2 Технология производства

2.1 Обоснование метода производства

Технология очистки сточных вод обычно включает физико-механические, физико-химические, химические и биохимические методы, которые предназначены для удаления из воды взвешенных, коллоидных и растворенных органических и неорганических примесей. В зависимости от характеристик исходной воды, требований к качеству очищенной воды применение каждого из этих методов и их комбинации при выборе технологической схемы очистки может быть различной [7].

Однако наилучшие результаты, позволяющие значительно усовершенствовать технологию очистки воды, были достигнуты при применении водорастворимых высокомолекулярных веществ совместно с коагулянтами. Это способствует более быстрому хлопьеобразованию, увеличивает прочность хлопьев, стабилизирует процессы очистки воды в неблагоприятных условиях и повышает качества обработанной воды.

В настоящее время коагулянты и флокулянты широко применяются в химической промышленности для осуществления и интенсификации процессов отделения твердой фазы от жидкой [7].

Преимущество совместного использования этих двух групп реагентов состоит в том, что коагулянты и продукты их гидролиза обладают высокой адсорбционной и коагулирующей активностью по отношению к растворенным коллоидным загрязнениям, а флокулянты способствуют укрупнению скоагулированных загрязненний и их выделению из очищаемой воды отстаиванием, флотацией, фильтрованием.

Таким образом, приведенные выше сведения свидетельствуют о широкой возможности физико-химических методов очистки воды, основанных на совместном использовании коагулянтов и флокулянтов. [2]

2.2 Технологическая схема производства

Сточные воды из корпуса 1345 поступают на установку очистки сточных вод в корпусе 4030 периодически по трубопроводу. Приём сточных вод осуществляется в ёмкость поз. Е-1. Емкости поз. Е-1 и поз. Е-2 вместимостью 200 м³ соединены между собой переливами. Емкость поз. Е-1 является «приёмной», а остальные ёмкости «рабочими», из которых сточные воды насосом поз. Н-1 подаются на последующую очистку. Запасом сточной воды в «рабочих» ёмкостях обеспечивается непрерывность технологического процесса очистки при периодическом поступлении сточных вод из корпуса 1345.

Количество сточной воды, поступившей из корпуса 1345, определяется по изменению уровня воды в «приёмной ёмкости» поз Е-1. Уровень воды в емкостях поз. Е-1 и Е-2 контролируется в пределах 630-5670 мм (10-90%) с помощью датчиков уровня LT 5-1 и LT 1-1 соответственно. При значении уровня 5680 мм (90%) в ёмкости поз. Е-1 и Е-2 срабатывает световая и звуковая сигнализация. При значении уровня 630 мм (10%) – срабатывает световая и звуковая сигнализация и отключается электродвигатель насоса поз. Н-1. Температура сточной воды в емкостях контролируется в пределах 5-40°С с помощью датчиков температуры ТТ 3-1 и ТТ 4-1. При температуре воды 5°С на срабатывает световая и звуковая сигнализация.

Сточная вода в «рабочих» емкостях поз. Е-2 непрерывно смешивается азотом, подаваемым по барботеру, для усреднения состава с целью стабилизации дальнейшего технологического процесса. Объемный расход азота составляет 15-45 нм³/ч, который контролируется датчиком расхода FGT 22-1. Давление азота составляет не более 0,8 МПа, которое контролируется датчиком давления РТ 24-1. Температура азота контролируется в пределах минус 40 – плюс 25С с помощью датчика температуры ТТ 23-1. Азот используется для барботажа в емкости поз. Е-2 и для продувки оборудования перед ремонтом.

Из емкостей поз. Е-2 сточная вода насосом поз. Н-1 непрерывно подаётся в фазоразделитель поз. С-1. При значении уровня воды 400 - 5200 (20-90%) в фазоразделителе поз. С-1 срабатывает сигнализация верхнего и нижнего уровня. Уровень поддерживается в этих пределах с помощью клапана поз. 8-5 и контролируется датчиком LT 8-1. Величина рН сточной воды из емкостей поз. Е-2 контролируется с помощью чувствительного элемента АЕ 2-1 после насоса поз. Н-1 и должна быть не менее 7,0. Для окисления содержащегося в сточных водах двухвалентного железа в трёхвалентное в фазоразделитель поз. С-1 по бароботёру непрерывно подаётся сжатый технологический воздух давлением не более 0,2 МПа, контролируемого датчиком давления РТ 11-1, расходом не более 700 нм³/ч, контролируемого датчиком расхода FGT 7-1, и температурой в пределах минус 40 – плюс 25 °С, контролируемой датчиком температуры ТТ 10-1. Воздух из фазоразделителя поз. С-1 отправляется в атмосферу через каплеотбойник поз. Е-6.

Из сепаратора поз. С-1 сточная вода насосом поз. Н-2 непрерывно подаётся в реактор поз. Р-1. Расход сточной воды в реактор поз. Р-1 составляет не более 30 м³/ч и поддерживается с помощью клапана поз. 6-5, контролируемого датчиком расхода FGT 6-1.

Для коагуляции используется раствор хлорного железа ( ) с массовой долей основного вещества не более 0,006 %. Приготовление раствора коагулянта осуществляется в реакторе поз. Р-4.

Реактор поз. Р-4 – вертикальный цилиндрический аппарат с мешалкой. Для приготовления раствора хлорного железа используется осветленная сточная вода из сборника Е-4. Объем воды, залитой в реактор поз. Р-4 контролируется с помощью датчика уровня LT 3-1.

Приготовление раствора проводится в следующей последовательности: сначала в реактор заливается вода до уровня 1280 мм (80%), затем в реактор через верхний люк вливается (2-2,5 л) концентрированного раствора, который перемешивается в течении часа. Сточная вода, перемешанная с коагулянтом, подается в реактор поз. Р-1. Расход регулируется датчиком расхода FGT 12-1 не более 0,016 м³/ч.

Для флокуляции осадка в трубопровод сточной воды подается 0,1% раствор флокулянта «Праестол 853ВС». Дозирование 0,1% раствора флокулянта из реактора поз. Р-3 производится самотеком через ротаметр. Далее сточная вода, перемешанная с флокулянтом, поступает в реактор поз. Р-1. Расход раствора флокулянта регулируется ротаметром в пределах 0,006-0,0015 м³/ч с помощью датчика расхода FGT 13-1.

Приготовление раствора флокулянта

В качестве флокулянта используется 0,1 % раствор «Праестол 853ВС». В чис­том виде флокулянт представляет собой гигроскопичный порошок, хорошо раство­римый в воде после предварительного набухания. Флокулянт адсорбируется на по­верхности частиц, содержащихся в сточной воде, вызывает образование более крупных хлопьевидных агрегатов-флокул, которые затем выпадают в осадок.

Приготовление 0,1 % раствора флокулянта осуществляется в 2 этапа.

На первом этапе готовится концентрат флокулянта. Его приготовление осуще­ствляется следующим образом: в чистую тару объёмом 10-30 л наливается 10 л го­рячей воды, в воду при интенсивном перемешивании медленно засыпается 0,5 кг флокулянта «Праестол 853ВС», взвешенного заранее. Полученную массу далее переливают в емкость объёмом 200 л доливают в неё 100 л горячей воды, интен­сивно перемешивают вручную и дают настояться в течение: 24-х часов перемеши­вая вручную каждый час по 5 мин.

На втором этапе готовится рабочий раствор флокулянта. Через сутки, после го­могенизации массы, в реактор поз. Р-3 набирается вода до уровня 1280 мм (80%), которая контролируется датчиком уровня LT 2-1, и через верхний люк залива­ется концентрированный раствор флокулянта. Раствор перемешивается в течение двух часов. При приготовлении следующих порций реагента, не прекращать его до­зирование в сточную воду перед реактором поз. Р-1, для чего своевременно гото­вится концентрат и готовый рабочий раствор флокулянта.

Изменение расхода 0,1 %-ного раствора «Праестол 853ВС» при увеличении взвешен­ных веществ в емкости поз. Е-1и поз. Е-4 приведено в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Изменение расхода флокулянта «Праестол 853ВС»

Концентрация взвешенных веществ в Е-1, мг/дм3	Расход флокулянта «Праестол 853ВС», м3/ч	Концентрация взвешенных веществ в Е-4, мг/дм3	Расход флокулянта «Праестол 853ВС», м3/ч
<400	0,0068	<30	0,0068
400-500	0,0091-0,0113	30-40	0,0091
500-800	0,0113-0,0136	40-50	0,0102
800-1000	0,0136-0,0157	50-70	0,0113
>1000	0,0157-0,0181	>100	0,0136

В реакторах поз. Р-1 происходит смешивание флокулянта и коагулянта со сточной водой и дозревание осадка. Для создания наилучших условий осаждения, температура в реакторе поз. Р-1 поддерживается в пределах 20° с помощью датчика давления ТТ 9-1. Уровень воды в реакторе поз. Р-1 непрерывно контролируется в пределах 500-2250 мм (20-90%) с помощью датчика уровня LT12-1 с сигнализацией верхнего и нижнего уровня.

Сточная вода с выделившимся осадком из реактора поз. Р-1 насосом Н-3 непрерывно подается в параллельно работающие отстойники поз. Е-3.

Отстойники поз. Е-3 представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты с коническим днищем и центральной подающей трубой. Нижняя коническая часть отстойников оборудована змеевиком.

Сточная вода поступает по центральной трубе в нижнюю часть отстойников поз. Е-3. Твердые частицы гидроокисей металлов остаются в нижней конусной части отстойников, образуя фильтрующий слой, уплотняющийся с течением времени. Сточная вода приходит через фильтрующий слой, поднимается вверх и по переливу перетекает в сборник осветленной сточной воды поз. Е-4.

В отстойниках поз. Е-3 сигнализируется общий максимальный уровень воды 5850 мм (95%) с помощью датчика уровня LT 14-1 и верхний уровень раздела фаз 3100 мм (50%) с помощью датчика уровня LT 15-1. При значении уровня 95% срабатывает световая и звуковая сигнализация, открывается арматура на сливном трубопроводе и часть уплотненного осадка (пульпы) со дна отстойника поз. Е-3 самотеком сливает в сборник поз. Р-2. Слив осадка из отстойников поз. Е-3 производится периодически и поочередно.

Температура воды в отстойниках поз. Е-3 контролируется в пределах 10-60°С с помощью датчика температуры ТT 14-1. При значении температуры воды 10°С срабатывает световая и звуковая сигнализация. Для исключения дальнейшего понижения температуры в змеевик отстойника подаётся теплофикационная вода.

Сборник поз. Е-4 для осветления воды – это вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 25 м³. Уровень воды в сборнике поз. Е-4 непрерывно контролируется в пределах 945-5670 мм (15-90%) с помощью датчика уровня LT 18-1 с сигнализацией предела нижнего и верхнего уровня. Оптимальный уровень – 5040 мм (80%) поддерживается постоянным с помощью клапана поз. 18-5. Температура в сборнике поз. Е-4 контролируется в пределах 10-50°С с помощью датчика температуры ТT 21-1. При значении температуры 10°С срабатывает световая и звуковая сигнализация.

Осветленная вода из сборника поз. Е-4 насосами поз. Н-5 с расходом не более 24 м³/ч откачивается в канализацию ОЗС (колодец №1). Расход контролируется при помощи датчика расхода FGT 19-1. Значение pH осветленной воды должно быть не менее 7. Качественный показатель контролируется при помощи датчика качества (pH) АЕ 20-1.

Сборник пульпы поз. Р-2 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с мешалкой и рубашкой. В сборнике поз. Р-2 так называемая «пульпа» непрерывно перемешивается мешалкой и, при необходимости, подогревается теплофикационной водой, подаваемой в рубашку аппарата.

Уровень «пульпы» в сборнике контролируется в пределах 250-2000 мм (10-80%) с помощью датчика уровня LT 16-1. При значении уровня 10% срабатывает световая и звуковая сигнализация и отключается электродвигатель насоса поз. Н-4. Температура пульпы в сборнике поз. Р-2 контролируется в пределах 10-50°С с помощью датчика температуры 17-1. При значении температуры 10°С на рабочем месте аппаратчика срабатывает световая и звуковая сигнализация. Для предотвращения дальнейшего понижения температуры в рубашку сборника поз. Р-2 подается теплофикационная вода.

Из сборника поз. Р-2 «пульпа» насосом поз Н-4 подаётся в фильтр-пресс поз. Ф-1.

Фильтр-прессы поз. Ф-1 работают непрерывно, параллельно и со смешением операций рабочего цикла по отношению друг друга.

Фильтр-пресс поз. Ф-1 состоит из набора горизонтально расположенных фильтрующих плит, помещенных между упорной и нажимной плитами. Упорная и наживная плиты соединены стяжками. Фильтрующая ткань в виде бесконечной ленты зигзагообразно протянута между фильтрующими плитами. Передвижение фильтровальной ткани с целью выгрузки осадка и её регенерации осуществляет привод передвижки ткани.

В качестве регенерации установлены оросительные трубки для струйной промывки ткани ножи (скребки) для её очистки. Механизм зажима сжимает комплект плит и герметизирует фильтрующие камеры. При сжатых плитах «пульпа» под давлением поступает в нижнюю часть каждой плиты – фильтрующую камеру. Жидкая фаза проходит через ткань, дренажное основание и через коллектор отвода выводится. Твердая фаза, задержанная тканью, просушивается сжатым воздухом давлением и выгружается при раскрытии фильтр-пресса поз. Ф-1. При раскрытии фильтр-пресса плиты пресса зависают на специальных серьгах, включается привод передвижки ткани, осадок выносится из межплиточного пространства, срезается ножам и высыпается по течкам в бункер поз. Е-5.

Рабочий цикл каждого фильтр-пресса включает операции: фильтрование, просушку и выгрузку осадка: фильтрация – 1 час, сушка 1÷1,5 часа.

Накопившийся в бункере поз. Е-5 шлам периодически автотранспортом отвозится на хранение в шламонакопитель №1 БОС. [21]