ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА УПРАВЛЕНИЯ И РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ

Кафедра «Водоснабжение и водоотведение»

Учебное пособие по циклу практических занятий

Водоотводящие системы промышленных предприятий

для студентов направления270100 специальности 270112.62 «Водоснабжение и водоотведение»

Красноярск – 2008

1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА УПРАВЛЕНИЯ И РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ

Кафедра «Водоснабжение и водоотведение»

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Красноярск 2008

2

ВВЕДЕНИЕ

Водоотводящие системы промышленных предприятий − это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для решения вопросов рационального использования природных ресурсов и предотвращения загрязнения водоемов промышленными отходами. Как известно, основные мероприятия по охране водных источников реализуются по следующим направлениям.

1.Сокращение потребления свежей воды и сброса, использованной на предприятии:

а) введение повторного и многократного применения сточных вод либо

всерии последовательных операций, допускающих потребление воды улучшенного качества, либо с устройством локальных очистных сооружений, восстанавливающих качество воды;

б) создание на предприятии замкнутых циклов или систем водопользования, исключающих или резко сокращающих расход сточных вод, отводимых в водоем;

в) развитие технологических процессов мало – или безводного харак-

тера.

2.Очистка сточных вод от загрязнений до уровня, допускающего сброс

вводоем или в водоотводящую сеть того населенного пункта, в котором расположено промышленное предприятие. При определении необходимой глубины очистки стоков и выборе наиболее эффективных методов и сооружений.

Одновременно с решением вопросов сбора, отведения и очистки сточных вод должен рассматриваться и комплекс мероприятий по использованию, обезвреживанию или ликвидации осадков, шламов, задерживаемых или образующихся в процессе очистки.

МОДУЛЬ 1 «Водное хозяйство и водоотведение промышленных предприятий»

Первое практическое занятие.

Составление балансовых схем водоотведения промышленных предприятий. Обоснование технологической схемы очистки производственных сточных вод. Определение необходимой степени очистки сточных вод – 0,056 (2 часа)

1.1 СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСОВЫХ СХЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Балансовая схема составляется на основе требуемого расхода воды и ее качественных характеристик, устанавливаемых технологами соответствующего производства или ведомственными нормативами для каждого процесса или цикла, расхода и загрязненности отводимых стоков, возможности и целе-

3

сообразности очистки этих стоков и доведения их качества до показателей, допускающих их повторное использование.

Показатели качества воды для промышленного водоснабжения устанавливаются на основе изучения материалов. Балансовая схема водопотребления

иводоотведения промышленного предприятия основывается на сопоставлении требований к качеству воды и возможности их обеспечения в процессе очистки; условий получения предприятием свежей воды; экономических последствий отведения использованных вод; технико-экономических показателей реализации такой схемы и пр. Балансовая схема может быть представлена по гидравлическим потокам водного хозяйства; по массам циркулирующих и выводимых загрязнений; одновременно и по тем, и по другим показателям. Чаще всего представляется балансовая схема водных потоков с указанием потребителя, расхода подаваемой воды (в том числе и с сырьем); объема неизбежных ее потерь; расхода, мест сбора и отведения стоков; включая различные смесители или накопители воды, сооружения для охлаждения, водоподготовки, очистки и пр.

Схема должна содержать баланс водных потоков, как по отдельным потребителям, так и в целом по предприятию с обязательным указанием количества воды, забираемой из источника, отводимой в него и находящейся в системе оборотного водоснабжения предприятия, а также потерь воды по их видам и суммарных потерь по всему предприятию, продувочных вод для функционирования замкнутых водных систем и пр.

Балансовая технологическая схема в отличие от принципиальной схемы, должна давать представление о типах сооружений и оборудования, применяемых в основном и вспомогательном процессах, содержать данные о количестве веществ, входящих в сооружения и выходящих из них, расходе сточных вод и отходах их очистки, демонстрировать необходимые физические и химические параметры (рН, температура, давление, влажность осадка, расход воздуха для перемешивания). Над изображением сооружения либо на свободном поле чертежа могут быть записаны уравнения химических реакций.

Если сооружения состоят из нескольких секций, то на схеме показывается только одна из них. Сведения о материальном балансе воды и веществ (загрязнений) даются над линиями потоков.

При составлении материального баланса потоков следует учитывать потери очищаемой воды в отстойниках, песколовках, жироловках, флотаторах, нефтеловушках (осадок, активный ил, жиры, нефтепродукты). Влажность осадков после гравитационного уплотнения составляет 85–97%.

Степень обводненности пены при флотации достигает 70%, а фаз жиров

инефтепродуктов в отстойниках более 30%.

На рис. 1 в качестве примера приведена технологическая схема очистки маслоэмульсионных сточных вод металлургического завода.

4

Рис. 1. Технологическая схема очистки маслоэмульсионных сточных вод металлургического завода.

Состав сооружений: 1 – резервуар – усреднитель; 2 – нефтеловушка; 3 – напорный электролизер; 4 – вертикальный отстойник со встроенной камерой хлопьеобразования; 5 – скорые фильтры с зернистой загрузкой; 6 – шламонакопитель; 7 – бак замасленных отходов удаляемых из приямка нефтеловушки; 8 – бак для сбора из нефтеловушки пленочных нефтепродуктов; 9 – промежуточный резервуар; 10 – резервуар чистой воды(РЧВ); 11 – резервуар горячей воды(РГВ); 12 – резервуар загрязненной воды после промывки фильтров(РПрВ); 13 – воздуходувки; 14 – насосная станция первого подъема; 15 – насосная станция второго подъема; 16 – насос перекачки осадка; 17 – насосы технической воды; 18

– насос промывной воды; 19 – насос перекачки промывной воды; 20 – насос рециркуляции осадка; 21 – насос подачи осадка на обработку; 22 – центрифуга; 23 – емкость для сбора масла; 24 – насос подачи пленочных отходов на центрифугу; 25 – насос подачи масла на сжигание; 26 –

песковой насос. Примечание: пунктиром на технологической схеме показаны предлагаемые технологии.

5

Производительность очистных сооружений МЭС КраМЗа – 150 м3/сут. Маслоэмульсионные сточные воды с концентрацией нефтепродуктов

20·103 − 50∙103 поступают в усреднитель 1, где происходит усреднение стоков, как по концентрации, так и по расходу, затем с помощью насосов 14 подаются в нефтеловушку 2. Плёночные нефтепродукты собираются поворотной щелевой трубой и по трубопроводу отводятся в бак 7. Замасленные отходы из приямка нефтеловушки с помощью гидроэлеватора также отводятся в бак, откуда откачиваются песковым насосом 26 и вывозятся в отвал. Количество замасленных отходов в сутки 2−4 м3. После нефтеловушки сточные воды, содержащие эмульгированные и растворённые нефтепродукты (концентрация 200 −1200 мг/л и расходом 147 м3/сут) поступают в промежуточный резервуар 9, откуда насосом 15 подаются в напорный электролизер 3 с растворимыми анодами. Здесь происходит насыщение сточной жидкости коагулирующими ионами алюминия за счёт анодного растворения, при этом на катоде выделяется водород с одновременным подщелачиванием сточной воды. Для агломерации хлопьев предусмотрена водоворотная камера хлопьеобразование, встроенная в вертикальный отстойник 4, где происходит отделение осадка. Осадок, с расходом Q=24 м3/сут, с сорбированными нефтепродуктами (CH=1200−7350 мг/л) с помощью перекачиваемого насоса 16 поступает в шламонакопитель 6, откуда насосом 21 подачей осадка на обработку на вакуум −фильтры, после чего направляется на шламовые площадки завода. Сточная жидкость после отстойника 4 (Q=123 м3/сут.), с концентрацией нефтепродуктов 2-10 мг/л, для доочистки поступает на фильтры 5. Очищенные стоки собираются в рчв 10, откуда насосом 17 направляется в обратную систему. Остаточная концентрация нефтепродуктов в воде прошедшей фильтрацию составляет 1–5 мг/л. Промывка фильтрующей загрузки осуществляется горячей водой из резервуара 11 с помощью насоса 18. загрязнённая промывная вода (Q=10 м2/сут. и СH=13−70 мг/л) направляется в резервуар 12, откуда насосом перекачки 19 подаётся в голову сооружений.

1.2. Обоснование технологической схемы очистки производственных сточных вод

Выбор технологической схемы очистки производственных сточных вод ведется одновременно с определением системы водоотведения промышленного предприятия и на основании данных о необходимой степени очистки. Выбранный метод (или комплекс методов) должен быть простым, а также экономически и экологически целесообразным в конкретных условиях. Особое вниманием следует уделить извлечению ценных компонентов, утилизации отходов, регенерации осадков, повторному использованию очищенной воды в оборотной системе технического водоснабжения.

На одном предприятии для разных потоков сточных вод могут быть использованы принципиально разные методы их очистки. Например, в ходе станкостроительного производства образуются эмульсионные стоки от цехов охлаждающих жидкостей, кислые, щелочные, хромсодержащие стоки травильного отделения, бытовые сточные воды. Последние удаляются в горкол-

6

лектор водоотведения без предварительной очистки. Очистка маслоэмульсионных вод может быть проведена с использованием коагулянтов (например, сернокислого алюминия), или электрокоагуляцией с применением асимметричного тока. Хромсодержащие сточные воды могут быть отведены совместно с кислыми, в которых содержится железный купорос. При этом сокращаются расходы товарных реагентов-восстановителя и кислоты. Для нейтрализации можно использовать щелочные стоки. Таким образом, каждый поток, кроме щелочного, целесообразно обрабатывать раздельно с учетом повторного использования очищенной сточной воды, утилизации ценных компонентов (железного купороса, кислоты), регенерации гидроокисного глиноземного осадка. При выборе метода очистки и состава сооружений в зависимости от характера загрязнений сточной воды и необходимой степени очистки рекомендуем обращаться к табл.1.

7

8

9

Продолжение табл. 1

10