Очистка промышленных сточных вод

а) Очистка и использование шламовых вод необходима в системах оборотного водоснабжения "грязных циклов". Наиболее часто используются схемы с механическим обезвоживанием шлама в вакуум-фильтрах или фильтр-прессах, в которых шламовая пульпа разделяется на твердую фазу (обезвоженный шлам) и жидкую (фильтрат). Один из вариантов таких схем приведен на рис.7.7.

Рис.7.7. Схема установки для очистки шламовых вод: а) – очистка сливных вод без коагуляции; б) – очистка фильтрата с коагуляцией;

1 – радиальный отстойник; 2 – сгуститель (вертикальный отстойник); 3 – вакуум-фильтр; 4 – дополнительный осветлитель

Вакуум-фильтры дают оптимальную производительность при концентрации шламовой пульпы от 250 до 500 г/л, тогда как концентрация осадка отстойника 1 не превышает 100г/л. Поэтому этот осадок направляется в сгуститель 2, где и доводится до пульпы с требуемой концентрацией.

Обезвоженный шлам (твердая фаза) после вакуум-фильтров направляется для технологического использования, а фильтрат возвращается обратно в сгуститель.

Осветленная вода из сгустителя с содержанием взвеси 1,5-2,0 г/л подается на осветление в отстойник 1. Если в осветляемой воде много мелкодисперсных примесей, то добавка осветленной воды из сгустителя может существенно ухудшить качество очищенной воды. В таком случае осветленную воду из сгустителя 2 и фильтрат из вакуум-фильтра 3 дочищают отдельно в специальном осветлителе с применением коагулянта (см.рис.7.7 б).

б) Очистка кислотосодержащих вод необходима в производствах, связанных с травлением металлов кислотами или их смесями. При этом образуются отработанные травильные растворы (ОТР) и слабоконцентрированные промывные воды (ПВ). Состав этих стоков эти очень разнообразен и зависит от марки травимого металла и от используемой кислоты.

Наиболее распространена очистка этих вод методом известковой нейтрализации ОТР и ПВ с последующим нагревом и аэрацией осадка (10-12 м³ воздуха на 1 м³ осадка). При этом образуется кристаллический осадок – магнетит. Он может быть использован как коагулянт и как сырье для строительных материалов.

Если количество ПВ относительно невелико, то целесообразно их обрабатывать совместно с ОТР (рис. 7.8 а).

Рис.7.8. Схемы известковой нейтрализации ОТР и ПВ с получением очищенной воды и уплотненного осадка: а) – совместная обработка ОТР и ПВ; б) – раздельная обработка ОТР и ПВ; 1 – реактор; 2 – осветлитель; 3 - смеситель

ПВ и ОТР поступают в реактор 1, куда подается также известковое молоко (ИМ). Вся масса в реакторе подогревается паром, аэрируется воздухом, а затем подается в осветлитель 2. Уплотненный осадок (УО), состоящий из смеси магнетита и гипса, направляется в шламонаполнитель или на механическое обезвоживание и использование. Осветленная (ОВ) вода используется повторно.

Если количество ПВ велико, то ОТР перерабатывается на магнетит в реакторе 1 (рис.7.8 б) и подается как коагулянт для ПВ в смеситель 3. Коагулированные ПВ затем направляются в осветлитель 2 и далее, как в предыдущем случае.

в) Очистка вод, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ). ПАВы применяются во многих отраслях промышленности в качестве моющих и обезжиривающих средств, пенообразователей и т.п.

Сточные воды таких производств кроме ПАВов содержат масла, жир, щелочи, механические примеси и т.д. Сброс этих вод в природные водоемы наносит огромный вред окружающей среде.

Основным принципом очистки таких вод является удаление из них всех загрязнений и такой доли ПАВ, которая допускает повторное использование очищенной воды в технологическом процессе.

Наибольшее распространение получил метод пенной сепарации. В этом методе слой загрязненной воды (2,5-3 м) продувается воздухом. Воздух подается через пористые перегородки с диаметром пор 10-20 мкм. Интенсивность барботажа 18-24 м³/(м²×ч), продолжительность – до 20 мин.

ПАВ и другие примеси концентрируются на стенках пузырьков воздуха, выносятся на поверхность и образуют грязную пену. Эта пена удаляется механическими приспособлениями или сдувается сжатым воздухом. Вода, содержание ПАВ в которой снизилась на 75-92 %, может использоваться повторно.

_________

ЛИТЕРАТУРА

1. Системы водоснабжения промпредприятий. Борисов Б.Г., Багров О.Н., Калинин Н.В./Ред. А.Г. Спиридонов. М.: Моск. энерг. ин-т, 1987.

2. Абрамов Н.Н. Водоснабжение: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1982.

3. Сомов М.А. Водопроводные системы и сооружения: Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1988.

4. СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

5. Беличенко Ю.П. Замкнутые системы водообеспечения химических производств. М.: Химия, 1990.

6. СНиП 2.04.02-84^*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения /Минстрой России. М.: ГП ЦПП, 1996.

7. Лаптев А.Г., Ведьгаева И.А. Устройство и расчет промышленных градирен: Монография. Казань: КГЭУ, 2004.

[1] Общая жесткость воды оценивается общим содержанием в ней катионов Ca и Mg, выраженном в миллиграмм-эквивалентах на 1 кг воды. Принято, что 1мг-экв/кг соответствует 20,04 мг/кг Ca²⁺ или 12,16 мг/кг Mg²⁺. Общая жесткость воды складывается из карбонатной и некарбонатной: ж_о=ж_к+ж_н.к.

Карбонатная жесткость ж_к – определяется содержанием в воде бикарбонатов Ca и Mg, которые при нагреве (кипячении) переходят в карбонаты и выпадают в виде шлама и накипи, выделяя при этом CO₂.

Некарбонатная жесткость ж_н.к. – характеризуется содержанием в воде хлористых соединений Ca и Mg (CaCl₂, MgCl₂), сернокислых (CaSO₄ и MgSO₄), кремнекислых (CaSiO₃) и др. солей не выпадающих в осадок при кипячении.