом, що надходять від спеціального вузла, після чого частина її скидається в систему водовідведення, а частина повертається для використання в гальванічне виробництво. Осад і промивна вода фільтра накопичуються в спеціальній ємності, з якої насосом подаються в ущільнювач осаду. Ущільнений осад обробляється на вузлі зневоднення в складі насоса осаду, ресивера і фільтр-преса. Застосування електрохімічних процесів для відновлення шестивалентного хрому дозволяє створювати компактні установки і застосовувати для поділу фаз такі процеси, як флотація. За рахунок цього значно скорочується площа і необхідний обсяг приміщень, що відводяться під очисні споруди. При використанні електрохімічного методу очищення стічних вод не відбувається значного вторинного засолення води. Тому 50-90% очищеної води може бути знову використано у виробництві на невідповідальні технологічні операції. Технологічні схеми очищення металовмісних стічних вод, які застосовуються для гальванічних виробництв, можуть бути адаптовані і для підприємств інших галузей промисловості. На закінчення слід зазначити, що в даний час у зв'язку з практичною відсутністю нового будівництва гальванічних виробництв актуальною проблемою є реконструкція і модернізація діючих очисних споруд. Така реконструкція повинна забезпечити необхідну продуктивність очисних споруд та нормативні показники якості очищеної води при найменшій собівартості очищення. Важливим критерієм є надійність роботи реконструйованих споруд, що також слід враховувати при виборі нових технологічних і технічних рішень, пропонованих для реалізації.

>>> Також читайте по темі Очищення стічних вод в журналі СОК 2010 №6