Очистка сточных вод металлообрабатывающих предприятий: проблемы и решения

Павлов Д. В., Вараксин С. О., Технопарк Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Колесников В. А., Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия

На металлообрабатывающих предприятиях образуются сточные воды, состав которых зависит от технологических процессов, используемых в производственном цикле. Очистные сооружения большинства предприятий устарели и не обеспечивают очистку воды до ПДК загрязняющих примесей.

Специалисты Технопарка РХТУ им. Д. И. Менделеева разработали ряд локальных сооружений, которые позволяют эффективно очищать сточные воды от взвешенных веществ, ПАВ, нефтепродуктов, ионов тяжелых металлов и др.

На рис. 1 представлена технологическая схема очистки сточных вод гальванического цеха машиностроительного предприятия, рекомендуемая при проектировании новых очистных сооружений и реконструкции и модернизации действующих.

Рис. 1. Технологическая схема очистки сточных вод:
Е1, Е2, Е3 — накопительные емкости; Н1, Н2 — насосы; Д1, Д2 — емкости для приготовления растворов реагентов; НД1, НД2, НД3 — дозирующие насосы; Р — реактор смешения; ЭФ — электрофлотационный модуль; ИПТ — источник питания электрофлотационного модуля; ФП — фильтр-пресс; КФ — кварцевый фильтр; ИФ — ионообменный фильтр

Система работает следующим образом. Кислотно-щелочные сточные воды поступают в накопительную емкость Е1. В нее же из накопительной емкости Е2 дозирующим насосом НД1 подают отработанные растворы электролитов. Далее смесь насосом Н1 перекачивают в реактор Р, в который дозирующими насосами НД2 и НД3 вводят реагенты — едкий натр и анионный флокулянт. Из реактора Р сточные воды самотеком поступают в электрофлотатор ЭФ, в котором происходит извлечение гидроксидов тяжелых металлов, ПАВ и нефтепродуктов. Из электрофлотатора осветленную воду направляют в промежуточную емкость Е3 и далее насосом Н2 подают на кварцевый фильтр КФ, а затем — на ионообменный фильтр ИФ. В ионообменном фильтре происходит удаление следов тяжелых металлов до ПДК. Очищенную воду можно сбрасывать в канализацию или возвращать в технологический цикл на повторное использование.

Осадок из электрофлотатора и кварцевого фильтра подают на фильтр-пресс ФП, где обезвоживают до влажности 70 %. Шлам сдают на утилизацию.

Основной технический узел системы очистки — электрофлотационный модуль, состоящий из электрофлотатора с нерастворимыми электродами, системы сбора шлама, источника постоянного тока и вытяжного зонта (рис. 2).

Рис. 2. Электрофлотационный модуль производительностью 10 м³/ч

Модуль может работать в непрерывном и периодическом режимах. В нем протекают процессы выделения водорода и кислорода за счет электролиза воды и флотации. Модуль обеспечивает извлечение взвешенных веществ, нефтепродуктов, ПАВ, катионов металлов (Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Pb²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ Ca²⁺, Mg²⁺ и др.) в виде гидроксидов и фосфатов при любом соотношении катионов в присутствии различных анионов.

Основные технические характеристики модуля приведены в табл. 1.