Использование биологически очищенных сточных вод химических предприятий в оборотном водоснабжении

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Использование биологически очищенных сточных вод химических предприятий в оборотном водоснабжении

Е.М. Жангужинов, А.Е. Жангужинов, А.Б. Мамешова

Аннотация

Исключительно сложный состав производственных сточных вод, трансформация химических веществ в результате их очистки не позволяют теоретически установить в полном объеме надежную связь между биологически очищенными сточными водами и степенью ее технологической пригодности для подпитки оборотных систем и безопасности для человека.

Разработка рекомендаций по использованию БОСВ для подпитки водооборотного цикла может быть осуществлена только экспериментальным путем. сточный водоснабжение химический очистка

Решение данной задачи должно проводиться на основе комплексного изучения условий использования биологических очищенных сточных вод, методов доочистки и обеззараживания, физико-химических, органолептических и эпидемиологических показателей, а также возможного уровня риска для здоровья человека.

Аннотация

Таразский государственный университет имени М.Х. Дулати

химиялы? к?сіпорын Биологиялы? тазалан?ан а?ынды су суларды? ?олдануы

Сырт сумен жабды?тауда дарды?

Е.М. Жангужинов

А.Е. Жангужинов

А.Б. Мамешова

Сар?ынды суларды тек ?ана к?рделi химия заттарыны? ?згеруi н?тижесінде биологиялы? тазартыл?ан сар?ынды суларды? арасында?ы толы? к?лемде сенiмдi байланыстарды орнату?а теория жа?ынан ал?анда м?мкiндiк бермейдi ж?не адам ?шiн сырт ж?йелердi? ?оректенуi ж?не ?ауiпсiздiк ?шiн оны? технологиялы? жарамдылы?ыны? д?режесi. Су айналым циклдасыны? ?оректенуi ?шiн ?олдану бойынша ?сыныстарды? ??деуi тек ?ана эксперименталдi жолымен iске асыра алады. Осыi шешiм бойынша биологиялы? тазартыл?ан сар?ынды сулар ж?не залалсыздандыруды? ?дiстерiнi? ?олдану шарттарыны? кешендi зерттеу негiзінде ж?ргiзiлуi керек, физикалы?-химия, адамны? денсаулы?ы ?шiн органолептикалы? ж?не эпидемиологиялы? к?рсеткiштер болуы керек.

Annotatіon

Utilization of biologically cleaned sewage of chemical enterprises in reverse water supply.

E.M. ZHanguzhinov

A.E. ZHanguzhinov

A.B. Mameshova

The complex composition of industrial sewage, transforming of chemicals while cleaning do not make it possible to define theoretically and completely the reliable connection (link) between the biologically cleaned sewage (BCS) and the level of its technological validity for feeding up reverse systems and safe for people. Development of recommendations on utilization of BCS for feeding reverse water supply cycle can be realized only experimentally.

Solving of this very problem must be held on the basis of complex study of conditions of utilization BCS, ways of secondary treatment and decontaminating, physical, chemical, organ metric and epidemiological indices, as well as probable risk level for human health.

Для химической промышленности характерно разнообразие видов выпускаемой продукции и большое количество различных производств: охлаждение, конденсация, промывка, полиме-ризация, регенерация, кристаллизация, растворение реагентов, приготовление химически чистой воды и пара, гидротранспорт, адсорбция, экстракция, флотация.

Химическая отрасль промышленности объединяет производства горно-химические, основной химии, синтеза аммиака, азотной кислоты и азотных удобрений, органического синтеза, лакокрасочные, резинотехнических и других изделий. На этих предприятиях вода является исходным сырьем, полупродуктом, а часто основной частью готовой продукции. Наиболее крупными и специфическими водопотребителями являются заводы: нефтехимические, искусственного и синтетического волокна, азотно-туковые, органических красителей, синтетического каучука и др/1/. На современных предприятиях химической промышленности внедряют схемы последовательного, оборотного и замкнутого(безотходного) водоснабжения с минимальным забором свежей воды из водоисточника. Требования, предъявляемые к качеству воды, зависят от ее назначения и установленного технологического оборудования. Так, охлаждающая вода в системах последовательного и оборотного водоснабжения не должна выделять карбонатных отложении, способствовать биологическим обрастаниям, вызывать заиление технологического тракта. Термостабильность воды оценивают по шестибалльной шкале. При непосредственном контакте охлаждающей или отмывочной воды с производимым продуктом и использовании ее в качестве среды, поглощающей и отводящей примеси, допустимое количество взвешенных веществ и их дисперсность устанавливают для каждого производства отдельно. При этом путем варьирования скорости должно предотвращаться образование осадка по пути движения воды. Так, при скорости движения воды 0,4 м/с концентрация взвеси в воде допускается 42 мг/л, а при 1,5 м/с- до 200 мг/л. Охлаждающая вода, не контактирующая с продуктом, должна осветляться, так как взвеси являются цементирующей основой формирования отложений карбоната кальция. В зависимости от температуры нагрева и содержания диоксида углерода охлаждающая вода не должна иметь карбонатную жесткость выше 2-7 мг-экв/л и содержать железо и сероводород. Охлаждающая вода не должна вызывать коррозию металлов, характеризующихся не более чем 5-6 баллами коррозионной стойкости по принятой десятибалльной шкале. Для этого суммарное содержание хлоридов и сульфатов не должно превы-шать 100 мг/л, общее солесодержание до 500 мг/л, карбонатная жесткость свыше 2,5 мг-экв/л, рН в пределах 6-9, содержание растворенного кислорода в пределах 4-6 мг О/л. Мутность охлаждающей воды, используемой в компрессорах, конденсаторах, переохладителях и др., допускают до 2 мг/л. Для охлаждающей воды, используемой в холодильниках на предприятиях азотной промышленности, допускается мутность до 10-50 мг/л, щелочность до 3 мг-экв/л, она должна быть стабильна и не должна вызывать биообрастаний охлаждающей аппаратуры и коммуникаций. Вода для питания котлов высокого давления практически должна быть обессолена, полностью умягчена, обескремнена, обескислорожена, ее мутность допускается до 3 мг/л. Общая жесткость воды для барабанных (100-185 МПа) и прямоточных котлов сверх критического давления (215-300 МПа) не должна превышать соответственно 0,005 и 0,003 мг-экв/л, содержание оксидов железа до 0,01 мг/л, оксидов меди 0,005 мг/л.

На заводах синтетического каучука воду используют для технологических, хозяйственно-питьевых и противопожарных нужд. Производственное водопотребление таких предприятий может достигать 100-300 тыс. м3/ч. До 95 % потребляемой воды расходуется на охлаждение технологического оборудования и перерабатываемых продуктов. Отработавшая вода не содержит загрязнений и после охлаждения повторно используется в производстве. Вода, применяемая для охлаждения полупродуктов в технологическом процессе, не должна загрязнять аппаратуру шлаками, солями, биологическими и другими веществами. В ней допускается содержание взвесей до 15 мг/л, солей карбонатной жесткости не более 5-6 мг-экв/л.

Водоснабжение предприятий синтетического каучука осуществляют по раздельным системам. Прямоточные системы применяют в производственных процессах, где по технологическим условиям невозможно осуществить водооборот. На заводы подается вода двух категорий: с содержанием взвешенных веществ до 15 мг/л и не более 3-5 мг/л. Воду первой категории используют для восполнения потерь в системах производственного водоснабжения, а второй - для приготовления химически очищенной воды и для теплообменной аппаратуры, где охлаждающая вода проходит по межтрубному пространству.

При производстве дивинилстирольного и дивинилнитрольного каучука в процессе полимеризации используют умягченную воду следующего состава: общая жесткость до 0,07 мг-экв/л, общая щелочность не более 1 мг-экв/л, свободная углекислота не более 5 мг/л, взвешенные вещества до 3 мг/л, рН 6,8-7,2. При производстве дивинилстирольного, полиизопренового, полидивинилого и других каучуков для промывки полимера применяют воду с предельным содержанием солей карбонатной жесткости до 0,5 мг-экв/л, взвешенных веществ не более 3 мг/л.

На азотно-туковых заводах хозяйственно-питьевой водопровод объединяют с противопожарным. Производственный водопровод проектируют для снабжения водой оборотных систем водоснабжения основных производств, а также подсобных вспомогательных и административно-хозяйственных служб.

Значительные расходы производственной воды, наличие большого количества холодильников с мелкими трубками, конденсаторов с малым зазором между трубами и другой тонкой аппаратуры определяют требования к качеству воды, потребляемой на азотнотуковых заводах (вода должна быть стабильной с мутностью до 20 мг/л).

Для предприятий пигментной промышленности требуется грубоосветленная вода до 30 мг/л. При производстве диоксида титана к воде предъявляются следующие требования: сухой остаток до 100мг/л, жесткость общая до 3 мг-экв/л, железо общее до 0,2 мг/л, температура до 28оС.

Параметры охлаждающей воды производства карбамидных смол: мутность до 60 мг/л, карбонатная жесткость до 4 мг-экв/л, температура до 25 оС, обессоленной воды-общее солесодержание до 5 мг/л, содержание кремния до 0,2 мг/л, железа до 0,3 мг/л.

При изготовлении хлопковой целлюлозы используют умягченную воду с общей жесткостью до 0,18 мг-экв/л, содержащую следы железа и взвесей и имеющую минимальную окисляемость.

Оборотная вода кислородных станций должна удовлетворять требованиям: мутность до 50 мг/л, карбонатная жесткость до 3,5 мг-экв/л, рН 6,5-8,5, содержание железа до 0,3 мг/л, температура до 30 оС.

В производстве химических волокон используют фильтрованную умягченную и обессоленную воду.

В зависимости от состава производств, территориального расположения их на генплане и других факторов на химических предприятиях может быть принято до 20 различных систем оборотного водоснабжения /2/.

Обычно на предприятиях проектируются системы водопроводов фильтрованной, умягченной, обессоленной, оборотной (охлаждающей) воды, а также водопроводов противопожарно-хозяйственного назначения. В связи с повышенными требованиями к минеральному составу умягченной и обессоленной воды (особенно в отношении содержания солей железа), а также ввиду невозможности деаэрации воды для этих систем водопроводов необходимо применять трубы и арматуру из антикоррозийных материалов (нержавеющей и гуммированной стали, пластмасс).

За последние годы на многих химических предприятиях проделана большая работа по сокращению водопотребления и улучшению качества очистки сбрасывмых сточных вод, с целью использования их в системах оборотного водоснабжения.

Опыт эксплуатации оборотных систем водоснобжения показал, что такой подход является наиболее экологически целесообразным и экономически оправданным. В этом случае необходима комплексная схема очистки и включение в водооборот вод со всех установок предприятия, позволяющая создать сбалансированную технологическую схему очистки и повторно использовать воду без сброса их в открытые водоёмы и резко сократить потребление исходной воды.

В ходе решения представленных выше проблем, т.е. перехода к рациональному водопотреблению, минимизации сброса сточных вод, необходимо использовать наилучшие доступные технологии для создания малоотходных и безотходных (безводных) технологических процессов.

Система оборотного водоснабжения, позволяющая повторно использовать промышленные сточные воды, прошедшие в процессе очистки на очистных сооружениях замкнутого цикла, позволяют полностью исключить сброс промышленных сточных вод в водные объекты или система канализации. Оборотная водоснабжения позволяет решить важнейшие задачи: значительно (на 85-95%) сократить водопотребление промышленного предприятия, снизить потери ценных компонентов со сточными водами, избежать платы за водоотведение и превышение предельно допустимых концентраций- ПДК сточных вод.

Одним из вариантов решения указанных проблем является использование в системах промышленного водоснабжения производственных биологически очищенных сточных вод (БОСВ) /3/. Возможность использования БОСВ основывается на принципе соответствия качества используемой воды условиям ее дальнейшего применения. Этот принцип требует выбора системы промышленного водоснабжения.

Применение БОСВ для подпитки оборотных систем водоснабжения требует оценки ряда технологических и гигиенических факторов. Технологическими факторами являются влияние БОСВ на коррозионную активность оборотной воды, ее склонность к отложению солей жесткости и биообрастанию на поверхностях теплообменного и технологического оборудования.

Таблица 1 Характеристика оборотной воды водооборотного цикла при подпитке биологически очищенной водой различной степени упаривания

Гигиенические факторы обусловлены загрязненностью БОСВ. Основополагающим принципом при их оценке является безусловное обеспечение безопасности для здоровья работающих и населения /4/, подвергающихся прямому или косвенному воздействию БОСВ. Кроме того, должны быть гарантированы безвредность для человека химического состава и благоприятные органолептические свойства воды. В таблице 1 приведен состав подпиточной воды водооборотного цикла и БОСВ химического предприятия, откуда следует, что значения ряда показателей БОСВ (концентрации хлоридов, сульфатов, нитратов, аммонийного азота, ХПК и солесодержание) значительно превышают значения аналогических показателей в подпиточной воде.

Выводы

1. Исключительно сложный состав производственных сточных вод, трансформация химических веществ в результате их очистки не позволяют теоретически установить в полном объеме надежную связь между биологически очищенными сточными водами и степенью ее технологической пригодности для подпитки оборотных систем и безопасности для человека.

2. Разработка рекомендаций по использованию БОСВ для подпитки водооборотного цикла может быть осуществлена только экспериментальным путем.

3. Решение данной задачи должно проводиться на основе комплексного изучения условий использования биологических очищенных сточных вод, методов доочистки и обеззараживания, физико-химических, органолептических и эпидемиологических показателей, а также возможного уровня риска для здоровья человека.

Литература

1. Когановский А.М, Семенюк Л.П. Оборотное водоснабжение химических предприя-тий.- Киев. Будивельник, 1975.

2. Беличенко Ю,П., Гордиев Л.С, Комиссаров Ю.А Замкнутые системы водообеспечения химических производств.- М.Химия.1996,-270с.

3. Проскурянов В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности.-Л.Химия,1977 г.

4. Повторное использование очищенных сточных вод: методы очистки и проблемы гигиенической безопасности: Серия технических докладов №517.-Женева: ВОЗ.1975.-88 с.

Размещено на Allbest.ru