Окружающей среды и природопользования
Предотвращение образования сточных вод и их обработка
жүктеу/скачать 9.9 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 8.6.2 Обработка воды, выходящей из скрубберов, и других потоков сточных вод
- 8.6.3 Пример завода, использующего меры по предотвращению и уменьшению образования сточных вод
- 8.6.4 Маслоуловители
- 8.6.5 Восстановление амина из очищаемой воды
- 8.6.6 Уменьшение количества гликолей в сточных водах, образующихся при литье под давлением
8.6 Предотвращение образования сточных вод и их обработка8.6.1 Меры по предотвращению образования сточных водОписание Следующие меры приводят к заметному снижению объемов сточных вод: - Использование сухих систем обеспыливания: Сухие системы обеспыливания могут использоваться для большинства потоков отходящего газа литейного завода. Однако, в исключительных случаях, может понадобиться использование влажных скрубберов для удаления высокодисперсных железосодержащих фракций пыли. Применимость сухих и влажных систем очистки описано в 8.5 - Скрубберы биологической очистки отходящих газов: использование биологических скрубберов для очистки отходящих газов можно рассматривать, если газы, требующие обработки, содержат вещества, подверженные воздействию микроорганизмов, например, фенолы, и т.д. Биологические скрубберы образуют меньше сточных вод, чем соответствующие мокрые скрубберы, так как биологически очищенные сточные воды могут использоваться повторно гораздо чаще. - Внутренняя рециркуляция использованной воды: Интенсивная рециркуляция воды после скруббера требует использования средств обработки. Они включают резервуары для отстаивания, возможно со встроенной стадией флокуляции, и оборудованием для фильтрации. В зависимости от процесса может понадобиться дополнительное охлаждение. Потери на испарение и поступление загрязнений от систем газоочистки приводят к накоплению солей во вторичной воде. В зависимости от концентрации соли и действующих предельных концентраций (для слива), обработанную воду, можно сливать в общий коллектор. Может быть экономически выгодным выпаривать эти сточные воды и использовать конденсат для восстановления потерь на испарение - Многократное использование обработанных сточных вод: Многократное использование обработанных сточных вод можно рассматривать, например, при использовании производственной воды цеха подготовки формовочного песка для цикла формовки или грануляции шлака. Также можно рассматривать использование охлаждающей воды при влажной очистке - Использование вторичного тепла для испарения сточных вод: Эта метод может использоваться только в случае, когда возможно непрерывное поступление вторичного тепла. Необходима индивидуальная оценка ситуации, чтобы принять решение о ее использовании и экономической целесообразности - Предотвращение образования сточных вод при хранении лома: Образование сточных вод при хранении загрязненного лома может быть уменьшено с применением навесов над местом складирования. Вытекающая вода собирается как незагрязненная дождевая вода. Все методы, используемые при хранении, описаны в 8.1 - Предотвращение образования AOX в сточных водах: Тщательный отбор лома может предотвратить выбросы хлорсодержащих соединений в производственном цикле. Анализы соединений AOX, проводимые до приобретения лома, являются полезными мерами. AOX также могут содержаться и в дополнительных реагентах, используемых при обработке вторичной воды, например, в приобретаемой соляной кислоте торговой марки, хлориде железа или хлориде алюминия - Раздельное хранение различных типов сточных вод: Различные типы сточных вод, имеющих известный уровень загрязняющих веществ, следует хранить раздельно, чтобы минимизировать потребность в обработке и оптимизировать повторное использование воды. Экологические эффекты от внедрения метода Уменьшение образования сточных вод. Воздействие на различные среды Воздействие на различные среды могут проявляться, в зависимости от выбранного метода. Информация представлена в соответствующих разделах. Эксплуатационные данные Рабочие данные представлены в описании примера, описанного в разделе 8.8.3. Система сточных вод литейного завода по производству алюминия, состоит из 4 отдельных потоков: - поверхностный сток: он поступает в центральный коллектор для отвода дождевой воды, проходит через маслоотделитель (2xNG80) и сливается в соседнюю реку; - используемая вода, производственная вода (бассейны для естественного охлаждения) и вода санитарно-бытового назначения: этот поток проходит через открытый сток, расположенный на производственном участке и поступает в общий коллектор сточных вод города - охлаждающая вода: первоначально она забирается из соседней реки, проходит песочный фильтр и попадает в закрытую систему охлаждения, и затем сливается обратно в реку, при температуре, ограниченной до 28 ºC. Вода с крыш также попадет в контур системы охлаждения; - вода из скрубберов для очистки отходящих газов (подготовка сырой формовочной смеси, обработка отливок): она частично выпаривается, так что удаляется только остаток после выпаривания.
Эта технология применяется на всех новых и существующих установках. Экономические показатели Экономические данные представлены в соответствующих разделах, описывающих альтернативные методы и в разделе ‘Примеры заводов’ р 8.8.3. Движущая сила внедрения Уменьшение образования сточных вод. Примеры заводов Honsel, Meschede (D) Справочная литература [66] 8.6.2 Обработка воды, выходящей из скрубберов, и других потоков сточных водОписание При очистке печного газа сухие системы фильтрации уменьшают количество потенциальных потоков сточных вод, однако при использовании систем мокрой очистки нет необходимости в сливе воды, если принимаются соответствующие меры очистки и повторной рециркуляции. Как только твердые частицы будут удалены до уровня, приемлемого для систем очистки. Существует множество методов, или их комбинаций, которые способствуют отделению твердых частиц. Используются следующие методы обработки: - седиментация; - осаждение гидрата окиси; - многоступенчатое осаждение; - влажное окисление; - фильтрация. Сточные воды могут содержать нерастворенные и растворенные частицы тяжелых металлов, фенолы и цианиды. Обработка должна соответствовать типу загрязняющих веществ.
Уменьшение количества загрязняющих веществ в сточных водах. Воздействие на различные среды При обработке сточных вод образуются осадки, требующие утилизации. Эксплуатационные данные Сточные воды литейных заводов, в основном, содержат цинк, в дополнение к частицам железа. Средства осаждения на основе гидрата окиси с pH, равным 8,5 – 11, способствуют уменьшению концентрации цинка до значений, ниже 2 мг/л. Такой диапазон изменения pH должен соблюдаться, так как при pH выше этого диапазона, возможно повторное растворение амфотерного цинка, в форме цинкатов. В примере, представленном на рисунке 8.18, показаны сложные условия образования и реакции осаждения нерастворенных солей из влажных скрубберов вагранок. После удаления из системы обработки воды мокрого скруббера, осадок подвергается обработке на этапе разделения, с применением каустической соды. Это приводит к увеличению pH раствора и осаждению тяжелых металлов. Также адсорбируются органические соединения. Осадок впоследствии осушается в пресс- фильтре. После последующих измерений плотности, фильтрат попадает в резервуар для хранения, в котором осуществляется контроль величины pH и удельной проводимости. В зависимости от условий и фактической потребности, фильтрат возвращается в отстойник, отправляется на стадию грануляции шлака или на стадию увлажнения сухой пыли, в соответствующий резервуар, или сливается в сток как (после достижения требуемой степени загрязнений, установленной на городском предприятии по обработке сточных вод).
Используемый тип обработки сточных вод должен выбираться в зависимости от состава сточных вод и местных требований к сливу воды из заводского коллектора в водную среду. Экономические показатели Экономические данные представлены в описании завода в разделе 8.8.3. Движущая сила внедрения Уменьшение количества загрязняющих веществ попадающих в воду. Примеры заводов Смотрите раздел 8.8.3. Справочная литература [66], [58] 8.6.3 Пример завода, использующего меры по предотвращению и уменьшению образования сточных водОписание Немецкий завод, приведенный в качестве примера, производит детали из литейного чугуна (серый чугун и чугун с шаровидным графитом) и выполняет литье алюминия в кокиль под давлением. Выполняются следующие операции: - Плавка: Плавильные печи, использующие газовые горелки и участок очистки отходящего газа (сухие фильтры) - Изготовление деталей отлитых в кокиль под давлением: Автоматизированные установки для литья алюминия в кокиль под давлением - Литье в песчаные формы: Производство специальных сплавов - Отливка чугуна (основное производство): Для основного производства используются технологии холодного стержневого ящика и кронинг-процесс. - Плавка: Плавильный цех имеет в своем составе смесительный участок, вагранку с горячим дутьем, нескольких электропечей, преобразователь и раздаточную печь - Отливка чугуна: Используется одноразовые литейные формы, изготовленные из связываемого с помощью бентонита песка. Производственные данные и данные по потреблению воды представлены в таблице 8.58. Таблица 8.56 - Данные по производству и потреблению воды (в течение года) по заводу, приведенному в качестве примера [66]
Мокрые скрубберы применяются в случае, когда образуются большие объемы отходящих газов, содержащих относительно высокие концентрации органических веществ (газ, выходящий из цеха по изготовлению стержней), или когда дымовые газы имеют высокую температуру (отходящий газ из вагранок с горячим наддувом). Схема циркуляции воды в системе влажного обеспыливания представлена на рисунке 8.19. Газ из под завалочного окна вагранки, подается на сепаратор циклона и скруббер Вентури для обеспыливания. Последующее удаление газообразных загрязняющих веществ происходит в фильтрующем слое скруббера. Сточная вода из скруббера Вентури предварительно обрабатывается в погружном сепараторе с очистительной суспензией, а затем попадает в отстойник для вторичной обработки. Очищенная вода из насадочной колонны подается непосредственно в отстойник. Нерастворимый осадок из отстойника может периодически откачиваться в погружном сепараторе с очистительной суспензией. Осадок из погружного сепаратора с очистительной суспензией перемещается на скребковый транспортер, агломерируется с помощью добавки флокуляторов, и попадает в резервуар для хранения. Оттуда, осадок подается в отстойник и впоследствии переводится в твердую фазу в смесительной установке при добавлении сухой пыли.
- увеличения скорости осаждения, под действием других флокуляторов - сокращения количества загрязняющих веществ в очистительных составах - увеличения степени обезвоживания осадка - повторное использование очистительных составов после цикла очистки. С этой целью, были установлены камера пресс- фильтр, объемом 2 м3, и резервуар для сбора осадка (объемом 30 м3) с мешалкой. Осадок подавался со скребкового конвейера непосредственно в резервуар для хранения, где предварительно обрабатывался с помощью извести. Во время испытаний, которые продолжались несколько месяцев, было обнаружено, что для достижения наилучших результатов по обезвоживанию и удалению тяжелых металлов требуется, приблизительно, 25 кг извести на загрузку. Среднее содержание сухой извести составляло 70 %. Анализ фильтрата на наличие тяжелых металлов показал значения в районе пределов обнаружения. Однако относительно высокие концентрации сульфата, приблизительно 1 г/л, вызвали проблемы в повторном использовании фильтрата в цикле очистки. В качестве практической альтернативы, обработка осадка была расширена путем использования других составов, как показано на рисунке 8.20. Смесь воды и твердых частиц, полученная после влажной очистки, обрабатывалась с помощью дополнительного количества флокулятора, и образовавшийся осадок загружался в смеситель с помощью скребкового транспортера. В смеситель добавлялась известь в количестве, предварительно определенном из опытов, и осадок подавался в отстойник с помощью насоса (насос P1 на рисунке 8.20). Насос P2 перекачивал его в пресс -фильтр. Фильтрат подавался через измеритель плотности в резервуар для хранения, в котором контролировались значения pH и удельная проводимость. Существует три возможных пути для отвода содержимого из резервуара: - через уравнительный резервуар на грануляцию шлака или увлажнение сухой пыли - обратно в отстойник (если превышен предел плотности) - на осушку (только в качестве чрезвычайной меры). 
Рисунок 8.20 - Система обработки осадка после влажного обеспыливания отходящего газа вагранки [66] Экономические показатели Экономические данные по расширению системы путем изменения обработки осадка представлены в таблице 8.57. Таблица 8.57 - Затраты на утилизацию при расширении системы обработки сточных вод системой обработки осадка [66]
Осадок с 70%-ым содержанием сухого вещества не требует дальнейшей стабилизации перед его утилизацией. Необходимо провести отвердевание влажного осадка с помощью сухой пыли. Экономия затрат на утилизацию составляет 310000 ЕВРО– 85000 ЕВРО = 225000 ЕВРО. Это сравнимо с инвестиционными затратами, необходимыми на реконструкцию, составляющими 175000 ЕВРО и дополнительными ежегодными эксплуатационными расходами, равными, приблизительно, 50000 ЕВРО. Общие затраты сохранились на уровне 175000 ЕВРО/год, давая период окупаемости 1 год. В расчеты не включалась экономия затрат от повторного использования фильтрата. Примеры заводов Sach Giesserei GmbH, Kitzingen (D). Справочная литература [66] 8.6.4 МаслоуловителиОписание Сток со всех открытых площадок, но особенно с места хранения сырья, содержит твердые частицы, которые могут быть удалены путем осаждения или с помощью других методов. Маслоуловители используются в системах дренажа на участках подготовки лома. Дренажная канализация проектируется достаточного размера, с учетом ливневых стоков и может обеспечить сбор воды при штормовых условиях, предотвращая, таким образом, перенос не осаждаемых веществ. Маслоуловители используются в системе сточных водах литейных заводов, использующих постоянные литейные формы. Гидравлические системы, используемые при литье в кокиль под давлением, являются потенциальным источником нефтепродуктов. Таким образом, система сбора воды должна проектироваться так, чтобы она обеспечивала сбор любых нефтепродуктов, появившихся вследствие утечки, а собранный поток сточных вод должен подвергаться дальнейшей обработке с помощью маслоуловителей.
Предотвращение загрязнений воды. Воздействие на различные среды При улавливании нефтепродуктов образуется осадок, требующий утилизации. Применимость Эта технология используется на новых и существующих предприятиях для литья в кокиль под давлением (использующих постоянные литейные формы) и на всех другим литейных заводах, сбрасывающих сточные воды непосредственно в окружающую водную среду. Движущая сила внедрения Уменьшение количества загрязняющих веществ попадающих в воду. Примеры заводов Honsel, Meschede (D). Справочная литература [58] 8.6.5 Восстановление амина из очищаемой водыОписание При использовании кислоты для очистки отходящего газа в технологии холодного стержневого ящика, формируется сульфаты аминов (смотрите раздел 8.5.6.4). Этот амин может быть восстановлен путем его нейтрализации гидроокисью натрия, сопровождаемой дистилляцией. Как показано на рисунке 8.21, соль, которая образовалась из третичного амина (например, DMEA, DMIA и триэтаноламина (TEA)) в кислотном скруббере, и используемая для очистки кислота (например, серная кислота), повторно преобразовываются с помощью реакции с сильным основанием (например, раствор каустической соды), а после этого образуется свободный амин и, к примеру, сернокислый натрий. Амин отдувается водяным паром, а затем очищается и концентрируется в колонне, до концентраций, позволяющих проводить его повторное использование. Раствор сернокислого натрия (вместе с загрязненным раствором для очистки) может быть восстановлен или утилизирован. Если амин не перерабатывается, то очищающие реагенты могут быть утилизированы с помощью биологической обработки при удалении азота. 
Рисунок 8.21- Цех по переработке амина [66] Экологические эффекты от внедрения метода Восстановление химического соединения, которое может быть использовано повторно. Применимость Эта технология используется для всех нейтрализующих растворов, содержащих амин, применяемых для очистки отходящих газов цеха изготовления стержней. Ее реализация ограничена экономическими показателями, так как необходимо обеспечить достаточные количества нейтрализующей жидкости. Так как эти операции взрывоопасны, необходимо предпринимать все необходимые меры для предотвращения угрозы взрыва. Движущая сила внедрения Восстановление химических соединений. Затраты на утилизацию промышленных отходов. Примеры заводов - Централизованные заводы рециркуляции Voerde (D) - Централизованный завод для группы автомобильных литейных заводов: Poitou (F).
Гидравлические системы для литья под давлением используют смесь воды и гликоля в качестве рабочей гидравлической жидкости. Утечки гидравлической системы и последующий перенос гидравлической жидкости в водную систему могут привести к появлению гликолей в сточных водах литейного завода. Удаление гликоля путем фильтрации или флотации невозможно. Применяемые технологии обработки: - дистилляция или парообразование в вакууме - биологическое разложение. Чистые сточные воды могут повторно использоваться в качестве растворителя для очистительных реагентов. Экологические эффекты от внедрения метода Уменьшение загрязнения воды. Воздействие на различные среды При обработке сточных вод, образуются куски осадка, требующие утилизации. Эксплуатационные данные На литейном заводе в Бельгии, приведенном в качестве примера, промышленная вода обрабатывается в блоке вакуумного парообразования (допустимая нагрузка 3 м³/день). Блок обеспечивают три источника: избыточные реагенты (собранный под модулями HPDC), утечка гидравлической жидкости с участка автоматизированной отливки (вода + гликоль), и вода после очистки на E-фильтрах. При вакуумном парообразовании образуются куски осадка, требующие утилизации, и сточные воды. Сточные воды имеют высокое содержание COD и низкую щелочность. Это допускает их повторное использование в качестве растворителя для очищающих реагентов. Применимость Эта технология используется на всех новых и существующих литейным заводах для литья под давлением. Движущая сила внедрения Уменьшение загрязняющих веществ попадающих в воду. Примеры заводов Metaalgieterij Giessen, Hoboken (B): алюминиевый литейный завод, использующий HPDC и свободное литье под давлением. Справочная литература [7] жүктеу/скачать 9.9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
