Сточные воды, поступающие на станцию нейтрализации площадки «А», содержат ионы тяжелых металлов: цинка, никеля, кадмия, меди, хрома (III), хрома (VI), а также цианиды, щелочи, кислоты (см. табл. 2.3.). Очистка хромсодержащих сточных вод осуществляется методом реагентного обезвреживания, или реагентным методом, сущность которого заключается в переводе растворимых в воде ионов тяжелых металлов в нерастворимые при добавлении различных реагентов с последующим отделением их в виде осадков. Проект станции нейтрализации был разработан Государственным Проектным Институтом (Москва) в 1971 году. Очистные сооружения запроектированы на работу в непрерывном режиме, но при работе в непрерывном режиме оборудование станции нейтрализации не обеспечивает необходимого качества очистки стоков цеха № 9. В начале эксплуатации очистные сооружения были переведены на работу в периодическом режиме с ручной регулировкой подачи реагентов в реакторы. Биологическая очистка отсутствует.

Проектом предусматривается:

1. Очистка хромсодержащего стока в две стадии:

а) восстановление шестивалентного хрома до хрома трехвалентного на установке периодического действия;

б) образование и обезвреживание гидрооксида хрома с выпадением в осадок совместно с кисло-щелочными стоками на установке периодического действия.

2. Очистка циансодержащих стоков: окисление цианидов до углекислого газа и азота в одну ступень на установке периодического действия.

3. Обезвреживание кисло-щелочных и хромсодержащих стоков (2-я ступень) в камере смешения и реакции с последующим осветлением в 2-х отстойниках производительностью 45 л/c.

Проектная производительность станции нейтрализации составляет 5880 м 3 /сут., в том числе по стокам:

Хромсодержащие – 1560 м3/сут.;

Циансодержащие – 960 м3/сут.;

Кисло-щелочные – 870 м3/сут.

Фактическое количество сточных вод, поступающих на очистку 1242.8 м 3/сут., в том числе по стокам:

Хромсодержащие – 750 м3/сут.;

Циансодержащие – 109 м3/сут.;

Кисло-щелочные – 403.8 м3/сут.

В штате станции нейтрализации площадки «А» работает 49 человек. Из них: 4 – лаборанты, 4 – ИТР (два мастера, начальник станции нейтрализации и технолог), 41 – рабочие. Работа осуществляется в две смены.

2.2.1. Технологическая схема очистки хромсодержащих сточных вод

Технологическая схема очистки хромсодержащих сточных вод приведена на рис. 2.1. Очистка хромсодержащих стоков осуществляется в две ступени. Хромсодержащие сточные воды самотеком поступают на усреднитель У, откуда насосами подаются в реакторы Р1 и Р2, установленные на первом этаже станции. Первая ступень – восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного бисульфитом аммония (при добавлении серной кислоты) в кислой среде при рН= 2.5:

4CrO3 + 6NH4HSO3 + 3H2O = 2Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2 SO4 + 6H2O

Процесс автоматизирован: при наполнении бака и подаче сжатого воздуха, по сигналу датчика рН-метра (в настоящее время рН измеряется вручную) открывается вентиль подачи кислоты. При рН=2.5 вентиль закрывается. По сигналу датчика, сигнализирующего наличие хрома (VI) в баке, открывается вентиль подачи бисульфита аммония. Реакция идет при перемешивании (мешалкой), цикл составляет 45 мин. При концентрации хрома (VI) в баке равной 0.1 мг/л, вентиль закрывается и сток со станции очистки самотеком поступает в приемную камеру насосной станции, где происходит предварительное его смешение с кисло-щелочными стоками.

Вторая ступень – перевод ионов трехвалентного хрома в гидроксид хрома с последующим его осаждением. Из реакторов сточная вода поступает в камеру реакции и смешения К, куда после смешения с кисло-щелочными и циансодержащими сточными водами и 15-ти минутного перемешивания воздухом подается известковое молоко (при рН стока не меньше 8.5):

Cr 2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Cr(OH)3 + 3CaSО4

Обезвреженные сточные воды из камеры смешения и реакциии самотеком поступают в отстойник О, куда для ускорения осаждения подается 0.1% раствор полиакриламида. После часового отстаивания вода поступают в горколлектор на доочистку, а осадок через донные клапаны насосом подается в шламоуплотнитель Ш. Шлам со шламоуплотнителя подается на фильтр-пресс ФП. Фильтрация идет до тех пор, пока не перестанет идти фильтрат, который подается обратно в камеру смешения и реакции. Отфильтрованный осадок легко отделяется от фильтроткани отдувкой воздухом и выгружается машинистами в поддоны, а затем увозят автопогрузчиком (см. рис. 2.1.) [69,70]. Количество шлама около 7 - 8 т/сут. Состав основного оборудования для очистки сточных вод станции нейтрализации площадки «А» приведен в табл. 2.2. Показатели очистки хромсодержащих сточных вод приведены в табл. 2.3.

2.2.1.1. Приготовление рабочих растворов бисульфита аммония (10%), гипохлорита натрия (10%), известкового молока.

Для приготовления 10%-ного бисульфита аммония отбирают пробу и определяют активность товарного бисульфита аммония, заполняют рабочую емкость до половины и перекачивают расчетное количество товарного бисульфита аммония в рабочую емкость насосом. Раствор перемешивают при подаче сжатого воздуха, затем рабочую емкость заливают водой до максимального уровня [69].

Приготовление 10%-ного раствора гипохлорита натрия: отбирают пробу и определяют активность технического гипохлорита натрия, перекачивают расчетное количество гипохлорита натрия из емкости с товарным гипохлоритом натрия в рабочую емкость, добавляют воду до максимального уровня [70].

При приготовлении известкового молока известь загружается и в барабане должно установиться такое соотношение воды и извести, при котором образуется известковое молоко плотностью 1.15 – 1.2 кг/м3.

Стоимость и расход реагентов для очистки сточных вод станции нейтрализации площадки «А» см. табл. 2.1.

2.2.1.2. Очистка сточных вод на отстойнике-усреднителе

Оборудование: приемная камера объемом 10 м3; камера смешения объемом 80 м3 ; отстойник-усреднитель объемом 323 м3; емкости для известкового молока с механической мешалкой объемом 2 м3, 2 шт.; емкость для приготовления полиакриламида объемом 2 м3 , 2 шт.; насосы; расходная емкость товарного бисульфита аммония объемом 16 м3.

Химикаты: известковое молоко, 5%-ный раствор; полиакриламид ТУ 6-01-1049-81, 0.1%-ный раствор; бумага универсальная индикаторная; дифенилкарбазид- раствор; кислота серная, 2 Н раствор; бисульфит аммония технический ГОСТ 113-98-6-87.

Работа в ручном режиме: отстойники-усреднители предназначены для очистки сточных вод от солей тяжелых металлов, нейтрализации воды до рН=8 – 9.5. Усреднение происходит за счет перемешивания поступающей воды с уже имеющейся в камере. Обезвреженные хромовые и цианистые стоки самотеком поступают в камеру смешения отстойников-усреднителей [78].

2.2.1.3. Контроль за технологическим процессом

Производится каждую смену с помощью специального ковша каждую смену через равные промежутки времени. Сточную воду проверяют на рН с помощью индикаторной бумаги. Контроль за наличием шестивалентного хрома в сточной воде в камере смешения, после отстойников-усреднителей проводят по качественному анализу: к 10 мл обезвреженной воды добавить 10 капель 2 Н раствора серной кислоты и 12 капель дифенилкарбазида. При наличии шестивалентного хрома вода окрашивается в сиренево-розовый цвет.