Очищення і повторне використання технічної води та промислових стоків
Введення
У процесах експлуатації промислового обладнання утворюються стічні води, які вимагають спеціального очищення перед скиданням у каналізаційні системи. Найбільш поширеними забруднюючими речовинами в поверхневих водах є нафтопродукти, феноли, легкоокисляющихся органічних речовин, сполуки міді, цинку, амонійний та нітратний азот, лігнін, ксантогенатом, анілін, метилмеркаптан, формальдегід і ін Наприклад, стічні води заводів чорної і кольорової металургії забруднені великою кількістю зважених мінеральних речовин, містять кольорові метали та залізо, сульфати, хлориди, смоли та олії, сірчану кислоту, залізний купорос. Нафтопереробні заводи і нафтопромисли скидають нафту і нафтопродукти, хлориди, завислі речовини, можлива присутність заліза та сірководню. Велику небезпеку становлять стічні води коксохімічних підприємств: смоли, масла, феноли, аміак, ціаніди, роданіди, велика кількість солей неорганічних кислот і зважених речовин. До сильно забрудненим стічних водам, важко непіддатливим очищенню, відносяться рідкі стоки целюлозно-паперових комбінатів: розчинені органічні речовини, волокно, каолін та ін Машинобудівні і автомобільні заводи скидають ціаніди, хром, масла й окалину. Основні забруднювачі текстильних підприємств - барвники та СПАР.
1. Умови прийому промислових стічних вод в каналізацію населених місць
Стічні води будь-якого промислового підприємства містять специфічні забруднення, які повинні віддалятися до змішання зі стоками іншого виробництва або населеного пункту.
Наявний вітчизняний і зарубіжний досвід свідчать про можливу реалізацію безстічних систем шляхом повторного використання очищених стічних вод. Значення повторного використання очищених стічних вод у системах промислового водопостачання в повній мірі залежить від конкретних місцевих умов, застосовуваних технологій і визначається головним чином можливістю і доцільністю використання:
а) стічних вод в системах оборотного і повторного водопостачання підприємства або цехів;
б) очисних і знезаражених господарсько-побутових стічних вод у технічному водопостачанні підприємств або цехів;
в) очищених стічних вод одних підприємств для технічного водопостачання інших підприємств або цехів.
У зв'язку з цим розроблені В«Правила прийому виробничих стічних вод у системи каналізації населених місць В», спрямовані на запобігання порушенням у роботі очисних споруд та безпеки їх експлуатації за рахунок правильної організації прийому промислових стічних вод в каналізаційну мережу населених пунктів. Ці В«Правила ...В» розроблені на основі В«Правил охорони поверхневих водВ» для розрахунку допустимих концентрацій забруднюючих речовин у виробничих стічних водах з урахуванням вимог до якості очищених вод в конкретних місцевих умов.
Існують три основні види очисних споруд для стічних вод - локальні, заводські, районні чи міські.
Призначення локальних, або цехових очисних споруд полягає, перш всього, в знешкодженні стічних вод або витяганні цінних компонентів безпосередньо після технологічних установок або цехів. На локальних установках механічного очищення, коагуляції, електроосадження, фільтрування, ультрафільтрації та ін очищують стічні води, які не можна направляти без попереднього очищення в систему повторного і оборотного водопостачання, на загальні заводські або районні очисні споруди.
Багато великих підприємств розташовують загальнозаводських очисними спорудами, які мають установки для механічної, фізико-хімічної і біологічної очистки.
Районні чи міські очисні споруди призначені для очищення господарсько-побутових і промислових стічних вод району. При спільній очищенні стічних вод в останніх регламентується вміст розчинних, зважених і спливаючих речовин, продуктів, здатних руйнувати або засмічувати комунікації, вибухонебезпечних і горючих речовин, а також температура.
Вибір методу очищення залежить від концентрації забруднень в стічних водах і кількості твердих відходів, утворюються в основному виробництві і на стадії очищення, а також від еколого-економічних показників процесу.
З цих причин стічні води промислових підприємств повинні піддаватися обов'язковій локальної очистки, основною метою якої є:
- максимальне зниження втрат сировини зі стічними водами;
- зниження споживання чистої води;
- скорочення скиду стічних вод за обсягом і кількістю забруднюючих речовин у водойми;
- зниження обсягу внезаводскіх очисних споруд та капітальних вкладень у їхнє будівництво.
2. Методи та обладнання для очищення технічної води та промислових стоків
При очищенні стічних вод промислових технологій застосовують методи фільтрування, осадження, флотації, коагуляції, нейтралізації та ін Перспективними є методи, що використовують процеси мембранної технології, електрокоагуляцію, озонування, біологічну очистку.
За змістом домішок стоки поділяють на групи:
1) води з нерозчинними домішками частинок розміром більше 10 ~ 5 -10 ~ 4 мм;
2) води, представляють колоїдні розчини;
3) води, містять розчинні органічні і неорганічні речовини;
4) води, що містять речовини, дисоціюють на іони. Способи очищення промислових стоків можна класифікувати за складом фаз, дисперсному і хімічним складом. Розглянемо основні з цих методів.
Механічні методи очищення промислових стоків від грубодісперс-них домішок включають відстоювання в гравітаційному або відцентровому полі, фільтрацію, флотацію, освітлення у зваженому шарі осаду.
Для очищення від дрібнодисперсних і колоїдних частинок, що осідають з малою швидкістю, а також ПАР використовують коагуляцію і флокуляцію, що забезпечують злипання частинок до великих конгломератів, що видаляються потім механічним методом.
Для очищення від розчинених неорганічних речовин застосовують методи випарювання, зворотного осмосу, хімічного осадження, електродіалізу, нейтралізації.
Для очищення розчинених органічних речовин застосовують біологічну очистку, адсорбцію, іонний обмін, отдувкой газами, хімічне осадження, озонування і хлорування, зворотній осмос, електрохімічні методи та ін
Сильно концентровані стоки в ряді випадків доцільно знищувати спалюванням, санітарним захороненням.
2.1 Механічні методи очищення стічних вод
З існуючих механічних методів очищення промислових стоків з метою прояснення води найбільш простим є її відстоювання.
При розрахунку відстійної апаратури визначальним параметром є швидкість осадження твердих або рідких часток Шо, залежна від розмірів частинок d, щільності р т твердих частинок, їх форми, щільності р св і в'язкості ц св стічної води, швидкості руху води і, умов обтікання і опору середовища. Швидкість осадження Шо для ламінарних, перехідних і турбулентних режимів визначають за формулою:
де Re 0 = co 0 dp B l x Q - число Рейнольдса; Аг = < ;? р в д ^ & "Число Архімеда; рв, - відповідно щільність і в'язкість чистої води.
В'язкість і густина таких систем можуть змінюватися і з урахуванням об'ємної концентрації С 0 розраховуються за формулами:
де е - об'ємна частка рідкої фази; У ж і V T - обсяг відповідно рідкої і твердої фази.
Для реальних умов швидкість стесненного осадження монодисперсних сферичних частинок розраховують за формулою Стокса:
де
У горизонтальних песколовках осадження піску близько до осадженню часток в ламінарному режимі, і швидкість його осадження визначають за формулою Стокса.
Довжину пісколовки визначають за формулою:...
