Системы оборотного водоснабжения

Читайте также:

Вода в промышленности играет роль сырья, охладителя, теплоносителя, поглощающей и транспортирующей среды, поэтому требования к ее качеству тоже различна. В связи с этим можно дать такую условную классификацию требований к качеству воды:

1) вода, к качеству которой не предъявляется требования;

2) вода, очищенная до качества речных вод, для технического водоснабжения;

3) вода, очищенная до питьевых стандартов;

4) глубоко очищенная вода.


Например, вода второго типа вполне подходит для горно-обогатительной и металлургической промышленности.

Защита водных объектов от загрязнения ведется по ряду направлений:

- рациональное использование воды;

- очистка сточных вод перед выбросом;

- переход на безводные или маловодные технологические процессы;

- повторное использование сточных вод в промышленности;

- создание систем оборотного водоснабжения. Конечной задачей является отказ выбросов загрязненной воды с предприятий.

Существуют следующие пути повторного использования сточных вод:

1) в системах оборотного водоснабжения;

2) очищенные сточные воды одного предприятия для технического

водоснабжения другого предприятия;

3) очищенные городские сточные воды для технического водоснабжения предприятий.

Однако запрещается использовать такие сточные воды на предприятиях, где возможно заражение продуктов, угрожающих здоровью человека.

Рациональным является создание замкнутых систем оборотного водоснабжения. При разработке оборотных систем водоснабжения промышленных предприятий необходимо планировать очистку и повторное использование поверхностных сточных вод с учетом следующих требований:

- обеспечение локализации стока с отдельных участков территории предприятия и его отвода либо в общезаводские очистные сооружения, либо (после предварительной очистки) в общую схему очистки поверхностных сточных вод;

- создание раздельной организации стоков с водосборных участков, отличающихся по составу и количеству примесей, поступающих в поверхностные сточные воды;

- обеспечение очистки поверхностного стока совместно с производственными сточными водами;

- применение локальных очистных сооружений для поверхностных сточных вод.

Рассмотрим примеры решения проблемы ресурсосбережения при организации процесса очистки и повторного использования сточных вод на машиностроительных и нефтеперерабатывающих заводах.

На Волжском автомобильном заводе [1] используются следующие локальные оборотные системы водоснабжения:

- система водоснабжения цеха окраски, где образующиеся сточные воды последовательно очищают в отстойниках с введением 0,15. 0,4 кг/м коагулянта для интенсификации процесса коагуляции, а также в фильтрах с загрузкой из древесных стружек, которые подвергаются сжиганию по мере их загрязнения. Очищенная сточная вода повторно используется в цехе;

система охлаждения компрессоров, сварочных машин, печей, индукционных нагревателей, маслоохладителей, прессов и т.п. в которых образующиеся сточные воды после охлаждения в градирнях повторно используют в рассматриваемом технологическом цикле;

- система водоснабжения устройств гидрошламоудаления и аппаратов мокрого обеспыливания воздуха, где образующиеся сточные воды очищаются в горизонтальных отстойниках с подачей полиакриламида в качестве коагулянта; система водоснабжения гальванических цехов. Сточные воды последовательно очищают в отстойнике, двухслойном фильтре из песка и антрацита, угольном фильтре с активированным углем КАД-9, Н-катионитном фильтре с катионитом КУ-23, слабоосновном анионитном фильтре с анионитом АН-251; сильноосновном анионитном фильтре с анионитом АВ-17-8, а затем повторно используют для промывки деталей после нанесения гальванопокрытий.

Наряду с локальными системами очистки схема оборотного водоснабжения завода включает и общезаводские сооружения, где сточные воды последовательно проходят очистку в решетках, песколовках, отстойниках, коагуляторах и затем сбрасываются в Волгу [1].

Следует подчеркнуть, что при разработке систем оборотного во­доснабжения промышленных предприятий необходимо учитывать требования санитарных норм и правил охраны поверхностных вод от загрязнений, т.е. необходимо планировать очистку и повторное использование поверхностных сточных вод с учетом оптимального решения задач:

- локализации стока с отдельных участков территории предприятия и его отвода в общезаводские очистные сооружения или после предварительной очистки в общую схему очистки поверхностных сточных вод;

- раздельной организации стоков, поступающих в поверхностные сточные воды, отличающихся по составу и количеству примесей;

- очистки поверхностного стока совместно с производственными сточными водами;

- использования локальных очистных сооружений для поверхностных сточных вод.

На рис. 15.1 представлена схема очистки поверхностных сточных вод с территории предприятия [1]. Сточные воды 1 из водосборных коллекторов по трубопроводу поступают в отстойник-усреднитель 2, откуда насосом 3 они

подаются на песчаный фильтр 4 и далее поступают в емкость 5 очищенной воды и по трубопроводу 6 направляются для использования в оборотном водоснабжении. Осадок, скапливающийся в отстойнике-усреднителе 2, поступает в уплотнитель осадка 12, в который также по трубопроводу 11 подают осадок из резервуара промывной воды 9, образующейся при промывке Фильтра 4 очищенной водой, отбираемой насосом по трубопроводу 7. Промывная вода из фильтра 4 поступает в резервуар 9 по трубопроводу 8 и насосом 3 через трубопровод 10 направляется и отстойник-усреднитель 2. Уплотненный осадок периодически удаляется из уплотнителя 12 по трубопроводу 14. Очищенные поверхностные сточные воды используются для подпитки оборотных систем водоснабжения. Кроме того, их можно использовать в системах пожаротушения, при этом очистка сточных вод ограничивается, как правило, отстаиванием в прудах.

На рис. 15.2 представлена схема оборотного водоснабжения цеха холодной прокатки. Образующиеся при работе стана 8 сточные воды, содержащие в основном частицы металлической окалины и масла, попадают в отстойник 1, где и выделяются твердые частицы и наиболее легкие фракции масла, а затем направляются в промежуточный отстойник 2, где осаждаются мелкие фракции частиц. Из отстойника 2 сточные воды отбираются насосом 3, в который через трубопровод 4 подается сжатый воздух. Смесь воды с воздухом поступает в сатуратор 5, где интенсивно перемешивается, и затем направляется во флотатор 6 для окончательной очистки от маслопродуктов. Выделенные из сточной воды в отстойнике и флотаторе маслопродукты отводятся на участок их регенерации, а сточная вода из флотатора 6 поступает в промежуточный отстойник 2. Для очистки сточной воды от твердых частиц и частиц масла размером менее 1,5 мкм она пропускается через автоматический бумажный фильтр 7. Очищенная таким образом сточная вода собирается в промежуточном отстойнике 2 и затем с помощью насоса 3 при необходимости подается для охлаждения прокатываемых изделий, узлов стана и оборудования цеха. Очистка сточных вод производится в отстойниках.

Для очистки сточных вод кузнечно-прессовых цехов от масла помимо мас­лоуловителей используется отстойник периодического действия, в котором очищаемая вода перемешивается с молотой известью или известковым молоком. Перемешивание рекомендуется производить барботированием сжатым воздухом. Продолжительность отстаивания в отстойнике не менее 30 мин.

Для очистки сточных вод литейных цехов машиностроительных заводов применяют механические (отстаивание, фильтрование), химические (нейтрализация, коагуляция) и физико-химические методы.

Особое внимание следует обращать на обезвреживание сточных вод термических цехов, в которых могут содержаться цианистые соединения и другие ядовитые вещества. Для обезвреживания циансодержащих сточных вод рекомендуется использовать щелочь (известковое молоко) и хлорсодержащие компоненты, такие, как жидкий хлор, гипохлорид натрия, гипохлорид кальция, хлорная известь и пр. Количество щелочи должно быть таким, чтобы поддерживать водородный показатель сточных вод рН в пределах 10,5-11.

Перед отстойниками циансодержащие воды подкисляют до нейтральной среды. Для очистки от цианидов применяют также марганцево-кислый калий и перекись водорода. При значительных концентрациях цианид-ионов (сточные воды участков цианирования) применяют электрохимическую очистку. После перечисленных операций: реагентной обработки, отстаивания и в некоторых случаях фильтрования сточные воды обычно сбрасывают в бытовую канализацию или водоем. Возврат очищенных реагентным методом и доочищенных на фильтрах сточных вод возможен лишь на неответственные операции процессов гальванических покрытий. Для отстаивания сточных вод могут применяться горизонтальные и вертикальные отстойники с продолжительностью от­стаивания не менее 2 ч. Сточные воды гальванического производства можно очищать различными методами в зависимости от их количества и качественного состава, а также концентрации примесей. Основными способами очистки являются: реагентный, ионообменный, озонирование, гиперфильтрация, электрохимический. Выбор зависит от объема и характера стоков, технико-экономических показателей устройств очистки, от возможности создания оборотного цикла и утилизации ценных компонентов.

На рис. 15.3 приведена общая схема очистки сточных вод цехов гальванических покрытий. Очистка циансодержащих сточных вод производится в основном реагентными методами и заключается в окислении комплексных и свободных цианидов в менее токсичные соединения, такие как цианиты, азот и углекислый газ. В качестве окислителей применяют жидкий хлор, хлоридную известь, гипохлориты натрия, кальция и магния, озон, перманганат калия, сернокислое железо и др. Иногда очистка циансодержащих сточных вод производится методом ионного обмена или электродиализа.

Очистка хромосодержащих сточных вод осуществляется в основном реагентными методами и проводится в две стадии. На первой стадии шестивалентный хром восстанавливают до трехвалентного бисульфитом, или сульфитом, или железным купоросом. На второй стадии производят осаждение гидроокиси хрома щелочью или гашеной известью. При небольших количествах сточных вод, содержащих шестивалентный хром, рекомендуется использовать метод восстановления на металлической стружке. Дальнейшая очистка стоков выполняется совместно с кислотно-щелочным стоком.

При очистке кислотно-щелочных стоков необходимо довести рН до 8,5. 9 для нейтрализации и осаждения гидроокисей металлов. Нейтрализация кислотно-щелочного стока осуществляется смешением кислотных и щелочных стоков цеха, а также добавкой предварительно обработанных циан- и хромсодержащих стоков. Для полного извлечения меди, никеля и цинка сточные воды необходимо дополнительно обработать методами ионного обмена, электродиализа, гиперфильтрации и др. Очистку сточных вод можно организовывать так, что бы обеспечить возврат воды и ценных продуктов в производство. Например, для вторичного использования регенерирующих растворов в блоке обычной реагентной очистки в качестве средства доочистки можно использовать метод ионного обмена.

В цехах окраски локальным очистным сооружением оборотного водоснабжения (рис. 15.4) снабжается каждая окрасочная камера.

Образующиеся в окрасочных ваннах 1 сточные воды поступают в сборную емкость 9, затем насосом 2 подаются в электрокоагулятор 3 с растворяемыми алюминии-евыми электродами, которые питаются от выпрямителя 4. В электрокоагуляторе 3 образующие­ся хлопья гидроксида алюминия поглощают твердые частицы и частицы краски. Поступая вместе с водой в отстойник 5, они оседают на дно и затем подаются в шламонакопитель 8. Далее очищенная таким образом сточная вода насосом 2 подается в электрокоагулятор 6 с не-растворимыми Алюминиевыми электродами, где при протеекании тока происходит обеззараживание сточной воды, направляемой в резервуар 7, откуда очищенная вода подается в окрасочные ванны для повторного использования.

На рис. 15.5. показано схем оборотного водоснабжения нефтеперерабатывающего завода 1. Сточная вода поступает на сооружение механической очистки 2, очищается от взвешенных частиц, поступает в смеситель 4, где добавляется биогенные элементы 3. Далее вода поступает в аэротенк 5, куда поступает воздух 6 и возвратный ил 7. Аэротенк работает в комплексе с отстойником 8, где ил отделяется от воды. Далее вода проходит фильтр 9 и насосом 10 возвращается на повторное использование. Сброс в водный объект отсутствует.

По материалам сайта: http://studopedia.ru