Очистка сточных вод цеха поверхностной обработки
Год реализации: 2018
В индустриальном парке несколько предприятий занимаются схожей деятельностью — производством автокомпонентов и бытовой техники, поэтому и их стоки схожи по характеру. Поэтому мы построили общую технологию предварительной очистки. Ключевым элементом проекта стал раздельный отвод и сбор стоков разной степени загрязнённости (промывные воды, концентраты, регенераты ионообменников и т. д.).
Технология основана на осаждении после корректировки pH. После разделения иловой и водной фаз вода направляется на ионообменники, а осадок — на механическое обезвоживание. Очищенная вода поступает на существующую биологическую ступень — она не входила в наш объём работ.
Подробное описание решения
Предприятия индустриального парка изготавливают различные детали как поставщики автопрома. Их последующая обработка (сварка, эмалирование, порошковая окраска и т. д.) требует подготовки поверхности — именно так достигаются коррозионная стойкость, свариваемость и адгезия покрытий, а в итоге и увеличение срока службы изделий.
Операции поверхностной обработки, при которых образуются стоки, следующие (их порядок и количество могут меняться):
- обезжиривание
- промывка
- травление серной кислотой или щёлочью
- промывка
- нанесение покрытия
- промывка
Объём подлежащих очистке стоков Q = 135 м³/сут. Основной принцип предочистки состоял в раздельном сборе вод разной загрязнённости и их подаче на линию обработки в регулируемых количествах. Так на линию селективно поступали постоянно образующиеся малозагрязнённые промывные воды и воды от промывки ионообменников, а также периодически (еженедельно или ежемесячно) сливаемые концентрированные ванны.
| Этап | Операция | Реагент / среда | Концентрация (г/л) | Время обработки (мин) | Объём ванны (м³) | Температура (°C) |
| 1. | обезжиривание | Bonderite C-AK 1372 | 40–50 | 15–20 | 0,7 | 60–70 |
| 2. | промывка | водопроводная вода | max. pH 10 | 1–3 | 0,7 | 40–70 |
| 3. | травление серной кислотой | серная кислота | 130–180 | 15–20 | 0,7 | 50–70 |
| 4. | кислая промывка | деионизированная вода | min. pH 4 | 1–3 | 0,7 | 18–22 |
| 5. | травление серной кислотой | серная кислота | 80–120 | 3–5 | 0,7 | 18–22 |
| 6. | промывка | деионизированная вода | min. pH 4 | 3–10 | 0,7 | 18–22 |
| 7. | промывка | Na₃PO₄ / NaNO₂ | 3–4 / 1–2 | 2–5 | 0,7 | 50–70 |
| 8. | промывка | деионизированная вода | pH 3–10 | 1–3 | 0,7 | 18–22 |
| 9. | обезжиривание | Bonderite C-AK 1372 | 15–25 | 5–15 | 0,7 | 40–70 |
| 10. | промывка | деионизированная вода | max. pH 10 | 1–3 | 0,7 | 50–70 |
Таблица 1. Характеристики линии ванн поверхностной обработки
Фотографии реализации
Суть химической обработки
Растворённые металлы (Zn, Mn, Fe, Al), а также фториды, сульфаты и фосфаты осаждаются обработкой известковым молоком: металлы выпадают в виде гидроксидов, фосфаты — в виде фосфата кальция и фосфата алюминия, сульфаты — сульфата кальция, фториды — фторида кальция, и вместе с прочими загрязнениями переходят в иловую фазу. Процессы ускоряют алюминийсодержащим реагентом (Aquapac). Помимо осаждения металлов, образующиеся хлопья гидроксида алюминия способствуют дальнейшему снижению содержания растворённых загрязнений, жиров и масел.
Основные реакции осаждения загрязнителей при очистке:
Al3+ + PO43− → AlPO4
3 Ca2+ + 2 PO43− → Ca3(PO4)2
Ca2+ + 2 F− → CaF2
Ca2+ + SO42− → CaSO4
Нейтрализация стока позволяет перевести ионы тяжёлых и прочих металлов в осадок по следующим уравнениям:
Fe3+ + 3 OH− → Fe(OH)3
Al3+ + 3 OH− → Al(OH)3
Mn2+ + 2 OH− → Mn(OH)2
Zn2+ + 2 OH− → Zn(OH)2
| Показатель | Значение |
| pH | 4–12 |
| ХПК | 100–3000 mg/dm³ |
| Экстрагируемые вещества (масла, жиры) | 100–500 mg/dm³ |
| Общий марганец | 1–2 mg/dm³ |
| Общий фторид | 1–2 mg/dm³ |
| Общий сульфат | 10–500 mg/dm³ |
Таблица 2. Ожидаемый состав поступающих сточных вод
Основные технологические этапы
- селективный сбор и усреднение отдельных потоков по необходимости;
- раздельное хранение концентратов (кислых, щелочных);
- подача на линию обработки с расходами, соответствующими расчётным нагрузкам;
- корректировка pH;
- химическая обработка с дозированием реагентов;
- отделение образующейся иловой фазы от водной отстаиванием;
- обезвоживание осадка на камерном фильтр-прессе;
- доочистка водной фазы на ионообменных колоннах;
- сброс через контрольный колодец.
Технологическая схема
| Компонент | Предельное значение сброса | Тип |
| pH | 6,5–9 | территориальное предельное значение |
| Бихроматная окисляемость (ХПК_Cr) | 75 mgO/l | территориальное предельное значение |
| Биологическое потребление кислорода (БПК₅) | 25 mgO/l | территориальное предельное значение |
| Аммонийный азот | 10 mg/l | территориальное предельное значение |
| Общий неорганический азот | 40 mg/l | территориальное предельное значение |
| Общий азот | 50 mg/l | территориальное предельное значение |
| Общие взвешенные вещества | 50 mg/l | территориальное предельное значение |
| Общий фосфор | 5 mg/l | территориальное предельное значение |
| Экстрагируемые вещества (масла, жиры) | 5 mg/l | территориальное предельное значение |
| Общий никель | 150 µg/l | индивидуальное предельное значение |
| Общий кадмий | 1,2 µg/l | индивидуальное предельное значение |
| Общий цинк | 400 µg/l | индивидуальное предельное значение |
| Общий хром | 150 µg/l | индивидуальное предельное значение |
| Хром (VI) | 100 µg/l | индивидуальное предельное значение |
Таблица 3. Предельные значения по комплексному экологическому разрешению
Границы наших работ
Проект реализован «под ключ». В границы наших работ входило следующее:
- обследование сбросов сточных вод производственных процессов на площадке;
- проведение лабораторных испытаний обработки;
- технологическое проектирование;
- подготовка документации для получения разрешений;
- закупка и/или изготовление машин и оборудования для технологии;
- монтаж технологии;
- пусконаладка и обучение персонала;
- технический надзор за опытной эксплуатацией и составление итогового отчёта;
- подготовка документации для разрешения на эксплуатацию.
Технология очистки работает автоматически: управление обеспечивает центральный ПЛК с помощью реле уровня, датчиков, моторизованных клапанов и pH-зондов. Проект реализован в 2018 году.