Оптимизации процессов очистки промышленных стоков

Наша компания много лет проводит научные исследования в области водоподготовки воды питьевой из различных начальных источников, в том числе из источников имеющих различные виды загрязнения (в т.ч. БОВ) и из морских источников. Кроме того, мы исследуем возможность оптимизации процессов очистки промышленных стоков от вредных и супер-токсичных производств и их выбросов в воздух и создаем оборудование для разрешения каждой индивидуальной задачи.

Кроме того, мы являемся разработчиками природных абсорбирующих веществ имеющих уникальные показатели по свойствам, по впитавынию углеводородов и по устойчивости к высоким температурам. Надеемся что наши работы будут вам интересны и окажут содействие в области очистки воды и в сохранении экологической составляющей в РФ.

-
www.HRS-FIN.COM

tel: +7 921 944 6618

пишите - hrs.fin@gmail.com

О Т Ч Е Т

испытания технологических блоков очистки воды

на объекте КРАСНЫЙ БОР

Данная работа была направлена на определение технологических параметров процесса и режимов работы ступени фотохимической обработки опытной установки очистки отстойных вод карты № 64 ГУПП «Полигон «Красный Бор».

Проведены стендовые испытания ступени фотохимической обработки опытной установки очистки отстойных вод.

Для воды предварительно прошедшей обработку коагуляцией, окислительную обработку в жидкой фазе, окислительно-сорбционную обработку, очистку методом ультрафильтрации и методом обратного осмоса подобран оптимальный режим обработки на стадии фотохимической очистки воды. При заданной энергетической освещенности исследована зависимость снижения химического потребления кислорода (ХПК) от количества введенного окислителя (пероксид водорода) и количества эжектируемого озона.

Контролировались следующие параметры: расход воды через эжектор, расход газа, подаваемого на эжектор, количество введенного окислителя (пероксид водорода, озон), содержание остаточного пероксида , ХПК, рН.

1. Введение.

Карты (котлованы) № 64 и № 68 предназначены для приема отходов, содержащих органические соединения. Карты вырыты в слое нижнекембрийских глин, считающихся практически водонепроницаемыми, глубина залегания которых составляет 70-80 м, что, по-видимому, исключает возможность попадания токсических веществ с грунтовыми водами в регион Балтийского моря.

Карта № 64 была принята в эксплуатацию в 1988 году и имеет рабочий объём – 624 000 м³. Карта № 68 принята в эксплуатацию в 1992 году и имеет рабочий объем 105 800 м³. В настоящее время эти два котлована практически полностью заполнены жидкими отходами.

Длительное хранение отходов в картах, способствует химическому взаимодействию между различными токсичными веществами (компонентами) с образованием сложнейших соединений (в том числе хлорорганических). Биотестирование указывает на острую токсичность этих вод. Снижение биотоксичности до приемлемого уровня достигается только при разбавлении проб воды в 10000 -100000 раз. Попадание таких жидких отходов на прилегающие территории, а так же в поверхностные и грунтовые воды может привести к непредсказуемым последствиям для Санкт-Петербурга, так как территория полигона является частью водосбора реки Большая Ижорка, которая впадает в реку Нева, выше городского водозабора.

В настоящее время наибольшую экологическую опасность представляют именно эти два котлована, вследствие практически полного исчерпания их приемных мощностей. Первоочередная задача - уменьшение объема водного слоя путем сброса очищенных вод в природные водоемы.

Сложный состав содержимого 64 карты, вызывает необходимость применения нескольких методов переработки этих отходов, поскольку одним методом практически невозможно снизить содержание сразу всех загрязнителей до допустимых пределов.

Усредненные данные по химическим показателям представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

№; Параметр; Исходные жидкие отходы Полигона, мг/л; Очищенные воды, мг/л; ТУ на прием СВ на ОС ливнестоков, мг/л
1; ХПК; 25000; 40-80; 100
2; Нефтепродукты; 29; <5; 30
3; Соли; 4000-6000; <80; 700
4; Неорганические примеси; 500; <100; 400
5; Взвешенные; 400; <50; 200
6; БПК; -; <50; 60
7; рН; ; ;

Необходимость применения мембранных методов связана с необходимостью коррекцией солевого состава воды с одновременным удалением растворенных органических соединений. Обессоливание очищаемой воды проводится с использованием метода обратного осмоса.

Непосредственное применение к сильно загрязненным (непрозрачным) водам метода обратно осмотической обработки невозможно. Поэтому используется многостадийная технология очистки, включающая стадии коагуляции, гомогенной окислительной обработки пероксидом водорода, адсорбционно окислительной обработки, ультрафильтрации. Однако и после прохождения этих ступеней вода еще содержит большое количество различных растворенных органических соединений и имеет высокую степень минерализации. Для снижения солесодержания до нормативов, допускающих сброс очищенной воды в пресноводные водоемы, применяется обратно осмотическая обработка.

В этом методе исходная вода с помощью насоса высокого давления (для слабоминерализованных вод – рабочее давление составляет 10-16 бар) продавливается через полимерные мембраны, которые пропускают сквозь себя молекулы воды, растворенные газы и ряд низкомолекулярных веществ, но не пропускают ионы и более крупные молекулы. В результате поток исходной воды разделяется на поток фильтрата, который практически не содержит растворенных солей, и поток концентрата, который уносит задержанные ионы. В результате вода в значительной степени обессоливается, а показатели ХПК уменьшаются до 900-2000 мг О₂/л. Для удаления из воды низкомолекулярных органических соединений применяется фотохимическая (фотолитическое озонирование) обработка.

По результатам биотестирования получаемая в результате процесса вода не токсична и может быть отправлена на финишную биоочистку методами используемыми для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.

3. Блок фотохимической очистки.

3.1. Использование фотохимических методов в технологиях

водоподготовки.

Известно, что одновременная обработка воды окислителями (озон, пероксид водорода) и ультрафиолетовым светом увеличивает скорость окисления растворенных органических молекул в 100-10000 раз, при этом наблюдается взаимное усиление действия озона и УФ света. Эффективному разложению подвергаются различные органические загрязнители воды: галогенуглеводороды (винилхлорид, дихлорэтан, трихлорэтилен, перхлорэтилен, хлорбензол, хлорфенолы, полихлорированные бифенилы), ароматические (бензол, толуол, ксилол, этилбензол) и полициклические (нафталин, антрацен, пирен, бензпирен) углеводороды, гербициды (атразин, пропазин, бромазил), другие вредные соединения (фенолы, спирты, альдегиды, масла, жиры, карбоновые кислоты и т.д.). Обычно реакции идут до полной минерализации органических соединений, наблюдается также детоксикация ряда неорганических соединений (нитриты, цианиды, гидразин и т.д).

В последнее время совместное действие окислителя и УФ-света рассматривается как перспективная технология для применения в задачах водоочистки. Рядом фирм созданы установки производительностью 1-10 м³/ч, использующие пероксид водорода.

Работа над практическим использованием фотохимических методов начата нами несколько лет назад. Показано, что использование в качестве окислителя озона при возбуждении его УФсветом в максимуме полосы поглощения (фотолитическое озонирование) дает возможность создать установки, с удельным энергопотреблением в 5-7 раз меньшим, чем при использовании пероксида. Определены оптимальные соотношения между количеством подаваемого в единицу времени озона и мощностью источника освещения.

Установлено, что для максимальной эффективности процесса очистки необходимо вести реакцию в гетерогенной системе вода - озоно-воздушная смесь. Сконструирован проточный фотохимический реактор с тонким водяным слоем, на котором экспериментально проверены возможности метода фотолитического озонирования на неcкольких модельных загрязнителях. Эффективность использования озона при фотолитическом озонировании существенно повышается (даже для простейшего реактора коэффициент полезного использования озона возрастает с 20 до 70 %), окисление органических молекул идет до полной минерализации, необходимое время контакта для окисления и стерилизации уменьшается по сравнению с озонированием (до нескольких секунд).

Подробно исследовалась деградация водных растворов пентахлорфенола (ПХФ). Совокупность полученных данных показывает, что деградация ПХФ происходит гораздо более эффективно при одновременном действии УФ-света и озона по сравнению с простым озонированием и идет до полной минерализации. Наблюдения за концентрацией хлорид-иона показали выделение стехиометрического количества ионов Cl^-, отвечающего полному дехлорированию молекул ПХФ. Спектральные данные показывают, что за время обработки происходит полное разрушение бензольного кольца, а рН-метрические измерения обнаруживают повышение кислотности, соответствующее стехиометрическому количеству ионов водорода, образующихся при полном окислении ПХФ. В диапазоне концентраций загрязнителя 0,8 - 12 мг/л наблюдалось падение концентрации ПХФ не менее чем в 100 раз при прохождении воды через реактор в течение 4 сек.

Модульный принцип построения позволяет собирать установки различной производительности и использовать их для получения питьевой воды высокого качества, в системах очистки и стерилизации воды плавательных бассейнов емкостью до 500 куб.м, а также в технологических цепочках очистки и обеззараживания сточных вод, содержащих большие количества органических загрязнений. По сравнению с существующими аналогами (адсорбционно-фильтрующими и озонирующими устройствами) созданные установки имеют следующие основные преимущества:

высокая, недостижимая другими способами, степень удаления примесей (до одной части на триллион) и обеззараживания (снижение концентрации микробиологических загрязнений не менее чем в миллион раз);

низкие капитальные и эксплуатационные затраты, обусловленные компактностью, малой металлоемкостью и малой энергоемкостью (при концентрации загрязнителей до 5 мг/л энергозатраты не превышают 250 Вт.ч/м³).

Расчеты показывают перспективность применения данного метода для очистки больших масс воды на станциях централизованного водоснабжения для обеспечения безхлорной очистки и обеззараживания. Такие системы могут быть скомпонованы из выпускаемого промышленного оборудования для УФ-обеззараживания и для озонирования воды.

Ранее выполненные лабораторные и практические работы подтвердили также эффективность использования метода для доочистки сточных вод, в том числе и при очистке сильно загрязненных вод полигона “Красный Бор” /1/.

С.В. Чикишев, по материалам научного отчета к.ф-м.н. Басова Л.Л.

Супер сорбент на основеприродных минеральных материалов

1. Согласно техническому заданию Заказчика, сорбент может иметь нулевую, отрицательную или положительную плавучесть. Размер фракций составляет 3÷35 мм. Крупная фракция используется при сборе нефтепродуктов тралами, а мелкая фракция при сборе нефтепродуктов судами-нефтесборщиками и бонами.

2. Для нефтепродуктов, дрейфующих на глубине 3÷5 метров, разработан сорбент с изменяющейся плавучестью, который изначально имеет отрицательную плавучесть, а при контакте с водой приобретает положительную плавучесть.

Такой сорбент достаточно подвести на глубину 7÷10 метров, после чего он начинает всплывать вместе с нефтепродуктами.

3. Тип сорбента зависит от температуры воды предполагаемого места его использования. Пограничным значением является 12ºС. Солесодержание воды, в которой произошёл разлив нефтепродуктов, на свойства сорбента не влияет.

4. Сорбент можно многократно регенерировать по технологии Производителя.

5. Сорбент, насыщенный нефтепродуктами, не прилипает к рукам и материалам из которых изготавливаются боны и тралы, и к корпусу судна-нефтесборщика. Это свойство сорбента позволит значительно удешевить сбор адсорбированных нефтепродуктов с поверхности воды.

6. Сорбент удовлетворяет самым жёстким международным экологическим требованиям.

7. Стоимость сорбента значительно ниже существующих аналогов, так как он создан на основе природных минеральных материалов. На сегодняшний день аналогичные сорбенты создаются на основе более дорогих искусственно синтезируемых материалов.

Смотрите дополнение: Технология гетерогенного каталитического фотоокисления.