На чем основываются данные предложения, где их научное, технологическое обоснование?

В своей экологической, производственной деятельности пришлось изучать работу напорного флотатора на действующих очистных сооружениях Херсонской нефтегавани и Феодосийской нефтебазы, т. к. этот метод очистки хорошо подходил для Херсонского консервного комбината... Практический опыт подкреплялся теоретическими выводами из книг Мацнева А.И., Роева Г.А. Сделаем дайджест из книг этих признанных специалистов, применительно по теме очистки стоков.

Мацнев А.И. приводит совершенно потрясающую таблицу о применении флотации в различных областях хозяйственной и производственной деятельности. Привожу в оригинале ее на рис. 1.

Рис. 1. Эффективность применения флотации в отраслях промышленности. [2].

И констатирует, что в прошлом метод флотации «успешно использовался в бумажной промышленности»...

Есть несколько способов флотирования стоков:

«флотация с выделением воздуха из раствора - вакуумные, напорные и эрлифтные установки;

флотация с механическим диспергированием воздуха – импеллерные, безнапорные и пневматические установки;

флотация с подачей воздуха через пористые материалы; электрофлотация; биологическая и химическая флотации». [2].

Наиболее распространение получил способ напорной флотации с выделением воздуха из раствора. Упрощенный физический смысл напорной флотации заключается в подъеме на зеркало флотатора примесей, с помощью мелко дисперсных пузырьков воздуха, закрепленных на их поверхности. Образующаяся пена удаляется с поверхности флотатора механическим способом (скребком, сжатым воздухом и т.д.).

Каков же опыт применения напорной флотации в бумажной промышленности?

Рассмотрим это на примере производства вискозного волокна. Исходным сырьем для получения вискозного волокна является целлюлоза. В процессе ее переработки используется целый ряд химических материалов: едкий натрий, сероуглерод, серная кислота, сульфат цинка, красители, замасливатели и т.д. Кроме того, в результате химического взаимодействия образуются дополнительно различные химические соединения: сульфат натрия, сероводород, сера, сернистый цинк ... Во время различных операций с получением и отделкой волокна часть указанных веществ попадает в канализацию.

« При очистке сточных вод вискозного производства флотацией достигается следующий эффект. Взвешенные вещества задерживаются при очистке вискозного стока на 98,0%, общего – на 96%... В том числе гидратцеллюлозные компоненты задерживаются на 98,3%, при очистке общего стока – на 97,5%, общего известкованного – на 97,2%».[2].

Рис. 2. Мацнев А.И. – схема экспериментальной флотационной установки для вискозного производства. [2].

На рис.2 показана схема экспериментальной флотационной установки, на которой получены столь высокие результаты по эффективности. Однако, данная установка напорной флотации имеет существенные недостатки: как пониженный низкий КПД флотационного насоса, возможный кавитационный режим при подачи воздуха более 3,5%, отсутствие напорного бака, днище плоское, а не под уклон (для сбора осадка при зачистки) и другие... Эти и другие недостатки мной учитываются при разработки технологической схемы и рабочих чертежей.

«При незначительном времени пребывания сточных вод во флотационных установках (20 - 40 мин) обес­печивается весьма высокий эффект очистки (до 90— 98%) от нерастворимых примесей и взвешенных ве­ществ. Это предопределило перспективность метода и возможность его использования для очистки сточных вод как промышленных, так и бытовых. Очистка фло­тацией сточных вод сопровождается одновременно та­кими явлениями как аэрация, снижение концентрации поверхностно-активных веществ, бактерий и микроор­ганизмов, что способствует дальнейшей очистке сточ­ных вод, улучшается общее санитарное состояние, а иногда может иметь самостоятельное значение и явить­ся решающим фактором при выборе метода предвари­тельной очистки». [2].

Проведем укрупненный технологически – экономический расчет новой схемы очистки для Байкальского ЦБК. Возьмем за тех условия максимальный суточный расход сточных вод в 240 000 м³, в перерасчете это, в среднем, 10 000 м³/час. Объем камер напорной флотации при 30 минутной флотации составит 5000 м³, прибавим 20% резерв – 6000 м³. Данные емкости можно иметь после реконструкции аэротенков. Напорный флотатор имеет напорный бак, объем его рассчитанный на 5 минутное пребывание стоков под давлением. На рис. 3 приведены схемы обвязки флотационных установок[3].

Рис. 3. Схема установок очистки сточных вод напорной флотацией:

а – с насыщением всего потока воды воздухом; б – с насыщением части потока воды воздухом; в – с рециркуляцией части очищенной воды; 1 – центробежный флотационный насос; 2 – напорный резервуар; 3 – редукционный клапан; 4 – флотоотстойник; 5 – камера смешения.

Принципиальная технологическая работа напорного флотатора показана на рис. 4[3].

Рис. 4. Схема прямоугольного флотатора: 1 – приемная камера; 2 – отстойная камера; 3 – камера пены, шлама; 4 – распределительная труба; 6 – отводная труба; 7 – транспортер.

Для реконструкции аэротенка в напорный флотатор технологические режимы нужно выполнять, т. к. нарушение этих правил скажется на работу установки в целом. Так не везде напорные флотаторы работают эффективно. Плохо - на Запорожской АЭС, отлично – на Феодосийской нефтебазе... Этому свои объяснения (нарушения технологического процесса).

Для фильтрации стоков после флотатора необходимо иметь технологически необходимую (суммарную) фильтрационную площадь полипропиленового фильтра предлагаемой конструкции. Задаем скорость фильтрации стоков 50 м/час, тогда площадь будет 10000:50 = 200 (м²). Стоимость фильтра составит, при средней стоимости 100$ или 3200 руб. за 1 м², - 640 000 руб. Сюда надо добавить еще стоимость насосного оборудования, его управления и технологическую обвязку оборудования... Не помешает заложить в смету непредвиденные расходы, небольшие научные эксперименты.

Из имеющейся технологической блок - схемы Байкальского ЦБК, при возможной реконструкции, получиться другая схема: отстойники – напорный флотатор - химическая очистка (имеющаяся) - отстойники (имеющиеся) – пруд (имеющийся) - фильтр – подача воды на основное производство. Эта цепочка может иметь ответвления на том этапе технологической схемы, где качество воды обеспечивает некоторый процесс, например разбавление целлюлозы после хлорирования...

В данной статье не возможно охватить все нюансы производства, да я это и не ставил в задачу. Главная моя цель, чтобы предложение было изучено и принято для обсуждение под конечный результат – сделать Байкал чище, а производство ЦБК эффективно работающим.