Экологические аспекты глубокой очистки поверхностных ливневых вод (на примере ООО "Алексинстройконструкция")

19

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Министерство образования Российской Федерации МАТИ - Российский государственный технологический университет им. К. Э. Циолковского

Кафедра "Промышленная экология и безопасность производства"

РЕЦЕНЗЕНТ ЗАВ. КАФЕДРОЙ

Выпускная квалификационная работа бакалавра

По направлению: 553500 «Защита окружающей среды»

Тема: Экологические аспекты глубокой очистки поверхностных ливневых (сточных) вод на примере ООО "Алексинстройконструкция”

Студент Каменный А.С

Руководитель Зволинский В.П

Москва 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО ПРОИЗВОДСТВУ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1 Классификация сточных вод

1.1.1 Состав сточных вод

1.1.2 Вторичное использование промышленных сточных вод

1.2 Очистка сточных вод

1.2.1 Механический этап очистки сточных вод

1.2.2 Биологический этап очистки сточных вод

1.2.3 Физико-химический этап очистки сточных вод

1.2.4 Дезинфекция сточных вод

1.3 Характеристика производственных сточных вод завода ООО “Алексинстройконструкция”

1.3.1 Общие сведения об источнике загрязнения. Технология производства

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ОЧИСТКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛИВНЕВЫХ (СТОЧНЫХ) ВОД

2.1 Способы и методы определения содержания загрязняющих веществ в сточных водах

2.2 Методика определения нефтепродуктов в сточной воде

2.3 Физико-химические методы определения ПАВ в сточных водах

2.3.1 Способы очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ

ГЛАВА 3. ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЯ ООО “АЛЕКСИНСТРОЙКОНСТРУКЦИЯ”

3.1 Технологические основы по эксплуатации очистных сооружений ливнестоков и обязанности обслуживающего персонала

3.2 Состав и техническое состояние очистных сооружений

3.3 Пуско-наладочные работы по каждому звену очистных

3.3.1 Усреднитель

3.3.2 Нефтеловушка

3.3.3Фильтры доочистки

3.3.4 Бактерицидная установка

3.4 Система очистки ливневых стоков

3.4.1 Фильтр рукавный самовстряхивающийся ФРС

3.4.2 Электрофлотационный модуль глубокой очистки сточных вод от нефтепродуктов

3.4.3 Алюмокремниевый флоакулянт-коагулянт (АКФК)

3.4.4 Фильтрационные установки на основе керамических мембран “МЭМФИ”

3.4.5 Компактные установки глубокой очистки поверхностных (ливневых) сточных вод

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

АННОТАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Современное развитие производственных предприятий невозможно без внедрения природоохранных систем, что напрямую связано со строительством сооружений для очистки сточных вод. Серьезную проблему представляют вопросы утилизации осадков сточных вод. Из-за сложности, трудоемкости и энергоемкости процессов обработки осадков, а также наличия в них загрязняющих веществ промышленного происхождения накладывается множество ограничений на выбор способа утилизации. Основными задачами обработки осадков, особенно нефтепродуктов, является максимальное сокращение их объемов, а также обеспечение экологической и санитарной безопасности при последующей утилизации. Поэтому разработка эффективной технологии очистки стоков от нефтепродуктов является одной из важнейших задач, которую приходится решать при проектировании очистных сооружений бытовых и промышленных сточных вод.

Целью настоящей работы является повышение эффективности очистки сточных вод предприятия, установление экологических, и технологических принципов для глубокой очистки.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- провести анализ основных технологических процессов предприятия, выделены основные источники загрязнения окружающей природной среды;

- проведена оценка степени воздействия источников загрязнения на прилегающую территорию

- провести выбор методов очистки

- рассмотреть и выбрать технологии очистки

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО ПРОИЗВОДСТВУ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1 Классификация сточных вод

Сточные воды -- любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

По источнику происхождения:

- производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах производств), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации

- бытовые (хозяйственно-бытовые) сточные воды (образующиеся в результате бытовой жизнедеятельности человека), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации

- поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые-образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся, как правило, через систему ливневой канализации.

Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены:

По составу загрязнителей:

- загрязнённые по преимуществу минеральными примесями

- загрязнённые по преимуществу органическими примесями

- загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями

По концентрации загрязняющих веществ:

- с содержанием примесей 1--500 мг/л

- с содержанием примесей 500--5000 мг/л

- с содержанием примесей 5000--30000 мг/л

- с содержанием примесей более 30000 мг/л

по кислотности:

- неагрессивные (pH 6,5--8)

- слабоагрессивные (слабощелочные -- pH 8--9 и слабокислые -- pH 6--6,5)

- сильноагрессивные (сильнощелочные -- pH>9 и сильнокислые -- pH<6).

по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты:

- содержащие вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоёма (напр., на скорость процессов самоочищения)

- содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.)

- содержащие вещества, токсичные для человека и обитающих в водоёмах животных и растений

1.1.1 Состав сточных вод

В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей -- консервативные , то есть такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные , то есть такие, которые могут в том числе подвергаться процессам самоочищения водоёмов).

В состав сточных вод входят как неорганические (частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи); так и органические (нефтепродукты, органические кислоты), в том числе биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в том числе болезнетворные).

1.1.2 Вторичное использование промышленных сточных вод

Сточные воды любого промышленного предприятия содержат специфические загрязнения, которые должны удаляться до смешения со стоками другого производства или населенного пункта.

Значение повторного использования очищенных сточных вод в системах промышленного водоснабжения в полной мере зависит от конкретных местных условий, применяемых технологий и определяется главным образом возможностью и целесообразностью использования:

· сточных вод в системах оборотного и повторного водоснабжения предприятия или цехов

· очистных и обеззараженных хозяйственно-бытовых сточных вод в техническом водоснабжении предприятий или цехов

· очищенных сточных вод одних предприятий для технического водоснабжения других предприятий или цехов

По этим причинам сточные воды промышленных предприятий должны подвергаться обязательной локальной очистке, основной целью которой является:

· максимальное снижение потерь сырья со сточными водами;

· снижение потребления чистой воды;

· сокращение сброса сточных вод по объему и количеству загрязняющих веществ в водоемы

· снижение объема внезаводских очистных сооружений и капитальных вложений в их строительство.

1.2 Очистка сточных вод

Комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах. Обычно осуществляется в КОС установках. Процесс очистки делится на 4 этапа:

· механический

· биологический

· физико-химический

· дезинфекция сточных вод.

1.2.1 Механический этап очистки сточных вод

Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

· решётки (или УФС -- устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита

· песколовки

· первичные отстойники

· мембранные элементы

· септики

Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей -- сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, битого стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.

В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Эта технология применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврата их в производственный цикл. Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20-40 %. В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК5 снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

1.2.2 Биологический этап очистки сточных вод

Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими)

На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК.

Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.

С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение).

Первичные отстойники, куда на этом этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные резервуары глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения в бункер.

Также в биологической очистке, после первичных отстойников и аэротенков существует вторая линия радиальных отстойников. Во вторичных отстойниках находятся лососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.

1.2.3 Физико-химический этап очистки сточных вод

Физико-химические методы анализа, основаны на зависимости физических свойств вещества от его природы, причем аналитический сигнал представляет собой величину физического свойства, функционально связанную с концентрацией или массой определяемого компонента. Физико-химические методы анализа могут включать химические превращения определяемого соединения, растворение образца, концентрирование анализируемого компонента, маскирование мешающих веществ и других. В отличие от «классических» химических методов анализа, где аналитическим сигналом служит масса вещества или его объем, в физико-химические методы анализа в качестве аналитического сигнала используют интенсивность излучения, силу тока, электропроводность, разность потенциалов и др.

Данные методы используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.

В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:

· флотация

· сорбция

· центрифугирование

· гиперфильтрация

· нейтрализация

· экстракция

· выпаривание, испарение и кристаллизация

Важным этапом при очистке сточных вод является механическое обезвоживание осадка. На данный момент существует несколько технологий обезвоживания - с помощью камерных фильтр-прессов (рис.1),

Рисунок 1. Схема камерного фильтр-пресса модель ФКМ

с помощью ленточных прессов (рис.2)

Рисунок 2. Ленточный фильтр-пресс (внешний вид)



Рисунок 2.1. Схема ленточного фильтр-пресса

и с помощью центрифуг (декантеров). Каждая технология имеет свои плюсы и минусы (занимаемая площадь, энергопотребление, стоимость и тп). При обезвоживании обычно используют реагент (флокулянт) для увеличения эффективности обезвоживания. В настоящее время широкое применение получает использование центрифуг для обезвоживания. Качество разделения жидкой и твердой фракции самое высокое из вышеупомянутых технологий.

1.2.4 Дезинфекция сточных вод

Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения. Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут. Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных городов в России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод, такие как гипохлорит, дезавид иозонирование.

1.3 Характеристика производственных сточных вод завода ООО “Алексинстройконструкция”

1.3.1 Общие сведения об источнике загрязнения. Технология производства

Исследуемые сточные воды образовались в результате деятельности завода ООО “Алексинстройконструкция” расположенного на территории России в городе Алексин Тульской области. Завод представляет собой предприятие, занимающееся производством металлических гофрированных конструкций. Данное предприятие выпускает следующую продукцию: МГК с двумя типоразмерами гофра: 130/32,5 мм и 150/50 мм.

На территории завода находится гараж для спецтехники в котором стоит моечная машина(рис.3). Слив идет в общий сток, после чего очищается в нефтеловушке.

Рисунок 3. Устройство мобильной автомойки

Технология производства гофра

Металл закупается в виде рулонов и листов (производства “ОАО Северсталь”). Из них производится гофра размерами 130/32,5 мм и 150/50 мм. В дальнейшем производится нанесение цинкового покрытия горячим способом. Допуск нанесения цинкового покрытия 80-120 микрон по внешней и внутренней стороне гофра. Далее гофра поступает на линию химической обработки. Состоящую из:

- 2-ух ванн обезжиривания

- 2-ух ванн холодной каскадной промывки

- 3-ех ванн травления (кислота HCl с концентрацией необходимой для травления металла)

- ванна холодной промывки

- ванна флюсования

На последнем этапе металл поступает в ванну охлаждения.

В дальнейшем стоки с линии химической обработки и горячего цинкования перекачиваются на участок нейтрализации, что обеспечивает невозможность попадания стоков в ливневые воды. Происходит циркуляция, очищенная вода с линии химической подготовки на 80% возвращается в линию химподготовки.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ОЧИСТКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛИВНЕВЫХ (СТОЧНЫХ) ВОД

2.1 Способы и методы определения содержания загрязняющих веществ в сточных водах

Разделяют два основных типа мер локальной и общей очистки сточных вод предприятий: регенерационные и деструктивные методы. Как и следует из названия, первые методы очистки сточных вод на предприятиях позволяют извлечь из воды ценные примеси, которые могут быть повторно использованы в производстве, в то время как деструктивные методы очистки сточных вод промышленных предприятий тем или иным способом разрушают эти примеси, делая их безвредными. В локальной очистке сточных вод промышленных предприятий предпочтение отдается регенерационным методам, благодаря которым становится возможным повторное использование ценных продуктов. В качестве регенерационных мер очистки сточных вод на предприятиях могут быть использованы следующие технологии водоочистки: механическая очистка, включающая в себя фильтрацию, отстаивание, флотацию, процеживание; химические методы вроде коагуляции и флотации; электрокоагуляции и другие методы. В общей же очистке сточных вод промышленных предприятий допускаются и деструктивные методы, которые полностью разрушают все содержащиеся в воде примеси. Это связано с высокими требованиями и нормами качества сбрасываемых сточных вод, наличие разного рода загрязнителей в которых не допускается. Регенерационные методы зачастую не позволяют извлечь из воды весь содержащийся в воде загрязнителей, тогда используются деструктивные методы. Для экономии и снижения расходов в общей очистке сточных вод на предприятиях зачастую производится комплексная очистка, которая позволяет использовать одновременно оба метода очистки. Таким образом сначала проводятся регенерационные меры очистки сточных вод промышленных предприятий, во время которых из воды извлекаются все возможные ценные продукты, далее производится деструктивная очистка сточных вод на предприятиях, во время которых из воды удаляются остаточные количества загрязнителей. Наиболее распространенной мерой деструктивной очистки сточных вод промышленных предприятий является химическая очистка воды.

Для качественной очистки сточных предприятий строительных конструкций сегодня используются самые разнообразные технологии водоочистки. Свое применение в промышленности находят как механические, так и химические методы водоочистки. Основным критерием при выборе технологии очистки сточных вод промышленных предприятий становится состав воды, а именно наличие в ней тех или иных загрязнителей. В соответствии с составом воды проектируется локальные и общие системы очистки сточных вод предприятий строительных конструкций. Среди наиболее распространенных мер водоочистки можно назвать практически любые современные технологии очистки воды от механической очистки при помощи фильтрации до реагентных методов химической очистки, при этом необходимо использовать специальные системы дозирования реагента. Большая часть общих систем очистки сточных вод промышленных предприятий использует комплексные методы, то есть сочетает в себе несколько фильтров различного действия, локальные же системы очистки сточных вод на предприятиях допускают использование только одного фильтра в тех случаях, когда повторное использование воды не требует глубокой очистки сточных вод на предприятии. Среди всего разнообразия технологий очистки сточных вод промышленных предприятий выделяют три основных типа методов: механические, химические и физико-химические методы. На каждом из этих типов мы остановимся подробнее.

1.Механическая очистка сточных вод промышленных предприятий.

Механические методы очистки сточных вод на предприятиях предполагают использование тех или иных механических фильтров, которые, в свою очередь, делятся на несколько типов в зависимости от принципа действия. Таким образом разделяют механические фильтры-отстойники, фильтры, в своей основе использующие механическую фильтрацию воды через тот или иной фильтрующий материал, а также фильтры, использующие флотационные технологии.

Очистка сточных вод промышленных предприятий в фильтрах-отстойниках предполагают очистку воды под воздействием силы тяжести. В фильтрах-отстойниках очистка сточных вод промышленных предприятий предполагает отстаивание воды, во время которого взвешенные частицы механических загрязнителей оседают на дно фильтра-отстойника. Этот метод очистки сточных вод на предприятиях считается предварительной мерой, во время которой из воды удаляется только крупный «мусор». Отстаивание, как правило, применяется в сочетании с иными методами очистки вроде коагуляции, фильтрации и других способов. Механическая фильтрация -- это мера очистки сточных вод промышленных предприятий, во время которой, при помощи насосов-дозаторов (рис.4) вода процеживается сквозь слой какого-либо фильтрующего материала. В качестве материала загрузки подобных фильтров используются самые разнообразные материалы, обладающие зернистой или пористой структурой. Во время этой меры очистки сточных вод на предприятиях различного рода нерастворимые примеси задерживаются в порах или между гранулами фильтрующего материала. Этот метод используется и как самостоятельная мера очистки сточных вод промышленных предприятий, и в сочетании с такими методами как химическая очистка воды.



Рисунок 4. Внешний вид насоса-дозатора марки ETATRON

Флотация -- это процесс извлечения из воды различных загрязнителей при помощи насыщения воды пузырьками воздуха. При очистке сточных вод промышленных предприятий методом флотации (рис.5) вода насыщается пузырьками воздуха, к которым прилипают частицы загрязнителя. Метод флотации в очистке сточных вод промышленных предприятий оправдывается в тех случаях, когда в воде велико содержание несмачиваемых загрязнителей, так как именно от этого параметра зависит способность частиц загрязнителя прилипать к пузырькам воздуха. После введения в воду мельчайших пузырьков воздуха на поверхности воды образуется грязная пена, состоящая из воздуха и загрязнителей. Заключительным этапом очистки сточных вод на предприятиях методом флотации является удаление грязной пены. Метод флотации считается одним из наиболее действенных и эффективных методов механической очистки, который позволяет удалить из воды до 90% загрязнителя.



Рисунок 5. Принцип флотации

2.Химические методы очистки сточных вод промышленных пред- приятий.

Химическая очистка сточных вод промышленных предприятий подразумевает обработку воды теми или иными химическими реагентами, обладающими различными видами действия. Так, например, различают такие методы как флокуляция и коагуляция и иные методы вроде окисления растворенных веществ.

Коагуляция -- это процесс укрупнения частиц загрязнителя, во время которого под воздействием коагулянта мельчайшие частицы загрязнителя слипаются между собой, образуя более крупные частицы. Очистка сточных вод промышленных предприятий методом коагуляции (рис.6) подразумевает использование дополнительных механических фильтров, которые удалят из воды образовавшийся осадок. Так, например, для очистки сточных вод на предприятиях с равным успехом могут быть использованы и метод отстаивания, и метод механической фильтрации.



1 - емкость; 2 - дозатор; 3 - смеситель; 4 - КХО; 5 - отстойник

Рисунок 6. Схема установки для очистки вод коагуляцией

Флокуляция -- это процесс во многом сходный с коагуляцией, который своей целью имеет ускорение процесса хлопьеобразования и образования нерастворимого осадка. Также, как и коагуляция, флокуляции как мера очистки сточных вод на предприятиях применяется в сочетании с такими механическими мерами очистки воды как отстаивание и фильтрация.

Еще одной мерой химической очистки сточных вод промышленных предприятий является введение в воду различных реагентов, которые выводят в осадок растворенные примеси. Так, например, для удаления растворенного железа используются мощные окислители, а для химического умягчения воды используется известь. Подобного рода химическая очистка сточных вод на предприятиях также предполагает наличие в системы механических пост-фильтров, которые удалят образовавшийся в ходе реагентной обработки воды осадок. Проникновение в очищенную воду ингибиторов кислотной корозии, полностью исключается.

3.Физико-химические методы очистки сточных вод.

К физико-химическим методом очистки сточных вод на предприятиях относят такие методы очистки воды, которые в своей основе имеют сочетание обработки воды реагентами и различного рода физических мер очистки сточных вод промышленных предприятий. В этом случае нет никакой необходимости применять метод очистки воды обратным осмосом.

Обратный осмос - это процесс мембранного разделения жидких растворов путем преимущественного проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя под действием приложенного к раствору давления, превышающего его осмотическое давление. Соответственно, обратный осмос представляет собой переход через полупроницаемую мембрану некоего растворяющего вещества в какой-либо раствор.

Свойства полупроницаемых биологических мембран таковы, что позволяют растворителю проходить через мембрану, при этом растворенная субстанция, фактически - какой то загрязнитель, если мы говорим о системах очистки воды на основе обратного осмоса, задерживается на мембране. В результате мы получаем воду, очищенную от солей, органики и пр., что и необходимо при использовании систем очистки питьевой воды на основе обратного осмоса (рис.7.1,7.2).

Рисунок 7. Принцип, на котором основаны фильтры обратного осмоса



Рисунок 8. Внешний вид промышленной системы обратного осмоса

В наши дни схемы очистки воды на основе обратного осмоса представляют собой, чаще всего, уплотняющиеся полимерные структуры. Помимо приемлемой стоимости, системы очистки воды на основе уплотняющихся полимеров обеспечивают высокое качество очистки воды, как от органических, так и от неорганических загрязнителей.

Одновременно с этим ведутся научные разработки, призванные уменьшить действие эффектов концентрационной поляризации, повысить селективность и проницаемость мембран станций очистки воды на основе обратного осмоса, увеличить максимальную разницу давлений, которую способны выдерживать такие системы.

Для этого используют различные системы очистки воды на основе обратного осмоса, изготовленные по принципу мембран с жесткой структурой. Мембраны с жесткой структурой получают методом плазменной поляризации.

Полимерные мембраны для систем очистки воды на основе обратного осмоса, полученные методом плазменной поляризации, отличаются способностью постоянно повышать селективность и проницаемость на начальном этапе использования с помощью насосов-дозаторов, примерно в первые 10 суток после начала применения в системе очистки воды на основе обратного осмоса.

Существуют различные мембраны, полученные описанным методом:

· металлические мембраны, полученные методом плазменной поляризации для использования в системах очистки воды на основе обратного осмоса

· мембраны, выполненные из пористого стекла

· динамические мембраны для обратного осмоса и пр.

Важно понимать, что обратный осмос как метод очистки сточных вод, интересен прежде всего тем, что его возможно использовать для разделения растворов без фазовых превращений.

В качестве одного из самых распространенных физико-химических методов очистки сточных вод промышленных предприятий можно отнести механическую очистку воды с использованием коагулянтов. Этот метод водоочистки зачастую реализуется в три этапа: первым этапом очистки сточных вод промышленных предприятий является предварительное отстаивание воды, вторым этапом считается обработка воды реагентом и сам процесс коагуляции, а заключительным этапом является последующая механическая фильтрация воды, при которой из воды удаляются образовавшиеся хлопья загрязнителя.

Таким образом, физико-химические методы очистки сточных вод промышленных предприятий представляют собой комплексные меры, использующие сочетание химической и механической обработки воды.

2.2 Методика определения нефтепродуктов в сточной воде

100 мл исследуемой воды помещают делительную воронку емкостью 200-250 мл, затем по универсальной идикаторной бумаге устанавливают pH раствора 7-8 путей прибавления по каплям 10% серной кислотой. Воду в делительной воронке хорошо перемешивают, и добавляют 10 мл хлороформа. Органический растворитель добавляют из бюретки со стеклянным краном и закрытым сверху часовым стеклом. Раствор энергично встряхивают в течении двух минут, дают жидкости хорошо расслоиться, после чего экстракт сливают в чистую сухую колбу с притертой пробкой емкостью 50-100 мл. Указанную операцию повторяют еще раз и после разделения жидкостей от второго встряхивания сливают слой хлороформа в ту же колбу. К оставшейся в делительной воронке воде по каплям прибавляют 10% раствор серной кислоты и по универсальной индикаторной бумаге устанавливают pH=3, а затем прибавляют 10 мл хлороформа и производят встряхивание в течении 2-х минут. После разделения жидкостей вливают органический слой в ту же колбу, а к водному раствору в делительной воронке приливают еще 10 мл хлороформа и после встряхивания в течении 2-х минут и расслоения жидкостей органический слой присоединяют к 3 порциям.

После этого из объединенных экстрактов отгоняют хлороформ в аппарате Сокслета. Остаток после отгонки хлороформа растворяют в 3-5 мл гексана и переносят раствор в колонку с окисью алюминия. Промывают 2 раза колбочку порциями по 2-5 мл раствора гексана, и пропускают через слой окиси алюминия. Эту операцию повторяют еще 2 раза, приливая по 1-2 мл раствора гексана, следя, чтобы уровень гексана в колонке не опускался ниже верхней границы слоя окиси алюминия. Прошедший через слой окиси алюминия раствор собирают в колбочку ёмкостью 100 мл. Скорость прохождения раствора гексана в колонке зависит от типов нефтепродуктов, но продолжительностью не более 1 часа. Затем отгоняют гексан в аппарате Сокслета (если нет аппарата Сокслета, можно выпарить растворитель на водяной бане прикрывая колбу фильтром чтобы не попадали пары воды). Полученный сухой осадок растворяют в 5 мл хлороформа, переносят в стаканчик емкостью 25 мл. Строго вертикально до дна стаканчика опускается полоска хроматографической бумаги, нижний конец которой должен касаться дна. Верхний конец полоски бумаги закрепляется на планке штатива. В этом положении пробу оставляют на ночь в вытяжном шкафу с закрытой створкой для испарения растворителя и получения капиллярных вытяжек, не допуская колебаний бумажных лент током воздуха . После испарения растворителя на полоске и хромотографической бумаги появляется окрашенная зона в голубой, или голубоватого синий цвет.

Бумажную полоску просматривают под ультрафиолетовым светом и карандашом отмечают нижнюю и верхние границы зон свечения. Величину люминисцирующей зоны замеряют в миллиметрах от нижней до верхней границы стартовой зоны. После этого по графику зависимости ширины границы люминесцирующей зоны от содержания нефтепродуктов в эталоне находят его концентрацию в анализируемой пробе.

2.3 Физико-химические методы определения ПАВ в сточных водах

Наблюдения за процессами естественного самоочищения водоемов от ПАВ к в лабораторных, так и натурных условиях показали, что эти процессы протекают относительно медленно, особенно в сравнительно небольших реках с недостаточным разбавлением сточных вод и в холодный период, даже если в воде находятся вещества биологически мягкие. В то же время современные очистные сооружения водопроводов почти не задерживают ПАВ, находящиеся в источниках водоснабжения. Поэтому в водопроводной воде городов эти вещества содержатся практически в тех же концентрациях, как и в водоисточниках. Все это указывает на необходимость эффективных методов определение содержания ПАВ в сточных водах перед их выпуском в водоемы. сточный вода очистка нефтепродукт

Методы определения анионоактивных, катионоактивных и неионогенных ПАВ в воде главным образом основаны на использовании колориметрических методов, так как обладают достаточной чувствительностью.

Анионоактивные ПАВ определяются в присутствии щелочного буферного раствора, в следствии чего образуется окрашенный голубой комплекс.

Для определения суммарного содержания в воде водоемов неиногенных веществ удовлетворительных методов в настоящее время нет. Из существующих может быть рекомендован метод, описанной В.А.Смиренкой: неионогенные ПАВ взаимодействуют с раствором йода в кислой среде, в результате чего образуется раствор с более высокой оптической плотностью.

Для определения катионоактивных ПАВ используют бромфенол синий, в результате чего образуются растворимые соединения желтого цвета.

2.3.1 Способы очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ

Для эффективной очистки сточных вод от ПАВ применяют многие методы:

· химические методы

· физические методы

· биологические методы

Выбор метода очистки от того или иного ПАВ в сточных водах,химической природы ПАВ, от наличия в водных стоках органических и неорганических примесей, стоимости и необходимой степени очистки. Для очистки сточных вод до норм ПДК обычно используется комплекс методов, конечной стадией которого является биологическая очистка.

К химическим методам очистки сточных вод от ПАВ относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Их применяют для удаления растворенных веществ, а также в замкнутых системах водоснабжения. Для химической очистки сточные воды, содержащие нефтепродукты, хлорируют, и окисляют.

К биологическим методам относят окисление. Проводят окисление ПАВ как в естественных условиях на полях фильтрации, орошения и биологических прудах, так и в искусственно созданных условиях на биофильтрах и в аэротенках.

Поля фильтрации, орошения и биофильтры функционируют за счет почвенных биоценозов, биологические пруды и аэротенки - за счет биоценозов этих водоемов. При этом для биодеградации ПАВ используют капельные и высоконагруженные биофильтры.

В качестве фильтрующего материала используют шлак, гранитный щебень, кокс, известняк, антрацит и другие водоустойчивые материалы. Очищенную в биофильтре воду хлорируют, и она поступает во вторичный отстойник. После этого очищенную воду спускают в водоем.

Для обеспечения нормальной жизнидеятельности микроорганизмов биологические фильтры вводят в эксплуатацию при температуре около +20 градусов.

ГЛАВА 3. ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЯ ООО “АЛЕКСИНСТРОЙКОНСТРУКЦИЯ”

3.1 Технологические основы по эксплуатации очистных сооружений ливнестоков и обязанности обслуживающего персонала

1. Эксплуатации усреднителя

Общие положения:

Усреднитель предназначен для регулирования стоков, поступающих на очистку по составу и расходу. Также в нем происходит осаждение грязи и песка и всплытие нефтепродуктов.

· Для сбора выпавших в осадок взвешенных веществ применяются контейнеры, которые периодически выгружают из усреднителя и освобождают от накопленного осадка.

· Сбор нефтепродуктов осуществляется шестом с эжектором, подключенным к компрессору в резервуар для сбора нефтепродуктов.

· На входе в усреднитель установлена решетка для сбора крупных отбросов.

Эксплуатация и обслуживание усреднителя:

· Очистка решетки производится щеткой регулярно для предотвращения поступления крупных отбросов в усреднитель.

· Удаление осадка из усреднителя осуществляется по мере его накопления, в зависимости от содержания механических примесей в сточных водах.

· Сбор нефтепродуктов и нефти осуществляется по мере их накопления. Толщина слоя нефтепродуктов не должна превышать 3-5 см.

Обслуживающий персонал обязан:

· Регулярно производить чистку решеток для предотвращения поступления крупных отбросов в усреднитель

· Следить за накоплением нефти и осадка и производить своевременное их удаление

· Следить за состоянием и работой насоса, установленного в усреднителе

· Следить за тем, чтобы перекрытие усреднителя было всегда исправно и закрыто

2. Эксплуатации нефтеловушки

Общие положения:

Нефтеловушка - это отстойник, в котором нефть и нефтепродукты выделяются из воды и всплывают на поверхность. Кроме того в ней выделяется значительное количество механических примесей.

· Для сбора выпавших в осадок взвешенных веществ применяются контейнеры, которые периодически выгружают из нефтеловушки и освобождаются от накопленного осадка.

· Сбор нефтепродуктов осуществляется шестом с эжектором, подключенным к компрессору в резервуар для сбора нефтепродуктов.

Эксплуатация и обслуживание нефтеловушки:

· Распределение потока сточной воды по всей ширине нефтеловушки осуществляется щелевой распределительной трубой. Для поддержания процесса равномерно распределения сточной воды, распределительную трубу необходимо регулярно подвергать очистке.

· Сбор нефтепродуктов и нефти осуществляется по мере их накопления. Толщина слоя нефтепродуктов не должна превышать 3-5см.

· Удаление осадка из нефтеловушки осуществляется по мере его накопления, в зависимости от содержания механических примесей в сточных водах.

Обслуживающий персонал обязан:

· Следить за равномерным распределением сточной воды по всей ширине нефтеловушки

· Регулярно производить очистку щелевой распределительной трубы для поддержания процесса равномерного распределения сточной воды

· Следить за накоплением нефти и осадка и производить своевременное их удаление

· Следить за тем, чтобы перекрытие усреднителя было всегда исправно и закрыто

3. Эксплуатации фильтров

Общие положения:

· Доочистка сточных вод после отстаивания осуществляется путем фильтрования через загрузочный материал фильтров(минеральная вата).

· Сточная вода, поступающая на фильтры, должна содержать не более 50-70 мг/л нефти и нефтепродуктов и не более 40-50 мг/л и механических примесей 100 мг/л.

· Для восстановления фильтрующей способности загрузки ее периодически необходимо заменять новой. Период между заменами загрузки зависит от технологических свойств воды.

Эксплуатация и обслуживание фильтров:

· Для поддержания качественных параметров очищенных стоков необходима периодическая замена фильтрующей загрузки. Замена загрузки производится при устойчивом нарастании содержания нефтепродуктов и взвешенных веществ в фильтрате.

· В процессе эксплуатации необходимо следить за равномерным распределением потока воды по секциям фильтра и поверхности фильтрующей нагрузки.

Обслуживающий персонал обязан:

· Следить за появлением на поверхности фильтров фонанирующего потока воды и зачеканивать места их появления.

· Следить за равномерным распределением сточной воды по секциям фильтров.

· Регулярно производить проверку качества очищаемой и очищенной воды.

· Своевременно производить замену фильтрующей нагрузки.

4. Эксплуатации насосных агрегатов и бактерицидной установки

· Погружной насос ZENIT DRE 75/2 установлен в усреднителе, для подачи вод на нефтеловушку и в резервуаре очищенных стоков, для подачи очищенной сточной воды на обеззараживание.

· Для обеззараживания сточных вод применяется бактерицидная установка ОВ-50ДМ.

Эксплуатация и обслуживание фильтров:

· Необходимо периодически производить тщательный осмотр насосного оборудования, при котором должна проверяться техническая исправность.

· Остановка насосов на чистку должна производится как только их производительность упадет ниже чем на 5-8% от номинальной.

· Необходимо следить за техническим состоянием ламп бактерицидной установки и периодически проводить их промывку, а перегоревшие лампы заменять новыми.

Обслуживающий персонал обязан:

· Периодически проверять техническое состояние насосов и бактерицидной установки

· Следить за состоянием ламп бактерицидной установки и производить регулярную их промывку

· При возникновении неисправностей немедленно прекратить эксплуатацию насосного агрегата и сообщить о неисправности руководящему персоналу станции

· Своевременно производить текущий и капитальный ремонты оборудования

3.2 Состав и техническое состояние очистных сооружений

В основу очистных сооружений механической очистки ливневых сточных вод с площадей предприятия ООО “Алексинстройконструкция” заложен типовой проект 902-2-298, разработанный проектным институтом “Гипроавтотранс” г. Москва. Привязка проекта к местным условиям и разработка рабочих чертежей произведена проектным институтом “Гипропромтрансстроем” в 1987 г. В настоящее время отвод сточных вод с территории предприятия на очистные сооружения составляет 55 м3/сут. В состав комплекса очистных сооружений входят:

1. Усреднитель - 1 соор.

2. Нефтеловушка - 1 соор.

3. Резервуар для сбора нефтепродуктов - 1 соор.

4. Фильтры доочистки - 2 шт.

5. Насос ZENIT DRE 75/2 - 2 шт.

6. Бактерицидная установка ОВ-50ДМ - 1 шт.

3.3 Пуско-наладочные работы по каждому звену очистных сооружений

3.3.1 Усреднитель

Длина, А = 4 м

Ширина, В = 3 м

Высота, h = 4 м

Объем, V = 48 м3

Усреднитель (рис.8) предназначен для регулирования стоков, поступающих на очистку по составу и расходу. Также в нем происходит осаждение грязи и песка и всплытие нефтепродуктов. Для сбора выпавших в осадок взвешенных веществ применяются контейнеры ( 4шт. объемом 3,4 м3 ), которые периодически выгружают из усреднителя и освобождаются от накопленного осадка. Сбор нефтепродуктов осуществляется шестом с эжектором, подключенным к компрессору в резервуар для сбора нефтепродуктов ( объемом 1,57 м3 ). В усреднителе установлен погружной насос ZENIT DRE 75/2 (производительность насоса 60 л/мин, напор - 11м ) позволяющий осуществить равномерную подачу стоков на нефтеловушку.

Рисунок 9. Внешний вид усреднителя

В ходе пуско-наладочных работ были произведены следующие работы по данному звену очистных сооружений:

1. На подающем трубопроводе установлена решетка в виде ведра с шириной прозоров 16 мм для задержания крупных отбросов.

2. В щитах изготовлены люки для отбора проб сточной воды и удаления нефтепродуктов.

3. Сделан отбор проб сточной воды на входе в усреднитель для анализа количества содержащихся загрязнений.

4. Составлена технологическая инструкция по эксплуатации усреднителя.

3.3.2 Нефтеловушка

Длина, А = 12 м

Ширина, В = 2,5 м

Высота, h = 4 м

Объем, V = 120 м3

Нефтеловушка (рис.9.1,9.2) предназначена для удаления нефтепродуктов, а так же для очистки сточных вод от взвешенных веществ. Сточная вода подается на нефтеловушку из усреднителя и распределяется по всей его ширине при помощи щелевой трубы. Сбор нефтепродуктов осуществляется шестом с эжектором, подключенным к компрессору в резервуар для сбора нефтепродуктов ( объемом 1,57 м3 ). По мере наполнения резервуара нефтепродукты вывозятся на дальнейшую их утилизацию (сжигание). Для сбора выпавших в осадок взвешенных веществ применяются контейнеры ( 8 шт., объемом 3,4 м3), которые периодически выгружают из нефтеловушки и освобождают от накопленного осадка. После прохождения нефтеловушки сточная вода проходит под вертикальной перегородкой и поступает на фильтры доочистки.

Рисунок 10. Внешний вид нефтеловушки

 Рисунок 11 Принцип действия нефтеловушки

В ходе пуско-наладочных работ были произведены следующие работы по данному звену очистных сооружений:

1. В щитах изготовлены люки для отбора проб сточной воды и удаления нефтепродуктов.

2. Сделан отбор проб сточной воды на выходе из отстойника для анализа количества содержащихся в ней загрязнений.

3. Составлена технологическая инструкция по эксплуатации нефтеловушки.

3.3.3Фильтры доочистки

Количество, n = 2 шт.

Длина, А = 1,5 м

Ширина, В = 0,5 м

Высота загрузки , h = 0,1 м

Объем загрузки, V = 0,075 м3

Фильтры доочистки (рис.10) предназначены для более высокой степени очистки сточной воды от загрязнений.



Рисунок 12. Фильтр доочистки сорбционный

Сточная вода проходит снизу вверх через толщу загрузки из минеральной ваты, и загрязняющие вещества задерживаются на ее поверхности. Для восстановления фильтрующей способности загрузки ее периодически заменяют на новую. После доочистки вода насосом ZENIT DRE 75/2 подается на бактерицидную установку ОВ-50ДМ для обеззараживания.

В ходе пуско-наладочных работ были произведены следующие работы по данному звену очистных сооружений:

1. Ликвидирован зазор между стенками фильтра и фильтрующей загрузкой.

2. Составлена технологическая инструкция по эксплуатации фильтров.

3.3.4 Бактерицидная установка

Производительность, Q = 50 м3/x

Длина, А = 1228 мм

Ширина, В = 350 мм

Высота, h = 490 мм

Бактерицидное облучение воды осуществляют ртутно-кварцевыми лампами высокого давления или аргоно-ртутными лампами низкого давления, вмонтированными в бактерицидную установку марки ОВ-1П (рис.11). Лампы испускают ультрафиолетовые лучи, обладающие бактерицидными свойствами. Такие лампы называют бактерицидными и располагают их над поверхностью воды или погружают в нее. Этот способ обеззараживания более перспективен, так как в воду добавляются посторонние агенты.

Рисунок 13. Внешний вид бактерицидной установки

Ртутно-кварцевые лампы высокого давления типа ДРТ (Дуговые Ртутные Трубчатые) представляют собой цилиндрическую кварцевую колбу с впаянными по концам электродами (рис 11.1). Колба наполняется дозированным количеством аргона, помимо того в неё вводится металлическая ртуть. Конструктивно лампы ДРТ очень схожи с горелками ДРЛ, а электрические параметры их таковы, что позволяют использовать для включения пускорегулирующие аппараты ДРЛ соответствующей мощности. Однако большинство ламп ДРТ выполняется в двухэлектродном исполнении, поэтому для их зажигания требуется использование специальных дополнительных устройств.

Существующая номенклатура ламп ДРТ имеет широкий диапазон мощностей (от 100 до 12000 Вт). Важным недостатком ламп ДРТ является интенсивное образование озона в процессе их горения. Если для бактерицидных установок это явление обычно оказывается полезным, то в других случаях концентрация озона вблизи светового прибора может существенно превышать допустимую по санитарным нормам. Поэтому помещения, в которых используются лампы ДРТ. Должна иметь соответствующую вентиляцию, обеспечивающую удаление избытка озона.

Рисунок 14. Кварцевая лампа ДРТ-400

После обеззараживания очищенные стоки сбрасываются в р. Мышега по трубе (тип оголовка - нерассеивающий), выведенной на склон оврага и оборудованной лестницей для отбора проб воды.

В ходе пуско-наладочных работ были произведены следующие работы по данному звену очистных сооружений:

1. Сделан отбор проб сточной воды на выходе из очистных сооружений для анализа количества содержащихся в ней загрязнений.

2. Составлена технологическая инструкция по эксплуатации бактерицидной установки.

В результате проведенных пуско-наладочных работ достигнуты следующие результаты:

1.Отрегулирован технологический режим работы всего комплекса очистных сооружений.

2.Достигнута необходимая степень очистки сточных вод. Остаточное содержание взвешенных веществ не должно превышать 3 мг/л, а остаточное содержание нефтепродуктов не должно превышать 0,05 мг/л, что соответствует результатам, полученным в ходе проведения пуско-наладочных работ.

3.Обслуживающий персонал обеспечен технологическими и должностными инструкциями, необходимыми для грамотной эксплуатации очистных сооружений.

3.4 Система очистки ливневых стоков

Универсальная система очистки ливневых и сточных вод (рис.12), позволяющая добиться высокой степени очистки. Краткое описание.

Сточная вода собирается в приемную емкость (ливненакопитель) (поз.1), где происходит отстаивание крупных взвесей (песок и т.п.). Далее вода с помощью насоса (H1, H2) подается в горизонтальный отстойник - реагентный модуль (поз.3). Туда же автоматически производится дозировка коагулянта из бака дозатора (поз.4).

В данной схеме используется алюмокремниевый коагулянт-флокулянт (АКФК) ТУ 2163-00141542262-96.

Под действием коагулянта происходит укрупнение взвешенных частиц и связывание присутствующих в воде нефтепродуктов.

В горизонтальном отстойнике - реагентном модуле (поз.3) происходит оседание основной массы взвешенных веществ.

Далее с помощью насоса (Н3, Н4) вода подается на фильтры грубой очистки ФРС (поз.5). В качестве фильтрующего материала используется полиропиленовый иглопробивной войлок.

Окончательная доочистка воды осуществляется на фильтрах тонкой очистки ФРС-М (поз.6). В качестве фильтрующего материала используется полиэфирное полотно.

Очищенная вода удовлетворяет требованиям, предъявляемым к воде сбрасываемой в природные водоемы.

Фильтры ФРС и ФРС-М периодически, по мере засорения, регенерируются обратным током воды. Срок службы фильтрующих рукавов составляет 2-4 года, после чего рукава полностью подлежат замене.

Шламы после регенерации фильтров и шламы, образующие в процессе коагуляции, накапливаются в приемной емкости и отстойнике, и по мере накопления должны вывозиться специализированной организацией.

3.4.1 Фильтр рукавный самовстряхивающийся ФРС

Фильтр ФРС (рис.13) предназначен для очистки сточных вод от механических примесей (взвешенных веществ) различной степени дисперсности. Применяется в системах очистки промышленных стоков предприятия, при водоподготовке воды для технических целей, в системах оборотного водоснабжения моек автотранспорта, а также при очистке ливневых стоков с территории предприятий.

Корпус фильтра состоит из цилиндрической части (1), конического днища (2) и крышки (3).

...