Традиционные технологии, использующие отстаивание, электрокоагуляцию и ионообменные фильтры с загрузкой ионообменных смол являются достаточно громоздкими, требуют значительных эксплуатационных затрат на замену стальных и/или алюминиевых анодов, фильтрующих загрузок и их регенерацию, создают вторичное загрязнение воды ионами железа и/или алюминия, элюаты при промывке и регенерации фильтров.


Совершенствование мембранных и флотационных технологий позволяет создать оборудование с минимальными весом и габаритами, простое в монтаже, с возможностью увеличения производительности очистных сооружений благодаря модульности исполнения, минимальными эксплуатационными затратами на расходные материалы и электроэнергию. В технических решениях, реализуемых специалистами РХТУ им. Д. И. Менделеева, используются собственные патенты и авторские свидетельства.

Ниже представлена сводная таблица с физико-химическими показателями качества питьевой воды (СанПиН 2.1.4.1074–01), воды, используемой на операциях промывки деталей в гальваническом производстве (ГОСТ 9.314), и значениями ПДК рыбохозяйственных водоемов, в которые, как правило, осуществляется сброс сточных вод на территории субъектов РФ. Для сравнения приведены усредненные требования к составу сбрасываемых сточных вод в Европейском Союзе [1–4].

Таблица 1
Физико-химические показатели воды



Показатели
качества воды,
химические
вещества
Допустимые значения показателей
качества и ингредиентов по категориям
Питьевая
вода,
СанПиН
2.1.4.
1074–01
2 кат.
ГОСТ
9.314
3 кат. ГОСТ
9.314 (дис-
тиллиро-
ванная
вода
ГОСТ 6709)
ПДК рыбохо-
зяйствен-
ных водо-
емов
ПДК ЕС
pH 6,0–9,0 6,5–8,5 5,4–6,6 6,5–8,5 6,5–8,5
Мутность, мг/л 1,5 1,5
Железо (Fe), мг/л 0,3 0,1 0,05 0,1 2–20
Медь (Cu, сум-
марно), мг/л
1 0,3 0,02 0,001 0,1–4
Цинк (Zn2+), мг/л 5 1,5 0,2 0,01 0,5–7
Кадмий (Cd, сум-
марно), мг/л
0,001 0,005 0,01–0,6
Никель (Ni2+), мг/л 0,1 1 0,01 0,5–3
Хром (Cr6+), мг/л 0,05 0,02 0,1-0,5
Хром (Cr3+), мг/л 0,5 0,5 0,07 0,5–5
Алюминий (Al3+), мг/л 0,5 0,04 1–10
Свинец (Pb, сум-
марно), мг/л
0,03 0,006 0,2–1
ИТМ, суммарно, мг/л 5 0,4
Кремний (Si), мг/л 10 1 (по SiO32–)
Мышьяк (As, сум-
марно), мг/л
0,05 0,05
Сурьма (Sb), мг/л 0,05
Кальций (Ca2+), мг/л 180
Жесткость, мг-экв/л 7 6
Сульфаты (SO42–),
мг/л
500 50 0,5
Хлориды (Cl), мг/л 350 35 0,02
Нитраты (NO3), мг/л 45 15 0,2
Фосфаты (PO4 3–), мг/л 3,5 3,5 1
Аммиак и аммо-
нийные соли, мг/л
5 0,02
Остаточный хлор
(своб./связ.), мг/л
0,3-0,5 / 0,8-1,2 1,7
Нефтепродукты, мг/л 0,1 0,3 0,05 0,1–5
ПАВ (анионные), мг/л 0,5 1
ХПК, мг/л 50 150–400
Окисляемость пер-
манганатная, мг/л
5
Сухой остаток, мг/л 1000 400 5

Из табл. 1. видно, что очистить сточные воды до нормативных показателей качества питьевой воды или воды, используемой на операциях промывки деталей в гальваническом производстве, гораздо легче, чем до ПДК сброса в водные объекты (исключение составляет лишь Москва). Таким образом, современная экологическая ситуация способствует более широкому внедрению и использованию систем оборотного водоснабжения предприятий на базе технологий, обладающих высоким инновационным потенциалом: мембранных процессов ультрафильтрации и обратного осмоса, флотационных процессов и вакуумного выпаривания.

Технологическая схема замкнутой системы водоснабжения гальванического производства с применением комбинирования электрофлотации, микро-, ультрафильтрации, обратного осмоса и вакуумного выпаривания представлена на рис.1. На первом этапе происходит извлечение дисперсных веществ в электрофлотаторе; на втором этапе происходит микро-, ультрафильтрационная очистка воды от остаточных взвешенных веществ и коллоидов перед подачей на установку обратного осмоса для обессоливания; на третьем этапе происходит упаривание солевого концентрата. Данное техническое решение позволяет получить две категории очищенной воды для повторного использования на операциях промывки деталей (2 кат. по ГОСТ 9.314) и приготовления растворов электролитов (3 кат. по ГОСТ 9.314).

Оборотное водоснабжение гальванического производства

Рисунок 1.

Оборотное водоснабжение гальванического производства


Предлагаемые технические решения характеризуются:

– высоким качеством очищенной – оборотной воды (в соответствии с ГОСТ 9.314);

– возможностью регулирования качества очистки воды (после микро-, ультрафильтрации и/или после обратного осмоса);

– сокращением водопотребления на 90–95%, отсутствием жидких отходов и платы за превышения ПДК сброса в водные объекты;

– малым количеством твердых отходов (влажность получаемого осадка после фильтр-пресса составляет 70 %, после выпарной установки 40 %);

– низкими эксплуатационными затратами (срок службы нерастворимых электродов электрофлотатора – до 10 лет, срок службы мембран – до 5 лет);

– возможностью повышения мощности очистных сооружений за счет модульности исполнения;

– малыми занимаемыми площадями (10–12 м2 площади/1 м3 очищаемой воды в час при двухъярусном размещении оборудования).

Основное оборудование системы оборотного водоснабжения предприятий. Электрофлотатор

Одним из основных технических узлов системы оборотного водоснабжения является электрофлотационный модуль, состоящий из электрофлотатора, блока нерастворимых электродов, пеносборного устройства и энергосберегающего источника питания. Электрофлотатор производительностью 10 м3/ч представлен на рис. 2.


Электрофлотатор на ФГУП «Уральский электромеханический завод» (Екатеринбург)

Рисунок 2.

Электрофлотатор на ФГУП «Уральский электромеханический завод» (Екатеринбург)

Работа электрофлотатора основана на процессах выделения электролитических газов при электролизе воды и флотационном эффекте. Модуль может работать как в непрерывном, так и в периодическом режиме. В процессе электрофлотации происходит извлечение из сточных вод комплекса загрязняющих веществ: гидроксидов и фосфатов тяжелых металлов на 95–99 %, взвешенных веществ на 95–99 %, нефтепродуктов на 70–90 %, поверхностно-активных веществ на 50–70 %, в присутствии различных анионов [5].

Электрофлотационное оборудование является достаточно компактным, высокопроизводительным, значительно упрощает технологические схемы очистки воды, процессы управления и эксплуатации сравнительно просто автоматизируются. Весьма позитивным является тот факт, что при электрохимической очистке сточных вод, как правило, не увеличивается анионный (солевой) состав предварительно очищенной воды. При этом значительно снижается количество и влажность образующегося осадка, который легко обезвоживается на недорогих рамных фильтр-прессах отечественного производства [6].


Кроме того, очистка сточных вод методом электрофлотации одновременно сопровождается такими процессами, как снижение концентрации бактерий и микроорганизмов, мутности (NTU) и химического потребления кислорода ХПК (COD). Благодаря этим особенностям процесса снижается нагрузка на установку микро-, ультрафильтрации, что продлевает периоды времени между ее регенерациями и срок службы мембранных элементов.

Последующие микро-, ультрафильтры выполняют функцию промежуточного технологического узла системы оборотного водоснабжения, обеспечивают очистку воды от растворимых высокомолекулярных органических соединений ВМС после электрофлотационной очистки и перед подачей воды на установку обратного осмоса. Микрофильтрация и ультрафильтрация применяются как альтернатива глубинной фильтрации.

Мембраны для микро-, ультрафильтрации наиболее распространены на рынке и являются наименее дорогостоящими. Данные типы мембран изготавливаются из полипропилена, акрилонитрила, нейлона, фторопласта и керамики [6].

Таблица 2
Сравнение эффективности методов электрофлотации и электрокоагуляции [7]

Параметр Электрокоагуляция Электрофлотация
Энергозатраты, кВт ч/м3 1–1,5 0,1–0,5
Степень очистки, % 80–95 95–99
Вторичное загрязнение воды Fe 1 мг/л; Al 0,5–1 мг/л Отсутствует
Вторичное загрязнение
твердых отходов ИТМ
30 % (Cu, Ni, Zn, Cr) Отсутствует
Режим эксплуатации Периодический Непрерывный
Расход материалов и реагентов Fe и/или Al анод
(5–10 дней)
Ti-анод (5–10 лет)
Производительность, м3 до 5 1–50
Осадок гальванического шлама Пульпа 99 % влажности Пенный продукт 94–96 %
влажности

Установка обратного осмоса (гиперфильтрации)

Установки обратного осмоса обеспечивают возможность очистки воды одновременно от катионов и анионов в растворенном состоянии, низкомолекулярных органических соединений и других вредных примесей. Поскольку поток фильтрата прямо пропорционален площади поверхности мембраны и обратно пропорционален ее толщине, при проектировании обратноосмотических установок следует подбирать мембраны с максимально возможной площадью и минимально возможной толщиной на единицу объема аппарата.


Установка обратного осмоса, представленная на рис. 3, выполняет в системе замкнутого водооборота две важных задачи:

– обессоливание предварительно очищенных от дисперсных веществ сточных вод для возврата воды в гальваническое производство на операции промывки деталей и приготовления растворов электролитов;

– снижает объем солесодержащих сточных вод, поступающих на выпарную установку, на 75 %, и, соответственно, значительно сокращает как капитальные затраты на приобретение выпарного аппарата, так и эксплуатационные затраты на электроэнергию.

Обратноосмотическая установка обессоливания воды на ОАО «Московский НПЗ» (Москва)

Рисунок 3.

Обратноосмотическая установка обессоливания воды на ОАО «Московский НПЗ» (Москва)

Надежность обратноосмотических установок повышается за счет установки резервного оборудования с возможностью его многофункционального использования, оптимизации количества мембранных элементов в каждой секции аппарата. Установка оснащается компьютерной системой поиска отказавшего мембранного элемента и модуля [8].

В РФ при сборке установок обратного осмоса Технопарк РХТУ им Д. И. Менделеева и ФГУП «Исследовательский центр имени М. В. Келдыша» используют надежно зарекомендовавшие себя полимерные обратноосмотические ацетатцеллюлозные (АЦ) и полиамидные (ПА) мембраны производства Dow «Filmtec» и НТЦ «Владипор», а также корпуса высокого давления «Wave Cyber». На рис. 3. представлена типовая промышленная обратноосмотическая установка обессоливания воды [9].

Стоит отметить, что за последние годы наблюдается тенденция снижения рабочего давления для всех мембранных процессов, за исключением электродиализа. Ожидается, что рабочие давления, а следовательно, и стоимость мембранных установок будут и дальше снижаться по мере разработки новых мембран.

Таблица 3
Сравнительные характеристики установок обратного осмоса
Тип установки и
производитель
Селектив-
ность по
NаСl, %
Рабочее
давление,
МПа
Объем
уста-
новки,
м3
Плотность
упаковки,
м23
Удельная производи-
тельность,
м3 воды/(м2·сут)
Плоскорамный модуль
100937 фирмы «ДДС»
99 5,0 0,256 110 52,5
Плоскорамный модуль
100913 фирмы «ДДС»
90 5,0 0,256 110 195
Рулонный аппарат
марки КОСА-4 160
97 5,0 0,021 990 570
Установка с рулонными
мембранными эле-
ментами марки
SС-1100 фирмы Тоrау
95 3,0 0,008 796
Установка с
половолоконными
мембранами В-9
«Реrmaseр 4»
фирмы DuPont
90 2,8 0,017 16400 910
Установка с
половолоконными
мембранами В-10
«Реrmaseр 4»
фирмы DuPont
99 5,6 0,017 340
Установка с
половолоконными
мембранами «Dowех»
RО-4К Реrmeator
фирмы Dow Filmtec
90 2,8 0,024 645
Аппарат с полым
волокном «Ноllо-sep»
НR-5330 фирмы Toyobo
90 3,0 0,022 680

Вакуумная выпарная установка

Выпаривание это процесс концентрирования жидких отходов методом частичного удаления растворителя (воды) испарением в процессе кипения. При выпаривании растворитель извлекается из объема раствора. Концентраты и твердые отходы, образующиеся при вакуумном выпаривании, гораздо дешевле и легче подвергаются последующей переработке, хранению и транспортировке.

Для солевого раствора, образующегося в процессе мембранного концентрирования на обратноосмотической установке, получаемый при выпаривании дистиллят не только удовлетворяет ГОСТ 6709 «Дистиллированная вода», но и чище водопроводной воды, что позволяет его повторно использовать как в промывных ваннах, так и для приготовления электролитов [8].

Таким образом, использование вакуумных выпарных аппаратов в комплексе с электрофлотаторами и мембранными установками позволяет создавать системы оборотного водоснабжения, в которых до 95 % воды возвращается в технологический процесс. При этом значительно снижается плата за водопотребление и водоподготовку. Важно отметить, что при этом для очистки воды не требуется дополнительных химических реагентов.

Кроме того, получаемый в процессе выпаривания обезвоженный концентрат в 10–50 раз меньше исходного объема солевого раствора, что, соответственно, требует гораздо меньших затрат на его утилизацию.

Основные технические особенности вакуумной выпарной установки (рис. 4):

– в испарителе концентрируется солевой раствор, поступающий с установки обратного осмоса. Даже при высокой исходной концентрации солей система работает надежно и безопасно;

– крайне высокое увеличение концентрации (влажность получаемого осадка после выпарной установки 40 %);

– сепаратор высокой мощности с отсутствием вращающихся частей, соприкасающихся с загрязненной жидкостью;

– быстрый запуск процесса испарения без электрического нагрева;

– работа в полностью автоматизированном режиме 24 ч в сут. (процесс выпаривания – 20 ч, автоматическая промывка – 4 ч) [10].

Системы оборотного водоснабжения

Рисунок 4.

Вакуумная выпарная установка

Разработанная технология оборотного водоснабжения промышленных предприятий машиностроительного комплекса, разработанные базовые технологии очистки сточных вод, а также оборудование для их реализации полностью соответствуют международным стандартам управления качества серии ISO 9000 и их дополнениям ISO 14 000, российским нормативным документам СНиП 2.04.02–84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»; СНиП 2.04.03–85 «Канализация. Наружные сети и сооружения»; а также отраслевым стандартам. Разработка программных комплексов, программных средств обработки и анализа данных по мониторингу объема и состава сточных вод промышленного предприятия полностью соответствует требованиям Единой системы программной документации (ЕСПД) [11].

Приоритет по разрабатываемым технологиям принадлежит РХТУ им. Д. И. Менделеева. Научно-исследовательский подход специалистов Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева к разработке технологий позволяет находить более эффективные и экологически безопасные решения в области инженерной экологии.

Литература

1. СанПиН 2.1.4.1074–01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

2. ГОСТ 9.314–90. Вода для гальванического производства и схемы промывок. Общие требования.

3. Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение.

4. Reference Document on Best Available Techniques for the Surface Treatment of Metals and Plastics. Edificio EXPO, c/Inca Garcilaso s/n, E-41092 Sevilla – Spain.

5. Колесников В. А., Капустин Ю. И. и др. Электрофлотационная технология очистки сточных вод промышленных предприятий / Под ред. В. А. Колесникова. М., 2007.

6. Колесников В. А., Меньшутина Н. В. Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод. М., 2005.

7. Колесников В. А., Мешалкин В. П. и др. Технологические процессы и системы водоочистки экологически безопасных гальванических производств: Уч. пособие. М., 2001.

8. Островский Г. М., Абиев Р. Ш. и др. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. Часть II. СПб, 2006.

9. Десятов А. В., Баранов А. Е. и др. Опыт использования мембранных технологий для очисткм и опреснения воды / Под ред. А. С. Коротеева. М., 2008.

10. www.h2o-gmbh.com.

11. Колесников В. А., Вараксин С. О., Матвеева Е. В. Создание системы питьевой воды производительностью до 50 м3/ч для малых населенных пунктов // Чистая вода: проблемы и решения. 2009. № 1.

Оборотное водоснабжение завода осуществляется от двух блоков (рис. 3). Один из них — блок оборотного водоснабжения первой системы — подает воду только на установки прямой перегонки нефтж. Охлаждение воды производится на двух трехсекционных вентиляторных градирнях, оснащенных 1-ВГ-70. Перед подачей воды на градирни она проходит очистку в двух параллельно работающих нефтеосадителях.[ …]

ОБОРОТНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ — см. водоснабжение оборотное.[ …]

Оборотное водоснабжение является единственно возможным в тех случаях, когда из источника водоснабжения, вследствие его малого дебита, нельзя получить полный расчетный расход воды. В других случаях оборотное водоснабжение может быть выгоднее прямоточного при большом расстоянии завода от источника и при большом превышении заводской площади над уровнем воды в источнике. Тогда выбор схемы водоснабжения производится на основании технико-экономического сравнения вариантов прямоточного и оборотного водоснабжения.[ …]

Под «системой оборотного водоснабжения» следует понимать систему водоснабжения с замкнутыми циклами, включая оборотные системы производственного водоснабжения, а также системы последовательного и повторного использования воды, в том числе поступающей от других предприятий.[ …]

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. 1.3, 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. 1.3, б); при комплексном использбвании сточные воды перед повторным применением подвергаются очистке и охлаждению (рис. 1.3, в).[ …]

Необходимо отметить, что оборотного водоснабжения в полном смысле этого слова на нефтеперерабатывающих заводах не бывает, так как некоторым потребителям при всех условиях должна быть подана свежая вода. К таким потребителям относятся: котельные, аппараты для промывки бензина и некоторые другие. Учитывая, что расход свежей воды по сравнению с расходом охлажденной воды невелик, такую ехему водоснабжения принято называть оборотной.[ …]

Количество воды в системе оборотного водоснабжения поддерживается постоянным. Убыль воды из системы (потери воды в производстве, потери на испарение при охлаждении и т. п.) возмещается свежей водой из источника водоснабжения. Объем воды, использующийся для пополнения (подпитки) систем оборотного водоснабжения, учитывается в показателе «использование воды на производственные нужды промышленности».[ …]

Для подпитки замкнутых систем водоснабжения, для мокрой пыле-газоочистки, пылеуборки и технологических процессов используются продувочная вода системы оборотного водоснабжения и сточные воды лабораторий.[ …]

Другим отрицательным фактором в системе оборотного водоснабжения явяяюгоя биологические обрастания. В воде открытых водоемов и в бытовых отоках находятся разнообразные живые оущеотва. Основными из них является бактерии, образувщие колонии-зоогаен. водо-рооли нитчатые зеленые и сине-зеленые, простейшие — инфузория, черви, грибы и др. Отмирая, сине-зеленые водоросди образует громадные объемы гнивших органических веществ, загрязняя воду фенолом, индолом и другими продуктами разложения.[ …]

Существующие объекты очистных сооружений и систем оборотного водоснабжения также являются мощным источником загрязнения атмосферы углеводородами. Это — открытые ловушки, различные пруды, биологические очистные сооружения, градирни и колодцы заводской канализации, в которых испаряются углеводороды и другие соединения с поверхности сточных вод.[ …]

Насосные станции второго подъема устраиваются при оборотном водоснабжении, а если завод расположен невыгодно по отношению к источнику водоснабжения, то и при прямоточном водоснабжении. При оборотном водоснабжении на насосной станции, второго подъема обычно устанавливаются и насосы, подающие горячую воду на охладительных сооружениях, но иногда эти насосы устанавливаются в отдельном здании.[ …]

Продувочная вода — это вода, отбираемая из системы оборотного водоснабжения и заменяемая добавочной для поддержания солевого состава оборотной воды и загрязненности органическими веществами на определенном уровне.[ …]

На промышленных предприятиях с несколькими системами оборотного водоснабжения допускается предусматривать централизованное хранение хлора с устройством испарительных установок и подачей к оборотным циклам хлоргаза.[ …]

Разработанная для Иртышского медеплавильного завода бессточная система водоснабжения позволила прекратить сброс сточных вод в р. Иртыш и получить товарный цинковый кек (18% цинка), медный продукт (до 30% меди), минеральные удобрения, гипс, деминерализованную воду. Бессточная система состоит из нескольких цеховых систем оборотного водоснабжения. Продувочные воды более чистых оборотных систем подаются для подпитки в более загрязненные.[ …]

В зарубежных литературных источниках указывается, что в системы производственного оборотного водоснабжения нередко направляются и биохимически очищенные бытовые стоки. Необходимо, однако, отметить, что в бытовой жидкости содержатся азотистые вещества, которые, являясь удобрением, вызывают резкие вспышки цветения воды, приводящие к значительным осложнениям в водопользовании. То обстоятельство, что бытовая жидкость биохимически очищена, не меняет положения, поскольку азотистые вещества практически не снижают своей удобрительной ценности, переходя из одной формы в другую (например, при переходе солевого аммиака в нитриты и нитраты).[ …]

На рис. 4.16 приведена схема применения открытых многоярусных гидроциклонов в системе оборотного водоснабжения станов горячего проката. В качестве первой ступени очистки — первичный отстойник 1, где выделяется крупная взвесь. Решетка 2 предназначена для задержания крупных включений. С помощью центробежных насосов 3 вода после отстойника подается на гидроциклонные установки 6 и 7, где происходит очистка сточных вод от мелкодисперсных частиц и свободно всплывающего масла. Масло собирается в маслоблок 5, откуда направляется на регенерацию (для повторного использования).[ …]

Методы механической очистки. Механической очистки вод достаточно только при промышленном оборотном водоснабжении некоторых производств. В большинстве же случаев она лишь подготавливает сточные воды к обработке другими методами. При этом загрязненные воды осветляются на 30…60%, что облегчает эксплуатацию сооружений для дальнейшей очистки.[ …]

Годовой экономический эффект от применения отстойников новой конструкции в условиях системы оборотного водоснабжения широкополосного стана горячего проката с потреблением воды до 17 000 м3/ч составляет 251,3 тыс. руб.[ …]

Источником питания противопожарного водопровода обычно является производственный водопровод. При оборотном водоснабжении вода получается из производственного водопровода свежей воды; если же водопровод этот имеет незначительную производительность, то вторым (резервным) источником питания следует принимать водопровод охлажденной воды.[ …]

ВНИИ ВОДГЕО разработаны условия использования очищенных сточных вод Москвы в системах прямоточного и оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях. Эти сточные воды состоят на 60 % из бытовых и на 40 % из производственных (в основном машиностроительной промышленности). Исследованиями установлено, что при очистке этих вод по схеме «механическая очистка — биологическая очистка — глубокая очистка на фильтрах с зернистой загрузкой—дезинфекция хлором» они могут быть использованы в системах прямоточного водоснабжения.[ …]

Биохимическая очистка сточных вод П системы канализации. Высокое содержание солей не позволяет взять стоки ЭЛ0У в систему оборотного водоснабжения как подпитку. Поэтому стоки перед сбросом в водоем проходят биохимическую очистку. Биохимическая очистка сточных вод может осуществляться отдельно или в смеси с бытовыми сточными водами, прошедшими механическую и физико-химическую очистку. Применяют одноступенчатую и двухступенчатую биохимическую очистку (рис. 36). Основным сооружением, где проходит биохимический процесс, является аэротенк. Процесс очистки стоков ЭЛ0У в аэротенке может идти в одну или две ступени. При одноступенчатой очистке в аэротенке продолжительность аэрации составляет 6-8 ч, удельный расход воздуха 20-25 м9/м3, концентрация активного ила по сухому веществу 2-3 г/л, количество циркулирующего активного ила 50-705? от расхода сточных вод.[ …]

Наиболее ряционялькс с экологических позиций применение про мысловых сточных вод, позволяющее осуществить замкнутый цикл оборотного водоснабжения по схеме нагнетательная скважина — пласт -добывающая скважина — блок водоподготовки — система ППД. Использование сточных вод с целью ППД позволяет уменьшить капитальные затраты на строительство водозаборных сооружений, сократить расходы на бурение поглощающих скважин, утилизировать все нефтепромысловые воды с целью охраны окружающей среды. В результате достигается не только экологический, но и экономический эффект.[ …]

Наиболее эффективный путь экономии водных ресурсов нефтеперерабатывающих комплексов — это организация и эксплуатация систем оборотного водоснабжения. Известно, что эксплуатация оборотных систем водоснабжения сопряжена с известными проблемами — коррозией и различного вида отложений (взвешенных веществ, нефтепродуктов, солей, а также биообрастаний). Коррозия и отложения приводят к разрушению элементов оборотной системы, к нарушению теплообмена и др. Накопление продуктов коррозии и других примесей не дает возможность сбрасывать воду без очистки при продувке оборотной системы.[ …]

Следует иметь в виду, что в конкретных ситуациях возможны самые разнообразные варианты нарушений — от отказа систем очистки выбросов или оборотного водоснабжения до глобальных погодно-климатических возмущений, благодаря которым параметры качества среды могут неожиданно измениться даже в относительно отдаленных от промышленных комплексов районах.[ …]

Отстойники диаметром 30 м с встроенными камерами хлопьеобразо-вания гидроциклонного типа (рис. 2.33) построены и эксплуатируются в системах оборотного водоснабжения станов горячей прокатки «2000 Череповецкого металлургического завода и «450» Западно-сибирского металлургического завода, строятся в системах водоснабжения станов «2500» Магнитогорского и «1700» Карагандинского металлургических комбинатов, а также комплекса прокатных цехов Кузнецкого металлургического комбината.[ …]

В стоках содержится большое количество неорганических солей, поэтому они (даже после очистных сооружений) не могут быть возвращены в систему оборотного водоснабжения НПЗ. Состав сточной воды обычно характеризуют содержанием в ней примесей нефтепродуктов и химических соединений, а также показателями окисляемости находящихся в ней органических соединений — БПК и ХПК (см. гл. Для нефтепродуктов эти показатели представлены в табл. 8.[ …]

На территории Средней Азии в начале 80-х годов построен мощный дистилляционпый опреснитель, предназначенный для обеспечения систем очистки сточных вод и оборотного водоснабжения на предприятиях городов Ферганы и Маргилана. Главной целью эксплуатации этого опреснителя является охрана водных и земельных ресурсов плодородной Ферганской долины от загрязнения сбросами промышленности и теплоэнергетики.[ …]

Результаты очистки приведены в табл. 57. Они показывают, что очищенная буровая сточная вода полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к водам системы оборотного водоснабжения буровой и используемым для ирригации земледельческих полей орошения (табл. 58).[ …]

Культура микроорганизмов, используемая для заражения при определении БПК. I. При определении БПК в биологически очищенных сточных водах, речных водах и водах систем оборотного водоснабжения (открытого типа) культура микроорганизмов не вносится, так как эти воды содержат специфические для них виды бактерий и простейших и не нуждаются в дополнительном внесении заражения.[ …]

Однако даже при самых эффективных режимах флотации остаточное содержание взвешенных веществ составляет не менее 10— 15 мг/л. Для сброса в водоемы и для некоторых объектов оборотного водоснабжения такой степени очистки недостаточно, и в этих случаях единственным приемлемым методом дальнейшей очистки является фильтрование через слой зернистого или пористого материала (чаще всего кварцевого песка).[ …]

При использовании воды для промышленных целей предприятия обязаны принимать меры к сокращению сброса сточных вод путем совершенствования технологии производства-и схем водоснабжения (применение безводных технологических процессов, воздушного охлаждения, оборотного водоснабжения и т. д.). Сброс сточных вод, приводящий к загрязнению водоемов сверх установленных норм, запрещается вплоть до прекращения деятельности цехов или предприятий.[ …]

Основным направлением очистки производственных сточных вод является их подготовка для повторного использования в производственном процессе. Об экономической эффективности оборотного водоснабжения дают представление такие цифры: если бы оборотное водоснабжение не внедрялось столь интенсивно, то в настоящее время потребление воды из природных источников увеличилось бы примерно на 40%. При этом пришлось бы дополнительно расходовать до 6 млрд. руб/год, чтобы обеспечить возросшую подачу воды для нужд производства.[ …]

За последние десять лет резко сокращено водопотребление и улучшено качество сточных вод. В 1974 г. использование воды в обороте составило в среднем 89,5%.. В настоящее время на крупных заводах оно достигло 96—97%. Оборотное водоснабжение не используется сегодня только на старых предприятиях, а также на предприятиях, работающих на морской воде [10, 28, 32]. Здесь эффективно реализована раздельная канализация и первичная очистка сточных вод. Более 83% производственных сточных вод проходят механическую очистку, на половине всех предприятий функционируют установки биологической очистки.[ …]

Источники загрязнений воздуха подразделяются на источники выделения и источники выбросов вредных веществ в атмосферу. Источники выделения вредных веществ — технологические установки, аппараты, агрегаты, очистные сооружения, сооружения оборотного водоснабжения и т. д., которые в процессе эксплуатации выделяют вредные вещества. Источники выбросов вредных веществ — трубы, вентиляционные шахты, дыхательные клапаны резервуаров, открытые поверхности очистных сооружений, через которые выбрасываются вредные вещества.[ …]

При этом первая секция, в которую сбрасываются БСР, ОБР, БШ является накопительной, а вторая, в которую поступает лишь жидкая часть отходов бурения (БСВ и ОБР) и где происходит лишь отстаивание БСВ с целью их повторного использования в системе оборотного водоснабжения буровой, — отстойной. Накопительная и отстойная секции амбара в этом случае соединяются между собой с помощью труб.[ …]

Важное сокращение количества сбрасываемой в естественные водоемы воды, использованной в качестве хладагента, решается тремя путями. Первый путь — это переход от прямоточного охлаждения (водоем-холодильник или конденсатор нефтепродукта-водоем) на замкнутую систему оборотного охлаждения (градирня-холодильник или конден-сатор-градирня), но с подпиткой этой системы свежей водой для компенсации потерь воды от испарения. Переход на оборотное водоснабжение систем охлаждения в нефтепереработке в настоящее время используется на всех НПЗ. Это позволило резко сократить расход свежей воды, однако усложнило систему охлаждения. Кроме того, в градирнях вода охлаждается за счет испарения ее части, а испаряющаяся вода уносит с собой в атмосферу и следы легких нефтепродуктов. В экологическом отношении системы оборотного водоснабжения тоже небезупречны.[ …]

Кроме водонапорных башен на газоперекачивающих станциях и нефтебазах имеются резервуары для хранения запасов воды, сооружаемые для: хранения противопожарных и аварийных запасов воды; хранения регулирующего объема воды и поддержания напора в сети; приема свежей воды, питающей системы оборотного водоснабжения (компрессорные станции); приема и хранения воды от НС первого подъема.[ …]

На основании полученного опыта внедрения схемы повторного использования очищенных сточных вод разработана принципиальная схема бессточного производства фосфора, представленная на рис. 4.10. Эта балансовая схема предусматривает использование свежей воды (из водоема) только для подпитки системы оборотного водоснабжения (для охлаждения аппаратов), а также для водоснабжения котельной, лаборатории и для бытовых нужд.[ …]

Рост потребления воды способствует увеличению количества сточных вод. Основы водного законодательства СССР и союзных республик требуют рационального использования вод, совершенствования технологии производства и схем йодоснабжения, способствующих уменьшению расхода воды. Наиболее прогрессивными технологическими процессами являются оборотное водоснабжение и воздушное охлаждение. Оборотное водоснабжение успешно используется на многих перекачивающих станциях магистральных нефтепроводов. При этом вода от охлаждения торцовых уплотнений насосов технологической насосной отводится в брызгальный бассейн, где охлаждается, затем вновь подается к насосам.[ …]

Сегодня большое внимание уделяется повышению нефтеотдачи коллекторов. Основным методом интенсификации является заводнение, с помощью которого в нашей стране добывается свыше 85 % нефти. При поддержании пластового давления (ППД) возрастают темпы отбора углеводородов и сокращаются сроки разработки месторождения. Одновременно решается вопрос оборотного водоснабжения в процессе добычи нефти.[ …]

Наиболее прогрессивным направлением работ является переход на экологически безопасную ресурсно- и природосберегающую технологию ведения буровых работ, которая реализуется в концепции безамбарного бурения. Она предусматривает использование экологически чистых материалов, минимальную наработку отходов, локализацию организованного их сбора, замкнутое оборотное водоснабжение буровой, вывоз и максимальную угилизацию жидких, полужидких и твердых отходов бурения, их обезвреживание для безопасного сброса в объекты природной среды.[ …]

При внутритехнологическом цикле вода вступает в непосредственный контакт с перерабатываемыми продуктами. Очистка циркулирующей воды осуществляется в локальных очистительных сооружениях, которые являются продолжением технологических установок. На локальных установках очищаются сточные воды, которые без очистки не могут быть направлены в системы повторного или оборотного водоснабжения или на общезаводские очистные сооружения. На этих установках, как правило, из сточных вод извлекаются ценные примеси с использованием регенерационных методов очистки: отстаивания, флотации, экстракции, ректификации, дистилляции, адсорбции, ионного обмена, обратного осмоса и др. В ряде случаев на локальных установках осуществляется термическое обезвреживание сточных вод.[ …]

Очистка стоков от примесей нефтепродуктов фильтрованием — необходимый заключительный этап очистки. Концентрация нефтепродуктов на выходе из отстойников или гидроциклонов достигает 0,01-0,2 кг/м3, что значительно превышает ПДК нефтепродуктов в водоемах (0,0005 кг/м3 — для водоемов первой и 0,00005 кг/м3 — второй категории). Очень низкого содержания нефтепродуктов в воде требуют и условия многократного использования сточных вод при оборотном водоснабжении предприятий. Эффективность очистки повышается при добавлении волокнистых материалов (асбест и отходы его производства). В настоящее время в качестве фильтроматериала все шире применяются частицы пенополиуретана; главное их достоинство -простая регенерация путем механического отжимания нефтепродуктов.[ …]

Хвостохранилища предназначаются для сбора пульповых отходов основных производств предприятий, прежде всего обогатительных фабрик черной и цветной металлургии. Они являются ядром хвостового хозяйства, состоящего из комплекса сооружений и установок гидравлического транспортирования и укладки отвальных продуктов этих предприятий. Жидкую часть пульпы после осветления последней в отстойном пруду и обработки в очистных сооружениях используют в оборотном водоснабжении фабрик (рис. 7.10).[ …]

Разумным и практически оправданным решением в ряде случаев является сброс БСВ в объекты природной среды (на почвогрунты, в проточные водоемы, не относящиеся к водоемам рыбохозяйственного, культурно-бытового назначения и некоторых других категорий водопользования и т.д.). Необходимость в этом возникает, как правило, при .ликвидации шламовых амбаров перед их засыпкой и рекультивацией, в аварийных и непредвиденных ситуациях, а также при ограничении степени замкнутости системы оборотного водоснабжения буровой, когда требуется периодический вывод некоторого количества загрязненной сточной воды из оборотного цикла и сброс ее либо в шламовый амбар, либо на рельеф местности. Причем сброс сточных вод должен согласовываться а установленном порядке с соответствующими контролирующими органами, ответственными за качественное состояние различных компонентов природной среды.[ …]

Магнитные фильтры. Перспективным способом очистки сточных вод от ферромагнитных трудноосаждаемых взвешенных веществ, например, сточных вод прокатных цехов, является обработка в магнитных фильтрах. С созданием ферритизированных сорбентов, в частности, ионообменных смол, появилась возможность разработать методы управления потоком сорбента с помощью магнитных полей. На этой основе и внедрены принципиально новые конструкции магнитосорбционных фильтров непрерывного действия в системах оборотного водоснабжения для предупреждения накипеобразования в теплообменных аппаратах.[ …]

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО — система государственных мероприятий, направленных на осуществление решений государственных органов в обл. пользования землей по организации наиболее полного, научно обоснованного, рационального и эффективного ее использования, повышения культуры земледелия и охраны земель (ГОСТ 26640-85). См. Землеустройство. ГРАДИРНЯ [от нем. gradieren — сгущать соляной раствор; первоначально Г. использовали для получения соли выпариванием] — сооружение для охлаждения воды атмосферным воздухом. Применяется гл. обр. в системе оборотного водоснабжения промышленных предприятий.[ …]

При этом одноцелевые мероприятия направлены на решение только сугубо специфических средозащитных задач, главным образом — на предотвращение или снижение загрязнения природной среды, в то время как многоцелевые дают не только природоохранный эффект, но и направлены на решение вопросов основного технологического цикла строительства скважин. Примером первых ПОМ Могут служить мероприятия, направленные на утилизацию отходов бурения, ликвидацию шламовых амбаров. Примером вторых ПОМ являются технологические мероприятия процесса углубления, предусматривающие защйту недр от загрязнения, или мероприятия по очистке буровых сточных вод с целью их вовлечения в систему оборотного водоснабжения буровой, которые не только предотвращают загрязнение объектов природной среды при попадании в них очищенных стоков, но и способствуют рациональному расходованию водных ресурсов при одновременном решении задач основного технологического цикла.[ …]

Системы оборотного водоснабжения

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector