Водоподготовка и очистка сточных вод

Современные методы водоочистки на предприятиях металлургического комплекса, создание бессточной системы водопользования.

Поворов А.А., к.т.н., Генеральный директор; Сенатов А.С., к.т.н., зам. коммерческого директора

 

В настоящее время на предприятиях металлургического комплекса существует целый ряд экологических проблем, связанных с подготовкой, очисткой и оборотом воды, которая является основным тепло-, энергоносителем и средой массопереноса физико-химических производственных процессов.

Современные стандарты качества выпускаемой продукции практически во всех отраслях требуют от производителя повышения экологичности производственного процесса, которая, в свою очередь, предполагает не только сокращение антропогенного воздействия на окружающую природную среду, но и сокращения потребления исходных природных ресурсов.

Основные назначение оборудования ЗАО «БМТ», которое может быть рекомендовано для объектов металлургии для подготовки и очистки технологической воды и специальных жидких сред, показано на рис.1.

 

 

ВОДПОДГОТОВИТЕЛЬНОЕ И ВОДООЧИСТНОЕ ОБРУДОВАНИЕ ЗАО «БМТ» для объектов металлургии

Подготовка охлаждающей для теплоэнергетических установок

Очистка промышленного стока, возврат очищенной воды в технологический процесс

Очистка специальных растворов -СОЖ; эмульсий, травильных растворов для возврата и повторного использования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 1. Основное назначение оборудование ЗАО «БМТ», рекомендованное для объектов металлургического комплекса.

 

I. Подготовка охлаждающей воды для теплоэнергетических установок.

 

Обессоленная вода используется в ряде технологических процессов для охлаждения теплоэнергетических установок.

Для каждого из технологических процессов требуется уровень обессоливания воды, который регламентируется соответствующими нормативными документами: РД 24.031.120-91; ГОСТ 20995-75, правилами технической эксплуатации (ПТЭ) и техническими условиями (ТУ), разрабатываемыми изготовителями того или иного типа теплоэнергетического оборудования.

Руководствуясь этими документами, а так же составом источника подачи исходной воды (артезианская скважина или поверхностный водный объект), осуществляется разработку технологии и подбор того или иного водоподготовительного оборудования индивидуально под требуемые нормативы заказчика.

В водоподготовке используются мембраны с различными видами пористых структур.

Стадии микро- и ультрафильтрации обеспечивают высококачественную предварительную подготовку воды и позволяют удалить примеси с молекулярной массой, опасной для работы обратного осмоса. Процесс обессоливания производится на стадии обратного осмоса. Вода, прошедшая первую ступень обратного осмоса, характеризуется удельной электропроводностью не более 20 мкСм/см и жёсткостью не более 0,3 мг-экв/л.

ЗАО «БМТ» осуществило разработку и промышленную апробацию технологии модифицированного ионного обмена, которая позволяет достичь самых жёстких требований для использования воды непосредственно в парогазовых установках (турбины, котлы-утилизаторы и т.п), удельная электропроводность для которых не должна превышать 0,1 мкСм/см, и жёсткость не более 0,001 мг-экв/л. Испытания на ряде объектов теплоэнерегетики позволили сделать вывод о работоспособности технологии и возможности её промышленного внедрения. На рис. 2 показана принципиальная блок – схема водоподготовительной установки с узлом модифицированного ионного обмена на финишной стадии.

 

Установка половолоконной ультрафильтрации. Глубокая предочистка. 0,01 мкм

Установка обратного осмоса . Удельная электропроводность не более 20 мкмСм/см.

Подпитка теплосетей

Установка глубокого дообессоливания на базе системы модифицированного ионного обмена. Удельная электропроводность не более 0,1 мкмСм/см. .

Подпитка паросилового цикла и газовых турбин

Рис. 2. «Принципиальная блок-схема потоков водоподготовительной установки с использованием модифицированного ионного обмена»

Промывная вода на узел обработки либо в «голову» процесса

Солевой концентрат на сброс или выпаривание

Исходная вода из реки или скважины

Порционный сброс элюата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данная технология имеет ряд существенные преимуществ перед классическими технологиями обессоливания на базе традиционных методов ионного обмена :

1. Новая технология глубокого обессоливания позволяет отказаться от использования фильтров смешанного действия и установок электродеионизации для получения воды с удельным электрическим сопротивлением 10 МОм´см (при 20 ^оС). Данная технология идеально подходит для обессоливания и подготовки возвратного конденсата.

2. Эксплуатационные затраты на получение 1 м³ глубоко обессоленной воды на стадии дополнительного глубокого обессоливания уменьшаются до 3 раз.

3. Капитальные затраты на получение 1 м³ глубоко обессоленной воды на стадии дополнительного глубокого обессоливания при применении нового метода уменьшаются в 1,7 – 2,2 раза.

 

 

 

 

2. Очистка промышленного стока и возврат воды в технологический процесс.

 

Технологические сточные воды металлургических предприятий характеризуются повышенными концентрациями тяжёлых металлов и минеральных солей.

Традиционные способы очистки на базе только реагентной обработки неэффективны, характеризуются большими количествами используемых реагентов, и не снижают общую минерализацию воды.

Предлагаемые технологии ЗАО «БМТ» позволяют очистить стоки от обозначенных примесей и вернуть в технологический процесс до 95 % сточных вод в виде обессоленной воды.

 

Исходный промсток

Физико-химическая очистка: - Реагентная обработка - осветление и фильтрация. - обезвоживание шламов

Рис. 3. «Принципиальная схема очистки промстока»

Шламы на захоронение

Промывная вода в «голову» процесса очистки

Солевой шлам на захоронение

Обессоливание и концентрирование на установке обратного осмоса первой и второй ступени

Вакуумная испарительная установка

Высокоминерализованный концентрат на выпаривание

Обессоленная вода на повторное использование

Конденсат после выпаривания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суть технологии заключается в предварительной реагентной обработке с целью умягчения и одновременного удаления солей тяжёлых металлов. Последующая фильтрация позволяет удалить остаточные количества взвешенных частиц. Подобная предварительная подготовка воды позволяет должным образом подготовить воду перед двухступенчатой по концентрату мембранной системой обессоливания - концентрирования. Двухступенчатая система мембранного концентрирования позволяет максимально уменьшить объём высокоминерализованного концентрата (в среднем, в 10 ¸ 18 раз), подаваемого на испарительную установку.

Испарительная установка позволяет получить твёрдые отходы в виде солей с влажностью около 70 %. ЗАО «БМТ» предлагает современное высокотехнологичное оборудование, обеспечивающее высокую степень энергосбережения (до 70 %) блягодаря применению вакуумных технологий выпаривания. Все оборудование изготавливается из коррозионно-стойких в данной среде материалов и оснащено необходимыми приборами КИП и А. Таким образом, согласно данной обеспечивают возврат практически всего объёма исходной воды, при этом потери составляют не более 5 %, что компенсируется подпиткой.

3. Очистка специальных технологических растворов : СОЖ; эмульсий, травильных растворов кислот для возврата и повторного использования.

 

Отдельным направлением выпускаемого оборудования, являются установки, которые позволяют очистить и регенерировать специальные технологические водные растворы. используемые в металлургических процессах.

- СОЖи, используемые при механообработке, являются очень стабильными эмульсиями, для разрушения которых может эффективно использоваться только ультрафильтрационная мембрана. В настоящее время ЗАО «БМТ» внедрило такие установки производительностью от 1 до 10 м³/час по очистке и разделению СОЖ на базе керамических ультрафильтрационных мембран. В ходе очистки образуется концентрат – свободные нефтепродукты, направляемые на сжигание – и концентрат, который может использоваться повторно. По такой же технологии возможно проведение регенераций щелочным моющих и обезжиривающих растворов, исключая при этом какой либо их сброс и полностью возвращая на использование.

- регенерация кислот: серной, соляной и плавиковой – уникальные разработки ЗАО «БМТ», которые позволяют извлечь из травильных растворов примеси вытравленных металлов, после чего становиться возможным повторное использование растворов. Технология регенерации основана на комбинированном применении электрохимических и мембранных методов массопереноса.

 

Необходимо отметить, что все вышеперечисленные технологи и решения ЗАО «БМТ» не являются экспериментальными. На целом ряде производственных объектов в России и странах Ближнего зарубежья данное оборудование внедрено и успешно эксплуатируется.

ЗАО «БМТ» готово предложить предприятиям металлургического комплекса технологические решения, позволяющие осуществить реконструкцию существующих систем химводоподготовки, спроектировать и изготовить новое водоподготовительное оборудование, а так же сооружения по утилизации и очистке сточных вод, осуществить монтаж, пусконаладочные работы. что позволит сократить объёмы сбросов, соответственно, сократить объёмы потребления свежей воды и, таким образом, повысить экологическую безопасность объектов.

Основным принципом работы ЗАО «БМТ» является индивидуальный подход к каждому конкретному заказчику и разработка оборудования с учётом специфики его требований.