Проект сооружений коагуляционный доочистки сточных вод целлюлозно-бумажного комбината.

Мощность дозирующей станции:
.
Выбираем тот же, что и для едкого натра, струйный насос-дозатор 40с12п-III-К(Щ)-10/12, ЦКБА "Эжектор", г. Москва, предназначенного для прецизионного дозирования до 12 м3 реагента в час.

 3.2 Характеристика рабочих сред

Вещества Кол-во
Основные свойства 1 2 3 Алюминия сульфат технический, очищенный ,сорт II до 0,2
кг/м3 Содержание не менее 16,3 %, содержание не более
0,1 %, (коагулянт), регенерированный, при гидролизе повышает рН сточных вод. Алюминия (III)
гидроксид, Al2(OH)3 - Белое студенистое вещество, плохо растворимое в воде, универсальный адсорбент Натрия гидроксид технический
(едкий натр, каустическая сода), NaOH до 0,1 кг/м3 Сильное основание (щелочь). Хор. растворим в воде, при растворении нагревает. Обжигает кожу, особенно опасно попадание в глаза. Технический твердый продукт – содержание 90%. Полиакриламид,
ПАА, поли(1-карбамоилэтилен),
(-CH2CHCONH2-)n до 0,01 кг/м3 Водорастворимый полимер со свойствами полиэлектролита. Хороший коагулянт и флокулянт при обработке промышленных стоков. Соляная кислота, HCl до 0,1 кг/м3 Бесцв. жидкость с резким запахом; Сильная одноосновная кислота., сильно дымит. В товарной к-те содержание 35%.

3.3 Основное оборудование технологической схемы

Наименование Кол-во,
шт Характеристики 1 2 3 Гидроциклон
ГБЦ-П-2000
4 Qмакс = 2100 м3/ч,
Удаляемые включения гидр. крупн. > 20 мм/с, сменная облицовка – полиуретан. Флотатор-реактор радиальный
противоточный 14 Q = 590 м3/ч,
Удаляемые включения гидр. крупн. > 0,1 мм/с.
Влажность пены на выходе не выше 80%, содержания сухого вещества в пене до 100 г/м3. Насос-дозатор струйный
40с12п-III-К(Щ)-2/4
ЦКБА "Эжектор", г. Москва 1 Q=4 м2/ч – максимальная производительность по раствору реагента. Насос-дозатор струйный
40с12п-III-К(Щ)-10/12
ЦКБА "Эжектор", г. Москва 2 Q=12 м2/ч – максимальная производительность по раствору реагента. Ультразвуковой эжектор
ЭГУ
"Аспект-конверсия", г. Дубна 1
Мощность удельная: 100 Вт/см2.
Давление разрежения > 200 атм.
Общая акустическая мощность: 1 кВт.



1 2 3 Фильтр песчаный самопромывной
DS 50
Hydromatic 160 Q=55 м3/ч. Станция растворения коагулянта
СРК-2000Н,
К.В.И., СПБ. 1 Готовит раствор коагулянта, 2 м3 за 10 мин. Спектрофотометр
С-2000
Лабтех,
Москва 1 Вывод информации на монитор и принтер. Настройка в градусах ПКШ, с выдачей управляющего сигнала на реле.
 3.4 Описание технологической схемы и процесса флотации

В приложении "Технологическая схема. Флотатор-реактор противоточный" (чертеж А3), показано по одной единице основного оборудования, с соответствующей этой единице обвязкой.
1) Насос подает сточную воду во флотатор через гидроциклон. Гидроциклон удаляет из стока более 95 % механических загрязнений с гидравлической крупностью более 20 мм/с.
2) Во флотаторе вода движется из его верхней части вниз, в противотоке с водовоздушной смесью. При этом движении происходит:
- захват и вынос микропузырьками газа механических загрязнений с гидравлической крупностью более 0,1 мм/с;
выделение при захлопывании кавитационных пузырьков тепловой энергии, образование свободных радикалов, реакция последних с загрязнениями стока, окисление загрязнений;в том числе лигнина и перевод их в труднорастворимые соединения.
- увлечение пузырьками растворенных коагулянта и полиакриламида навстречу потоку обрабатываемой воды;
- реакция образования гидроксида алюминия, аггломерация их во флокулы;
- вынос микропузырьками газа образовавшихся зародышей хлопьев гидроксида алюминия и захваченных ими загрязнений, транспортировка их в пеносборник по мере их роста;
- выход очищенной воды из нижней части флотатора через уровень, расположенный на высоте уровня воды во флотаторе;
В нижней части флотатора происходит постоянная циркуляция воды, доставляющей дозированные сульфат алюминия и полиакриламид, вместе с водовоздушной смесью от ультразвукового эжектора.
Смесь сульфата алюминия и полиакриламида готовится в емкости станции растворения коагулянта. Дозирование смеси происходит автоматически струйным насосом-дозатором, с отработкой установки, определенной экспериментально. Полиакриламид дозируется в установленной пропорции к едкому натру.
При остановках в работе флотатора предусмотрено удаление воздушных пузырей через воздушный вентиль.
3) Загрязнения, удаленные из объема флотатора, поступают вместе с пеной в пеносборник, находящийся в верхней части флотатора. Здесь происходит "отжатие" воды из пены (до 70 – 80% влажности и 100 г/л сухого вещества), по мере продвижения её вверх, к выходу в ковш для пены, откуда она вместе с загрязнениями из гидроциклона поступает в барабанный вакуум-фильтр.
4) Очищенная во флотаторе вода содержит органические загрязнения до БПК = 6 - 3 мг/дм3. Она нейтрализуется подачей соляной кислоты или едкого натра насосами-дозаторами, пропорционально сигналу с иономера. Затем она поступает в песчаный самопромывной фильтр, где происходит доочистка стока до концентраций органических соединений не выше 3 мг/дм3 по БПКП, взвешенных веществ до концентрации не выше 5 мг/дм3 (очистка не менее 99%). Задержанные загрязнения поступают самотеком с промывной водой в емкость исходной воды. Очищенная вода сбрасывается в водоем.

Схема является оптимальной, т.к. после отладки и настройки требует минимального обслуживания, в высшей степени надежна. Например, в течении 1-2 смен песчаный фильтр способен самостоятельно справиться с очисткой стока.
Полученный осадок влажностью 70-75% имеет 3 категорию опасности и может быть использован при планировании неответственных территорий.
Новым для технологии очистки подобных стоков является применение противоточной флотации и ультразвукового эжектора. Этот аппарат превосходит аналоги по вводу энергии в сток более чем в 10 раз, что в 10-50 раз увеличивает эффективность работы флотатора.
Заключение


1) Выполнен аналитический обзор всех значимых методов доочистки стоков ЦБП после биологической очистки в аэротенках и отстойниках.
2) Предложена высоконадежная технология доочистки на основе реагентной противоточной флотации.
3) В отличие от существующих технологических схем, предложена противоточная флотация и ультразвуковая эжекция водовоздушной смеси, обладающая дополнительной очищающей способностью за счет окисления органических соединении образующимися радикалами.
4) В ходе выполнения работы стало очевидным, что более оптимальное решение проблемы стоков БЦК (но требующее более существенных инвестиций и приостановки производства) лежит в области снижения нагрузки на очистку общего стока.
Снижение может быть реализовано за счет обработки выделенных стоков на локальных очистных сооружениях (адсорбцией, ультрафильтрацией, обратным осмосом) с возвратом сконцентрированных веществ и очищенной воды в производство.
5) Рассмотрены существующие способы значительного повышения эффективности биологической очистки.
Список источников


1. Аким Э.Л., Смирнов А.М. Состояние и перспективы применения методов напорной флотации в ЦБП // Целлюлоза. Бумага. Картон, № 3 - 4, 2002 г., с. 20 – 22.
2. Балицкий В.Н., и др. (РХТУ им. Д.И. Менделеева, ОАО "Центральный
научно-исследовательский институт бумаги"). Применение мембранной
технологии в целлюлозно-бумажной промышленности // Экология и промышленность России, 2002, июль, с. 33 – 35.
3. Зелетин С.А. Необходимы дополнительные исследования. Заметка//Целлюлоза. Бумага. Картон, № 4, 2004 г., с. 74 – 75.
4. Крючихин Е.М., и др. Реализация наилучших существующих технологий в рамках программы реконструкции Соликамского ЦБК. - Материалы восьмой международной научно-технической конференции PAP-FOR 2004, Санкт-Петербург, с. 82 – 87.
5. Кульский Л.А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды/В 2-х частях. Ч.2. – Киев: Наукова думка, 1980. – 1206 с.
6. Маргулис М.А. Звукохимия — новая перспективная область химии высоких энергий // Химия высоких энергий. — т. 38. — №3. — 2004. – С. 33 – 40.
7. Методика выполнения измерений цветности питьевых, природных и сточных вод фотометрическим методом ПНД Ф 14.1:2:4.207-04.
8. Методические указания по санитарной охране водоемов от загрязнения сточными водами целлюлозно-бумажной промышленности. № 309–59 от 22 декабря 1959 г.
9. Регламент по расчету предельно допустимых сбросов веществ в поверхностные водные объекты со сточными водами. СТО Газпром 8-2005.

10. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения, № 4630-88.
11. Смирнов А.Д. Методы физико–химической очистки воды. Очистка природных и сточных вод: Обзорная информация. М.: ВИТИЦ, 1985.
Вып. 18. — С. 112.
12. Скурлатов В.Ю. и др. Введение в экологическую химию: Учеб. пособие для хим.-технолог. спец. вузов. – М.: Высш.шк., 1994. – 400 с. – С. 226 - 284.
13. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.
14. Соколов В.В., Л.П. Васильева (СПб ГТУ РП). Некоторые вопросы экологии и биотехнологии в целлюлозно-бумажной промышленности. - Материалы XII ежегодной Российской межотраслевой конференции "Организация природоохранной деятельности, повышение эффективности природопользования и экологической безопасности", Санкт-Петербург, 2003 г., с. 157 – 161.
15. Справочник по очистке природных и сточных вод/Л.Л. Паль и др. – М.: Высш. шк., 1994. – 336 с.
16. Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.1/К. Барак и др. – М.: Стройиздат, 1983. – 607 с.
17. Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.2/К. Барак и др. – М.: Стройиздат, 1983. – С. 609 – 1064.
18. Тумес Вилендер, Марк А. Евилевич (Anox AB, Швеция). Кратчайший
путь к оптимизации биоочистки стоков // Целлюлоза. Бумага. Картон , № 9- 10, 2002, с. 72 – 73.
19. Чернобережский Ю.М. и др., Разработка теоретических основ адсорбционно-коагуляционно-биологической очистки сточных вод с получением адсорбентов и коагулянтов на основе образующихся осадков. Аннотированный отчет за 1996 г. - Тезисы докладов Российской научно-практической конференции "Организация природоохранной деятельности на предприятиях и пути ресурсосбережения", Санкт-Петербург, 1996 г.,
с. 82 – 85.
20. Чернобережский Ю.М. и др. СПбГТУ РП, Братский промышленный институт, Институт катализа. Технология комбинированной физико-химической и биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий с получением адсорбента-коагулянта на основе образующихся осадков. International Environmental Symposium "Pulp and paper technologies for a cleaned world", Paris. April, 1993.
21. Яковлев С.М., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Водоотводящие системы промышленных предприятий: Учеб. для вузов/ С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов. – М.: Стройиздат, 1990. – 511 с.
Например, см.: Методические указания по санитарной охране водоемов от загрязнения сточными водами целлюлозно-бумажной промышленности. № 309–59 от 22 декабря 1959 г.
Методика выполнения измерений цветности питьевых, природных и сточных вод фотометрическим методом ПНД Ф 14.1:2:4.207-04.
Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.2/К. Барак и др. – М.: Стройиздат, 1983. – С. 856 - 858.
Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения, № 4630-88. Приложение 1.
Яковлев С.М., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Водоотводящие системы промышленных предприятий: Учеб. для вузов/ С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов. – М.: Стройиздат, 1990. – 511 с. – С. 52.
Регламент по расчету предельно допустимых сбросов веществ в поверхностные водные объекты со сточными водами. СТО Газпром 8-2005.
Крючихин Е.М., и др. Реализация наилучших существующих технологий в рамках программы реконструкции Соликамского ЦБК. - Материалы восьмой международной научно-технической конференции PAP-FOR 2004, Санкт-Петербург, С. 82 – 87.
Зелетин С.А. Необходимы дополнительные исследования. Заметка//Целлюлоза. Бумага. Картон, № 4, 2004 г., С. 74 – 75.
Балицкий В.Н., и др. (РХТУ им. Д.И. Менделеева, ОАО "Центральный научно-исследовательский институт бумаги"). Применение мембранной технологии в целлюлозно-бумажной промышленности // Экология и промышленность России, 2002, июль, с. 33 – 35.
Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.1/К. Барак и др. – М.: Стройиздат, 1983. – 607 с. – С. 353 – 366.
Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.1/К. Барак и др. – М.: Стройиздат, 1983. – 607 с. - С. 429 – 462.
Чернобережский Ю.М. и др., Разработка теоретических основ адсорбционно-коагуляционно-биологической очистки сточных вод с получением адсорбентов и коагулянтов на основе образующихся осадков. - Тезисы докладов Российской научно-практической конференции "Организация природоохранной деятельности на предприятиях и пути ресурсосбережения", Санкт-Петербург, 1996 г., с. 82 – 85.
Кульский Л.А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды/В 2-х частях. Ч.2. – Киев: Наукова думка, 1980. – 1206 с. – С. 1050 – 1052.
Справочник по очистке природных и сточных вод/Л.Л. Паль и др. – М.: Высш. шк., 1994. – 336 с. – С. 264 – 266.
Кульский Л.А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды/В 2-х частях. Ч.2. – Киев: Наукова думка, 1980. – 1206 с. – С. 1045 – 1052.
Аким Э.Л., Смирнов А.М. Состояние и перспективы применения методов напорной флотации в ЦБП // Целлюлоза. Бумага. Картон, № 3 - 4, 2002 г., с. 20 – 22.
Скурлатов В.Ю. и др. Введение в экологическую химию: Учеб. пособие для хим.-технолог. спец. вузов. – М.: Высш.шк., 1994. – 400 с. – С. 226 - 284.
См., например: Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике/ пер. с нем., 2 изд. – М.: 1957. - 368 с. – С. 57, 200 – 220.
Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.1/К. Барак и др. – М.: Стройиздат, 1983. – 607 с. – С. 483 – 536.
Кульский Л.А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды/В 2-х частях. Ч.2. – Киев: Наукова думка, 1980. – 1206 с. – С. 1049 – 1051.
Чернобережский Ю.М. и др./ СПбГТУ РП, Братский промышленный институт, Институт катализа. Технология комбинированной физико-химической и биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий с получением адсорбента-коагулянта на основе образующихся осадков.// International Environmental Symposium "Pulp and paper technologies for a cleaned world", Paris. April, 1993. С. 86 – 90.
Скурлатов В.Ю. и др. Введение в экологическую химию: Учеб. пособие для хим.-технолог. спец. вузов. – М.: Высш.шк., 1994. – 400 с. – С. 226 - 284.
Маргулис М.А. Звукохимия — новая перспективная область химии высоких энергий // Химия высоких энергий. — т. 38. — №3. — 2004. – С. 33 – 40.












4







Рис.3.

Рис. 1.

Рис.2