Регистрация




Фото




Ссылка на сайт:
Т Е Х Н И Ч Е С К О Е П Р Е Д Л О Ж Е Н И Е по модернизации очистных сооружений цеха гальваники (30 м3/сут).
Данное предложение разрабатывалось для одного из крупнейших предприятий г.Санкт-Петербурга и может рассматриваться как пример модернизации очистных сооружений цеха гальваники любого другого предприятия, тем более, что объёмы стоков, их загрязнённость и проблемы очистки примерно одинаковы.

Введение.

 

 

                       Т Е Х Н И Ч Е С К О Е    П Р Е Д Л О Ж Е Н И Е

по модернизации очистных сооружений цеха гальваники (30 м3/сут).

 

Данное предложение разрабатывалось для одного из крупнейших предприятий         г.Санкт-Петербурга и может рассматриваться как пример модернизации очистных сооружений цеха гальваники любого другого предприятия, тем более, что объёмы стоков, их загрязнённость и проблемы очистки примерно одинаковы.

Введение.

 

На данный момент в сточной воде предприятия существуют превышения допустимых концентраций (ДК) по следующим видам загрязнений: железо; кадмий; медь; хром; цинк.

Нами были проанализированы представленные документы:

  • протоколы исследования воды;
  • описание технологического процесса очистки (инструкция по эксплуатации № 6957-150-91 типовых очистных сооружений цеха гальваники);
  • чертежи и схемы.

На основании полученной информации можно сделать следующие предварительные выводы:

  • уровень загрязнённости исходной (очищаемой) воды сравнительно невелик;
  • эффективность работы очистных сооружений соответствует проектным показателям (прежним ДК);
  • на данный момент очистные сооружения располагают всем необходимым основным оборудованием для доведения их эффективности до новых ДК;
  • реальный объём воды подаваемый на очистные сооружения (потребность цеха гальваники) на данный момент составляет не более 30 м3/сут.

 

1. Предпосылки к проведению работ по модернизации очистных сооружений.

 

1.1. Как было сказано выше, допустимые концентрации (ДК) для сброса в канализацию за последнее время были резко ужесточены, поэтому аналогичные очистные сооружения на всех промышленных предприятиях не позволяют получить данные показатели.

  1.  Уровень установленных на сегодняшнее время некоторых допустимых концентраций (ДК) для сброса воды в канализацию значительно превосходит требования к питьевой воде          (см. таблицу).

 

 

Параметр

ДК для сброса в канализацию (мг/л)

Требования ГОСТ 2874-82

 «Вода питьевая»

Алюминий

Марганец

Медь

Цинк  

0,2

0,07

0,02

0,07

0,5

0,1 (допускается до 0,5)

1

5

 

  1.  В тоже время допустимые концентрации по взвешенным веществам  - 300 мг/л, железу  - 1,1 мг/л.
  2.  Логика построения технологий очистки показывает, что нельзя эксклюзивно очистить какие-либо вещества до минимальных концентраций и в тоже время оставить значительное количество загрязнений другого вида. Таким образом, при очистке указанных в таблице загрязнений до установленных ДК, все виды загрязнений также будут уменьшены практически до показателей технической оборотной воды.
  3.  На наш взгляд, модернизация очистных сооружений подразумевает создание системы оборотного цикла и, следовательно, статьи расходов по очистке воды переходят из затратных в разряд окупаемых за счёт уменьшения водопотребления и сброса в канализацию.

 

2. Эксперементальная часть отработки технологии.

 

2.1. Для отработки технологии была представлена вода со слива цеха гальваники ГУП «Адмиралтейские верфи» (см. п.7, проба №1, проба №3). Проба №1 – исходная хромо-содержащая вода; №2 – исходная кислото-щелочная вода.

2.2. Прежде всего выявляется зависимость степени очистки от количества введённого электричества (Кл) на 1 литр очищаемой воды. Установлено, что при введении указанного количества электричества посредством железного анода визуально наблюдается значительное

количество избыточного железа. При подщелачивании (введение соды) воды (рН > 9) процесс хлопьеобразования не наблюдается. Отсюда становится понятным почему качество очищенной                               

воды на имеющихся очистных сооружениях неудовлетворительно. Это объясняется тем, что вода при отсутствии видимого процесса хлопьеобразования не способна нормально отстаиваться, поэтому снижение загрязнений после вертикального отстойника (поз.7) незначительно.

2.4. Необходимое количество электричества было введено на комбинированном железо-алюминиевом аноде (250кл – анод Fe, затем перефазировка и 250кл – анод Al). Наблюдается интенсивное образование хлопьев (рН > 8), которые хорошо отстаиваются, но после отстоя вода анолесцирует (мутность и остаточные хлопья), поэтому использоваться как техническая не может. Изменение скважности электродов ни на процесс хлопьеобразования, ни на процесс отстаивания практически не влияет.

2.5. После электрообработки вода была контактно осветлена (профильтрована через слой кварцевого песка). Мутность отсутствует, взвешенные вещества отсутствуют. Выявлена оптимальная скорость фильтрации через слой (не более 5 м/час).

2.6. Результаты анализов очистки воды по технологической цепи: электрообработка      (250кл – анод Fe, перефазировка и 250кл – анод Al) ® контактное осветление (скорость фильтрации 5 ¸ 8 м/час) представлены в п. 7

Очистка хромосодержащей воды (исх. №1):

Проба №2:  500кл ® фильтрация 5 м/час.

Проба №2/1:  400кл ® фильтрация 8 м/час.

Очистка кислото-щелочной воды (исх. №3):

Проба №4:  450кл ® фильтрация 5 м/час.

2.7. Уменьшение концентраций интересующих нас загрязнений после очистки по подобранной технологии представлены в таблице:

 

 

Наименование загрязнений

Среднее уменьшение концентрации в очищенной воде, раз.

Железо

Хром

Медь

Цинк

Алюминий

Кадмий

Свинец 

50

23

48

8

90

26

50

 

2.8. Таким образом, можно сделать вывод, что получение качества очищенной воды соот-ветствующее технической с учётом уровня загрязнения исходной воды на объекте, возможно.

2.9. Применяемая ныне технология очистки изложена в инструкции по эксплуатации     №6957-150-91.

Предлагаемая технология подразумевает электрохимическую обработку воды на комбиниро-ванных (Fe, Al) электродах с равной скважностью с последующей безтурбуляционной подачей на контактный осветлитель (засыпной песочный фильтр) со скоростью фильтрации менее         5 м/час. Следует обратить внимание, что после песочного фильтра возможно применение какого-либо элемента доочистки (сорбент, ионит и т.д.), его необходимость и состав можно установить только в процессе пуско-наладки, так как уровень загрязнения исходной воды, например по кадмию, на объекте очень высок и механизм получения ДК по данному виду загрязнения будет отработан только в процессе эксплуатации.

 

 

 

 

3. Практическое применение полученной технологии на объекте.

 

3.1. Очистка гальванических стоков возможна только методом электрохимии. Все другие методы (обратный осмос, ультра или нанофильтрация и т.д.) промышленно не применимы, так как фильтрацион-ные мембраны часто выходят из строя, а их стоимость очень велика. Указанные методы неоднократно пытались применить для очистки сточных вод (например, Петербургский нефтяной терминал), но в итоге после длительных попыток их запуска всё равно возвращались к электрохимиии.

3.2. Технология применяемая ныне на объекте в целом верна, но, как было сказано выше, из-за ужесточения ДК для сброса в канализацию нуждается в модернизации.

3.3. Модернизацию следует проводить с учётом результатов экспериментальной отработки (п.2.9).

 

 

4. Модернизация очистных сооружений производственных сточных вод цеха гальваники.

 

4.1. Состав очистных сооружений в соответствии с п.2 инструкции по эксплуатации       №6957-150-91.

4.2. В электрокоагуляционную установку (поз.4) вносятся следующие изменения:

  • 36 электродов изготавливаются из алюминия;
  • 36 электродов остаются железными;
  • габаритные размеры и толщина в соответствии с п.2 инструкции по эксплуатации.

Размещение электродов изображено на рис.1.

4.3. Источники питания электрокоагулятора, которые в данный момент применяются на очистных сооружениях, работают нестабильно. При осмотре выявлено, что после » 40 мин. работы происходит их самопроизвольное отключение. Работа теристорного блока разлажена и настроить схему управления не представляется возможным, так как данные источники изготавливались в Киргизии. Кроме того, применяемая элементная база (водоохлаждаемые теристоры) устарела и сейчас практически не применяется из-за низкой надёжности.

Поэтому рекомендуем использовать источники питания нового поколения, разработанные нашей фирмой. Источники гальванически развязаны, имеют падающую характеристику и систему управления перефазировкой, что немаловажно в соответствии с п.2.9. В наших источниках питания используется современная элементная база.

4.4. Реактор-нейтрализатор (поз.6) в этом случае применяется как камера хлопьеобразования. Дозирование щёлочи не производится, так как необходимая величина рН достигается в приэлектродном пространстве электрокоагулятора.

В стенку реактора-нейтрализатора должны быть врезаны 2 трубы (Ду 50), как показано на рис.2.

4.5. После реактора-нейтрализатора вода поступает на устройство безтурбуляционной подачи (рис.2).

4.6. Затем с помощью устройства безтурбуляционной подачи вода подаётся на два песчаных фильтра Æ 1м каждый.

4.7. После контактного осветления (фильтрации через песок) вода накапливается в вертикальном отстойнике (поз.7) откуда может повторно использоваться для нужд гальванического цеха.

4.8. Вода после промывки песчаных фильтров возвращается на вход очистной системы (усреднитель-накопитель поз.1).

4.9. При подаче воды на повторное использование следует предусмотреть корректировку рН (подкисление), фильтрацию через мешочный фильтр и обратно-осмотическую мембрану для обессоливания оборотной воды.

 

 

 

 

 

 

 

Условные обозначения:

УБП – устройство безтурбуляционной подачи;               Н – насос;

ФЗП – фильтр засыпной песочный;                               К – компрессор;

ФМ – фильтр мешочный;                                              Э – электромагнитный клапан;

рН – корректировка рН (насос-дозатор);                        ОК – обратный клапан.

П – поплавок;

 

5. Принцип работы после модернизации.

 

5.1. Сток гальванического цеха (~ 30 м3/сут) аккумулируется в усреднителе-накопителе кислото-щелочных и хромосодержащих стоков (поз. 1, рабочий объём 28 м3).

5.2. Далее система подачи и управления в соответствии с инструкцией по эксплуатации №5967-150-91.

5.3. Сток подаётся на электрокоагуляционную установку (поз.4) с комбинированными железо-алюминиевыми электродами. Установка состоит из трёх блоков к каждому из которых подключается собственный источник питания имеющий падающую характеристику. Рабочий ток источника » 220 А, напряжение холостого хода ~ 80 В.  Расход обрабатываемой воды через       1 блок  - 1,2 м3/час (суммарный расход системы 3´1,2=3,6 м3/час). Время перефазировки  -    2¸5 мин., общее время обработки суточного стока 30:3,6=8,5 часов.

5.4. Во время пребывания обрабатываемой воды в пластинах электрокоагулятора произво-дится цикличное растворение железа и алюминия, при этом рН воды увеличивается до 9.        Fe и Al взаимовлияют друг на друга, за счёт чего избыточно растворённая часть выводится в хлопья (гидроокиси) и подлежит отстою или контактному осветлению.

5.5. Обработанная на электрокоагуляторе вода поступает в реактор-нейтрализатор (поз.6), который в данном случае рассматривается как ёмкость хлопьеобразования. За время пребывания воды в ёмкости реактора-нейтрализатора (2 : 3,6 ´ 60 = 33 мин) происходит формирование и укрупнение хлопьев. Дозирование щёлочи в данном случае не производится, так как рН = 9 за счёт введения Al, увеличения времени пребывания в электрокоагуляторе и применения источника питания с падающей характеристикой.

5.6. Затем вода поступает на устройство безтурбуляционной подачи (УБП). Принцип действия УБП заключается в следующем:

  • вода через обратный клапан (ОК) самотёком поступает в ёмкость (Э2– открыто);
  • по достижении уровня воды верхней точки срабатывания поплавка (П) открывается клапан Э1 и в верхнюю часть ёмкости подаётся сжатый воздух с компрессора (К);
  • вода выдавливается из ёмкости сжатым воздухом и через обратный клапан (ОК1) подаётся на фильтр засыпной песочный (ФЗП);
  • по достижении уровня нижней точки срабатывания поплавка (П) закрывается Э1, открывается Э2, избыток воздуха сбрасывается и давление газа в ёмкости становится атмосферным;
  • вода самотёком поступает из реактора-нейтрализатора в ёмкость и цикл повторяется.

Использование двух ёмкостей с собственной обвязкой предназначено для организации непрерывной подачи воды на ФЗП (1 ёмкость – заливка, 2 – подача и наоборот).

Применение УБП обосновано тем, что все другие способы подачи воды на ФЗП (центробежные насосы, помпы и т.д.) приводят к разбиванию уже сформированных хлопьев и, как следствие, отсутствию осветления воды при прохождении через слой песка.

5.7. С помощью УБП вода подаётся на песочную загрузку фильтра засыпного (ФЗП). Благодаря тому, что сформированные хлопья при этом не разбиваются, происходит их фильтрация на песчаном слое (контактное осветление).

5.8. Осветлённая вода поступает в вертикальный отстойник (поз.7), который в данном случае используется как ёмкость-накопитель оборотной воды.

По мере необходимости данная вода может расходоваться для технических целей, при отсутствии расхода избыток воды сбрасывается в канализацию.

5.9. Во время подачи воды для технических целей цеха гальваники возможна корректировка рН (при необходимости) подачей кислоты с помощью насоса-дозатора.

5.10. Техническая вода дополнительно очищается от возможного присутствия взвешенных веществ фильтром мешочного типа с порой не более 5 мкм.

5.11. При возрастании запорного давления на ФЗП (забивание) производится их промывка обратным потоком очищенной воды, для этого включается насос Н, вручную закрывается кран слива и открывается клапан дренажа. Промывная вода поступает на вход в очистную систему.

5.12. Накопление и обработка осадков в соответствии с инструкцией по эксплуатации   №6957-150-91.

                           

 

7. Результаты анализов очистки воды.

Подпись: 	23-июл-01 10:08	Ag	Al	As	B	Ba	Be	Ca
1	№ 1 (Исход. Cr-содерж.)	  0,14	1,8	<0,0050	 13,0	0,075	<0,00010	12,0
2	№ 2  (Ск. фильтр. 5 м/ч)	<0,0050	0,018	<0,0050	8,3	0,010	<0,00010	13,0
3	№ 2/1 (Ск. фильтр. 8 м/ч)	<0,0050	0,31	<0,0050	8,4	0,030	<0,00010	11,0
4	№ 3 (Исх. кисл.-щелочн.)	<0,0050	2,7	<0,0050	0,75	0,010	<0,00010	  7,1
5	№ 4 (Ск. фильтр. 5 м/ч) 	<0,0050	0,016	<0,0050	5,8	0,071	<0,00010	  8,5

	23-июл-01 10:08	Cd	Co	Cr	Cu	Fe	K	Mg
1	№ 1 (Исход. Cr-содерж.)	0,0044	0,065	 20,00	 19,00	 15,00	2,9	3,6
2	№ 2 (Ск. фильтр. 5 м/ч)	0,00017	0,027	0,91	0,024	0,021	2,6	3,2
3	№ 2/1 (Ск. фильтр. 8 м/ч)	0,00099	0,031	0,53	0,43	0,32	2,1	3,1
4	№ 3 (Исх. кисл.-щелочн.)	0,0024	 <0,0010	0,30	0,13	4,8	4,1	2,4
5	№ 4 (Ск. фильтр. 5 м/ч)	0,00057	0,018	0,0011	0,067	0,35	4,1	2,5

	23-июл-01 10:08	Mn	Mo	Na	Ni	Pb	Se	Sb
1	№ 1 (Исход. Cr-содерж.)	0,20	  0,0075	59	200	0,51	<0,0050	0,20
2	№ 2 (Ск. фильтр. 5 м/ч)	0,31	<0,0010	38	77	0,011	<0,0050	0,012
3	№ 2/1 (Ск. фильтр. 8 м/ч)	0,29	<0,0010	34	90	0,012	<0,0050	0,0093
4	№ 3 (Исх. кисл.-щелочн.)	0,11	  0,013	221	0,14	0,018	<0,0050	0,0058
5	№ 4 (Ск. фильтр. 5 м/ч)	0,28	  0,0023	147	46	0,0066	<0,0050	<0,0050

	23-июл-01 10:08	Si	Sn	Sr	Ti	Tl	V	Zn
1	№ 1 (Исход. Cr-содерж.) 	0,81	0,14	0,63	  0,53	<0,0050	  0,012	5,5
2	№ 2 (Ск. фильтр. 5 м/ч)	0,53	<0,0050	0,34	<0,0010	<0,0050	<0,0010	0,68
3	№ 2/1 (Ск. фильтр. 8 м/ч)	0,55	<0,0050	0,37	<0,0010	<0,0050	<0,0010	1,2
4	№ 3 (Исх. кисл.-щелочн.)	0,63	0,0058	0,034	  0,011	<0,0050	  0,0021	4,8
5	№ 4 (Ск. фильтр. 5 м/ч)	0,40	<0,0050	0,30	<0,0010	<0,0050	<0,0010	0,69

 



Пожаловаться

Материал из рубрики: Подборка материалов
5
рейтинг рассчитывается на оценке от 1 до 5

Мои другие материалы