Последовательность очистки сточных вод промышленных предприятий. Очистные сооружения: что такое очистка сточных вод? Биологические очистные сооружения сточных вод

Процеживание

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Фильтрование

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

Видео на тему

В бытовых и промышленных системах водоснабжения установлены специальные очистные сооружения, в которых со временем накапливаются остатки грязных стоков. Иловые отложения содержат огромное количество опасных химических веществ. Если они попадают в почву, то наносят непоправимый вред не только грунту, но и подземным водам. Поэтому выливать загрязненные жидкости без предварительного обезвреживания запрещено.

Утилизация сточных вод промышленных предприятий - обязательная мера, поскольку жидкие отходы отнесены к 4 классу опасности. Они могут отравить воду, используемую людьми, и надолго нарушить баланс земельных и водных ресурсов на местности. Поэтому, чтобы грамотно обеззаразить жидкие продукты, ответственные предприниматели все чаще обращаются к профессионалам утилизационного дела.

Как проводится утилизация осадков сточных вод?

Для эффективной переработки грязных взвесей специалисты применяют комплекс профильного оборудования. Осадки вывозят на высокотехнологичную площадку для их обезвреживания. В результате из жидких примесей можно получить ценный материал для орошения земли, выработки тепловой энергии, строительства и других целей. Непригодный ил сжигают или после обработки используют в качестве удобрения.

Методы утилизации осадков сточных вод выбираются с учетом концентрации и химического состава взвеси. Квалифицированные работники прибегают исключительно к экологически безвредным способам обезвреживания и утилизации. Широкое распространение получил метод пиролиза. Он предусматривает разложение органических соединений под термическим воздействием. Вредные вещества при этом не выделяются.

Грамотно выполненная утилизация стоков обеспечивает:

сохранение на местности благоприятного экологического фона, без присутствия запаха и токсичных выделений в воздух, почву и воду;

получение полезных энергетических, производственных, строительных и остальных ресурсов;

правильное функционирование системы водоснабжения и локальных очистных конструкций;

выполнение производственных процессов без риска получить штраф за неправильный утиль грязной жидкости.

На законодательном уровне необходимость обеззараживания и переработки осадков контролируется Федеральным законом «Об отходах производства и потребления». Не соблюдение санитарно-эпидемиологических и экологических требований влечет немалые штрафные санкции.

Бытовые и промышленные стоки: утилизация выгодна в «ЭКОУМВЕЛЬТ»

Большим опытом в сфере промышленных отходов и переработки грязных стоков любого типа обладают квалифицированные сотрудники из компании «ЭКОУМВЕЛЬТ». Они располагают современным оборудованием и в совершенстве знают, как обезвреживать сточные отложения без ущерба для окружающей среды.

Если обратитесь в «ЭКОУМВЕЛЬТ», тогда утилизация осадка сточных вод будет произведена на наиболее выгодных для вас условиях:

с заключением договора и оформлением официальной отчетной документации, подтверждающей переработку согласно регламенту;

с оплатой профессионального сервиса по минимальным, доступным для всех тарифам;

с предоставлением компанией собственного специализированного транспорта и техники для утилизационных процедур.

Если хотите проконсультироваться по вопросам обработки стоков и оперативно заказать услугу, позвоните к нам или напишите по электронной почте. Утилизация жидких отходов осуществляется в срок, в Москве и с выездом в область!

Состояние природной среды зависит от степени ее загрязненности деятельностью человека. Немалый вклад в это создают промышленные предприятия, а в особенности – их сточные воды.

Очистка промышленных сточных вод – это актуальная проблема, методы решения которой продолжают развиваться. Современные очистные сооружения во многом превосходят своих предшественников. Во многом это связано с ужесточением природоохранного законодательства. Нормативы загрязняющих веществ становятся все более строгими, а штрафы за их невыполнение – все более дорогими. Поэтому даже для небольших предприятий так важно позаботиться об очистке своего стока.

Получить консультацию по подбору системы очистки промышленных стоков и приобрести данное оборудование в г. Тюмень можно в компании «КВАНТА+».

Нормы состава промышленных стоков для сброса в канализацию

Промышленные стоки, отводимые в систему городской канализации, должны соответствовать нормативам местного оператора водоотведения (городского водоканала). Чаще всего такие требования устанавливаются в зависимости от состояния городских очистных сооружений. Они могут быть чувствительными к составу стока. Ведь на многих заводах сточные воды содержат вещества, способные вызвать коррозию или разрушение трубопроводов и оборудования.

Промышленные воды, которые сбрасываются в централизованную канализационную систему, не должны нарушать следующие требования:

• в воде не должно быть абразивных материалов, которые способны образовывать осадок в трубах и повреждать их;
• сточные воды не должны содержать веществ, агрессивных по отношению к материалам оборудования (сильные кислоты и щелочи);
• в стоках не должно быть взрывоопасных или радиоактивных веществ;
• температура воды не должна превышать 40 градусов по Цельсию;
• pH должно находиться в пределах от 6,5 до 8,5.

Требования ПДК к сбросу промышленных сточных вод

При сбросе сточных вод непосредственно в водный объект необходимо руководствоваться нормативом под номером ГН 2.1.5.1315-03. В нем определены предельно допустимые концентрации веществ, превышение которых нанесет непоправимый вред флоре и фауне водоема (а также приведет к проверкам и штрафам). Важнейшие из значений представлены в таблице.

Значения ПДК для сброса сточных вод в водоемы

Аграрно-промышленные и животноводческие комплексы чаще всего имеют превышения по фенолам и маслам, а автомобильные заводы – по металлам и нефтепродуктам.

Когда загрязнения промышленных вод превышают указанные значения, устанавливают сооружения очистки стоков.

Виды загрязнений промышленных сточных вод

Загрязнения промышленных вод различаются по агрегатному состоянию, по размеру, по химической инертности. Для того, чтобы наиболее правильно подобрать методику очистки промышленных вод, применяют следующую классификацию:

• грубодисперсные взвешенные примеси;
• эмульгированные примеси;
• мелкодисперсные частицы;
• эмульсии;
• металлы;
• органические вещества (органика);
• ПАВ и АПАВ.

Виды сточных вод

По составу загрязнений сточные воды предприятий делятся на три группы:

1. Неорганические стоки;
2. Сточные воды с органикой;
3. Смесь из неорганических и органических загрязнений.

Первая группа включает в себя промышленные стоки заводов, производящих соду, сульфаты и азотные соединения, а также использующие в своей технологии металлы, щелочи и кислоты.

Ко второй группе относятся предприятия пищевой промышленности, органического синтеза и нефтеперерабатывающие заводы.

Третья группа – это гальваника и текстильное производство, где кислоты и щелочи сочетаются с металлами, органическими красителями или маслами.

Способы очистки стоков

Методы очистки промышленных сточных вод делятся на группы по принципу действия:

• механические методы;
• химические способы;
• физико-химические способы;
• биологические методы.

Механические способы очистки позволяют удалить из промышленных стоков крупные твердые частицы. Они позволяют очистить воду не менее чем от половины минеральных нерастворимых частиц.

Химические методы основываются на введении в поток реагентов, переводящих растворенные в промышленной воде вещества в нерастворимое состояние.

Физико-химические методы сочетают действие физических сил с химическими реакциями. Благодаря им выводятся остатки неорганических веществ, расщепляются органические загрязнения.

Биологическая очистка позволяет избавить сточную воду от органики и снизить значения БПК и ХПК.

Механические способы очистки

К механическим методам относятся отстаивание и фильтрация. Такое оборудование очень эффективно по отношению к взвеси. Механическая очистка чаще всего является первой ступенью очистки и дополняется сооружениями других видов.

Отстаивание происходит в песколовках и отстойниках. В этих сооружениях под действием силы гравитации крупные частицы оседают на дно и удаляются.

Важно следить, чтобы на этом этапе не происходило осаждение органики. Органические вещества в осадке песколовок и отстойников свидетельствуют о плохом качестве очистных сооружений и при дальнейшей переработке вызывают гниение.

При фильтрации вода проходит через сетку или пористую загрузку. Загрязнения задерживаются в порах или ячейках, а чистая вода поступает на следующее сооружение.

Химическая очистка стоков

Химическая очистка проводится с помощью емкостей-реакторов, где происходит смешение стока и реагента. Она основывается на следующих взаимодействиях:

• восстановительно-окислительных процессах;
• электролиз или термолиз;
• синтез и распад;
• образование нерастворимых соединений.

Методы очистки физико-химической природы

Наиболее востребованными видами являются коагуляция, флокуляция, флотация, сорбция и ионный обмен. Реже применяются экстракция и эвапорация.

Данные способы очистки промышленных стоков работают только при определенных условиях. Поэтому в схеме очистных сооружений оборудование этого вида очистки чаще всего стоит после механических и химических методов, когда в воде находится значительно меньше загрязнений.

Способы биологической очистки

Биологическая очистка заключается в поглощении микроорганизмами органических веществ. В специализированных емкостях, где вода находится длительное время, органика окисляется и минерализуется под действием аэробов, обитающих в объеме сооружения. Аэробы – это микроорганизмы, обитающие и хорошо себя чувствующие при поступлении кислорода воздуха.

Для биологических методов применяют аэротенки, окситенки, биофильтры. Эти сооружения различаются между собой видом микроорганизмов: биопленка в биофильтрах и активных ил в аэротенках и окситенках.

Чаще всего очистные сооружения выглядят как система герметичных резервуаров и трубопроводов, компактно расположенная на производственной площадке. Кроме самих сооружений проектируется подъездная дорога и сооружения обработки осадков и избыточных илов.

Проектирование сооружений очистки стоков проводится индивидуально для каждого предприятия в зависимости от объема стока и его загрязненности. Грамотно составленная схема очистки снижает концентрацию загрязнений в стоке до минимальных отметок.

Подведение итогов

Постоянное развитие сферы очистных сооружений позволяет с каждым годом улучшать показатели сбрасываемых сточных вод и извлекать из них ценные компоненты, дополнительно снижая стоимость их эксплуатации.

Благодаря этому предприятия избегают крупных штрафов и санкций, а также зарабатывают налоговые скидки из-за реализации природоохранных программ. Таким образом, качественная очистка промышленных стоков положительно влияет не только на окружающую среду, но и на бюджет предприятия.

Ежедневно в результате работы промышленных предприятий и жизнедеятельности людей образуются огромные объемы сточных вод. Современные технологии обработки предотвращают их отрицательное воздействие на экологию.

Как утилизируются сточные воды

Промышленные предприятия и городские канализационные системы ежедневно собирают значительные объемы жидких отходов. Высокое содержание токсических веществ в сточных водах создает угрозу для окружающей среды. Все компании в России обязаны организовывать переработку в промышленных предприятиях, а также продуктов жизнедеятельности человека.

Утилизация сточных вод – процесс сбора осадка и нейтрализации загрязняющих соединений с сопутствующим обеззараживанием жидких масс. В современной промышленности используются различные методы обработки:

• механические;
• химические;
• физико-химические;
• биологические.

Небольшие очистные устройства или крупные сооружения могут производить утилизацию на основании одного или нескольких указанных методов.

Переработка иловых осадков

Российские предприятия приобрели успешный опыт создания биогазовых электростанций. Такие объекты производят переработку собранных иловых осадков, содержащихся в сточных водах. В качестве продукта утилизации на станции получают природный газ, пригодный для дальнейшей выработки электроэнергии.

В Москве в период с 2009 до 2012 года построены крупные биогазовые станции мощностью по 10 МВт. В 2016 году подобный объект был построен на центральном водоканале города Иваново. Отлаженная переработка иловых осадков помогает добиться ряда целей:

• сокращение расходов на утилизацию остатков сточных вод;
• улучшение экологической ситуации в регионе;
• снижение расходов на транспортировку ила;
• создание надежных энергосберегающих систем.

Совершенствование перерабатывающих технологий сокращает время сбраживания иловой смеси и дает возможность отказаться от использования цеха обезвоживания при утилизации.

Монтаж очистных сооружений

Строительство крупных объектов или жилых комплексов осуществляет система отведения сточных вод. Создание очистных сооружений делает предприятие автономным, сокращает расходы на утилизацию отходов и снижает отрицательное влияние на окружающую среду.

Мощность и тип очищающей системы зависит от характера сточных вод и других собираемых отходов. Монтаж производится в несколько этапов:

1. Выбор места. Допускается установка на дистанции не менее метра от основания здания. Ввиду периодического сброса в ходе утилизации отходов, очищенной воды обустраиваются пути для ее сбора или отведения.
2. Земляные работы. Вырывается и обустраивается котлован, укладываются коммуникации для транспортировки стоков и продуктов переработки.
3. Монтаж очищающего оборудования. В котлован, соответствующий по размерам используемой техники, устанавливается очистная станция. Для обеспечения ее работоспособности подключаются подающие и отводящие магистрали, подается энергоснабжение, устанавливается дополнительное оборудование.

В ходе заключительных земляных работ автономная канализация заливается и обсыпается, после чего сооружение можно использовать по назначению.

Специфика работы большинства производственных объектов подразумевает утилизацию материалов различной степени опасности. Побочные продукты переработки могут содержать специфические вещества, для работы с которыми не приспособлены обычные очистные сооружения. Система переработки сточных вод на таких предприятиях может включать специфические подходы:

1. Гравитационное отсеивание. Тяжелые частицы под собственным весом оседают на дно резервуара и отсеиваются механически.
2. Химическая нейтрализация. Сточные воды подвергаются обработке нейтрализующими веществами. Содержащиеся в них специфические химические соединения вступают в контролируемую реакцию и становятся нетоксичными.
3. Биопереработка. Аэробные и микроаэрофильные микроорганизмы, для которых содержащиеся в отходах вещества служат продуктом питания. В результате их жизнедеятельности сложные химические соединения разбиваются на более простые и обезвреживаются.

Если промышленное предприятие сбрасывает большое количество отходов разных видов, применяются физико-химические методы. Они подразумевают утилизацию посредством электролиза, ионного обмена, флотации и прочих процессов для обезвреживания сточных вод.

Утилизация шлама

При бурении земли образуется большое количество специфических отходов. Буровой шлам – результат бурения в почве или твердых породах. Это масса твердых частиц, содержащая землю, глину, бетониты и воду. Утилизация шлама проводится путем помещения в подземные пласты или захоронения на территории полигонов. Различные методы обработки позволяют приспособить его для дальнейшего использования:

1. Термический. Путем обжига из шлама получают сырье для производства битума, не содержащего органических веществ.
2. Физический. При помощи центробежной силы или давления сыпучая смесь разбивается на фракции.
3. Химический. Чистая порода выделяется из шламовой массы растворителями и отвердителями.
4. Биологический. Применяются при захоронении, подразумевают применение микроорганизмов для постепенной переработки.
5. Физико-химический. Посредством специального оборудования и реагентов вредящие экологии компоненты удаляются из шлама.

Продукты бурения несут серьезную угрозу для экологии, поэтому порядок обращения с ними закреплен в положениях N 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» и других нормативных актах. Каждое предприятие, работающее в горно-рудной сфере, обязано производить утилизацию шлама самостоятельно или путем обращения в специализированные организации.

Утилизация сточных вод необходима для предотвращения отрицательных воздействий на экологию. Для этого используют переработку осадков, очистные сооружения и системы.

Из истории Проблемы удаления сточных вод занимают общество очень давно. В древнем городе Ксантен (в наст. вр. на территории Германии), построенном римлянами в 100 г. н.э., проживало около 10 000 человек. Уже в те времена существовала сеть труб для сточных вод: из домов они отводились в главные сточные каналы, а оттуда сливались в близлежащую реку Рейн. Это были две системы и обе были защищены от воздействия внешней среды. Сточные трубы были выложены дубовыми панелями, а позднее главные каналы стали облицовывать камнем и обмазывать глиной. Более отдаленные римские аванпосты использовали другие методы сброса сточных вод из туалетов. И по сей день можно увидеть одну из таких систем (122 г. н.э.) в небольшом римском гарнизоне в Хуастиде на границе между Шотландией и Англией. Туалеты были построены над ручьем, куда стекали сточные воды. В наши дни прямой сброс в окружающую среду становится невозможным как для внутренних, так и для промышленных сточных вод. Даже в старые времена, когда численность населения не была столь велика, сброс сточных вод в ручьи, реки и моря приводил к различным заболеваниям. Количество воды, используемой для внутренних целей в нашем столетии, критически возрастает, создавая эквивалентное повышение объема сточных вод. В большинстве стран слив необработанных сточных вод запрещен и большая их часть в обязательном порядке должна быть очищена перед возвратом в природу.

Очистка бытовых сточных вод

Хозяйственные сточные воды должны быть очищены от присутствующих в них твердых тел и растворимых веществ, таких как фосфаты и нитраты, и бактерий. Большинство станций переработки воды используют аэробный метод, который ускоряет естественные процессы и, тем самым, очищает сточные воды. В общем виде процесс очистки представляет собой последовательность ряда операций, разновидность и последовательность которых зависит от размера очистного предприятия, санитарно-гигиенических норм, в том числе территориальных, и других законодательных актов. Сначала стоки поступают на очистное предприятие либо самотеком, либо по трубопроводу, снабженному насосными станциями. Обычно входящие воды фильтруются для удаления крупных твердых веществ. На рис. 1 представлена схема небольшого типичного очистного предприятия по переработке сточных вод.

Первичное оседание

В процессе первичного оседания сточные воды накапливаются в цистернах в течение определенного периода времени. Находящиеся в воде твердые вещества выпадают на дно цистерны и в последствии убираются для дальнейшей переработки.

Вторичная переработка

На этом этапе сточная вода закачивается в аэрационные цистерны, где она смешивается с бактериями, перерабатывающими органические отходы в воде. Для поддержания жизнеспособности этих бактерий необходим кислород, который обычно подается из баллонов и смешивается с воздухом. Другой метод — нагнетание воздуха в цистерны компрессорами; иногда используют одновременно обе технологии. В ряде случаев вышеописанную технологию заменяет так называемый фильтрующий слой из бактерий: сточная вода протекает над слоем камней, и бактерии, находящиеся в пустотах между ними, способствуют процессу переработки.

Окончательное осаждение

Затем вода закачивается в огромные цистерны, где также действуют бактерии: попадаяснизу в центр цистерны через подземные трубопроводы, вода поднимается наверх и медленно движется в водослив наружу. Остаток бактерий и осадок соскребаются со дна медленно вращающимися скребками, прикрепленными к мосту. Некоторое количество осадков возвращается на станцию аэрации, чтобы обеспечить новый источник бактерий. Вытекающая вода может быть слита в ближайшую реку, канал или озеро, последние несколько процентов очистки завершаются естественным путем.

Переработка осадков

После окончательного осаждения осадки либо складируются на отведенном месте, либо уничтожаются путем сжигания. В настоящее время приоритетной становится тенденция их дальнейшей переработки. Осадки уплотняются и закачиваются в ферментационную цистерну, где они хранятся при температуре 32°С без доступа кислорода. Опасные бактерии при этом уничтожаются, что сопровождается выделением газа метана, а общий объем осадков в конечном итоге уменьшается. Метан хранится в газовой камере и может быть использован как энергетическое сырье, например, для выработки тепла для ферментационной цистерны или центрального отопления станции. После этого осадок обезвоживается прессованием и затем уничтожается. Еще один вариант уменьшения объема осадков (до 1/20) перед уничтожением — складирование их в компостном хранилище.

Очистка промышленных сточных вод

Некоторую специфику имеет процесс очистки промышленных сточных вод. В настоящее время широко применяются как традиционные, так и вновь разработанные технологии. В зависимости от отрасли промышленности, это может быть целый комплекс различных методов, позволяющих получать твердый осадок различной концентрации. Аэрация воздуха используется для увеличения плавучести загрязняющих веществ, которые впоследствии удаляются с поверхности. Также распространены такие физические методы как просеивание, технология мембраны, центрифуги и обратный осмос. Более сложные методы— физико-химической очистки.

К ним относится, например, фильтр с активированным углем, который известен своими свойствами абсорбции многих вредных веществ.Ионный обмен эффективен для очистки небольшого количества сточной воды с растворенными загрязняющими веществами, например, при удалении серебра из воды в фотопромышленности. Широко применяется процесс аэробиологической очистки, ускоряющий природную биологическую активность бактерий, — процесс аналогичен описанному выше для переработки бытовых сточных вод. Биоанаэробная очистка — переработка в восходящем анаэробном отстойном реакторе, заключенном в бетонную оболочку, в среде без доступа кислорода.

При этом органические загрязнения разрушаются, высвобождая биогазы как полезный продукт. В качестве примера рассмотрим процесс переработки сточных вод на фабрике HEINEKEN в Хертогенбоше (Голландия), где установлена очистная система PAQUES BV — эта технология для промышленной очистки отработанной воды достаточно широко распространена в мировой практике. Технологический процесс условно представляет собой четыре стадии:

• удаление крупных включений;
• гидравлическая буферизация;
• предокисление;
• анаэробная очистка.

Дополнительно предусмотрена так называемая «аварийная цистерна» для сбора и нейтрализации сточных вод с большой амплитудой колебаний pH.

Первая стадия

Крупные включения, не подлежащие разрушению биологическим путем, удаляются из воды сетчатым фильтром. Они могут включать в себя дрожжевые частицы, кизельгур, горлышки бутылок и т.д. Отфильтрованная масса подается с помощью архимедова винта в пресс, где обезвоживается с соответствующим уменьшением в объеме. Спрессованные отходы собираются в контейнеры. Фильтр автоматически очищается под воздействием высокого давления, что предотвращает образование осадка.

Вторая стадия

В двух больших круглых бетонных буферных цистернах объемом 2250 м 3 одновременно протекают следующие химические реакции:

• выравнивание гидравлической амплитуды и амплитуды загрязнения;
• гидролиз посредством деятельности микробов, а также частичное окисление;
• буферизация кислотных и алкалиновых амплитуд в вытравленной сточной воде;
• осаждение и последующее удаление осевших веществ (в первойбуферной цистерне).

Благодаря помещенным в первую буферную цистерну смесителям процесс смешивания происходит однородно: скреперный механизм медленно перемещает осевшие вещества в центральный сборный пункт. «По дороге» осевшие отходы подвергаются дальнейшей обработке. Дополнительная аварийная цистерна объемом 2250 м 3 используется для сбора сточной воды с высокой кислотной или алкалиновой амплитудой. Когда уровень pH в буферной цистерне приближается к приемлемому, вода с небольшой скоростью поступает в дальнейшую переработку, дополнительно проходя через угольные фильтры.

Третья стадия

Окислительная цистерна дает возможность контролировать уровень кислотности среды и, тем самым, создавать оптимальные условия для процесса предокисления. Он протекает в круглой бетонной цистерне, закрытой пластиковой крышкой. Воздух из цистерны постоянно удаляется и очищается во избежание распространения неприятного запаха. После завершения стадии предокисления вода перекачивается в анаэробные реакторы.

Четвертая стадия

Процесс анаэробизации протекает в шести реакторах Biopaq Internal Circulation (каждый объемом 160 м 3) в два этапа. На первом в каждом из реакторов происходит интенсивное образование биогазов, часть которого используется в работающих на газе насосах, обеспечивающих внутреннюю циркуляцию сточных вод. На втором этапе реакторы используются как буфер для осадков. Количество осадка постепенно увеличивается и его избыток извлекается из каждого реактора и перекачивается в накопительную цистерну. В верхней части реактора скапливается биогаз, который после буферизации очищается и высушивается. После прохождения всех четырех стадий очистки вода подается на местное предприятие по переработке сточной воды.

Коррозия оборудования

Подверженность коррозии оборудования, задействованного в процессе переработки сточных вод, чрезвычайно велика из-за большой влажности, растворенных солей, выделяющегося сероводорода, аммиака, бактерий, солнечного воздействия, органических и неорганических кислот и различных других химических веществ. К сожалению, это неизбежные «спутники» процессов переработки.

Максимальному риску подвержено оборудование, работающее в погруженном или частично погруженном состоянии, особенно используемое на первых стадиях очистки: фильтры-экраны, цистерны предварительного осаждения, скребки и аэраторы — присутствие в атмосфере сероводорода способствует образованию коррозийно-сульфирической кислоты. Многие поверхности, например, внешняя сторона цистерн, подвержены коррозии даже при нормальном использовании в обычном климате. Промышленные сточные воды порой столь агрессивны, что могут стать причиной очень сильной коррозии. В некоторых ситуациях справиться с ней без специалиста невозможно.

Под воздействием агрессивных факторов разлагаются не только стальные и металлические элементы, но и бетонные конструкции (так называемый износ бетона). Например, бетонные резервуары первичной очистки. Они разрушаются под воздействием кислоты. Для разложения органических включений растительного происхождения— отходов картофеля, муки, солода, сахарной свеклы и т.д.— температура в цистерне должна быть не ниже 35-37°С, но и количество образующейся серной кислоты, а следовательно и коррозионная активность, напрямую зависят от температуры: при одинаковой концентрации сероводорода при температуре 18°С серной кислоты образуется в три раза больше, чем при температуре 12°С. Кислород, используемый в процессе гниения, способствует образованию на стенках труб над поверхностью воды сероводорода (в виде конденсата).

Затем он под воздействием аэробных бактерий окисляется в серную кислоту. Процессы разложения довольно длительные и сточные воды зачастую подолгу находятся в резервуарах, концентрация сероводорода в конденсате которых может образовать на бетонной поверхности раствор 6%-ой серной кислоты. Чем длиннее трубопровод, тем дольше сточная вода находится в системе и тем больший объем кислорода участвует в процессе распада.

Например, если сточные воды поступают на станцию очистки из нескольких районов, то воды наиболее отдаленных из них могут находиться в системе долгое время. Возвращаясь к нашему примеру с бетонным резервуаром для первичной очистки, процесс образования сероводорода будет выглядеть следующим образом (рис. 2).

Повышение уровня кислотности происходит в конденсате, образующемся на стенках резервуара выше уровня сточных вод, и воздействует он на бетон выше уровня воды. Закрытые резервуары еще более уязвимы. Последняя тенденция — размещение предприятий по очистке воды под крышей (чтобы устранить неприятный запах и исключить случаи сдувания обильной пены сильным ветром с цистерн первичного осаждения) стала возможной только благодаря современным качественным технологиям борьбы с коррозией.

Проблема коррозии актуальна для оборудования, используемого практически на всех этапах переработки сточных вод. Полиуретаны часто не отвечают предъявляемым требованиям, даже в условиях относительно низкой кислотности. Поливинилхлоридные покрытия могут быть ослаблены в месте стыковочных швов, которые также подвергаются повышенной нагрузке из-за сужения или расширения при перепаде температур. Кислота в этих местах просачивается за трещины и разъедает бетон.

Борьба с коррозией на очистных предприятиях

Конечно, идеальный выход — использовать меньше стали, но в большинстве случаев замена на более коррозионностойкие материалы приводит к несоизмеримомуи зачастую неоправданному увеличению капитальных затрат. Кроме того, срок службы полимерных конструкций в пять раз меньше, чем традиционных стальных с хорошей защитной системой, а стоимость на этапе первоначальных вложений увеличивается в два раза. Главное преимущество стали — это относительно невысокая стоимость и возможность восстановления путем последующей переплавки. По-возможности, следует избегать использования разных металлов, если это невозможно, максимально изолировать их друг от друга.

Защита покрасочными системами

Для защиты стальных отстойных цистерн и других конструкций применяются современные покрасочные системы. Выбор системы для каждого конкретного случая зависит от ожидаемых условий применения. Там, где предполагается воздействие жирных кислот, содержащихся в сточных водах, идеальное решение — покрасочные системы на эпоксидной основе, самым передовым из них присуща прочная защита от истирания и осадков животных и растительных жиров. Она может противостоять кислотности от 2 до 10.

В менее суровых условиях подходят стандартные эпоксидные или угольно-эпоксидные системы. Они хорошо противостоят воздействию серной кислоты. Тем не менее по экологическим причинам в некоторых странах отмечается тенденция к поиску альтернативных покрытий. Последние разработки химической промышленности и испытания показали, что высококачественные эпоксидные краски без смол оказываются более надежными, чем эпоксидные покрытия с угольно-каменистым дегтем.

В качестве альтернативы покрасочной системе используется покрытие «торкет-бетон» — бетон наносится методом разбрызгивания толщиной 5 см с финишным эпоксидным покрытием. Мнения по поводу эффективности этой технологии различны, но при сильном воздействии сероводорода этого оказывается недостаточно. После торкет-бетона можно использовать покрытие PVC, результаты применения которого оцениваются специалистами высоко, но это дорогостоящая технология.

Лучше всего использовать покрасочную систему при постройке новых сооружений, но чаще всего тяжелый и дорогостоящий ремонт проводится на работающих станциях. В любом случае покрытие наносится на чистую и сухую поверхность, чего при работающем оборудовании добиться крайне нелегко. Например насос фановой системы и примыкающая камера не могут быть сухими дольше 12-16 ч.

После этого входные клапаны должны быть открыты для сточных вод на несколько часов, затем цикл может повториться. Насколько это сложно, зависит от вида насосной камеры. В некоторых из них рабочее перекрытие осуществить достаточно легко. В камерах с насосами, погруженными в воду, это сделать невозможно. Единственным решением здесь может быть использование резервных насосов и цистерн. Цена покрасочных систем зависит от типа и сложности технологического цикла каждого конкретного очистного предприятия, но составляет примерно 0,3-3% стоимости новой конструкции.

Резюме

Оборудование в промышленности по очистке воды должно функционировать круглый год 24 ч в сутки с минимальным временем остановки для технического обслуживания. Все конструкции должны быть полностью надежными, выдерживать длительный период времени между профилактическими и техническими обслуживаниями, которые должны быть максимально быстрыми и простыми. Хотя подавляющая часть оборудования по очистке воды действует в коррозионной среде, обычная сталь все еще остается наиболее выгодным материалом для большей части оборудования.

Для эффективной защиты от коррозии в условиях полного и частичного погружения требуется ее защита при помощи современных покрасочных систем. Стандарный и наиболее распространенный вариант — нанесение эпоксидной грунтовки с последующим нанесением эпоксидного покрытия с угольно-каменистым дегтем. Менеджер по экспорту компании «Лэндстари», всемирно известного производителя оборудования для переработки сточных вод, уверяет, что при правильном нанесении такая система исправно работает и после 15-20 лет службы.

Определения

Подобно многим отраслям промышленности, для процессов очистки воды характерна собственная техническая терминология:

• активный осадок — осадок, содержащий живые бактерии;
• аэрация — растворение воздуха в жидкости;
• аэробный — содержащий или использующий воздух;
• анаэробный — без воздуха;
• архимедов насос— насос, поднимающий жидкость до верхнего уровня с помощью вращающегося винта;
• сероводород — растворимый в жидкости токсичный газ с неприятным запахом;
• эквивалент постоянного населения— мера мощности предприятия по очистке воды по отношению к количеству населения, которое оно обслуживает;
• кизельгур — диатомовая земля, материал для фильтров;
• экран — фильтр для извлечения твердых тел из сточных вод;
• отстойная цистерна — цистерна или резервуар, в котором твердые суспензированные частицы могут опуститься на дно.
• бактерии, снижающие уровень солей серной кислоты — бактерии, которые могут превратить нерастворенные частицы серы в сероводород, растворимый в воде.