Очистка сточных вод металлообрабатывающих предприятий: проблемы и решения
Авторы: Д.В. Павлов
Описание: Статья описывает технологию ичстки сточных вод металлообрабатывающих предприятий
На металлообрабатывающих предприятиях образуются сточные воды, состав которых зависит от технологических процессов, используемых в производственном цикле. Очистные сооружения большинства предприятий устарели и не обеспечивают очистку воды до ПДК загрязняющих примесей.
Специалисты Технопарка РХТУ им. Д. И. Менделеева разработали ряд локальных сооружений, которые позволяют эффективно очищать сточные воды от взвешенных веществ, ПАВ, нефтепродуктов, ионов тяжелых металлов и др.
Е1, Е2, Е3 — накопительные емкости; Н1, Н2 — насосы; Д1, Д2 — емкости для приготовления растворов реагентов; НД1, НД2, НД3 — дозирующие насосы; Р — реактор смешения; ЭФ — электрофлотационный модуль; ИПТ — источник питания электрофлотационного модуля; ФП — фильтр-пресс; КФ — кварцевый фильтр; ИФ — ионообменный фильтр
Система работает следующим образом. Кислотно-щелочные сточные воды поступают в накопительную емкость Е1. В нее же из накопительной емкости Е2 дозирующим насосом НД1 подают отработанные растворы электролитов. Далее смесь насосом Н1 перекачивают в реактор Р, в который дозирующими насосами НД2 и НД3 вводят реагенты — едкий натр и анионный флокулянт. Из реактора Р сточные воды самотеком поступают в электрофлотатор ЭФ, в котором происходит извлечение гидроксидов тяжелых металлов, ПАВ и нефтепродуктов. Из электрофлотатора осветленную воду направляют в промежуточную емкость Е3 и далее насосом Н2 подают на кварцевый фильтр КФ, а затем — на ионообменный фильтр ИФ. В ионообменном фильтре происходит удаление следов тяжелых металлов до ПДК. Очищенную воду можно сбрасывать в канализацию или возвращать в технологический цикл на повторное использование.
Осадок из электрофлотатора и кварцевого фильтра подают на фильтр-пресс ФП, где обезвоживают до влажности 70 %. Шлам сдают на утилизацию.
Основной технический узел системы очистки — электрофлотационный модуль, состоящий из электрофлотатора с нерастворимыми электродами, системы сбора шлама, источника постоянного тока и вытяжного зонта (рис. 2).
Рис. 2. Электрофлотационный модуль производительностью 10 м3/ч
Модуль может работать в непрерывном и периодическом режимах. В нем протекают процессы выделения водорода и кислорода за счет электролиза воды и флотации. Модуль обеспечивает извлечение взвешенных веществ, нефтепродуктов, ПАВ, катионов металлов (Cu2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+, Cr3+, Al3+, Pb2+, Fe2+, Fe3+ Ca2+, Mg2+ и др.) в виде гидроксидов и фосфатов при любом соотношении катионов в присутствии различных анионов.
Основные технические характеристики модуля приведены в табл. 1.
Таблица 1
Основные технические характеристики электрофлотационного модуляПараметр Значение
Расход реагента, г/м3 5-10
Производительность, м3/ч 1-10
Расход электроэнергии, кВт·ч/м3 0,5-1
Размеры, мм 2 500 x 1 300 x 1 200
Напряжение на установке, В до 30
Срок службы электродных блоков, лет до 10
Качество очистки воды в электрофлотационном модуле характеризуют данные табл. 2.
Другой важный узел системы — ионообменный фильтр — очищает воду от катионов тяжелых металлов (Сu2+, Ni2+, Zn2+) до уровня ПДК.
Таблица 2
Показатели сточной и очищенной воды
Показатель Вода
сточная очищенная
Концентрация ионов тяжелых металлов, мг/л 10-100 0,1-0,5
Взвешенные вещества, мг/л до 300 0,5-1
рН 3-12 б,5-8,5
Данная технологическая схема успешно применена на очистных сооружениях ОАО «Российские железные дороги». Она предусматривает обработку кислотно-щелочных и хромсодержащих промывных вод в самостоятельных технологических цепочках и обеспечивает очистку от ионов тяжелых металлов до концентрации 0,01 мг/л, от взвешенных веществ и нефтепродуктов до 0,1-0,5 мг/л.
Предложенные технологии реализованы в модульных, блочно-модульных и сборных установках. Разработаны модификации модульных установок для разных составов сточных вод и климатических условий.
Модульные установки производительностью от 1 до 10 м3/ч предназначены для очистки производственных сточных вод до уровня, позволяющего сбрасывать их в водоемы хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования.
Электрофлотационное оборудование прошло промышленные испытания на более чем 60 предприятиях России. Пилотные установки работают в США, Канаде, Италии. На базе Технопарка РХТУ им. Д. И. Менделеева организован мелкосерийный выпуск оборудования.
Metal-Working Industry Wastewater Treatment: Research and Development
Pavlov D. V., Varaksin S. O., Science Park, D. I. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Kolesnikov V. A., D. I. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
The Science Park has developed and successfully introduces the modern systems of wastewater treatment into the metal-working industry. By low power inputs and reagents consumption the installations remove heavy metals ions up to 0.01 mg/l and suspended matters and petroleum derivatives up to 0.1-0.5 mg/l.
Сведения об авторах
Павлов Денис Владимирович, вед. инженер, Технопарк Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, Миусская пл., 9, Москва, 125047, Россия. Тел. (495) 768-06-46. E-mail
Вараксин Станислав Олегович, канд. техн. наук, директор, Технопарк Российского химико-технологического университета им. Д. И. Mенделеева, Mиусская пл., 9, Mосква, 125047, Россия. Тел. (499) 978-49-59. E-mail
Колесников Владимир Александрович, д-р техн. наук, проф., ректор, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Миусская пл., 9, Москва, 125047, Россия. Tел. (499) 978-49-59. E-mail