Очистка сточных вод от синтетических волокон с помощью процессов коагуляционного осаждения и интегрированной канавы окисления
Thread Content
1 Качество и количество сточных вод. Проект «Улучшение качества воды»: определенная иностранная компания, занимающаяся производством тканей из синтетического шелка, имеет следующие виды производственных сточных вод: текстильные сточные воды, сточные воды, получаемые в результате нейтрализации щелочи, сточные воды, образующиеся в процессе переработки, сточные воды, используемые в других целях, и прочие виды сточных вод. Кроме того, существует бытовой сток из общежитий, столовых, ванных комнат, офисных зданий и т. д. Характеристики качества и количества сточных вод для каждой группы приведены в таблице 1. Таблица 1. Количественные и качественные показатели сточных водНазвание сточных вод | CODcr (мг/л) | pH | Количество воды (м³/сутки)
-------------------|--------------|----|--------------------------
Сточные воды после обработки с использованием щелочей | 10 000–40 000 | >14 | 100
Сточные воды, получаемые в процессе переработки | 1 000–1 600 | 9–11 | 1 440
Сточные воды, образующиеся в процессе окраски и отбеливания | 700–1 300 | 5–6 | 853
Текстильные сточные воды | 60–95 | 6–8 | 657
Различные виды сточных вод | 600–1 000 | 6–9 | 308
Бытовые сточные воды | 300–400 | 6–8 | 1 050
2. Процессы обработки сточных вод
Доля CODCr в сточных водах, получаемых в результате обработки с использованием щелочей, является довольно высокой по сравнению с общим объемом производственных сточных вод. С точки зрения проектирования, разумно использовать метод предварительной обработки с добавлением кислоты и последующей фильтрацией. Однако этот метод имеет недостатки: необходимо использовать большое количество кислоты, процесс сложен в эксплуатации, а затраты на его реализацию высоки. Из-за небольшого объема воды рассматривается возможность смешивания ее с остальными сточными водами для совместной обработки. Совместное использование физико-химических и биохимических методов является традиционной и типичной технологией для обработки сточных вод из текстильной промышленности [1]. Осаджение с помощью коагуляции обладает высокой способностью к отбеливанию и удалению взвешенных частиц; кроме того, используемые коагулянты могут также способствовать регулированию уровня pH. Биохимический метод обладает высокой способностью к удалению растворимых органических веществ. В рамках данного проекта, поскольку основными загрязнителями сточных вод являются терефталевая кислота и различные дисперсные красители, которые при pH 6–9 имеют нерастворимую форму, сточные воды сначала подвергаются процедуре коагуляции и осаждения. Это позволяет эффективно удалять органические загрязнители, снижать цвет сточных вод и регулировать значение pH. Кроме того, это способствует улучшению биохимических свойств сточных вод, создавая благоприятные условия для последующей биологической обработки. Биохимический метод использует технологию окислительных каналов и подходит для утилизации сточных вод из текстильной промышленности с учетом особенностей их состава, а также высоких требований к качеству очищенной воды. ? Процесс обработки сточных вод показан на рисунке 1. 3 Основные конструкции и параметры проектирования 3.1 Резервуар для сбора воды Размеры резервуара составляют 5,6 м×2,5 м; время пребывания воды в нем — 20 минут. На дне установлены две подводные насосные установки модели FLYGT. Насос для перекачки сточных вод оснащен устройством автоматического контроля уровня жидкости, что способствует защите самого насоса и адаптации к изменениям расхода воды. 3.2 Бассейн для гомогенизации Размеры бассейна для гомогенизации составляют 14,7 м × 5,2 м; эффективная глубина воды — 4,1 м. Время настройки процесса гомогенизации — 2,5 часа. Над поверхностью воды расположены два плавучих агитатора, которые обеспечивают перемешивание воды. Поскольку канал окисления обладает высокой устойчивостью к импульсным нагрузкам, время пребывания жидкости в резервуаре для гомогенизации является более коротким. 3.3 Резервуар для нейтрализации Размеры резервуара для нейтрализации составляют 2,5 м × 2,1 м; эффективная глубина воды — 2,5 м. Время реакции — 6 минут. В резервуар для нейтрализации добавляют полисульфат железа и небольшое количество концентрированной сурьмы, что способствует регулированию значения pH и ускорению процесса коагуляции. В резервуаре для нейтрализации установлен механический миксер, а также система для добавления коагулянта и система автоматического и ручного контроля добавления кислоты для регулирования значения pH. Контролируйте pH в диапазоне от 7 до 9. Также имеются резервуары для хранения кислот и коагулянтов; оба резервуара имеют антикоррозионное покрытие из панелей UPVC. Их полезный объем составляет соответственно 2,5 м³ и 8 м³. 3.4 Резервуары для коагуляции и осаждения В резервуарах для процесса коагуляции используются реакторы с вихревыми камерами; они имеют форму квадрата с заостренными углами, состоят из шести камер, в которых имеются отверстия сверху и снизу. Резервуары делятся на две серии. Общее время реакции — 20 минут. К каждой серии реакторов присоединяется осадительный бассейн; это многоямочный бассейн с плоским течением жидкости. Время пребывания жидкости в бассейне составляет 2,5 часа; нагрузка на поверхность бассейна — 1,4 м³/(м²·ч). Размеры бассейна — 14,7 м × 3,2 м. Осадок из реакторов и осадительных бассейнов направляется на площадку для сушки для дальнейшей обработки. 3.5 Окислительные каналы первого и второго уровней интеграции Окислительные каналы являются самой важной частью данной технологии, а также её основной особенностью. Интегрированный канал окисления объединяет в себе функции аэрации, разделения ила от воды и обратного подачи ила; поэтому не требуется строительство отдельного осадочного бассейна. Его основные особенности: ① простота технологии, автоматический обратный поток ила, малое количество оборудования ； ②Устойчив к ударам, стабильно и надежно работает, прост в обслуживании ； ③Осадок можно стабилизировать, количество оставшегося осадка минимально ； ④Низкие затраты на строительство и эксплуатацию ； ⑤Эффективность разделения твердых и жидких веществ выше, чем у обычных осадительных бассейнов. Интегрированный оксидационный резервуар, используемый в данном проекте, представляет собой устройство марки Carrousel от американской компании EIMCO, а также модульный сепаратор твердых и жидких веществ, встроенный в этот резервуар. В нижней части сепаратора расположены ряд равномерно расположенных наклонных балок в форме равнобедренных треугольников; это обеспечивает равномерное поступление смеси в резервуар и быстрый возврат осадка обратно. Для первого и второго уровней интегрированных оксидационных каналов значения HRT составляют соответственно 15,5 часа и 14,7 часа; значение SRT превышает 30 дней. Нагрузка на органические отходы составляет 0,15 кг BOD/(кг MLSS·день) и 0,05 кг BOD/(кг MLSS·день). Глубина каналов составляет 3,6 м и 3,4 м соответственно; ширина каналов — 6,0 м в обоих случаях. Длина прямых участков каналов составляет 43 м; радиус полукруглых изгибов на концах каналов также составляет 6,0 м. В части устройства для разделения твердых и жидких веществ время пребывания среды составляет соответственно 1,9 часа и 1,7 часа; нагрузка на поверхность — 1,4 м³/(м²·ч). Размеры устройства: длина — 15 м, ширина — 6 м; глубина — 2,6 м и 2,4 м соответственно. В устройстве для разделения твердых и жидких веществ первой ступени интегрированной окислительной канавы вода сбрасывается через 4 отверстия размером 300 мм × 200 мм, расположенные на расстоянии 3 м друг от друга вдоль берегов канавы; эта вода попадает непосредственно во вторую ступень интегрированной окислительной канавы. В устройстве для разделения твердых и жидких веществ второй ступени вода сбрасывается через 4 канала сбора воды, расположенных на расстоянии 3 м друг от друга; нагрузка на каждый такой канал составляет 0,8 л/(м·с). Оборудование для аэрации представляет собой медленные поверхностные аэраторы типа «обратный зонтик», произведенные американской компанией EIMCO. По одному такому аэратору устанавливается на каждом уровне; они располагаются в одном из концов канала. Мощность двигателей составляет 73,5 кВт, а мощность, необходимая для подачи кислорода, — 2,1 кг O2/(кВт·ч). Оставшийся ил выкачивается из каналов окисления; в каждом таком канале установлена подводная насосная станция для откачки ила на площадку для его сушки. В процессе фактической эксплуатации, поскольку канал окисления находится в фазе замедленного аэрирования, ил уже практически стабилизировался, количество оставшегося ила крайне мало; откачка ила происходит примерно раз в год. 3.6 Зона сушки Зона сушки состоит из 10 ячеек, которые используются по очереди. Размер каждой ячейки — 10 м × 5 м; внутри ячеек расположен фильтрующий материал из гравия и песка. Вывоз обезвоженных осадков на утилизацию, фильтрат возвращается в накопительный бассейн. 3.7 Контрольная комната и лаборатория Размеры контрольной комнаты — 3,3 м × 3,3 м. Лаборатория станции обработки сточных вод объединена с лабораторией, используемой в производственных целях. 4 Реальные результаты эксплуатации В таблице 2 приведены некоторые данные о результатах тестирования во время наладки и при окончательной проверке устройства. Объем обрабатываемой воды составляет в среднем 2000–2500 м³/сутки. Таблица 2. Качество воды на входе и выходе из системы обработки сточных вод. Дата отбора проб: CODcr (мг/л), цветность (раза), pH.
26 августа 1997 г.: 1389, 8094, 23012591, 71, 1,37,6.
27 августа 1997 г.: 2362, 9196, 13762094, 71, 2,57,3.
28 августа 1997 г.: 1203, 9791, 91,92861594, 81, 1,67,7.
17 сентября 1998 г.: 2068, 6896, 74831596, 91, 2,57,5.
18 сентября 1998 г.: 1939, 8495, 74031596, 31, 1,87,6.
19 сентября 1998 г.: 2169, 7896, 3701296, 81, 2,07,3.
Из таблицы 2 видно, что концентрация CODCr в воде на входе сильно колеблется, но качество воды на выходе остается на уровне, соответствующем стандартам. 17 сентября 1998 года этот объект обработки прошел проверку со стороны местных органов по охране окружающей среды. Все показатели качества выходящих стоков соответствовали требованиям первого уровня стандартов комплексного сброса сточных вод (GB8978—88). 5 Основные технико-экономические показатели Сравнение основных технико-экономических показателей данной технологии обработки сточных вод с показателями аналогичных предприятий в стране приведено в таблице 3. Таблица 3. Сравнение основных технико-экономических показателей
Показатели: проект по обработке сточных вод на текстильном заводе в Цзясине, Тунсяне; проект по обработке сточных вод на текстильно-печатном заводе в Шаньтоу, Синчане.
Объем воды (т/д): 3000, 2000, 800.
Стоимость проекта (юаней/т): 432,6, 313,44, 440.
Стоимость использования воды (юаней/т): 1442, 1567, 5500.
Расход электроэнергии (юаней/т): 0,53, 0,62, 0,44.
Расход химикатов (юаней/т): 0,51, 0,92, 0,9.
Площадь, занимаемая проектом (м²/т): 0,85, 0,61.
Стандарт качества очищенной воды: GB8978-SS первого уровня, GB8978-SS первого уровня, GB8978-SS второго уровня.
Из таблицы 3 видно, что стоимость обработки одного тона воды и расходы на ее обработку (электроэнергия, химикаты) в данном случае довольно низкие. Перепечатано с сайта Ицзиньшуйвань