Разработка проекта по очистке сточных вод кожевенного производства

2.3 Разработка принципиальной технологической блок-схемы процесса очистки сточных вод гальванического производства

 

Сточные воды кожевенного производства расходом 12,5 м³/час (109500 м³/год), исходный состав: взвешенные вещества - 12000 г/м³, хром(Ш) - 50 г/м³, жиры - 700 г/м³, сульфиды - 50 г/м³, поступают в на отстаивание взвешенных веществ, где происходит осаждение 60% взвешенных веществ в отстойной камере под действием сил тяжести. Время отстаивания не менее 2 ч. Так же на процесс удаления всплывающих примесей подается вода после мытья полов и оборудования. Обводненная суспензия влажностью 95% поступает на обезвоживание, фильтрат после обезвоживания подается обратно на удаление всплывающих примесей, шлам  с влажностью 85%

утилизируется 1 раз в  неделю. После  отстойника  сточные воды  направляются  в импеллерную флотационную машину, где происходит всплывание жиров и взвешенных веществ(удаляется 96% жиров и 95% взвешенных веществ), обводненный флотошлам поступает на обезвоживание, шлам утилизируется 1 раз в неделю. Далее сточная вода

направлятся в камеру озонирования, в который подается озон из озонатора. Данный окислитель полностью переводит содержащиеся сульфиды в сульфаты. После сточные воды подкисляются 10% раствором серной кислоты, рН доводится до значения 2,5. Подкисленная вода поступает на

гальванокоагуляцию, где ее пропускают через зону загрузки скрапа (смесь железа, меди и кокса в весовом соотношении 8:1:1), который представляет собой гальваническую пару, где железо является анодом.  Остаточная  концентрация  ионов хрома(III) 0,05 мг/л. После гальванокоагуляции кислые сточные воды подаются на нейтрализацию 10% раствором гидроксида  натрия,  рН  доводится  до  7,5,  одновременно  производится  отстаивание, эффективность отстаивания под действием сил тяжести достигает 60%. Продолжительность отстаивания не менее 2  ч.  Обводненная суспензия  влажностью 95% подается на обезвоживание,  откуда  фильтрат  возвращается  на  отстаивание,  обезвоженный осадок влажностью 85% идет на захоронение 1 раз в месяц. После отстаивания вода поступает в фильтр с пенополиуретановой загрузкой, где удаляется 85% оставшихся взвешенных веществ и 70% жиров. Очищенная вода сбрасывается в водоем рыбохозяйственного назначения. Технологическая блок-схема представлена в приложении 1.

Очищенная вода содержит:

Взвешенные вещества - в/в =9,6 мг/л, Cr(III)=0,05 мг/л, жиры = 0,42 мг/л(в пересчете на БПК_полн=0,9 г О₂/л);Сульфиды=0,000; рН=7,5.

 

2.4 Экспликация точек производственного экологического мониторинга

Таблица 4

№		Определяемый показатель	Метод измерения	Диапазон измерения	Периодичность
1		Исходная сточная вода, содержащая: В/в Жиры [Cr2+ ] [S2-]	Г Ик-СФ ЭкФ Т	- 0,1-100 мг/л 0,07-0,21 мг/л 0,001-0,4 мг/л	1раз/сут
2		Объем шлама	О	-	1 раз/нед
3		Объем шлама	О	-	1 раз/нед
4		Сульфиды	Т	0,001-0,4 мг/л	1 раз/сут
5	Хром(III)		ЭкФ	0,07-0,21 мг/л	1 раз/сут
6	Объем шлама		О	-	1 раз/нед
7	Объем шлама		О	-	1 раз/нед
8	Осветленная СВ перед сбросом в водоем		А,Ф	-	1 раз/сут

Г- гравиметрический метод, О-объемный, Т-титриметрический метод, ЭкФ-экстракционная фотометрия, Ик-СФ-инфракрасная спектрофотометрия, А-атомно-адсорбционная спектрофотометрия, Ф-фотометрия.[12]

 

2.5 Расчет материального баланса проектируемой технологии очистки сточных вод кожевенного производства.

Масса веществ, вошедших в систему, всегда равна массе  всех веществ (компонентов), выходящих  из нее:

,

где G_j,вх, G_k,вых – массы соответственно входных и выходных потоков, i, k – нумерация потоков.

Таблица 5

1. Удаление  взвешенных веществ
Вход		Выход
Наименование  потока	Кол-во, кг/час	Наименование  потока	Кол-во, кг/час
Сточная вода (12,5 м3/час) в т.ч.: В/в  Cr(III) Жиры  Сульфиды	1314т/год  150(1)кг/ч 2,19т/год  766,5 т/год  2,19	Сточная вода (12,5м3/час) в т.ч.: В/в Cr(III) Жиры Сульфиды Обводненный осадок(2,13м3/ч)(W=95%) в т.ч.: в/в	30(5) 0,625(2) 8,75(3) 0,625(4)       120
Итого:	150,0	Итого:	150,0

Примечание:

В результате отстаивания удаляется 80% в/в [13]

Исходная сточная вода содержит:

В/в=300м³/сут/24час*12000г/м³*10^-3=150кг/ч

Хром=300м³/сут/24час *50г/м³*10^-3=0,625кг/ч

Жиры=300м³/сут/24час *700г/м³*10^-3=8,75кг/ч

Сульфиды=300м³/сут/24час *50г/м³*10^-3=0,625кг/ч

После процесса удаления всплывающих примесей:

В/в=0,2*150кг/ч=30кг/ч

Остаточные концентрации:

В/в=12000*0,2=2400мг/л

Хром=50мг/л

Жиры=700мг/л

Сульфиды=50мг/л

 

 

 

 

 

2. Удаление  всплывающих примесей
Вход		Выход
Наименование  потока	Кол-во, кг/час	Наименование  потока	Кол-во, кг/час
Сточная вода (12,5 м3/час) в т.ч.: В/в  Cr(III) Жиры  Сульфиды	30 0,625 8,75 0,625	Сточная вода (12,5м3/час) в т.ч.: В/в Cr(III) Жиры Сульфиды Флотошлам(W=95%) (0,67 м3/ч )в т.ч.: Жиры В/в	1,5(1) 0,625 0,35(2) 0,625     8,4 28,5
Итого:	38,75	Итого:	38,75

Примечание: в процессе флотации удаляется 96% жиров и 95% в/в[13]

После процесса улавливания:

1)в/в=0,05*30=1,5кг/ч

2)Жиры=0,04*8,75=0,35кг/ч

Остаточные концентрации:

В/в=2400*0,05=120мг/л

Хром=50мг/л

Жиры=700*0,04=28мг/л

Сульфиды=50мг/л

 

3. Удаление жиров, обезвреживание сульфидов
Вход		Выход
Наименование  потока	Кол-во, кг/час	Наименование  потока	Кол-во, кг/час
Сточная вода (12,5 м3/час) в т.ч.: В/в  Cr(III) Жиры  Сульфиды       Озон	1,5 0,625 0,35 0,625       2,777	Сточная вода (12,5м3/час) в т.ч.: В/в Cr(III) Жиры Сульфиды Сульфаты СО2	1,5 0,625 0,00525(1) 0,000 0,625 3,122
Итого:	3,752	Итого:	3,752

Примечание: в процессе озонирования окисляется 98,5% жиров[13] до СО2, а сульфиды полностью переходят в менее токсичную форму-сульфаты. Озон подается с концентрацией 20 г/м3, его расход 2,777кг/ч

1)Жиры=0,35*0,015=0,00525кг/ч

Остаточные концентрации:

В/в=120мг/л

Хром=50мг/л

Жиры=28*0,015=0,42мг/л

Сульфиды=0,00

 

4. Подкисление
Вход		Выход
Наименование  потока	Кол-во, кг/час	Наименование  потока	Кол-во, кг/час
Сточная вода (12,5 м3/час) в т.ч.: В/в  Cr(III) Жиры  Сульфиды   рН=8,5 10%-ный р-р Н2SO4 в т.ч.: Н2SO4	1,5 0,625 0,00525 0,000       0,02	Сточная вода (12,5м3/час) в т.ч.: В/в Cr(III) Жиры Сульфиды     рН=2,5 Н2SO4	1,5 0,625 0,00525 0,000       0,02
Итого:	0,02	Итого:	0,02

Примечание:

В исходную сточную воду с рН=8,5 добавляют 10%-ный раствор  Н₂SO₄ для того,чтобы изменить рН до 2,5

1)рН= - lg[Н⁺]

[Н⁺]=0,00316моль/л=0,00316г/л=3,16г/л

С(Н₂SO₄)=1/2С(Н⁺)=1,58г/л

G(H₂SO₄)=1,58*12,5=0,02кг/ч

 

5.Гальванокоагуляция
Вход		Выход
Наименование  потока	Кол-во, кг/час	Наименование  потока	Кол-во, кг/час
Сточная вода (12,5 м3/час) в т.ч.: В/в  Cr(III) Жиры  Сульфиды Железо(стружка)	1,5 0,625 0,00525 0,000 11,32	Сточная вода (12,5м3/час) в т.ч.: В/в Cr(III) Жиры Сульфиды Обводненный осадок(W=95%)в т.ч.: Хром(III) Железо	1,5 0,0006 0,00525 0,000     0,624 11,32
Итого:	0,625	Итого:	0,625

Примечание:

В результате гальванокоагуляции протекают реакции:

Fe→Fe²⁺+2e

6Fe(OH)₂ + Cr₂O₇^2- + 7H₂O → 6Fe(OH)₃↓ + 2Cr(OH)₃↓ + 2OH^-

Конечная концентрация  хрома 0,05 мг/л [4]

1)Хром=0,05г/м3*12,5м3/час=0,0006кг/ч

Остаточные концентрации:

В/в=120мг/л

Хром=0,05мг/л

Жиры=0,42мг/л

Сульфиды=0,00

 

6.Нейтрализация
Вход		Выход
Наименование  потока	Кол-во, кг/час	Наименование потока	Кол-во, кг/час
Сточная вода (12,5 м3/час) в т.ч.: В/в  Cr(III) Жиры  Сульфиды   рН=2,5 10%-ный р-р NaOH в т.ч.: NaOH	1,5 0,0006 0,00525 0,000       0,372	Сточная вода (12,5м3/час) в т.ч.: В/в Cr(III) Жиры Сульфиды       NaOH	1,5 0,0006 0,00525 0,000   рН=7,5   0,372
Итого:	0,372	Итого:	0,372

Примечание:

В исходную сточную воду с рН=2,5 добавляют 10%-ный р-р NaOH для повышения рН до 7,5

1)рОН=14-рН=6,5

рОН= -lg[ОН^-]

С(NaOH)=297,4г/м3

G(NaOH)= 0,037кг/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Отстаивание
Вход		Выход
Наименование потока	Кол-во, кг/час	Наименование  потока	Кол-во, кг/час
Сточная вода (12,5 м3/час) в т.ч.: В/в  Cr(III) Жиры  Сульфиды	1,5 0,0006 0,00525 0,000	Сточная вода (12,5м3/час) в т.ч.: В/в Cr(III) Жиры Сульфиды   Обводненный осадок(0,0104 м3/ч)(W=95%)в т.ч.: В/в (хром(III)+железо от гальванокоагуляции)	0,6(1) 0,0006 0,00525 0,000       0,9 11,94
Итого:	1,5	Итого:	1,5

Примечание:

В результате отстаивания  удаляется 60% в/в

1)в/в=1,5*0,4=0,6кг/ч

Остаточные концентрации:

В/в = 120*0,4=48мг/л

Cr(III)=0,05мг/л

Жиры = 0,42мг/л

Сульфиды=0,000

7. Фильрование
Вход		Выход
Наименование  потока	Кол-во, кг/час	Наименование  потока	Кол-во, кг/час
Сточная вода (12,5 м3/час) в т.ч.: В/в  Cr(III) Жиры  Сульфиды	0,9 0,0006 0,00525 0,000	Сточная вода (12,5м3/час) в т.ч.: В/в Cr(III) Жиры Сульфиды   Обводненный осадок(W=95%)(0,013 м3/ч)в т.ч.: В/в Жиры	0,135(1) 0,0006 0,0016 0,000         0,765 0,0037
Итого:	0,905	Итого:	0,905

 

 Примечание:

В результате фильтрования в фильтре с полиуретановой загрузкой удаляется 85% в/в и 70% жиров[9]

1)В/в=0,9*0,15=0,135кг/ч

2)Жиры=0,00525*0,3=0,0016 кг/ч

Остаточные концентрации:

В/в = 48*0,15=7,2 мг/л

Cr(III)=0,05 мг/л

Жиры = 0,42*0,3=0,126 мг/л

Сульфиды=0,000

 

 

8.Мытье полов  и оборудования
Вход		Выход
Наименование  потока	Кол-во, м3/сут	Наименование  потока	Кол-во, м3/сут
Вода	5	Вода	5
Итого:		Итого: