Эксплуатация тепловых электрических станций связана с использованием большого количества воды. Основная часть воды (более 90%) расходуется в системах охлаждения различных аппаратов: конденсаторов турбин, масло- и воздухоохладителей, движущихся механизмов и др.

Сточной водой является любой поток воды, выводимый из цикла электростанции.

К сточным, или сбросным, водам кроме вод систем охлаждения относятся: сбросные воды систем гидрозолоулавливания (ГЗУ), отработавшие растворы после химических промывок теплосилового оборудования или его консервации: регенерационные и шламовые воды от водоочистительных (водоподготовительных) установок: нефтезагрязненные стоки, растворы и суспензии, возникающие при обмывах наружных поверхностей нагрева, главным образом воздухоподогревателей и водяных экономайзеров котлов, сжигающих сернистый мазут.

Составы перечисленных стоков различны и определяются типом ТЭС и основного оборудования, ее мощностью, видом топлива, составом исходной воды, способом водоподготовки в основном производстве и, конечно, уровнем эксплуатации.

Воды после охлаждения конденсаторов турбин и воздухоохладителей несут, как правило, только так называемое тепловое загрязнение, так как их температура на 8...10 С превышает температуру воды в водоисточнике. В некоторых случаях охлаждающие воды могут вносить в природные водоемы и посторонние вещества. Это обусловлено тем, что в систему охлаждения включены также и маслоохладители, нарушение плотности которых может приводить к проникновению нефтепродуктов (масел) в охлаждающую воду. На мазутных ТЭС образуются сточные воды, содержащие мазут.

Масла могут попадать в сточные воды также из главного корпуса, гаражей, открытых распредустройств, маслохозяйств.

Количество вод систем охлаждения определяется в основном количеством отработавшего пара, поступающего в конденсаторы турбин. Следовательно, больше всего этих вод на конденсационных ТЭС (КЭС) и АЭС, где количество воды (т/ч), охлаждающей конденсаторы турбин, может быть найдено по формуле Q=KW гдеW - мощность станции, МВт;К -коэффициент, для ТЭСК = 100...150: для АЭС 150...200.

На электростанциях, использующих твердое топливо, удаление значительных количеств золы и шлака выполняется обычно гидравлическим способом, что требует большого количества воды. На ТЭС мощностью 4000 МВт, работающей на экибастузском угле, сжигается до 4000 т/ч этого топлива, при этом образуется около 1600...1700 т/ч золы. Для эвакуации этого количества со станции требуется не менее 8000 м 3 /ч воды. Поэтому основным направлением в этой области является создание оборотных систем ГЗУ, когда освободившаяся от золы и шлака осветленная вода направляется вновь на ТЭС в систему ГЗУ.

Сбросные воды ГЗУ значительно загрязнены взвешенными веществами, имеют повышенную минерализацию и в большинстве случаев повышенную щелочность. Кроме того, в них могут содержаться соединения фтора, мышьяка, ртути, ванадия.

Стоки после химической промывки или консервации теплосилового оборудования весьма разнообразны по своему составу вследствие обилия промывочных растворов. Для промывок применяются соляная, серная, плавиковая, сульфаминовая минеральные кислоты, а также органические кислоты: лимонная, ортофталевая, адипиновая, щавелевая, муравьиная, уксусная и др. Наряду с ними используются трилон Б, различные ингибиторы коррозии, поверхностно-активные вещества, тиомочевина, гидразин, нитриты, аммиак.

В результате химических реакций в процессе промывок или консервации оборудования могут сбрасываться различные органические и неорганические кислоты, щелочи, нитраты, соли аммония, железа, меди, трилон Б, ингибиторы, гидразин, фтор, уротропин, каптакс и т. д. Такое разнообразие химических веществ требует индивидуального решения нейтрализации и захоронения токсичных отходов химических промывок.

Воды от обмывки наружных поверхностей нагрева образуются только на ТЭС, использующих в качестве основного топлива сернистый мазут. Следует иметь в виду, что обезвреживание этих обмывочных растворов сопровождается получением шламов, содержащих ценные вещества - соединения ванадия и никеля.

При эксплуатации водоподготовки обессоленной воды на ТЭС и АЭС возникают стоки от склада реагентов, промывок механических фильтров, удаления шламовых вод осветлителей, регенерации ионитовых фильтров. Эти воды несут значительное количество солей кальция, магния, натрия, алюминия, железа. Например, на ТЭЦ, имеющей производительность химводоочистки 2000 т/ч, сбрасывается солей до 2,5 т/ч.

С предочистки (механические фильтры и осветлители) сбрасываются нетоксичные осадки - карбонат кальция, гидрооксид железа и алюминия, кремнекислота, органические вещества, глинистые частицы.

И, наконец, на электростанциях, использующих в системах смазки и регулирования паровых турбин огнестойкие жидкости типа иввиоль или ОМТИ, образуется небольшое количество сточной воды, загрязненной этим веществом.

Основным нормативным документом, устанавливающим систему охраны поверхностных вод, служат «Правила охраны поверхностных вод (типовое положение)» (М.: Госкомприроды, 1991г.).

сточный вода механический очистка

Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, по своему составу могут быть разделены на три вида:

производственные - использованные в технологическом процессе производства или получающиеся при добыче полезных ископаемых (угля, нефти, руд и т.п.);

бытовые - от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий;

атмосферные - дождевые и от таяния снега.

Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси и подразделяются на три группы:

загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности);

загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной и пищевой, химической и микробиологической промышленности, заводы по производству пластмасс и каучука);

загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности).

По концентрации загрязняющих веществ производственные сточные воды разделяются на четыре группы:

• 1 - 500 мг/л;
• 500 - 5000 мг/л;
• 5000 - 30 000 мг/л;

более 30 000 мг/л.

Производственные сточные воды могут различаться по физическим свойствам загрязняющих их органических продуктов (например, по температуре кипения: менее 120, 120 - 250 и более 250 °С).

По степени агрессивности эти воды разделяются на слабоагрессивные (слабокислые с рН=6ч6,5 и слабощелочные рН=8ч9), сильноагрессивные (сильнокислые с рН6 и сильнощелочные с рН>9) и неагрессивные (с рН=6,5ч8).

Незагрязненные производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных и теплообменных аппаратов. Кроме того, они образуются при охлаждении основного производственного оборудования и продуктов производства.

На различных предприятиях, даже при одинаковых технологических процессах, состав производственных сточных вод весьма различен.

Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования производственных сточных вод изучается их состав и режим водоотведения. При этом анализируются физико-химические показатели сточных вод и режим поступления в канализационную сеть не только общего стока промышленного предприятия, но и сточных вод отдельных цехов, а при необходимости от отдельных аппаратов.

В анализируемых сточных водах должно определяться содержание компонентов, специфичных для данного вида производства.

Эксплуатация ТЭС сопряжена с использованием природной воды и образованием жидких отходов, часть из которых после переработки направляется в цикл повторно, но основное количество потребляемой воды выводится в виде стоков, к которым относят:

Сбросные воды систем охлаждения;

Шламовые, регенерационные и промывочные воды водоподготовительных установок и конденсатоочисток;

Сточные воды систем гидрозолоудаления (ГЗУ);

Воды, загрязненные нефтепродуктами;

Отработанные растворы после очистки стационарного оборудования и его консервации;

Воды от обмывки конвективных поверхностей ТЭС, сжигающих мазут;

Воды от гидравлической уборки помещений;

Дождевые и талые воды с территории энергообъекта;

Сточные воды систем водопонижения.

Составы и количества перечисленных стоков различны. Они зависят от типа и мощности основного оборудования ТЭС, вида используемого топлива, качества исходной воды, способов водоподготовки, совершенства приемов эксплуатации и др. Попадая в водотоки и водоемы, примеси сточных вод могут менять солевой состав, концентрацию кислорода, значение рН, температуру и другие показатели воды, затрудняющие процессы самоочищения водоемов и влияющие на жизнеспособность водной фауны и флоры. Для минимизации влияния примесей сбросных вод на качество поверхностных природных вод установлены нормативы предельно допустимых сбросов вредных веществ, исходя из условий непревышения предельно допустимых концентраций вредных веществ в контрольном створе водоема.

Все перечисленные типы сточных вод ТЭС подразделяются на две группы. К первой группе относятся стоки системы оборотного охлаждения (СОО), ВПУ и гидрозолоудаления (ГЗУ) действующих ТЭС, характеризующиеся либо большими объемами, либо повышенной концентрацией вредных веществ, которые могут влиять на качество воды водных объектов. Поэтому эти стоки в обязательном порядке подлежат контролю. Остальные шесть типов сбросных вод ТЭС необходимо использовать повторно после очистки в пределах ТЭС или по договоренности на других предприятиях либо допускается их закачка в подземные пласты и т.п.

Значительное влияние на количество и состав производственных сточных вод имеет система водообеспечения: чем больше используется воды оборотного цикла на технологические нужды в тех же или других операциях данного или соседнего предприятия, тем меньше абсолютное количество сточных вод и большее количество загрязнений в них содержится.

Количество производственных сточных вод определяется в зависимости от производительности предприятия по укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности.

При эксплуатации ВПУ образуются сточные воды в количестве 5 - 20 % расхода обрабатываемой воды, которые обычно содержат шлам, состоящий из карбонатов кальция и магния, гидроксида магния, железа и алюминия, органических веществ, песка, а также различные соли серной и соляной кислот. С учетом известных ПДК вредных веществ в водоемах стоки ВПУ перед их сбросом должны соответствующим образом очищаться.

В промышленности воду используют как сырье и источник энергии, как хладоагент, растворитель, экстрагент, для транспортирования сырья и материалов.

В промышленности 65...80% расхода воды потребляется для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах. В этих случаях вода не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь нагревается. Технологическую воду подразделяют на средообразующую, промывающую и реакционную. Средообразующую воду используют для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорте продуктов и отходов производства; промывающую - для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов и изделий; реакционную - в составе реагентов, а также при отгонке и других процессах. Технологическая вода непосредственно контактирует со средой. Энергетическая вода потребляется для получения пара и нагревания оборудования, помещений, продуктов.

Соответственно назначению воду в системах производственного водообеспечения можно разделить на четыре категории:

вода I категории используется для охлаждения жидких и конденсации газообразных продуктов в теплообменных аппаратах без соприкосновения с продуктом; вода нагревается и практически не загрязняется; могут наблюдаться лишь аварийные утечки жидких и газообразных продуктов в воду при неисправных теплообменных аппаратах, загрязняющие ее;

вода II категории служит в качестве среды, поглощающей различные нерастворимые (механические) и растворенные примеси; вода не нагревается (обогащение полезных ископаемых, гидротранспорт), но загрязняется механическими и растворенными примесями;

Сточная вода - это вода, бывшая в бытовом, производственном или сельскохозяйственном употреблении, а также прошедшая через загрязненную территорию. В зависимости от условий образования сточные воды делятся на хозяйственно-бытовые (БСВ), атмосферные (АСВ) и промышленные (ПСВ).

Хозяйственно-бытовые воды - это стоки от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, душевых, прачечных, столовых, туалетов, от мытья полов и др. Они содержат примеси, из которых примерно 58% органических веществ и 42% - минеральных.

Атмосферные воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков и стекающие с территорий предприятий (дождевые и от таяния снега). Они загрязняются органическими и минеральными веществами.

Промышленные сточные воды - это использованные в технологическом процессе производства или получающиеся при добыче полезных ископаемых (угля, нефти, руд и т.п.);

При прямоточном водообеспечении предприятий (рис. 3.1, а) вся забираемая из водоема вода (Q ист после участия в технологическом процессе (в виде отработанной) возвращается в водоем, за исключением того количества воды, которое безвозвратно расходуется в производстве Q пот. Количество отводимых в водоем сточных вод составляет.

О сбр = Q ист - Q пот · (3.1)

Сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросом в водоем должны проходить через очистные сооружения. В этом случае количество сбрасываемых в водоем сточных вод уменьшается, поскольку часть воды отводится со шламом.

При схеме водообеспечения с последовательным использованием воды (рис. 3.1,6), которое может быть двух- и трехкратным, количество сбрасываемых сточных вод уменьшается в соответствии с потерями на всех производствах и на очистных сооружениях, т.е.

Рис. 3.1. Схемы водообеспечения промышленных предприятий:

1 - вода свежая чистая, ненагретая; 2 - сточная вода, нагретая; 3 - то же, нагретая и загрязненная; 4- то же, очищенная; ПП, ПП-1, ПП-2 - промышленные предприятия; ОС - очистные сооружения; Q ист - вода, подаваемая из источника на производственные нужды; Q пот, Q пот1 и Q пот2 - вода, безвозвратно потребляемая на промышленных предприятиях; Q шл - вода, удаляемая со шламом; Q сбр - вода, сбрасываемая в водоем

Повторное использование сточных вод после соответствующей их очистки получило в настоящее время широкое распространение. В ряде отраслей промышленности (черной металлургии, нефтеперерабатывающей) 90...95% сточных вод используется в системах оборотного водоснабжения и лишь 5...10% сбрасывается в водоем.

Для уменьшения потребления свежей воды создают оборотные и замкнутые системы водоснабжения. При оборотном водоснабжении предусматривают необходимую очистку, охлаждение, обработку и повторное использование сточной воды. Применение оборотного водоснабжения позволяете 10... 15 раз уменьшить потребление природной воды.

Качество воды, используемой для технологических процессов, должно быть выше, чем воды, находящейся в оборотных системах.

Если в системе оборотного водоснабжения промышленного предприятия вода является теплоносителем и в процессе использования лишь нагревается, то перед повторным применением ее предварительно охлаждают в пруду, брызгальном бассейне, градирне (рис. 3.2, а); если вода служит средой, поглощающей и транспортирующей механические и растворенные примеси, и в процессе использования загрязняется ими, то перед повторным применением сточная вода проходит обработку на очистных сооружениях (рис. 3.2, б); при комплексном использовании сточные воды перед повторным применением подвергаются очистке и охлаждению (рис. 3.2, в).

Рис. 3.2. Схемы оборотного водоснабжения промышленных предприятий:

а - с охлаждением сточных вод; б - с очисткой сточных вод; в - с очисткой и охлаждением сточных вод; 1 - вода свежая, чистая, ненагретая; 2- сточная вода, нагретая; 3 - тоже, ненагретая и загрязненная; 4- то же, очищенная; 5 - сточная вода, загрязненная; б - оборотная вода; ОУ - охладительные установки; Q - вода, подаваемая на производственные нужды; Q об - оборотная вода; Q ун - вода, теряемая на испарение и унос из охладительных установок (остальные обозначения тс же, что и на рис. 3.1)

При таких системах оборотного водоснабжения для компенсации безвозвратных потерь воды в производстве, на охладительных установках (испарение с поверхности, унос ветром, разбрызгивание), на очистных сооружениях, а также потерь воды, сбрасываемой в канализацию, осуществляется подпитка из водоемов и других источников водоснабжения. Количество подпиточной воды определяется по формуле

Q ист = Q пот + Q ун + Q шл + Q сбр. (3.3)

Подпитка систем оборотного водоснабжения может осуществляться постоянно и периодически. Общее количество добавляемой воды составляет 5...10% общего количества воды, циркулирующей в системе.

Нормы водоотведения в различных отраслях промышленности колеблются в широких пределах. Так, например, при добыче 1 т нефти образуется 0,4 м 3 сточных вод, при добыче 1 т угля в шахтах - 0,3 м 3 ; при выплавке 1 т стали или чугуна - 0,1 м; при производстве 1 т вискозного штапельного волокна - 233 м 3 ; 1 т удобрений - 3,9 м 3 ; 1 т синтетических ПАВ - 1 м; 1 т сульфитной целлюлозы - 218 м 3 ; 1 т бумаги - 37 м 3 ; 1 т цемента - 0,1 м 3 ; 1 т льняных или шелковых тканей - соответственно 317 или 37 м 3 ; 1 т мяса - 24 м 3 ; 1 т хлеба - 3 м 3 ; 1 т масла - 2,6 м 3 ; 1 т сахара-рафинада - 1,2 м 3 ; при изготовлении одного легкового автомобиля - 15,5 м 3 ; одного автобуса - 80 м 3 ; одного магистрального тепловоза - 710 м 3 . При выработке 1 МВт-ч электроэнергии на тепловых и атомных электростанциях с системами оборотного водоснабжения образуется в среднем 5 м 3 сточных вод.

При отсутствии норм водоотведения количество сточных вод определяется по технологическим расчетам в соответствии с регламентом производства. Количество сточных вод от крупных промышленных предприятий достигает 200...400 тыс. м 3 /сут, что соответствует количеству сточных вод от городов с населением 1...2 млн человек.

Производственные сточные воды делятся на две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые).

Незагрязненные производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов. Кроме того, они образуются при охлаждении основного производственного оборудования и продуктов производства.

Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси и подразделяются на три группы:

загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности; заводы по производству минеральных удобрений, кислот, строительных изделий и материалов и др.);

загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, химической, микробиологической промышленности; заводы по производству пластмасс, каучука и др.);

загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности; заводы по производству консервов, сахара, продуктов органического синтеза, бумаги, витаминов и др.).

Для объективной оценки качества воды проводится классификация показателей по характеру воздействия загрязняющих веществ. На основе предлагаемой классификации выделяются пять групп, включающих следующие показатели:

группа качества (запах, цветность, температура, количество взвешенных частиц);

наличие органических веществ (биохимическое потребление кислорода (ВПК), водородный показатель (pH), растворенный в воде кислород, химическое потребление кислорода или бихроматная окисляемость (ХПК), фосфаты, нитраты);

присутствие санитарно-токсических веществ (хлориды, сульфаты, Са, Mg, Na, К);

наличие микробиологических веществ (коли-индекс и др.);

присутствие токсичных веществ.

Последняя группа разбивается на четыре подгруппы: слаботоксичные вещества, ПДК которых находится в интервале 0,1... 0,9 мг/л (аммоний, синтетические ПАВ (СПАВ), V, Mo, Cr, Fe, Ti);

среднетоксичные вещества, ПДК которых составляют 0,01...0,09 мг/л (нитриты, Zn, Ni, Со);

сильнотоксичные вещества, ПДК которых попадают в интервал 0,001...0,009 мг/л (Сu, Hg, Cd, фенолы);

особо ядовитые вещества с ПДК 0,0001 ...0,0009 мг/л (пестициды, сульфиды).

По концентрации загрязняющих веществ производственные сточные воды разделяются на четыре группы: 1...500, 500...5000,

5000...30 000, более 30 000 мг/л.

Производственные сточные воды могут различаться по физическим свойствам загрязняющих их органических продуктов (например, потемпературе кипения: менее 120, 120...250 и более 250°С).

По степени агрессивности эти воды разделяют на слабоагрессивные (слабокислые с pH 6...6,5 и слабощелочные с pH 8...9), сильноагрессивные (сильнокислые с pH < 6 и сильнощелочные с pH > 9) и неагрессивные (с pH 6,5...8).

Данная статья несет ознакомительную информацию. Компания Квант Минерал разделяет не все положения данной статьи.

Классификация промышленных сточных вод

Так как на различных предприятиях используются разнообразные технологии, то и перечень вредных веществ, попадающих в ходе технологических процессов в промышленные воды, очень различается.

Принято условное деление промышленных стоков на пять групп по видам загрязнений. при данном классификации различается в пределах одной и той же группы, а за систематизирующий признак взято сходство используемых технологий очистки:

• группа 1: примеси в виде взвешенных веществ, механические примеси, в т.ч. гидроксиды металлов.
• группа 2: примеси в виде масляных эмульсий, нефтесодержащие примеси.
• группа 3: примеси в виде летучих веществ.
• группа 4: примеси в виде моющих растворов.
• группа 5: примеси в виде растворов органических и неорганических веществ, обладающих токсичными свойствами (цианиды, соединения хрома, ионы металлов).

Методы очистки промышленных стоков

Для удаления загрязняющих веществ из промышленных сточных вод разработано несколько методов. Выбор в каждом конкретном случае осуществляется, основываясь на и требуемом качественном составе очищенной воды. Так как в некоторых случаях загрязняющие компоненты относятся к различным видам, то для таких условий целесообразно применение комбинированных методов очистки.

Методы очистки производственных стоков от нефтепродуктов и взвешенных веществ

Для очистки промышленных стоков первых двух групп наиболее часто используется отстаивание, для чего могут применяться отстойники или гидроциклоны. Также в зависимости от количества механических примесей, размера взвешенных частиц и требований к очищенной воде в очистных сооружениях осуществляется флотация и . При этом следует учитывать, что некоторые виды взвешенных примесей и масел обладают полидисперсными свойствами.

Несмотря на то, что отстаивание является широко используемым методом очистки, оно обладает рядом недостатков. Отстаивание промышленных стоков для получения хорошей степени очистки, как правило, требует очень продолжительного времени. Хорошими показателями очистки при отстаивании считаются 50-70% и масел и 50-60% очистки для взвешенных веществ.

Более эффективным методом осветления сточных вод является флотация. Флотационные установки позволяют значительно сократить время очистки стоков, при этом степень очистки для загрязнений нефтепродуктами и механическими примесями достигает показателя в 90-98%. Такая высокая степень очищения получается при флотации в течение 20-40 минут.

На выходе из флотационных установок количество взвешенных частиц в воде составляет около 10-15 мг/л. В тоже время это не соответствует требованиям, предъявляемым для оборотных вод ряда промышленных предприятий, и требованиям экологического законодательства для сброса промстоков на рельеф. Для более качественного удаления загрязняющих факторов из производственных стоков на очистных станциях используют фильтры. Фильтрующим наполнителем выступает пористый, либо мелкозернистый материал, например, кварцевый песок, антрацит. В фильтровальных установках последних модификаций часто применяются наполнители из пеноуретанов и пенополистиролов, которые обладают большей емкостью и способны многократно регенерировать для повторного использования.

Реагентный метод

Фильтрование, флотация и отстаивание позволяют удалять из сточных вод механические примеси от 5 мкм и больше, удаление более мелких частиц можно осуществить только после предварительной . Добавление в промышленные стоки коагулянтов и флокулянтов вызывает образование хлопьев, которые в процессе осаждения вызывают сорбацию взвешенных веществ. Некоторые виды флокулянтов ускоряют процесс самокоагуляции частиц. Наиболее распространены в качестве коагулянтов хлорное железо, сернокислый алюминий, железный купорос, в качестве флокулянтов – полиакриламид и активированная кремниевая кислота. В зависимости от технологических процессов, применяемых на основном производстве, для флокуляции и коагуляции можно использовать образующиеся на предприятии вспомогательные вещества. Таким примером может служить применение в машиностроительной отрасли отработанных травильных растворов, содержащих сульфат железа.

Реагентная обработка увеличивает показатели очистки сточных вод промышленного предприятия до 100% от механических примесей (включая мелкодисперсные), и до 99,5% от эмульсий и нефтепродуктов. Минусом данного метода является усложнение обслуживания и эксплуатации очистной станции, поэтому на практике он применяется только в случаях повышенных требований к качеству очистки стоков.

На сталелитейных производствах взвешенные вещества в сточных водах могут более чем на половину состоять из железа и его оксидов. Такой состав промышленной воды позволяет использовать для очистки безреагентную коагуляцию. В данном случае коагуляция загрязняющих железосодержащих частиц будет осуществляться за счет магнитного поля. Очистные станции на таком производстве представляют собой комплекс из магнитокоагулятора, магнитных фильтров, магнитных фильтроциклонов и прочих установок с магнитным принципом действия.

Методы очистки промышленных стоков от растворенных газов и ПАВ

Третья группа промышленных стоков представляет собой растворенные в воде газы и летучие органические вещества. Удаление их из сточных вод осуществляется методом отдувки или десорбции. Данный метод заключается в пропускании через жидкость мелких пузырьков воздуха. Поднимающиеся к поверхности пузырьки захватывают с собой растворенные газы и удаляют их из стоков. Барботирование воздуха через промышленные сточные воды не требует специальных дополнительных устройств, кроме самой барботажной установки, а утилизация освобожденных газов может осуществляться, например, . В зависимости от количества отработанного газа в ряде случаев целесообразно его сжигание в каталитических установках.

Для очистки стоков, содержащих моющие вещества, применяется комбинированный метод очистки. Этот могут быть:

• адсорбция на инертных материалах или природных сорбентах,
• ионный обмен,
• коагуляция,
• экстракция,
• пенная сепарация,
• деструктивное разрушение,
• химическое осаждение в виде нерастворимых соединений.

Комбинация используемых способов удаления загрязнений из воды подбирается по составу исходных стоков и требованиям к очищенным стокам.

Методы очистки растворов органических и неорганических веществ, обладающих токсичными свойствами

В большинстве своем стоки пятой группы образуются на гальванических и травильных линияхи представляют собой концентраты солей, щелочей, кислот и промывной воды с различными показателями кислотности. Сточные воды такого состава на очистных установках подвергаются реагентной обработке с тем, чтобы:

1. понизить кислотность,
2. понизить щелочность,
3. коагулировать и осадить соли тяжелых металлов.

В зависимости от мощностей основного производства концентрированные и разбавленные растворы могут либо смешивать, а затем нейтрализовать и осветлять (малые травильные отделения), либо в крупных травильных отделениях производить раздельную нейтрализацию и осветление растворов различной .

Нейтрализация кислых растворов обычно выполняется 5-10%-ным раствором гашеной извести, при этом происходит образование воды и выпадение осадка нерастворимых солей и гидроксидов металлов:

Кроме гашеной извести в качестве нейтрализатора могут использоваться щелочи, сода, аммиачная вода, но их применение целесообразно только, если они образуются в качестве отходов на данном предприятии. Как видно из уравнений реакций, при нейтрализации сернокислотных стоков гашеной известью образуется гипс. Гипс имеет свойство оседать на внутренних поверхностях трубопроводов и вызывать тем самым сужение проходного отверстия, особенно подвержены этому трубопроводы из металла. В качестве профилактики в такой ситуации возможно производить очистку труб промывкой, а также использовать трубопроводы из полиэтилена.

Подразделяют не только по показателю кислотности, но и по их химическому составу. В данной классификации выделяется три группы:

Такое разделение обусловлено специфичными технологиями очистки стоков в каждом случае.

Очистка хромсодержащих стоков

Сульфат железа – очень дешевый реагент, поэтому в прошлые годы такой способ обезвреживания был очень распространен. В тоже время хранение сульфата железа (II) очень затруднительно, так как он быстро окисляется до сульфата железа (III), поэтому рассчитать правильную дозировку для очистной установки тяжело. Это один из двух недостатков данного способа. Вторым недостатком является большое количество осадков в данной реакции.

Современные используют газ – диоксид серы, либо сульфиты. Протекающие при этом процессы описываются следующими уравнениями:

На скорость данных реакций влияет pH раствора, чем выше кислотность, тем быстрее восстанавливается шестивалентный хром до трехвалентного. Самым оптимальным показателем кислотность для реакции восстановления хрома является pH=2-2,5, поэтому при недостаточной кислотности раствора его дополнительно смешивают с концентрированными кислотами. Соответственно смешивание хромсодержащих стоков со стоками меньшей кислотности необоснованно и экономически невыгодно.

Также с целью экономии хромистые сточные воды после восстановления не следует нейтрализовать отдельно от остальных стоков. Их соединяют с остальными, включая циансодержащие, и подвергают общей нейтрализации. Для профилактики обратного окисления хрома за счет избытка хлора в цианистых стоках можно воспользоваться одним из двух способов – либо увеличить количество восстановителя в хромистых стоках, либо удалить избыточный хлор в цианистых стоках тиосульфатом натрия. Выпадение в осадок происходит при pH=8,5-9,5.

Очистка циансодержащих стоков

Цианиды являются очень токсичными веществами, поэтому технология и методы должны соблюдаться очень строго.

Производится в основной среде с участием газообразного хлора, хлорной извести, либо гипохлорита натрия. Окисление цианидов до цианатов происходит в 2 этапа с промежуточным образованием хлорциана – очень токсичного газа, при этом в очистной установке должны постоянно поддерживаться условия, когда скорость второй реакции превышает скорость первой:

Расчетным путем были выведены, а позже и подтверждены практически, следующие оптимальные условия для данной реакции: pH>8,5; t сточных вод < 50°C; концентрация цианидов в исходной сточной воде не выше 1 г/л.

Дальнейшая нейтрализация цианатов может выполняться двумя способами. Выбор способа будет зависеть от кислотности раствора:

• при pH=7,5-8,5 осуществляется окисление до углекислого газа и газообразного азота;
• при pH<3 производится гидролиз до солей аммония:

Важным условием для применения гипохлоритного метода обезвреживания цианидов является соблюдение их не выше 100-200 мг/л. Большая концентрация токсичного вещества в стоках требует предварительного понижения данного показателя путем разбавления.

Завершающим этапом очистки цианистых гальванических стоков выполняется удаление соединений тяжелых металлов и нейтрализация по показателю pH. Как уже отмечалось выше, нейтрализацию цианистых стоков рекомендуется выполнять совместно со стоками двух других видов – хромсодержащими и кислыми со щелочными. Гидроокиси кадмия, цинка, меди и прочих тяжелых металлов также целесообразнее выделять и удалять в виде взвесей на смешанных стоках.

Очистка разных стоков (кислых и щелочных)

Образуются при обезжиривании, травлении, никелировании, фосфатировании, лужении и прочем. В них не содержатся соединения циана или , то есть они не являются токсичными, а загрязняющими факторами в них выступают детергенты (поверхностно-активные моющие вещества) и эмульгированные жиры. Очистка кислых и щелочных сточных вод гальванических цехов заключается в их частично взаимной нейтрализации, а также в нейтрализации с помощью специальных реагентов, таких как растворы соляной или серной кислоты и известковое молоко. Вообще нейтрализацию стоков в данном случае правильней называть коррекцией pH, так как разные по кислотно-щелочному составу растворы в итоге будут приведены к среднему показателю кислотности.

Наличие ПАВ и масляно-жировых включений в растворах не мешает реакциям нейтрализации, но снижает общее качество очистки стоков, поэтому жиры удаляются из стоков методом фильтрования, а в качестве ПАВ необходимо применять только мягкие детергенты, которые способны биологически разлагаться.

Кислые и щелочные сточные воды после нейтрализации в составе смешанных стоков направляют направляются для осветления в отстойники или центрифуги. На этом завершается химический метод очистки стоков гальванических линий.

Кроме химического метода очистка гальванических стоков может осуществляться электрохимическим и ионообменным методами.