УДК 628.174
Биологические
сооружения совместной очистки промливневых и хозбытовых сточных вод
промышленных предприятий.
В.Д.
Назаров, М.В. Назаров, И.Ф. Гараев, О.В. Крупина
Уфимский государственный
нефтяной технический университет
Производственные
предприятия ООО «Трансгаз», как правило, расположены на неканализованной
территории. На предприятии образуются промышленные, ливневые, хозбытовые
сточные воды, а также небольшие объемы сточных вод гальванических участков.
Промышленные и ливневые сточные воды близки по составу, поэтому могут быть
очищены совместно сооружениями физико-химического типа. Хозбытовые сточные воды
традиционно очищаются биологическими сооружениями с доочисткой фильтровальными
сооружениями. Гальванические сточные воды требуют отдельного подхода, поэтому
очищаются локальными сооружениями.
Традиционным решением является
раздельная система канализации с очистными сооружениями биологического типа для
хозбытовых вод и физико-химического типа для промливневых вод. Однако, такое
решение приводит к неоправданно высоким затратам, поэтому нами рекомендуется следующая технологическая схема:
1-решетки;
2-песколовка; 3-отстойник; 4-реагентное хозяйство; 5-накопитель гальванических
стоков; 6-отстойник; 7-электрохимический фильтр; 8-сорбционный фильтр;
9-резервуар чистой воды; 10-реагентное хозяйство; 11-компрессор; 12-отстойник с
коалесцирующим фильтром;
13-электрофлотатор; 14-гидрофобный фильтр; 15-накопитель нефтепродуктов;
16-усреднитель; 17-первичный отстойник; 18-аэротенк; 19-вторичный отстойник; 20-фильтр с плавающей загрузкой; 21-электрохимический
фильтр; 22-сорбционный фильтр; 23-УФ-лампа;
24-резервуар чистой воды;
25-промывной насос; 26-реагентное хозяйство;
27-насосная станция; 28-шламовая площадка.
Рисунок
– Технологическая схема совместной очистки промливневых и хозбытовых сточных
вод промышленных предприятий.
Сооружения работают следующим образом.
Хозбытовые сточные воды проходят предварительную очистку на локальных
сооружениях, включающих решетки 1, песколовку 2 и отстойник 3. Для ускорения
осаждения взвешенных веществ в отстойнике используется коагулянт, дозируемый с
помощью реагентного хозяйства 4.
Сточные
воды гальванического участка, содержащие Cr6+, накапливаются в
накопителе 5, поступают на локальную очистку. В них дозируют
реагент-восстановитель с помощью реагентного хозяйства 10, после чего
образовавшийся гидроксид трехвалентного хрома осаждают в отстойнике 6 совместно
с другими загрязняющими веществами, т.к. гидроксид хрома является коагулянтом.
Железо, содержащееся в этой воде в высокой концентрации, удаляется известным
приемом – аэрацией и фильтрованием в активной минеральной загрузке. Аэрация
осуществляется компрессором 11, за счет чего двухвалентное железо окисляется до
трехвалентного, гидролизуется с образованием нерастворимых хлопьев коагулянта.
Фильтрующая загрузка ускоряет формирование хлопьев гидроксида железа, после
чего происходит его извлечение при фильтровании. В качестве активного
фильтрующего минерала использован силицированный кальцит [1].
Особенностью электрохимических фильтров
7 является увеличение эффекта очистки сточных вод за счет создания в теле фильтра
одного или множества электрохимических источников тока. При этом фильтр
становится генератором коагулянта [2]. Кроме этого, в теле фильтра происходит
поляризация зерен загрузки, образование связанных зарядов, извлечение
диспергированных частиц за счет электростатического притяжения к зернам
загрузки.
Далее предварительно очищенная вода
поступает в сорбционный фильтр 8, в котором извлекаются органические вещества и
остаточные концентрации ионов тяжелых металлов, после которого вода поступает в
резервуар чистой воды (РЧВ) 9 и усреднитель 16.
Промливневая сточная вода также
предварительно очищается локальными сооружениями, включающими отстойник 12 и
электрофлотатор 13. Отстойник представляет собой горизонтальный трехсекционный
аппарат. В первой секции происходит осаждение мехпримесей и всплытие капель
нефтепродуктов. Вторая секция загружена гранулированным коалесцирующим
материалом, предназначенным для укрупнения капель нефтепродуктов, которые
всплывают в третьей секции. Пленка нефтепродуктов удаляется с поверхности
отстойника скиммером.
Электрофлотатор 13 [1] является
устройством тонкой очистки воды от диспергированных загрязнений. Особенностью
электрофлотатора является разделение
газообразных продуктов. Водород используется в качестве флотирующего
агента, кислород используется в отдельной каталитической камере для окисления
растворенных органических веществ.
Предварительно очищенная промливневая
вода смешивается с остальными типами сточных вод в усреднителе 16.
Смесь сточных вод далее очищается
биологическими сооружениями, содержащими первичный отстойник 17, аэротенк 18,
вторичный отстойник 19. Для достижения жестких требований по качеству очищенных
вод, соответствующих предельно допустимым концентрациям водоемов
рыбохозяйственного назначения (ПДКрх), применен блок доочистки,
состоящий из фильтра с полимерной плавающей загрузкой 20, электрохимического
фильтра 21 и сорбционного фильтра 22.
Обеззараживание воды происходит
ультрафиолетовыми лампами 23, после чего она поступает в РЧВ 24. Вода из РЧВ
используется на полив территории, на промывку фильтров, а избыток поступает на
сброс в водные объекты.
Осадок из отстойных сооружений
поступает на шламовые площадки 28 для обезвоживания и дальнейшей утилизации.
Нефтепродукты, извлеченные отстойником 12 и электрофлотатором 13, для
обезвоживания поступают в гидрофобный фильтр 14 [3]. Нефтепродукты поступают в
накопитель, а отделившаяся вода – в голову сооружений.
Результат очистки сточных вод по
ступеням очистных сооружений представлен в таблицах 1-2.
Таблица 1 – Содержание загрязняющих
веществ по ступеням очистки локальных сооружений
|
Загрязняющее вещество |
Хозбытовые сточные воды |
Производственные сточные воды |
|||
|
Концентрация, мг/л |
Концентрация, мг/л |
||||
|
исходная |
после отстойника |
исходная |
после отстойника |
после электрофлотатора |
|
|
Взвешен.в-ва |
110 |
33 |
771 |
308 |
250 |
|
Сухой
остаток |
300 |
300 |
1214 |
1214 |
1090 |
|
БПК |
180 |
144 |
165 |
132 |
13 |
|
ХПК |
250 |
200 |
248 |
198 |
21 |
|
NН3 |
18 |
18 |
8,3 |
8,3 |
4,2 |
|
Фосфаты |
2,0 |
2,0 |
1,7 |
1,7 |
0,16 |
|
Жиры |
0,8 |
0,3 |
0,8 |
0,3 |
0,03 |
|
Нефтепродукты |
1,0 |
1,0 |
528 |
211 |
22 |
|
ПАВ |
2,5 |
1,2 |
764 |
382 |
17 |
|
Fe |
2,2 |
2,0 |
2,0 |
1,8 |
1,8 |
|
Cr |
- |
- |
1,2 |
1,2 |
0,06 |
|
Zn |
- |
- |
0,49 |
0,49 |
0,024 |
|
Al |
- |
- |
0,07 |
0,07 |
0,01 |
Таблица 2 – Содержание загрязняющих
веществ по ступеням очистки биологических сооружений
|
Загрязняющее вещество |
Концентрация, мг/л |
||||
|
после усред-нителя |
после биоло-гических сооружений |
после поли- мерного фильтра |
после элект-рохимического фильтра |
после сорб-ционного фильтра |
|
|
Взвешен.в-ва |
200 |
380 |
21 |
2,0 |
1,0 |
|
Сухой
остаток |
775 |
775 |
775 |
775 |
775 |
|
БПК |
66 |
15 |
7,5 |
3,0 |
2,0 |
|
ХПК |
92 |
21 |
10,6 |
5,0 |
3,0 |
|
NН3 |
9,7 |
1,0 |
0,5 |
0,25 |
0,25 |
|
Фосфаты |
0,9 |
0,7 |
0,35 |
0,17 |
0,17 |
|
Жиры |
0,14 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
|
Нефтепродукты |
13,1 |
2,6 |
1,3 |
0,26 |
0,05 |
|
ПАВ |
11,9 |
6,0 |
3,0 |
0,6 |
0,12 |
|
Fe |
1,88 |
1,5 |
1,05 |
0,21 |
0,04 |
|
Cr |
0,036 |
0,036 |
0,028 |
0,01 |
0,005 |
|
Zn |
0,014 |
0,014 |
0,007 |
0,003 |
0,003 |
|
Al |
0,006 |
0,006 |
0,003 |
0,003 |
0,003 |
Из представленных результатов следует,
что содержание загрязняющих веществ соответствует значениям ПДКрх.
Выводы
1. Предложена технология
совместной очистки промливневых и хозбытовых сточных вод, включающая
физико-химические и биологические методы, причем промливневые, хозбытовые и
гальванические сточные воды предварительно очищаются локальными очистными
сооружениями.
2. В технологии очистки
сточных вод использованы инновационные технические решения такие, как отстойник
с коалесцирующим фильтром, гидрофобный фильтр, электрофлотатор с каталитической
камерой, электрохимический фильтр, применение которых позволило увеличить
гидравлическую нагрузку на аппараты и достигнуть качества очищенной воды,
соответствующего ПДКрх.
Литература
1. Назаров В.Д., Зенцов
В.Н., Назаров М.В. Водоснабжение в нефтедобыче.-Уфа: Нефтегазовое дело,
2010-447с.
2. Патент РФ на изобретение
№ 2369565. Способ умягчения природных вод. //Назаров В.Д., Назаров М.В., Хабибуллина
М.Р./ Опуб.10.10.2009. Бюл. № 28.
3. Патент РФ на изобретение
№ 1452795. Устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод. //Назаров В.Д.,
Щур В.И., Султангулова Р.А., Сыртланов А.Ш./ Опуб.23.01.1989. Бюл. № 3.
Реферат
К
статье Назарова В.Д,, Назарова М.В., Гараева И.Ф., Крупиной О.В.,
«Биологические сооружения совместной очистки промливневых и хозбытовых сточных
вод промышленных предприятий»
Предложена технология очистки
промливневых, гальванических и хазбытовых сточных вод локальными сооружениями,
их смешение и дальнейшая очистка биологическими сооружениями с доочисткой
фильтрованием. Сооружения включают отстойники, гидрофобный фильтр,
электрохимический и сорбционный фильтр, фильтр с плавающей загрузкой, аэротенк,
электрофлотатор. Качество очищенной воды соответствует нормативам ПДК водоемов
рыбохозяйственного назначения.
Ключевые
слова
Промливневые, хозбытовые и
гальванические сточные воды, физико-химические методы очистки сточных вод,
отстойник с коалесцирующим фильтром, гидрофобный фильтр, электрохимический
фильтр, сорбционный фильтр, аэротенк, электрофлотатор.
Сведения
об авторах
Назаров
Владимир Дмитриевич - д.т.н., профессор УГНТУ, 89173430878, aqvita@mail.ru
Назаров
Максим Владимирович – к.т.н., директор МИП УГНТУ, 89173421261, aqvita@mail.ru
Гараев
Ильшат Фаритович – к.т.н., доцент УГНТУ, 89196156606, garaev666@mail.ru
Крупина
Ольга Владимировна – аспирант УГНТУ, 89191528479, Partizanka81088@yandex.ru