2015-03-07
2111
Выбор оптимальных технологических схем очистки воды - достаточно сложная задача, что обусловлено преимущественным многообразием находящихся в воде примесей и высоким требованиями, предъявленными к качеству очистки воды. При выборе способа очистки примесей учитывают не только их состав в сточных водах, но и требования, которым должны удовлетворять очищенные воды: при сбросе в водоем - ПДС (предельно допустимые сбросы) и ПДК (предельно допустимые концентрации веществ), а при использовании очищенных сточных вод в производстве - требования, которые необходимы для осуществления конкретных технологических процессов.
Все методы очистки используются в разных ситуациях и в зависимости от степени загрязнения вод. Самым действенным выходом будет выбор того или иного способа очистки сточных вод от вредных примесей, а также выбор очистного сооружения. Выбор системы очистки сточных вод является сложным, так как вода может содержать в себе самые разные примеси в любом количестве. В то же время, постоянно ужесточаются требования к качеству самой воды. Разные методы очистки применяются в зависимости от того, что нужно получить на выходе. К примеру, электродиализ, выпаривание, дистилляция, ионный обмен и другие методы позволяют получить воду, пригодную для повторного использования, так как снижают содержание соли в них. Если вода прошла обессоливание, её можно использовать в различных технических целях, например, получать пар, промывать оборудование или его отдельные детали, охлаждать оборудование, и т. п. Довольно часто очищенные сточные воды используют в качестве источника щелочей, кислот и других ценных компонентов. Очистное оборудование подбирается в зависимости от того, какие присутствуют загрязнители в воде и от исходных характеристик очистных сооружений. От выбора технологических схем очистки воды, от типа сооружения зависит качество очистки и возможность перехода на замкнутый водооборотный цикл, что немало важно для предприятий.
Задание:
1. Проанализировать методы очистки производственных сбросов.
2. Вариант задания получить у преподавателя.
3. Определить виды загрязнения.
4. Установить приемлемые методы очистки сточных вод. Выбрать нужные очистные сооружения.
5. Описание состава сточных вод для составления схемы очистки и подбора сооружений указаны в вариантах задания и в таблице 1.
Таблица 1. Данные для выбора методов очистки сточных вод
| Тип загрязняющих веществ | Группа загрязнений | Методы очистки сточных вод |
| Грубодисперсные взвешенные вещества | Взвешенные вещества с размером частиц более 0,5 мм | Просеивание |
| Первичное отстаивание без реагентов | ||
| Фильтрация | ||
| Грубодисперсные эмульгированные частицы | Капельные загрязнения, органические вещества, не смешивающиеся с водой | Гравитационная сепарация |
| Фильтрация | ||
| Флотация | ||
| Электрофлотация | ||
| Микрочастицы | Взвешенные вещества с размером частиц более 0,01 мм | Фильтрация |
| Коагуляция | ||
| Флокуляция | ||
| Напорная флотация | ||
| Песок | Мелкая твердая фракция | Отстаивание |
| Песколовки | ||
| Стабильные эмульсии | Нефтепродукты в количестве > 5 мг/л, вещества, экстрагируемые серным эфиром | Тонкослойная седиментация |
| Напорная флотация | ||
| Электрофлотация | ||
| Коллоидные частицы оксида железа, суспензии, пены, эмульсии | Размер частиц от 0,1 до 10 мкм | Микрофильтрация |
| Электрофлотация | ||
| Едкие жидкости | Различные кислоты (азотная, серная, соляная, ортофосфорная, уксусная эссенция и составы из них, такие как аккумуляторная жидкость, флюсы для пайки и др.), рН <7; щёлочи (едкое кали, едкий натр, концентрированные растворы аммиака), рН > 7; другие опасные соединения (бихроматы, кальцинированная сода, карбонат калия или аммония, нитрат серебра, концентрированные растворы перекиси водорода, отбеливатели, растворы йода) | Нейтрализация |
| Масла | Концентрация масел более 10 мг/л | Гравитационная сепарация |
| Флотация | ||
| Электрофлотация | ||
| Фенолы | Концентрация фенолов 0,5 — 5 мг/л | Биологическая очистка + озонирование |
| Сорбция на активированном угле | ||
| Концентрация фенолов 5 — 500 мг/л | Биологическая очистка | |
| Флотация | ||
| Биологическая очистка | ||
| Коагуляция | ||
| Озонирование | ||
| Содержание органических примесей 10000 -1200000 мг/л | Циклогексанол, бензол, бутадиен, ацетилен, мочевина, белки, жиры, синтетические поверхностно активные вещества (СПАВ) | Биологическая очистка |
| Химическое окисление (озон) | ||
| Сорбция на активированном угле | ||
| Ионы металлов (в растворенном виде) Cu2+- ионы меди, Zn2+ -ионы свинца, Ni2+ - ионы никеля, Feобщ – ионы железа, Cd2+ - ионы кадмия | Концентрации Cu2+, Zn2+, Ni2+, Feобщ,Cd2+ 5 — 100 мг/л | Электрофлотация |
| Реагентный | ||
| Отстаивание | ||
| Электродиализ | ||
| Электрокоагуляция | ||
| Ультрафильтрация | ||
| Ионный обмен | ||
| Цианиды | Концентрация CN− 1 — 10 мг/л | Химическое окисление |
| Электрофлотация | ||
| Электрохимическое окисление | ||
| Хром (VI) | Концентрация Cr6+ 1 — 100 мг/л | Химическое восстановление |
| электрофлотация | ||
| Электрохимическое восстановление | ||
| Электрокоагуляция | ||
| Сульфаты | Концентрация (SO4)2- > 2000 мг/л Концентрация (SO4)2- < 2000 мг/л | Реагентный |
| Отстаивание | ||
| Фильтрация | ||
| Вакуумное выпаривание | ||
| Нанофильтрация | ||
| Обратный осмос | ||
| Хлориды | Концентрация Cl− > 300 мг/л | Обратный осмос |
| Вакуумное выпаривание | ||
| Электродиализ | ||
| Поверхностно-активные вещества | Анионные и неионогенные ПАВ | Флотация |
| Электрофлотация | ||
| Сорбция на активированном угле | ||
| Анионные, катионные и неионогенные ПАВ | Ультрафильтрация | |
| Нанофильтрация | ||
| Озонирование | ||
| Азот общий, азот аммонийный | Капролактам, сульфат аммония | Нитри-денитрификация |
| Флотация | ||
| Биофильтры | ||
| Иловые поля | ||
| Фосфаты, общий фосфор | Водорастворимые удобрения – суперфосфат; труднорастворимые удобрения – фосфоритная мука | Биологическая очистка активным илом |
| Коагуляция | ||
| Эфирорастворимые вещества | Нефтепродукты | Нефтеловушки |
| Флотациия | ||
| Песчано-гравийные фильтры | ||
| Биологическая очистка активным илом | ||
| Ртуть хлористая | Стоки гальванических, красильных и меховых фабрик, химических и кожевенных производств | Реагентный |
| Сорбция | ||
| Электрокаталитический | ||
| Карбофос | Пестициды | Адсорбция |
| Фтор | Стоки горных, химических и металлургических производств | Сорбция |
| Соединения металлов: в т.ч. алюминий остаточный | Кадмий, хром, медь, никель, цинк, алюминий, свинец, железо, калий | Сорбция активированным углем |
| Электрофлотация | ||
| Анилин | Аминосоединения ароматического ряда | Адсорбция |
| Экстракция | ||
| Ионный обмен | ||
| Полициклические соединения | Бенз(А)пирен, бифенилы | Биологическая очистка |
| коагуляция | ||
| флокуляция | ||
| Ароматические соединения | Углеводороды – бензол, толуол, ксилол; | Экстракция |
| Адсорбция | ||
| Неорганические соединения | Тетраэтилсвинец, соединения бериллия, титана, ртути, хрома шестивалентного и оксида углерода, соединения бора, соли натрия, лития и магния | Биологическая очистка активным илом |
| Лигнин | Сточные воды целлюлозно–бумажного производства | Коагуляция |
| Кора | Сточные воды целлюлозно–бумажного производства | Процеживание |
| Смолы | Нефтепродукты | Отстаивание |
| Фильтрация | ||
| Флотация | ||
| Плотный осадок | Песок, шлам, зола | Фильтрация |
| Отстаивание | ||
| Избыточный ил | Иловые поля | |
| Органические красители | Сточные воды красильно-отделочного производства | Сорбция |
| Фильтрация | ||
| Биологическая очистка активным илом | ||
| Реагентные | ||
| Сероводород | Нефтепродукты | Сорбция |
| Белки, углеводы | Бытовые сточные воды, отходы пищевой промышленности | Биологическая очистка активным илом |
| Жирные кислоты | Бытовые сточные воды, отходы пищевой промышленности | Биологическая очистка активным илом (анаэробная стадия) |
| Взвешенные вещества | Хлопья ила | Флотация |
| Коагуляция | ||
| Твердая фракция | Металлический лом, шлам | Процеживание |
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Вариант 1
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| микрочастицы | твердые мелкие фракции |
| эфирорастворимые вещества | химические вещества |
| сульфаты | химическое вещество |
| хлориды | химические вещества |
| анилин | химические вещества |
Вариант 2
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| микрочастицы | твердые мелкие фракции |
| ртуть хлористая | химическое вещество |
| карбофос | химическое вещество |
| фенол | химическое вещество |
| металлический лом | твердая фракция |
| эфирорастворимые вещества | химические вещества |
Вариант 3
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| грубодисперсные взвешенные вещества | крупные фракции |
| микрочастицы | хлопья ила |
| эфирорастворимые вещества | химические вещества |
| алюминий остаточный | химические вещества |
| Ионы металлов (в растворенном виде) Zn2+ -ионы свинца | химические вещества |
Вариант 4
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| песок | мелкая твердая фракция |
| микрочастицы | хлопья ила |
| металлический лом | твердая фракция |
| хлориды | химические вещества |
| Ионы металлов (в растворенном виде) Zn2+ -ионы свинца | химические вещества |
| фенол | химические вещества |
| фтор | химические вещества |
Вариант5
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| взвешенные вещества | хлопья ила |
| фтор | химические вещества |
| соли аммония | химические вещества |
| сульфаты | химические вещества |
| Ионы металлов (в растворенном виде) Cu2+- ионы меди, Zn2+ -ионы свинца, Ni2+ - ионы никеля, Feобщ – ионы железа, Cd2+ - ионы кадмия | химические вещества |
Вариант 6
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| серная кислота | химические вещества |
| смолистые вещества | химические вещества |
| жирные вещества | химические вещества |
| органические вещества | химические вещества |
| фенол | химические вещества |
| карбофос | химические вещества |
Вариант 7
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| нефтепродукты | мелкие фракции |
| СПАВ (поверхностно активные вещества) | химические вещества |
| соли аммония | химические вещества |
| фенол | химические вещества |
| серная кислота | химические вещества |
| ртуть хлористая | химические вещества |
Вариант 8
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| фенол | химические вещества |
| нефтепродукты | химические вещества |
| СПАВ (поверхностно активные вещества) | химические вещества |
| полициклические соединения | химические вещества |
| ароматические соединения | химические вещества |
| ароматические соединения (углеводороды) | химические вещества |
| неорганические соединения | химические вещества |
Вариант 9
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| неорганические соединения | химические вещества |
| фенол | химические вещества |
| микрочастицы | химические вещества |
| сульфаты | химические вещества |
| хлориды | химические вещества |
| Ионы металлов (в растворенном виде) Cu2+- ионы меди, Zn2+ -ионы свинца, Ni2+ - ионы никеля, Feобщ – ионы железа, Cd2+ - ионы кадмия | химические вещества |
Вариант 10
Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| микрочастицы | жидкая мелкая фаза |
| СПАВ (поверхностно активные вещества) | химические вещества |
| нефтепродукты | химические вещества |
| органические красители | химические вещества |
| фенол | химические вещества |
| неорганические вещества | химические вещества |
| Ионы металлов (в растворенном виде) Cu2+- ионы меди, Zn2+ -ионы свинца, Ni2+ - ионы никеля, Feобщ – ионы железа, Cd2+ - ионы кадмия | химические вещества |
Вариант 11
Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| микрочастицы | жидкая мелкая фракция |
| кора | твердая фракция |
| лигнин | жидкая фракция |
| смола | твердая фракция |
| хлор | химические вещества |
| сернистая кислота | химические вещества |
Вариант 12
Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (в окорочном цехе)
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| зола | плотный осадок |
| лигнин | жидкая фракция |
| плотный осадок | избыточный ил |
Вариант 13
Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (в кислотном цехе):
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| органическая часть | химические вещества |
| сульфаты | химические вещества |
| органические красители | жидкая фракция |
Вариант 14
Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (в варочном цехе)
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| микрочастицы | жидкая мелкая фракция |
| органическая часть | химические вещества |
| плотный осадок | избыточный ил |
| сульфаты | химические вещества |
Вариант 15
Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (очистный цех)
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| взвешенные вещества | хлопья ила |
| органическая часть | химические вещества |
| плотный осадок | избыточный ил |
| сульфаты | химические вещества |
Вариант 16
Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины: (отбельный цех)
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| взвешенные вещества | хлопья ила |
| запах | определяется органолептически |
| плотный осадок | избыточный ил |
| органическая часть | химические вещества |
| неорганические вещества | химические вещества |
Вариант 17
Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины: (сушильный цех)
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| микрочастицы | жидкая фаза |
| запах | определяется органолептически |
| нефтепродукты | химические вещества |
| органическая часть | химические вещества |
| плотный осадок | избыточный ил |
Вариант 18
Состав сточной воды в машиностроении на литейном производстве:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| грубодисперсные взвешенные вещества | твердая фракция |
| нефтепродукты | химические вещества |
| фенол | химические вещества |
| кадмий | химические вещества |
| Ионы металлов (в растворенном виде) Cu2+- ионы меди, Zn2+ -ионы свинца, Ni2+ - ионы никеля, | химические вещества |
Вариант 19
Состав сточной воды в машиностроении на литейном производстве:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| грубодисперсные взвешенные вещества | твердая фракция |
| нефтепродукты | химические вещества |
| фенол | химические вещества |
| кадмий | химические вещества |
| Ионы металлов (в растворенном виде) Cu2+- ионы меди, Zn2+ -ионы свинца, Ni2+ - ионы никеля, Feобщ – ионы железа, | химические вещества |
Вариант20
Состав сточной воды на металлургических заводах: (прокатный цех)
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| грубодисперсные взвешенные вещества | твердая фракция |
| сульфаты | химические вещества |
| цианиды | химические вещества |
Вариант 21
Состав сточной воды на металлургических заводах: (очистка доменного газа)
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| грубодисперсные взвешенные вещества | твердая фракция |
| плотный осадок | избыточный ил |
| хлориды | химические вещества |
| сульфаты | химические вещества |
| цианиды | химические вещества |
Вариант 22
Состав сточной воды на металлургических заводах: (грануляция шлака)
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| грубодисперсные взвешенные вещества | твердая фракция |
| плотный осадок | избыточный ил |
| шлам, металлический лом | твердая фракция |
| Ионы металлов (в растворенном виде) Cu2+- ионы меди, Zn2+ -ионы свинца, Ni2+ - ионы никеля, Feобщ – ионы железа, Cd2+ - ионы кадмия | химические вещества |
| отработанные масла | химические вещества |
Вариант 23
Состав органических веществ бытовых сточных вод (в массовых долях):
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| взвешенные вещества | хлопья ила |
| белки | химические вещества |
| углеводы | химические вещества |
| жирные кислоты | химические вещества |
| жиры, масла | химические вещества |
| азот общий | химические вещества |
| фосфаты | химические вещества |
| хлориды | химические вещества |
| сульфаты | химические вещества |
| СПАВ | химические вещества |
Вариант24
Состав ливневых сточных вод:
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| взвешенные вещества | хлопья ила |
| азот общий | химические вещества |
| азот аммонийный | химические вещества |
| фосфор общий | химические вещества |
| фенол | химические вещества |
| нефтепродукты | химические вещества |
Вариант25
Состав бытовых сточных вод
| Виды загрязнений | Характеристика загрязняющего вещества |
| взвешенные вещества | хлопья ила |
| СПАВ | химические вещества |
| хлориды | химические вещества |
| сульфаты | химические вещества |
| калий | химические вещества |
| сероводород | химические вещества |
Алгоритм выполнения практического задания « Методы и сооружения очистки сточных вод».
1. Получить вариант задания у преподавателя;
2. По характеристике сточных вод различных предприятий определить методы очистки (таблица 1).
3. Определить типы сооружений (теоретическая часть практикума).
4. Схематично изобразить процесс очистки в зависимости от состава сточных вод (рисунок 1).
Форма отчета:
Пример:
Таблица 1. Данные для выбора технологии очистки сточных вод
| № варианта | Виды загрязнений | Оборудование | Утилизация отходов | ||
| Механический метод | Физико-химический метод | Биологический метод | |||
| ХХ | Взвешенные вещества, твердая фракция | Отстойники, решетки, сита, песколовки, дробилки, | - | - | Полигон рекультивации |
| Соединения фенола | - | флотационные установки, озонаторы | - | Полигон захоронения | |
| Азот аммонийный | - | - | аэротенки, вторичные отстойники, флотаторы, поля фильтрации | Полигон рекультивации |
