Выбор технологий и методов для очистки сточных вод от промышленных предприятий представляет собой непростую задачу и является серьезным испытанием для производителей очистных систем и инженерных компаний. Основная сложность заключается в том, что каждое предприятие производит сточные воды с уникальными характеристиками и объемами, поэтому каждый раз необходимо разрабатывать индивидуальные решения, учитывающие конкретные параметры загрязнений и требуемую производительность. Также важно учитывать, что нормативные требования к качеству очищенной воды зависят от места её сброса: канализация или водоем.
Классификация промышленных сточных вод
К основным загрязняющим веществам, содержащимся в большинстве промышленных сточных вод, относятся взвешенные вещества, нефтепродукты, жиры, ПАВ, минеральные масла, основные анионы (в первую очередь хлориды, сульфаты, нитраты), ионы тяжелых металлов, а также органические загрязнения (помимо нефтепродуктов), характеризующиеся показателями БПК и ХПК.
Единая классификация промышленных сточных вод на сегодняшний день отсутствует, но допускается разделять их по следующим признакам:
- По источнику происхождения Производственные сточные воды допускается выделять по типу производства, с которого они сбрасываются, например промышленные сточные воды нефтеперерабатывающих, металлургических, целлюлозно-бумажных, химических, металлообрабатывающих, машиностроительных, рудодобывающих, пищевых предприятий.
- По составу сточных вод В этом случае выделяются сточные воды, загрязненные минеральными примесями; загрязненные по преимуществу органическими примесями; загрязненные как минеральными, так и органическими примесями.
-
По концентрации загрязняющих веществ
- Слабозагрязненные (с содержанием примесей 1-500 мг/л)
- Средне-загрязненные (с содержанием примесей 500-5000 мг/л)
- Сильнозагрязненные (с содержанием примесей 5000-30000 мг/л)
- Опасные (с содержанием примесей более 30000 мг/л)
-
По кислотности
- Неагрессивные, рН ~ 7
- Слабоагрессивные, сюда относят как слабощелочные, так и слабокислотные сточные воды с уровнем рН ~ 9 и рН ~ 6 соответственно.
- Сильноагрессивные, то есть сильнощелочные (рН>9) и сильнокислотные (рН<6)
Методы очистки промышленных стоков
Для очистки производственных сточных вод применяются различные методы:
-
Физические (механические) методы очистки, применяющиеся для удаления взвешенных веществ.
Оборудование, которое применяется при этих методах:
- Процеживание и отстаивание - решетки, сита с различными размерами прозоров, песколовки, отстойники,
- Удаление взвешенных веществ в поле центробежных сил - гидроциклоны и центрифуги.
- Удаление всплывающих примесей – различные скребки, отбойники.
- Фильтрование - в барабанных, вакуумных, дисковых, ленточных, камерных фильтрах)
-
Физические, основанные на реакциях нейтрализации, окислительно-восстановительных реакциях.
Цели применения химической очистки следующие:
- Контроль рН для последующей биологической очистки
- Химическое удаление ортофосфат-ионов из сточной воды путем образования нерастворимых соединений
- Уменьшение щелочности воды
- Химическое осаждение ионов металлов (As, Ba, Cd, Cu, Hg, Ni, Se, Zn)
-
Физико-химические методы очистки.
Включают в себя процессы удаления из сточных вод взвешенных мелкодисперсных твердых частиц, агрегатов, органических и минеральных веществ. Среди наиболее используемых можно выделить коагуляцию, флокуляцию, флотацию, адсорбцию, применение ионообменных смол, мембранные методы (микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос).
Под термином коагуляция следует понимать образование агрегатов из коллоидных и взвешенных частиц, происходящее в результате разрушения устойчивости системы, а также последующее отделение этих агрегатов с помощью седиментации.
Флокуляция так же используется для образования агрегатов из коллоидных частиц, но отличается механизмом формирования укрупненных частиц. Ключевым отличием является использование водорастворимых полимеров с последующим образованием агрегированных частиц. Наиболее перспективным методом с точки зрения производительности является флотация. Флотационные методы очистки основаны на адгезии диспергированных частиц среды к мелкодисперсным пузырькам воздуха, образовании комплекса пузырек-частица, образовании флотопены в верхнем слое воды.
-
Электрохимические методы очистки.
Среди наиболее используемых выделяют электрохимическое окисление и восстановление, электрокоагуляцию, электрофлотацию, электродиализ. Самым эффективным с точки зрения производительности является электрофлотация. В электрофлотации загрязняющие вещества удаляются путем взаимодействия коллоидных частиц с мелкодисперсными пузырьками кислорода и водорода, образованных с помощью электролиза воды. Затем в верхнем слое воды образуется пена – флотошлам, который в дальнейшем обезвоживается
-
Биологические методы очистки.
Биологические методы очистки являются наиболее распространенными и условно подразделяются на 2 подгруппы: системы с активированным илом и мембранные системы. Суть биохимических методов заключается в использовании органических загрязнителей микроорганизмами в качестве субстрата для процессов катаболизма и анаболизма. На сегодняшний день известны процессы с использованием различных культур микроорганизмов, которые способны обеспечить эффективное снижение показателей ХПК, БПК, ВВ, NH4-N, NO3-N, PO4-P. Примечательно, что использование мембран в процессах очистки сточной воды позволяет достичь наибольшей эффективности удаления загрязнений.
Выбор метода очистки сточных вод промышленных предприятий
Существует большое количество систем очистки производственных сточных вод и выбор наиболее оптимальной следует делать исходя из производительности проектируемых очистных сооружений, состава сточных вод, экономической целесообразности.
При низкой эмиссии сточной воды, содержащей повышенное содержание нефтепродуктов, масел, ПАВ, жиров, ВВ, ХПК и БПК целесообразно применять флотационные методы, ввиду их высокой эффективности.
При высоких расходах сточных вод, следует использовать совокупность методов очистки. На первом этапе следует снизить ВВ с помощью оборудования механической очистки. Далее в зависимости от состава сточных вод обычно применяют методы химической очистки с последующей биологической очисткой. Химические методы имеют важное значение, поскольку дальнейшие технологические стадии (биологическая очистка), сильно чувствительны к различным факторам. К таким факторам относят рН, температуру, концентрации ионов тяжелых металлов. Основополагающим элементом биологической очистки воды является аэрация. Так как основной фракцией активного ила являются аэробные бактерии, очистка происходит за счет потребления кислорода воздуха. Для подачи воздуха используются воздуходувки и аэраторы. Наиболее эффективно использовать дисковые и трубчатые аэраторы, способные обеспечить мелкопузырчатую аэрацию.
Не менее важным технологическим процессом является вторичное отстаивание. Этот процесс позволяет отделить ил от воды, таким образом получить осветленную, биологически очищенную воду.
Для достижения нормативных показателей сточную воду подвергают доочистке. Здесь находят применение методы фильтрации и мембранные методы. На сегодняшний день перспективными аппаратами для доочистки являются фильтры, в том числе дисковые и барабанные. Перфорация диска с микрометровым размером пор позволяет достичь высокоэффективного удаления взвешенных веществ из биологически очищенной воды.
Наилучшим технологическим решением доочистки, позволяющим исключить стадию отстаивания и одновременно достичь нормативных показателей, является применение мембранных модулей. В основе мембранных методов лежит диффузия молекул воды через полупроницаемую мембрану. Это означает, что через полупроницаемую мембрану пропускаются только молекулы воды, а остальные частицы задерживаются на поверхности пористого материала. Итоговый состав воды в таком случае определяется размером пор мембраны, именно это определяет тип мембран – микрофильтрационные, ультрафильтрационные и нанофильтрационные.
Очистные сооружения для предприятий
Комплекс очистных сооружений для предприятия должен обеспечивать очистку сточной воды до нормативных показателей сброса по ХПК, БПК, ВВ, общему азоту, аммонийному азоту, общему фосфору, фосфору фосфатов.
Для достижения выходных параметров воды рекомендуется включать в технологический процесс следующие стадии:
| № п/п | Подпроцесс | Оборудование |
|---|---|---|
| 1 | Грубая механическая очистка | Решетки с прозорами до 16 мм |
| 1.1 | Удаление отбросов, задержанных на грубой решетке | |
| 2 | Тонкая механическая очистка | Решетки с прозором до 5 мм, сита |
| 2.1 | Удаление отбросов, задержанных на решетке тонкой очистки | |
| 3 | Удаление минеральных примесей | Песколовки (горизонтальные, танценциальный, аэрируемые, с круговым движением) |
| 4 | Аккумулирование | Усреднитель |
| 5 | Отстаивание (опционально) | Первичный отстойник |
| 5.1 | Флотация/электрофлотация (опционально) | Флотатор (напорный, импеллерный, элекрофлотатор, пневматический) |
| 6 | Биологическая очистка | Аэротенк Мембранный биореактор |
| 6.1 | Коагуляция | Станция приготовления раствора, насос, бак, мешалка |
| 7 | Аэрация | Воздуходувка Аэратор (дисковый, трубчатый) |
| 8 | Отстаивание | Вторичный отстойник |
| 8.1 | Рециркуляция активного ила | Насос |
| 8.2 | Удаление избыточного ила | Насос |
| 8.3 | Флокуляция | Станции приготовления раствора флокулянта; баки, мешалки, насосы |
| 9 | Обезвоживание | Механическое обезвоживание Сушка осадка Иловые площадки |
| 9.1 | Утилизация обезвоженного осадка | |
| 9.2 | Рециркуляция фильтрата в усреднитель | |
| 10 | Доочистка | Фильтры (дисковый, барабанный) |
| 10.1 | Утилизация шлама | Транспортер (шнековый, ленточный) |
| 10.2 | Рециркуляция фильтрата в усреднитель | |
| 11 | Обеззараживание (УФ, хлор, гипохлорит, озон) | Установки обеззараживания (УФ) Электролизер (при условии получения гипохлорита из поваренной соли) Установки озонирования Установки подачи товарного гипохлорита натрия |
| 12 | Сброс воды в водоем/канализацию |
Обязательными стадиями процесса очистки производственной сточной воды являются стадии механической и биологической очистки, обезвоживания осадка, обеззараживания сточной воды.
Главными преимуществами компании «Гидрикс» в решении задач по очистке сточных вод
являются технологические передовые методы и индивидуальный подход к проблемам и пожеланиям заказчика. Мы готовы провести технологический аудит очистных сооружений и организовать систему очистки сточных вод на предприятии под ключ по всей территории России и СНГ.
Связаться с нашими специалистами Вы можете, позвонив по телефону 8 (800) 301-01-88, или написав нам на e-mail info@hydrig.ru.