На большинстве промышленных предприятий существующие очистные сооружения работают по устаревшей технологии с использованием морально и физически изношенного оборудования. Как правило, такие очистные сооружения не в состоянии обеспечить выполнение современных требований к качеству сбрасываемых сточных вод.
Постоянно ужесточающиеся требования к качеству очистки сточных вод вызывают рост капитальных и эксплуатационных затрат предприятия на их обработку и отведение.
На сегодняшний день в мире разработаны и применяются современные технологии и оборудование, способные эффективно очищать промышленные стоки до требуемых нормативов (рис. 1).
Современный подход к обработке промышленных сточных вод все ориентирован на повторное использование очищенной воды как возобновляемого ресурса.
Очищенная сточная вода может быть использована:
• в качестве первичной мойки сырья и гидротранспорта сырья;
• в качестве технической воды для мойки полов, территорий, автотранспорта и т.д.;
• для подпитки водооборотных циклов предприятий и обеспечения пожарных нужд;
• для технологических процессов в производстве продукции.
Рис. 1. Устаревшее оборудование очистных сооружений
В настоящее время разработаны комбинации современных мембранных методов со стандартными методами очистки, позволяющие реализовать по вторное использование очищенной сточной воды.
Для выбора наиболее оптимальных технологических и проектных решений очистки сточных вод с возможностью повторного использования очищенной воды компанией НПК «Медиана-Фильтр» был осуществлен ряд опытно-промышленных испытаний на пилотных установках. В качестве примера на ОАО «ГАЗПРОМНЕФТЬМНПЗ» были проведены опытно-промышленные испытания современной технологии очистки сточных вод на базе мембранного биореактора с доочисткой на установке обратного осмоса. Результаты пилотных испытаний легли в основу проектных решений, по которым в настоящее время осуществляется строительство уникальных биологических очистных сооружений «БИОСФЕРА».
Рис. 2. Пилотные установки в работе
На рис. 2 приведены фотографии различных пилотных установок производства НПК «Медиана Фильтр», используемых для моделирования очистки производственных сточных вод в непрерывном режиме работы проводились непосредственно на предприятиях.
Оп ытно-промышленные испытания очистки сточных вод с возможностью повторного использования очищенной воды проводились на предприятиях ОАО «Нижнекамскнефтехим», ОАО «Омский каучук», ОАО «НАК Азот» и др.
Следующим шагом усовершенствования очистки промышленных сточных вод является проработка технологии замкнутых циклов водопользования, что позволит вернуть на повторное использование до 98% сточной воды предприятия. Одним из примеров создания замкнутых систем водопользования является бессточная технология.
В процессе переработки сточных вод образуются различные виды отходов, такие как мусор, песок, всевозможные осадки, избыточный активный ил, солевые концентраты и т.д. Укрупненно отходы очистных сооружений можно разделить на две основные категории: твердые и жидкие отходы. По твердым отходам, таким как мусор, песок, обезвоженные осадки, обезвоженный избыточный активный ил существуют доступные способы утилизации на свалках и промышленных полигонах в зависимости от класса опасности. Твердые отходы позволяют без особой сложности их транспортировать обычным грузовым транспортом. В некоторых случаях для утилизации твердых отходов применяют сжигание.
Жидкие отходы, которые по ряду причин невозможно перевести в твердое состояние, вызывают трудности с утилизацией. Исключение составляют горючие жидкие отходы, например уловленные нефтепродукты, которые могут быть утилизированы сжиганием в котлах-утилизаторах или направлены на повторную переработку. Жидкие отходы, содержащие высокие концентрации трудно окисляемых органических веществ, могут быть утилизированы путем термического или каталитического разложения до простых соединений, углекислого газа и воды. Наиболее сложными для утилизации являются жидкие отходы, представляющие собой концентраты неорганических солей, например, сточные воды после водоподготовки или блоков доочистки сточных вод (обратного осмоса, электродиализа или ионного обмена).
Рис. 3. Концентратор и кристаллизатор технологии ZLD
Для реализации бессточной системы очистки сточных вод применяют технологию ZLD – zero liquid discharge, что в переводе на русский язык означает «нулевой жидкий сброс». В качестве наиболее оптимального решения рекомендуется использование термических методов обработки жидкого отхода до чистой воды (дистиллята) и твердого отхода. Чистая вода может быть повторно использована для нужд предприятия, а твердый отход захоронен на специальном промполигоне.
Рис. 4. Отходы бессточной технологии
Общая схема бессточной технологии ZLD представлена на рис. 3. В качестве технологии термической обработки жидкого отхода рекомендуется использование передовых технологии ZLD, работающих на принципе концентрации и кристаллизации солевого раствора. Концентратор солевого раствора (RCC Brine Concentrator) включает в себя оборудование с пленочным тонкослойным выпариванием, работающим по оригинальной фирменной технологии (RCC proprietary). Данная технология позволяет увеличить рабочий цикл между очистками оборудования и соответственно сократить время простоя.
Результатом работы технологии ZLD являются чистая вода, возвращаемая на предприятие, и твердый отход.
Образующиеся твердые отходы, как правило, не выше 3-го класса опасности, требуют захоронения на специальных полигонах промотходов.
Среди преимуществ бессточной технологии на примере ZLD можно отметить:
– полное отсутствие сброса очищенных стоков;
– отсутствие платежей за сброс;
– возврат на повторное использование более 98 % исходной сточной воды.
В качестве недостатков можно отметить:
– высокие капитальные и эксплуатационные затраты;
– необходимость захоронения твердых отходов.
Мировая тенденция развития технологий очистки промышленных сточных вод все большее внимание уделяет уменьшению объема сброса сточных вод с увеличением повторного использования ресурсов. Специалистами компании НПК «Медиана-Фильтр» разработаны, опробованы и реализованы технические решения очистки сточных вод с повторным использованием очищенных воды для нужд предприятия. Постоянно проводится активная работа по усовершенствованию и внедрению наработанных решений при участии многочисленных российских и зарубежных партнеров.