Oczyszczanie i ponowne wykorzystanie wody w przemyśle szklarskim

• 1. Ścieki z przemysłu szklarskiego i ich recyrkulacja
• 2. Oczyszczanie ścieków z przemysłu szklarskiego
• 3. Ścieki z produkcji szkła ognioodpornego: skuteczność procesu fizykochemicznego SIGMADAF
• 4. Wnioski

1. Recyrkulacja i ponowne wykorzystanie wody w produkcji szkła

Produkcja szkła wymaga dużych ilości wody, dlatego w wielu etapach łańcucha produkcyjnego często wykorzystuje się wodę z recyrkulacji pochodzącą z samego procesu. Woda ta musi charakteryzować się wysoką jakością oraz określonymi, kontrolowanymi parametrami. Ścieki z przemysłu szklarskiego charakteryzują się wysoką zawartością:

• Mikrocząsteczki szkła.
• Metale
• Sole soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli soli
• Oleje i tłuszcze.
• Ciała stałe w zawiesinie.
• Substancje organiczne trudno ulegające biodegradacji.
• Fluorki, ołów i inne metale ciężkie.
• Fenole, fosfor i inne zanieczyszczenia charakterystyczne dla produkcji szkła specjalnego.

Cząstki stałe w zawieszeniu, zwłaszcza cząstki szkła, stanowią problem w obiegu wody recyrkulacyjnej, ponieważ osadzają się na ściankach rur, wieżach chłodniczych, mechanizmach pomp oraz urządzeniach procesowych. Powoduje to tworzenie się warstwy osadu, a w wielu przypadkach prowadzi do wytrącania się związków, które powodują degradację i korozję materiałów, a także utrudniają równomierne przekazywanie temperatury w procesie chłodzenia.

Głównym celem oczyszczania ścieków jest usunięcie zawiesin stałych, a konkretnie oddzielenie cząstek szkła i wytrącenie soli, tak aby woda mogła zostać ponownie wykorzystana w procesie produkcji szkła.

2. Oczyszczanie ścieków z przemysłu szklarskiego

Ścieki z przemysłu szklarskiego należy oczyszczać w taki sposób, aby całkowicie usunąć cząstki szkła i sole, a jednocześnie maksymalnie ograniczyć zawartość zawiesin i olejów.

W tym celu stosuje się następujące procesy mechaniczne i fizykochemiczne:

• Przesiewane.
• Wstępne usuwanie olejów.
• Koagulacja i flokulacja z regulacją pH.
• Flotacja powietrzem rozpuszczonym.
• Multimedialne filtry piaskowe.
• Filtry z węglem aktywnym.
• Odwrócona osmoza.
• W zależności od konkretnych wymagań może być konieczne przeprowadzenie etapu dezynfekcji.

Przesiew przesiewanie przesiew przesiewanie przesiew przes

Zatrzymuje większe cząstki stałe, takie jak odłamki szkła, duże cząstki oraz inne przedmioty i cząstki o dużej średnicy.

Osadnik oleju

Oddziela oleje i tłuszcze od ścieków, które unoszą się na powierzchni i mogą być usuwane za pomocą mechanizmów zmywających. W niektórych zakładach produkcyjnych oleje i tłuszcze te stanowią produkt o wartości rynkowej, który jest odzyskiwany jako surowiec.

Koagulacja i flokulacja z regulacją pH

Środki koagulujące destabilizują cząstki zawiesiny, oddzielając je od fazy ciekłej.

Najczęściej stosowanymi środkami koagulującymi są związki soli żelaza (takie jak chlorek żelaza) i glinu (takie jak polichlorek glinu PAC), a także inne związki syntetyczne i organiczne lub mieszanki różnych produktów.

Środki koagulujące typu PAC są zazwyczaj bardzo skuteczne w oczyszczaniu ścieków z przemysłu szklarskiego.

Środki koagulujące mają odczyn kwaśny, przez co obniżają pH wody, co wymaga jej zneutralizowania za pomocą NaOH. Dodanie wodorotlenków nie tylko pozwala na neutralizację, ale także powoduje wytrącanie się związków tworzących wodorotlenki, takich jak metale, które opuszczają fazę ciekłą i przechodzą do fazy stałej w postaci koagulatu.

Flokulanty (polielektrolity) łączą skrzepy w spójne flokule o niskiej gęstości, które z łatwością unoszą się na powierzchni.

Flotacja z wykorzystaniem rozpuszczonego powietrza (DAF)

Technologia DAF wprowadza do wody mikropęcherzyki, dzięki czemu flokule są transportowane na powierzchnię flotacyjną, gdzie są wyłapywane i usuwane ze ścieków, pozostawiając osad praktycznie wolny od zawiesin i innych związków z nimi związanych.

Filtr piaskowy

Filtry multimedialne (zazwyczaj piaskowe) służą do usuwania zawiesin stałych, które mogły przetrwać poprzedni proces fizykochemiczny polegający na flotacji za pomocą rozpuszczonego powietrza. Piasek zatrzymuje te cząstki stałe, pozwalając, by oczyszczona woda przepływała przez złoże.

Węgiel aktywny

W filtrach z węglem aktywnym zatrzymywane są rozpuszczone substancje organiczne, które adsorbują się na aktywowanej i naładowanej powierzchni cząstek węgla w złożu.

Zdolność retencyjna tych filtrów jest bardzo wysoka dzięki dużej powierzchni cząstek węgla aktywnego oraz ich powinowactwu do substancji organicznych. Filtry zatrzymują również barwę, zapachy oraz niektóre trudno rozkładalne związki.

Odwrócona osmoza

Membrany do odwróconej osmozy zatrzymują sole i pozostałości wodorotlenków, które pozostały po procesie fizykochemicznym, a także inne związki solne lub trudno rozkładalne.

Dezynfekcja

Dezynfekcja jest procesem opcjonalnym, stosowanym w przypadku ścieków zawierających mikroorganizmy chorobotwórcze lub ich zarodniki, które nie zostały zatrzymane na poprzednich etapach.

Zazwyczaj stosuje się chlorowanie, ozonowanie lub promieniowanie ultrafioletowe. Dezynfekcja sprawia, że uzdatniona woda nadaje się do ponownego wykorzystania w procesie, a nawet do odprowadzenia do środowiska wodnego, o ile pozwalają na to pozostałe parametry kontrolne.

3. Ścieki z produkcji szkła ognioodpornego: skuteczność procesu fizykochemicznego zaproponowanego przez SIGMADAF

Szkło ognioodporne to specjalny rodzaj szkła przeciwpożarowego, którego proces produkcji wymaga recyrkulacji uzdatnionej wody.

Poniżej przedstawiono badanie przeprowadzone w odniesieniu do ścieków powstających podczas produkcji tego rodzaju szkła.

Klient musiał usunąć cząsteczki krzemionki ze swoich ścieków, które powodowały uszkodzenia metalowych elementów sprzętu, zwłaszcza aluminiowych, wywołując poważną korozję.

W miarę jak woda krąży w obiegu, powtarzające się i ciągłe wymywanie jonów z proszku szklanego powoduje wzrost stężenia krzemionki, węglanów i sodu, zwiększając zawartość soli oraz zmieniając pH i przewodność.

Oczyszczana woda ma białawy kolor i charakteryzuje się wysokim stopniem zmętnienia. Jej początkowe pH wynosi 8,9.

Przeprowadzono badanie mające na celu analizę wydajności procesu fizykochemicznego oczyszczania poprzez koagulację-flokulację z regulacją pH i flotacją powietrzem rozpuszczonym.

• Stosuje się koagulant PAC
• Następnie reguluje się pH.
• Do tworzenia kłaczków stosuje się flokulant anionowy, który wiąże się z wytrąconymi solami i już obecnymi cząstkami stałymi, tworząc spójne kłaczki o niskiej gęstości, skłonne do unoszenia się na powierzchni i łatwe do oddzielenia w układzie DAF.

Proponowane leczenie daje następujące wyniki:

• Usunięcie ponad 98% zmętnienia i zawiesin.
• Nie ma to wpływu na pH.
• Przewodność elektryczna wzrasta w wyniku zastosowania koagulantu i NaOH, co powoduje powstanie osadu zawierającego chlorki i wodorotlenki, które zwiększają przewodność.
• Usuwanie soli jest możliwe dzięki zastosowaniu membran do odwróconej osmozy.

W wyniku tego procesu uzyskuje się produkt oczyszczony o bardzo wysokiej jakości, który można bezpiecznie ponownie wprowadzić do procesu.