Очистка сточных вод гальванического производства
ая из водоема вода Qист после участия в
технологическом процессе (в виде отработавшей – Qсбр) возвращается
в водоем, за исключением того количества воды, которое безвозвратно
расходуется в производстве (Qпот).
Qпот
- вода чистая ненагретая
- cточная вода нагретая
- то же, ненагретая и загрязненная
- то же, очищенная
Рис. 2. Прямоточная система водообеспчения
Количество отводимых в водоем сточных вод составляет:
Qсбр = Qист - Qпот.
Следует отметить, что сточные воды в зависимости от вида загрязнений
и других условий перед сбросом в водоем могут проходить через очистные
сооружения. В этом случае количество сбрасываемых в водоем сточных вод
уменьшается, поскольку часть воды отводится со шламом (Qшл). По схеме
водообеспечения с последовательным использованием воды (рис. 3), которое
может быть двух - трехкратным, количество сбрасываемых сточных вод
уменьшается в соответствии с потерями на всех производствах и на очистных
сооружениях:
Qсбр = Qист - ( Qпот1 + Qпот2 + Qпот3 ) .
Qпот1
Qпот2
ПП - 1 ПП - 2
ОС Qшл
Qист
Qсбр
Рис. 3. Последовательная система водообеспечения
Повторное использование сточных вод после соответствующей их очистки
получило в настоящее время широкое распространение. В ряде отраслей
промышленности 90-95% сточных вод используется в системах оборотного
водоснабжения и лишь 5-10 % - сбрасываются в водоем.
Рис. 4. Рис. 5.
Рис. 6.
Qпот Qпот
Qпот
ПП ПП
ПП
ОС Qшл
Qоб Qоб
Qоб
ОУ Qун ОС Qшл
ОУ
Qист Qсбр Qист
Qсбр Qист Qсбр
- сточная вода загрязненная
- оборотная вода
ОУ - охладительная установка
Qоб - оборотная вода
Qун - вода, теряемая при испарении и уносе из охладит. установки
Если в системе оборотного водоснабжения промышленного
предприятия вода является теплоносителем и процессе использования лишь
нагревается, то перед повторным применением ее предварительно
охлаждают в пруду, брызгальном бассейне, градирне (рис. 4). Если вода
служит средой, поглощающей и транспортирующей механические и
растворенные примеси и в процессе производства загрязняется ими, то перед
повторным применением вода проходит очистку на очистных сооружениях
(рис. 5); при комплексном использовании сточной воды перед повторным
применением сточные воды подвергаются очистке и охлаждению (рис. 6).
При таких системах оборотного водоснабжения для компенсации
безвозвратных потерь воды в производстве, на охладительных установках
(испарение с поверхности, унос ветром, разбрызгивание), на очистных
сооружениях, а также потерь воды, сбрасываемой в канализацию,
осуществляется подпитка из водоемов и других источников водоснабжения.
Количество подпиточной воды определяется по формуле:
Qист = Qпот + Qун + Qшл + Qсбр .
Подпитка систем оборотного водоснабжения может осуществляться
постоянно и периодически. Общее количество добавляемой воды составляет 5-
10% общего количества воды, циркулирующей в системе.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВЫБОР МЕТОДОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И
СИСТЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ.ОПИСАНИЕ ВЫБРАННОГО КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ
1 . Химические методы очистки сточных вод
Химические методы очистки сточных вод гальванических отделений
основаны на применении химических реакций, в результате которых
загрязнения, содержащиеся в сточных водах, превращаются в соединения,
безопасные для потребителя, или легко выделяются в виде осадков. Очистка
сточных вод гальванического производства от ИТМ происходит в 2 стадии:
1. Образование труднорастворимых соединений.
2. Выделение этих соединений в осадок.
Нейтрализация ионов тяжелых металлов осуществляется при добавлении в
сточные воды растворимых в воде щелочных реагентов. ИТМ при нейтрализации
превращаются в труднорастворимые гидроксиды, которые выпадают в осадок.
Процесс идет в соответствии с реакцией:
Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2; (a)
Ni2+ + 2OH- = Ni(OH)2. (б)
Для лучшей и более полной и быстрой коагуляции гидроксидов используют
флокулянт (полиакриламид).
Сточные воды
вода
1. Нейтрализатор
2. Флокулянт
3. Отстойник
4. Шламонакопитель
5. Обезвоживание
Сточные воды подпадают в нейтрализатор 1, для образования
нерастворимых гидроксидов. После нейтрализации стоки направляются в
отстойник 3, куда подается флокулянт. Из отстойника шлам попадает в
шламонакопитель 4, откуда подается на обезвоживание 5. Обезвоживание
проводится в вакуум-фильтрах, фильтр-прессах и центрифугах.
Вышеописанный метод (реагентный) в настоящее время получил наибольшее
распространение в отечественной практике обезвреживания сточных вод
гальванических цехов. Основное его достоинство - крайне низкая
чувствительность к исходному содержанию загрязнений, а основной недостаток
- высокое остаточное солесодержание очищенной воды. Это вызывает
необходимость в доочистке.
2 . Ионообменный метод
Гетерогенный ионный обмен или ионообменная сорбция - это процесс
обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими
на поверхности твердой фазы - ионита. Очистка сточных вод методом
ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси (для
нашего случая это медь и никель), очищать воду до ПДК с последующим ее
использованием в технологических процессах или в системах оборотного
водоснабжения.
Принципиальная схема установки для очистки сточных вод
гальванического производства показана на рис. 7.
2 3 4 5 6
1
8
7 7 7
1 – емкость усреднения состава
2 – гравийный фильтр
3 – аппарат с активированным углем
4 - катионообменник
5,6 - анионообменники
7 - сборник чистой воды для промывки колонн
8 - усреднитель
Рис. 7 Схема ионообменной установки для очистки цианистых сточных вод
Стоки из емкости 1 для усреднения состава и частичного отделения
механических примесей направляются в усреднитель 8.
Из аппарата 8 стоки насосом подаются в песчано - гравийный фильтр 2
для очистки от механических примесей. Скорость движения жидкости,
отнесенная к поперечному сечению фильтра, 5-7 м/ч. Следующая ступень -
очистка активированным углем в аппарате 3 от маслопродуктов, ПАВ,
биологических примесей и т.д.
Отфильтрованная вода направляется в катионообменник 4, заполненный
смолой КУ-1. Линейная скорость движения жидкости в этом аппарате
достигает 10-20 м/ч. По достижении на выходе концентрации сорбируемых
ионов 0,02-0,03 мг.экв/л катионит подвергается регенерации.
Освобожденная от катионов вода поступает в анионообменники 5 и 6,
заполненные смолами АВ-17-8, АН-221 и др. При содержании сорбируемых
анионов на выходе из аппарата 0,05-0,1 мг/л анионит регенерируют.
Сточные воды направляются на производство (в систему оборотного
водоснабжения), а промывные - в сборники концентратов для химического
обезвреживания и, в нашем случаи, для извлечения меди и никеля.
Главный недостаток технологии ионного обмена состоит в том, что
для выделения из воды элементов или солей необходимы регенерирующие кислоты
или щелочи, которые впоследствии в виде солей поступают в окружающую
среду, вызывая вторичное загрязнение последней.
3 . Другие методы очистки
К числу таких методов можно отнести следующие 2 метода – сорбционный
метод и мембранная технология.
Сорбционный метод используется как для обезвреживания сточных вод, так
и для очистки электролитов в гальванических ваннах от органических веществ.
При фильтрации сточных вод через сорбент (активированный уголь,
циолит) на его поверхности сорбируются ИТМ. Сорбент после определенного
времени использования необходимо регенерировать. Очистка сточных вод
производится на гранулированных адсорберах с полотым, взрыхленном и
псевдосжиженным слоем. Также применяются аппараты на пылевидных сорбентах
либо с перемешиванием воздуха, либо намывные фильтры.
Преимуществом данного метода является отсутс
| | скачать работу |
Очистка сточных вод гальванического производства |