Как очищать воду для производства

Подробно об очистке промышленных сточных вод

Губительное действие неочищенных сточных вод на окружающий мир имеет комплексный характер. Часть примесей, обладающих большой летучестью (многие углеводороды и их производные), может легко испаряться, попадать в воздух.

Другие поступают со стоками в природные водоемы, вызывают отравление его обитателей. Остальные компоненты всасываются в почву, загрязняют грунт, затем подземные воды.

В конечном итоге токсины неизбежно попадают в организм человека, провоцируют заболевания. Единственная возможность избежать негативных последствий – очистка промышленных сточных вод.

Классификация

Сточными называют воды, которые были в использовании или проходили по загрязненным поверхностям. Они имеют сугубо производственное, хозяйственное или атмосферное происхождение и подразделяются на следующие виды:

• Производственные стоки – это воды, использованные в технологических процессах.
• Хозяйственные загрязнения. Появляются от туалетов, прачечных, душевых, заведений общепита, обязательно имеющихся на предприятиях.
• Под атмосферными стоками подразумевают потоки дождя, растаявшего снега, стекающие по крышам цехов, складов, гаражей, автомоек, других поверхностей.

На промышленных объектах существуют все три вида сточных вод. Например, на предприятиях машиностроения вода используется для следующих целей:

• подготовки исходных материалов;
• переноса энергии в теплообменниках,
• изменения температуры сырьевой массы, продукции, деталей оборудования;
• приготовления большого количества рабочих жидкостей;
• хозяйственных потребностей предприятия.

Соотношение объемов грязных потоков от различных источников определяется спецификой предприятия, уровнем организации каждого вида работ.

Виды загрязнений предприятий промышленности

Важная характеристика примесей, попадающих в воду, — растворимость:

• Часть из них образуют истинные растворы, в которых размеры частиц инородных веществ не превышают 1 нм.
• Другие формируют коллоидные системы с более крупными крупицами. Их диаметр может достигать полмиллиона нанометров.
• Третьи не растворяются в воде совсем, образуют гетерогенные системы с примесями во взвешенном состоянии.

Состояние водного потока имеет принципиальное значение для выбора правильных походов к его очистке.

Состав примесей также принципиально различается. Инородные вещества имеют следующий характер:

• неорганический (минеральные компоненты);
• органический (угеродсодержащие соединения);
• биологический (микроорганизмы, вирусы, часть грибков).

На предприятиях по производству кожи, шерсти, витаминов, некоторых лекарственных препаратов в стоках преобладают биологические загрязнители; в горнорудных комплексах – минеральные компоненты.

Степень агрессивности стоков варьируется от сильной (концентрированные кислоты и основные вещества) до нулевой.

Методы очищения производственных стоков

Для приведения в приемлемое состояние на промышленные стоки воздействуют следующими методами:

Вклад каждого из методов зависит от характера примесей, определяется для каждого предприятия.

Механические

Процесс механического отделения примесей проходит в несколько этапов. Он позволяет убрать из стоков до 95 % нерастворимых частиц, снизить концентрацию органики на 25 %.

• Крупные примеси сначала процеживают на решетках с различными размерами ячеек, затем пропускают через сита.Собранную фракцию утилизируют вместе с твердыми отходами.
• На следующем этапе сточная жидкость попадает в песколовки.Там осаждаются оставшиеся в массе крупицы. Полученный твердый осадок после измельчения применяют при строительстве дорог.
• В некоторых ситуациях для отделения мелких частиц используется фильтрование и седиментация (осаждение) в центрифугах.
• Стоки с пленкой на поверхности в зависимости от специфики загрязнений поступают в жироловки, нефтеловушки или смолоуловители. В них собираются плавающие сверху органические компоненты.
• После этого массу подают в отстойники. Для сбора твердого остатка на дне резервуаров установлены скребки, с помощью которых осадок направляется в специальные углубления. Устройства поплавкового типа собирают с поверхности пятна плавающей органики.

Механическая стадия очистки сточных вод позволяет избавиться от преобладающего количества твердых веществ и нерастворимых органических жидкостей.

Химические

Под химическими подразумевают методы, при исполнении которых проходят химические превращения. Для очистки чаще всего используются следующие реакции:

• нейтрализации:
• окисления и восстановления, включая электрохимические превращения.

Отдельную группу составляют химические трансформации соединений с атомами тяжелых металлов.

Нейтрализация

В промышленности чаще всего образуются стоки с кислой средой. Для их нейтрализации используются следующие приемы:

• смешивание со щелочными водами;
• добавление химикатов;
• пропускание через щелочные фильтры;
• насыщение щелочных растворов кислыми газами.

В технологии задействованы:

1. реакторы с дозаторами;
2. смесителями; емкостями для реагентов;
3. баками для растворов;
4. уплотнителями осадков;
5. фильтрами;
6. резервуарами для накапливания осадков.

Окислительная обработка проводится для очистки сточных вод с цианидами или другими вредными компонентами, которые нецелесообразно извлекать другими способами. Такие загрязнения появляются в стоках следующих предприятий:

• машиностроительных комбинатов, использующих гальванические способы нанесения покрытий;
• горнодобывающих комплексов с цехами обогащения свинцового и медного сырья;
• нефтеперерабатывающих заводов;
• целлюлозно-бумажных фабрик.

В качестве окислителей чаще всего используют:

• хлорный газ;
• хлораты и гипохлориты кальция и натрия;
• воздух;
• технический кислород;
• озон.

Оборудование для очистки окислением в целом подобно тому, которое используется для нейтрализации. Если окислитель представляет собой газообразное соединение, то в реакторе присутствует система подачи газа.

Превращение солей тяжелых металлов

Для удаления загрязнителей с медью, ртутью, цинком, хромом, мышьяком и другими тяжелыми металлами стоки обрабатывают реагентами.

Чаще всего превращение проводят с гидроксидом или карбонатом кальция, некоторыми видами шлаков. Оснащение оборудованием технологического процесса проводится в зависимости от состава стоков и используемых реагентов.

Физико-химический способ

Удаление загрязнений на основе физико-химических процессов применяются для очистки отработанных вод как с растворенными, так и не подвергающимися растворению частицами.

Методы включают в себя:

• коагуляцию;
• флотацию;
• поглощение сорбентами;
• экстрагирование:
• обмен ионов:
• электродиализ;
• разделение потока на мембранах.

На практике чаще всего проводят укрупнение примесей с помощью коагуляции под действием прилагаемых сил и отделение грязевой фракции на границе раздела компонентов в разных агрегатных состояниях (флотацию). При коагуляции слипаться могут частицы одинакового или различного состава.

Оба метода применяются при работе со стоками следующих отраслей:

• нефтехимической;
• целлюлозно-бумажной;
• нефтеперерабатывающей;
• легкой;
• текстильной.

Для стимуляции слипания примесей применяются реагенты, в первом случае — это коагулянты, во втором – флокулянты.

В качестве коагулянтов используют:

• соли железа;
• соли магния;
• известковые концентраты;
• шламы некоторых производственных предприятий.

Функции флокулянтов выполняют:

• полимеры, образующие катионы;
• анионы;
• макромолекулы амфотерного или неионогенного действия.

Реагенты перед подачей хранятся во влажном состоянии в баках, откуда поступают в реакторы.

Биологический способ

В основе методов биохимической очистки лежит способность микроорганизмов превращать загрязнения, используя их как субстраты, в безвредные соединения. Одни микробы (анаэробы) могут работать только в бескислородном пространстве.

Такие процессы применяются в основном для обезвреживания осадков. Другие микроорганизмы (аэробные) проводят превращение субстратов только в присутствии кислорода. Биохимические реакции такого типа широко применяются для очистки стоков.

Во многих случаях превращения с участием аэробных микроорганизмов проводят в искусственных сооружениях:

В аэротенках, представляющих собой резервуары, водная масса продувается воздухом.

Во взаимодействии участвует ил в активном вспученном состоянии. Аэротенки отличаются по глубине, количеству коридоров, конструктивным особенностям.

При очистке биофильтрами сточная масса пропускается через слой из шлака, других подобных материалов, покрытый пленкой с микроорганизмами.

Современные виды очищения

Традиционные подходы к очистке стоков в последние годы пересматриваются, усовершенствуются по мере внедрения современного оборудования и обновляются новыми методами.

В практику внедряются методы очистки:

• плазмой;
• электрокатализаторами;
• диализаторами.

Наилучший результат дает комплексный подход, при котором комбинируются традиционные и инновационные методы.

Нормы для слива в канализацию

Нормативами предусмотрены единые требования к воде, сливаемой в канализацию, независимо от характера деятельности предприятия. В регламентирующих документах оговорена возможность отклонения величины рН от нейтрального значения (7) на 1,5 единицы в обоих направлениях.

Помимо этого указаны следующие максимально допустимые показатели:

• концентрация нерастворенных веществ 500 мг/л;
• превышение химического потребления кислорода по отношению биологическому в течение 5 суток в 2,5 раза;
• увеличение соотношения ХПК/БПК в течение 20 суток в 1,5 раза.

Стоки не должны содержать:

• горючие;
• радиоактивные вещества;
• соединения, при разложении которых образуются легко взрывающиеся газы.

Не допускается присутствие в сливных водах веществ, способных разрушить канализацию.

Заключение

Система комплексной очистки стоков может состоять из отдельных методов, используемых поэтапно, или их комбинированной модификации.

Современные технологические решения позволяют получить очищенный продукт деятельности любых предприятий, соответствующий по показателям нормативным требования к воде, сливаемой в канализацию.

Источник

Очистка технической и технологической воды

Практически на всех производствах используется вода. Она необходима для разбавления, нагрева, охлаждения, проведения химических реакций, промывки оборудования, решения других задач. Очевидно, что содержание в ней примесей — негативное явление: они могут нарушить нормальное течение технологических процессов, вывести из строя оборудование, снизить качество готовой продукции.

Решение перечисленных проблем — очистка технической воды. Она выполняется разными методами с применением специализированных приспособлений и устройств. Метод выбирают с учетом исходных характеристик жидкости, требований, предъявляемых к очищенной воде, и экономической целесообразности.

Что такое технологическая очистка воды?

Так называют процесс удаления из воды природного происхождения примесей, мешающих нормальному протеканию технологических процессов. В ходе очистки удаляют легкорастворимые соли, катионы магния и кальция, растворенные газы, соли тяжелых металлов, взвешенные частицы хлора, патогенные микроорганизмы, мелкодисперсные механические частицы, другие примеси.

Технологические процессы очистки воды позволяют предотвратить появление:

• накипи. Она возникает там, где используют нагрев воды — в частности, в котельных. Накипь затрудняет нормальную циркуляцию жидкости и приводит к преждевременному разрушению оборудования;
• осадка. Он часто образуется в охладительных системах. Осадок, как и накипь, препятствует циркуляции воды, нарушая полноценную работу оборудования;
• коррозии. Эту проблему можно считать универсальной — ржавчина возникает в самых разных системах;
• дефектов резиновых деталей. К их появлению часто приводят микроорганизмы, содержащиеся в жидкости.

Технологические методы очистки воды

Наибольшее распространение в промышленности получили несколько методов.

Удаление механических загрязнений

Из воды удаляют песок, фрагменты ржавчины, тину, ил, глину, другие подобные примеси, нарушающие работу оборудования. Для удаления используют фильтры механической (грубой) очистки. Их основа — сетка с мелкими ячейками, свободно пропускающая воду и улавливающая частицы загрязнений. Достоинство таких приспособлений — в том, что они не уменьшают скорость потока жидкости.

Тонкая очистка

Из воды устраняют органические соединения, фосфор, хлор, нефтепродукты, многие другие загрязнения, задержать которые не способны фильтры грубой очистки. Для реализации метода используют сорбционные фильтры. В их основе — угольное наполнение, обеспечивающее большую площадь контакта. Во многих случаях тонкую фильтрацию выполняют перед обратным осмосом.

Деминерализация

Метод позволяет удалить минеральные соли, ионы марганца и мышьяка, нитраты, другие подобные вещества и соединения. Для его реализации применяют установки обратного осмоса, в состав которых входит полупроницаемая мембрана. Свободно пропуская жидкость, она задерживает перечисленные вещества и обеспечивает качественную очистку технологической воды.

Умягчение

Так называют уменьшение жесткости воды путем удаления из нее солей магния и кальция. Для умягчения применяют ионообменные фильтры, в которых при протекании через них жидкости идет химическая реакция ионного обмена. В ходе последней легкие катионы вытесняют собой двухвалентные металлы.

Удаление микроорганизмов

Метод позволяет устранить из воды бактерии, вирусы, другие микроорганизмы, способные разрушить резиновые прокладки и другие детали, в отдельных случаях — привести к заражению людей. Применяют УФ-стерилизацию, в ходе которой на микрофлору действует бактерицидное ультрафиолетовое излучение. Микрофлора погибает, химический состав воды при этом не меняется.

Обезжелезивание

При его выполнении из жидкости удаляют железо, марганец и сероводород. Используют катализаторы окисления. Контактируя с ними, примеси переходят из растворенной в растворенную форму с образованием осадка. Последний скапливается на фильтре обезжелезивания и при промывке системы выводится из нее. Роль фильтрующего элемента чаще всего играет зеленый марганцевый песок, иногда — другие материалы, способные задерживать образующийся нерастворимый осадок.

Промышленные системы для очистки технической воды

Наибольшую эффективность показывают блочные (модульные) установки, предназначенные для очистки виды. Они представляют собой комплексные системы, включают очистительные устройства разных типов, позволяют одновременно применять несколько методов очистки. При использовании таких установок обеспечивается степень чистоты воды, соответствующая всем отраслевым ГОСТам, СанПиНам, другим нормативным актам. В большинстве случаев модульные установки используют в промышленности.

Источник