Одним из видов переработки бытовых стоков является механическая очистка. Этот метод позволяет удалить из жидкости различные твердые вещества. Очень часто технологическая схема механической очистки сточных вод предшествует другим способам очистки, но иногда она выступает самостоятельным средством. Чтобы узнать, есть ли необходимость в дополнительной очистке стоков после механической, проводится анализ степени загрязнения воды, и при отрицательном результате устанавливается только один метод очистки.
Рост городов и эволюция населения привели к сильному спросу на питьевую воду. Следовательно, большие объемы сточных вод могут вызвать огромные проблемы с окружающей средой, если они выгружаются на открытом воздухе без какой-либо обработки. Исследованные центры, в первую очередь, расположены в промышленной зоне, а сельскохозяйственные - во второй. выбросы всех изученных агломераций являются анархическими, это приведет к прогрессирующей деградации окружающей среды, зная, что сточные воды этих мест непосредственно ведут к морю без какого-либо предварительного лечения.
Принцип действия механической очистки сточных вод
Использование механической очистки позволяет удалять из стоков около 60-65% взвешенных частиц и почти 95% твердых нерастворимых элементов. Механическая очистка промышленных сточных вод является самым дешевым способом извлечения загрязнений из жидкости.К механическим методам очистки стоков относятся следующие:
Восстановление сточных вод требует последовательных шагов, связанных с физическими, физико-химическими и биологическими методами. Помимо самых больших отходов в сточных водах, очистка должна по крайней мере устранять основные часть загрязнения углерода.
Рисунок 4: Цепь обработки физико-химических процессов очистки сточных вод. В зависимости от степени устранения загрязнения и используемых процессов определяются три уровня лечения. Предварительные обработки состоят в удалении самых грубых твердых загрязнителей из вод. Это простые шаги физического разделения.
- Процеживание
. Чтобы процедить жидкость, система оборудуется решетками или ситами, которые могут уловить крупные фракции загрязнений и небольшое количество взвешенных частиц.
Технология такой очистки выглядит крайне просто: в начале конструкции устанавливается фильтрующий элемент, который блокирует дальнейшее движение твердых фракций и волокон. Далее по системе устанавливается мелкое сито, препятствующее движению веществ меньших размеров. Ближе к концу или на выходном канале могут устанавливаться дополнительные процеживатели с еще меньшим размером ячеек, за счет которых задерживаются практически все нерастворимые загрязнения.
Первичные обработки включают физические или физико-химические процессы, направленные на устранение путем осаждения значительной доли минерального или органического вещества в суспензии. В конце первичной обработки удаляются только от 50 до 60% взвешенных твердых частиц, что означает, что может быть достигнута только частичная очистка сточных вод, и они, как правило, исчезают как единственная обработка, в частности, в тех случаях, когда требуется устранение загрязнения азота. Для соблюдения нормативных требований должна быть проведена вторичная фаза обработки.
- Отстаивание
. Работа данного метода заключается в разделении веществ разной плотности, содержащихся в стоках. Для работы этого способа очистки используются специальные устройства, называемые отстойниками.
Очистка сточных вод от механических примесей отстаиванием обычно осуществляется в закрытых системах водоснабжения. Из-за этого метод часто используется в различных видах промышленности, например, в химической или металлургической. Для отстаивания используются самые разные устройства: песколовки, маслоуловители, шлакоотстойники и пр.
Вторичные обработки охватывают методы устранения растворимых загрязнителей и составляют первый уровень биологической обработки, поэтому вторичная обработка в настоящее время является минимальным уровнем лечения, который должен быть реализован на заводах по контролю загрязнения.
В некоторых случаях третичная обработка необходима, особенно когда очищенная вода должна выгружаться в особо чувствительной среде. Например, сбросы в купальные воды в озерах, страдающих от эвтрофикации или в районах выращивания моллюсков влияет этот третий уровень лечения. Третичные процедуры могут также включать лечение дезинфекцией. Уменьшение запахов может все еще быть объектом особого внимания.
- Фильтрование
. Оптимальный вариант для удаления из воды микроскопических частиц самого разного происхождения. Основным рабочим элементом конструкции являются фильтры. При прохождении через них стоки теряют большую часть лишних примесей, в результате чего вода становится намного чище.
Существует много видов фильтров, и каждому из них находится применение в своей сфере. Например, бумажная промышленность использует сетчатые и вакуумные фильтрующие элементы. Для увеличения степени очистки можно использовать устройства вроде центрифуг и гидроциклонов (гидроциклоны – металлические устройства конической формы, в которых удаление лишних частиц происходит за счет центробежной силы).
Сточные воды обычно транспортируются в коллекторах под действием силы тяжести под воздействием их веса. Подъемная станция позволяет транспортировать сточные воды на установку очистки сточных вод, когда она достигает более низкого уровня, чем установки для удаления загрязнений.
Предварительная обработка предназначена для устранения самых грубых элементов, которые могут препятствовать последующим обработкам и повреждению оборудования. Это объемные отходы, песок и гравий, а также смазка. Скрининг: во время скрининга сточная вода проходит через решетку, чьи бруски, более или менее разнесенные, сохраняют материалы.
Устройства для механических методов очистки стоков
- Решетки
. Эти устройства обеспечивают блокировку дальнейшего движения крупных частиц, которые находятся в стоках. Решетки устанавливаются по направлению движения воды. Конструктивно решетка – это металлический каркас, на котором закреплено определенное количество металлических стержней, причем они могут располагаться не только вертикально, но и под наклоном.
В пазухах решеток находятся зубцы граблей. Они работают при помощи шарнирно-пластинчатой цепи, которая двигается за счет шестеренчатого привода. Грабли нужны для извлечения отходов с решетки и их подачи в дробилку посредством подвижной ленты. В дробилке частицы измельчаются.
Затем эти элементы утилизируются с бытовыми отходами. Скрининг, который использует сетки с меньшим интервалом, может завершить эту фазу предварительной обработки, однако он генерирует гораздо больше отходов, и пескоструйная обработка удаляет пески и гравий из сточных вод путем седиментации. Вода с пониженной скоростью в бассейне, называемая «песчаной ловушкой», заставляет их осаждаться на дне структуры. Затем эти частицы отсасываются насосом. Восстановленные пески сливают и затем промывают перед тем, как их отправляют на свалку или повторно используют в зависимости от качества стирки.
Иногда в системе устанавливаются механические решетки для очистки сточных вод, совмещенные с дробилками, т.е. пропуская стоки, устройство одновременно измельчает крупные фракции. Такая конструкция устанавливается в камеру, где стоки двигаются по кругу. Работа такой решетки обеспечивается электродвигателем, находящимся снаружи конструкции и передающим энергию за счет передачи. Вращающийся барабан устройства направляет отходы в сторону режущих элементов, которые и обеспечивают измельчения примесей, находящихся в сточных водах. После переработки все вещества снова попадают в систему и двигаются дальше.
Обезжиривание: целью обезжиривания является устранение наличия смазки в сточных водах, что может препятствовать эффективности биологических обработок, которые впоследствии используются. Обезжиривание осуществляется флотацией. Вдувание воздуха в нижней части конструкции позволяет поверхности подниматься к поверхности смазки. Смазки соскабливаются на поверхности, а затем сохраняются перед удалением. Они также могут подвергаться определенной биологической обработке внутри станции.
На многих станциях используется комбинированный обессолитель / обезжириватель. «Первичное» лечение включает физические процессы с более или менее полным декантированием, возможно, сопровождаемые физико-химическими процессами, такими как коагуляция флоккуляции.
- Песколовки
. Это оборудование для механической очистки сточных вод хорошо справляется с задерживанием минеральных веществ. Поскольку их плотность выше, чем у воды, примеси могут оседать на дно. Песколовки могут работать только в определенных условиях: например, если вода будет двигаться слишком медленно, то из нее будут оседать более мелкие частицы – а это нежелательно. Подходящая скорость движения жидкости составляет около 15-30 см в секунду.
Конструкция песколовок, устанавливающихся на горизонтальных участках, включает два элемента: рабочий, пропускающий через себя стоки, и осадочный, являющийся элементом, предназначенным для сбора выпавших частиц. Песколовки можно очищать при помощи насоса, гидроэлеватора или других средств – все зависит от объема стоков. Хорошая песколовка может обеспечить очистку от 75% загрязнений.
Эти обработки устраняют 50-60% взвешенных твердых веществ, но, как правило, недостаточны для удовлетворения требований по очистке действующих правил. Классическая первичная декантация состоит из разделения элементов. жидкостей и твердых элементов под действием силы тяжести.
Твердые частицы осаждаются на дне работы под названием «декантер» для образования «первичного ила», который восстанавливается с помощью системы скребков. Использование пластинчатого декантера позволяет повысить эффективность декантации. Этот тип структуры имеет наклонные параллельные ламели, которые умножают поверхность осаждения и, следовательно, ускоряют процесс осаждения.
- Отстойники . Позволяют удалить из стоков механические частицы. С точки зрения расположения, отстойники делятся на горизонтальные, вертикальные и радиальные. Существует и классификация, зависящая от назначения устройства: отстойник может располагаться как перед очистительным сооружением, так и после него (такие устройства будут первичными или вторичными соответственно).
- Иловые площадки . Устройство представляет собой конструкцию, обеспечивающую высушивание влажных осадков, попадающих в систему после прохождения отстойника. Влажность стоков в таком случае приближается к 100%, а иловая площадка позволяет снизить этот показатель примерно до 75%, после чего количество отходов снижается в несколько раз. Схема механической очистки сточных вод в данном случае выглядит следующим образом: есть участок земли, вокруг которого располагаются земляные валы. Осадок выпадает в несколько слоев, поэтому определенная часть жидкости выпаривается, а другая проходит в грунт. Высушенные остатки вывозятся вручную, а иловая вода переносится к очистным сооружениям.
Заключение
В этой статье были описаны основные механические методы очистки сточных вод. Иногда на предприятиях могут использоваться и другие конструкции, но описанные выше устройства все же пользуются гораздо большим спросом. Читайте также: " ".
Декантация еще более эффективна, когда она сопровождается предшествующей флоккуляцией, которая включает в себя первую фазу добавления реагента, которая вызывает агломерацию частиц в суспензии, а затем ускорение их падения на дне Полученные твердые массы называются «хлопьями».
Биологическое удаление загрязняющих веществ В подавляющем большинстве случаев удаление загрязнения углеродом и азотом основано на биологических процессах. Биологических и физических процессов. Однако некоторые очистные сооружения, однако, прибегают к физико-химическим методам лечения, которые в различных случаях могут оказаться более подходящими.
Введение
1 Литературный обзор
2 Описание технологической схемы узла механической очистки сточных вод
3 Исходные данные
4 Материальный баланс
6 Контроль производства
Заключение
Сохранение гидросферы при непрерывном увеличении водопотребления и загрязнения водоемов промышленными и бытовыми отходами является одной из основных экологических проблем современности. Уже сейчас в мире используется 13% речного стока. В результате во многих регионах наблюдается недостаток пресной воды. Например, безвозвратное водопотребление в бассейнах рек Кубани, Дона, Урала, Терека и других превысило экологически безопасный уровень. Однако наибольший ущерб гидросфере наносится антропогенными загрязнениями. Обычно выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганических (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органических (нефтепродукты, нефть, ПАВ, пестициды, органические остатки). Физическое загрязнение связано с изменением физических параметров водной среды и определяется тепловыми, механическими и радиоактивными примесями. Биологическое загрязнение заключается в изменении свойств водной среды в результате увеличения количества не свойственных ей видов микроорганизмов, растений и животных (бактерии, грибы, простейшие, черви), привнесенных извне. Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на землю и попадают в водоемы и почву.
После вторичной обработки деполяция переходит на стадию осветления и прямой разряд в природе. Биологические обработки воспроизводят, искусственно или нет, явления самоочищения, существующие в природе. Самоочищение охватывает все процессы, с помощью которых водная среда удается восстановить свое первоначальное качество после загрязнения.
Методы биологической очистки используют активность бактерий в воде, которые деградируют органическое вещество. Эти методы являются либо анаэробными, то есть в отсутствие кислорода или аэробных, то есть требуя подачи кислорода. Во Франции процесс «активного ила» является наиболее распространенным в очистных сооружениях, обеспечивающих вторичную обработку.
Сточными водами предприятий промышленности и агропромышленного комплекса загрязняются реки, озера и моря. Быстрое развитие химических отраслей промышленности, образование значительных количеств сточных вод, загрязненных различными химическими веществами, повышение требований к качеству очищенных сточных вод обусловливают широкое применение разнообразных методов их очистки .
Бассейн с активированным илом представляет собой непрерывный реактор биомассы, в котором биомасса перемешивается и газируется вместе с сточной водой. Рисунок 5: Эксплуатация установки по обработке активного ила. Различные фазы механизма очистки ила, активированного на сточной воде, проходят через.
1-я фаза: удаление взвешенных и коллоидных веществ. 2-я фаза: метаболизм органического растворимого вещества. Биологические методы лечения включают в себя обширные и интенсивные биологические процессы. В лагуне используется очищающая способность мелких водоемов, а сточные воды отправляются в ряд бассейнов по меньшей мере три, а кислород подается путем обмена с атмосферой на уровне водоема и активность фотосинтеза микроводорослей на поверхности, а органическое загрязнение деградирует бактериями, присутствующими в водном организме, в то время как солнечная радиация разрушает определенные микробы. бассейны могут достигать 60 дней, и вода, подлежащая лечению, должна была быть декантирована заранее.
Почти вся вода, которая используется человеком для различных целей, снова возвращается в источник. Однако возвращает её человек в загрязнённом, не пригодном для повторного применения виде. Воду, которая возвращается после использования человеком в водоемы, необходимо очищать.
Для предохранения водоемов от загрязнений сточными водами производится ряд мероприятий: изменение технологического режима производства, многократное использование отработанной воды на других операциях, извлечение и утилизация ценных веществ из стоков, получение новых продуктов, и наконец, очистка производственных сточных вод.
Однако у него есть недостаток в использовании больших площадей, а в течение года он не дает постоянных выходов. Он особенно хорошо подходит для сельских общин. Они включают в себя целый ряд методов, которые имеют общее применение бактериальных культур, которые «поглощают» загрязняющие вещества. Существуют две основные категории искусственных биологических процессов.
«Без растительных растений», в которых бактериальная культура поддерживается подвешенной в потоке сточных вод, подлежащих обработке. «Фиксированные культуры», где бактериальная культура поддерживается поддержкой. Третичная обработка становится необходимой благодаря новым требованиям по очистке в отношении элементов азота и фосфора.
Способы очистки сточных вод разделяются на: механические, химические, физико-химические, биологические, термические.
Указанные методы очистки подразделяются на рекуперационные и деструктивные. Рекуперационные методы предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку всех ценных веществ. В деструктивных методах вещества, загрязняющие воды, подвергаются разрушению путем окисления или восстановления. Продукты разрушения удаляются из воды в виде газов или осадков.
Сточные воды содержат различные соединения азота из человеческих экскрементов, а также фосфор из главным образом моющих средств, используемых для мытья, потому что фосфаты используются для разрушения действия известняка путем фиксации ионов кальция, лучшая очищающая способность моющего средства.
Если эти вещества не являются непосредственно вредными, их воздействие на водную среду является вредным. Они распространяются на освещенную поверхность, где они способствуют чрезмерной пролиферации водорослей и других зеленых растений, которые, в свою очередь, разлагают нитраты и фосфаты, кислород которых переходит в атмосферу. Они играют доминирующую роль в эвтрофикации вод.
Выделяют следующие методы очистки сточных вод:
–Очистка от суспензированных и эмульгированных примесей.
1 Методы очистки от грубодисперсных примесей: отстаивание, процеживание и фильтрация, флотация, осветление во взвешенном осадке, центробежное фильтрование и отстаивание.
2 Методы очистки от мелкодисперсных примесей: коагуляция, флокуляция, электрокоагуляция, электрофлотация.
Это биохимический процесс, называемый активированным илом с чередованием фазы. В большинстве сточных вод азот находится в органической или аммиачной форме. Надлежащая оксигенация в баке для аэрации позволяет бактериям превращать органический азот в аммиак, а затем окислять аммиак до нитрата. Это окисление является нитрификацией.
Нитраты затем превращаются в газообразный азот в нетоксичном состоянии. Наличие кислорода в сочетании с нитратами. Остановите аэрацию, чтобы завершить этот шаг, называемый денитрификацией. Следует отметить, что во многих установках эта фаза не отличается от вторичной обработки, так как она выполняется при низкой нагрузке в бассейне осадка. Достаточно чередовать аэрирующие и аноксические фазы.
– Очистка от растворенных примесей.
1 Методы очистки от минеральных примесей: дистилляция, ионный обмен, обратный осмос, электродиализ, замораживание, реагентные.
2 Методы очистки от органических примесей.
2.1 Регенеративные: экстракция, ректификация, адсорбция, обратный осмос и ультрафильтрация.
2.2 Деструктивные: биохимические, жидкофазного окисления, парофазного окисления, окисления, радиационного окисления, электрохимического окисления.
Наиболее широко используемым методом очистки фосфора является химическое осаждение путем добавления металлических солей или извести. Фосфаты осаждаются в виде солей или гидроксидов металлов и отделяются от жидкой фазы декантацией. Добавление реагента может быть выполнено.
После предварительной обработки и перед основным очистителем или резервуаром аэрации происходит осаждение. Внизу по потоку от осветлителя на очищенный сток: это пост-осаждение. Необходим дополнительный декантер. Непосредственно на аэрационном бассейне: это наиболее часто используемое осаждение. Утилизация также может быть осуществлена частично биологическими способами, установка затем должна быть оборудована резервуаром или аноксической зоной.
3 Методы очистки от газов: отдувка, нагрев, реагентные методы.
– Методы устранения и уничтожения нерастворенных и растворенных примесей: устранение, закачка в скважины, захоронения, закачка в глубины морей, термическое уничтожение.
Выбор метода очистки и конструктивное оформление процесса производятся с учетом следующих факторов:
1) санитарных и технологических требований, предъявляемых к качеству очищенных вод с учетом дальнейшего их использования;
2) количества сточных вод;
3) наличия у предприятия необходимых для процесса обезвреживания энергетических и материальных ресурсов (пар, топливо, сжатый воздух, электроэнергия, реагенты, сорбенты), а также необходимой площади для сооружения очистных установок;
4) эффективности процесса обезвреживания .
Перед более тонкой очисткой сточные воды процеживают через решетки и сита, которые устанавливают перед отстойниками с целью извлечения из них крупных примесей, которые могут засорить трубы и каналы.
Решетки могут быть неподвижными, подвижными, а также совмещенными с дробилками (комминуторы). Наибольшее распространение имеют неподвижные решетки. Решетки изготовляют из металлических стержней и устанавливают на пути движения сточных вод под углом 60-75°. Стержни могут иметь круглое или прямоугольное сечение. Стержни с круглым сечением имеют меньшее сопротивление, но быстрей засоряются, поэтому чаще используют прямоугольные стержни, закругленные со стороны входа воды, в решетку.
Рисунок 1 – Решетки с граблями для очистки: 1 – решетка; 2 – бесконечная цепь; 3 – грабли
Решетки очищают граблями, которые могут быть установлены по-разному (рисунок 1). Ширина прозоров в решетке равна 16-19 мм. Скорость сточной воды между стержнями принимается равной 0,8-1 м/с.
Снятые с решеток загрязнения направляют на переработку. Для измельчения отходов используют дробилки. Решетки-дробилки представляют собой агрегат, совмещающий функции решетки и дробилки. Дробилки измельчают отходы, не извлекая их из воды.
Для удаления более мелких взвешенных веществ, а также ценных продуктов применяют сита, которые могут быть двух типов: барабанные или дисковые. Сито барабанного типа представляет собой сетчатый барабан с отверстиями 0,5-1 мм. При вращении барабана сточная вода фильтруется через его внешнюю или внутреннюю поверхность и в зависимости от подвода воды снаружи или внутрь. Задерживаемые примеси смываются с сетки водой и отводятся в желоб. Сита применяют в текстильной, целлюлозно-бумажной и кожевенной промышленности .
Для разделения взвешенных частиц на фракции могут быть использованы фракционаторы, основной частью которых является вертикальная сетка, разделяющая емкость на две части (рисунок 2). Диаметр отверстий сетки 60-100 мкм. Сточная вода через сопло поступает внутрь фракционатора и делится на грубую и тонкую фракции. При разделении 50-80% взвешенных частиц остается в грубой фракции.
Рисунок 2 – Фракционатор: 1 – корпус; 2 – сопло; 3 – сетка
Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц.
Песколовки. Их применяют для предварительного выделения минеральных и органических загрязнений (0,2-0,25 мм) из сточных вод. Горизонтальные песколовки представляют собой резервуары с треугольным или трапецеидальным поперечным сечением. Глубина песколовок 0,25-1 м. Скорость движения воды в них не превышает 0,3 м/с. Разновидностью горизонтальных песколовок являются песколовки с круговым движением воды в виде круглого резервуара конической формы с периферийным лотком для протекания сточной воды. Осадок собирается в коническом днище, откуда его направляют на переработку или в отвал. Применяются при расходах до 7000 м3/сут. Вертикальные песколовки имеют прямоугольную или круглую форму, в них сточные воды движутся с вертикальным восходящим потоком со скоростью 0,05 м/с.
Конструкцию песколовки выбирают в зависимости от количества сточных вод, концентрации взвешенных веществ. Наиболее часто используют горизонтальные песколовки.
Горизонтальные отстойники. Они представляют собой прямоугольные резервуары, имеющие два и более одновременно работающих отделения (рисунок 3а). Вода движется с одного конца отстойника к другому.
Глубина отстойников равна Н = 1,5-4 м, длина 8-12 м, а ширина коридора 3-6 м. Равномерное распределение сточной воды достигается при помощи поперечного лотка. Горизонтальные отстойники рекомендуется применять при расходах сточных вод свыше 15000 м3/сут. Эффективность отстаивания достигает 60%. Горизонтальную скорость движения воды в отстойнике принимают не более 0,01 м/с. Продолжительность отстаивания 1-3 ч.
Рисунок 3 – Отстойники: а – горизонтальный: 1 – входной лоток, 2 – отстойная камера, 3 – выходной лоток, 4 – приямок; б – вертикальный: 1 – цилиндрическая часть, 2 – центральная труба, 3 – желоб, 4 – коническая часть; в – радиальный: 1 – корпус, 2 – желоб, 3 – распределительное устройство, 4 – успокоительная камера, 5 – скребковый механизм; г – трубчатый; д – с наклонными пластинами: 1 – корпус, 2 – пластины, 3 – шламоприемник
Вертикальные отстойники. Схема вертикального отстойника одной из конструкций показана на рисунке 3б. Отстойник представляет собой цилиндрический (или квадратный в плане) резервуар с коническим днищем. Сточную воду подводят по центральной трубе. После поступления внутрь отстойника вода движется снизу вверх к желобу. Для лучшего ее распределения и предотвращения образования мути трубу делают с раструбом и распределительным щитом. Таким образом, осаждение происходит в восходящем потоке, скорость которого равна 0,5-0,6 м/с. Высота зоны осаждения - 4-5 м. Эффективность осаждения вертикальных отстойников ниже на 10-20%, чем в горизонтальных.
Радиальные отстойники. Они представляют собой круглые в плане резервуары (рисунок 3в). Вода в них движется от центра к периферии. При этом минимальная скорость наблюдается у периферии. Такие отстойники применяют при расходах сточных вод свыше 20000 м3/сут. Глубина проточной части отстойника - 1,5-5 м, а отношение диаметра к глубине от 6 до 30. Обычно используют отстойники диаметром 16-60 м. Эффективность их осаждения составляет 60%.
Повысить эффективность отстаивания можно путем увеличения площади отстаивания и проведения процесса осаждения в тонком слое жидкости. В последнем случае используют трубчатые и пластинчатые отстойники. При малой глубине отстаивания процесс протекает за короткое время (4-10 мин), что позволяет уменьшить размеры отстойников.
Рабочими элементами трубчатых отстойников являются трубки диаметром 25-50 мм и длиной 0,6-1 м. Трубки можно устанавливать с малым (до 5°) и большим (45-60°) наклоном. Трубчатый отстойник с небольшим наклоном работает периодически. Такие отстойники используют для осветления сточных вод с небольшим содержанием взвешенных частиц при расходах 100-10000 м3/сут. Эффективность очистки 80-83%.
В трубчатых отстойниках с большим наклоном вода проходит снизу-вверх, а осадок непрерывно сползает по дну трубок в шламовое пространство.
Пластинчатые отстойники. Они имеют в корпусе ряд параллельно установленных наклонных пластин. Вода движется между пластинами, а осадок сползает вниз в шламоприемник. Могут быть прямоточные отстойники, в которых направление движения воды и осадка совпадают; противоточные - вода и осадок движутся навстречу друг другу; перекрестные, в которых вода движется перпендикулярно движению осадка. Наиболее распространены противоточные отстойники.
Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тонкодиспергированных твердых или жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки.
Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводят в гидроциклонах и центрифугах.
Гидроциклоны. Для очистки сточных вод используют напорные и открытые (низконапорные) гидроциклоны. Напорные гидроциклоны применяют для осаждения твердых примесей, а открытые - для удаления осаждающих и всплывающих примесей. Гидроциклоны просты по устройству, компактны, их легко oбcлуживaть. Они отличаются высокой производительностью и небольшой стоимостью. Эффективность гидроциклонов находится на уровне 70%.
Многоярусные гидроциклоны. Центрифуги. Для удаления осадков из сточных вод могут быть использованы фильтрующие и отстойные центрифуги .
Фильтрование через фильтрующие перегородки. В качестве перегородки используют металлические перфорированные листы и сетки из нержавеющей стали, алюминия, никеля, меди, латуни и др., а также разнообразные тканевые перегородки (асбестовые, стеклянные, хлопчатобумажные, шерстяные, из искусственного и синтетического волокна). Для химически агрессивных сточных вод наиболее пригодны металлические перегородки, изготовляемые из перфорированных листов, сеток и пластин, получаемых при спекании сплавов. по конструктивным признакам; по способу съема осадка, наличию промывки и обезвоживания осадка, по форме и положению поверхности фильтрования. В системах очистки сточных вод используют фильтры периодического действия: нутч-фильтры, листовые и фильтр-прессы и фильтры непрерывного действия: барабанные, дисковые, ленточные. Из фильтров периодического действия наиболее простыми по устройству являются нутч - или друк-фильтры. Они предназначены для разделения нейтральных, кислых и щелочных суспензий. Для разделения труднофильтруемых суспензий применяют фильтр-прессы, работающие при давлении 0,3-1,2 МПа. Листовой фильтр представляет собой емкость, в которой размещены листовые элементы. Наиболее эффективно листовые фильтры используют в процессах сгущения суспензий. Непрерывные высокопроизводительные барабанные вакуум-фильтры применяют для разделения труднофильтруемых суспензий. Дисковые фильтры предназначены преимущественно для фильтрования суспензий с невысокой скоростью осаждения твердой фазы, а также для разделения легкоиспаряющихся, вязких, окисляемых и токсичных суспензий. Фильтры с зернистой перегородкой. В процессах очистки сточных вод как правило приходится иметь дело с большим количеством воды, поэтому применяют фильтры, для работы которых не требуется высоких давлений. Исходя из этого, используют фильтры с сетчатыми элементами (микрофильтры и барабанные сетки) и фильтры с фильтрующим зернистым слоем. По характеру механизма задерживания взвешенных частиц различают два вида фильтрования: 1) фильтрование через пленку (осадок) загрязнений, образующуюся на поверхности зерен загрузки; 2) фильтрование без образования пленки загрязнений. В первом случае задерживаются частицы, размер которых больше пор материала, а затем образуется слой загрязнений, который является также фильтрующим материалом. Такой процесс характерен для медленных фильтров, которые работают при малых скоростях фильтрования. Во втором случае фильтрование происходит в толще слоя загрузки, где частицы загрязнений удерживаются на зернах фильтрующего материала адгезионными силами. Такой процесс характерен для скоростных фильтров. Фильтры с зернистым слоем подразделяют на медленные и скоростные, открытые и закрытые. Высота слоя в открытых фильтрах равна 1-2 м, в закрытых 0,5-1 м. Напор воды в закрытых фильтрах создается насосами.
Медленные фильтры используют для фильтрования некоагулированных сточных вод. Скорость фильтрования в них зависит от концентрации взвешенных частиц: до 25 мг/л принимают скорость фильтрования 0,2-0,33 м/ч; при 25-30 мг/л - 0,1-0,2 м/ч. Достоинством фильтров является высокая степень очистки сточных вод. Недостатки: большие размеры, высокая стоимость и сложная очистка от осадка. Скоростные фильтры могут быть двух типов: однослойные и многослойные. У однослойных фильтров фильтрующий слой состоит из одного и того же материала, у многослойных-из различных материалов.
Сточную воду подают внутрь фильтра, где она проходит через фильтрующий материал и дренаж и удаляется из фильтра. После засорения фильтрующего материала проводят промывку подачей промывных вод снизу вверх. Дренажное устройство выполняют из пористобетонных сборных плит. На нем размещают фильтрующий материал (в 2-4 слоя) одного гранулометрического состава. Общая высота слоя загрузки равняется 1,5-2 м. Скорость фильтрования принимается равной 12-20 м/ч.
Осветлители. Их применяют для очистки природных вод и для предварительного осветления сточных вод некоторых производств. Используют, в частности, осветлители со взвешенным слоем осадка, через который пропускают воду, предварительно обработанную коагулянтом.
Воду с коагулянтом подают в нижнюю часть осветлителя. Хлопья коагулянта и увлекаемые им частицы взвеси поднимаются восходящим потоком воды до тех пор, пока скорость выпадения их не станет равной скорости восходящего потока - сечение I-I.
Рисунок 4 – Блок осветлителя: 1 – осветлитель; 2 – желоб; 3 –осадкоуплотнитель
Выше этого сечения образуется слой взвешенного осадка, через который фильтруется осветленная вода. При этом наблюдается процесс прилипания частиц взвеси к хлопьям коагулянта, осадок удаляется в осадкоуплотнитель, а осветленная сода поступает в желоб, из которого ее направляют на дальнейшую очистку. Образование и уплотнение осадка в осадкоуплотнителе происходит в условиях непрерывного поступления взвеси .
Сточные воды завода «ИХЗК» поступают в водосборный бассейн. Здесь стоки со всего производства смешиваются аэрацией при помощи воздуходувки, а затем перекачиваются насосом и направляются в узел очистки сточных вод.
Сточная вода проходит через решетки, где происходит процеживание. Очищенная вода подается насосами дальше, а шлам, осевший на решетках, очищается граблями и направляется в шламосборник.
Вода, очищенная от крупных примесей, поступает в секцию отстаивания, где сначала в песколовке, затем в горизонтальных отстойниках происходит выделение минеральных и органических загрязнений из сточных вод под действием силы тяжести. Время пребывания стоков в них не менее 1,5 часа.
Очищенная вода направляется в осветлитель. Туда же подаётся сточная вода от производства катализаторов гидрокрекинга в качестве коагулянта. Осадок направляется в шламосборник.
Вода самотеком перетекает на следующие этапы очистки – на (например, на химическую или биологическую).
Принципиальная схема узла механической очистки сточных вод
А – решетка,
Б – песколовка,
В – горизонтальный отстойник,
Г – осветлитель,
Д – пресс-фильтр.
I – сточная вода от производства,
II – шлам, осевший на решётке,
III – вода на дальнейшую очистку,
IV – осадок песколовки,
V – вода на доочистку в отстойник,
VI – шлам отстойника,
VII – вода в фильтр,
VIII – шлам осветителя,
IX – сточные воды от производства катализатора гидрокрекинга в качестве коагулянта,
X – вода на фильтр,
Песколовка.
Эффективность песколовки по твёрдой фазе – 60%, по взвешенным веществам – 55%, по солям – 10%.
Влажность осадка – 50 %.
Материальный баланс песколовки представлен в таблице 2.
Таблица 2 – Материальный баланс песколовки
Горизонтальный отстойник
Эффективность отстойника по твёрдой фазе – 70%, по взвешенным веществам – 70%, по солям – 15%.
Влажность осадка – 50 %.
Материальный баланс отстойника представлен в таблице 3.
Таблица 3 – Материальный баланс отстойника
Осветлитель
Эффективность осветлителя по твёрдой фазе – 90%, по взвешенным веществам – 90%, по солям – 20%.
Влажность осадка – 40 %.
Материальный баланс осветлителя представлен в таблице 4.
Таблица 4 – Материальный баланс осветлителя
Пресс-фильтр
Эффективность пресс-фильтра по твёрдой фазе – 90%, по взвешенным веществам – 90%, по солям – 30%.
Влажность осадка – 50 %.
Материальный баланс осветлителя представлен в таблице 5.
Таблица 5 – Материальный баланс осветлителя
Под техническим контролем понимают область, автоматически охватывающую методы и средства наблюдения за тем или иным производственным процессом, за состоянием или за работой отдельных аппаратов.
Параметры контроля и регулирования выбирают с учетом технологического режима.
В качестве контролируемых и регулируемых параметров выбирают те, которые обеспечивают устойчивость работы очистных сооружений и требуемое количество очистки стоков.
Основными контролируемыми параметрами являются уровень жидкости, расход сточных вод, величина рН среды и температура.
При выборе приборов контроля и регулирования руководствуются такими требованиями как надежность, точность, приспособленность к измеряемой среде, удобство в эксплуатации.
Заключение
В ходе работы была предложена принципиальная схема узла механической очистки сточных вод производства катализаторов. Схема проста и удобна. Эффективность всего узла по твёрдой фазе – 99,94%, по взвешенным веществам – 99,86%, по солям – 80,47%.
Таким образом, можно сделать вывод, что схема технологична, имеет высокую эффективность очистки сточных вод от механических примесей.
Список использованных источников
1 Н.Н. Михеев, Водохозяйственная политика РФ и пути её реализации, статья, ВСТ №5, – 2000
2 Лапицкая М.П., Зуева Л.И., Балаескул Н.М., Кулешова Л.В. Очистка сточных вод. - Минск: Высшая школа, 1983. – 256 с.
3 Яковлев С.В., Корелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. – М.: Стройиздат, 1985. – 336 с.
4 Технологический регламент ОАО ² Ишимбайский химический завод катализаторов ².
