Особенности системы водоотведения промышленных предприятий. Основные методы очистки производных сточных вод. Локальные очистные сооруж

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

 

Кафедра водоснабжения

 и  водоотведения

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

“Особенности системы водоотведения промышленных предприятий. Основные методы очистки производных сточных вод. Локальные очистные  сооружения. ”

 

 

 

 

 

 

                                                                                        Выполнил студент гр.  9рп401

                                                                                     _____________ Николаева А.О.               

                                                                                  Защищен__________________                                                              

                                                                                   с оценкой__________________

Руководитель  проекта _______

_____________Леонтьева С. В.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013

1

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………………………………… 2

1. Виды сточных вод промышленных предприятий ...............................3

 

2. Системы водоотведения промышленных предприятий…………………4

• Общесплавная система водоотведения

• Раздельные системы водоотведения
• Замкнутые системы водопользования промышленных предприятий
• Условия выпуска производственных сточных вод в канализацию

 

3. Локальные очистные  сооружения……………………………………………… 11

 

4. Основные методы очистки производных сточных вод………………  13

 

5. Список литературы……………………………………………………………………...20

 

2

Введение.

В связи с ростом числа промышленных сооружений, растет объем потребляемый воды и загрязняемой в процессе промышленного производства. Весьма важным становиться вопрос о методах и способах очистки производственных сточных вод. На сегодняшний день иметься разные варианты отчистки сточных вод, которые будут рассмотрены в данной работе.

Не выполнение отчистки и правильного  водоотведения промышленных сточных вод, может привести к загрязнению окружающей среды и к экологической катастрофе, ведущая к тому, что вода станет не пригодной к употреблению человеком.

Промышленные сточные воды - любые стоки с объектов, осуществляющих какую-либо торговую или промышленную деятельность, кроме бытовых сточных вод и дождевых вод.

Сточные воды — любые воды и  атмосферные осадки, отводимые в  водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через  систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными  в результате деятельности человека.

 

 

3

 

1. Виды  сточных вод промышленных предприятий

 

Под водоотведением на промышленных предприятиях понимают удаление и очистку  сточных вод, образующихся на территории предприятия.

Производственные сточные воды образуются в результате технологических  процессов переработки сырья и выпуска определенной продукции, а так же эксплуатации различного оборудования.

На каждом крупном предприятии  производственные сточные воды подразделяют на ряд категорий в зависимости  от особенностей технологических процессов  производства, состава сточных вод,условий отведения, очистки и дальнейшего использования.

В наиболее общем виде производственные сточные воды подразделяют на следующие  категории.

По степени загрязненности: а) загрязненные; б) малозагрязненные (условно чистые).

По характеру загрязненности: а) содержащие механические примеси; б) содержащие химические примеси; в) содержащие органические вещества; г) смешанные

По наименованию основного загрязнителя: а) нефтесодержащие; б) хромовые; в) вискозные; г) фенольные;  д) окрашенные и т.п.

По агрессивности: а) агрессивные (кислые, щелочные, сульфатные и другие); б)неагрессивные.

По отношению к биохимическому окислению: а) поддающиеся биологической очистке; б) не поддающиеся биологической очистке.

Кроме того, на многих промышленных предприятиях выделяют сточные воды, находящиеся в обороте (например, от систем охлаждения, гидротранспорта) и локальные (местные) стоки, то есть сточные воды от отдельных установок или технологических процессов. Содержащие в концентрированном виде какой – либо один из загрязняющих компонентов.

Применение на предприятии оборотного водоснабжения циклов многократного  использования технологических  растворов и сточных вод от отдельных установок приводят к  уменьшению общего количества сточных  вод, так и к уменьшению сброса некоторых загрязняющих компонентов. [1]

 

 

 

 

4

2. Системы водоотведения промышленных предприятий

 

Системы водоотведения промышленных предприятий подразделяются на общесплавные и раздельные. Особенностью водоотведения для предприятий является то, что на отдельных из них могут образовываться до 5-10 различных видов стоков, отличающихся по расходу, составу и свойствам загрязнений.

 При выборе системы водоотведения  необходимо учитывать следующие  возможности: 

• совместной и раздельной очистки отдельных видов стоков;
• извлечения и повторного использования ценных веществ в стоках;
• повторного использования производственных сточных вод в системе оборотного водоснабжения;
• использования очищенных бытовых и дождевых сточных вод;
• использования производственных вод для орошения сельскохозяйственных культур.

 Кроме того, необходимо учитывать  мощность водоприемника, качество  воды в нем, вид водопользования  и его самоочищающую способность.

 

Общесплавная  система водоотведения.

Эту систему целесообразно применять  для небольших промышленных предприятий, если производственные стоки близки по составу к бытовым сточным  водам и возможно попадание в  дождевые стоки промышленных загрязнений (рис. 1). Все категории сточных  вод отводятся на единые очистные сооружения.

 

 

5

Раздельные системы водоотведения.

 

Эти системы могут быть различными в зависимости от вида стоков, образующихся на предприятии. Бытовые и дождевые стоки отводятся по самостоятельным  сетям. Производственные стоки могут  отводиться по нескольким различным  системам трубопроводов, в зависимости  от категории стоков. В отдельных  случаях производственные сточные  воды могут отводиться совместно  с бытовыми стоками (производственно-бытовая  сеть) или дождевыми водами (производственно-дождевая сеть). Бывают следующие возможные  раздельные системы:

 

 С локальными очистными сооружениями.

 

Применяется тогда, когда в сточных  водах отдельных цехов содержатся специфические загрязнения, для  очистки от которых целесообразно  устройство отдельных очистных установок. (рис 2)

 

 

С частичным  оборотом производственных сточных вод.

 

Целесообразно применять при возможности  повторного использования некоторых  производственных сточных вод с  частичной очисткой или для водоснабжения  других цехов. (рис 3)

 

 

6

 

С полным оборотом производственных и бытовых вод .

(применяют при нехватке воды для целей водоснабжения) [2]

 

 

7

Замкнутые системы  водопользования промышленных предприятий.

Замкнутые системы водопотребления (ЗСВ) сегодня – единственное рациональное решение проблемы использования  воды в промышленности.

Применение замкнутых водооборотных  систем при проектировании предприятий  позволяет размещать эти объекты  в районах с ограниченными  водными ресурсами, но обладающими  благоприятными экономико-географическими  условиями. Такое инженерно-экологическое  направление является наиболее прогрессивным  и перспективным, позволяя одновременно решать проблемы водообеспечения и охраны окружающей среды.

Организация замкнутой системы  целесообразна, когда затраты на очистку воды и рекуперацию веществ ниже суммарных затрат на водоподготовку и очистку сточной воды до нормативных показателей, позволяющих сбрасывать её в водные объекты, т.е. без загрязнения последних.

Замкнутые системы водного хозяйства следует  вводить на вновь строящихся, действующих  и подлежащих реконструкции предприятиях. В последнем случае внедрение  замкнутых систем идёт постадийно, с постоянным увеличением оборотного водоснабжения по мере усовершенствования технологии. В целом малоотходное производство с оборотным водоснабжением можно представить в виде схемы, изображенной на рис 4.

 

 

Схема безотходного производства товарного продукта.

8

Создание замкнутых систем водного  хозяйства промышленных предприятий  возможно при коренном изменении  существующих принципов в водоснабжении, канализации и очистке сточных  вод.

К основным принципам создания таких систем можно отнести следующие.

1. Водоснабжение и канализация должны рассматриваться в совокупности, когда на предприятии создаётся единая система водного хозяйства, включающая водоснабжение, водоотведение и очистку сточных вод, как подготовку для их повторного использования. При этом необходимо установить научно обоснованные требования к качеству потребляемой в производстве и отводимой воды.

2. Создание замкнутых систем водообеспечения должно сочетаться с организацией малоотходного производства, технология которого ориентирована на максимальное извлечение из сырья основных продуктов с одновременной регенерацией ценных компонентов и доведением образующихся отходов до товарного продукта или вторичного сырья при минимальных материальных и энергетических затратах.

3. Потоки сточных вод следует различать по видовому, фазовому, концентрационному, энтальпийному признакам для разработки соответствующих способов локальной очистки каждого потока, вплоть до потоков отдельных стадий технологического процесса.

4. При замкнутых системах следует объединить цехи водоподготовки и локальной очистки предприятия, а также использовать ливневой сток с промышленной площадки в системе оборотного водоснабжения. Основными для водоснабжения должны являться очищенные производственные и городские сточные воды, а также поверхностный сток. Свежая вода в производстве должна использоваться только для особых целей и восполнения воды в системах.

5. Регенерации должны подвергаться локальные потоки отработавших технологических растворов и сточных вод, при этом должны создаваться локальные замкнутые системы водоснабжения, которые являются основным звеном замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий.

Для достижения наилучших технико-экономических  показателей при создании замкнутых систем водоснабжения на предприятиях должны прорабатываться следующие вопросы:

– максимальное внедрение воздушного охлаждения вместо водяного;

– многократное (каскадное) использование  воды в технологических процесса, в т.ч. и с целью получения  наименьшего объема загрязнённых сточных  вод, для обезвреживания которых  можно подобрать эффективные  локальные методы очистки;

 

9

 

– регенерация отработанных кислот, щелочей и солевых технологических  растворов с использованием извлекаемых  продуктов в качестве вторичного сырья;

– рекуперация и утилизация теплоты  технологических жидкостей и  растворов путём теплообмена  между их горячими и холодными  потоками или получением энергетического  или технологического пара;

– внедрение стабилизационной обработки  воды, позволяющей предотвратить  образование минеральных отложений  и биообрастания, ингибирование  процессов коррозии, обеспечить оптимальный  экономичный режим работы за счет снижения количества подпиточных и продувочных вод.

Разработку замкнутых систем водного  хозяйства промышленных предприятий  желательно осуществлять постадийно, с постепенным увеличением доли воды, используемой в обороте. Начальным этапом в создании таких систем является определение научно-обоснованных требований к качеству воды, используемой во всех технологических процессах. В большинстве случаев нет необходимости использовать более дорогую питьевую воду. Для обеспечения санитарно-гигиенической и токсикологической безопасности на предприятиях целесообразно проводить комплексные исследования для разработки оптимальных схем очистки оборотных вод.

Создание экономически рациональных замкнутых систем водного хозяйства на предприятиях является достаточно трудной, но вполне разрешимой задачей. Сложный физико-химический состав сточных вод, разнообразие содержащихся в них соединений и их взаимодействие делают невозможным подбор универсальной структуры замкнутых схем. Создание таких систем на предприятиях зависит от особенностей технологии, технической оснащённости, требований к качеству получаемой продукции и используемой воды и т.д.

При создании замкнутых систем водного  хозяйства проектирование систем водоснабжения  и канализации промышленных предприятий  должно проводиться одновременно с  проектированием основного производства.[3]

 

 

 

 

10

 

Условия выпуска  производственных сточных вод в  канализацию.

 

Если выпуск производственных сточных  вод производится в городскую  канализацию, то очистка производственных сточных вод осуществляется на единых очистных сооружениях. Системы очистки  крупных предприятий используются обычно и для очистки сточных  вод близлежащих населенных пунктов.

Выпуск производственных сточных  вод в городскую канализацию  регламентируется следующими условиями:

1) производственные сточные воды  не должны нарушать работу  коммунальных сетей и сооружений;

2) содержание взвешенных веществ  в них не должно превышать  500 мг/л;

3) они не должны содержать  вещества, способные засорять трубы  канализационных сетей или отлагаться  на стенках труб;

4) не должны оказывать разрушающее  действие (например, в результате  коррозии) на материал труб и  элементы сооружений канализации;

5) не должны содержать горючие  примеси и растворенные газообразные  вещества, способные образовывать  взрывоопасные смеси в канализационных  сетях и сооружениях;

6) не должны содержать вредных  веществ в концентрациях, препятствующих  биологической очистке сточных  вод или сбросу их в водоем;

7) температура производственных  сточных вод не должна превышать  40 ºС.

Производственные сточные воды, не удовлетворяющие перечисленным  требованиям, следует предварительно очищать, охлаждать или разбавлять до требуемых параметров.[4]

 

 

  

11

3. Локальные очистные  сооружения

 

Лос – это оборудование для очистки бытовых сточных вод, которые поступают от загородных домов, групп домов, зданий общественного пользования (гостиниц, заведений общественного питания, предприятий и т.п.). Оборудование очищает воду на 95-98 %, сток становится абсолютно безопасным для окружающей среды.

Очистка стоков ливневой и дождевой канализации .

 Установка очистки стоков  ливневой канализации очищает  нефтесодержащие ливневые сточные  воды до показателей, соответствующих  всем нормативным требованиям,  что позволяет сбрасывать их  непосредственно в водоем, в дренажные  канавы, придорожные кюветы.

Очистные сооружения для очистки  сточных вод промышленных предприятий. Данные очистные сооружения применяются для очистки сточных вод от предприятий пищевой промышленности, территорий АЗС, сточных вод мясокомбинатов, молокозаводов, масло-жировых производств и других типов сточных вод от нефтепродуктов, масел, жиров, взвешенных веществ. Флотаторы могут также использоваться для очистки сточных вод в составе очистных сооружений в качестве промежуточного или заключительного звена для повышения производительности и степени очистки стоков.

Ультрафиолетовое обеззараживание  сточных вод.

 Обеспечивают инактивацию различных микроорганизмов: бактерий, вирусов, грибков и др. Полностью исключают реагентное обеззараживание воды. Могут эксплуатироваться как автономно, так и в линии с фильтрами для очистки стоков. Назначение: обеззараживание питьевой воды в пищевой и фармакологической промышленностях, в больницах, лабораториях, ресторанах, отелях, коттеджах. Обеззараживание хоз-бытовых сточных вод, воды от артезианских скважин.

Жироуловитель служит для улавливания и удаления неэмульгированных жиров и масел из сточных вод, направляемых в очистные сооружения из кухонь, кафе, ресторанов, мясоперерабатывающих и других предприятий, в которых происходит загрязнение сточных вод жирами.

 Организация оборотного водоснабжения на автомойках .

 На базе напорных флотаторов  организованы очистные сооружения  сточных вод с организацией  оборотного водоснабжения. Это  оборудование применяется для  очистки сточных вод автомоек, на мойках железнодорожного транспорта, мойках деталей, тары. Данные сооружения  представляют собой функционально  законченные системы для организации  замкнутого цикла водоснабжения.

12

 

 Очистка стоков бытовой канализации.

 Оптимальный способ очистки  фекальных и других, биологически  разлагаемых сточных вод —  биологическая очистка. С появлением  последних разработок в этой  области отпала необходимость  ставить очистные сооружения  вблизи от подъездных дорог.  Отсутствие дурных запахов позволяет  монтировать установки вблизи  строений, а при необходимости  — в подвалах. Установки удобны  в эксплуатации, удаляемый активный  ил может использоваться в  качестве удобрения, а 98% очистка  соответствует всем Российским  нормативам по очищенной сточной  воде.

 

 Фильтры для воды, умягчение и обезжелезивание.

 Для очистки питьевой и  технической воды от самых  различных загрязнений служат  фильтры и системы водоподготовки. Это и механическая очистка  воды от нерастворимых частиц, и ионообменные фильтры для  очистки воды от солей жесткости,  и фильтры для удаления железа, марганца, сероводорода, хлора и  многое другое. Также предлагаются  фильтры с комбинированной загрузкой,  позволяющей удалять одновременно  широкий спектр нежелательных  веществ из воды.[5]

 

 

13

4. Основные методы очистки производных сточных вод

 

При проектировании очистных  сооружений необходимо учитывать состав и свойства сточных промышленных вод и метод которым они будут отчищаться.

 

Механический способ очистки производственных сточных вод.

 

Механическая  очистка применяется для выделения  из воды грубодиспресных  нерастворимых минеральных и органических примесей.

Назначение  механической очистки заключается  в подготовке производственных сточных  вод к использованию их для  производственного водоснабжения  или при необходимости  к биологическому, физико – химическому или другому методу очистки сточных вод. Механические методы отчистки на современных очистных станциях  состоят из процеживания через решетки, пескоулавливатели, отстаивания, фильтрации, центрофугирования. Тип и размеры очистных сооружений зависят в основном от состава, свойств и расхода производственных сточных вод, а так же от требований к качеству очищенной воды.

При механической очистке обеспечивается

  Выделение взвешенных частиц  из этих вод на 90 – 95 % и снижение  органических загрязнений 20 –  25 %. Более высокий эффект механической  очистки достигается интенсификацией  гравитационного отстаивания. (рис. 5)

 

14

 

Химическая очистка производственных сточных  вод

 

Основным  и методами химической отчистки производственных сточных вод  являются нейтрализация  и окисление. К окислительным  методам относится также электрохимическая  обработка.

Химическая  очистка может применятся как самостоятельный метод перед подачей производственных сточных вод в систему оборотного водообеспечения, а так же перед спуском их в водоем или городскую водоотводящую сеть. Применение химической очистки целесообразно пред биологической или физико – химической очисткой. Химическая обработка находит применение так же и как метод глубокой очистки сточных вод с целью их дезинфекции, обесцвечивания или извлечения из них различных компонентов.

Нейтрализация  - применяется с целью предупреждения коррозии материалов очистных сооружений, нарушения биохимических процессов  в биологических окислителях  и водоемах, а так же осаждения  из сточных вод солей тяжелых  металлов кислые и щелочные стоки  подвергают нейтрализации.

Окисление – окислительный метод очистки  применяют для обезвреживания производственных сточных вод, содержащих  токсичные  примеси или соединения , которые не целесообразно извлекать из сточных вод, а так же очищать другими методами.

В узком смысле реакция окисления  есть соединение какого – либо вещества с кислородом, а в более широком  – всякая химическая реакция, сущность  которой состоит  в отнятии электронов от атомов или ионов. В практике обезвреживания сточных производственных вод в качестве окислителя используют хлор, гипохлорит кальция и натрия, хлорную известь, диоксид хлора, озон, технический кислород  и кислород воздуха.[6]

 

Физико- химическая очистка производственных сточных вод

 

Физико-химическая очистка  обеспечивает отделение как твердых  и взвешенных частиц, так растворенных примесей. Один из наиболее распространенных методов очистки сточных вод. Применяется самостоятельно и в  сочетании с механическими и  биологическими методами очистки. Наиболее эффективны при локальной очистке сточных вод промышленных предприятий. Физико-химическая очистка включает множество разных способов, основными из которых являются экстракция, флотация, нейтрализация, окисление, сорбция, коагуляция и другие.

15

 

Коагуляция - процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия с коагулянтами, которые в воде образуют хлопья гидроксидов металлов. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и быстро оседают на дно резервуара. В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, железа или их смеси.

Флокуляция - один из видов коагуляции, процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. При этом процесс образования хлопьев гидроксидов алюминия и железа интенсифицируется для повышения скорости их осаждения. Таким образом, введение коагулянтов в сточные воды позволяет, с одной стороны, снизить массу используемых коагулянтов, с другой - уменьшить продолжительность процесса хлопьеобразования и повысить скорость их осаждения.

Коагуляция наиболее эффективна для удаления из сточных вод эмульгированных веществ и тонкодисперсных частиц размером 1-100 мкм. Эффективность очистки может достигать 0,9-0,95. Наибольшее применение в качестве коагулянтов получили сульфат алюминия, гидрохлорид алюминия и хлорид железа. Их расход составляет 0,1-5 кг на кубометр сточных вод.

Весьма перспективным  методом очистки сточных вод  гальванических и травильных отделений  от хрома и других тяжелых металлов, а также цианидов являетсяэлектрокоагуляция - процесс образования нерастворимых гидроксидов в сточных водах при их прокачке через электрокоагулятор. Электрокоагулятор оснащен блоком электродов, выполняемых из стали или сплавов алюминия. На электроды подается постоянный ток. Под влиянием электрического поля, с одной стороны, дисперсные системы сточных вод становятся менее устойчивыми, с другой - они коагулируют с трудно растворимыми гидроксидами железа или алюминия, возникающими и переходящими в воду с электродов.

Несмотря на повышенный расход электроэнергии, этот метод очистки  сточных вод позволяет перейти  на оборотное водоснабжение, так  как в результате действия электрического поля вода практически полностью  очищается от бактерий. Это приводит к увеличению срока службы используемой воды, исключает возможность появления  заболеваний у обслуживающего персонала  при обращении с бактериально загрязненной водой.

Флотация - процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. Применяется для очистки вод, содержащих ПАВ, нефть и нефтепродукты, масла, волокнистые частицы.

Виды флотационной обработки  сточных вод: перенасыщение сточной  воды воздухом (ваккумная и напорная), механическая и электрофлотация.

16

 

При вакуумной флотации сточную  воду насыщают воздухом при атмосферном  давлении в аэрационной камере и  затем направляют во флотационную камеру, где вакуум-насосом поддерживается разрежение 30-40 кПа (225-300 мм рт.ст). выделяющиеся в верхнюю часть камеры пузырьки воздуха выносят загрязнения на поверхность воды. Процесс длится около 20 мин, концентрация взвешенных частиц не должна превышать 300 мг/л.

Напорная флотация протекает  в две стадии: насыщение сточной  воды воздухом под избыточным давлением  и последующее резкое снижение давления до атмосферного.

Для механической флотации используют импеллеры (турбины насосного  типа), форсунки и пористые пластины.

Разновидность метода - электрофлотация, при которой вода дополнительно обеззараживается за счет окислительно-восстановительных процессов у электродов.

Сорбция - процесс поглощения вещества (сорбата) из очищаемой среды твердым телом или жидкостью (сорбентом). Поглощение вещества массой жидкого сорбента - абсорбция, поверхностным слоем твердого сорбента - адсорбция. Если при поглощении происходит химическое взаимодействие сорбента и сорбата, процесс называют хемосорбцией.

При очистке сточных вод  в качестве сорбентов применяют  искусственные и природные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные илы. Наиболее эффективны активированные угли.