Проект очистки масло-шламовых сточных вод завода Топливная аппаратура электрохимическим методом
, можно
подчеркнуть, что весьма эффективно очищаются в основном воды с небольшим
количеством этих веществ (до 100 мг/л). Концентрации порядка 200 мг/л
называются высокими.
Для получения удовлетворительного эффекта сточные воды обычно
необходимо подвергать обработке комбинированными способами. В них способы
чередуются в определенной последовательности и каждый предыдущий способ
устраняет отрицательное влияние какого-либо компонента сточных вод на
последующие операции, и так до получения воды, пригодной для повторного
использования, направления на биологическую очистку или спуска в водоемы.
Очистка вод, содержащих концентрации ПАВ более 1 г/л, отражена в
литературе меньше. Однако здесь проявляется довольно четкое мнение о
наибольшей перспективности электрохимических методов для очистки
концентрированных стоков.
1.7 Физические методы
К ним относятся электрогидравлический, ультразвуковой,
электростатический, радиационный и магнитный методы, причем два последних
имеют хорошую перспективу внедрения для повышения эффективности ранее
рассмотренных методов очистки от ПАВ Радиационная очистка воды - самый
быстрый метод, скорость которого зависит от количества энергии излучения,
подаваемой в единицу времени. Этот метод не требует введения в воду новых
химических реагентов и протекает в одну стадию Под действием радиации в
сточной воде происходят окисление, полимеризация, коагуляция и разложение
загрязняющих веществ
Для удаления 90—95% ПАВ при начальной концентрации 200 г/м3 необходима
доза облучения 60Со 106 Рад При наличии в воде кислорода процесс ускоряется
Сильное влияние на радиационное разрушение ПАВ оказывает рН воды В щелочной
среде тетрапропилен- и пентапропиленбензосульфонаты вообще не разлагаются.
В нейтральной среде указанные ПАВ разрушаются слабой кислой среде скорость
разложения значительно возрастает. Продукты радиализа играют главную роль в
процессе превращения ПАВ. Показано, что при радиализе сульфанола,
эмульгатора некаля, ОП-7, ОП-9 для полного удаления ПАВ при их начальной
концентрации 100 г/м3 необходима доза 0,4—0,5 МРад. При этом поверхностное
натяжение раствора становится равным 70 мН/м и пенообразование не
происходит. Барботаж воздуха, увеличивает степень разрушения указанных
веществ вдвое. При облучении дозой 0,3—0,5 МРад раствор некаля приобретает
способность разлагаться биологически. Присутствие неорганических и
органических примесей не влияет на радиационное разложение ПАВ.
Магнитная обработка также относится к тем методам, которые позволяют
интенсифицировать процесс очистки воды без добавления специальных
реагентов, в свою очередь загрязняющих окружающую среду и препятствующих
применению замкнутого водооборота. Установлено, что при воздействии на воду
магнитного поля улучшается флотация взвешенных веществ, ускоряются их
осаждение и агрегация, изменяется структура образующегося осадка.
Остаточная концентрация взвешенных веществ снижается в 1,5 раза, а время
осаждения — в 2 раза. Растворенное железо превращается в магнитные оксиды,
которые легко удаляются из воды в магнитных полях вместе с адсорбированными
на них загрязняющими веществами.
Преимущества метода электромагнитной обработки заключаются в невысокой
стоимости оборудования и малых эксплуатационных расходах. В частности,
расходы на электроэнергию составляют 0,05—0,2 к. на 1 м3 воды.
2. Основная часть
1 Характеристика масло-шламовых стоков.
Масло-шламовый сток представляет устойчивую систему фаз:
- Эмульсии минеральных масел и СОЖ в воде;
- Суспензии механических взвесей, абразивных и механических частиц;
- Раствора солей моющих и пассивирующих составов поверхностно-
активных веществ (ПАВ) и солей жёсткости.
Эмульсия масел в воде имеет значительную собственную устойчивость
характеризующуюся тем, что на поверхности микрокапель масла образуется
адсорбционно-сольватный слой молекул эмульгатора (воды и ПАВ), обладающий
повышенными структурно-механическими свойствами: вязкостью, упругостью,
прочностью, препятствующими сливанию капель.
При перекачивании сточных вод насосами происходит дополнительное
диспергирование частиц масла и образование ещё более тонкой и устойчивой
эмульсии. Наиболее тонко частицы масла диспергированы в сточных водах,
содержащих СОЖ.
Общее количество поступающих от основного моечного оборудования
загрязнений отличается по количеству и составу в разные дни недели, но при
отсутствии дополнительных источников м.ш. стока, закономерность изменения
постоянно в течение недели.
Таблица 1. Состав сточной воды
|Состав СВ |СВ, г/л |
|Нефтепродукты |0,16 |
|Сульфаты |0,5*10-3 |
|Взвеси |0,174 |
Для омыленных тяжёлых нефтепродуктов и синтетических моющих средств
характерна высокая прилипаемость к электродам, способствующая их
зашламлению.
По завершении рабочего дня в конце рабочей недели происходит залповый
выброс нефтепродуктов при сливе рабочих растворов моечных машин.
2 Состав сточной воды после очистки
Состав сточной воды после очистки представлен в табл.2
Таблица 2. Состав сточной воды после очистки
|Состав СВ |СВ, мг/л |
|Нефтепродукты |0,45 |
|Сульфаты |7,1 |
|Взвеси |5 |
2.3 Описание технологической схемы.
Масло-шламовые стоки из цеха самотёком поступают в приёмную ёмкость (Е-
001), расположенную в подвале, с временем пребывания стоков 2 часа. Из
приёмной ёмкости стоки насосами подаются в буферную ёмкость смеситель (Е-
002), где обрабатываются серной кислотой. Подготовленные таким образом
стоки подаются на электрокоагуляторы (Пн-003), в которых очищаются
способом, представленным ниже.
Используемый метод очистки м.ш. стока есть разновидность реагентного
метода разрушения эмульсий электрогенерированным коагулянтом. В качестве
основных принимаются процессы электролитической коагуляции и флотации
агрегатированных взвесей водородом к поверхности. В кислой среде при pH=3,3-
5 в процессе анодного растворения железо переходит в форму Fe2+. При этом
протекают реакции:
- разложение воды с выделением водорода: 2H2O+2e=H2+2OH-;
- образование гидроксидов железа:
Fe2++2OH-=Fe(OH)2 (хлопья тёмно-зелёного цвета)
Fe3++3OH-=Fe(OH)3 (бурого цвета).
По мере протекания реакции и перехода жидкости из нижней части
электродного пакета в верхнюю происходит подщелачивание. При рабочей
плотности тока 0,8 А/дм2 наибольшее увеличение pH до 9,5-10 происходит в
растворах с начальными значениями pH не менее 5,2-5,8. При начальных
значениях pH 3,2-5,2 конечная величина pH не превышает 6,8-7,3.
В щелочной среде происходит переход железа в форму феррит-иона HFeO2-,
в незначительном количестве, который так же обладает хорошими
коагулирующими свойствами и свойствами ферримагнетиков. Это форма
гидроксидов имеет чёрный цвет. В щелочной среде резко возрастает пассивация
электродов на их поверхности начинает выделятся кислород.
Часть продуктов анодного растворения железа непрерывно удаляется из
межэлектродного пространства восходящим потоком электролита и выделяющимся
на электродах газом, смешивается с очищаемой в межэлектродной зоне. В
результате взаимодействия гидроксидов железа с капельками масла и
разрушения межфазной адсорбционной плёнки на их поверхности происходит
слипание капелек. Образующиеся укрупнённые частицы масла флотируются на
поверхности жидкости пузырьками водорода а так же транспортируются вверх
потоком жидкости. Образующийся на поверхности слой отходов в виде пены
через сливной лоток удаляется на дальнейшую обработку.
В межэлектродной зоне одновременно протекают процессы
электростатической, электрохимической, гидродинамической и концентрационной
коагуляции, которые в совокупности создают интенсивный процесс
электроосаждения. Особенно эффективно электроосаждение происходит, когда
имеется существенное преобладание сил поляризационной природы над энергией
динамического движения, т.е. при малых скоростях движения жидкости в
межэлектродной зоне, что ограничивает время пребывания обрабатываемого
стока в межэлектродном пространстве.
После электрокоагуляторов стоки, обрабатываемые полиакриламидом из
ёмкости для полиакриламида (Е-004) по лотку поступают в камеру
хлопьеобразования (Е-005), откуда поступают на полочный отстойник (О-006).
После очистке в отстойнике концентрация нефтепродуктов составит в среднем
12% от первоначального значения.
В настоящее время содержание нефтепродуктов колеблется от 200 до 560
мг/л, при сокращении общего объёма стока концентрация нефтепродуктов
повысится так как снизится разбавление моечных растворов (например, при
отключении от масло-шламовой канализации умывальников). При этом
концентрация нефтепродуктов возрастёт на 30% и составит 300-840 мг/л.
Концентрация после очистки в отстойниках составит 36-100 мг/л.
Осадок после электрокоагуляторов и полочного отстойника поступает в
илоуплотнитель (Е-009). Всплывшие масла из камеры хлопьобразования и
полочного отстойника поступают в маслосборник (Е-008). Очищен
| |  скачать работу |
Проект очистки масло-шламовых сточных вод завода Топливная аппаратура электрохимическим методом |
