Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Кафедра Водоснабжения и Водоотведения
Отчет
по учебно-исследовательской работе
на тему
Очистка промышленных сточных вод от нефтепродуктов
(Подпись) |
(Подпись) |
Новокузнецк
Для очистки стоков машиностроительных предприятий применяются механические (процеживание, отстаивание, фильтрование), химические (нейтрализация, коагуляция, флокуляция), физико-химические (флотация, отдувка, электрохимические методы) и комбинированные методы.
Все стоки машиностроительных предприятий можно разделить на
6 категорий, объединяющих различные по химической природе, но одинаковые с точки зрения технологических приемов очистки стоков загрязняющие вещества:
1. чистые от охлаждения технологического оборудования (50—80% общего количества);
2. загрязненные механическими примесями и маслами (10—15%);
3. загрязненные кислотами, щелочами, солями, соединениями хрома, циана и другими химическими веществами (5—10%);
4. отработавшие смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) или эмульсии (до 1%);
5. загрязненные пылью вентиляционных систем и горелой землей литейных цехов (10-20%);
6. поверхностные (дождевые, талые, поливочно-моечные).
Сточные воды I категории следует использовать в системе оборотного водоснабжения с охлаждением на градирнях, в брызгальных бассейнах, в закрытых теплообменных аппаратах.
Сточные воды II категории после очистки до концентрации механических примесей 10—30 мг/л и масел 5—20 мг/л целесообразно возвращать на технологические нужды в те производства, откуда они получены, а также использовать для подпитки систем оборотного водоснабжения и для полива территории. При возврате на подпитку очищенная вода подлежит стабилизационной обработке. Для улавливания крупных механических примесей и песка используют также напорные и безнапорные гидроциклоны.
При применении реагентной напорной флотации используется сернокислый алюминий дозой 20—30 мг/л по активному продукту.
При варианте реагентной коагуляции можно применять сернокислый алюминий дозой 30—60 мг/л и известковое молоко для поддержания рН обрабатываемых сточных вод в пределах 7,5—8,5; продолжительность смешения сточных вод с реагентами 10—15 мин.
Рис. 1. Схема очистки сточных вод, загрязненных механическими примесями и маслами
1 — усреднитель; 2 — песколовки; 3 — установка электрокоагуляции; 4 — установка реагентной напорной флотации; 5 — установка реагентной коагуляции; 6 — маслосборник; 7 — установка обезвоживания масел; 8 — отстойники; 9 — фильтры доочистки; 10 — резервуары очищенной воды; 11 — песковые площадки; 12 — уплотнители осадка; 13 — установка обезвоживания осадка; 14 — установка стабилизационной обработки воды; I — сточные воды; II — очищенная вода; III — осадок; IV — масла; V — фильтрат; VI — регенерация фильтров
Для отстаивания сточных вод могут применяться горизонтальные и вертикальные отстойники, нефтеловушки с продолжительностью отстаивания не менее 2 ч или полочные отстойники.
Для доочистки воды можно применять встроенные в отстойники фильтры с загрузкой синтетическими волокнистыми материалами, отходами лавсанового производства и пр. Направление движения воды в фильтрах — снизу вверх, высота загрузки 0,8—1 м, скорость фильтрования 8—10 м/ч. Кроме того, применяются каркасно-засыпные фильтры, а также фильтры с загрузкой из пенополиуретана, регенерируемой механическим отжимом.
Из отстойников обводненные (содержание 60—80% воды) масла поступают в сборник, рассчитанный на накопление 5—7-суточного их количества. Обезвоживание масел производится их подогревом - до температуры 70—80° С. После обезвоживания содержание воды в маслах обычно составляет 10—20%. Собранные масла регенерируют или сжигают.
Стабилизационная обработка заключается в хлорировании очищенной воды для обезвреживания и предотвращения биологического обрастания. Остаточная доза хлора 1,5—2 мг/л при 3—4-разовом хлорировании в 1 сут. В отдельных случаях требуется подкисление воды для предотвращения карбонатных отложений: ориентировочная доза кислоты 1,5 мг-экв/л.
Сточные воды III категории расходом до 100 м3/сут целесообразно обрабатывать реагентами в камерах-реакторах периодического действия, расходом более 100 м3/сут в камерах проточного типа с обязательным автоматическим регулированием процесса очистки. Воду предварительно усредняют не менее 1—2 ч.
Электрокоагуляционный метод применим для разрушения как отработавших эмульсий, содержащих эмульсолы Э-1, Э-2, НГЛ-205, так и более стойких эмульсий типа «Укринол» и др. Электрокоагуляционную очистку целесообразно производить в электролизерах с применением алюминиевых электродов по следующей схеме: предварительное отстаивание и усреднение стока — удаление осадка, свободных масел — подкисление до рН=5-6 — обработка в электролизере с удалением пены — отстаивание — фильтрование. При очистке по такой схеме остаточное содержание масел в стоке составляет 15—20 мг/л. Стоки могут быть сброшены в бытовую канализацию. Предварительно очищенные эмульсии после электролизеров с остаточной концентрацией масел до 20 мг/л могут быть сброшены для дальнейшей очистки и доочистки в поток сточных вод II категории.
Также применяют гиперфильтрацию. Перед подачей на гиперфильтрацию эмульсии должны подвергаться отстаиванию и фильтрованию, В очищенной воде содержание масел составляет до 15—20 мг/л, а в полученных концентратах — 150—500 г/л. Методом гиперфильтрации могут быть разрушены стойкие эмульсии, содержащие эмульсолы типа «Укринол» и др.
Сточные воды V категории целесообразно выделять в самостоятельный поток с устройством оборотной системы, подпитываемой из промышленного водопровода или очищенными водами II категории. На предприятиях, имеющих крупные литеиные цехи, предусматривается централизованная оборотная система гидрошламоудаления. При мелких цехах возможно строительство локальных очистных установок с возвратом воды в производство. Сточные воды, загрязненные пылью и горелой землей, направляют на шламовые площадки или в отстойники, сгустители, а также осветляют на гидроциклонах с предварительной подачей реагентов.
Нефтеловушки
Нефтеловушка представляет собой очистное устройство, предназначенное для очистки промышленных и поверхностных стоков от содержащихся в них нефтепродуктов. Очистные сооружения подобного типа широко применяются на таких объектах, как автозаправочные станции, автостоянки, автомойки, станции техобслуживания и крупные гаражи, железной дороге, аэропортах и морских портах.
Механизм очистки, по которому работает нефтеловушка, основан на разности плотностей нефтепродуктов и воды, а сам процесс очистки происходит в два этапа: очистка сточных вод от взвешенных частиц и последующая очистка от нефтепродуктов. В результате удается достигнуть 95% очистки стоков. Производительность сегодняшних нефтеловушек составляет от 1 до 70 л/сек, но возможно изготовление более мощных очистных сооружений.
Достоинства нефтеловушек
· степень очистки сточных вод на выходе достигает 95%
· прочная, легкая и долговечная конструкция из стекловолокна, устойчивая к ударам и воздействию агрессивной среды
· простота эксплуатации и минимальное недорогое обслуживание
· отсутствие мобильных элементов в конструкции исключает необходимость их замены
· нефтеловушка легко и быстро справляется с резким ростом концентрации нефтепродуктов
· монтаж под землей экономит полезное пространство, а статичность конструкции позволяет обойтись без бетонирования
· надежная система защиты от утечки нефтепродуктов
· небольшая стоимость нефтеловушки по сравнению с прочими очистными сооружениям
Конструкция
Нефтеловушка может быть изготовлена как вертикальной так и в горизонтальной конструкции, отдельно или в одном корпусе с пескоуловителем, со встроенным угольным фильтром или без него. Применение угольного фильтра позволяет уменьшить концентрацию нефтепродуктов в стоках до 0,05 мг/л. В общем случае устройство нефтеловушки представлено следующими элементами:
1. корпус из стеклопластика
2. смотровой колодец
3. входной и выходной патрубки, а также патрубок для удаления нефтепродуктов
4. перегородки
5. сорбционный фильтр
6. коалесцентный фильтр
7. датчик и сигнализатор уровня нефтепродуктов
8. вентиляция
В обязательном случае схема нефтеловушки должна включать в себя систему защиты от утечки нефтепродуктов, которая состоит из двух элементов: автоматическая сигнализация (оповещает о достижении скопившимися нефтепродуктами критического уровня) и устройство для автоматической блокировки (предотвращает утечку).
Технология очистки
Нефтеловушка эффективно удаляет из стоков нефтепродукты, но с очисткой от песка и прочих загрязнений справляется плохо, поэтому на в входе в ловушку должен устанавливаться пескоуловитель. В коалесцентном модуле, который представляет собой блок гофрированных пластин, изготовленных из особой олеофильной пластмассы, обладающей способностью притягивать частицы нефти и отталкивать воду. В этой камере вода очищается до 5мг/л.
После удаления большей части нефтепродуктов стоковые воды попадают в следующую камеру доочистки с установленными там абсорбционными фильтрами. Данные адсорбционные фильтры двух типов: фиброльный и угольный. Сорбционный материал первого фильтра способен улавливать и осаждать на своей поверхности частицы с малой величиной поверхностного натяжения (масла и жиры, углеводороды, нефтесодержащие вещества). Активированный уголь имеет большую рабочую площадь своей поверхности (около 1000 м2/г), поэтому нефтеловушка с установленным угольным фильтром дает степень очистки до 0,05 мг/л.
В зависимости от модели сооружения в нее также могут входить пескоулавливатель, а также отводы нефтепродуктов или отсасывающие устройства для перекачки нефтепродуктов в отдельный бак. Цены на нефтеловушки с пескоулавливателем несколько выше обычных нефтеловушек, но это экономически более выгодно, чем если покупать и устанавливать два сооружения по отдельности.
Технологии очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ
Установка очистки промливневых сточных вод
1. НАЗНАЧЕНИЕ УСТАНОВКИ
Установка предназначена для очистки сточных вод от взвешенных частиц и нефтепродуктов.
Содержание загрязнений в воде, мг/л
Показатели | До очистки | После очистки |
Взвешенные вещества | до 1000 | 3,0 |
Нефтепродукты | до 70 | 0,05 |
2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ
Рис. 2. Схема очистки воды от взвешенных веществ и нефтепродуктов, где: НС - насосная станция (АЕ - аккумулирующая емкость, ПН - погружной насос); БО - базовый блок-модуль очистки сточной воды (КМ-корзина для сбора мусора; ПО - первичный отстойник, ТМ - тонкослойные модули, ФС - фильтр-сорбер с полиуретановой загрузкой; УА - сорбционный фильтр с загрузкой из активированного угля (адсорбер)).
Сточная вода поступает в аккумулирующую емкость АЕ, откуда погружным насосом ПН, либо самотёком, подается на базовый блок - модуль 4-х ступенчатой очистки БО. Очистка на нем включает в себя 4 стадии: отстаивания в первичном 
отстойнике ПО, тонкослойного разделения взвешенных веществ и нефтепродуктов в тонкослойном отстойнике, укомплектованном тонкослойными модулями ТМ, сорбции эмульгированных и растворённых нефтепродуктов на высокоэффективном полимерном полиуретановом сорбенте ФС; доочистка на адсорбере с загрузкой из активированного угля УА. В корзине для сбора мусора КМ задерживается крупный мусор, проскочивший из насосной станции. В первичном и тонкослойном отстойниках происходит осаждение взвешенных веществ в шламосборники, откуда они периодически удаляются с помощью дренажного насоса или под действием гидростатического давления. Свободные нефтепродукты собираются в верхней части отстойника и периодически сливаются в промежуточную емкость с помощью поворотной трубы, входящей в комплектность блок-модуля, либо сорбируются на полиуретановых фильтрах.
Рисунок 3 – Блок модуль |
3. РАЗМЕЩЕНИЕ УСТАНОВКИ
· в имеющемся помещении; в этом случае, строительство фундаментов под установку осуществляется после обследования состояния помещения
· контейнерно - блочное исполнение; в этом случае осуществляется поставка блочно-модульной установки в сборе.
· заглубленное исполнение.
Рисунок 4 – Блок - установка
4. ПРЕИМУЩЕСТВА УСТАНОВКИ
· высокая степень очистки от взвешенных веществ и всех типов нефтепродуктов - свободных, эмульгированных, растворенных;
· безреагентная система очистки;
· компактность, простота и удобство в эксплуатации;
· низкие эксплуатационные затраты.
5.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Показатели установки | Значение показателя | Значение показателя | Значение показателя | Значение показателя | Значение показателя |
Производительность установки, м3/час | |||||
Ориентировочные размеры модуля, м | 2,5 X 1,5 X 2,0 | 3,2 X 2,0 X 2,0 | 3,3 X 2,0 X 2,0/2 | 3,3 X 2,0 X 2,0/4 | 3,3 X 2,0 X 2,0/6 |
Срок изготовления оборудования | 1,5 мес. | 1,5 мес. | 2 мес. | 2 мес. | 2 мес. |
6. КОМПЛЕКТНОСТЬ ПОСТАВКИ.
· погружной насос,
· базовый блок-модуль 4-х ступенчатой системы очистки,
· трубопроводы, запорная арматура, насосы,
· техническая документация.
Установка для очистки масленно-эмульсионных стоков
(концентрация нефтепродуктов до 500 мг/л)
1. НАЗНАЧЕНИЕ УСТАНОВКИ
Установки предназначены для очистки (регенерации) масленно-эмульсионных стоков. Производительность предлагаемых установок 0,15, 0,3 и 0,6 м3/час. Предполагаемый состав сточных вод: нефтепродукты - до 500 мг/л, взвешенные вещества - до 1000 мг/л, ПАВ - до 6,0 мг/л, рН - 10.
2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ
Рисунок 5 – Схема очистки от масленно - эмульсионных стоков
Е0 -емкость-отстойник, Н0 - погружной насос, СФ - сетчатый фильтр предварительной очистки, Е1,Е2 - двухсекционная емкость, Н1 - центробежный насос, УФМ - ультрафильтрационный модуль
Предлагаемая технология предполагает предварительное отстаивание грубодисперсных примесей и свободных масел и нефтепродуктов в двухсекционном емкости-отстойнике Е0. Насосом Н0 из емкости Е0 ОМР перекачиваются через фильтр предварительной очистки СФ, задерживающий частицы диаметром более 60 мкм, в емкость исходного раствора Е1 ультрафильтрационной установки.
После заполнения емкости Е1 включается насос Н1 и под давлением до 0,4 МПа ОМР подаются в гидросистему ультрафильтрационного модуля УФМ с ультрафильтрами типа БТУ 0,5/2-Ф-1, вытесняя из нее воздух. После заполнения гидросистемы (контроль по выходу ОМР в емкость Е1) начинается рециркуляция ОМР по контуру "емкость Е1 - насос Н1 - ультрафильтрационный модуль УФМ - емкость Е1".
Под действием рабочего давления исходный поток делится на две части:
· ультрафильтрат - поток, очищенный от основной массы нефтепродуктов, взвешенных и коллоидных примесей, частично от СПАВ. Ультрафильтрат (очищенный исходный моющий раствор) возвращается в производство;
· концентрат - поток, насыщенный нефтепродуктами, механическими загрязнениями, СПАВ, который возвращается в емкость Е1 и по окончании процесса концентрирования (при достижении концентрации нефтепродуктов до 300 г/л, взвешенных до 100 г/л) утилизируется Заказчиком.
По окончании концентрирования или при снижении производительности ультрафильтрационной установки УФМ по фильтрату на 25% ниже номинальной, она переводится в режим промывки. Приготовленный моющий раствор узла ультрафильтрации из емкости Е2 циркулирует в рабочем контуре: "емкость Е2 - насос Н1 - ультрафильтрационный модуль УФМ - емкость Е2 " до восстановления требуемой производительности. При этом фильтрат и концентрат возвращаются в емкость Е2. Время мойки - не более 2 часов. Отработанный моющий раствор из емкости Е2 может использоваться неоднократно, а при потере моющих свойств в зависимости от загрязненности утилизируется с концентратом или сливается в канализацию.
В процессе эксплуатации фильтра СФ происходит засорение фильтрующего элемента взвешенными частицами, имеющимися в ОМР, поэтому необходимо следить за показаниями соответствующих манометров. При перепаде давления на манометрах более 0,3 кгс/см2 фильтрующий элемент необходимо отрегенерировать (механически очистить) (ориентировочно 1 раз в квартал - пол года).
3. АВТОМАТИЗАЦИЯ
Система КИПиА обеспечивает включение насоса Н1 нажатием на кнопку "пуск" на щите управления, автоматическую работу установки после включения; выключение установки при нажатии на кнопку "стоп"; автоматическое отключение подпитывающего насоса Заказчика Н0 при достижении исходным раствором верхнего уровня в емкости Е1 и включение по среднему уровню; аварийное отключение насоса Н1 по сухому ходу и при превышении температуры разделяемой среды 45 градусов; система манометров предназначена для контроля рабочего давления.
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Показатели | Значение показателя | ||
Номинальная производительность по исходному раствору, л/ч | |||
Рабочее давление, МПа | 0,3-0,45 | ||
Температура, °С | не более 80 | ||
Рабочая фильтрующая поверхность, м2 | 3,0 | 6,0 | 12,0 |
Количество мембранных элементов, шт. | |||
Селективность, %, не менее |
| ||
Потребляемая мощность, кВт | 3,3 | 6,0 | 12,0 |
Габаритные размеры, м* | 1,5x3,0x1,7 | 3,6x3,2x2,3 | 3,8x3,6x2,3 |
*без емкости-отстойника
Установка для очистки отработанной водной СОЖ
(концентрация нефтепродуктов до 5 г/л)
1. НАЗНАЧЕНИЕ УСТАНОВКИ
Установка предназначена для очистки отработанной водной СОЖ. Состав отработанной СОЖ: нефтепродукты - до 5 г/л, взвешенные вещества -14,8 г/л, рН - 8,8. Предлагаемая схема очистки предполагает повторное использование очищенного раствора для приготовления новой порции СОЖ и исключает слив в канализацию.
2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ
Основные узлы установки:
· модуль ультрафильтрационный для удаления эмульгированных нефтепродуктов, взвешенных и коллоидных частиц, части СПАВ и др примесей;
· модуль обратноосмотический для глубокой очистки ультрафильтрата.
Рисунок 6 – Схема очистки от отработанных стоков
Исходная СОЖ подается в емкость Е1 ультрафильтрационной установки УФМ через патронный сетчатый фильтр Ф для улавливания частиц размером более 50 мкм. В процессе ультрафильтрации СОЖ разделяется на два потока: концентрат, насыщенный нефтепродуктами, механическими загрязнениями и СПАВ, который возвращается в емкость Е1 и по окончании процесса концентрирования утилизируется Заказчиком и ультрафильтрат, содержащий до 10 мг/л нефтепродуктов. Ультрафильтрат собирается в емкости Е3 и далее подается для глубокой очистки на 2 ступень очистки - обратноосмотический модуль ООМ, укомплектованный мембранным элементом. Очищенная вода после 2-й ступени очистки используется для приготовления новой партии СОЖ. Концентрат после ультрафильтрации и после обратноосмотической установки смешиваются и подвергаются утилизации.
Электрофлотатор
Электрофлотаторы - модульные установки очистки воды (МУОВ) от тяжелых металлов, взвешенных и поверхностно-активных веществ (ПАВ) и нефтепродуктов для очистных сооружений сточных вод промышленных предприятий. Очищенная вода после электрофлотатора может быть сброшена в городскую канализацию либо, после дополнительной стадии обессоливания (коррекции анионного состава) на мембранной установке нанофильтрации / гиперфильтрации, направлена на повторное использование для оборотного водоснабжения предприятия.
Оборудование предназначено для использования, как на локальных очистных сооружения сточных вод, так и на общепромышленных станциях очистки и подготовки воды, и обеспечивает эффективное извлечение гидроксидов металлов Cu(OH)2, Ni(OH)2, Zn(OH)2, Cd(OH)2, Cr(OH)3, Al(OH)3, Pb(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)2 Ca(OH)2, Mg(OH)2, взвешенных частиц, анионных и неионогенных СПАВ, нефтепродуктов в независимости от анионного состава очищаемой воды.
Рис.7. Электрофлотатор производительностью 10 м3/ч в системе оборотного водоснабжения
Технические характеристики электрофлотационного модуля
Параметры | Значения | |
Габаритные размеры электрофлотатора, мм: |
| |
| длина | |
| ширина | |
| высота | |
Масса, кг | ||
Производительность, м3/час | ||
Исходная концентрация загрязнений, мг/л | не более | |
pH | ||
тяжелые металлы | ||
взвешенные вещества | ||
нефтепродукты | ||
Остаточная концентрация загрязнений, мг/л | не более | |
pH | 6,5 | 8,5 |
тяжелые металлы | 0,1 | |
взвешенные вещества | 0,3 | |
нефтепродукты | 0,5 | |
Расход флокулянта (по сухому веществу) | ||
Потребляемая мощность, кВт*ч/м3 | 0,5 | |
Напряжение питания электродов, В | ||
Срок службы нерастворимых электродов, лет | до 10 |
Рис.8. Технологическая схема - Электрофлотатор для очистки сточных вод от тяжелых металлов
Сравнение эффективности электрофлотатора и электрокоагулятора
№п./п | Параметр | Отстаивание | Электрокоагуляция | Электрофлотация |
Степень очистки, % | 70 - 80 | 80 - 90 | 96 - 98 | |
Производительность оборудования, м2 - м3/ч | 7-10 м2 на 5 м3/ч | 3-4 м2 на 5 м3/ч | 1,5 м2 на 5 м3/ч | |
Энергозатраты, кВт ч/м3 | Отсутствуют | 1 - 1,5 | 0,25 - 0,5 | |
Вторичное загрязнения воды | Отсутствует | Fe 1 мг/л | Отсутствует | |
Вторичное загрязнение твердых отходов | Отсутствует | до 30% (Fe, Al, Cr6+) | Отсутствует | |
Режим эксплуатации | Непрерывный | Периодический | Непрерывный | |
Сменные элементы | Отсутствуют | Fe и/или Al - анод (10-20 дней) | Ti - анод (5-10 лет) | |
Твердый отход | Пульпа 99% влажности | Пульпа 99% влажности | Флотоконцентрат 94-96% влажности |
Преимущества использования электрофлотационных модулей:
· высокая эффективность извлечения дисперсных веществ (гидроксидов и фосфатов тяжелых металлов и кальция, нефтепродуктов, поверхностно-активных и взвешенных веществ);
· высокая производительность (1м2 оборудования - 4м3/ч очищаемой воды);
· отсутствие вторичного загрязнения воды благодаря примению нерастворимых электродов ОРТА;
· низкие затраты электроэнергии от 0,5 до 1 кВт·ч/м3;
· отсутствие заменяемых материалов (электродов, фильтров, сорбентов и пр.);
· простота эксплуатации, автоматический режим работы не требуют ежегодного ремонта и остановок;
· шлам менее влажный (94-96%), в 3-5 раз легче обезвоживается и может быть использован при изготовлении строительных материалов и/или пигментов для красителей.
Степень освоения: оборудование и технология успешно эксплуатируются более чем на 60 промышленных предприятиях России. Осуществлена поставка пилотных установок в США, Канаду, Италию.
Метод очистки сточных вод в электролизере с растворимыми электродами называется электрокоагуляцией. Для изготовления анодов используют железо (сталь), алюминий, магний, часто и катоды выполняют из такого же материала, что позволяет повысить ресурс работы аппарата, периодически изменяя полярность электродов (реверс тока). В качестве анода предложено использовать вертикально расположенные перфорированные кассеты из полимерного материала (полипропилена), загруженные отходами металла, например, металлической стружкой, которые добавляют в кассеты по мере ее расходования. Такой анод называют насыпным. Процессы, протекающие в электрокоагуляторах на электродах и в объеме раствора, определяются природой материала электродов, рН раствора и примесей, содержащихся в воде. При наложении электрического поля металлический анод растворяется, на нем выделяются пузырьки кислорода:
Me → Men+ + nе, 2Н2O → O2↑ + 4H+ + 2е,
На катоде происходит преимущественно разряд молекул воды и выделение водорода:
2Н2O+ 2е → H2↑ + 2ОH-
Выделяющиеся на электродах пузырьки газа флотируют примеси и одновременно с электрокоагуляцией идет процесс электрофлотации.
Перешедшие в воду катионы металла, железа или алюминия, встречаясь с гидроксильными группами, образуют гидроксиды металлов в виде хлопьев, наступает интенсивная коагуляция. Одновременное образование хлопьев коагулянтов и пузырьков газа определяет совместное протекание процессов коагуляции и флотации, поэтому такие установки называются электрокоагуляционно-флотационными. При небольших объемах сточных вод (10-15 м3/ч) установки могут быть однокамерными, при больших — двухкамерными или многокамерными. На процессы электрокоагуляции и электрофлотации оказывает также влияние расстояние между электродами, скорость движения воды между электродами, ее температура и состав, напряжение и плотность тока. Теоретический расход электроэнергии и плотность тока зависят от материала электродов. Расстояние между электродами не более 20 мм, скорость движения воды между электродами от 0,03 до 0,5 м/с.
Как правило, электрокоагулятор служит только для образования гидроксидов металлов и агрегации частиц; процесс разделения фаз происходит в отстойниках, гидроциклонах и др. Однако есть аппараты, в которых эти процессы совмещены и протекают в одной камере. Электрофлотаторы разделяют по направлению движения воды и флотирующихся газов на прямо- и противоточные, по расположению электродов — на горизонтальные и вертикальные.
Метод электрокоагуляции может быть применен для обработки сточных вод, содержащих эмульгированные частицы масел, жиров и нефтепродуктов, хроматы, фосфаты, некоторые полимеры, тяжелые металлы и др. Реакция среды при этом должна быть нейтральной или слабощелочной. Эффективность очистки от масел 54-68 %, от жиров 92-99 %. На рисунке приведена технологическая схема установки очистки сточных вод электрокоагуляцией, когда часть скоагулированных примесей флотируется, другая осаждается; осветленная вода используется в оборотной системе водоснабжения.
Рисунок 9— Электрокоагуляционная установка для очистки сточных вод от нефтепродуктов
1 — решетки; 2 — гидроциклон; 3 — электрокоагулятор-отстойник; 4 — источник тока; 5 — сборник; 6 — фильтр
Вывод
Исследуя сточные воды машиностроительного завода, я узнала о видах загрязнений сточных вод. Вода, в процессе использования ее в производстве, загрязняется механическими примесями, нефтепродуктами, эмульсиями, ПАВ, СОЖ, пылью и горелой землей, кислотами, щелочами, солями, соединениями хрома, циана и др.
В ходе данного исследования, была выбрана технологическая схема очистных сооружений для очистки сточных вод машиностроительного предприятия от нефтепродуктов, СОЖ, эмульсий и масел. Очищенная сточная вода будет использоваться в оборотном цикле предприятия.
Также я узнала о различных способах очистки сточных вод от загрязнений, было найдено много схем и сооружений для очистки. Даже сильно концентрированные стоки можно очистить до минимальной концентрации загрязнений, удовлетворяющей потребителя.
Очистка будет производиться в три стадии: механическая очистка, биологическая и глубокая. Механическая очистка будет производиться в усреднителях, где происходит выравнивание качественной и количественной неоднородности общих стоков, в горизонтальных песколовках, для удаления тяжелых минеральных веществ и в нефтеловушке со встроенным пескоулавливателем. Встроенный пескоуловитель применяется для увеличения эффективности очистки воды от минеральных веществ.
Биологическая очистка производится в вертикальном отстойнике со встроенным в центральную трубу электролизером. Электролизер оснащен алюминиевыми электродами. Электрокоагуляция применяется для разрушения из сточных вод стойких эмульсий и нефтепродуктов. При электрокоагуляции эффект очистки от нефтепродуктов 54 – 68%, от жиров 92 – 99%. После электролизера вода поступает в вертикальный отстойник, где происходит ее отстаивание и далее поступает на глубокую очистку.
Глубокая очистка сточных вод будет осуществляться фильтрами с полиуретановой загрузкой.
Удаленные нефтепродукты из песколовки и нефтеловушки, отводятся в маслосборник и затем производят их обезвоживание (пропарку, сжигание).
Технологическая схема очистки промышленных стоков от нефтепродуктов представлена на рисунке 10.
1 – поступающие сточные воды; 2 – усреднитель; 3 – горизонтальная песколовка; 4 - нефтеловушка NGP-S; 5 – электролизер; 6 – вертикальный отстойник; 7 – полиуретановый фильтр; 8 – отвод очищенной воды; 9 – источник тока; 10 – маслосборник; 11 – обезвоживание масел
Рисунок 10 – Технологическая схема очистки сточных вод от нефтепродуктов
Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 52 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| число компаний, на чьих клиентов производились атаки с целью получения их денежной собственности | | |