Рассматриваются варианты промышленного оборудования для сточных вод с быстрым возвратом инвестиций, чтобы выйти за рамки соответствия и снизить воздействие на окружающую среду.
Tim Hanna
Ультрафильтрационный блок . Все изображения предоставлены PRAB
На глобальном уровне очистка сточных вод становится все более важной темой обсуждения, к которой обращаются на самом высоком уровне правительства и крупных корпораций. Чтобы найти устойчивый подход, компании могут использовать множество различных стратегий, чтобы помочь себе выйти за рамки простого соблюдения и начать процесс улучшения качества воды во всем мире.
Согласно http://UN.org, более 80% всех сточных вод от промышленности, домов, городов и сельского хозяйства возвращается в экосистему через озера, реки и другие водоемы. Этот процесс повторяется каждый день по всей планете, загрязняя окружающую среду, теряя при этом ценные питательные вещества и другие восстанавливаемые материалы.
Каждый год в марте Всемирный день воды служит напоминанием Организации Объединенных Наций о том, что для успешного сокращения и повторного использования сточных вод необходимы ежедневные обязанности. Guy Ryder, генеральный директор Международной организации труда (МОТ) ООН и председатель «ООН-Вода», считает, что бизнес-сообщество и широкая общественность должны взять на себя обязательство улучшить управление сточными водами, чтобы добиться положительных результатов.
С этим обязательством Ryder надеется достичь Повестки дня ООН в области устойчивого развития на период до 2030 года, которая направлена на сокращение вдвое доли неочищенных сточных вод и увеличение повторного использования безопасной воды к 2030 году. Вода, которая часто воспринимается как должное, является ограниченным ресурсом, пользующимся международным спросом. За последнее десятилетие очистка сточных вод стала критически важной частью работы предприятий, и производственные компании во всех отраслях промышленности уделяют приоритетное внимание сокращению потребления воды.
Факторы, стимулирующие очистку промышленных сточных вод, выходящие за рамки требований
Соблюдение ужесточающих федеральных нормативных актов по очистке, обработке и удалению сточных вод, таких как Закон о чистой воде, Закон о сохранении и восстановлении ресурсов и Закон о безопасной питьевой воде, требует, чтобы руководство завода было сосредоточено на проблеме сточных вод. Компании должны соблюдать дополнительные правила на уровне штата и на местном уровне.
Дополнительные мотивирующие факторы, которые являются потенциальными движущими силами для утилизации сточных вод, включают укрепление имиджа компании в обществе, улучшение общей рабочей среды, повышение морального духа сотрудников и соблюдение инициатив ISO 14001. Содействие «зеленой» деятельности с уделением первоочередного внимания экологической осведомленности и устойчивой деятельности приведет к счастливым работникам, лояльным клиентам и довольным инвесторам.
Доллары – и смысл
С чисто денежной точки зрения компаниям имеет смысл принять официальную политику очистки и повторного использования сточных вод, поскольку это позволяет им резко сократить растущие эксплуатационные расходы при одновременном повышении рентабельности. Утилизация отработанной охлаждающей жидкости на водной основе или промывочной воды стоит дорого. Компании должны оплачивать погрузочно-разгрузочные работы, транспортировку и обработку на своих местных государственных очистных сооружениях (POTW). К расходам добавляется чистая вода, необходимая для замены первоначального объема.
Затраты на водоотведение могут варьироваться в зависимости от:
- Местного водоснабжения
- Цен на топливо
- Цен на грузоперевозки
- Указов POTW
Очевидной целью всегда должно быть повторное использование охлаждающей жидкости, промывочной воды и других жидкостей. Это увеличит срок службы инструмента, улучшит качество продукции, сократит объем технического обслуживания и продлит срок использования рабочих жидкостей. Наличие процесса рециркуляции жидкости означает, что, когда придет время избавляться от сточных вод и жидкостей, у компаний будет меньший объем для удаления или концентрированный поток, который они могут обработать самостоятельно, чтобы снизить затраты на обработку на POTW.
Хотя внедрение такого процесса, безусловно, имеет смысл с точки зрения бизнеса, для компаний, которые не знакомы с обработкой и повторным использованием внутренних сточных вод, это может показаться сложной задачей. На первый взгляд, первоначальные затраты, часто связанные с добавлением системы очистки сточных вод, могут показаться непомерно высокими.
В основе любой системы лежит оборудование. Для компаний, обеспокоенных воздействием их сточных вод на окружающую среду и их практическими результатами, доступны различные варианты, каждый из которых предназначен для выполнения определенных типов очистки и обеспечивает быструю окупаемость инвестиций (ROI).
Лучшее промышленное оборудование для очистки сточных вод, преимущества и рентабельность инвестиций
В следующем списке перечислены семь наиболее распространенных типов оборудования для очистки сточных вод, принцип работы каждого из них и его влияние на прибыльность бизнеса:
- Системы ультрафильтрации
Ультрафильтрация (УФ) – это процесс, управляемый давлением, при котором используется мембрана для удаления эмульгированных масел, гидроксидов металлов, эмульсий, диспергированного материала, взвешенных твердых частиц и других материалов с большим молекулярным весом из сточных вод, охлаждающей жидкости и других растворов. УФ отлично подходит для осветления растворов, содержащих взвешенные твердые частицы, бактерии и высокие концентрации макромолекул, включая масло и воду.
Системы ультрафильтрации предназначены для уменьшения объемов нефтесодержащей воды на 98% без использования химических добавок. Эти системы также способны удалять мелкие частицы во время операций по удалению заусенцев и галтовке, что позволяет рециркулировать и повторно использовать воду и мыльный раствор. При расчете расходов на отопление и утилизацию компании также могут увидеть сокращение расходов на промывочную воду и моющие средства на целых 75% и сокращение затрат на утилизацию отходов на целых 90%. По этим причинам мембранная технология ультрафильтрации становится все более предпочтительной по сравнению с традиционными методами фильтрации.
- Вакуумное выпаривание и дистилляция
Выпаривание – это естественное явление, и технология чистого разделения признана наилучшей доступной технологией в нескольких процессах очистки сточных вод. Поскольку оно удаляет воду из загрязнителей, а не фильтрует загрязнители из воды, оно отличается от других процессов разделения.
Никакая другая технология не может достичь таких высоких показателей извлечения и концентрации воды, как вакуумные испарители, которые ускоряют естественный процесс выпаривания для очистки и перегонки промышленных сточных вод в количестве от 1 до 120 тонн в день. Они способны достигать остаточной общей концентрации твердых веществ более 85%.
Три первичных вакуумных испарителя:
- Тепловые насосы – гибкость и универсальность при низком потреблении электроэнергии и высочайшей надежности
- Горячая вода/ холодная вода – снижение эксплуатационных расходов за счет использования имеющихся избыточных объемов горячей воды/ пара и охлаждающей воды
- Механическая рекомпрессия пара – разработана для очистки больших объемов сточных вод с низкими температурами кипения для снижения энергопотребления
- Системы обратного осмоса
Технология обратного осмоса удаляет растворенные твердые частицы и примеси из воды с помощью полупроницаемой мембраны, которая пропускает воду, но оставляет большую часть растворенных твердых частиц/ солей и других загрязняющих веществ. Мембраны обратного осмоса требуют давления выше осмотического и воды под высоким давлением для достижения желаемого результата. Вода, которая проходит через мембрану обратного осмоса, называется пермеатом, а растворенные соли, которые задерживаются мембраной обратного осмоса, называются концентратом.
Правильно спроектированная и эксплуатируемая система обратного осмоса может удалить до 99,5% поступающих растворенных солей и примесей, а также практически все коллоидные и взвешенные вещества из наиболее сложных систем очистки сточных вод и питательной воды. Обычная для промышленности, металлообработки и обработки поверхностей технология обратного осмоса является завершающим процессом после ультрафильтрации или химической обработки сточных вод и питательной воды.
- Фильтры с бумажным слоем
Эти типы фильтров работают под действием силы тяжести и используют одноразовые бумажные или постоянные фильтрующие материалы для создания положительного барьера, который удаляет твердые частицы из всех свободно текущих промышленных технологических жидкостей. Фильтры с бумажным слоем подходят для применений, связанных с удалением черных и цветных металлов, а также органических и неорганических загрязняющих веществ, таких как стекло, резина и пластик. Фильтры с бумажным слоем могут продлить срок службы охлаждающей жидкости и инструмента в среднем на 27%, а также улучшить качество поверхности.
Стандартные блоки фильтрации с бумажным слоем доступны с магнитной сепарацией или без нее и могут обрабатывать потоки до 130 галлонов в минуту. Различные классы фильтрующих материалов позволяют регулировать микронную прозрачность. Модель барабанного типа, которая может обрабатывать до 500 галлонов жидкости в минуту, занимает одну треть площади пола фильтра с бумажным слоем.
- Центрифуги с твердой чашей
Эти устройства оптимизируют центробежную силу (вместо расходных материалов) для отделения твердых частиц от жидкостей при обработке металлов, где удаление мелких частиц важно для целей рециркуляции и повторного использования. Технологическая жидкость подается насосом или самотеком на вход центрифуги. Затем твердые частицы отделяются от жидкой фазы центрифугированием и собираются в легко снимаемом роторе, также известном как футеровка. Осветленная жидкость перетекает из ротора во внешний корпус и под действием силы тяжести возвращается в технологический процесс, что сводит к минимуму затраты на транспортировку отработанных охлаждающих жидкостей и воды за пределы объекта.
Центрифуги с твердым барабаном обеспечивают высокоэффективное разделение жидкости и твердого вещества для всех типов частиц – металлических и неметаллических, черных и цветных – и доступны как в роторе с ручной очисткой (с многоразовой футеровкой), так и в полностью автоматической самоочищающейся конструкции.
- Трамповые маслоотделители
В этом растворе для очистки сточных вод загрязненная жидкость протекает через ряд перегородок и пористый слой среды, в результате чего свободные и механически диспергированные масла отделяются от жидкости. Осветленная жидкость затем течет через сливное отверстие для сточных вод обратно в резервуар для повторного использования. Собранные масла, инвертные эмульсии и другие отходы собираются в верхней части сепаратора и автоматически сбрасываются в подходящую емкость. Эти сепараторы, использующие гравитационный поток и коалесценцию, могут снизить количество попутных масел до менее 1% за один проход, не используя расходные материалы.
Трамповые маслоотделители также могут:
- снижать затраты на покупку новых жидкостей до 75% (включая синтетические и полусинтетические охлаждающие жидкости, растворимые масла и промывочные воды);
- снижать затраты на моющие средства, отопление и утилизацию;
- снижать объемы опасных отходов до 90%;
- достигать окупаемости системы (или ROI) за шесть месяцев или меньше.
- Вакуумные фильтры
Системы вакуумной фильтрации, способные работать в непрерывном режиме, могут сократить время простоя. Эти системы, практически не требующие технического обслуживания и обеспечивающие удаление большого количества осадка, также приводят к более низким производственным затратам. Одноразовые вакуумные фильтры используют вакуумную камеру для втягивания загрязненной охлаждающей жидкости через одноразовые фильтрующие материалы. За счет применения проверенного принципа оптимальной фильтрации за счет накопления загрязнений или осадка на носителе образуется фильтровальная корка. Эти агрегаты способны обеспечивать впечатляющую скорость потока до 2000 галлонов в минуту.
Полупостоянные вакуумные фильтры могут дополнительно снизить эксплуатационные расходы за счет устранения необходимости в одноразовых материалах. Обратная промывка чистой охлаждающей жидкостью сохраняет фильтр чистым, не требуя большого количества воздуха. Промытые в обратном направлении твердые частицы падают с фильтрующего элемента и оседают в резервуаре, где они удаляются с помощью цепной системы вытягивания/ полета. Эти устройства требуют минимальной площади и полностью автономны, что упрощает обслуживание и эксплуатацию.
Заключение
Очистка сточных вод, которая считается все более важной темой, вызывающей озабоченность во всем мире, – это то, что промышленное производство может решить с помощью любого количества существующих эффективных и действенных систем. Компании могут использовать множество различных стратегий, чтобы выйти за рамки простого соблюдения и начать процесс улучшения качества воды. Это может одновременно способствовать укреплению их бренда, рентабельности инвестиций и прибыли.
Статья из журнала «Water Technology», 23 февраля 2018 г.
Перевод подготовила Елена Михаленко
