Чирков О.А., Нилов А.П., Башаева И.А.

ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КРАСИЛЬНО-ОТДЕЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА.

Основным источником экологической опасности красильно-отделочного производства является сброс неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. По количеству потребляемой воды и образующихся промстоков текстильная промышленность уступает лишь таким водоемким производствам, как черная и цветная металлургия, химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, топливно-энергетический комплекс. В технологических процессах красильно-отделочного производства вода применяется как растворитель реагентов и красителей, служит средой для проведения химических процессов обработки волокна, средством для удаления загрязнений и продуктов не вступивших в реакции и выделившихся в процессе реакции. Необходимо отметить, что количество отходов, большая часть из которых приходится на сточные воды, превышает количество получаемой продукции в сотни раз (величина удельного водоотведения). Большое количество и загрязненность производственных стоков служит прежде всего показателем несовершенства технологических процессов. Поэтому проблему очистки сточных вод следует рассматривать не самостоятельно, а совместно с технологией основного производства, как завершающую стадию каждой технологической операции.

Основным направлением в красильно-отделочном производстве по сокращению потребления свежей воды и уменьшению выбросов является создание технологических систем в масштабах отдельных цехов (и предприятий в целом), с многократным использованием воды, в идеале без сброса неочищенных стоков на общезаводские очистные сооружения, в городскую канализацию или на рельеф (в открытые водоемы). Свежая вода в подобные системы должна добавляться лишь для возмещения естественных потерь. В основу создания указанных технологических систем заложены принципы значительного сокращения потребления свежей воды и (если возможно) полного исключения воды из технологических операций и локальной очистки сточных вод отдельных участков производств (с утилизацией ценных компонентов) и подготовки воды для повторного использования. Разрабатывать подобные системы следует с учетом особенностей не только технологических процессов, но и источников воды, т. е. ее исходного качества и требуемого технологией, величин водопотребления и водоотведения, с изысканием способов локальной очистки сточных вод и поиском возможных потребителей извлеченных из отходов ценных веществ.

В текстильной промышленности на сегодняшний день реально существует некий предел повторного использования отработавшей технологической воды, составляющий 30–35% от общего количества потребляемой воды. Рост этой величины возможен при совершенствовании технологии в направлении сокращения удельного расхода свежей воды на единицу продукции за счет внедрения последовательного использования воды, противоточной промывки или возврата в технологию очищенных сточных вод.

Ключевым моментом оптимизации водоотведения является проблема разделения сетей внутрицеховой производственной канализации, поскольку сброс стоков от разных операций в одну сеть внутриплощадочной канализации приводит к перемешиванию стоков и образованию многокомпонентной смеси, которую невозможно эффективно очистить ни одним из методом. Создание нескольких внутрицеховых раздельных сетей промканализации со сбросом в каждую из них стоков от конкретной технологической операции является оптимальным решением при выборе высокоэффективных методов очистки и состава локальных сооружений. Если необходимо повторно использовать очищенные стоки для той же технологической операции, то раздельных сетей канализации даже для одного технологического процесса может быть две или три, например, для раздельного отвода стоков после горячей и холодной промывок. В этом случае каждый сток, подаваемый по раздельной сети, должен и на локальных сооружениях обрабатываться в самостоятельных аппаратах.

Разработка и внедрение технологических процессов, обеспечивающих уменьшение количества и максимальную утилизацию отходов, а также многократное использование воды по замкнутому циклу, в настоящее время стали принципом научно-технического прогресса.

Необходимость и целесообразность создания замкнутой системы производственного водоснабжения обусловлено тремя факторами: дефицитом воды; исчерпанием разбавляющей и самоочищающей способности водного объекта, принимающего сточные воды; экономическими преимуществами перед очисткой сточных вод до нормативов, предъявляемых водоохранным контролем.

Поскольку в процессе работы замкнутых систем водоснабжения наблюдается рост солесодержания в воде, существенное значение приобретает кратность использования такой воды в технологии, и в ряде случаев последовательное использование воды становится выгоднее оборотного. При оптимизации водопотребления и водоотведения часто оказывается выгодным использовать не бессточные, а малосточные системы. Все известные методы фзико-химической очистки сточных вод, содержащих красители, ПАВ и другие сопутствующие им загрязнения, можно разделить на три основных группы: - извлечение загрязнений переводом в осадок или флотошлам, например путем сорбции на хлопьях гидроксидов металлов; - сепаративные методы, такие как сорбция на активных углях и микропористых ионитах, обратный осмос, ультрафильтрация, пенная сепарация и электрофильтрация; - деструктивные окислительно-восстановительные, вызывающие глубокие превращения органических соединений.

Сравнительный анализ различных способов показывает, что

1) физико-химическая обработка сточных вод от отделочных производств нецелесообразна из-за большого количества образующихся осадков;

2) применение методов сорбции и каталитического окисления требует больших капитальных и эксплуатационных затрат;

3)наиболее эффективна при условии предварительного извлечения из сточных вод веществ, ингибирующих биохимические процессы (сульфидов и ионов тяжелых металлов), непосредственная обработка стоков активным илом с последующей коагуляцией взвешенных веществ и отстаиванием, а также доочисткой (для обесцвечивания) на активных углях или озоном.

Рекомендуется объединять все текстильные промышленные стоки, прошедшие предочистку на локальных сооружениях, в одну сеть с хозяйственно-бытовыми стоками, совместно очищать их на общезаводских биохимических сооружениях или сбрасывать на городские очистные сооружения.

Опыт работы биосооружений показывает, что при соответствующих условиях (достаточном разбавлении бытовыми стоками, адаптацией активного ила к данной категории сточных вод от беления и крашения, выбора оптимального режима работы очистных сооружений) достигается эффективность очистки по показателям ХПК, БПК и ГДП на 82, 92 и 93% соответственно. При достаточном разбавлении бытовыми стоками очищенные биохимическим способом текстильные стоки становятся бесцветными и прозрачными. При недостаточном разбавлении они имеют остаточную цветность вследствие неполного разрушения красителей и приходится дополнять схему узлами физико-химической доочистки стоков.

Таким образом, на основании анализа путей повышения экологической безопасности красильно-отделочных производств и данных по оптимизации водопотребления и водоотведения с целью снижения потребления свежей воды и сокращения сброса сточных вод можно сформулировать следующее.

1) Наиболее прогрессивно создание раздельных сетей канализации со сбросом в них стоков от конкретных операций; создание локальных сооружений для каждой раздельной сети канализации для повторного использования стоков, очищенных до требуемого технологией качества; разработка и принятие обоснованных норм качества воды для каждой технологической операции по минимально допустимым показателям, требуемым технологией. Данные мероприятия позволяют создать малосточные системы для конкретных операций с автономным качеством воды и потребляющим свежую воду только для подпитки системы; повторное использование очищенных стоков позволяет сократить потребление свежей воды на технологические нужды на 60–65 % (см. рисунок).

2) Высококонцентрированные стоки необходимо отводить и очищать самостоятельно до нормативов, позволяющих их сброс на биохимические сооружения. Очищать подобные стоки до нормативов, разрешающих их повторное использование, нецелесообразно.

3) Наиболее экономичным и эффективным способом очистки сточных вод красильно-отделочных производств является биохимический, однако он высокоэффективен лишь при условии предварительного извлечения или разрушения на локальных сооружениях соединений, токсичных для активного ила.

4) При условии возврата в технологию сточных вод от операции крашения, очищенных биохимическим методом, необходимо предусматривать узел доочистки от остаточного количества неразрушенных красителей.

5) Внедрение всех перечисленных мероприятий в практику работы предприятий текстильной промышленности способно снизить количество выбрасываемых в окружающую среду отходов лишь частично. Более радикальным решением является пересмотр и улучшение основных технологических процессов.

Литература:

1. Чирков О.А., Башаева И.А., Нилов А.П. Управление технологическими параметрами для очистки сточных вод производственного процесса крашения тканей. - М.: «Янус-К», ИЦ ГОУ МГТУ «СТАНКИН», ПРОТЭК–2006: Труды международной научно-практической конференции, том 1, 2006.– с.37-41.