Очистка производственных стоков актуальна для всех отраслей промышленности. Рассмотрим решение этой задачи в металлообрабатывающем секторе, в ООО «Рексам Всеволожск» – одном из крупнейших производителей алюминиевых банок для напитков в Европе.

Предприятие расположено в Ленинградской области. Производство запущено в эксплуатацию в 2004 г. При проектировании и строительстве учтены все технические и технологические особенности данного производства и, в частности, вопрос сбора и очистки сточных вод.

Расход производственного стока, поступающего на очистку, составляет 30,0 м3/ч. Принципиальная схема очистки производственного стока представлена на рисунке.

Схема очистки сточных вод

Схема очистки сточных вод в ООО «Рексам Всеволожск»

1 – ёмкость для стоков; 2 – установка ЭХО; 2А – блок электрокоагулятора; 2Б – блок напорного
флотатора;
3а – механический фильтр; 3б – сорбционный фильтр с углем МАУ;
4 – ёмкость чистой воды;
5 – буферная ёмкость; 6 – илоуплотнитель; 7 – напорный бак;
8, 9, 10 – насосы;  11 – эжектор; 12 – блок предварительного анодного окисления

На очистку поступает промышленный сток сложного состава. Он образуется при мойке и травлении алюминиевых заготовок, впоследствии преобразующихся в банки, а также при мойке банок после окраски. Таким образом, в стоки попадают технические моющие средства, а с ними неионогенные СПАВ, смазочные масла, СОЖ. Травление осуществляется плавиковой кислотой HF, в воду попадает собственно HF, а также комплексный алюминиевый ион [AlF6]3-. Допустимые к сбросу в городскую канализацию концентрации значительно превышаются. рН среды колеблется от 1,0 до 5,5.

Для очистки данного стока предложена схема, сочетающая несколько последовательных этапов.

Первый этап очистки – подготовка стока. Осуществляются усреднение состава, поступающего на очистку стока, корректировка рН и частичное окисление плохо коагулируемых органических веществ.

Особенностями данного этапа являются:

  • двухступенчатая корректировка рН. Первая стадия – грубая корректировка перед аккумулирующей ёмкостью. Вторая стадия – доведение рН до необходимого значения непосредственно перед подачей на очистные. В качестве реагента выбрана известь;
  • перевод водорастворимых фторидных алюминиевых комплексов в нерастворимые в воде СаNa [AlF6]↓, Са3[AlF6]2↓. Однако после этой операции в растворе остается 50–300 мг/л алюминия, 20–100 мг/л фторид-иона;
  • частичное окисление плохо коагулируемых органических веществ, Н-СПАВ, СОЖ. В данной технологии применены блок анодного окисления (БАО), разработанный НПП «Полихим», и на стадии подготовки очищаемых сточных вод перед их подачей в установку для очистки вод сложного состава установка ЭХО-К. БАО предназначен для частичного окисления органических веществ (спиртов, альдегидов, полигликолей, неионогенных ПАВ). Производится разрушение растворённых комплексов тяжёлых металлов (аммиачных, оксалатных, трилона Б и др.) с окислением комплексона. Сложные молекулы неионогенных СПАВ – полиоксиэтиленовые эфиры алифатических спиртов «разрезаются» по кислородному мостику с образованием 2-карбоксилсодержащих органических молекул. Полученные окисленные органические молекулы хорошо хемосорбируются гидроокисями металлов. Таким образом, эмульсия нефтепродуктов становится нестабильной; карбоксилсодержащие «огарки» имеют заряд, отличающийся по знаку от заряда коагулянта.

Второй этап – электрохимическая очистка. Осуществляется методом электрокоагуляции и флотации.

Особенностями данного этапа являются:

1) применение компаундных сплавных электродов.

Процесс электрокоагуляционной очистки основан на анодном растворении электродов. Под воздействием постоянного тока при растворении электродов образующийся коагулянт и флокулянт связывают коллоидные частицы криолита и других комплексных соединений алюминия, а также образуют хлопья гидроокисей алюминия и железа, которые хемосорбируют органические вещества. В электрокоагуляторе генерируется коагулянт Al(OH)3 и Fe(OH)3 – Fe(OH)2, который хемосорбирует органические «огарки» и сорбирует эмульгированные нефтепродукты. Генерируемый в электрокоагуляторе флокулянт способствует образованию стабильных флокул, что приводит к созданию устойчивого пенного слоя на поверхности напорного флотатора.

Если сопоставить электрокоагуляцию с реагентной коагуляцией, то электрохимическое растворение в воде 1 г железа эквивалентно введению 2,9 г FeCl3 или 7,2 г Fe2(SO4)3;

2) применение напорной флотации.

Сток проходит этап флотации, представляющей собой способ разделения мелких твёрдых частиц разных веществ, а также выделения капель дисперсной фазы из эмульсий, основанный на различной их смачиваемости и накоплении на поверхности раздела фаз. Для очистки сточных вод очень эффективно применять электрокоагуляцию совместно с напорной флотацией, когда через слой обрабатываемой жидкости, содержащей коагулянты и флокулянты, пропускаются мелкие пузырьки воздуха. При этом флотацией извлекаются мелкодисперсные частицы, представляющие собой хлопья коагулянта совместно с захваченными загрязнениями. Флотируемые загрязнения концентрируются в виде пены на зеркале воды и удаляются скребковым механизмом. Это позволяет флотировать и удерживать на поверхности большое количество взвешенных веществ (пену), а также извлекать вещества, имеющие медленную кинетику гидролиза или хемосорбции.

Необходимо отметить, что основная часть загрязняющих веществ удаляется на данном этапе (95–98%).

Третий этап – доочистка. Осуществляется методом фильтрации через инертные и активные фильтрующие загрузки для удаления из воды мелкодисперсной взвеси и растворённых органических соединений.

Особенностью данного этапа является применение сорбентов МАУ.

В фильтрах с углеродным сорбентом МАУ различных марок происходит глубокая доочистка вод от органических загрязнений (нефтепродуктов, ПАВ, фенолов, органических кислот и других веществ).

Применение углеродных адсорбентов МАУ связано с высокой гидрофобностью их поверхности за счёт близости его электрохимического потенциала и потенциала нулевого заряда. Поэтому происходит полислойная адсорбция нефтепродуктов и других органических веществ по механизму, хорошо описываемому уравнением Френдлиха.

Для удаления из воды мелкодисперсной взвеси и растворённых органических соединений используется фильтрация через инертные и активные фильтрующие загрузки.

Применённая ООО «Рексам Всеволожск» схема очистки производственного стока позволяет достигать установленных нормативов для сброса сточных вод в городской коллектор. В таблице представлены усреднённые данные, дающие представление о степени очистки по ряду параметров.

 

Загрязнители

Концентрация, мг/л
до очистки после очистки
Взвешенные вещества 1000 2,0
БПКполн 800 15
Цинк 8,7 0,07
Хром+3 0,9 0,03
Хром+6 Отсутствует Отсутствует
Азот аммонийный 10,4 0,15
Хлориды 800 800
Сульфаты 600 250
Нефтепродукты 350 0,03
СПАВ (анионные) 2,0 0,01
Фенолы 0,7 0,002
Железо общее 6,6 0,1
Медь 1,6 0,02
Никель 0,8 0,02
Свинец
Кадмий 0,005 0,001
Ртуть
Алюминий 350 0,1
Марганец 1,6 0,02
ХПК, мгО2 6500 60
рН 1,5-4,5 6-9
СПАВ (неионогенные) 180 0,5
Фториды 560 1,4

Весь процесс очистки производственного и ливневого стоков автоматизирован. Комплекс очистных сооружений позволяет вести очистку стока без смены комплектующих в широком диапазоне концентраций загрязняющих веществ в очищаемом стоке. Для обслуживания требуется 1 оператор. Работа квалифицированного персонала позволяет достигать максимального качества очистки и экономии расходных материалов.

Скачать PDF

Пролистать наверх