Е.В. Алекина, И.А. Сумарченкова, А.Н. Черемных

ГОУ ВПО Самарский государственный технический университет

Прогрессивная система очистки сточных вод крупного машиностроительного предприятия

Основной задачей при очистке сточных вод крупного машиностроительного предприятия является создание замкнутого водооборота [1]. С целью реализации этой задачи была спроектирована соответствующая очистная установка. Так как воды содержат хромсодержащие, концентрированные и смешанные производственные стоки, в ее состав должны входить следующие узлы:

1) обезвреживания хромсодержащих стоков;

2) переработки концентрированных стоков;

3) переработки смешанных производственных стоков.

Узел обезвреживания хромсодержащих стоков

Принципиальная схема разработанного узла обезвреживания хромсодержащих сточных вод представлена на рис.1.

Рис. 1. Принципиальная схема узла обезвреживания хромсодержащих

сточных вод.

Исходные сточные воды собираются в приемной емкости Е1, откуда насосом Н1 подаются в электрокоагулятор ЭК с растворимыми железными анодами. Из электрокоагулятора водная суспензия через камеру смешения КС направляется в отстойник ТО, снабженный тонкослойными элементами для разделения суспензии на осветленную часть и осадок. Для улучшения процесса хлопьеобразования в суспензию перед камерой смешения КС из емкости Е2 насосом НД1 дозируется раствор флокулянта.

Осветленная вода собирается в емкости Е3 и далее для тонкой очистки от следовых количеств тяжелых металлов направляется на узел доочистки в фильтр с зернистой загрузкой ФЗ, после чего осветленная вода подлежит дальнейшей переработке с основным потоком. Промывка зернистого фильтра ФЗ осуществляется осветленной водой из емкости Е3 насосом Н3. Загрязненная промывная вода отводится в емкость Е1. Осадок (суспензия гидроксидов металлов) из тонкослойного отстойника ТО выводится на узел обезвоживание очистных сооружений, куда также направляется и осадок из электрокоагулятора ЭК.

Узел переработки концентрированных стоков

Принципиальная схема разработанного узла переработки концентрированных стоков представлена на рис.2.

Рис. 2. Принципиальная схема узла переработки концентрированных стоков.

Концентрированные стоки поступают в емкость Е4, где осуществляется их нейтрализация растворами щелочи или кислоты, которые дозируются из емкостей Е5 и Е6 насосами НД2 и НД3 соответственно пропорционально показаниям рН-метра. Из емкости Е4 образовавшаяся суспензия насосом Н4 подается на фильтр-пресс ФП2, где разделяется на осветленную часть и осадок. Осветленная часть подается в емкость Е13 узла выпаривания, а осадок с влажностью до 80% направляется на утилизацию.

Узел переработки смешанных производственных стоков

Принципиальная схема 1-ой ступени установки очистки сточных вод представлена на рис.3.

Рис. 3. Принципиальная схема блока предочистки (1-я ступень) установки очистки сточных вод и узла обработки концентрированных стоков.

Исходные промывные воды собираются в накопителе Е7, откуда насосом Н5 подаются в тонкослойный отстойник ТО. С целью высаждения примесей тяжелых металлов производится реагентная обработка стоков. Для этого из емкости Е8 насосом НД4 пропорционально показаниям рН-метра дозируется щелочь для доведения рН сточных вод до значения 9,5-10, а из емкости Е9 насосом НД5 для улучшения процесса хлопьеобразования дозируется раствор флокулянта.

Осветленная вода собирается в емкости Е10 и далее для тонкой очистки от следовых количеств тяжелых металлов направляется на узел доочистки в фильтры с зернистой загрузкой ФЗ, после чего осветленная вода подлежит переработке на 2-ой ступени очистки. Промывка зернистого фильтра ФЗ осуществляется осветленной водой из емкости Е11 насосом Н8. Загрязненная промывная вода отводится в емкость Е7. Осадок (суспензия гидроксидов металлов) из тонкослойного отстойника ТО выводится на обезвоживание в осадкоуплотнитель ОУ и далее насосом Н6 подается на фильтр-пресс ФП.

Обезвоженный осадок после фильтр-пресса ФП с влажностью до 80% направляется на утилизацию. Фильтрат после фильтр-пресса ФП направляется в емкость Е10 и подвергается дальнейшей обработке с основным потоком.

Принципиальная схема 2-ой ступени установки для доочистки воды после электрокоагуляции представлена на рис.4.

Рис. 4. Принципиальная схема блока доочистки (2-я ступень) установки очистки сточных вод.

Осветленная вода из емкости Е11 через барьерный фильтр Ф насосом Н9 подается на первую ступень обратноосмотической мембранной установки ООМ1, укомплектованной рулонными мембранными элементами. В процессе разделения исходный поток делится на два: пермеат – очищенная и обессоленная до требуемых показателей вода и концентрат, содержащий сконцентрированные извлекаемые примеси. Очищенная вода собирается в емкости Е12 и насосом Н10 подается на повторное использование на операции промывки. Концентрат первой ступени подвергается дополнительному доконцентрированию на второй ступени мембранной установки ООМ2. Для этого концентрат высоконапорным насосом Н11 подается на мембранные аппараты второй ступени, где происходит разделение потока на две части: фильтрат, который отводится в емкость Е11, где смешивается с исходным потоком, и концентрат.

Концентрат обратного осмоса направляется на выпарную установку - энергосберегающий выпарной аппарат на базе 3-х ступенчатого испарительного блока с вертикально-трубчатыми пленочными испарителями. Солевой концентрат из последней ступени испарителя, упаренный до требуемой концентрации, выводится в сборник концентрата.

Кубовый концентрат, обогащенный солями до насыщенного состояния, поступает в приемную емкость Е_кц и, далее, направляется на узел кристаллизации при охлаждении.

Суспензия солей из емкости концентрата Е_кц насосом Н_кц подается в емкость-кристаллизатор Кр, снабженную перемешивающим устройством и змеевиком для охлаждения раствора насыщенных солей до температуры 20°С. Образующаяся суспензия поступает в осадительную центрифугу Ц. В центрифуге под действием центробежной силы происходит дальнейшее сгущение и отделение солей от маточника (фугата). При этом фугат, представляющий собой насыщенный раствор солей, отводится в емкость концентрата на повторное выпаривание Е_кц, а кристаллы соли с влажностью 20% выгружаются в контейнеры и направляются на место складирования для последующей утилизации.

Разработанная установка для очистки воды позволяет очистить ее в соответствии с требованием Госстандарта и создать замкнутый водооборот.

Литература

1. Колесников В.А., Меньшутина Н.В. Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод. – М: ДеЛи прин, 2005, 266 с.