Очистные сооружения на заводе: типы и технологии
Очистные сооружения (ОС) - это инженерный комплекс, предназначенный для обработки производственных сточных вод до показателей, соответствующих предельно допустимым концентрациям (ПДК). Они являются неотъемлемой частью современной экологически ответственной промышленности. Промышленные очистные сооружения используют для очистки сточных вод предприятий и производств. Это оборудование существенно снижает пагубное воздействие на окружающую среду и концентрацию вредных веществ в стоках канализации.
Современное общество включает в себя производственные комплексы различных отраслей, в результате деятельности которых в водные объекты сбрасывается огромное количество токсичных загрязняющих веществ. От происхождения сточной воды зависят качественные и количественные характеристики стоков. Промышленные воды могут характеризоваться повышенными концентрациями тяжелых металлов, поверхностно-активных веществ (СПАВ), нефтепродуктов, фенолов и т. д.
Типы очистных сооружений
Существует два основных типа очистных конструкций по виду обработки: природные и искусственные. Природные очистные сооружения более экологичны, но требуют больших площадей.
На сегодняшний день используют очистные сооружения промышленных сточных вод разных типов, по устройству и принципу функционирования. При проектировании и строительстве очистного сооружения применяются все этапы чистки, образовывая полноценный комплекс, обеспечивающий соответствие требованиям установленных норм. Комплекс мер подбирается индивидуально для каждого объекта.
С учетом области и технологии применения очистки выделяют два класса сточных вод: с твердой дисперсной фазой и с жидкой дисперсной фазой.
Основные типы оборудования ОС:
- Блочно-модульные очистные сооружения (БМОС) - представляют собой модули контейнерного или каркасного типа с установленным оборудованием для фильтрации воды. Они компактны, легко транспортируются и быстро устанавливаются.
- Ливневые очистные сооружения - предназначены для очистки дождевых и талых вод. Они состоят из резервуаров для сбора воды, фильтров и других элементов очистки.
Методы очистки сточных вод
Последовательность этапов в схеме очистки называется линией очистных сооружений и может отличаться от предприятия к предприятию.
Выделяют несколько основных методов очистки сточных вод:
- Механический этап - удаление нерастворённых примесей: песка, жиров, крупнодисперсных загрязнений.
- Физико-химический этап.
- Дополнительно или вместо физико-химического этапа может быть биологический. Это очистка промстоков от органики с помощью микроорганизмов, которые перерабатывают её в безвредные вещества.
Выбор метода очистки определяется степенью агрессивности стоков и их составом.
Механические методы
Механическая очистка - удаление крупных твердых частиц с помощью решеток, сит или отстойников. Осветление и процеживание позволяет не только очистить промышленные сточные воды от тяжелых примесей и взвешенных веществ на решетках, дробилках, первичных отстойниках и гидроциклонах, но и снять нагрузку с более сложного оборудования. В качестве фильтрующих элементов используют: песок, гравий, щебень, металлическую сетку, хлопчатобумажные или пластиковые материалы.
Гравитационный метод, отстаивание. Фракции, которые плотнее воды, из-за силы тяжести уходят на дно, а легкие поднимаются на поверхность, где их задерживают специальные приспособления - масло-, нефте- или жироуловители. Также используются песколовки, которые удерживают минеральные взвеси.
Физико-химические методы
В данном случае нужно подобрать реагенты. Ее используют при высокой концентрации нефтепродуктов, ПАВ и растворимых жиров в водах.
Очищенный промышленный сток уходит на флотаторы и жироуловители с тонкослойными модулями. В камере флотатора или жироуловителя формируются микропузырьки, к которым прилипают загрязнения и поднимаются на поверхность стока.
Применяется для очистки нерастворимых загрязнений (взвеси, тяжелые металлы, цианиды, фториды и т.д.).
- Коагуляция.
- Ионообмен.
- Флотация.
- адсорбция.
Биологические методы
Биологическая очистка - использование бактерий, которые питаются органическими загрязнениями. Отличие от предыдущего метода заключается в участии также микроорганизмов.
Биоочистку без реагентов проводят, когда из вод требуется удалить исключительно органику. Для этого используют аэробные и анаэробные микроорганизмы, которые разлагают в стоках включения органического происхождения. Если обрабатываемые воды содержат сложно окисляемые включения, сначала проводят аэрацию.
Очистные сооружения стоков промышленных предприятий такого типа подразделяются на два типа - работающие в естественных и искусственных условиях. Первые менее действенные, и им требуется площадь, отведенная под поля орошения или фильтрации.
- Биофильтры. В них засыпается фильтрующий материал с пористой структурой, содержащий также микроорганизме в виде пленки на поверхности. Есть различные устройства - по виду загрузки, величине фракций, типу вентиляции и т.
- Аэротенки. Это герметичные камеры, куда принудительно подается воздух, насыщающий воду кислородом.
Локальные очистные сооружения (ЛОС)
Локальные очистные сооружения (ЛОС) являются важнейшим элементом инфраструктуры современных промышленных предприятий. Они обеспечивают очистку сточных вод до уровня, позволяющего безопасно сбрасывать их в окружающую среду или повторно использовать для технических нужд.
ЛОС наиболее эффективны для очистки специфических промышленных стоков, содержащих нефтепродукты, органику, тяжёлые металлы, гальванику и химические соединения. В отличие от централизованных очистных сооружений, которые обычно проектируются для обработки стандартных бытовых стоков, ЛОС настраиваются с учётом уникального состава сточных вод каждого предприятия.
Важным элементом многих промышленных ЛОС являются песконефтеуловители - устройства для улавливания и фильтрации примесей, таких как нефтяная пленка, труднорастворимые эмульсии, ил и песок.
Перед установкой локальных промышленных очистных сооружений нужно тщательно изучить особенности процессов предприятия, чтобы сформировать оптимальный комплекс методов. Одного универсального способа не существует, поэтому здесь требуется исключительно индивидуальный подход.
Дополнительная очистка и повторное использование
Необходима в тех случаях, когда производственные площадки и заводы очищают воду для повторного использования. В зависимости от функции очищенной воды иногда на предприятии может потребоваться очистка технического стока до норм питьевой воды. Подобные нормативы требуют ультратонкой фильтрации жидкости и использования мембранных технологий. Продукция из данного блока нашего производства отвечает требованиям эффективности и включает в себя: обратный осмос, установки ультрафильтрации и установки ионного обмена.
Управление и мониторинг
Чтобы ОС работали эффективно и надёжно, процессами очистки нужно управлять. Также используются специализированные программные комплексы для мониторинга и управления системой очистки, например SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition. Они позволяют собирать данные о процессах очистки, контролировать их и управлять ими в автоматическом режиме.
В современных локальных очистных сооружениях для промышленных сточных вод активно внедряются автоматизированные системы контроля и мониторинга (GSM-модуль), которые позволяют в реальном времени отслеживать качество очищенной воды, уровень загрязнений и состояние оборудования. Такие системы помогают предотвратить аварии, сократить расходы на обслуживание, объем реагентов и поддерживать эффективность работы на высоком уровне.
Этапы проектирования и строительства
Проектирование, строительство и запуск ОС - это масштабный дорогостоящий проект. Проектирование является основой работоспособности любого очистного комплекса.
Монтаж локальных очистных сооружений происходит в заранее подготовленные траншеи или котлованы. Конструкции гидроизолируют, а затем засыпают грунтом.
Этапы:
- Сбор и анализ информации о составе сточных вод, объеме стоков, наличии существующей инфраструктуры и нормативных требованиях к очистке.
- ...
- ...
- ...
- ...
Преимущества использования очистных сооружений
Несмотря на первоначальные затраты, они обеспечивают экономическую эффективность и соответствие экологическим стандартам.
- Уменьшение экологических рисков. Загрязнение окружающей среды может привести к серьезным экологическим последствиям, которые могут повлечь за собой штрафы, судебные исковые требования и ущерб репутации предприятия.
- Экономическая выгода.
- Улучшение качества продукции.
- Улучшение условий труда.
Осушение и утилизация осадка
Одним из этапов очистки промышленных сточных вод является осушение и утилизация осадка, в том числе избыточного ила после биологической очистки. Существует несколько способов для его обезвоживания на фильтрах, в зависимости от метода воздействия на структуру шлама: пресс-фильтры, барабанные фильтры, шнековые дегидраторы, вакуум-фильтры.
Стоимость установки
Стоимость установки зависит от объёмов стоков, уровня загрязнений и выбранной технологии.
Самое дорогое оборудование по стоимости установки и эксплуатации - это механические фильтры и различные типы обратного осмоса. Одни из самых экономичных типов оборудования ОС - это раздельные и биологические фильтры. Относительно других типов оборудования, раздельный фильтр имеет низкую стоимость, потребляет меньше электроэнергии, при этом демонстрирует достаточную скорость и степень очистки.
Эффективность ОС
Эффективность ОС промышленных стоков оценивается по различным параметрам: степень очистки, сроки эксплуатации, энергозатраты и т.д.