Пример исследования очистки сточных вод гальванического производства автомобильных деталей производительностью 150 т/сутки: нулевой сброс сточных вод, содержащих хром. 

Обзор проекта

Сфера услуг: Обработка поверхностей автомобильных деталей (штамповка торцевых крышек автомобильных фильтров, очистка, гальванизация, пассивация хромом)

Производственная мощность: 150 тонн/день (30 т/день сточных вод, содержащих хром + 50 т/день сточных вод, содержащих цинк + 70 т/день смешанных сточных вод)

Технологический процесс: Двухмембранное концентрирование методом испарения на основе хрома (ZLD) + химическое осаждение на основе цинка/тонкая настройка смолы + комплексный физико-химико-биологический процесс (MBR)

Цели очистки: Достижение нулевого сброса сточных вод, содержащих хром; обеспечение стабильного сброса сточных вод, содержащих цинк, и смешанных сточных вод в городскую канализационную сеть в соответствии со стандартами выбросов.

I. История проекта и основные проблемы

Этот клиент — профессиональный производитель торцевых крышек автомобильных фильтров. В связи с модернизацией производственных линий и ужесточением местных экологических норм в отношении тяжелых металлов класса I, компания при строительстве нового цеха разработала стратегию экологического управления, включающую «раздельную очистку на основе качества, строгий контроль ключевых тяжелых металлов и сочетание соответствия нормам и нулевого сброса».

Проект сталкивается с тремя основными техническими проблемами:

Сосуществование нескольких источников воды и двойные стандарты сброса: На территории завода находятся вода для пассивации хрома, вода для очистки цинкового покрытия кислотно-щелочным раствором и вода для промывки цеха. При совместном использовании потребление восстановителей шестивалентного хрома резко возрастет в несколько раз, что с высокой вероятностью приведет к загрязнению сточных вод тяжелыми металлами.

Высокая токсичность и риск образования накипи шестивалентного хрома (Cr⁶⁺): Вода для пассивации имеет высокую концентрацию хрома и сильные окислительные свойства. Прямое попадание в стадию концентрирования мембран обратного осмоса может легко окислить элементы мембраны или привести к образованию накипи из тяжелых металлов.

Проблемы стабильности для длительной непрерывной работы: цепочка поставок автомобильных запчастей крайне нетерпима к задержкам поставок. Очистные сооружения должны обладать высокой устойчивостью к ударным нагрузкам и крайне низким уровнем отказов, чтобы предотвратить остановку цехов из-за выхода из строя оборудования для защиты окружающей среды.

II. Раздельный процесс очистки и основное оборудование

В зависимости от характеристик загрязняющих веществ и стандартов сброса, система использует комбинированную технологическую систему «разделение источников, точная очистка и концентрирование на основе ресурсов».

Процесс очистки сточных вод, содержащих хром (100% нулевой сброс сточных вод):

Очистка воды, содержащей хром → Восстановление/химическое осаждение → Ультрафильтрация (УФ) → Концентрирование методом обратного осмоса (ОО) → Кристаллизация в многоступенчатом испарителе (МЭИ). Очищенная опресненная вода из процесса ОО повторно используется в секции очистки. Высокохромистый концентрат испаряется и кристаллизуется в осадок, который затем утилизируется на предприятии по обращению с опасными отходами.

Процесс очистки сточных вод, содержащих цинк (глубокое удаление тяжелых металлов):

Сточные воды, содержащие цинк → Химическое осаждение → Глубокая очистка с помощью ионообменной смолы (ИОС). Общее содержание цинка стабильно контролируется в пределах сверхнизкого предела выбросов ≤ 1,5 мг/л.

Комплексный процесс очистки сточных вод (разложение органических веществ и взвешенных твердых частиц):

Промывочная вода цеха → Флотация растворенным воздухом (ФРВ) → Мембранный биореактор МБР. Низкозатратное разложение ХПК и удержание взвешенных твердых частиц обеспечивают соответствие стандартам выбросов.

Конфигурация основного оборудования

Установка флотации растворенным воздухом: Используется для комплексной предварительной очистки сточных вод, быстро удаляя плавающие масляные частицы и взвешенные твердые частицы из сточных вод, снижая нагрузку на последующую биологическую очистку.

Установка ультрафильтрации: Служит в качестве предварительной фильтрации для мембранной системы, улавливая мелкие коллоидные и твердые примеси и защищая элементы мембран обратного осмоса от загрязнения.

Установка обратного осмоса: опресняет и концентрирует сточные воды, содержащие хром, получая пригодную для повторного использования чистую воду и обогащая концентрат тяжелыми металлами хромом.

Плавочно-рамный фильтр-пресс: обезвоживает и высушивает различные осадки тяжелых металлов, образующиеся в результате химического осаждения, формируя осадочные лепешки для утилизации опасных отходов в соответствии с требованиями.

Полностью автоматизированная система дозирования: автоматически и точно добавляет реагенты для коагуляции, осаждения и регулирования pH, обеспечивая стабильные и эффективные физико-химические реакции и снижая колебания качества воды, вызванные ручным управлением.

III. Эксплуатационные характеристики и комплексные преимущества

Этот проект стабильно работает более 10 лет, при этом очистка мембран, техническое обслуживание оборудования и мониторинг работы проводились в соответствии с планом эксплуатации и технического обслуживания. Мембранная система и установка испарительной кристаллизации продемонстрировали превосходные результаты. Очистка сточных вод, содержащих хром, обеспечивает 100% повторное использование и кристаллизацию в замкнутом цикле внутри очистных сооружений, полностью исключая экологические санкции и вынужденные остановки из-за чрезмерного содержания тяжелых металлов класса I. Общие затраты на очистку значительно снижаются: благодаря методу «мембранной концентрации + испарения» объем сточных вод, содержащих хром, для утилизации которых ранее требовались дорогостоящие услуги сторонних организаций, сократился более чем на 90%, что позволяет экономить сотни тысяч юаней в год на расходах по утилизации опасных отходов. Полностью автоматизированное дозирование и онлайн-мониторинг означают, что для всего завода мощностью 150 т/сутки требуется всего один инспектор в смену, что значительно снижает долгосрочные затраты на рабочую силу.

Сравнение ключевых показателей входящих и исходящих сточных вод