Защита естественных водоемов от загрязнения сточными водами

Защита естественных водоемов от загрязнения сточными водами прокатного производства

Образующиеся в прокатном производстве сточные воды составляют от 30 до 50% общего их количества, образующегося на предприятии с полным металлургическим циклом (производство кокса, агломерата, ферросплавов, чугуна, стали, проката). Сточные воды образуются при охлаждении валков, их шеек и подшипников, смыве и транспортировке окалины, а также при охлаждении пил, ножниц и других вспомогательных механизмов. В трубопрокатном производстве образование сточных вод дополнительно связано с гидравлическим испытанием труб. Сточные воды содержат окалину, масло, эмульсию, кислоты, токсичные вещества. Вода загрязняется окалиной при гидросбиве и гидросмыве.

При химической и электрохимической обработке металлов (травлении, нанесении покрытий и т.д.) образуются сточные воды, содержащие химические загрязнения. Объем сточных вод при травлении металла зависит от вида обрабатываемых изделий и в среднем составляет 3 м3/т металла, обработанного кислотой. Объем промывных вод достигает 300400 м3/ч и более. В сточных водах содержатся соединения аммония, кислоты, металлы, сероводород, кремний, сульфаты, хлор, хлориды, сульфиды и др.

Окалиносодержащие сточные воды в основном осветляются. Этот процесс идет в два этапа: вначале сточные воды проходят отстойники глубокого осветления, во вторичных отстойниках происходит более тонкая очистка. Помимо отстойников, для очистки окалиносодержащих сточных вод используют гидроциклоны.

Впрокатном производстве на станах горячей прокатки используется система оборотного водоснабжения. В настоящее время на современных предприятиях предусматривается трехступенчатая система очистки оборотной воды. Первая ступень включает яму для окалины, радиальные отстойники с камерами флокуляции (для укрупнения механических примесей) и сетчатые фильтры. В качестве второй ступени очистки в системе предусматриваются отстойники со встроенными камерами хлопьеобразования гидроциклонного типа. На третьей ступени очистки (тонкая очистка окалины и маслосодержащих сточных вод) применяются специальные фильтры:антрацито-кварцевыеили с плавающей пенополистирольной загрузкой.

Вцехах холодной прокатки используется система оборотного водоснабжения с очисткой воды от технологических смазок, эмульсий и механических примесей. Необходимая степень очистки достигается сочетанием последовательной очистки в

горизонтальных отстойниках и в установке флотации с последующей доочисткой на фильтрах.

Всплывающие масла удаляются с поверхности отстойников специальными скребковыми транспортерами.

Втрубопрокатном производстве для глубокой очистки обезжиренных сточных вод применяют фильтрацию и последующую электрофлотацию.

При травлении металлов различными кислотами образуется большое количество высокоминерализованных отработанных травильных растворов и промывных вод. Для получения товарной продукции и использования очищенных вод (после их доочистки) в системах оборотного водоснабжения применяется реагентная обработка таких стоков. Для сернокислотных отработанных травильных растворов применяются следующие виды обработки: нейтрализация аммиаком (продуктами нейтрализации являются аммиачная соль серной кислоты, т.е. сульфат аммония – (NH4)2SO4 и FеО·Fе2О3 — магнетит); вакуумкристаллическая обработка (продуктами нейтрализации являются семиводный железный купорос – FeSO4·7H2O и маточный раствор серной кислоты); известкование (реагент — известковое молоко) и комбинированный метод(вакуум-кристаллический+ известкование). Аммиачная селитра (сульфат аммония) является минеральным удобрением, а магнетит нашел широкое применение в производстве лаков и электротехнических изделий. Семиводный железный купорос применяется в различных отраслях промышленности; маточный раствор серной кислоты нейтрализуется известью.

Вкачестве реагента для нейтрализации сточных вод, содержащих кислоты, используются любые щелочи и их соли (известняк, доломит, мрамор, мел, едкий натр, едкое кали, известь, магнезит, сода и др.). Наиболее дешевым реагентом является гидроксид кальция. Более надежная защита водоемов от загрязнений обеспечивается при использовании технологии нейтрализации с помощью аммиака (аммиачной воды), так как в этом случае возможна нейтрализация не только простых, но и сложных по составу сернокислотных отработанных травильных растворов, содержащих соли железа, никеля, кобальта, хрома, молибдена и других металлов.

Регенерация отработанных солянокислотных травильных растворов вызывает затруднения в силу того, что эти растворы содержат значительное количество солей различных металлов и других примесей. При регенерации этих растворов получают хлор, хлористый водород или соли (в зависимости от метода регенерации). Если отработанный солянокислотный травильный раствор содержит примеси лишь одного металла, то такой раствор поступает в камеру распылительной сушки, в которой соли и оксиды собираются в осадок, а соляная кислота улавливается в виде 16-18%-ногораствора.

Вслучае, когда в отработанных солянокислотных растворах содержатся соли двух различных металлов, например железа и цинка, они подвергаются обработке ионообменным фильтрованием с движущимся слоем адсорбента. На адсорбенте компоненты разделяются: соли одного металла задерживаются ионообменными смолами, соли другого вместе с раствором подаются в камеру распылительной сушки. Смола, содержащая соли одного из металлов, подается в десорбер, где последовательно обрабатывается 30%- и20%-нымраствором серной кислоты. Из этого раствора металл извлекается электролитическим способом, а восстановленная серная кислота возвращается в производственный цикл.

Разработан метод, позволяющий отработанные солянокислотные травильные растворы направлять на регенерационную установку для термического разложения солей FeCI2 с получением газообразного НСl. Проходя через электрофильтр, газы очищаются от оксида железа, и направляются на абсорбцию. Отработанные промывные воды поступают в абсорбционную колонну установки регенерации для насыщения их полученным газообразным НС1. В результате получается регенерированная соляная кислота, которая вновь возвращается в технологический цикл. Замкнутый цикл травление металлов с промывкой его каскадным методом с повторным многократным использованием промывной воды — регенерация позволяет исключить сброс промывных вод в очистные сооружения предприятия.

Промывочные кислотные сточные воды нейтрализуются известковым молоком, после чего осветляются в отстойниках. Шлам сбрасывается в шламонакопители или обезвреживается на фильтр-прессах.Осветленная вода используется в технологическом цикле.

Для обезвреживания сточных вод, образующихся при химико-термическойобработке металлов (хромировании, цианировании, силицировании и др.), применяются электрохимические методы. Для обезвреживания цианосодержащих сточных вод используются также известковое молоко, жидкий хлор, гипохлорит натрия, гипохлорит кальция, хлорная известь, марганцовокислый калий, перекись водорода и др.

Источник

Как предотвратить загрязнение водоемов?

Источники, последствия и пути решения проблемы загрязнения водоемов

Независимо от того, что понимают под загрязнением водоемов, полностью исключить сплошное загрязнение водоемов невозможно. Необходимо принять меры для предотвращения этого процесса. В сфере охраны водных ресурсов чрезвычайно важным аспектом является разработка планов, которые охватывают все вопросы процессов очистки сточных вод (требования пользователей, выбор лучшего метода и технологии очистки). Обязательны долгосрочные способы использования водных ресурсов стран с учетом экономических потребностей.

Основные источники загрязнения водоемов

Основные источники загрязнения водоемов:

• бактерии (а также другие микроорганизмы, встречающиеся в больших количествах);
• химические вещества (органического и неорганического происхождения в виде различных растворов, коллоидов и суспензий).

Химический состав воды определяется: природным фактором (разложение веществ, содержащихся в почве и горных породах, развитие и гибель водных организмов), антропогенный. Наиболее частым антропогенным загрязнителями поверхностных вод являются:

• пестициды и поверхностно-активные вещества;
• фенолы, тяжелые металлы (свинец, хром, медь, кадмий, ртуть и цинк);
• углеводороды сырой нефти;
• производные галогендифенила и нагретая вода, так называемые тепловое загрязнение.

Загрязнение очень вредно для поверхностных вод, для которых характерен небольшой сток и стоячие воды. Большой недостаток антропогенных загрязнителей заключается в том, что они токсичны для многих водных организмов. Преломляющие соединения – это стойкие загрязнители в водной среде. Они с большим трудом подвергаются химическим и биохимическим процессам. Наибольшее количество загрязняющих веществ попадает в воду со сточными водами.

Другие важные источники загрязнения включают:

• водный и наземный транспорт;
• пестициды и удобрения;
• искусственные, бытовые и промышленные отходы.

Основные причины загрязнения водоемов антропогенного характера. Отходы жизнедеятельности и промышленности попадают в водоемы вместе со сточными водами, осадками и т.п. В них попадают биогенные элементы, в том числе и с содержанием азота и фосфора. Впоследствии качество воды ухудшается. Такое явление называется эвтрофикацией.

Способы предотвращения загрязнения воды

Чтобы остановить эвтрофикацию озер, необходимо:

1. Отрезать сточные воды, содержащие загрязняющие вещества. Такая мера прекратит попадание неочищенных сточных вод в естественные водоемы;
2. Использовать агротехнические мероприятия для предотвращения стока воды с сельскохозяйственных угодий;
3. Повысить контроль качества воды с помощью биологических и физико-химических тестов. Мера позволяет оценить их состояние, может помочь предотвратить попадание в них других загрязнителей.

Подземные воды, как резервуары со слабозагрязненной водой, нуждаются в исключительной защите. В них нельзя вводить сточные воды, даже обработанные, чтобы поддерживать их в хорошем состоянии. Например, свалки, мусорные полигоны, в особенности те, где хранятся опасные отходы, должны быть правильно расположены и грамотно эксплуатироваться, чтобы токсичные вещества не попадали в грунтовые воды.

Защита больших водоемов (морей и океанов)

Чрезвычайно важно поддерживать биологический баланс морских экосистем. Большие водоемы, поверхность которых в 3 раза превышает площадь поверхности суши, подвержены риску загрязнения из атмосферы, сточных вод, рек, морских катастроф (танкеры, нефтяные вышки). Некоторые токсичные вещества могут передаваться с живыми организмами. Поддержание чистоты крупных водоемов (морей и океанов) имеет глобальное значение.

Подписаны многочисленные конвенции и соглашения, чтобы гарантировать чистоту морей и океанов, а именно:

1. В 1972 г. было подписано соглашение между США, Советским Союзом, Великобританией, Францией и Японией (Ословская и Парижская конвенции);
2. В том же году Всемирная конференция по охране окружающей среды прошла в Стокгольме;
3. В 1992 году – в Рио-де-Жанейро. На этой конференции были рассмотрены такие важные вопросы, как защита морей и океанов и поддержание численности рыбы.

Во всем мире заключаются международные соглашения об охране определенных видов рыб и ограничении уловов. Установлены квоты на вылов. Это позволяет контролировать и сохранять биологическое разнообразие, своевременно выявлять угрозы и эффективно их устранять.

Методы очистки сточных вод

Сточные воды, сбрасываемые в реки, подлежат очистке. Есть четыре стадии очистки:

1. Механическая обработка, заключающаяся в измельчении, процеживании, фильтрации, седиментации (попадание загрязняющих веществ на самое дно), спиннинге, флотации (вытекание вредных загрязняющих веществ на поверхность воды в виде пены.
2. Биологическая очистка, которая заключается в разложении, т.е. минерализации образующихся загрязняющих веществ преимущественно аэробными бактериями, но также и другими микроорганизмами, присутствующими в активных отложениях (простейшие, бактерии, коловратки и нематоды) или биологических мембранах. В результате биологической обработки удаляются растворенные вещества органического происхождения, возможно, присутствующие в виде тонкой суспензии: белки, жиры и углеводы. Остальная мелкая минеральная суспензия отделяется.
3. Процесс удаления биогенных соединений (фосфора и азота) происходит с помощью микроорганизмов в процессе денитрификации. Нитратные соединения подвергаются процессу восстановления до нитритных соединений и, в конечном итоге, до газообразного азота, который удаляется из сточных вод. Микроорганизмы также можно использовать в процессе удаления фосфора, но этот элемент можно удалить, добавив хлорид железа, сульфат алюминия и гидроксид кальция.
4. Обновление воды. В результате этого процесса получают воду, пригодную для питья, но ее можно использовать в хозяйственных целях. В этом процессе удаляются водорастворимые неорганические вещества (соли). На более позднем этапе вода фильтруется и дезинфицируется озоном или хлором. Таким образом получается воду 1-го класса чистоты. В ней нет бактерий, ее можно употреблять без всякой опасности.

Охрана водоемов от загрязнения

Самый эффективный способ защитить поверхностные воды от загрязнения – использовать очистные сооружения для очистки сточных вод. Максимальный уровень загрязнения сточных вод, сбрасываемых в землю и воду после очистки, определяется международными и национальными законами. Их требованиям нужно следовать. Многие промышленные предприятия сбрасывают сточные воды, не соблюдая требования. В таких случаях, если инспекция выявляет нарушения, налагаются денежные штрафы.

Состояние воды можно значительно улучшить, используя более совершенные и современные технологии, снижающие количество загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах (это так называемые малоотходные и безотходные технологии). Желательно также сократить использование пестицидов и заменить их менее вредными, токсичными и более легко разлагаемыми. На плохое состояние воды также влияют: процессы производства биоразлагаемых поверхностно-активных веществ и сброс нагретой воды в водоемы.

Загрязнение можно предотвратить путем надлежащего размещения и использования отходов. Это снижает негативное влияние, предупреждает негативные последствия загрязнения водоемов.

Источник