3.3.4. Комплексные схемы обработки сточных вод

Общие принципы создания очистных сооружений заключаются в последовательной обработке сточных вод механическими, химическими и биологическими методами с использованием оригинальных установок локальной очистки от таких индивидуальных веществ-загрязнителей, как фенолы, кислоты и щелочи, сероводород и др. Кроме того, перечисленные методы могут быть как одно, так и многоступенчатыми, комбинированными, с применением нескольких способов переработки, что зависит от требований в отношении степени очистки воды и качества выпускаемой из системы воды, а также от характеристик сточных вод.

Типовую схему установки по переработке сточной воды с применением комбинации механической и химической обработки и с конечной концентрацией углеводородов ниже 2 мг/л предложила фирма "ИНА РОСС" (Хорватия). Процесс протекает следующим образом. Вода из сборного бассейна гравитационным способом выпускается (или перекачивается) при изменении ее количества в резервуар быстрого смешивания, в котором она при помощи смесителя смешивается с добавляемым флокулянтом. Химически обработанная вода подается во флотатор, в котором происходит отделение нефти и механических примесей, которые поступают в отстойный резервуар. Очищенная вода из флотатора (5 мг/л

301

нефтепродуктов) подается в коагуляционную/флокуляционную емкость, снабженную смесителем и дозатором флокулянтов. После обработки вода пропускается через фильтры с двумя наполнителями - кремниевым песком и антрацитом. Фильтрованная вода (< 2 мг/л нефтепродуктов) подается в емкость, из которой выпускается в окружающую среду, а часть ее направляется на промывку фильтров. После промывки фильтров вода направляется в систему для обработки. Для выделения веществ, не удаленных предыдущими способами, используют биологическую очистку.

Фирма "Синджен Текнолоджиз Инк" (Канада) предложила схему очистных сооружений, включающую новые технологии: сепарацию нефти от стоков физическим методом, адсорбционно-биологическую очистку и мембранную стадию очистки от солей. Блок-схема представлена на рис. 3.29. Все технологические стоки усредняются, а затем подвергаются предварительной обработке в системе отделения нефтепродуктов (нефтеотделитель - CPS-сепаратор с гофрированными пластинами). После этого предварительно обработанные стоки поступают в аэротенки двухступенчатой системы "PACT". В аэротенках стоки подвергаются аэрации в присутствии порошкового активированного угля и микроорганизмов (биомассы) при определенном уровне растворенного кислорода, позволяющего добиться высокой степени очистки от органических соединений и аммонийного азота. Порошковый уголь способствует более активной работе бактерий за счет более длительного пребывания трудноокисляемых органических соединений, адсорбированных на угле в аэротенке. Потери активированного угля возобновляются по мере необходимости.

Система "PACT" позволяет добиться значительного снижения показателей ВПК и ХПК, а также обесцвечивания, присутствие угля защищает биомассу от отравления, в то время как биосистема позволяет высвободить центры адсорбции активированного угля путем ассимиляции с него "органики". Активированный уголь адсорбирует и удерживает легкие углеводороды и ароматические соединения, устраняя их испарение при аэрации.

После аэрации к смеси добавляют полимер, способствующий осаждению в осветлителе. Затем поток, выходящий из осветлителя, поступает на быстрый песочный фильтр Hydro-Clear, а затем на предварительный фильтр (патронный фильтр, 5 микрон) и в систему обратного осмоса (ОО) перед тем, как попасть на место сброса. Производительность установки ОО составляет 222 м³/ч, предусмотрен рециркуляционный канал, соединяющий блок ОО с промежуточным резервуаром хранения. Для регулирования величины рН очищенных стоков предусмотрена система подачи реагентов для создания

302

303

необходимой рН. В ходе процесса образуются концентрированные стоки в количестве около 3,3 м³/ч, которые можно сбрасывать в городскую канализацию или использовать для получения солей.

Шламовый осадок, образующийся в осветлителе системы "PACT", постоянно возвращается в аэротенки контактной аэрации для поддержания высокой концентрации смешанных стоков. Излишки отработанного угля и биомассы, образующейся в системе, сбрасываются с осадком из осветлителя на гравитационный сгуститель/аэрохранилище шлама, а затем откачиваются на фильтр-пресс для обезвоживания.

После очистки на установке обеспечивается ВПК до 3 ррт, ХПК - около 25 ррт, полная конверсия аммиака (50-60 ррт) в нитраты, сероводород превращается в сульфаты до нормативных пределов, степень очистки от металлов в системе ОО - 50%, от фенолов - до 0,005 мг/л.

Для реконструкции очистных сооружений фирма "Лудан" (Израиль) предлагает эколого-промышленный комплекс, включающий следующие основные технологические узлы (А-Е) (рис. 3.30):

А. Узел механической и физико-химической очистки сточных вод 1-й системы канализации (сточные воды от технологических установок и дренажно-ливневые сточные воды).

Технологическая схема очистки включает грубую очистку сточных вод от крупных механических примесей и песка на фильтрах с вращающимися сетками и в гидроциклонах, выделение нефтепродуктов в сепараторах с коалесцирующей насадкой, очистку от эмульгированных углеводородов на установках напорной флотации с использованием активных органических флокулянтов.

Мощность очистных сооружений 1-й системы канализации 565 м3/ч. Эффективность очистки сточной воды на узле А приведена в табл. 3.35.

Б. Узел механической и физико-химической очистки сточных вод 2-й системы канализации (сточные воды от установок ЭЛОУ-АВТ, Г-43-107 и др.).

Технологическая схема аналогична схеме очистных сооружений 1-й системы канализации. Однако, учитывая высокое начальное содержание нефтепродуктов в сточных водах данной системы, сточные воды, прошедшие флотацию, дополнительно подвергают фильтрации на песчаных фильтрах с непрерывной регенерацией фильтрующей загрузки.

Мощность очистных сооружений 2-й системы канализации - 173 м³/ч с учетом сточных вод от механического обезвоживания шламов. Эффективность очистки сточных вод на узле Б фирмы "Лудан" приведена в табл. 3.36.

304

305

Таблица 3.35

Оценка эффективности очистки сточной воды на узле А

Таблица 3.36

Оценка эффективности очистки сточной воды на узле Б

В. Узел механического обезвоживания шлама. Обезвоживание нефтешлама выполняется на рамных фильтр-прессах под давлением 8 кг/см². Влажность обезвоженного нефтешлама 60-65% масс.

Для узлов А, Б, В принято оборудование фирмы Atlanta Chemical System (США).

Г. Узел биологической доочистки сточных вод 1-й и 2-й систем канализации.

Биологическая доочистка осуществляется в двух интегрированных биореакторах. При этом в одном аппарате происходят процессы окисления органических примесей, нитрификации, денитрификации и осветления сточных вод. Применение биореакторов этого типа позволяет повысить эффективность процесса очистки, а также сэкономить площадь при строительстве.

Мощность сооружений биоочистки - 675 м³/ч. Качественные показатели биологически очищенных вод узла Г фирмы "Лудан", мг/л:

306

Очищенные сточные воды после биологической очистки соответствуют требованиям, предъявляемым к сточным водам для сброса в водоем. Для сооружений биологической очистки принята технология и биореактор группы ADN (США).

Д. Узел деминерализации сточных вод с высоким солесодержанием и получением кристаллических солей.

На деминерализацию предлагается направлять регенерационные стоки ХВО. Для деминерализации принята двухступенчатая последовательная система обратного осмоса с рециклом концентрата второй системы для разбавления исходных сточных вод перед первой системой.

Мощность установки обратного осмоса 60 м³/ч по исходным сточным водам. В результате очистки получают 51 м³/ч обессоленной воды и концентрат. Для кристаллизации солей проводят выпарку с компрессией.

Е. Узел термического обезвреживания шламов и других твердых отходов предприятия.

Технология обезвреживания основана на деструкции органических веществ при сжигании отходов в вибрационной печи и дожигании парогазовой фазы во вторичной камере сжигания при температуре 1200-1400°С, остекловании золы и неорганического остатка при температуре 1350°С. Предусмотрена утилизация тепла отходящих газов в котле-утилизаторе и турбине с противодавлением с производством пара и электроэнергии.

Внедрение эколого-промышленного комплекса очистки сточных вод позволяет:

• - значительно сократить объем сточных вод;
• - сократить потребление свежей речной воды;
• - обеспечить действующие нормативы для сброса очищенных вод в водоемы;
• - получить значительное количество обессоленной воды, в том числе на собственное потребление;
• - выработать пар давлением 10 кг/см² для собственных нужд;
• - выработать электроэнергию для собственных нужд;
• - получить товарные соли, пригодные для посыпки дорог в зимнее время;
• - сократить загрязнение атмосферного воздуха за счет ликвидации открытых поверхностей действующих очистных сооружений;
• - полностью прекратить вывоз и накопление твердых производственных отходов и нефтешлама на территории предприятия.

Известно, что, решая проблемы локальной очистки сточной

307

воды технологической установки, мы решаем проблемы, возникающие при смешении многочисленных стоков предприятий: образования стойких дисперсий, выпадения осадков, образования вторичных примесей, высокой нагрузки на биологическую очистку, потери индивидуальных компонентов технологических стоков и др.

Выбору способа очистки должен предшествовать длительный мониторинг загрязнений во многих точках технологических цепочек. На основе полученных данных, зная область применения многих представленных методов, уже можно осуществить выбор необходимого оборудования с учетом пропускной способности.

Рассмотренные в этом разделе современные способы локальной очистки сточных вод и отходов и комплексные схемы ведущих зарубежных фирм, а также исследования отечественных ученых, могут значительно уменьшить трудозатраты при выборе и обосновании тех или иных проектов при строительстве и реконструкции очистных сооружений.

308