Файл: Курсовая работа Проект очистки масло шламовых сточных вод электрохимическим методом студент 5 курса бэпэ 51з.doc
Добавлен: 04.02.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
воды, содержащей ряд других примесей: жиры, нефтепродукты, полимеры.
Авторами также предложена установка для регенерации отработанных эмульсий с использованием тех же колонных электрокоагуляторов, которые они считают наиболее перспективными для удаления из системы загрязняющих веществ с последующим добавлением в очищенную жидкость недостающего количества эмульсола. Это позволяет создать систему многократного оборотного водоиспользования в цехах металлообработки.
Механизм регенерации отработанных эмульсий СОЖ заключается в селективном удалении из нее избыточного количества частиц дисперсной фазы путем частичной коалесценции капелек масла электрогенерированным коагулянтом. Очищенная таким методом СОЖ удовлетворяет в основном требованиям технических условий к воде для приготовления рабочих растворов СОЖ. К таким условиям относятся заданная жесткость воды, коррелирующее действие водной эмульсии, склонность к пенообразованию, устойчивость пены и ряд других.
Схема установки представлена на рисунке 2. Установка состоит из четырех колонных электрокоагуляторов, работающих параллельно. Отработанная СОЖ из емкостей насосами подается в коллекторы, расположенные в средних частях аппаратов. Одновременно в электродные блоки насосами подается чистая техническая вода (электролит) из отстойника, разделенного вертикальной перегородкой на две части.
Расходы отработанной эмульсии и электролита контролируются ротаметрами. Процесс очистки длительно эксплуатируемой
Рисунок 2
Технологическая схема регенерации отработанной эмульсии
«Укринол-1» с использованием колонных электрокоагуляторов:
1 - электрокоагулятор: 2 - циклон; 3, 4 - сборники отходов и отработанной эмульсии; 5, 6 - сборники электролита и очищенной воды; 7 - насосы: 8 - ротаметры
СОЖ осуществляется в электрокоагуляторах путем ее смешения с восходящим потоком электролита, предварительно насыщенного гидроксидом металла растворимых электродов. В результате коалесценции капелек эмульгированного масла, а также коагуляции механических примесей с последующей флотацией шлама на поверхность жидкости она освобождается от загрязнений и подается в отстойник, а затем в отделение приготовления свежей эмульсии. Там в нее добавляется эмульсол «Укринол-1» в количестве, достаточном для получения заданной концентрации (обычно 3 - 5%) эмульсии СОЖ.
Применение нерастворимых электродов для очистки стоков от органических загрязнений является технологически выгодным, поскольку в данном случае не требуется значительного расхода металла на электроды и не образуются в большом количестве осадки гидроксидов металлов, которые необходимо удалять на захоронение или утилизацию. Однако эффект очистки стоков от ПАВ несколько меньше, чем при использовании растворимых электродов.
Так, при использовании анода ОРТА (титан, покрытый активным слоем окисла рутения), который не растворяется в процессе электролиза, эффект очистки по ХПК составлял 70 - 80%, по синтетическому ПАВ - 75%. При этом время обработки около 10 - 15 мин при плотности тока 2 А/дм2. Если при большом расходе стоков (до 2000 м3/сутки) осуществлять перевод СПАВ в пену в основном с помощью сжатого воздуха при интенсивной его подаче [25 - 30 м3/(м2×ч)], то в случае использования сульфокислот степень извлечения составит всего 30 - 40%.
Иногда нерастворимый анод сочетается с растворимым при катодной поляризации электрода из алюминия. Этот способ обеспечивает эффект очистки по ХПК 82% при добавлении 20 г/л хлорионов и плотности тока 1 А/дм2.
Увеличение эффективности очистки стоков от ПАВ достигается путем последовательной их обработки сначала в электрофлотаторе при добавлении раствора хлористого натрия, а затем в электролизере с нерастворимыми электродами, где происходит деструкция оставшихся органических загрязнений. В дальнейшем стоки обрабатываются в контактном резервуаре и узле дехлорирования. При использовании электрофлотации серьезным технологическим затруднением является пенообразование, которое гасят острым паром, а также предлагается специальный узел, состоящий из сборника пенного конденсата, подсоединенного к электрофлотатору, электролизера с растворимыми электродами (из железа или алюминия), электролизера с нерастворимыми электродами с отстойником, из которого очищенная жидкость возвращается в производство.
Подводя итоги рассмотрению методов очистки сточных вод от ПАВ, можно подчеркнуть, что весьма эффективно очищаются в основном воды с небольшим количеством этих веществ (до 100 мг/л). Концентрации порядка 200 мг/л называются высокими.
Для получения удовлетворительного эффекта сточные воды обычно необходимо подвергать обработке комбинированными способами. В них способы чередуются в определенной последовательности и каждый предыдущий способ устраняет отрицательное влияние какого - либо компонента сточных вод на последующие операции, и так до получения воды,
пригодной для повторного использования, направления на биологическую очистку или спуска в водоемы.
Очистка вод, содержащих концентрации ПАВ более 1 г/л, отражена в литературе меньше. Однако здесь проявляется довольно четкое мнение о наибольшей перспективности электрохимических методов для очистки концентрированных стоков.
К ним относятся электрогидравлический, ультразвуковой, электростатический, радиационный и магнитный методы, причем два последних имеют хорошую перспективу внедрения для повышения эффективности ранее рассмотренных методов очистки от ПАВ Радиационная очистка воды - самый быстрый метод, скорость которого зависит от количества энергии излучения, подаваемой в единицу времени. Этот метод не требует введения в воду новых химических реагентов и протекает в одну стадию под действием радиации в сточной воде происходят окисление, полимеризация, коагуляция и разложение загрязняющих веществ
Для удаления 90 - 95% ПАВ при начальной концентрации 200 г/м3 необходима доза облучения 60Со 106 Рад при наличии в воде кислорода процесс ускоряется. Сильное влияние на радиационное разрушение ПАВ оказывает рН воды в щелочной среде тетрапропилен и пентапропиленбензосульфонаты вообще не разлагаются. В нейтральной среде указанные ПАВ разрушаются слабой кислой среде скорость разложения значительно возрастает. Продукты радиализа играют главную роль в процессе превращения ПАВ. Показано, что при радиализе сульфанола, эмульгатора некаля, ОП-7, ОП-9 для полного удаления ПАВ при их начальной концентрации 100 г/м3 необходима доза 0,4 - 0,5 МРад. При этом поверхностное натяжение раствора становится равным 70 мН/м и пенообразование не происходит. Барботаж воздуха, увеличивает степень разрушения указанных веществ вдвое. При облучении дозой 0,3 - 0,5 МРад раствор некаля приобретает способность разлагаться биологически. Присутствие неорганических и органических примесей не влияет на радиационное разложение ПАВ.
Магнитная обработка также относится к тем методам, которые позволяют интенсифицировать процесс очистки воды без добавления специальных реагентов, в свою очередь загрязняющих окружающую среду и препятствующих применению замкнутого водооборота. Установлено, что при воздействии на воду магнитного поля улучшается флотация взвешенных веществ, ускоряются их осаждение и агрегация, изменяется структура образующегося осадка. Остаточная концентрация взвешенных веществ снижается в 1,5 раза, а время осаждения - в 2 раза. Растворенное железо превращается в магнитные оксиды, которые легко удаляются из воды в магнитных полях вместе с адсорбированными на них загрязняющими веществами.
Преимущества метода электромагнитной обработки заключаются в невысокой стоимости оборудования и малых эксплуатационных расходах. В частности, расходы на электроэнергию составляют 0,05 - 0,2 к. на 1 м3 воды.
2 Объект, условия и методика исследований
2.1 Характеристика объекта исследований
Объектом исследования является «ООО ГДН Управление Технологического Транспорта и Спецтехники»
Основная деятельность ООО ГДН УТТиС является обеспечением траспорта дочерних предприятий Общества.
Предприятие располагается в населенном пункте:
Ямало-ненецкий Автономный Округ г.Надым
Таблица 1 - Общие сведения о предприятии и адреса местонахождения предприятия.
2.2 Природно - климатические условия
ООО ГДН УТТиС расположено в ЯНАО Тюменской области.
Климат Надымского района - субарктический континентальный с продолжительной суровой зимой и достаточно прохладным коротким летом. По его равнинной территории свободно продвигаются как холодные воздушные массы с севера, достигающие южных границ района, так и знойные ветры Средней Азии и Казахстана, проникающие далеко на север. Это приводит к резким и неожиданным перепадам температуры, годовая амплитуда колебаний которой составляет 95 градусов по шкале Цельсия.
Авторами также предложена установка для регенерации отработанных эмульсий с использованием тех же колонных электрокоагуляторов, которые они считают наиболее перспективными для удаления из системы загрязняющих веществ с последующим добавлением в очищенную жидкость недостающего количества эмульсола. Это позволяет создать систему многократного оборотного водоиспользования в цехах металлообработки.
Механизм регенерации отработанных эмульсий СОЖ заключается в селективном удалении из нее избыточного количества частиц дисперсной фазы путем частичной коалесценции капелек масла электрогенерированным коагулянтом. Очищенная таким методом СОЖ удовлетворяет в основном требованиям технических условий к воде для приготовления рабочих растворов СОЖ. К таким условиям относятся заданная жесткость воды, коррелирующее действие водной эмульсии, склонность к пенообразованию, устойчивость пены и ряд других.
Схема установки представлена на рисунке 2. Установка состоит из четырех колонных электрокоагуляторов, работающих параллельно. Отработанная СОЖ из емкостей насосами подается в коллекторы, расположенные в средних частях аппаратов. Одновременно в электродные блоки насосами подается чистая техническая вода (электролит) из отстойника, разделенного вертикальной перегородкой на две части.
Расходы отработанной эмульсии и электролита контролируются ротаметрами. Процесс очистки длительно эксплуатируемой
Рисунок 2
Технологическая схема регенерации отработанной эмульсии
«Укринол-1» с использованием колонных электрокоагуляторов:
1 - электрокоагулятор: 2 - циклон; 3, 4 - сборники отходов и отработанной эмульсии; 5, 6 - сборники электролита и очищенной воды; 7 - насосы: 8 - ротаметры
СОЖ осуществляется в электрокоагуляторах путем ее смешения с восходящим потоком электролита, предварительно насыщенного гидроксидом металла растворимых электродов. В результате коалесценции капелек эмульгированного масла, а также коагуляции механических примесей с последующей флотацией шлама на поверхность жидкости она освобождается от загрязнений и подается в отстойник, а затем в отделение приготовления свежей эмульсии. Там в нее добавляется эмульсол «Укринол-1» в количестве, достаточном для получения заданной концентрации (обычно 3 - 5%) эмульсии СОЖ.
-
Очистка с использованием нерастворимых электродов
Применение нерастворимых электродов для очистки стоков от органических загрязнений является технологически выгодным, поскольку в данном случае не требуется значительного расхода металла на электроды и не образуются в большом количестве осадки гидроксидов металлов, которые необходимо удалять на захоронение или утилизацию. Однако эффект очистки стоков от ПАВ несколько меньше, чем при использовании растворимых электродов.
Так, при использовании анода ОРТА (титан, покрытый активным слоем окисла рутения), который не растворяется в процессе электролиза, эффект очистки по ХПК составлял 70 - 80%, по синтетическому ПАВ - 75%. При этом время обработки около 10 - 15 мин при плотности тока 2 А/дм2. Если при большом расходе стоков (до 2000 м3/сутки) осуществлять перевод СПАВ в пену в основном с помощью сжатого воздуха при интенсивной его подаче [25 - 30 м3/(м2×ч)], то в случае использования сульфокислот степень извлечения составит всего 30 - 40%.
Иногда нерастворимый анод сочетается с растворимым при катодной поляризации электрода из алюминия. Этот способ обеспечивает эффект очистки по ХПК 82% при добавлении 20 г/л хлорионов и плотности тока 1 А/дм2.
Увеличение эффективности очистки стоков от ПАВ достигается путем последовательной их обработки сначала в электрофлотаторе при добавлении раствора хлористого натрия, а затем в электролизере с нерастворимыми электродами, где происходит деструкция оставшихся органических загрязнений. В дальнейшем стоки обрабатываются в контактном резервуаре и узле дехлорирования. При использовании электрофлотации серьезным технологическим затруднением является пенообразование, которое гасят острым паром, а также предлагается специальный узел, состоящий из сборника пенного конденсата, подсоединенного к электрофлотатору, электролизера с растворимыми электродами (из железа или алюминия), электролизера с нерастворимыми электродами с отстойником, из которого очищенная жидкость возвращается в производство.
Подводя итоги рассмотрению методов очистки сточных вод от ПАВ, можно подчеркнуть, что весьма эффективно очищаются в основном воды с небольшим количеством этих веществ (до 100 мг/л). Концентрации порядка 200 мг/л называются высокими.
Для получения удовлетворительного эффекта сточные воды обычно необходимо подвергать обработке комбинированными способами. В них способы чередуются в определенной последовательности и каждый предыдущий способ устраняет отрицательное влияние какого - либо компонента сточных вод на последующие операции, и так до получения воды,
пригодной для повторного использования, направления на биологическую очистку или спуска в водоемы.
Очистка вод, содержащих концентрации ПАВ более 1 г/л, отражена в литературе меньше. Однако здесь проявляется довольно четкое мнение о наибольшей перспективности электрохимических методов для очистки концентрированных стоков.
-
Физические методы
К ним относятся электрогидравлический, ультразвуковой, электростатический, радиационный и магнитный методы, причем два последних имеют хорошую перспективу внедрения для повышения эффективности ранее рассмотренных методов очистки от ПАВ Радиационная очистка воды - самый быстрый метод, скорость которого зависит от количества энергии излучения, подаваемой в единицу времени. Этот метод не требует введения в воду новых химических реагентов и протекает в одну стадию под действием радиации в сточной воде происходят окисление, полимеризация, коагуляция и разложение загрязняющих веществ
Для удаления 90 - 95% ПАВ при начальной концентрации 200 г/м3 необходима доза облучения 60Со 106 Рад при наличии в воде кислорода процесс ускоряется. Сильное влияние на радиационное разрушение ПАВ оказывает рН воды в щелочной среде тетрапропилен и пентапропиленбензосульфонаты вообще не разлагаются. В нейтральной среде указанные ПАВ разрушаются слабой кислой среде скорость разложения значительно возрастает. Продукты радиализа играют главную роль в процессе превращения ПАВ. Показано, что при радиализе сульфанола, эмульгатора некаля, ОП-7, ОП-9 для полного удаления ПАВ при их начальной концентрации 100 г/м3 необходима доза 0,4 - 0,5 МРад. При этом поверхностное натяжение раствора становится равным 70 мН/м и пенообразование не происходит. Барботаж воздуха, увеличивает степень разрушения указанных веществ вдвое. При облучении дозой 0,3 - 0,5 МРад раствор некаля приобретает способность разлагаться биологически. Присутствие неорганических и органических примесей не влияет на радиационное разложение ПАВ.
Магнитная обработка также относится к тем методам, которые позволяют интенсифицировать процесс очистки воды без добавления специальных реагентов, в свою очередь загрязняющих окружающую среду и препятствующих применению замкнутого водооборота. Установлено, что при воздействии на воду магнитного поля улучшается флотация взвешенных веществ, ускоряются их осаждение и агрегация, изменяется структура образующегося осадка. Остаточная концентрация взвешенных веществ снижается в 1,5 раза, а время осаждения - в 2 раза. Растворенное железо превращается в магнитные оксиды, которые легко удаляются из воды в магнитных полях вместе с адсорбированными на них загрязняющими веществами.
Преимущества метода электромагнитной обработки заключаются в невысокой стоимости оборудования и малых эксплуатационных расходах. В частности, расходы на электроэнергию составляют 0,05 - 0,2 к. на 1 м3 воды.
2 Объект, условия и методика исследований
2.1 Характеристика объекта исследований
Объектом исследования является «ООО ГДН Управление Технологического Транспорта и Спецтехники»
Основная деятельность ООО ГДН УТТиС является обеспечением траспорта дочерних предприятий Общества.
Предприятие располагается в населенном пункте:
Ямало-ненецкий Автономный Округ г.Надым
Таблица 1 - Общие сведения о предприятии и адреса местонахождения предприятия.
| Наименование данных | На момент составления обоснования |
| 1 | 2 |
| Полное наименование предприятия | Общество с Ограниченной Ответственностью «ГазпромДобычаНадым» Управление Технологического Транспорта и Спецтехники |
| Сокращённое наименование предприятия | ООО ГДН УТТиС |
| Юридический адрес | 629730 ЯНАО, Тюменской области, г.Надым ул. Заводская панель М |
| Почтовый адрес | 629730 ЯНАО, Тюменской области, г.Надым ул. Заводская панель М |
| Ф.И.О. директора предприятия | Мельников Роман Викторович |
| Вид основной деятельности | Обеспечение транспортных перевозок и спецтехники |
| Среднесписочная численность сотрудников | 621 |
2.2 Природно - климатические условия
ООО ГДН УТТиС расположено в ЯНАО Тюменской области.
Климат Надымского района - субарктический континентальный с продолжительной суровой зимой и достаточно прохладным коротким летом. По его равнинной территории свободно продвигаются как холодные воздушные массы с севера, достигающие южных границ района, так и знойные ветры Средней Азии и Казахстана, проникающие далеко на север. Это приводит к резким и неожиданным перепадам температуры, годовая амплитуда колебаний которой составляет 95 градусов по шкале Цельсия.
-
среднегодовая температура воздуха: − 6.6°C; -
относительная влажность воздуха: 75,2 %; -
средняя скорость ветра: 10,1 м/с; -
абсолютный минимум: − 57.7°C; -
абсолютный максимум: +34.7°C;
| Климат Надыма | |||||||||||||
| Показатель | Янв. | Фев. | Март | Апр. | Май | Июнь | Июль | Авг. | Сен. | Окт. | Нояб. | Дек. | Год |
| Абсолютный максимум, °C | 1,7 | 1,5 | 10,6 | 20,7 | 29,6 | 34,2 | 34,7 | 32,6 | 25,7 | 17,0 | 7,0 | 2,0 | 34,7 |
| Средний максимум, °C | −19,9 | −19,7 | −12,1 | −4,7 | 2,6 | 11,0 | 17,6 | 15,2 | 8,7 | −1,6 | −11,5 | −16,7 | −2,2 |
| Средняя температура, °C | −24 | −24,1 | −17,5 | −10 | −1,7 | 7,3 | 13,5 | 11,7 | 5,7 | −4,3 | −15,2 | −20,6 | −6,6 |
| Средний минимум, °C | −28,1 | −28,4 | −22,9 | −15,3 | −6 | 3,7 | 9,5 | 8,2 | 2,8 | −6,9 | −18,9 | −24,4 | −10,3 |
| Абсолютный минимум, °C | −57,7 | −52,2 | −47,2 | −39,2 | −25,6 | −8,1 | −1,1 | −5 | −10,4 | −41 | −47,5 | −50,4 | −57,7 |
| Норма осадков, мм | 26 | 20 | 23 | 26 | 33 | 45 | 54 | 67 | 49 | 43 | 33 | 30 | 449 |