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

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

Качество воды, используемой в производстве, устанавливается в каждом случае в зависимости от ее назначения и требований технологического процесса с учетом состава используемого сырья, применяемого оборудования и особенностей готового продукта производства. В некоторых случаях требуется вода с содержанием солей менее 10 – 15 г/м³, жесткостью ≤0,01моль/м³ и окисляемостью до 2г О₂/ м³. (требования в справочнике)

Сточные воды.

В производстве образуются различные категории сточных вод. В зависимости от условий образования сточные воды делятся на бытовые или хозяйственно-фекальные (БСВ), атмосферные (АСВ) и промышленные (ПСВ).

БСВ – содержат примеси, из которых»58% органических веществ и 42% минеральных.

АСВ – в результате выпадении атмосферных осадков и стекающие с территорий предприятий (органические и минеральные загрязнения).

ПСВ – представляет собой жидкие отходы, которые возникаю при добыче и переработке органического и неорганического сырья.

В технических процессах источниками сточных вод являются: 1) образующиеся при протекании химических реакций (загрязнены исходными веществами и продуктами реакций); 2) воды. Находящиеся в виде свободной и связанной влаги в сырье и исходных продуктах и выделяющиеся в процессе переработки; 3) промывочные воды после промывки сырья, продуктов и оборудования; 4) водные экстракты и абсорбенты; 5) воды охлаждения; 6)-другие сточные воды-воды с вакуум-насосов, конденсаторов смешении, систем гидрозолоудаления, мытья тары, оборудования, помещений и т. д. Количество и состав сточных вод зависит от вида производства.

Сточные воды загрязнены различными веществами. Комитетом ВОЗ рекомендована следующая классификация химических загрязнителей воды:

1. биологически нестойкие органические соединения;

2. малотоксичные неорганические соли;

3. нефтепродукты;

4. биогенные соединения;

5. вещества со специфическими токсичными веществами, в том числе тяжелые металлы, биологически жесткие неразлагающиеся органические синтетические соединения.

Многие сточные воды многих производств, кроме растворимых неорганических и органических веществ, содержат коллоидные примеси, взвешенные примеси, плотность которых может быть больше или меньше плотности воды. Концентрация примесей весьма различна. В справочных данных имеется классификация примесей по их фазово-дисперсному состоянию.

Имеется несколько путей уменьшения количества загрязненных сточных вод среди них следующие:

1. разработка и внедрение безводных технологических процессов;

2. усовершенствование существующих процессов;

3. разработка и внедрение более совершенного оборудования;

4. внедрение аппаратов воздушного охлаждения;

5. повторное использование очищенных сточных вод в оборотных и замкнутых системах.

Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий.

Под замкнутой системой водного хозяйства промпредприятий понимается система, в которой вода используется в производстве многократно без очистки или после соответствующей обработки, исключающей образование каких либо отходов и сброс сточных вод в водоем. Под замкнутой системой водного хозяйства территориально-промышленного комплекса, района или центра понимается система включающая использование поверхностных вод, очищенных промышленных и городских сточных вод на промпредприятиях, на полях для выращивания с/хоз. культур, для полива лесных угодий, для поддержания (уровня) объема воды водоемов, исключающих образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем.

Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается в случае, если недостаточно очищены сточные воды, для восполнения потерь воды в этих системах, допускается также расход ее в технологических операциях, в которых очищенные сточные воды не могут быть использованы по условиям технологии или гигиены. Свежая вода расходуется только для питьевых и хозяйственно-бытовых целей.

Необходимость создания замкнутой системы производственного водоснабжения обусловлена: 1) дефицитом воды; 2) исчерпанием ассимилирующей разбавляющей и самоочищающей способности водного объекта, принимающего сточные воды; 3) экономическими преимуществами перед очисткой сточных вод до требований предъявляемых водоохранным контролем.

Таким образом, организация замкнутой системы целесообразна, когда затраты на рекуперацию воды и веществ, выделенных из сточной воды и переработанных до товарного продукта или вторичного сырья, ниже суммарных затрат на водоподготовку и очистку сточной воды до показателей, позволяющих сбрасывать ее в водные объекты без их загрязнения. В тех случаях, когда создание замкнутых систем водоснабжения диктуется экологическими требованиями; должен быть выбран оптимальный вариант с экологической точки зрения.

Замкнутая система должна обеспечить рациональное использование воды во всех технологических процессах, максимальную рекуперацию компонентов сточных вод, сокращение капитальных и эксплуатационных затрат, нормальные санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала, исключение загрязнения окружающей среды.

Очищенная вода должна соответствовать качеству технологической воды. Замкнутые системы водного хозяйства следует вводить на вновь строящиеся предприятия и на реконструируемых. В последнем случае внедрение замкнутых систем идет постадийно с постоянным увеличением оборотного водоснабжения по мере усовершенствования технологии.

Оценка систем водного хозяйства проводится путем сравнения следующих показателей: 1) удельного расхода воды. В том числе свежей, на единицу продукции; 2) удельного расхода реагентов, электроэнергии и тепла на очистку сточных вод; 3) абсолютного количества товарного продукта, получаемого при очистке сточных вод; 4) экономических показателей, в том числе: себестоимости, рентабельности, фондоемкости, фондоотдачи; 5) годового экономического эффекта по приведенным затратам; 6) экологических показателей (о закачке жидких отходов в подземные горизонты, складировании твердых отходов, о состоянии воздушного бассейна, флоры и фауны).

Методы очистки сточных вод.

Рис. Классификация основных методов обезвреживания сточных вод.(II-3)

Для создания замкнутых систем водоснабжения промышленные сточные воды подвергаются очистке механическими, химическими, физико- химическими, биологическими и термическими методами до необходимого качества, зависящего от вида производства.

Указанные методы очистки подразделяются на: рекуперационные и деструктивные.

Рекуперационные методы предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку всех ценных веществ. В деструктивных методах вещества, загрязняющие воду, подвергаются разрушению путем окисления или восстановления.

на других листах. Биохимические методы очистки – процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности – органические вещества для микроорганизмов являются источником углерода. Метод применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических веществ (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитритов и др.)

Метод замораживания – имеет ограниченное применение. Суть в том, что при замораживании часть связанной влаги переходит в свободную, происходит коагуляция твердых частиц осадка и снижается его удельное сопротивление. При оттаивании осадки образуют зернистую структуру их влагоотдача повышается (t˚=-5 до -10 в течении 50-120 мин.). Используют аммиачные холодильные машины.

Парофазное окисление – в основе метода находится гетерогенное каталитическое окисление кислородом воздуха при высокой температуре летучих органических веществ, находящихся в промышленных сточных водах. Процесс происходит интенсивно в паровой фазе в присутствии медно-хромового катализатора.

Адсорбция – для обезвреживания сточных вод от фенолов, гербицидов, пестицидов, ароматических нитросоединений, ПАВ красителей и др.

В качестве сорбентов используют: активные угли, синтетические сорбенты и некоторые отходя производства (золу, шлаки, опилки и др.). Минеральные сорбенты – глины, силикагели, алюмогели, гидроксиды Ме. Наиболее универсальные - активные угли, но они должны обладать определенными свойствами.

Методы очистки от органических примесей.

Экстракция – жидкостную экстракцию применяют для очистки сточных вод, содержащих фенолы, масла, органические кислоты, ионы Ме и др. Экстракция может быть экономически выгодна, если стоимость извлекаемых веществ компенсирует все затраты на проведение процесса экстракции. При концентрации веществ выше 3-4 г/л рациональнее извлекать экстракцией чем адсорбцией.

Очистка сточных вод состоит из трех стадий:

1. интенсивное смешение сточной воды с экстрагентом (органическим растворителем). Образуются две жидкие фазы (1 – экстракт содержит извлекаемое вещество и экстрагент; 2 – рафинат: сточную воду и экстрагент)

2. разделение экстракта и рафината

3. регенерация экстрагента из экстракта и рафината.

Необходимы определенные требования при выборе экстрагента и скорости подачи его в сточную воду.

Окисление – в процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах переходят в менее токсичные, которые удаляют из воды. Используют следующие окислители: газообразный и сжиженный хлор, диоксид хлора, хлорат кальция, гипохлориты Са и Na, перманганат К, бихромат К, пероксид Н, кислород воздуха, пероскисерные кислоты, озон, пиролюзит и др.

Очистка связана с большим расходом реагентов, поэтому её применяют когда нецелесообразно или нельзя извлечь загрязнители другими способами. Например, очистка от цианидов, соединений мышьяка и др.

Очистка от грубодисперсных примесей

Отстаивание – для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение под действием силы тяжести. Используют песколовки, отстойники и осветлители (взвешенный слой осадка, через который пропускают воду, предварительно обработанную коагулянтом).

Процесс отстаивания для очистки сточных вод от нефти, масел, смол, жиров и др.

Фильтрование – для выделения из сточных вод тонкодиспергированных твердых и жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Фильтрование через фильтрующие перегородки (перфорированные Ме листы из нержавеющей стали, AL, Ni, Cu, латуни и др., а также тканевые перегородки – асбестовые, стеклянные, х/б)

ВВЕДЕНИЕ