Очистка сточных вод

Для повышения эффективности флотационной очистки применяют коагулянты в виде растворов сернокислого алюминия, сернокислого и хлорного железа, образующих в щелочной среде нерастворимые гели гидроксилов металлов. Для очистки сточных вод, содержащих стойкие эмульсии, применяют электрофлотацию, при которой загрязненную нефтепродуктами воду насыщают микропузырьками водорода и кислорода, образующихся при электролизе воды.

Остаточное содержание нефтепродуктов в сточных водах после механической или физико-химической очистки составляет 10--20 мг/л, поэтому дальнейшую очистку проводят химическим или биохимическими методами, описанными ниже. Остаточное содержание экстрагируемых эфиром и взвешенных веществ в воде после флотационной очистки стоков депо, ремонтных предприятий, пунктов обмывки вагонов равно 40--50 без применения реагентов, 15--20 с применением реагентов и 8--10 мг/л с многократной циркуляцией воды через флотатор.

Флотация с механическим диспергированием воздуха осуществляется турбинками насосного типа -- импеллерами и применяется для очистки сточных вод с высоким содержанием взвешенных частиц (более 2 г/л). При вращении импеллера в жидкости возникает большое число мелких вихревых потоков, которые разбиваются на пузырьки, выносящие на водную поверхность флотационные камеры загрязнители. Для такой флотации требуется высокая степень насыщения воздухом (0,1--0,5 объема воздуха на один объем воды). Диаметр импеллеров составляет 600--700 мм.

Пневматические флотационные установки применяются для очистки сточных вод, содержащих растворенные примеси, агрессивные по отношению к механизмам, имеющим движущие части (насосы, импеллеры). При такой флотации воздух пропускается через пористые керамические пластины или колпачки. В результате такой операции образуются мелкие пузырьки, поднимающие вверх загрязнители, которые вмести с пеной переливаются в кольцевой желоб и удаляются из него. Этот способ флотации по сравнению с другими имеет следующие преимущества: простота конструкции флотационной камеры и меньшие затраты энергии, так как отсутствуют насосы или импеллеры. Производительность такого флотатора зависит от характеристик пористого материала, давления воздуха, его расхода, продолжительности флотации и уровня во флотаторе. На основе опытных данных размер пор должен быть 4--20 мкм, давление воздуха 0,1--0,2 МПа, расход воздуха 40---70 м³/м и продолжительность флотации 10--30 мин. В установках с большой продолжительностью флотации воздух подается через фильтросные пластины.

Химическая флотация основана на введении в сточную воду реагентов, в результате действия которых происходят химические процессы с выделением О₂, СО₂, Н₂ и др. Пузырьки этих газов могут прилипать к нерастворимым взвешенным частицам и выносить их в пенный слой. Во избежание дегазации время пребывания сточной воды во флотационной камере должно быть минимальным.

Для очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей применяются также процессы электрокоагуляции, электрофлотации и другие, протекающие на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока. Электрохимические методы позволяют извлекать из сточных вод ценные продукты по относительно простой автоматизированной технологической схеме очистки без использования химических реагентов. Основным недостатком этих методов является большой расход электроэнергии.

При электрокоагуляционной очистке сточных вод от -таких высокоустойчивых загрязнений, как эмульсии нефтепродуктов, масел и жиров проводят электролиз с использованием стальных и алюминиевых анодов (рис. 5.21). Под действием тока происходит растворение металла, в результате чего в воду переходят катионы железа и алюминия, которые, гидролизуясь, образуют гидроксилы металлов в виде хлопьев. Наступает коагуляция и происходит очистка воды. Электрокоагуляцию рекомендуют проводить в нейтральной или слабощелочной среде при плотности тока не более 10 А/м², расстояние между электродами не более 20 мм и скорость движения воды не менее 0,5 м/с.

Достоинствами метода электрокоагуляции являются компактность установок, простота управления процессом очистки, отсутствие потребности в реагентах, малая чувствительность к изменениям условий проведения процесса очистки и получение шлама с хорошими структурно-механическими свойствами. Недостатки метода -- повышенный расход металла и электроэнергии. Наиболее широко используют безнапорные пластинчатые электрокоагуляторы, направление движения жидкости в которых может быть горизонтальным и вертикальным. Электрокоагуляция применяется также для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

При электрофлотации процесс очистки сточных вод от взвешенных частиц и нефтепродуктов проходит при помощи пузырьков газа, образующихся при электролизе воды. На аноде возникают пузырьки кислорода, а на катоде - водорода. Поднимаясь в сточной воде, эти пузырьки флотируют взвешенные частицы. При использовании растворимых электродов происходит образование хлопьев коагулянтов и пузырьков газа, что способствует более эффективной флотации. Основную роль при электрофлотации играют пузырьки, образующиеся на катоде. Размер пузырьков водорода значительно меньше, чем при других методах флотации. Мелкие пузырьки обладают большей растворимостью, чем крупные, и, тем самым, способствуют большему эффекту флотации. При больших объемах сточных вод применяются двухкамерные установки. Они состоят из электродного отделения и отстойной части и могут быть горизонтальными и вертикальными.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Эти методы связаны с расходом различных реагентов и поэтому дороги. Их применяют для удаления растворенных веществ, а также в замкнутых системах водоснабжения. Химическую очистку проводят по мере необходимости, как предварительную перед биологической очисткой или после нес для доочистки сточных вод. Для химической очистки сточные воды, содержащие нефтепродукты, хлорируют и озонируют. Эти методы глубокой очистки основаны на окислении органических примесей атомарным хлором и озоном при одновременном дезодорировании и обеззараживании сточной воды. Хлор применяется для очистки сточных вод от сероводорода, гидросульфида, метилссрнистых соединений, фенолов, цианидов и др. Озонирование позволяет очищать сточные воды от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов, пестицидов и др.

2.4 Методы удаления ионоя тяжелых металлов

При работе гальванических цехов в сточные воды поступают соли тяжелых металлов в количествах, иногда превышающих ПДК. В результате этого окружающей среде наносится значительный ущерб, так как соли тяжелых металлов, кроме общей ядовитости, являются также канцерогенами и могут влиять на наследственность.

Соли тяжелых металлов в сточных водах содержаться в виде раствора, а также взвесей. Они способны; восстанавливаться, окисляться, осаждаться, адсорбироваться в виде индивидуальных веществ и комплексов По степени токсичности тяжелые металлы можно условно расположить в ряд: ЗЬ > А§ > Си > Н§ > Со > № > РЬ > Сг > V > Со¹. Для удаления солей тяжелых металлов из сточных вод применяют реагентные и физико-химические методы. Реагентные методы очистки наиболее эффективно применяются для удаления соединений цинка, меди, никеля, свинца, кадмия, кобальта, железа и др. Сущность реагентных методов заключается в переводе растворимых в воде соединений веществ в нерастворимые при добавлении различных реагентов с последующим отделением их от воды в виде осадков. Недостатком является безвозвратная потеря ценных веществ с осадками. В качестве реагентов для удаления сточных вод ионов тяжелых металлов используют гидроксилы кальция и натрия, карбонат натрия, сульфиды кальция и натрия, карбонат натрия, сульфида натрия, различные шлаки. Наиболее широко используется гидроксил кальция. Осаждение металлов происходит в виде гидроксилов. При одновременном осаждении двух или нескольких металлов образуются смешанные кристаллы и происходит адсорбция на поверхности твердой фазы ионов металлов. Вследствие этого достигается более полная очистка от некоторых металлов. Каждое соединение тяжелых металлов, удаляемое из сточных вод, имеет свои особенности. Некоторые из них характеризуются общими физико-механическими свойствами, позволяющими извлекать их на основе одной технологической схемы.

При обработке кислых вод оксидом кальция и гидрооксидом натрия, содержащиеся в стоках ионы указанных тяжелых металлов связываются в труднорастворимые соедине¬ния. Состав солей зависит от рН среды. Так, например, при рН =7 осаждается гидроксидсульфат цинка 2п5О4-32п(ОН)2, а при рН < 8,8 состав осадка соответствует формуле 2п8О4-52п(ОН)2. В сильнощелочной среде твердая фаза представляет собой в основном гидрооксид цинка.

Очистка сточных вод от меди связана с осаждением ее в виде гидрооксид или гидрооксид карбоната:

Для очистки сточных вод от ионов металлов (цинка, свинца, меди, хрома, никеля, кадмия, ванадия, марганца), а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных веществ применяют ионный обмен. Этот процесс протекает на ионитах, представляющих собой твердые полиэлектролиты, у которых ионы одного знака заряда закреплены на твердой матрице, а ионы противоположного знака заряда способны переходить в раствор и заменяться на другие ионы того же знака. Иониты состоят из полимеров, имеющих функциональные группы, которые способны диссоциировать в растворе. В зависимости от того, какие ионы переходят в раствор, иониты разделяются на катиониты и аниониты.

Для удаления металлов из сточных вод применяются катиониты, например КУ-2. V катионитов в раствор переходят катионы, которые обмениваются на катионы, находящиеся в растворе. Функциональными группами у катионитов обычно служат сульфогруппы 5О₃Н~, фосфорнокислые группы РО(ОН)₂, кабоксильные СООН" и гидроксильные ОН~. При контакте ионнта с раствором происходит обмен, при котором в раствор поступают ионы Н⁺, а на катионите оседают ионы металла.

Поглотительная способность ионитов характеризуется обменной емкостью, которая определяется числом эквивалентов ионов, поглощаемых единицей массы или объема ионита. С течением времени работы катионита его обменная емкость истощается и необходимо проводить его регенерацию. Регенерацию Н-катионита проводят раствором раз» бавлснной серной кислоты концентрацией 1,0--1,5%.

Процессы ионообменной очистки сточных вод проводят на установках периодического и непрерывного действия. Наиболее распространенным является непрерывный ионо-обмен, который позволяет уменьшить расход смолы, реагентов для регенерации, промывной воды, а также применять более компактное оборудование. Колонны непрерывного действия могут работать как с движущимся слоем смолы, так и с кипящим.

Для регенерации смолы используют колонны с движущимся слоем или пневмопульсационные. Сорбент подается через коническую трубу. При подаче воздуха смола в рабочем объеме аппарата движется навстречу раствору и удаляется сверху. При этом столб смолы в трубе действует как обратный клапан.

Наиболее эффективными методами очистки воды от ионов тяжелых металлов являются электро- и гальванокоагуляция. При обработке малых объемов стоков на небольших предприятиях применяют электрокоагуляционный способ обезвреживания хромсодержащих стоков. Его применение целесообразно при расходе сточных вод до 50 м³/ч, содержании хрома до 100 мг/л, взвешенных веществ до 50 мг/л и рН стоков 4--7. Обработку стоков проводят в электролизерах проточного типа с пластинчатыми электродами из низкоуглеродистой стали. Для предотвращения пассивации электродов перед электрокоагуляцией в сточную воду добавляют раствор поваренной соли.

На ряде предприятий страны применяют гальванокоагуляторы барабанного типа КБ-1 и КБ-3. Они предназначены для очистки промышленных сточных, продувочных и оборотных вод от ионов цветных металлов, включая хром. Сущность процесса очистки состоит в том, что при загрузке коагулятора железным скрапом и коксом или железным и медным скрапом в определенных соотношениях за счет разности электрохимических потенциалов загружаемых материалов возникает гальванопара. В результате этого без введения химических реагентов и без использования (или при незначительном использовании) внешних источников электроэнергии в рабочей зоне протекают электрохимические процессы с образованием магнитных форм соединений железа. Одновременное протекание нескольких электрохимических, химических и физических процессов в рабочей зоне коагулятора, а именно, катодного осаждения металлов, восстановления поливалентных элементов (хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и др.), образования ферритов, коагуляции, сорбции на свежсобразованных кристаллах магнетита и гетита обеспечивает высокую степень очистки воды и растворов от различных примесей. При этом происходит полное восстановление хрома до трехвалентного состояния.

Очистка стоков от солей железа имеет свою специфику. По своему распространению железо среди металлов занимает второе место после алюминия. Природные воды содержат железо в широком диапазоне концентрации (0,01-- 20,00 мг/л). Ограничение содержания железа в воде, подаваемой различным производственным потребителям, обусловлено требованиями технологии. Так, например, для охлаждения компрессоров и двигателей внутреннего сгорания норма содержания железа в воде составляет 0,2 мг/л, для питания паровых котлов при давлении 2 МПа -- 0,1 мг/л, а для котлов сверхвысокого давления 0,005--0,01 мг/л. При содержании железа более 1 мг/л вода приобретает бурый цвет. При движении такой воды по трубопроводам на их стенках откладываются соединения железа и железобактерии, уменьшающие сечение трубопровода.

Железо в природных водах находится в виде двух- и трехвалентных ионов, взвесей и коллоидных частиц, содержащих Fе(ОН)₃, Fе, Fе(ОН)₂, и комплексных соединений с гуминовыми и фульво кис лотами. Устойчивость соединений в воде зависит от окислительно-восстановительного потенциала среды, на которую влияет величина рН. Коллоидный гидрооксид железа образуется при рН > 3, а осадок -- при рН > 4,5. В природных водах значение рН обычно колеблется в пределах 6,2--7,5, поэтому в них не может содержаться трехвалентного железа. В поверхностных водах железо обычно встречается в виде органических комплексных соединений, коллоидов или тонкодисперсных взвесей.

Двухвалентное железо образует соли практически со всеми устойчивыми анионами. Карбонат FеСО₃, дигидроксид Fе(ОН)₂ и сульфид железа Ре5 выпадают в осадок из природных вод и водных растворов солей железа при определенных условиях. При длительном контакте с воздухом осажденный гидроксид железа полностью превращается в Fе₂Оз-Н₂О. Окисление двухвалентного железа в трехвалентное ускоряется в присутствии окислителей - - перман-ганата калия, озона, гипохлорит-Иона, а также молекулярного кислорода.

Для удаления железа из водных растворов используются два основных метода: реагснтный и безреагентный (физический). Для обезжелезивания поверхностных сточных вод применяют рсагентные методы, а для удаления железа из подземных вод безреагентныс, в частности, метод глубокой аэрации.

Из рсагентных методов наиболее распространенным является метод коагулирования сульфатом алюминия с предварительным хлорированием, (иногда -- с известкованием) и последующем отстаиванием или обработкой воды в слое взвешенного осадка и фильтрованием.

Для выбора метода обезжелезивания необходимо предварительно произвести полный химический анализ воды в источнике водоснабжения, а затем по полученным результатам, в зависимости от характера соединений, находящихся в воде, определить наиболее рациональный метод.

2.5 Методы удаления поверхностно-активных веществ и фенолов

Предприятиями железнодорожного транспорта ежегодно выбрасывается в водоемы более 100 тыс. т ПАВ. В поверхности воды, содержащей ПАВ, образуется устойчивая пена, которая препятствует поступлению кислорода из воздуха в загрязненные бассейны и, тем самым, ухудшает процессы самоочищения и наносит большой вред как растительному, так и животному миру. Кроме того, некоторые из них придают воде неприятный запах и привкус.

Поверхностно-активные вещества являются, как правило, органическими высокомолекулярными соединениями. Молекулы их полярные и состоят из гидрофобной и гидрофильной частей. Гидрофильной частью являются карбоксильная, сульфатная или сульфонатная группы, а также группы, содержащие азот и фосфор. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы, ПАВ делятся на классы: анионактивные, катионактивные, амфотерные и неионогенные. Принадлежность ПАВ к одному из перечисленных классов определяется зарядом ионизированной гидрофобной части молекулы. Если органический ион заряжен отрицательно, то это будет анионактивное вещество, если положительно -- катионактивное. Амфотерные ПАВ в кислом растворе проявляют катионные свойства, а в щелочном -- анионные. Неионогенные ПАВ в воде не образуют типичных ионов.

Из всех ПАВ неионогенные (к ним относятся ОП-4, ОП-7, ОП-10 и др.) имеют самую низкую стоимость, выпускаются в больших количествах и используются в разнообразных областях техники. Они входят в состав технических моющих средств, используемых на железнодорожном транспорте при подготовке к ремонту деталей подвижного состава.

Для очистка сточных вод от ПАВ применяют биохимическое окисление, сорбцию, пенное фракционирование, коагуляцию, выпаривание, ультрафильтрацию, озонирование и др. Выбор метода очистки зависит от концентрации ПАВ в сточных водах, химической природы ПАВ, от наличия в 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. По своим физико-химическим свойствам ПАВ подразделяются на легко окисляющиеся «биологически мягкие» и трудно окисляющиеся «биологически жесткие». Поэтому биохимический метод применяется только для первой группы ПАВ, к которой относятся алкилсульфаты, легко окисляющиеся микроорганизмами, а также арилсульфонаты -- бензол-, додецилбензол- и этилбензолсульфоиат натрия и др., поддающиеся окислению при адаптации микроорганизмов. Ко второй группе относятся соединения, которые практически не окисляются микроорганизмами, например, амилбензолсульфонат натрия, некаль, ОП-7, ОП-10, соли нефтяных сульфокислот и др.

В очистных сооружениях стремятся поддерживать высокую рабочую дозу активного ила. Для этого рекомендуется использовать механическую аэрацию и аэротенки с децентрализованным впуском сточной воды. При таком технологическом режиме обеспечивается выравнивание скоростей потребления кислорода. Очистку сточных вод от анион-активных и неионогснных ПАВ целесообразно проводить совместно с хозяйственно-бытовыми стоками.

Для удаления небольших количеств ПАВ из сточных вод (не более 100--200 мг/л) применяется адсорбционная очистка на активированных углях. Наиболее широко применяются угли АГ-5 и БАУ (адсорбционная емкость по ОП-10 для них 15 вес. %). Кроме того, для адсорбции ПАВ можно использовать природные сорбенты (торф, бурые угли), а также шлак, золу и осадки гидроксидов алюминия и железа, сульфида меди и фосфата кальция. Процесс очистки проводят в фильтрационных колоннах с неподвижным слоем активированного угля, пропуская воду снизу вверх со скоростью 2--6 м³/ч. Эффективному удалению ПАВ из сточных вод способствует совместное использование коагуляции и адсорбции пылевидным углем. Наибольшая эффективность достигается, когда в качестве коагулянтов используют соли цинка.

Получить воду требуемого качества и повторно использовать ПАВ после регенерации позволяет применение ионообменных смол. Технологические схемы для очистки стоков от ПАВ имеют большое число ионитовых фильтров. Скорость фильтрации сточных вод поддерживают в этих системах в пределах 3--5 М³/ч. В качестве регенсрационного используют водный раствор шелочи для слабоосновного и раствор хлорида натрия и щелочи для сильноосновного анионита. Однако эти реагенты не обеспечивают полного восстановления обменной емкости анионита. Сохранить емкость ионитов практически неизменной позволяет применение водноорганических растворов.

5.22. Схема установки очистки точных вод методом пенной сепа сепарации: 1 -- емкость; 2 -- насос; 3 -- промежуточный сборник; 4 -- расходомер; 5 -- сепаратор; б -- воздуходувка; 7 -- сборник; 8 -- вентилятор; 9 -- циклон; 10 -- отстойник; II -- камера концентрирования пены

Для очистки воды от ПАВ используют также метод пенного сепарирования. Сущность его заключается в адсорбции ПАВ на границе раздела фаз сточная вода -- воздух при непрерывном снятии поверхностного слоя. Для этой цели через сточную воду барботируют воздух, что создает стабильную пену, состоящую из пузырьков газа различного размера. Схема процесса показана на рис. 5.22. Воздух в сточную воду подастся через перфорированные трубы или мелкопористые материалы при помощи импеллера, а также из перенасыщенных растворов при снижении давления над жидкостью (при напорной флотации и электрофлотации).

Наибольшая степень удаления ПАВ из сточной воды до> стигается при диспергировании воздуха через пористые пластины. Процесс разрушения пенного слоя происходит медленно. Для ускорения разрушения пены используют пено-гасители, в качестве которых применяются кремний- и гер-манийорганические соединения. Однако использование их приводит к дополнительному загрязнению псноконденсата. Поэтому чаще применяют термические, электрические и механические способы гашения пены.

Сточные воды шпалопропиточных заводов содержат фенолы. Для их очистки применяется метод озонирования, которым можно очищать стоки, содержащие фенолы в концентрации до 1 г/л. Механизм окисления фенола озоном как в кислых, так и в щелочных растворах одинаков, хотя скорости реакций в этих условиях различны. С возрастанием рН значение константы скорости распада фенола увеличивается более чем вдвое. Конечными продуктами окисления фенола являются углекислый газ и вода. С увеличением температуры скорость и полнота окисления фенольных соединений значительно возрастают. Фснолсодержащие сточные воды дополнительно очищаются на биологических очистных сооружениях. Доочистка производится в аэротенках и на биофильтрах по одно- и двухступенчатым схемам. Степень биологической очистки воды от фенолов достигает 99,9%. железнодорожного транспорта.

3. Замкнутые системы водоиспользования на предприятиях

Внедрение замкнутых оборотных технологических систем водоиспользования на предприятиях железнодорожного транспорта является основным направлением как при решении вопросов рационального использования водных ресурсов, так и защиты окружающей среды и водоемов от загрязнения.

Образование сточных вод на отдельных предприятиях составляет 200--4000 м³/сут. Эти воды характеризуются высоким содержанием нефтепродуктов, щелочей, кислот, ПАВ, фенолов, солей тяжелых металлов и других вредных веществ, включая ядохимикаты. Внедрение технологических процессов повторного и оборотного использования воды позволяет сократить расход ее не менее, чем на 20%. Кроме того, качество воды в оборотных системах может быть значительно ниже, чем при ее сбросе в водоемы. Воду после флотационной очистки с содержанием нефтепродуктов до 20 мг/л можно использовать почти во всех технологических процессах, но нельзя сбрасывать в водоемы без очистки до сотых долей мг/л по нефтепродуктам, что резко увеличивает стоимость строительства очистных сооружений и расходы на их эксплуатацию в 3--5 раз, поскольку такая доочистка связана со значительным усложнением их состава. После флотатора в технологический процесс очистки должны быть включены фильтры с активированным углем или озонаторные установки. Целесообразность устройства бессточных систем в каждом конкретном случае должна подтверждаться технико-экономическим обоснованием.

Установлено, что бессточные системы водоиспользова-ния или системы с минимальным сбросом целесообразно предусматривать для предприятий с расходом воды на производственные нужды свыше 500--1000 м³/сут. (депо, ремонтные заводы, пропарочные станции и др.), в случаях невозможности выпуска сточных вод на городские очистные сооружения. В зависимости от местных условий бессточные системы могут быть построены для отдельных цехов или наиболее водоемких технологических процессов, а также для нескольких, расположенных вблизи, предприятий.

Всероссийским институтом железнодорожного транспорта разработаны требования к качеству оборотной воды с учетом особенностей технологических процессов транспортных предприятий. Во-первых, сточная вода после промежуточной очистки должна использоваться в том же технологическом процессе, где она возникла. Во-вторых, качество очищенной воды не должно ухудшать параметры технологического процесса. В-третьих, качество очищенной воды должно обеспечивать создание бессточных систем, по возможности без дополнительного применения чистой водопроводной воды, за исключением пополнения естественной убыли и периодической смены воды в системе, Наконец, качество воды в пределах установленного уровня должно обеспечиваться известными методами очистки воды применительно к каждому технологическому процессу.

В целях защиты водных бассейнов от загрязнения и рационального использования водных ресурсов ВНИИЖТ выполнил комплекс исследований по созданию систем замкнутого (бессточного) водоиспользования в производстве (вагоноремонтные заводы, депо, промывочно-пропарочныс станции др.), обеспечивающих снижение водопотребления и исключающих сброс стоков. Такие системы строятся на Новороссийском вагоноремонтном заводе, Калининградском железнодорожном узле, разработаны также проекты для других предприятий. На станции Николаевка Московской железной дороги в течение нескольких лет по замкнутой схеме водоиспользования работает пункт обмывки пассажирских вагонов.

Очистные устройства оборотных контуров обычно объединяют в один цех с единым обслуживающим штатом и лабораторией. Управление очистными процессами автоматизируют. Удаление осадков и всплывающих нефтепродуктов механизируют.

Для обеспечения оборота охлаждающей воды используют малогабаритные градирни, скоростные водоохладители типа ЦНИИ, выбор которых зависит от местных климатических условий. Их продувка определяется накоплением в охлаждающей воде солей в результате испарения воды в охладителе.

Очистка щелочных растворов моечных машин при оборотном использовании производится в реакторе-отстойнике, а нещелочных моющих растворов -- на флотаторе. Значительно сложнее оборот воды окрасочных камер, содержащей краски и органические растворители. В реакторе-отстойнике удаляются только оседающие и всплывающие загрязнения, а многие органические растворители хорошо растворяются в воде, поэтому здесь используют адсорбционные фильтры. При обороте промывной воды гальванических отделений применяют электрокоагуляторы или ионообменники для очистки стоков от ионов тяжелых металлов.

Рис. 5.23. Схема оборотного использования воды при промывке грузовых вагонов: / -- прирельсовый сборный лоток; 2 -- колодец предотстойник; 3 -- дозатор коагулянта; 4 --- отводящий лоток; 5 -- гидроэлеватор; 6 -- промежуточный резервуар; 7 -- флотатор-отстойник; 8 -- рециркуляционный трубопровод; 9 -- выпуск нефтепродуктов; 10 -- напорный бак; // -- воздушный эжектор; 12 -- рециркуляционный насос; 13 -- резервуар для очищенной воды; 14 -- насос для подачи воды на промывку; 15 -- выпуск в канализацию; 16-- фильтр для доочистки сбрасываемой воды; 17 -- водопровод; 18 -- хлоратор; /Р --решетка; 20 -- промываемые вагоны

Схема оборотного использования воды при промывке грузовых вагонов показана на рис. 5.23.

Промывку проводят на различных линиях (эстакадах) в зависимости от состава перевозившихся грузов с разными по своему характеру загрязнениями, требующими в каждом конкретном случае своей технологии очистки сточных вод. Например, при промывке вагонов из-под минеральных удобрений в сточных водах отмечается высокое содержание азота в виде аммиака, нитратов, нитритов, а также фосфора. Для сточных вод после промывки рефрижераторных вагонов, перевозящих в большинстве случаев мясо и рыбу, характерно присутствие белковых веществ, вызывающих быструю загнивае-мость стоков и появление сероводородного запаха. В этих сточных водах присутствуют жиры в растворенном и эмульгированном состоянии и различные виды аммонийного азота. Очистка таких сточных вод имеет свои технологические особенности и производится отдельно от других стоков. Также отдельно рекомендуется очищать сточные воды после промывки вагонов, в которых перевозились разные строительные материалы и поваренная соль.

Деление грузовых вагонов на группы по типу стоков, образующихся при промывке, установлено для того, чтобы собрать сточные воды с родственными загрязнениями и провести их очистку на локальных очистных сооружениях с меньшими затратами и наиболее эффективно. Затем сточная вода от всех групп вагонов поступает в биологический пруд. Очищенная вода может использоваться в обороте, а ее избыток передастся в канализацию. Это обеспечивает экономию воды не менее, чем на 70%. Все остатки грузов после промывки водой собираются и перерабатываются.

Перевод на бессточную систему водоиспользования позволит предприятиям железнодорожного транспорта упраздни производственную канализацию, исключить загрязнение водоемов и значительно снизить водопотребление. Как показал опыт работы, внедрение замкнутой системы в локомотивном депо сокращает затраты водоиспользования не менее чем в 10 раз. Использование замкнутых систем водоиспользования на промывочно-пропарочных станциях сети железных дорог позволяет экономить до 2 млн. м³ воды в год. Стоимость обработки цистерн по замкнутой технологии по сравнению со стоимостью сброса воды на очистные сооружения нефтеперерабатывающего завода снижается на 25%, а по сравнению со стоимостью сброса в открытые водоемы при учете предотвращенного ущерба -- на 30% и более. На шпалопропиточном заводе внедрение бессточной системы водоиспользования обеспечивает экономию воды около 50 тыс. м³/год, а внедрение аналогичной системы при обмывке пассажирских вагонов -- до 100 тыс. м³/год на один пункт.

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В Казахстане широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.

В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод.

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные затраты составляют (в %) : охрана атмосферы 35,2 % , охрана водоемов - 48,0, ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение шума -0,7, прочие 1,1. Как видно из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов, Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

Список литературы

1. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод М.: Стройиздат 1984;

2. " Охрана труда на железнодорожном транспорте ", Ю.Г. Сибарова; Москва, " Транспорт ", 1981.

3. " Железные дороги " общий курс, М.М. Уздина, Москва, " Транспорт " 1991.

4. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения Под редакцией И.К. Гавич М.: Агропромиздат 1985

5. Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. - М.: Стройиздат, 1987.

6. Гавич И.К. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения.- М.: Агропромиздат, 1985.

7. Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат, 1987.

8. Соколов А.К. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков. - М.: Стройиздат, 1992.

Размещено на Allbest.ru