WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Однако, несмотря на успехи, достигнутые с помощью современных, высокоэффективных методов очистки сточных вод красильно-отделочных производств, наиболее распространенным способом обезвреживания красильно-отделочных сточных вод остается биохимический. Он требует меньших капитальных затрат на 1 м3/сут создаваемых очистных сооружений и обеспечивает более высокую степень очистки. Сравнительный анализ различных способов показывает следующее:

1) физико-химическая обработка сточных вод от отделочных производств нецелесообразна из-за большого количества образующихся осадков;

2) применение методов сорбции и каталитического окисления требует больших капитальных и эксплуатационных затрат;

3) наиболее эффективна при условии предварительного извлечения из сточных вод веществ, ингибирующих биохимические процессы (сульфидов и ионов тяжелых металлов), непосредственная обработка стоков активным илом с последующей коагуляцией взвешенных веществ и отстаиванием, а также доочисткой (для обесцвечивания) на активных углях или озоном.

Поэтому рекомендуется объединять все промышленные стоки, прошедшие предварительную очистку на локальных сооружениях, в одну сеть с хозяйственно-бытовыми стоками, совместно очищать их на общезаводских биохимических сооружениях или сбрасывать на городские очистные сооружения.

Проведен анализ технологической схемы очистки сточных вод, используемой на многих предприятиях красильно-отделочного производства.

Проведено обоснование выбора параметров контроля и регулирования.

Технологическая схема очистки сточных вод красильно-отделочного производства (рис. 1) включает усреднение и биологическую очистку в аэротенке, что позволяет уже в стадии усреднения снимать до 50% загрязнений органического характера.

Рис. 1 Технологическая схема очистки сточных вод красильноотделочного производства.

Из усреднителя с помощью эрлифта около 70% усредненного стока подается в голову аэротенка, проходит биологическую очистку, вторичный отстойник и далее поступает в камеру смешивания. Оставшиеся 30% усредненных стоков поступают в камеру реакции, где смешиваются с коагулянтами и флокулянтами (FeSO4 и ПАА), проходят отстойную зону и через переливную кромку поступают в камеру смешения, откуда вместе с биологически очищенными стоками откачиваются на вертикальные отстойники для дополнительного осветления.

Очистные сооружения красильно-отделочного производства зачастую работают неэффективно, так как отсутствуют какие-либо средства непрерывного контроля и оперативного управления работой очистных сооружений. Необходимый контроль проводится периодически в лабораторных условиях, что не позволяет оперативно реагировать на изменяющийся состав сточных под после процессов крашения. Вследствие этого происходит отклонение качества очистки сточных вод от нормативных показателей и перерасход используемых реагентов, что в свою очередь негативно отражается на экологической безопасности производства Отсутствие достоверной измерительной информации поступающей в режиме реального времени с автоматических аналитических приборов не позволяет оперативно принимать решения по управлению процессами, снижению, либо повышению дозирования реагентов и т.д.

Для оперативного управления процессами очистки сточных вод необходимо во всех емкостях контролировать уровень технологических жидкостей.

При приготовлении 0,15 % раствора полифлокулянта необходимо предусмотреть контроль концентрации приготовляемого ПАА, чтобы предотвратить попадания раствора меньшей, либо большей концентрации, обеспечив при этом экономию реагента.

Кроме того необходимо контролировать температуру горячей воды, подаваемой в растворную емкость при приготовлении полифлокулянта, так как при температуре выше 70 С начинается разрушение высокомолекулярного полиакриламида и потеря его флокуляционной активности, а при температуре менее 60 С не произойдет его однородное растворение. Необходимо поддерживать и регулировать расход приготовленного 0,15 % раствора полифлокулянта строго на определенном уровне, который соответствует наилучшим условиям коагуляции, определяемым экспериментально при работе очистных сооружений.

Внедрение автоматизированных средств контроля и управления позволит обеспечить стабилизацию переменных состояния процессов очистки и стабильное качество очищенной воды.

Однако автоматизация контроля и управления работой очистных сооружений с действующей технологической схемой очистки не позволит в полной мере добиться повышения экологической безопасности, так как существующая технологическая схема очистки устарела и не соответствует требованиям, предъявляемым для организации системы оборотного водоснабжения красильно-отделочного производства, а значит, не будет соответствовать ресурсосбережению и повышению экологической безопасности красильно-отделочного производства.

В третьей главе производится анализ возможности применения метода гальванокоагуляции для очистки сточных вод красильно-отделочных производств. Рассмотрена сущность метода гальванокоагуляции, особенности процесса и основные процессы, протекающие в гальванокоагуляторе.

В ходе проведенного выше анализа современных методов очистки сточных вод красильно-отделочного производства, было выявлено, что наиболее распространенным способом обезвреживания красильно-отделочных сточных вод является биохимический, так как требует меньших капитальных затрат на 1 м3/сут создаваемых очистных сооружений и обеспечивает более высокую степень очистки. Однако содержащиеся в сточных водах красильноотделочных производств красители, сульфиды, ионы тяжелых металлов и другие вещества, ингибирующие биохимические процессы снижают эффективность биологической очистки. Поэтому, проанализировав недостатки технологической схемы очистки сточных вод, применяемой на многих красильно-отделочных производствах, предлагается альтернативная технология очистки, основной ступенью которой является метод гальванокоагуляции.

Предлагается предварительно проводить очистку сточных вод методом гальванокоагуляции с целью предварительного извлечения веществ, ингибирующих биохимические процессы, а последующую обработку стоков проводить биологическими методами с непосредственной обработкой стоков активным илом с последующим отстаиванием.

Гальванокоагуляционный метод очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых и цветных металлов, цианидов, органических и металлосодержащих красителей, поверхностно-активных и моющих веществ, других органических веществ за счет высоких технологических, экономических, природоохранных и эксплуатационных показателей завоевал в последнее время достаточную популярность.

Метод основан на электрохимической обработке сточных вод в электрическом поле и под действием электрического тока, возникающем при переменном контакте гальванопары, состоящей из электродов, имеющих различные стандартные потенциалы (Е0н) в водных растворах.

Доминирующим в отечественных типовых проектах является биологический метод очистки объединенных стоков всех технологических процессов красильно-отделочного производства. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество бактерий. Контактируя с органическими веществами, микроорганизмы частично разрушают их, превращая в воду, диоксид углерода, нитрат - и сульфат ионы и др. Эффективность процессов биологической очистки зависит от многих факторов – температуры сточных вод, применяемых в основной технологии ПАВ, химического состава реагентов, и т.п.

Реагентные методы, применяемые для очистки подобных сточных вод от красителей, с одновременной нейтрализацией рН, в настоящее время уступают по экологической и экономической целесообразности электрохимическим методам.

Поскольку наиболее неблагоприятное влияние на уровень биологической очистки оказывают красители, предлагается выделять сточные воды после процессов крашения в самостоятельную линию.

По предлагаемой схеме очистки (рис. 2) усредннные и освобожднные от некоторого количества загрязнителей сточные воды подвергаются гальванообработке в поле гальванопары железо-кокс (Fe-C) в аппаратах гальванокоагуляторах. Сущность работы гальванокоагулятора заключается в том, что при контакте в растворе двух элементов, имеющих заметное различие в величинах электродных потенциалов, образуется гальваническая пара (например Fe-C). При этом менее электроположительный элемент (железо) растворяется и переходит в раствор в виде двухвалентных ионов Fe2+.

Последующее их окисление до Fe3+ сопровождается различными химическими превращениями в процессе протекания окислительно-восстановительных реакций. Окисление ионов двухвалентного железа происходит за счт взаимодействия их с кислородом воздуха с образованием труднорастворимых оксидов. Образующиеся при этом кристаллические структуры химических соединений одновременно являются коагулянтами и сорбентами многих неорганических и органических веществ, находящихся в сточных водах. В итоге происходит осаждение из растворов разнообразных загрязнителей.

Дополнительная подача воздуха в аппарат позволяет проводить деструктивное разложение некоторых органических соединений, в частности красителей.

Вследствие окисления железа и образования при этом малорастворимых химических соединений в обрабатываемых водах появляются дополнительные примеси – взвешенные вещества, поэтому вытекающую из аппарата воду необходимо отстаивать. Выделяющийся осадок, в котором содержатся труднорастворимые соединения железа и другие примеси, необходимо периодически удалять.

Преимущество гальванокоагуляционного способа очистки сточных вод перед существующим методом физико-химической очистки с использованием в качестве коагулянтов FeSO4 и ПАА состоит в том, что без введения химических реагентов и без использования внешних источников электроэнергии в рабочей зоне протекают электрохимические процессы, приводящие к удалению из сточных вод различных видов загрязнителей. Гальванокоагуляционный способ основан на эффекте работы короткозамкнутого гальванического элемента (железный скрап и кокс), помещнного в раствор.

Рис. 2 Блок-схема предлагаемой технологической схемы очистки.

Четвертая глава посвящена разработке математической модели регулирования концентрации красителя в красильной ванне.

Установлено, что результат ведения процесса крашения определяют следующие технологические параметры: концентрация химических веществ в рабочих и питающих растворах, уровни рабочих растворов и воды соответственно в плюсовочной ванне и промывных коробах; температуры среды (рабочих растворов в ваннах, воды в промывочных коробках, пара в запарных камерах), скорость перемещения материала через машины и агрегаты поточной линии; время обработки и другие параметры.

Рассмотрим красильные ванны, в которые поступает ткань, пропитанная водой или растворами из ванн, предыдущих по ходу обработки. В ванну поступает ткань с влажностью m1. В ванне ткань пропитывается рабочим раствором и через выходные валы уходит с влажностью m2. Ванна не переполняется, при этом m2 > m1.

G и – масса 1 погонного метра ткани (г/м) и скорость ее движения (м/мин) соответственно.

Так как уходящая ткань забирает краситель, то для стабилизации концентрации рабочего раствора Ср (г/л) в ванну подается подкрепляющий раствор Qп (л/мин) с концентрацией Сп (г/л) для поддержания баланса жидкости.

Нагрев осуществляется глухим паром, который не оказывает влияния на концентрацию и уровень красильного раствора. Изменение объема раствора в о красильной ванне при изменение температуры в рабочих пределах t = 40–60 С составляет 0,9 %, что пренебрежимо мало. Поэтому температурные режимы не учитываются.

В ванне поддерживается постоянный уровень раствора Но.

Баланс вещества в ванне в установившемся режиме складывается из притока питающего раствора М = QпСп (г/мин), уноса вещества пропитываемой тканью в количестве N = СрGm2/п и дополнительного расхода К.

Тогда баланс вещества в ванне выглядит следующим образом:

Qп Сп = GCр m2 / п + К, (1) где Qп и Сп – количество (л/мин) и концентрация (г/л) подкрепляющего раствора соответственно;

G – масса 1 погонного метра ткани (г/м);

– скорость движения ткани (м/мин);

Ср – концентрация рабочего раствора (г/л);

m2 – влажность ткани после пропитки (на выходе из ванны);

п – плотность рабочего раствора, г/л;

К – параметр, характеризующий дополнительный расход.

Для кисловочной ванны К = Gm1 / в расходуется на нейтрализацию щелочи, вносимой входящей тканью ( – количество кислоты (г), расходуемое на нейтрализацию щелочи, содержащейся в 1 л жидкости, вносимой тканью; в – плотность воды).

В щелочной ванне К = СрGS / m1 Ср.н (S – коэффициент сорбции рабочего раствора тканью, % от массы сухой ткани; Ср.н – концентрация рабочего вещества, при котором определяется сорбция вещества тканью, г/л).

Рассчитаем параметры пропиточной щелочной ванны при следующих условиях:

V = 800 л; m1 = 1,0 (или 100%); Qп = 1,12 л/мин = 55 м/мин; m2 = 1,3 (или 130%); Ср.н = 20 г/л.

G = 152 г/м; S = 1,5 % Сп = 200 г/л;

Для щелочной ванны GvСрm2 CрGvS N.

М = QпСп,, 100Cр.н где М – приток питающего раствора, N – унос вещества пропитываемой тканью при крашении.

Запишем уравнение скорости изменения концентрации красителя, которое равно разности притока и уноса красителя:

C C m2 S р С р QпС Gv М N ;

п р t C t р.н.

m2 S QпС Gv п С С V V C р.н.

Решая однородное уравнение находим:

С AС B 0 С AС ;

С0 De At 0, D R В В В С А В, тогда, нч А А А В С De At н А коэффициент De At со временем стремится к нулю.

На основе представленной выше математической модели на языке программирования Delphi была написана программа для расчета и представления информации в графическом виде.

После запуска программы (рис. 3) можно увидеть, что при начальных исходных данных (V=800 л, =55 м/мин, G=152 г/м, Qп=1,12 л/мин, Сп=200 г/л, m2=1,3 (130%), S=1,5 %, Ср.н=20 г/л) система стабилизируется и приходит в равновесие через 220 минут после начала процесса крашения. Стабилизация, то есть равновесие между притоком красителя в систему и его уноса с окрашенной тканью наступает через 220 минут при концентрации 775 г/л.

Рис. 3 Состояние системы при следующих исходных данных (V=литров, v=55 м/мин, Сп=200 г/литр, Qп=1,12 л/мин).

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»