Система отработанной СОЖ

б) огневой окислительный методнегорючих отходов;

в) огневой восстановительный метод используется для уничтожения отходов без получения каких-либо побочных продуктов, пригодных для дальнейшего использования.

г) огневая регенирация предназначена для извлечения из отходов какого-либо производства реагентов, используемых в этом производстве или восстановления отработанных реагентов или материалов.

-Плазменный метод. Это  одно из перспективных направлений в области утилизации опасных отходов с применением низкотемпературной плазмы.

-Реагентный метод разложения отработанных эмульсий - наиболее часто используемый метод с предварительной очисткой от механических примесей является. Его основным достоинством является простота реализации технологического процесса, доступное оборудование и материалы.

Технологические системы утилизации СОЖ с применением реагентов-коагулянтов, флокулянтов, минеральных кислот и щелочей – действуют на ряде крупных предприятий.

-Сорбционный метод разрушения эмульсий - использует гидрофобизированные порошки (ГФП) на основе природных сорбентов (диатомита, опоки). Установлена возможность и эффективность их применения, как для разрушения отработанной эмульсии, так и для очистки водной и масляной фаз.

Утилизация базируется в основном на:

-Разделении масла и  воды;

-Сжигании масляной фазы;

-Очистке и отводе воды.

    Самыми распространёнными методами переработки отработанных технологических жидкостей являются химическое разложение, мембранная очистка и выпаривание.

Рассмотрим принципиальную схему утилизации эмульсий СОЖ с применением мембранных на рисунке 6.1. Полунепроницаемые мембраны пропускают воду и задерживают растворенные и эмульгированные частицы. Обратный осмос проводят при давленини от 1 до 8 МПа, ультрафильтрацию – при давлении от 0,2 до 1 МПа. Эффект очистки составляет около 99,5 %. Используются мембраны типа МГА (обратный осмос), УАМ - для ультрафильтрации (ацетилцеллюлозные).

 

Рисунок 6.1 Принципиальная схема установки очистки отработанной СОЖ ультрафильтрацией

 

1 - разделительная емкость; 2 – сборник масла; 3 - приемная  емкость; 4 – мембранный модуль; 5 - сборник фильтрата; 6 - магнитный  фильтр; 7 - напорный фильтр; 8 – насос

 Отработанная эмульсия  из емкости 1 насосом 8 через напорный фильтр 7 и магнитный фильтр 6 подается в мембранный модуль 4. Фильтрат (водная фаза) непрерывно отводится из установки в емкость 5, а масляный концентрат направляется в емкость 1. В конце процесса разделения с помощью вентилей перекрывается подача эмульсии в аппарат 4 и оставшийся концентрат перекачивается насосом 8 в разделительную емкость 3, оборудованную паровым регистром, где расслаивается на органическую и водную фазы. Органическая часть накапливается в сборнике 2, а вода сливается в емкость 1 и вместе с новой порцией отработанной эмульсии отправляется на разделение.

 Преимущества: малая металлоемкость, чистота выделенной масляной  фазы. Недостатки: малая тепловая, химическая  и механическая прочность мембран, чувствительность к загрязнениям, осадкообразование на мембране, небольшая производительность, проблема утилизации концентратов.

 Из термических методов  наибольшее распространение получили  огневое обезвреживание и упаривание.

Процесс огневого обезвреживания отработанных СОЖ заключается в следующем: отработанные СОЖ нагреваются паром до 90-95 °С, затем проходят фильтры грубой и тонкой очистки, снова нагреваются до 120-130 °С, после чего направляются на форсунки для сжигания в топке котла или печи. Производительность печи от 150 л/ч (на мазуте) до 400 л/ч (на газе) отработанной эмульсии.

 Упаривание отработанных  эмульсий возможно осуществлять  в выпарных аппаратах стандартной  конструкции, но процесс энергоемкий, возникают трудности в обеспечении  равномерного распределения эмульсии.

Исследования и испытания непрерывно проводятся для нахождения оптимальных способов очистки и утилизации отработанной СОЖ. Многочисленны исследования доктора технических наук Е. М. Булыжева, опубликованные в ряде технических журналов, например в  Инженерном журнале. – 2009. – № 3 опубликован «Детерминированно-вероятностный подход к разработке теории очистки СОЖ» [3] и д.р.  Предприятиями постоянно модернизируются уже испытанные установки для очистки СОЖ. Предлагаются технологичные решения по обеспечению более эффективных методов очистки. Примечательны публикации в еженедельном выпуске «Инновационные технологии в Беларуси: инвестиции, наука, техника», в частности статья «Более 140 очистных сооружений построят и реконструируют на белорусских водоемах за пятилетку».

Но особенно обоснованным и усовершенствованными являются установки очистки, предложены  лауреатом премии правительства РФ в области науки и техники доктором технических наук, доцентом Е.М. Булыжевым . Разработанная им монография посвящена созданию нового поколения экономически доступных кассетных патронных магнитных сепараторов для очистки         больших объемов водных технологических жидкостей.  Представлены концепция         разработки очистителей и новые подходы к их моделированию, методики расчета,         проектирования и оптимизации многорядных кассетных патронных магнитных сепараторов. Рассмотрены особенности эксплуатации разработанных очистителей, их  способность к адаптации при изменении исходных условий очистки (производительности, температуры, степени загрязнения и др.), и внутренней структуры, в частности, при выведении из рабочего состояния одной или нескольких ступеней очистки. Установлена особенность наследования дисперсности составов механических    примесей в процессе очистки жидкостей в магнитных полях. Результаты исследований, представленные в монографии, являются основой для разработки общего теоретического подхода к созданию нового поколения высоко эффективных систем очистки водных технологических жидкостей  в машиностроении и металлургии.  

 

 

7. Разработка комплексных мероприятий по обращению с отработанной СОЖ

Обычные методы очистки не всегда возможны  для различных типов СОЖ, применяемых например в металлообработке.  В  утилизируемых СОЖ на водной основе ПДК загрязнений определяется  местными природоохранными нормативами и актами.

Безводные СОЖ храниться могут, в течение нескольких лет, тогда как срок хранения некоторых концентратов для СОЖ на водной основе составляет максимум от 6 месяцев до 1 года. Температура для хранения концентратов СОЖ должна быть в пределах от  —5 до +40 °С.  Если же температура окружающей среды опускается до отрицательной, то перед использованием концентратов СОЖ их необходимо перемешать.

Емкости для хранения концентратов СОЖ предпочтительнее содержать в помещении. При хранении бочек с СОЖ на открытых площадках их нужно располагать горизонтально, чтобы избежать попадания влаги при малом дыхании. Емкости (бочки) для хранения концентратов СОЖ должны быть чистыми, герметичными и использоваться только для конкретного определенного типа СОЖ. Нельзя использовать оцинкованные бочки, так как это может вызвать образование цинковых мыл, отрицательно влияющих на качество СОЖ. Бочки и емкости для хранения концентратов должны постоянно проверяться на предмет наличия загрязнений и в случае необходимости подвергаться очистке. При хранении концентратов СОЖ в резервуарах рекомендуется производить ежегодный бактериологический анализ и при необходимости использовать соответствующие анти бактериологические добавки.

Необходимой мерой предосторожности при работе с СОЖ является выполнение требований СП № 3935-85;

-Рабочие, контактирующие  с СОЖ, должны обеспечиваться  спецодеждой, обувью и другой  специальной оснасткой;

- Для защиты кожи рук  от прямого воздействия СОЖ  необходимо использовать профилактические мази, кремы, пасты (гидрофильные пасты Хиот, Айро, крем пленкообразующий, силиконовый);

- После окончания работы, во время обеденного перерыва, окончания смены,  необходимо  вымыть руки с мылом, принять  душ с моющим средством, имеющим  нейтральный РН;

Подготовка системы подачи СОЖ :

Рекомендуется соблюдать периодичность очистки систем применения СОЖ, которая  составляет не реже 1 раза в месяц для воды и не реже 1 раза в 3 месяца для масляных СОЖ.

- слить аккуратно и  тщательно СОЖ, механически очистить емкости системы подачи СОЖ;

- в течение 2-5 часов тщательно  промыть систему при постоянной  циркуляции раствора моющего дезинфицирующего средства или моющего средства (например, 1-2% раствора кальцинированной соды) с добавлен него биоцидной присадки;

- слить моющий раствор  и тщательно промыть систему чистой водой.

Рассмотрим  технологическую схему процесса эффективной очистки СОЖ в системе для обеспечения оборотной жидкостью станка.Установка предназначена для очистки масленно-эмульсионных стоков (концентрация нефтепродуктов до 500 мг/л)

1. НАЗНАЧЕНИЕ УСТАНОВКИ

Установки предназначены для очистки (регенерации) эмульсионных стоков. Производительность предлагаемых установок 0,15, 0,3 и 0,6 м3/час.

2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  СХЕМА УСТАНОВКИ (Приложение 1)

Е0 -емкость-отстойник, Н0 - погружной насос, СФ - сетчатый фильтр предварительной очистки, Е1,Е2 - двухсекционная емкость, Н1 - центробежный насос, КМС – кассетный магнитный сепаратор.

Предлагаемая технология предполагает предварительное отстаивание грубодисперсных примесей и свободных масел и нефтепродуктов в двухсекционном емкости-отстойнике Е0.

Насосом Н0 из емкости Е0 ОМР перекачиваются через фильтр предварительной очистки СФ, задерживающий частицы диаметром более 60 мкм, в емкость исходного раствора Е1 ультрафильтрационной установки.

После заполнения емкости Е1 включается насос Н1 и под давлением до 0,4 МПа ОМР подаются в систему кассетного магнитного сепаратора КМС. После заполнения системы (контроль по выходу ОМР в емкость Е1) начинается рециркуляция ОМР по контуру "емкость Е1 - насос Н1- кассетный магнитный сепаратор КМС - емкость Е1".

Под действием рабочего давления исходный поток делится на две части:

-ультрафильтрат - поток, очищенный  от основной массы нефтепродуктов, взвешенных и коллоидных примесей, частично от СПАВ. Ультрафильтрат (очищенный исходный моющий раствор) возвращается в производство;

-концентрат - поток, насыщенный  нефтепродуктами, механическими загрязнениями, СПАВ, который возвращается в  емкость Е1 и по окончании процесса концентрирования (при достижении концентрации нефтепродуктов до 300 г/л, взвешенных до 100 г/л) утилизируется Заказчиком.

По окончании концентрирования или при снижении производительности кассетного магнитного сепаратора КМС по фильтрату на 25% ниже номинальной, она переводится в режим промывки. Приготовленный моющий раствор узла ультрафильтрации из емкости Е2 циркулирует в рабочем контуре: "емкость Е2 - насос Н1- кассетный магнитный сепаратор КМС - емкость Е2" до восстановления требуемой производительности. При этом фильтрат и концентрат возвращаются в емкость Е2. Время мойки - не более 2 часов. Отработанный моющий раствор из емкости Е2 может использоваться неоднократно, а при потере моющих свойств в зависимости от загрязненности утилизируется с концентратом или сливается в канализацию.

В процессе эксплуатации фильтра СФ происходит засорение фильтрующего элемента взвешенными частицами, имеющимися в ОМР, поэтому необходимо следить за показаниями соответствующих манометров. При перепаде давления на манометрах более 0,3 кгс/см2 фильтрующий элемент необходимо отрегенерировать (механически очистить) (ориентировочно 1 раз в квартал - пол года).

Рассмотрим общий вид установки, работающей на основе кассетных магнитных сепараторов (Приложение 2).

Загрязненная СОЖ с технологического оборудования подается по лотку 6 самотеком в емкость предварительной очистки 18, где осуществляется флотационная и седиментационная очистка СОЖ от «инородных» масел и механических примесей. Эффект флотации создается за счет части оборачивающейся СОЖ, насыщенной воздухом в эжекторе 4 и подаваемой в емкость окончательной очистки 19 через гаситель потока 12. Регулировка количества воздуха обеспечивается с помощью вентиля 3. Пузырьки воздуха, поднимаясь к поверхности жидкости, увлекают за собой легкие фракции загрязнений («инородные» масла и механические примеси), образуя на поверхности пеномасляный слой. Тяжелые фракции шлама (стружка и продукты износа инструмента) оседают на дно емкости и удаляются скребковым конвейером 10 в тару для шлама. Пена перемещается потоком жидкости в рабочую зону маслосъемного барабана 16, который приводится во вращение от привода 15, состоящего из волнового мотор-редуктора и цепной передачи. Пеномасляный слой захватывается поверхностью вращающегося барабана, с которой затем снимается ножом 17, и стекает в бак 1. По мере накопления масла в баке, оно откачивается электронасосом. Из емкости предварительной очистки СОЖ перетекает в емкость окончательной очистки 19 через переливной карман, расположенный за маслосъемным барабаном, при этом масляная пленка удерживается в зоне действия барабана специальной перегородкой. В емкости для окончательной очистки СОЖ проходит через кассетный магнитный сепаратор 2, где очищается от взвешенных ферромагнитных примесей. Рабочие движения магнитного сепаратора осуществляются с помощью гидроцилинтров, приводимых в движение от гидростанции 14.

Скребковый конвейер 10 состоит из привода 7 с мотор-редуктором 9, приводного вала, трех отклоняющих валов и цепей со скребками. Очищенная СОЖ отводится из установки по трубопроводу 13.

Было установлено, что скорость движения СОЖ в установке составляет 27 м/с. Степень очистки находится в пределах 0,83-0,96 %. Дисперсность механических примесей в очищенной воде оценена величиной 2,5 мкм.

8. Разработка мероприятий по снижению образования отработанной СОЖ

Под мероприятиями направленными на снижения образования отходов понимаются мероприятия проводимые с целью улучшения технологических процессов, модернизацию обработки, снижения затрат на утилизацию или переработку отходов.