Розробка вторинного відстійника стічних вод на стадії фізико-хімічної очистки другої черги цеху

- концентрація домішок у воді і в екстрагенті (впливають на селективність екстрагента);

- можливість додаткової  взаємодії компонента з екстрагентом;

- кислотність розчину.

Основні вимоги до екстрагента:

-  високий коефіцієнт  розподілу (хороша  екстрагуюча  здатність);

- висока селективність;

- мала розчинність у воді;

- значна різниця між  щільністю эстрагента і води (з  метою наступного їх розподілу);

-  температура кипіння,  компонента, який відрізняється   від  температури  кипіння;

- неможливість взаємодії  з витягуваним компонентом і  апаратурою;

- мала теплота випару і мала  теплоємність (для зниження витрати пари і води яка охолоджує);

- мала огне- і вибухонебезпека  і токсичність;

- невисока вартість.

Часто в процесах екстракції як екстрагентів використовують різні  технічні продукти (антраценове масло, сирий бензол). Це значно  знижує загальну  вартість  екстрагування. Іноді вдається підібрати як розчинник суміш двох дешевших екстрагентів, отримуючи при цьому високий коефіцієнт розподілу (так званий "синергетичний ефект").

Якщо в стічній воді містяться декілька домішок, то краще витягати екстракцією спочатку один з компонентів, а потім інший.

Екстрагенти для різних компонентів можуть бути різні.

Технологія екстракційного очищення включає три основні  процеси, від простоти і економічності  яких залежить доцільність методу :

-  змішення стічної  води з екстрагентом в умовах  максимального розвитку поверхні  зіткнення;

-  можливий швидший  розподіл рідин після екстракції;

-  видалення і регенерація  екстрагента з водної і органічної  фаз.

Необхідність регенерації  екстрагента з екстракту пов'язана з тим, що в більшості випадків  його необхідно повернути  в процес для повторного використання. Витягати його можна відгоном у вигляді азеотропної суміші з водою,  двохстадійною  ректифікацією  під тиском і під вакуумом, випарюванням, хімічною взаємодією і так далі. Можна з екстракту витягати і розчинений компонент, наприклад, перекладом його в іонізовану форму, осадженням або реэкстракцией.

Частина  екстрагента  неминуче розчиняється в очищеній воді, стаючи як би новим її забрудником. Тому екстрагент треба видаляти і з рафінату або очищеної води. Це також необхідно робити і для скорочення втрат розчинника. Екстрагент  зазвичай регенерують відгоном у вигляді азеотропної суміші з водою в колонах насадок. Розчинники з великим тиском пари можуть бути регенеровані отдувкой повітрям або іншими газами. Використовується також метод реэкстракции дешевшим і легко таким, яке відділяється розчинником.

Методи екстракції за схемами контакту стічної води  з екстрагентом підрозділяються  на ступінчасто-протитечійних і безперервно-протитечійних.

При ступінчасто-проточному варіанту на кожній стадії екстракт наступної  міри змішується з водною фазою попередньої  міри. Кожна міра або стадія включає  пристрій для перемішування фаз  і відстійник для їх гравітаційного розподілу.

Така спрямованість  потоків сприяє створенню великої  рушійної сили процесу екстракції і  ефективному очищенню стічних вод.

При безперервно-протитечійній  організації процесу вода і екстрагент рухаються один назустріч одному в одному апараті, а розподіл фаз здійснюється на вході і виході з колони.

Колони безперервної дії зазвичай великі по висоті, оскільки вона еквівалентна кількості східців  екстракції. У  цьому способі зазвичай використовуються колони распылительные,  насадки, тарілчасті або колони пульсуючої дії. Вибір типу колони зазвичай пов'язаний з необхідним числом східців екстракції і допустимими енергетичними витратами.  У распылительных колонах висота, еквівалентна одній теоретичній мірі, відповідає приблизно 10 м, в насадці - 6 м, в колоні з рухливими сітчастими тарілками -  70-80 см

Рідинна екстракція досить ефективно використовується для  витягування металів із стічних  вод. Цей процес проводять катіонообмінною  екстракцією,  аніонообмінною  або  координаційною. Витягувані метали переходять з водної в органічну фазу, а потім в результаті реэкстракции - з органічної фази у водний розчин. При цьому досягається очищення стічних вод і концентрація металу для його наступної рекуперації. Як екстрагенти зазвичай використовуються різні органічні кислоти, ефіри, спирти, кетон, аміни, солі четвертинної амонієвої основи і інші.  Реэкстрагентами  частіше  являються  розчини кислот і підстав.

До переваг процесів екстракції можна віднести дуже високу кінетику процесу, можливість застосування при великих початкових концентраціях витягуваного компонента.  Обмежує ж використання цього методу досить висока вартість органічних екстрагентів, можливість  забруднення ними вже очищених стічних вод і неефективність при малих концентраціях речовини. [15]

4.2 Висновки по аналітичному огляду

Проаналізувавши зібрану літератури по очищенню стічних вод можна зробити висновок, що використання фізико-хімічних методів, для хімічно загрязненых стоків, в порівнянні з іншими має ряд переваг :

1. можливість видалення  із стічних вод токсичних, біохімічно не окислюваних органічних забрудників;

2. досягнення глибшої  і стабільнішої міри очищення;

3. можливість рекуперації  різних речовин;

Застосування  фізико-хімічних методів  очищення дозволяє направляти усереднений стік на спорудження БХО без шкоди для мікроорганізмів, що дозволяє збільшити продуктивність процесу.

5. Нове технологічне рішення

Процеси відстоювання хімзабруднених стоків супроводжуються піноутворенням, яке викликає ряд технологічних і економічних утруднень. Піноутворення може порушити процес вспливання активного ілу.

Як піногасники можна  використовувати кремний-органические з'єднання. Вони хімічно інертні, стійкі і ефективні при високих температурах, доступні і дешеві. В'язкість і  поверхневе натягнення розчинів кремний-органических полімерів змінюються в широких межах.[19]

Таблиця 2.

Піногасник	t пtпл., °С	Рр, кг/см³	В'язкість n*10³, Па*з	Ơн М/м	Розчинність у  воді, %	Форма застосування
Полиметил-полісилоксан ПМС- 100	--64	00,98	95-105	20	нерастворим	У чистому вигляді - рідко; водні емульсії 0,01-0,3%

 

Піноутворення стічних вод пригнічується також  добавкой 0, 2 - 0,4 г/л технічного цимолу із змістом 30-60% n -цимола і пропусканням потоку повітря 10 л/г, висота підйому піни при цьому знижується на 50%. [20]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Розробка природоохоронного заходу  по знешкодженню промислових забруднень

6.1 Теоретичні основи процесу відстоювання 

Відстоювання води - процес виділення з неї під дією гравітаційних  сил зважених речовин; при цьому  частинки з густиною, більшої щільності води, рухаються вниз, з меншою - вгору. Споруди, в яких здійснюється цей процес, називають відстійниками.

Природні води, забираються  з поверхневих джерел водопостачання, як правило, забруднені завислими речовинами, мають щільність більше щільності води, тому їх можна віднести до суспензіям. Стічні води можуть бути як суспензіями, так і емульсіями. В останньому випадку зваженими речовинами є масла, жири та нафтопродукти. У виробничих стічних водах компоненти забруднень, мають щільність більше і менше щільності води, часто присутні одночасно. Ефективність процесу відстоювання води визначається швидкістю осадження зважених часток, від якої залежать тривалого процесу і обсяг відстійних споруд. Основним чинником, що визначає тривалого процесу відстоювання води, є дисперсність (крупність) частинок. Швидкість осадження при рівній дисперсності вище для частинок з більшою щільністю і збільшується при зниженні в'язкості рідкої фази. При розрахунку відстійних споруд необхідно вносити поправку на в'язкість, якщо існує ймовірність зміни температури води. За грубодисперсними частками (Re> 1) при осадженні утворюється турбулентний вихор, який може захопити блізрасположенних частку меншого розміру, збільшуючи швидкість її осадження. З іншого боку, в суспензіях з великим вмістом зважених частинок спостерігається зниження швидкості осадження їх внаслідок взаємного впливу осідають частинок. Цей процес одержав назву стесненного осадження. Швидкість осадження залежить також від поверхневих властивостей зважених часток, оцінюваних потенціалом і смачиваемостью (гідрофобіостью). Раствореннние солі можуть помітно збільшувати щільність води, сприяти агломерації - з'єднанню зважених часток в агломерати і прискоренню їх осадження.

При розрахунку відстійних споруд швидкість осадження частинок, які потрібно виділити, рекомендується визначати дослідним шляхом. Ефективність процесу відстоювання води в проточних відстійних спорудах відрізняється від ефективності його в статичних умовах.

Ефективна робота відстійників в значній мірі залежить від конструкцій водорозподільних і водозбірних вузлів. Рівномірний розподіл потоку води забезпечує максимальне використання об'єму відстійного споруди. Через недосконалість конструкцій водорозподільних і водозбірних пристроїв використання об'єму у відстійних спорудах, як правило, не перевищує 50-55 °. 
Процес відстоювання знайшов широке застосування. Практично на всіх станціях очистки питних і стічних вод міст і промислових підприємств існують відстійники. Очищення стічних вод від масел і нафтопродуктів здійснюється головним чином у відстійних спорудах. Для підвищення ефективності процесу відстоювання води і скорочення обсягу відстійних споруд застосовують попередню коагуляцію або флокуляцію забруднень реагентами. У цьому випадку вузол споруд відстоювання доповнюють вузлом реагентної обробки води.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2 Опис технологічної схеми

Фізико-хімічне очищення ІІ черги : Промислові стоки з цехів:

*1-А; 1-Б; 

*цетилену;

*оцтової кислоти і  перекачування № 3 виробництва  "Оргсинтез" (стоки це-хов винилацетата  і похідних винилацетата і формаліну);

*метанолу-ректифікату  і формаліну (МРиФ);

*виробництва  "Органічних продуктів з ароматичної  сировини" поступають в розподільний  лоток усреднителя поз. 1325.

Виробничі стічні води з  вищеперелічених цехів подаються  в усреднитель нерівномірно, як по кількості, так і по хімічному складу: кис- лые, лужні, нейтральні, високо - або низкоконцентрированные. Усереднювання концентрацій стоків, які поступають, здійснюється в усреднителе. Усреднитель поз. 1325 є залізобетонною місткістю, обвалованную, усередині по- криту в три шари епоксидною смолою, з діагональною збіркою. Перегородка розділяє усреднитель на дві рівні частини. Кожна з двох частин додатково має перегородки, встановлені паралельно довгій стороні усреднителя, внаслідок чого утворюються коридори різної довжини.

Принцип дії  усреднителя полягає в тому, який потік, що поступає, розділяється на дві  рівні частини, які рівномірно розподіляються по попереч-ному перерізу усреднителя  і починають зустрічний плоскопаралельний (завдяки направляючим подовжнім перегородкам) рух до діагональної збірки. У кожен цей момент в діагональну збірку зливаються і змішуються пор-ции стічних вод, які поступили в резервуар в різний час. Таким чином, стоки усереднюються. В процесі усереднювання стоків, утворюються полімерні з'єднання, які випадають в осад. Для запобігання осадженню зважених речовин в усреднителе на висоті 150 мм від днища ув'язнені перфоровані труби, в ко- торые по напірному колектору подається повітря.

Період усереднювання  стоків - 6 годин.

Витрата повітря на 1 м3 стоків, які аеруються, складає не менше 5 мэ/годину з тиском в розподільному  колекторі не менше 0,45 кгс/см2, повітря  подається від компресорної станції  копр. 1329.

Усереднені  стоки по самопливних колекторах поступають у відстійники поз. 1328/1,2.

Відстійники призначені для нейтралізації і  освітлення усереднених стоків і  є поглиблюючою залізобетонною місткістю  відкритого типу, футерованою кислототривкою цеглиною, розділеною на дві рівні  сек-ции, - "лівою" поз. 1328/1 і "праву" поз. 1328/2.

Кожна секція відстійника  обладнана механізмом видалення  шламу, пред-ставляющим собою скребок. Скребок виконує рух по рейках в обох на-правлениях за допомогою  приводного механізму і кінцевого  вимикача.

Шлам, який утворився  в процесі усереднювання і відстоювання, і що випав в осад, за допомогою скребкових механізмів переміщається до камери реакції от-стойника, а потім насосами поз. 1329/6,7 відкачується в шламонакопитель № 1, розташований на території БХО цеху НОПС. Перемичка між всасывающи -ми трубопроводами насосів поз. 1329/6 і поз. 1329/7 забезпечує відкачування шламу з кожної секції відстійника поз. 1328 будь-яким насосом.

Видалення шламу з  відстійника здійснюється по мірі

необхідності.

На всас шламових насосів також виробляється злив рідких відходів магне-зитовой витягу з цеху № 3, які відкачуються в шламонакопитель № 1.

Після прийому рідких відходів магнезитової витримки потрібне произво-дить промивання шламопровода стоками з відстійника, нейтрализовав  їх 6% - ным вапняним молоком, яке подається з корп. 1322.

Для підвищення якості нейтралізації шла'ма в камері реакції преду смотрена система  барботажу.

Контроль при рН стоках або шламі в камері реакції  відстійника ведеться в ав тематичному  режимі і контролюється приладом, свідоцтво якого виведе на щит КИПиА в корп. 1330.

При необхідності "права" секція відстійника може служити  для прийом; розчину соди (Ка2СО3) 5-15% -ной концентрації, яка подається  з метою периодиче зроби промивання трубопроводу виробництва "Органічних продуктів з аромати ческого сировини" силами цього виробництва.

Перед прийомом розчину соди необхідно забезпечити  необхідний уро вень в "правій" секції відстійника, щоб не допустити  переливання розчину в прийом ную камеру насосів поз. 1328/9-12.

Після відстійників освітлені стоки через водозлив поступають в прийом ную камеру насосів поз. 1328/9-12, далі стоки відкачуються у усреднитель поз.2-цеха НОПС по трубопроводу, виконаному з нержавіючої сталі ду- 200.