Технології очищення води

В умовах розвитку промислового виробництва в Росії надзвичайно важливим є пошук необхідного балансу між потребами промисловості в сировині, енергії, розміщенні відходів виробництва, включаючи викиди і скиди, і потребами громадян. Останні включають не тільки екологічно сприятливі умови проживання, а й робочі місця, гідну заробітну плату, можливість забезпечити своє майбутнє і майбутнє своїх дітей.

Як показує європейський і світовий досвід, в даний час найбільш досконалим інструментом встановлення такого балансу є видача промисловим підприємствам комплексних дозволів на викиди, скиди, розміщення відходів на основі технологічного нормування з використанням найкращих доступних технологій (НДТ). Комплексність дозволу дозволяє, по-перше, істотно спростити процедуру отримання дозволу і, по-друге, мінімізувати всі види негативного впливу на навколишнє середовище.

Технологічне нормування істотно спрощує процедури, як виробничого екологічного контролю, так і державного контролю діяльності підприємств. Комплексне вирішення на базі НДТ містить обмежений список параметрів для контролю, характерних саме для використовуваної технології.

Застосування найкращих доступних технологій неможливо без розробки відповідних довідкових матеріалів по НДТ. Так в Європейському Союзі (ЄС) за 15 років впровадження комплексних дозволів накопичений значний досвід в частині розробки документів по НДТ. Метою російсько-європейського проекту «Гармонізація екологічних стандартів», в якому РХТУ ім. Д.І. Менделєєва бере активну участь поряд з галузевими науковими інститутами та передовими підприємствами Російської Федерації, є адаптація НДТ ЄС до російських умов. Результати проекту показують можливість і доцільність розвитку даного підходу для РФ.

Нові керамічні нанофільтраціонние мембрани з активним мембранним шаром на основі TiO2 мають середній розмір пор 0,9 нм і забезпечують видалення молекул масою понад 450 D (Дальтон). Промислові випробування з очищення стічних вод текстильного виробництва від барвників проходили на установці нанофільтрації (площею поверхні 5,1 м2).

У Російській Федерації в даний час діє Федеральний закон від 10.01.2002 N 7-ФЗ «Про охорону навколишнього середовища» (прийнятий ГД ФС РФ 20.12.2001). Одним з основних понять ФЗ «Про охорону навколишнього середовища» є найкраща існуюча технологія (НСТ). НСТ - технологія, заснована на останніх досягненнях науки і техніки, спрямована на зниження негативного впливу на навколишнє середовище і має встановлений термін практичного застосування з урахуванням економічних і соціальних факторів.

Відповідно до статті 36 Федерального закону «Про охорону навколишнього середовища» від 10.01.2002 N 7-ФЗ при проектуванні будинків, будівель, споруд та інших об'єктів повинні враховуватися нормативи допустимого антропогенного навантаження на навколишнє середовище, передбачатися заходи щодо попередження та усунення забруднення навколишнього середовища , а також способи розміщення відходів виробництва та споживання, застосовуватися ресурсозберігаючі, маловідходні, безвідходні та інші найкращі існуючі технології, що сприяють охороні навколишнього середовища, у сстановленію природного середовища, раціонального використання і відтворення природних ресурсів. Крім того, капітальні та експлуатаційні витрати на впроваджувані технології в кінцевому підсумку включаються в собівартість виробленої продукції і, отже, потрібно дотримуватися балансу, що забезпечує як високу рентабельність виробництва, так і високу якість природоохоронних заходів.

Сучасна концепція раціонального використання водних ресурсів передбачає розробку і застосування систем повторного використання води на підприємствах з метою зменшення обсягів забору свіжої води і скидання стічних вод. Пропонований в роботі підхід до вирішення завдання зниження загальної кількості що скидаються забруднень передбачає масове використання на промислових підприємствах і в секторі ЖКГ для очищення і повторного використання стічних вод ряд універсальних модульних установок очистки води. Установки ГК ТЕП спроектовані і побудовані фахівцями РХТУ ім. Д.І. Менделєєва та Компанії Membrane System Engineering на основі прогресивних мембранних і флотаційних технологій очищення води, які найбільш цілісно відповідають вимоги природоохоронного законодавства та визначення НСТ (НДТ).

Пропонований підхід до вирішення завдань очищення стічних вод гальванічних виробництв, оборотного водопостачання пралень підприємств і виробництв миючих засобів, текстильної промисловості і друкарень за допомогою установок ГК ТЕП дозволяє не тільки домогтися високої якості очищення стічних вод, що дозволяє здійснити їх повторне використання, а й зробити їх впровадження і експлуатацію рентабельними. Концепція рентабельності мембранних і флотаційних установок полягає в наступному:

• Універсальність при видаленні з води забруднень різного типу;

• Висока ефективність очищення стічних вод 97-99,5%;

• Малі займані площі (1м2 обладнання - 4м3 / ч очищеної води);

• Низькі експлуатаційні витрати (на змінні елементи і електроенергію);

• Простота монтажу, введення в експлуатацію і автоматичний режим роботи;

• Висока хімічна стійкість і довговічність обладнання;

• Можливість збільшення продуктивності очисних споруд без заміни вже існуючого обладнання завдяки модульності його виконання.

Очищення стічних вод і оборотне водопостачання гальванічних виробництв

Відповідно до технологічної схеми, представленої вище, стічні води проходять попередню обробку і кілька стадій очищення в залежності від вимог до якості очищеної та / або оборотної води. На першій стадії відбувається вилучення гідроксидів і фосфатів важких металів, нафтопродуктів, поверхнево-активних і зважених речовин в електрофлотатора . На другій стадії відбувається доочищення води від залишкового вмісту важких металів і колоїдних частинок на установці ультрафільтрації перед скиданням у систему міської каналізації або подачею на установку знесолення. На третій стадії відбувається знесолення води на установці низьконапірного зворотного осмосу з метою її повторного використання у виробництві. У разі високого вмісту солі концентрату з установки зворотного осмосу, його утилізують на вакуум-випарної установки з отриманням дистиляту і твердого відходу. Дане технічне рішення дозволяє отримати дві категорії очищеної води: для повторного використання на операціях промивки деталей - 2 кат. ГОСТ 9.314 і для приготування розчинів електролітів - 3 кат. ГОСТ 9.314.

Результат роботи очисних споруд стічних вод гальванічних виробництв побудованих на основі Найкращих Доступних Технологій:

Використання комбінації електрофлотаціі, ультрафільтрації і низьконапірного зворотного осмосу дозволяє значно скоротити як водоспоживання та водовідведення, так і витрати на експлуатації очисних споруд промислового підприємства. При цьому істотно підвищується рентабельність гальванічного виробництва.

Розроблена технологія очищення стічних вод із застосуванням комбінування електрофлотаціі, ультрафільтрації та низьконапірного зворотного осмосу, рекомендується до впровадження на модернізованих і знову споруджуваних очисних спорудах гальванічного виробництва в регіонах з жорсткими вимогами ГДК.

Очищення стічних вод та оборотне водопостачання виробництв синтетичних миючих засобів та пральних закладів

Останні кілька років проблема створення водооборота на підприємствах стоїть особливо гостро. Підвищення цін на воду і водовідведення змушує підприємства гарячково шукати виходи для забезпечення рентабельності виробництв. При цьому в різних технологічних циклах вимоги до якості оборотної води різні. Для прикладу розглянемо два випадки успішного впровадження водооборота на виробництвах синтетичних миючих засобів та пралень підприємствах.

Розробка мембранних установок на основі вітчизняних і зарубіжних композитних НФ мембран і впровадження їх на очисних спорудах промислових підприємств, дозволяє вирішувати екологічні проблеми виробництв, що генерують стічні води складного складу і створювати на них системи оборотного водопостачання. Однак сучасні рулонні нанофільтраціонние (НФ) і обратноосмотические (ГО) мембранні елементи мають істотний недолік - наявність сепараторной сітки-турбулізатора, яка утворюють мембранний канал між шарами полімеру. У місцях зіткнення сітки і мембрани утворюються застійні ділянки, які є причиною скупчення колоїдних частинок і освіти кристалічних наростів

Технологічна схема очищення стічних вод виробництва миючих засобів і пральних підприємств із застосуванням електрофлотатора, самопромивного фільтра з рейтингом 5 мкм з зносостійких матеріалів, а також установки напірної нанофильтрації або нанофільтрації під вакуумом представлена ​​вище. Основні техніко-економічні переваги очисних споруд, побудованих за такою схемою:

• Низькі експлуатаційні витрати завдяки відсутності необхідності періодичної заміни дорогих сорбентів і фільтроматеріали на тканинній основі;

• Тривалий термін служби конструкційних матеріалів обладнання: поліпропілен (до 50 років), електроди електрофлотатора (5-10 років), нанофільтраціонние мембранні елементи нового покоління (3-5 років);

• Низькі енерговитрати при використанні установок вакуумної нанофильтрації замість установок напірної нанофільтрації і зворотного осмосу;

• Малі займані площі під очисні споруди завдяки відсутності в потреби локальної біологічної очистки стічних вод.

Нова конструкція мембранної установка нанофильтрації під вакуумом, подана нижче, була розроблена фахівцями Компанії Membrane Engineering Systems і РХТУ ім. Д.І. Менделєєва для того, щоб виключити наявність застійних ділянок в мембранних елементах і забезпечити можливість зворотного промивання мембран гідравлічним ударом, по аналогії з технологіями мікро- і ультрафільтрації.

Промислова установка вакуумної фільтрації на основі нанофільтраційних і обратноосмотічеськіх мембран для очищення стічних вод складного складу від органічних забруднень

Фільтрація під вакуумом і видалення сітки з мембранного елемента дозволили максимально підвищити вихід фільтрату і збільшувати ступінь концентрування вихідної води в мембранних установках, виключивши проблеми освіти опадів малорозчинних солей на мембранах.

Результат роботи очисних споруд стічних вод пралень і виробництв миючих засобів побудованих на основі Найкращих Доступних Технологій:

Очищення стічних вод та оборотне водопостачання текстильної промисловості

За обсягом споживання природної води і скидання стічних вод одне з провідних місць займають фарбувальні та оздоблювальні виробництва підприємств текстильної промисловості. Питома витрата природного води, а відповідно стічних вод, в цих виробництвах становить 70 - 400 м3 на тонну продукції. Тому завдання розробки і впровадження технології, що забезпечує очистку і повернення стічних вод складного складу у виробництво, є сьогодні вкрай актуальною.

Стічні води текстильного виробництва відрізняються підвищеним вмістом зважених речовин, сульфатів, хлоридів, високим значенням ГПК , Фракційний склад якого представлений поверхнево-активними речовинами, органічних і неорганічних барвниками.

Основні технологічні процеси текстильного виробництва, які є джерелами сильно забруднених стічних вод складного складу:

• Стічні води, що утворюються в процесі расшліхтовкі, мають високе значення ГПК. При очищенні даних стоків на установці ультрафільтрації з керамічними мембранами, стійкими до високої температури і агресивних хімічних середовищ здійснюється як повернення 85-90% води на повторне використання, так і обробка Шліхт до рівня, придатного для її повторного використання в якості палива;

• Стічні води, що утворюються в процесі відбілювання бавовни, мають високе значення ГПК через наявність органічних речовин, що містяться в бавовні. Для знебарвлення і утилізації даних стоків застосовується комбінація ультрафільтрації на керамічних мембранах і нанофільтрації під вакуумом. Концентрат з установки нанофильтрації надходить на фільтри із завантаженням активованого вугілля низької якості. Після вироблення ресурсу вугілля спалюється в каталітичних печах.

• Стічні води, що утворюються в процесі барвників текстилю, мають високі значення ГПК, через наявність органічних барвників, і солевмісту, отже, для їх утилізації також застосовується комбінація ультрафільтрації та нанофільтрації під вакуумом.

Технологічна схема очищення стічних вод фарбувального цеху текстильного підприємства з застосуванням установки ультрафільтрації на основі керамічних мембран, системи нанофільтрації під вакуумом, а також сорбційної установки для освіти твердого відходу виробництва представлена ​​нижче. В ході розробки технології успішно використаний керівний документ ЄС по НДТ - «Текстильна промисловість» [12].

Установка ультрафільтрації витягує і концентрує мікрочастинки / частки і довголанцюгові компоненти органічних стічних вод при температурі до 95 ° C. Незважаючи на те, що технологія ультрафільтрації в останні роки активно використовується в харчовій і фармацевтичній галузях промисловості, тільки завдяки використанню керамічних мембран, стійких до агресивні хімічних середовищ і високих температур, сьогодні можливо його застосування і в текстильній промисловості. Це дозволяє ефективно вести очищення стічних вод текстильного виробництва в безперервному режимі. Ультрафільтрація надійно захищає від забруднення нанофільтраціонние мембранні елементи, гарантуючи тим самим надійність роботи очисних споруд.

В процесі нанофільтрації під вакуумом відбувається вилучення з води і концентрування розчинених солей і барвників. Використовуючи поєднання ультрафільтрації та нанофільтрації, можна досягти 80-85% повернення оброблених стічних вод в технологічний процес. Після застосування комплексу мембранної фільтрації очищена вода безбарвна, рівень ГПК становить не більше 15 мгО2 / л.

Завантажити опитувальний лист - Очищення стічних вод