Wastewater treatment plants

Plant application: Industrial wastewater treatment from heavy metals, suspended solids, oil products and surfactants.

Wastewater treatment methods: Mendeleev University Science Park suggest to use the unique technological combination of electroflotation and ultrafiltration with ceramic membranes for fine waste water treatment. Electroflotation and ultrafiltration units ensure high efficiency removal of heavy metals hydroxide and phosphates, suspended solids oils and surfactants from plating wastewater.

Basic equipment for industrial wastewater treatment:

• Balancing tank
• Reactor floculator
• Electroflotation unit
• Press filter
• Ultrafiltration system

Wastewater treatment process flow sheet:

T1-T5 – tanks; P1-P4 – pumps; DT1-DT3 – dosing tanks; dp1-dp4 – dosing pumps; RF1 – reactor floculator; EF – electroflotation unit; DC – power supply; UF – ultrafiltration system; PF – press filter, Pr. Air – pressed air.

Wastewater treatment technology description:

• Electroflotation is a process of floating of pollutants to water surface by 10-70 µm bubbles of hydrogen and oxygen gases generated from water electrolysis. Therefore, the electrochemical reactions at the insoluble cathode and anode are hydrogen evolution and oxygen evolution reactions, respectively.

• Ultrafiltration - процесс мембранного разделения при котором из жидкости под давлением удаляются растворенные вещества размером более 0,02 мкм. Соответственно в процессе очистки воды на установке ультрафильтрации частицы труднорастворимых соединений металлов размером 1-40 мкм и более накапливаются в концентрате, который рециркулирует через промежуточную емкость и периодически сбрасывается в голову очистных сооружений. Фильтрат содержит растворимые соли, высоко и низкомолекулярные органические вещества. В установках ультрафильтрации используются полимерные полые волокна из полиэфирсульфона и ПВДФ либо керамические мембраны. Рабочее давление составляет 2-3 бар.

Исходные кислотно-щелочные сточные воды поступают в усреднитель Е1, отработанные растворы электролитов поступают в усреднитель Е2. Отработанные растворы из Е2 дозируются в Е1 дозирующим насосом НД1. Из усреднителя Е1 сточные воды насосом Н1 подаются в реактор Р1. В реактор Р1 дозирующими насосами НД2 и НД3 дозируются рабочие растворы реагентов: едкий натр для поддержания pH гидроксидообразования тяжелых металлов, флокулянт Суперфлок А-100 для укрупнения дисперсной фазы и интенсификации процесса электрофлотации. Реактор устанавливается выше уровня электрофлотатора ЭФ для организации самотека жидкости. Из Р1 сточные воды поступают в ЭФ, где по описанному выше механизму происходит извлечение дисперсных веществ. Из ЭФ осветленная вода самотеком поступает в промежуточную емкость Е3. Осветленная вода из Е3 насосом Н2 подается на установку ультрафильтрации УФ, где происходит финишная очистка воды от остаточного содержания дисперсных веществ. Очищенная вода после после ультрафильтрации на полых волокнах содержит растворимые соли Na₂SO₄, NaCl, NaNO₃ и накапливается в емкости Е4, куда для коррекции pH очищенной воды насосом-дозатором НД4 дозируется рабочий раствор серной кислоты. Очищенная вода соответствует как нормам ПДК по сбросу в городскую канализацию, так и требованиям к подаче на обратноосмотическую установку обессоливания при организации оборотного водоснабжения.

Флотошлам из электрофлотатора поступает в сборник шлама Е5. Из Е5 флотошлам подается диафрагменным насосом Н4 на фильтр-пресс ФП, для обезвоживания. Обезвоженный шлам влажностью 70% из ФП сдается на утилизацию.

По технологии предусмотрена предварительную (Е1, Е2, Р1) обработку кислотно-щелочных, хромсодержащих и циансодержащих сточных вод в самостоятельных технологических цепочках.

Video 1. Electroflotation unit on WWTP - waste water treatment from heavy metal (Moscow)

Comparative assessment electroflotation and ultrafiltration metal finishing wastewater plant with foreign analogs::

• Отсутствие эксплуатационных затрат на замену стальных и/или алюминиевых анодов, по сравнению с электрокоагуляторами и, соответственно отсутствие вторичного загрязнения воды ионами железа и/или алюминия;

• Отсутствие эксплуатационных затрат на замену дорогостоящих сорбентов и приобретение реагентов для их регенерации;

• Длительный срок службы конструкционных материалов: полипропилен до 50 лет, электроды ОРТА 5-10 лет, половолоконные мембраны 3-5 лет;

• Высокое качество очистки сточных вод сложного состава и направленность на создание оборотного водоснабжения с применением установки обратного осмоса на следующем этапе модернизации системы очистки воды.

Waste water recycle - electroflotation and nanofiltration

Plant application: Electroplating wastewater treatment and reuse for rinse operations.

Wastewater treatment methods: We suggest to use the unique technological combination of electroflotation with insoluble electrodes, ultrafiltration with ceramic membranes and nanofiltration with polyamide thin-film composite spiral wound membranes for sulfuric acid and alkaline wastewater treatment. Electroflotation and ultrafiltration units ensure removal of heavy metals, suspended solids and oil products from water. Further nanofiltration system ensures recovery of soluble polyvalent salts such as Na₂SO₄, NaNO₃ up to 97,5% and univalent salts such as NaCl up to 55%. Thus treated water can be used for rinse baths. It is recommended to use our technology for industrial WWTP specially for plating industry (metal finishing industry) and circuit board production.

Basic equipment for industrial water reuse:

• Reactor for pH correction
• Electroflotation unit
• Press filter
• Ultrafiltration system
• Nanofiltration system

WWTP with water reuse flow sheet:

T1-T5 – tanks; P1-P4 – pumps; DT1-DT3 – dosing tanks; dp1-dp4 – dosing pumps; RF1 – reactor floculator; EF – electroflotation unit; DC – power supply; UF – ultrafiltration system; NF – nanofiltration system; PF – press filter, Pr. Air – pressed air.

Waste water recycle process flow sheet:

• Electroflotation (EF) is a waste water treatment method based on the electrolytic gases generation at the insoluble electrodes during water electrolysis process and the ensuing flotation effect.

• Nanofiltration (NF) is a pressure driven membrane separation method used for selective removal of polyvalent ions (namely SO₄^2- anions) from plating industry EF / UF effluent. Nanofiltration is an effective process for waste water reuse or for purification of strongly acidic industrial solutions. By comparing with other membrane processes, nanofiltration allows to obtain higher fluxes than reverse osmosis and significantly better rejections than ultrafiltration. For the charged ions, the separation mechanism is controlled by steric and electrostatic effects based on the Donnan exclusion of co-ions, due to their interactions with fixed electric charges of the membrane. The NF membranes surface charge effect on the ion rejections and is induced by the electrolyte type, concentration of ionic species and solution pH. For univalent salts (NaCl) membrane charges increases as electrolyte concentration and/or pH increases. The nanofiltration membrane is negatively charged in neutral and alkaline conditions and positively charged in acidic conditions. Therefore, the membrane charge affects the salt rejection, which decreases when the concentration increases keeping the pH constant, and it goes toward a minimum value as the feed pH increases

Table 1. Surface treatment wastewater treatment results on industrial WWTP designed and built by Mendeleev University Science Park using best available technologies:

Application form -
Wastewater treatment plants

Consult with Mendeleev University Science Park specialists and purchase the technology development or basic equipment You can call : (495) 768-06-46.