168772 (Екологічна оцінка стану довкілля Коростишивського району та розробка заходів з його поліпшення), страница 10

Значно зменшити забрудненість води, що скидається підприємством, можна шляхом виділення із стічних вод цінних домішок, складність рішення цих задач на підприємствах хімічної промисловості полягає в різноманітті технологічних процесів і одержуваних продуктів. Слід зазначити також, що основна кількість води в галузі витрачається на охолоджування. Перехід від водяного охолоджування до повітря дозволить скоротити на 70-90 % витрати води в різних галузях промисловості. В зв'язку з цим вкрайважливими є розробка і впровадження новітнього устаткування, що використовує мінімальну кількість води для охолоджування.

Істотний вплив на підвищення водообігу може надати впровадження високоефективних методів очищення стічних вод, зокрема фізико-хімічних, яких одним з найбільш ефективних є застосування реагентів. Використання реагентного методу очищення виробничих стічних вод не залежить від токсичності присутніх домішок, що в порівнянні із способом біохімічного очищення має істотне значення. Ширше впровадження цього методу як в поєднанні з біохімічним очищенням, так і окремо, може певною мірою вирішити ряд завдань, пов'язаних з очищенням виробничих стічних вод.

У найближчій перспективі намічається впровадження іонообмінного та мембранних методів для очищення стічних вод.

На реалізацію комплексу заходів по охороні водних ресурсів від забруднення і виснаження у всіх розвинених країнах виділяються асигнування, що досягають 2-4 % національного доходу орієнтовно. Велика частина витрат - витрати на охорону водоймищ. Витрати, пов'язані з отриманням коагулянтів і флокулянтів|, частково можуть бути пониженіза рахунок ширшого використання для цих цілей відходів виробництва різних галузей промисловості, а також опадів, що утворюються при очищенні стічних вод, особливо надмірного активного мула, який можна використовувати як флокулянт|, точніше біофлокулянту.

Таким чином, охорона і раціональне використання водних ресурсів - це одна з ланок комплексної світової проблеми охорони природи.

Водойми Коростишівського району, що контролювались у 2003 році на гідробіологічні показники, як і у попередньому році, не відповідали фоновому стану. Більше двох третин контрольованих водних об’єктів знаходилися у стані антропогенної екологічної напруги, на решті — спостерігалася екологічна напруга з елементами регресу.

Приорітети

• Поліпшення якості джерел водопостачання.

• Оновлення водопровідно-каналізаційної мережі.

• Вдосконалення контролю якості питної води.

• Профілактика захворюваності на гепатит А і кишкові інфекції.

Гармонізація нормативної і методичної документації згідно світових стандартів.

Можна виділити 2 основних системи водозабезпечення промислових підприємств: прямоточна і послідовна система. При прямоточній системі (рис.3.3) вся збирана з водоймища вода Q_дж після участі в технологічному процесі (у вигляді відпрацьованої - Q_зб повертається у водоймище, за винятком того кількості води, яка безповоротно витрачається у виробництві (Q_пот). Кількість стічних вод, що відводяться у водоймище, складає :

Q_збр = Q_дж - Q_пот.

Q_пот

- вода чиста не нагріта

- стічна вода нагріта

Рис. 3.3 Прямоточна система водозабезпечення

Слід зазначити, що стічні води залежно від виду забруднень і інших умов перед скидань у водоймище можуть проходити через очисні споруди. В цьому випадку кількість стічних вод, що скидаються у водоймище, зменшується, оскільки частина води відводиться з шламом (Q_шл). По схемі водозабезпечення з послідовним використанням води (рис.3.4.), яке може бути двох - триразовим, кількість стічних вод, що скидаються, зменшується відповідно до втрат на всіх виробництвах і на очисних спорудах:

Q_сбр = Q_дж - ( Q_пот1 + Q_пот2 + Q_пот3 )

Q_пот1 Q_пот2

ПП - 1 ПП - 2

ОС Q_шл

Q_дж Q_сбр

- стічна вода не нагріта і забруднена

- стічна вода очищена

Рис.3.4 Послідовна система водозабезпечення

Повторне використання стічних вод після відповідного їх очищення набуло в даний час широкого поширення. У ряді галузей промисловості 90-95 % стічних вод використовується в системах оборотного водопостачання і лише 5-10 % - скидаються у водоймище.

Q_пот Q_пот Q_пот

П П ПП ПП

ОС Q_шл

Q_зв Q_зв Q_зв

ОП Q_ун ОС Q_шл ОП

Q_дж Q_сбр Q_дж Q_сбр Q_дж Q_сбр

- вода чиста не нагріта

- стічна вода нагріта

- стічна вода не нагріта и забруднена

- стічна вода очищена

- стічна вода забруднена

- зворотня вода

ОП – охолоджувальний пристрій

Q_зв - зворотня вода

Q_ун - вода, що втрачається при випаровуванні і віднесена з охолоджувального пристрою

Рис. 3.5 Зворотнє водопостачання

Якщо в системі оборотного водопостачання промислового підприємства вода є теплоносієм і процесі використання лише нагрівається, то перед повторним застосуванням її заздалегідь охолоджують в ставку, бризкаючому басейні, градирне; якщо вода служить середовищем, що поглинає і транспортує механічні і розчинені домішки і в процесі виробництва забруднюється ними, то перед повторним застосуванням вода проходить очищення на очисних спорудах (рис. 3.5.); при комплексному використанні стічної води перед повторним застосуванням стічні води піддаються очищенню і охолоджуванню (рис.3.6).

При таких системах оборотного водопостачання для компенсації безповоротних втрат води у виробництві, на охолоджувальних установках (випаровування з поверхні, віднесення вітром, розбризкування), на очисних спорудах, а також втрат води, що скидається в каналізацію, здійснюється підживлення з водоймищ і інших джерел водопостачання. Кількість підпиточної води визначається по формулі

Q_дж = Q_пот + Q_ун + Q_шл + Q_сбр

Підживлення систем оборотного водопостачання може здійснюватися постійно і періодично. Загальна кількість води, що додається, складає 5-10% загальної кількості води, циркулюючої в системі.

Хімічні методи очищення стічних вод гальванічних відділень засновані на застосуванні хімічних реакцій, в результаті яких забруднення, що містяться в стічних водах, перетворюються на з'єднання, безпечні для споживача, або легко виділяються у вигляді опадів.

Серед відомих методів хімічної нейтралізації стічних вод, що містять ціаністі з'єднання, технічне застосування знайшли лише небагато.

Найстаріший метод заснований на виділенні іонів CN^- у вигляді важко розчинених комплексної солі, що утворюється в основному середовищі у присутності іонів Fe²⁺.

Залежно від умов в яких протікають ці реакції, виникає осад берлінської блакиті Fe₄Fe(CN)₆₃ або турнбулевої сині Fe₃ Fe(CN)₃₂. Якісне видалення іонів із стічних вод за допомогою цього методу можливо лише у разі дуже точної витримки всіх встановлених умов реакції і особливо pH, реакційного середовища.

Вживаний метод видалення ціаністих з'єднань із стічних вод базується на їх окисленні хлором (або гіпохлоритом) в основному середовищі. Найчастіше тут застосовують гіпохлорит натрію, хлорне вапно і газоподібний хлор. З'єднання ці в основному середовищі гідролізуються з отриманням іонів ClO^-, які з ціанідами реагують відповідно до реакції:

CN^- + HOCl = CNCl + OH^-; (a)

CNCl + 2OH^- = CNO^- + Сl^- + H₂O. (б)

Реакція окислення ціанідів до ціанатів протікає в 2 стадії, спочатку утворюється хлорціан, який потім гідролізується до хлорціанатів.

Оскільки хлорціан є сильно отруйливим газом, то в реакційному середовищі необхідно мати такі умови, щоб швидкість реакції (б) була б більше швидкості реакції (а). Такі умови спостерігаються у тому випадку, коли концентрація ціанідів в стічних водах менше 1 г/л, t стічних вод 8,5. З досліджень швидкості гідролізу хлорціану виходить, що вона значно залежить від реакції середовища:

рН реакція середовища 8 9 10 11 12

Прод. гідрол.СNCl, ч 20 12 4 1 0,25

Встановлено, що витрата гіпохлориду при окисленні ціанідів до ціанатів також залежить від рН реакційного середовища. При рН рівному 8,5, його витрачається на 35-80% більше, ніж це витікає з розрахунків, а при рН = 11 - на 10% більше. Це пов'язано з витратою гіпохлоріту на подальше окислення частини ціанідів до двоокису вуглецю і азоту:

2CNO^- + OCl^- + H₂O = 2OH^- + Cl^- + 2CO₂ + N₂

На кінетику цієї реакції помітний вплив робить концентрація окислювача (гіпохлоріт) і рН реакційного середовища. При рН>10 швидкість її така мала, що після 24 год тільки незначна частина ціанатів піддається подальшому окисленню. У цих умовах значне прискорення реакції досягається тільки при багатократному підвищенні змісті гіпохлороту, що на практиці неможливо, оскільки висока концентрація активного хлору в стічних водах недопустима і вимагає заходів по його видаленню.

При зниженні рН до 7,5-8,5 при невеликому надлишку гіпохлороту (10%) реакція окислення ціанідів закінчується протягом 10-15 хвилин.

Теоретична витрата окислювача, виражена масою активного хлору, що йде на окислення 1 г іонів CN-, утворюваних при дисоціації простих ціанідів до ціанатів, досягає 2,84 г, а при окисленні до СО₂ і N₂ - 6,2 р. Оскільки в ціаністих стічних водах містяться також комплексні ціаніди різних металів, то для окислення 1 г СN застосовують наступну кількість хлору: