Меню Рубрики

Установки для регенерации сточных вод

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ МЕМБРАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И РЕГЕНЕРАЦИИ РАБОЧИХ РАСТВОРОВ ЛИНИИ НИКЕЛИРОВАНИЯ

Поворов А.А., Ерохина Л, В, Павлова В.Ф.

Сточные воды гальванического производства относятся к группе наиболее загрязненных производственных стоков и включают в себя разбавленные стоки (промывные воды) и концентрированные растворы (моющие, обезжиривающие, травильные, электролиты). Как правило, на большинстве предприятий слабозагрязненные и концентрированные сточные воды подлежат смешиванию и последующей совместной обработке. Реагентная обработка, как самый распространенный способ очистки стоков, предусматривающий последующий слив очищенной воды в канализацию, часто не позволяет очистить воду до требуемых показателей, особенно, по тяжелым металлам.

Единственным пока радикальным решением возникшей проблемы является разработка и широкое внедрение систем использования воды на предприятиях в замкнутом цикле с одновременным выведением из него технологических сред и ценных компонентов (в виде товарных продуктов и вторичного сырья). Приоритетным направлением становится создание локальных систем переработки раздельных потоков сточных вод.

В ЗАО «Мембраны» создана эффективная технология и оборудование очистных сооружений (ОС) для комплексной очистки производственных стоков линии никелирования предприятия ОАО «ЗАЗС», г. Энгельс, включая промывные воды, отработанные рабочие растворы и технологические среды. Комплексная установка функционирует в едином цикле «линия никелирования основного производства — очистные сооружения» и включает следующие локальные системы:

1. Установка очистки промывных вод линии никелирования.

Технологический процесс очистки промывных вод включает в себя:

— стадию предподготовки, где осуществляется корректировка рН и тонкая очистка от взвешенных и коллоидных примесей с использованием тонкослойного модуля и системы фильтров;

— глубокую очистку и обессоливание методом обратного осмоса с применением высокоселективных мембран, обеспечивающую получение очищенной воды для повторного использования согласно ГОСТ 9.314-90 кат.2 «Вода для гальванического производства и схемы промывок. Общие требования». Для уменьшения объема утилизируемого концентрата используется 3-х ступенчатая схема обратноосмотического обессоливания. На стадии обратноосмотического обессоливания использованы новые композитные мембраны с повышенной производительностью и селективностью по ионам тяжелых металлов не менее 99,5%.

— стадию обработки концентрата обратного осмоса, предусматривающую реагентную обработку для выделения сконцентрированных тяжелых металлов в нерастворимой форме гидрокислов металлов, разделение суспензии;

— последующую выпаркуосветленного солевого концентрата с получением солей в виде твердого продукта (влажность не менее 40%);

— выделения никеля с получением ценного вторичного сырья.

2. Установки регенерации серной и соляной кислот из отработанных растворов ванны травления иванны активации (ОТР).

Принцип действия основан на использовании новых эффективных технологий электромембранного концентрирования на базе электродиализаторов или мембранных электролизеров с использованием ионоселективных мембран, стойких в агрессивных средах. Эффективность очистки от ионов тяжелых металлов (никеля и железа)- не менее 95 %.

Технологический процесс регенерации серной кислоты из отработанного раствора ванны травления является двухступенчатым и сочетает очистку от высокомолекулярной органики, нефтепродуктов, коллоидных частиц на ультрафильтрационном плоскопараллельном модуле специальной конструкции

(1-я ступень очистки) с использованием мембран, стойких в агрессивных средах (фторопластовые мембраны типа УФФК) и электромембранную регенерацию ОТР в электродиализаторе с ионообменнымиыми мембранами (2-я ступень очистки).Технологией обеспечивается полный рецикл по рабочему раствору кислоты.

Для регенерации соляной кислоты узел ультрафильтрационной очистки не предусматривается.

3 . Установка регенерации моющих и обезжиривающих растворов.

Для организации непрерывного процесса регенерации отработанных растворов химического обезжиривания использованы новые разработки ЗАО «Мембраны». Технологический процесс непрерывной регенерации раствора химического обезжиривания осуществляется методом ультрафильтрации с циркуляцией раствора на ванну и включает в себя следующие основные стадии:

— предварительная очистка раствора в отстойнике с использованием в зоне осаждения тонкослойного модуля для ускорения процесса седиментации нефтепродуктов;

— глубокая очистка от взвешенных и коллоидных частиц, эмульгированных нефтепродуктов и высокомолекулярной органикина ультрафильтрационном модуле с использованием мембранных элементов рулонного типа.

4. Установка регенерации серной кислоты израствора ванны улавливания.

Очистка раствора ванны улавливания происходит непрерывно по контуру: ванна улавливания – электродиализатор – ионообменная колонка – ванна улавливания. Технологический процесс регенерации сернокислого раствора ванны улавливания включает в себя следующие основные стадии:

— концентрирование серной кислоты из раствора с содержанием серной кислоты 3-5 до 10-12% масс.в электродиализаторе с анионнообменными мембранами типа МАЛ ;

— ионообмен для удаления примесей железа из очищенной воды (католита), возвращаемой в рабочую ванну улавливания;

Реализация мероприятий на всех уровнях разработки эффективных мембранных установок до ввода ОС на ОАО «ЗАЗС» г. Энгельс в эксплуатацию определила перспективы создания безотходного гальванического производства, что позволило получить:

· Очищенную промывную воду, соответствующую требованиям ГОСТ 9.314-90 кат.2 «Вода для гальванического производства и схемы промывок. Общие требования»;

· Достигнуть стабильности очистки за счет гибкости и высокой приспособляемости мембранной технологии очистки к изменению качественного и количественного состава сточных вод.

· Обеспечить замкнутый водооборот на предприятии при степени использования воды не менее 95%;

· Возвратить в производственный цикл 70-90% ценных продуктов в виде регенерированных технологических сред, значительно снизив тем самым, техногенную нагрузку на окружающую среду

Читайте также:  Установка бетонной газонной решетки

· Получить отходы никеля в виде ценного вторичного сырья, реализуемого в отрасли;

· Существенно уменьшить объемы утилизируемых твердых отходов — гальваношламов и минеральных солей,

· Повысить экологическую безопасность предприятия, исключив слив сточных вод в канализацию.

Комплексные мембранные установки на основе мембранных и гибридных технологических схем блочно-модульного типа обеспечивают переработку сред практически любого состава на установках различной производительности. Комбинированные технологии и установки могут постоянно совершенствоваться за счет модернизации основных модулей.

источник

Установка термической обработки стоков УОС-АМС

Установка термической обработки стоков обеспечивает прием, хранение, обезвреживание, охлаждение и сброс сточных вод в наружные сети канализации.

Установка может применяться в составе микробиологических лабораторий работающих, с микроорганизмами II, III и IV групп патогенности, входящих в состав Комплексов биологической безопасности (КББ) или Модулей биологической безопасности (МББ), которые выпускает НПО «АМС-МЗМО» или на любых других объектах, работающих с патогенными биологическими агентами.

Установка сконструирована Управлением разработками новой техники, отделом разработки систем электроснабжения, группой устройств автоматизации и программного обеспечения НПО «АМС-МЗМО».

Технические параметры установки:

  1. максимальная производительность установки составляет 6 м3 сточных вод в сутки;
  2. температура термической обработки стоков – 1320С , при времени выдержки не менее 30 минут;
  3. режим работы – непрерывный в течение 20 часов в сутки;
  4. максимальная температура пара в парогенераторе, не более 175 °С;
  5. номинальная производительность по насыщенному пару, 50 кг/час;
  6. питание установки осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, номинальным напряжением 400В, 230В;
  7. потребляемая мощность — не более 47кВт;
  8. потребление холодной водопроводной воды, с часовым расходом около 1м3/час, и не более 14.5 м3 в сутки;
  9. габаритные размеры УОС (ШхДхВ), мм – 6310х5545х2932;
  10. масса установки (сухая), не более 7000 кг;
  11. температура безнапорного сбрасываемого стока не более +40С;
  12. климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 УХЛ 4.2;
  13. все агрегаты УОС выполнены со степенью защиты оболочки IP54 и являются стойкими к средствам дезинфекционной обработки согласно СП 1.3.3118-13 или СП 1.3.2322-08.

Установка состоит из накопительной ёмкости, аварийно-резервной ёмкости, измельчителя, пароструйных аппаратов, выдерживателя, теплообменника, парогенератора, блока насосов, шкафа автоматики, приборов контроля и управления, комплекта трубопроводов и арматуры.

Объёмы ёмкостей рассчитываются исходя из заданной производительности установки и режима ее работы.

Насосы предназначены, для нагнетания сточных вод в теплообменник, пароструйные аппараты и выдерживатель. В состав парогенератора входит устройство водоподготовки.

Парогенератор предназначен для непрерывного (до 20 часов) производства пара из подводимой воды с помощью электроэнергии и подачи выработанного пара на пароструйный аппарат.

Пароструйные аппараты предназначены для нагревания сточных вод до температуры инактивации содержащихся в них патогенной микрофлоры. Пароструйный аппарат состоит из рабочей камеры, сопла, камеры смешивания, диффузора, патрубков для введения обеззараживаемых сточных вод и пара с фланцами для подсоединения к соответствующим коммуникациям.

Выдерживатель предназначен для выдержки сточных вод, нагретых до температуры инактивации в потоке под давлением, соответствующем температуре насыщения, с целью обеззараживания патогенных микроорганизмов, содержащихся в дисперсных примесях сточных вод. Выдерживатель представляет собой цельносварный змеевик из труб. На входе и выходе выдерживателя установлены манометры и термометры для контроля над показателями процесса.

Теплообменник служит для регенерации тепла сточных вод, прошедших термическую обработку за счет нагревания ими сточных вод, поступающих на обеззараживание. Тип теплообменника — «труба в трубе». Обеззараженные и поступающие на обработку сточные воды подаются в соответствующие обособленные полости теплообменников по принципу «противотока».

Технологические трубопроводы предназначены для объединения основных и вспомогательных элементов установки в единую технологическую систему. Для этих целей используются цельнотянутые трубы расчетного проходного сечения.

У приемника сточных вод предусмотрен гидрозатвор. Конструкция гидрозатвора не допускает его опорожнения при появлении давления или разряжения в канализационной сети и позволяет выполнять его очистку. Так же у приемника предусмотрен сетчатый фильтр, который можно заменять при необходимости.

В трубопроводе на выходе из установки – кран отбора проб.

Измельчитель органических остатков применяется для измельчения крупных твердых и волокнистых включений, содержащихся в канализационных стоках. Основное назначение – защита от засорения/заклинивания насосных агрегатов.

Воздушные линии аппаратов снабжены одной ступенью фильтров Н14 (фильтры дыхания для ёмкостей). Обезвреживание фильтров очистки воздуха производится химическим или термическим методами.

Приемные накопительные емкости имеют датчики уровня для запуска цикла обеззараживания и сигнализации об аварийном переполнении емкости.

Для технического обслуживания или устранения неисправности обеспечен доступ к внутренним поверхностям всех ёмкостей. Все ёмкости, узлы сопряжений с трубопроводами выполняются герметичными.

Для обеспечения требуемых температурных режимов выдерживатель и теплообменник защищены теплоизоляционным ограждением.

Пульт управления имеет цветной сенсорный экран, с размером экрана не менее 10” и разрешением экрана не менее 800х480 пикселей.

Система диспетчеризации установки позволяет подключиться к серверу диспетчеризации по глобальной компьютерной сети Интернет других с возможностью доступа к текущим и архивным параметрам работы.

Читайте также:  Установка visual studio 2010 на x64

Процесс накопления и последующая обработка проходят в автоматическом режиме, по заданной программе. Система управления отслеживает рабочее состояние всех элементов установки, останавливает его в случае нештатных ситуаций. Также предусмотрена возможность перехода на ручное управление процессом.

Агрегаты установки монтируются на единой силовой конструкции (раме) или по отдельности, в зависимости он условий заказчика. Система управления расположена в отдельном шкафу.

Алгоритм работы установки термической оработки

  • Сточные воды из внутренней сети канализации, через гидрозатвор поступают в накопительную емкость. После достижения в баках определенного уровня , открываются краны и стоки поступают через измельчитель к блоку насосов 1й ступени. Насосами блока 1й ступени стоки под давлением 0.3Мпа, прокачиваются через теплообменник, подогреваются до температуры 70-80ºС и поступают на блок насосов 2й ступени.
  • От насосов 2й ступени под давлением 0.6Мпа, стоки подаются на пароструйный аппарат №1, в который, по другой линии поступает пар от парогенератора под давлением 0.8 Мпа с температурой 160º .
  • В камере смешивания пароструйного аппарата пар смешивается со стоками, конденсируется и разогревает стоки до температуры не менее 132ºС. Разогретые стоки поступают в выдерживатель, при движении по которому в течении 30мин. происходит их обеззараживание.
  • Обеззараженные стоки поступают в теплообменник, в котором остывают до температуры 80-90ºС. Далее стоки с температурой 80ºС поступают в струйный аппарат №2, куда одновременно поступает вода под давлением 06Мпа и температурой 15-18ºС. В струйном аппарате происходит смешивание стоков с водой и их охлаждение до температуры 40-50ºС. С последующим их сбросом во внешнюю систему канализации.

Обеспечение безопасности УОС-АМС

  • При монтаже, техническом и эксплуатационном обслуживании оборудования установки необходимо руководствоваться «Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды», «Правилами устройства электроустановок », « Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок – потребителей».
  • При включении установки в работу должен осуществляться медленный прогрев ее паром и вывод на режим путем постепенного открытия пуско-регулирующей арматуры. При появлении даже слабых гидравлических ударов или вибраций доступ пара в установку и подача сточных вод должен быть соответственно сокращены и возобновлены лишь после исчезновения признаков гидроударов.

Меры защиты от поражения электрическим током в установке в соответствии с ПУЭ:

  • автоматическое отключение питания;
  • применение корпуса панели оператора с двойной (усиленной) изоляцией;
  • применение в баке сверхнизкого (12В постоянного тока) напряжения;
  • применение в электроприводе шарового крана сверхнизкого (24В переменного тока) напряжения.

Источником опасности в УОС является горячий пар и напряжение питающей электрической сети 380В, 50 Гц.

При обнаружении утечки система активирует аварийный сигнал и останов. Устранить причину утечки и провести стерилизацию в данном месте.

При обнаружении во время работы какой-либо неисправности, УОС должен быть немедленно отключен от питающего напряжения до устранения неисправности.

Запрещается:

  • проводить техническое обслуживание и ремонт при включенном питании!
  • работать с незаземленной УОС!
  • использовать УОС в не предусмотренных режимах.

УОС должна эксплуатироваться квалифицированным персоналом. Ответственность за обучение и аттестацию персонала возлагается на эксплуатирующее предприятие.

Перед началом работы с установкой проверить внешним осмотром:

  • состояние крепёжных деталей, соединений трубопроводов, шлангов;
  • отсутствие потёков жидкости в местах соединений.

Безопасность установки подтверждается соответствующими РД (ЭЗ от Противочумного центра, г.Москва и ДС ТР ТС. Для установки термической обработки обязателен учет требований ТР ТС 032/2013).

Средний срок службы установки не менее 10 лет. Гарантийный срок 18 месяцев.

источник

Мировая практика восстановления использованной воды

Первым нашу планету из открытого космоса увидел Юрий Гагарин, после чего призвал всех беречь и приумножать ее красоту. Увы, слишком малый процент людей прислушивается к его просьбе. Миллиарды жителей оставляют на Земле свой след, безвозвратно меняя ее облик. Для обеспечения комфортной жизни человечества ежедневно тратятся огромные количества природных ресурсов, значительная часть которых не подлежит восстановлению.

Вокруг нас практически не осталось чистого воздуха и воды, поэтому приходится разрабатывать технологии для очистки всего вокруг. Чем выше степень развития страны, тем активнее она внедряет восстановление главного природного богатства – пресной воды. Она необходима для всего живого. В данном посте мы собрали самые интересные и необычные технологии, которые нашли применение по всему миру.

Ставка, которая привела к экологическому кризису

Последние полсотни лет упор развития был сделан на интенсивное развитие промышленности и земледелия. Это привело к накоплению завалов мусора. Общая оценка утилизации отходов в мировом масштабе близка к плохой, а в России – еще хуже. Вместе с новыми городами растут площади свалок, и отбросы не самое страшное. Например, для выращивания сельскохозяйственных культур в США активно используется орошение из подземных источников. Сейчас они на грани полного исчезновения, а та вода, что возвращается в землю, насыщена вредными химическими веществами. Берега и акватории рек, озер и морей загрязнены сотнями отдыхающих. Масштабные разливы нефти в океанических водах губительны для всех живых организмов. Предприятия сбрасывают сточные воды напрямую в водоемы без надлежащей очистки.

Читайте также:  Установка балансирных валов ховер

Поскольку вернуться к исходным данным Земли невозможно, приходится надеяться, что современные разработки по сохранению окружающей среды будут активно поддерживаться населением и дадут результат. Одна из обязательных условий замедления разрушительного действия человека – перестать бездумно эксплуатировать природные источники пресной воды, и учиться использовать ее повторно.

Термин «стоки» обозначает воду, которая использовалась для бытовых, хозяйственных и промышленных целей, после чего загрязнились примесями, изменились химически и физически. К ним относятся и атмосферные осадки с территорий промышленных предприятий и канализационных систем населенных пунктов. Их делят на три категории: производственные, атмосферные и бытовые.

Водные отходы в доходы

Повторное использование стоков значительно сократит потребление ценной питьевой воды. Несмотря на тот факт, что в России сосредоточена значительная часть мирового запаса пресной воды, целый список регионов страдает от недостатка, поэтому сберегающие технологии здесь востребованы. Из-за непродуманной системы водоснабжения в городских и сельских населенных пунктах на все нужды тратится чистая вода. По факту же, некоторые технические нужды можно обеспечивать водой более низкого качества, получаемой из черных и серых бытовых стоков:

  • Черные – жидкость из посудомоечных машин, кухонных моек и унитазов;
  • Серые – стоки из стиральных машин, умывальников и ванных комнат, в которых отсутствуют следы жизнедеятельности человека.

Разный качественный и количественный состав загрязнения бытовых стоков требует индивидуального подхода к их очистке и использованию. Обработанные серые отходы пригодны для повторного смыва в санузлах и полива садовых насаждений. Черные стоки перед вторым циклом использования должны пройти химическое и биологическое очищение, а после их можно пускать в системы подземного орошения, если подобный вариант будет соответствовать местному законодательству.

Регенерация воды из стоков – это правильное, но дорогостоящее занятие, поэтому максимальное развитие и внедрение технологии получили в странах, которые не имеют собственных достаточных запасов и живут за счет транспортировки воды из других стран.

Знаковый пример – небольшая страна Сингапур. Идею переработки стоков здесь начали внедрять более 40 лет назад. Запущенная в 1974 году система обратного осмоса была закрыта из-за технических проблем и высоких эксплуатационных расходов. Вопрос пресной воды начали решать по второму кругу в 1998 году, а в 2000 – запустили первый завод NEWater. Сейчас на территории государства действует пять станций рекуперации воды, которые покрывают 40% потребности водного ресурса Сингапура, а это почти 1 000 000 кубометров/сутки.

Заводы работают на бытовых и промышленных стоках. После рециклинга вода подается непосредственно в городские водопроводы. Очистка состоит из нескольких этапов:

Второй завод по регенерации стоков находится в Намибии (одна из самых засушливых стран мира). Он работает с 1969 года и на данный момент его доля в обеспечении города Виндхуке питьевой водой доходит до 50%.

Самым грандиозным проектом по переработке стоков должен стать калифорнийский очистительный комплекс. Ожидаемая стоимость создания инфраструктуры мощностью 200 000 000 кубометров/год оценивается в 1 миллиард долларов. Подобный масштаб инвестиций указывает, что местные власти готовы отказаться от импорта питьевой воды и перейти к новой модели водопользования. Ввиду истощения природных источников и огромных массах стоков, решение выглядит более, чем логичным. Проект вызывает опасение у экологов и простых граждан. Первые указывают, что очищенные стоки растворяют мышьяк из глинистых почв, вторые – не верят, что обратный осмос очистит воду от лекарственных препаратов.

Страны, которые слабо занимаются рециклингом воды, должны мотивироваться результатами статистики. В первую десятку стран с самой чистой водой, входят государства с практических 100% глубокой очисткой сточных вод.

В зависимости от степени очистки стоки могут использоваться в охладительных контурах промышленных и исследовательских объектов, полива декоративных и огородных культур и питьевого водоснабжения населенных пунктов. Рациональное использование способствует восстановлению природных водоемов и снизит активность истощения подземных водоносных пластов.

Плюсы и минусы рециклинга сточных вод

Преимуществ переработки стоков в техническую и питьевую воду понятны, но если большие города могут вкладывать большие суммы денег в развитие заводов рекуперации, то маленькие населенные пункты не могут позволить себе подобные установки, а те, что используются, не обеспечивают достаточную очистку.

Главное требование к вторичному использованию сточных вод – полная экологическая безопасность для окружающей среды и санитарно-гигиеническая для населения. Для подобных проектов должны соблюдаться требования перечня нормативных документов по охране здоровья и отраслевые правила промышленности и сельского хозяйства.

В условиях российской экономики пока не предвидится выделения средства на строительство станций регенерации питьевой воды из стоков. Самыми популярными направлениями остается очистка для систем орошения, коммунальных и промышленных предприятий.

источник