Пути повышения качества и экологичности очистки сточных вод на ЛОС СКП ваза

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И ЭКОЛОГИЧНОСТИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА ЛОС СКП ВАЗА
A.L. Kaplan, R.N. Shishkina, E.S. Tokareva
WAYS TO ACHIEVE ENHANCEMENT AND ECOLOGICAL COMPATABILITY ON THE LOCAL TREATMENT FACILITIES OF VAZ BODY-ASSEMBLING
MANUFACTURE
Ключевые слова: ЛОС, коагулянт, биологические культуры.
Key words: local treatment facilities, coagulant, cultures.
Аннотация
С целью повышения качества очистки сточных вод на ЛОС СКП ВАЗа предлагается новый состав коагулянта с введением биологической культуры на основе анаэробных микроорганизмов Pseudomonas и Bacillus.
Abstract
A new coagulant composition is suggested in order to enhance sewage treatment on VAZ body-assembling manufacture. The composition is based on the culture of anaerobic bacteria (Pseudomonas and Bacillus).
АВТОВАЗ является крупнейшим производителем легковых автомобилей в России и Восточной Европе. Это огромное предприятие с десятками корпусов и производств. Предприятие является одним из крупнейших потребителей воды в городе. Сборочно-кузовное производство (СКП) является одной из крупных структурных единиц
ОАО «АВТОВАЗ».
СКП располагает необходимыми производственными ресурсами, площадями, технологическим, контрольным и испытательным оборудованием для выполнения всех процессов на этапах жизненного цикла автомобилей. Перечень технологических процессов, применяемых в СКП, включает в себя сварку и окраску автомобилей, механическую обработку деталей и узлов машин, электролитическую обработку.
Все это ведет к воздействию производства на окружающую среду, вызывая загрязнение атмосферного воздуха, почвы и водоемов.
К источникам загрязнения водоемов относятся дождевые сточные воды, промышленная и хозбытовая канализация СКП. Данные сточные воды поступают в Куйбышевское и Саратовское водохранилища после очистных сооружений канализации (ОСК).
В структуре СКП имеются такие производства, как гальваника, окраска, катафорез, где образуются загрязненные сточные воды, нуждающиеся в предварительной очистке на ЛОС перед сбросом их в общую промышленную канализацию [1]. В случае несовершенства технологии очистки соответствующих стоков на локальных очистных неизбежно поступление агрессивных растворов на биологические очистные сооружения, что может привести к гибели микроорганизмов, находящихся в активном иле, и, как результат, остановке очистных сооружений.
На ОАО «АВТОВАЗ» активно идут процессы развития, они коснулись всех сфер производства. Различного рода усовершенствования происходят и на ЛОС. Но не всегда модернизация ведет к повышению качества и экологичности очистки сточных вод [2].
На ЛОС производится обезвреживание стоков с применением физико-химических и химических методов — коагуляция, флотация, нейтрализация.
После очистки вода либо вновь возвращаются на нужды производства, либо сбрасывается в промышленную канализацию.
На процессе нейтрализации основывается очистка сточных вод, отходящих от участков гальваники и катафореза.
Нейтрализация и очистка технологических вод после установок катафореза перед сбросом их в производственную канализацию обеспечивает очистку технологических вод после промывки кузовов и очистку ультрофильтрата, грунта, анолита. Работа ЛОС основана на принципе коагуляции с последующей фазой флотации [3].
Нейтрализация применяется также после установок гальваники.
Сброс концентрированных стоков осуществляется от 12 установок гальванического цеха. Выходящие из гальваники концентрированные стоки поступают в сборники концентратов: щелочные — (ОН), кислые — (Н) и хромосодержащие-(Сг). Сборники кислых и хромосодержащих концентратов соединены между собой, так же как и два сборника щелочных концентратов.
Обработка стоков производится в двух нейтрализаторах, работающих независимо друг от друга.
После очистки воды сбрасываются в производственную канализацию.
Особенностью технологического процесса окраски кузовов является повторное использование отработанной воды, применяемой в окрасочных камерах для очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу, от частиц лакокрасочного материала (ЛКМ) [4]. Кондиционированный воздух подается в окрасочные камеры через потолочные фильтры, а удаляется вытяжными вентиляторами. Удаляемый кондиционированный воздух проходит очистку от загрязнений окрасочными аэрозолями (лакокрасочный материал, не осевший на поверхность кузова), водой, поступающей с гидрофильтров. Очистка воздуха, загрязненного ЛКМ, осуществляется водяной завесой, создаваемой гидрофильтрами, которые расположены в боковых стенах окрасочных камер. Выходящая из гидрофильтров вода по наклонному лотку отводится на рекуперацию в ванны декантации, т.к. повторное использование воды без специальной очистки приводит к загрязнению оборудования, вытяжных систем и систем трубопроводов.
Подача очищенной воды на систему гидрофильтров окрасочных камер осуществляется насосами кабин по трубопроводам.
Отделение декантации включает четыре идентичные ванны и шесть «Гидропаков», расположенных на специальной площадке над первой ванной. Вода от гидрофильтров кабин окраски поступает по сточным каналам в соответствующую ванну декантации.
Система шиберов на входе в ванну позволяет перераспределять водные потоки по смежным ваннам.
На входе в ванну автоматически добавляется флоакулянт для всплытия коагулированной ранее краски на поверхность. Точки подвода химикатов определяются фирмами-поставщиками в зависимости от типа лакокрасочных материалов (ЛКМ).
«Гидропак» представляет собой механическую систему рекуперации краскошлама после добавления флокулянта и коагулянта благодаря воздушному вспениванию смеси воды, ЛКМ и химиката.
В конце ванны всплывшая краска с водой забирается на очистку насосами «Гидропаков».
В системе «Гидропак» вода меняет направление несколько раз, прежде чем попасть в «спокойную зону». Добавление флокулянта на стадии сепарации в блоке «Гидропака» согласовывается с производителем химикатов.
ЛКМ всплывает и собирается на поверхности «спокойной зоны» расширительного бака, откуда периодически удаляется скребковым механизмом в контейнер сбора краскомассы (каждый из 6 «Гидропаков» оснащен одним скребком. Частота вращения
скребков устанавливается в зависимости от собираемого ЛКМ), а очищенная вода возвращается в ванну декантации.
Наполненные контейнеры выкатываются из-под блоков «Гидропаков» на специальных тележках и при помощи погрузчика перемещаются на платформу сбора контейнеров, расположенную над первой ванной.
Очищенная вода в конце ванны забирается циркуляционными насосами в нижней части ванны и направляется к кабинам окраски. Насосная станция с площадками обслуживания находится на отметке -9,5 м и обслуживается кран-балкой грузоподъемностью 3 тонны.
Перед насосами кабин имеются точки дозирования коагулянта, чтобы уже в кабинах окраски шел процесс коагуляции ЛКМ.
Система обвязки позволяет работать смежным ваннам в режиме, когда одна из ванн находится на очистке или ремонте. При этом все группы насосов будут работать на свои кабины окраски.
В окрасочных камерах используется ХППВ вода (хозяйственно-пожарно-питьевая).
Технологический процесс коагуляции основан на поддержании pH в пределах 8 до 9, чтобы краскомасса не выпадала в осадок [5]. В цикл декантации воды входят 4 ванны емкостью 1500 м³ каждая. В работе одновременно находятся 3 ванны, между которыми имеется система переключения. В течение недели одна ванна сливается, чистится и вновь заполняется водой. Слив осуществляется в промышленную канализацию. Периодичность чистки ванн: 1 раз в 3 недели согласно графику. Для этого ведется журнал «Заправки ванн», где фиксируется количество используемого материала:
коагулянта Ч-1 (на основе соляной кислоты), щелочи (едкого натра) и время чистки ванны и замены pH.
Полная чистка ванны происходит поэтапно: верхний слой сливается в
промышленную канализацию в объеме У ванны, нижний слой воды откачивается в соседнюю ванну, накопившийся слой осадка убирается вручную. График чистки согласовывается.
В зависимости от состава отходы частично перерабатываются на специализированных предприятиях г. о. Тольятти. Краски после демеркуризации растворяются и продаются для хозяйственных нужд. Оставшиеся отходы направляются для переработки в ПППО ОАО «АВТОВАЗ», частично вывозятся на захоронение на специализированные полигоны г. о. Тольятти.
Вновь вводимая в работу ванна заполняется водой в объеме 1500 м, куда добавляется 1000 л 10%-го раствора едкого натра и 1500 л жидкого коагулянта Ч-1. Ежедневный расход щелочи — 100 л, Ч-1 — 150 л.
В целом процесс очистки производственных вод не вызывает серьезных проблем, качество нейтрализации вполне удовлетворяет производство. Основная проблема возникает на установках декантации. Воды в процессе декантации (после коагуляции) мутные, имеет высокий сухой остаток шлам липкий, краскошлам имеет повышенную влажность, степень очистки оборотной воды в системе низкая, расход химикатов в несколько раз превышает нормативные показатели.
Установки декантации в 2006 г. претерпели модернизацию и вступили в работу с августа.
Контрактом № 3397 от 18. 03. 05 г. с ЗАО «Промкоинекс» на поставку оборудования очистки сточных вод кабин цеха 44−1 были определены 3 показателя эффективности работы установки:
1. Степень влажности краскошлама не более 20%.
2. Степень очистки воды от краски после обработки в блоках «Гидропак" — 98%.
3. Степень очистки оборотной воды от краски 95%.
Протокол результатов анализа состава воды и краскошлама ванны декантации № 1 представлены в табл. 1.
Таблица 1 — Результаты анализов состава воды ванны декантации № 1
п/п Наименование анализа Наименование ингредиента Единица измере- ния Концент- рация Степень очистки, %
1 Анализ оборотной воды: — в гидрофильтре кабины окраски — в сливном канале Содержание взвешенных веществ мг/л 2590 2820 8
2 Анализ воды, обработанной в «Гидропаке»: — до «Гидропака» — после «Гидропака» Содержание взвешенных веществ мг/л 5502,5 3445 37
3 Анализ отходов краскошлама Агрегатное состояние Растворитель Вода Смолы Пигменты, наполнители pH водной вытяжки Визуальн ое % % % % Пастооб- разное 16.5 32,0 51.5 7. 05 50
Анализы проб воды и шлама, проведенные в лаборатории ВИК ЭП и УЛИР, показали, что фактические результаты в несколько раз превышают изначально предлагаемые расходы коагулянта Ч-1, а фактическая степень очистки воды не соответствует планируемой.
Соответственно, увеличен выход краскошлама. Значительное его количество оседает на дне ванны и требует ручной чистки ванн. Мониторинг по качественному показателю отходов в последнее время не проводится в связи с тем, что модернизированная ванна № 1 работает не в проектном режиме и обеспечивает 5 кабин окраски по обходному варианту.
Вывод: по состоянию на 01. 05. 08 г.
1) процесс коагуляции и флотации не эффективен-
2) отсутствует четкое разделение фракций вода — твердое вещество-
3) не достигнуты проектные показатели работы установки-
4) процесс требует улучшения.
Напрашивается вывод о необходимости замены используемого коагулянта на более совершенный и безопасный. Проведенный патентный поиск альтернативного варианта коагулянта дал следующие результаты.
Используемый коагулянт Ч-1, патент РФ № 2 139 254, класс С 02 F 1/52 [7]. Состав коагулянта, мас. %:
цинкофосфатный шлам — 15−20- соляная кислота — 5−15- борная кислота — 0,3−0,5-
триэтаноламин — 1−3- полиакриламид — 1- вода — остальное.
Имеет ряд недостатков:
соляная кислота имеет высокую водорастворимость, поэтому массовый процент ее содержания в коагулянте недостаточен, в результате ухудшается эффективность коагулянта. В то же время увеличение содержания соляной кислоты приведет к повышению коррозионной активности коагулянта, что также нежелательно, следовательно, изначально выбор соляной кислоты неудачен-
синтетические вещества, входящие в состав коагулянта, несут потенциальную угрозу для контактирующих с ними работников, являясь причиной кожных заболеваний.
Коагулянт Ч-1 поступает на участок ЛОС в бойлерах из нержавеющей стали, по 14 штук 2 раза в неделю. На боковую поверхность бойлера наносят знак опасности «едкое вещество». Класс опасности 8, подкласс 8.1. По ГОСТ 19 433–88 коагулянт Ч-1 -агрессивная пожаро- и взрывоопасная жидкость.
При попадании на кожу вызывает ожоги и воспалительные заболевания кожи типа дерматитов и экзем. Пары продукта раздражают верхние дыхательные пути, вызывают головокружения, отек легких, коньюктивы и поражение роговиц глаз.
Вторым аналогом в патентном поиске является патент: 2 156 741 [6].
Заявитель (и^: Государственное предприятие Комплексный научно-
исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии Автор (ы): Л.В. Гандурина- Л.Н. Буцева- В. С. Штондина.
Изобретение относится к области физико-химической очистки сточных вод окрасочных производств, в частности к реагентам для извлечения из воды водо- и органоразбавляемых лакокрасочных материалов (ЛКМ) на основе акриловых, меламиновых, полиуретановых, нитроцеллюлозных, эпоксидных и алкидных пленкообразующих, и может быть использовано в деревообрабатывающей, машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности.
Техническим результатом от использования заявляемого коагулянта является повышение эффективности очистки сточных вод от лакокрасочных материалов различных видов, расширение спектра действия коагулянта и снижение расхода коагулянта. Соотношение ингредиентов, мас. %:
хлориды или сульфаты 2- и 3-валентных металлов или их смеси — 30−55-
активированный бентонит — 3−65-
катионный полиэлектролит — 1−2-
анионный полиэлектролит — 1−2-
карбонат натрия — остальное.
Недостатком этого коагулянта является наличие в его составе токсичных соединений, таких как катионный и анионный полиэлектролит, а входящий в состав коагулянта карбонат натрия снижает эффект осветления обрабатываемой воды.
Третим аналогом является патент: 2 006 482 [8].
Заявитель (и): Волжское объединение по производству легковых автомобилей. Автор (ы): Т.И. Чекрыжева- Г. В. Изместьева.
Изобретение относится к очистке сточных вод от взвешенных коллоидных загрязнений методом коагуляции, а именно к очистке сточных вод от лакокрасочных материалов в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении, химической промышленности.
Целью изобретения является получение коагулянта, способного более полно коагулировать эмали, грунты и их смеси с последующей регенерацией лакокрасочных материалов.
Для достижения указанной цели в состав для приготовления коагулянта универсального вводят цинкофосфатный шлам и дополнительно полиакриламид — гель
технический, при этом содержание всех указанных ингредиентов в составе для приготовления коагулянта составляет, мас. %: цинкофосфатный шлам — 5−20- азотная кислота 20−26- борная кислота 0,3−0,5- триэтаноламин 1−3- полиакриламид 1- вода — остальное.
Регулируется рН рабочего раствора путем добавки 10%-го раствора кальцинирован-ной или каустической соды.
Недостатком коагулянта является высокая химическая агрессивность при его производстве, хранении, транспортировании и высокая коррозионная активность из-за входящей в состав азотной кислоты, необходимость дополнительной нейтрализации очищенных сточ-
ных вод.
В результате проведенных исследований был разработан коагулянт, относящийся к области физико-химической очистки сточных вод окрасочных производств, в частности к реагентам для извлечения из воды водо- и органоразбавляемых лакокрасочных материалов (ЛКМ) на основе акриловых, меламиновых, полиуретановых, нитроцеллюлозных, эпоксидных и алкидных пленкообразующих, и может быть использовано в деревообрабатывающей, машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности.
Техническим результатом от использования предлагаемого коагулянта является повышение эффективности очистки сточных вод от лакокрасочных производств автопромышленности с целью повторного использования коагулирующегося продукта для нанесения в качестве грунтовки металлических поверхностей.
Для достижения указанного результата входящие в состав коагулянта прототипа триэтаноламин и полиакриламид заменяются на биологическую культуру на основе псевдомонас Pseudomonas и бацилос Bacillus, при этом уменьшается содержание азотной и борной кислоты и вводится кремневая кислота. В итоге содержание всех указанных ингредиентов в составе для приготовления коагулянта, мас. %: цинк-фосфатный шлам -15−20- биологический штамм -1−3- азотная кислота -10−12- борная кислота — 0,2−0,3- кремниевая кислота — 0,3−0,5- вода — остальное.
Цинкофосфатный шлам имеет ограниченную растворимость, и получение коагулянта с концентрацией основного компонента выше 20% уменьшает стабильность коагулянта при длительном хранении.
Азотная кислота служит для поддержания основного компонента -цинкофосфатного шлама в растворенном состоянии. При содержании азотной кислоты ниже нижнего предела 10% не достигается стабильность коагулянта.
Введение борной кислоты в состав коагулянта позволяет поддерживать концентрацию ионов водорода (рН) в рабочем растворе на определенном уровне, т. е. оказывает буферное действие и смягчает влияние всевозможных факторов.
Введение биологической культуры на основе анаэробных микроорганизмов псевдомонас Pseudomonas и бацилос Bacillus, не только делает коагулянт высококачественным коагулирующим средством и экологически более безопасным, но и экономит электроэнергию вследствие отсутствия необходимости в использовании аэробных воздуходувок. Используемый состав, состоящий из высушенного отработанного ила после аэротенков, включающий в себя в качестве ассоциативных микроорганизмов термофильный штамм прокариотических микроорганизмов, Bacillus sp. ВКПМ В-5061. Данный штамм испытан на живучесть микрофлоры в диапазоне от -15 до 90 0С. Применяемый для деструкции нефтепродуктов состав обладает в полной мере теми же морфологическими, культуральными и физико-биохимическими признаками, что и селекционированный штамм Bacillus sp. ВКПМ В-5061, и представляет собой смесь слипшихся бактерий активного ила из вторичных
отстойников и селекционированного штамма в виде закругленных грамотрицательных подвижных палочек, которые образуют зооскопления. Анаэроб с высокой температурой роста (до 90 0С) обладает каталазной, оксидазной и уреазной активностью. Разлагает нефтепродукты и фосфаты. Наиболее активные подобранные ассоциативные культуры утилизируют дизельное топливо, бензин и керосин.
Pseudomonas. Клетки прямые или слегка изогнутые, подвижные палочки, грамотрицательные, спор не образуют. Физиолого-биохимические признаки. Аэроб и факультативный анаэроб. Восстанавливает нитраты в нитриты.
За счет наличия в составе кремневой кислоты возможно повторное использование лакокрасочных материалов с высокой эффективностью покрытия в хозяйстве для покраски.
Использование предлагаемого коагулянта для очистки сточных вод от лакокрасочных материалов дает следующие преимущества:
— повышение экологической безопасности коагулянта для окружающей среды, благодаря использованию в нем биологической культуры-
— утилизацию отходов процесса фосфотирования (повторное применение цинкофосфатного шлама в процессе рециркуляции) —
— повторное использование скоагулируемой продукции-
— увеличение выхода скоагулированной краскомассы до 82%-
— получение шлама с более низким процентом влажности.
В качестве рекомендации предлагается внести в план модернизаций СКП ОАО «АВТОВАЗ» замену используемого коагулянта на коагулянт с применением биологических культур.
Такая модернизация снизит затраты предприятия, обеспечит безопасность труда и повысит экологическую безопасность коагулянта.
Библиографический список
1. Добындо М. Н. и др. Обеспечение экологической безопасности производства АО «АВТОВАЗ» / М. Н. Добындо, А. Я. Гильбух, Н. Р. Петрова, В. Я. Анисимов. — Самара: Корпорация «Федоров», Изд-во учеб. лит., 2002. — 264 с.
2. Локальные очистные сооружения корпус 01/1.
3. Яковлев С. В. Очистка производственных сточных вод: Учеб. пособие для студентов вузов / С. В. Яковлев, Я. А. Карелин, Ю. М. Ласков, Ю. В. Воронов. — М.: Стройиздат, 1979. — 320 с.
4. Понаморев В. Г. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов / В. Г. Понаморев, Э. Г. Иоакимис, И. Л. Монгайт. — М.: Химия 1985. — 256 с.
5. Родионов А. И. Техника защиты окружающей среды: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / А. И. Родионов, В. Н. Клушин, Н. С. Торочешнико. — М.: Химия, 1989. — 512 с.
6. Патент Р Ф № 2 156 741, класс C02F1/56, C02F1/56, C02F101: 30, C02F103: 38, заяв. 22. 12. 99, опубл. 27. 09. 00-
7. Патент Р Ф № 2 139 254, класс С 02 F 1/52, заяв. 18. 02. 98, опубл. 10. 10. 99.
8. Патент Р Ф № 2 006 482, класс С 02 F 1/58, заяв. 25. 02. 93, опубл. 30. 01. 94.
9. Патент Р Ф № 2 195 435, класс C 02F3/34, заяв. 05. 03. 2001, опубл. 27. 12. 2002.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой