1.6.Технологические схемы многостадийной

1.6.Технологические схемы многостадийной

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

Очистка воды предназначена для доведения всех параметров, характеризующих ее качество, до нормативных показателей. Существенно отличается очистка воды для питьевых нужд, в технологических целях (как из поверхностных водоемов, так и подземных вод) и очистка сточных вод.

Причем даже для промышленных стоков, сбрасываемых в водоемы или на грунт и сливаемых в систему канализации, нормативы и требования к очистке различные. И они постоянно ужесточаются. Считается, что суммарные затраты на очистку сточных вод современных предприятий в среднем составляют от 15 до 40% их общей стоимости.

Методы очистки воды при всем их многообразии можно подразделить на три группы: механические, физико-химические и биологические.

Механическая очистка сточных вод используется преимущественно как предварительная. Она обеспечивает удаление взвешенных веществ из производственных сточных вод до 90-95%. Задачей механической очистки является подготовка сточной воды к другим методам очистки. В результате механической очистки из сточных вод удаляются загрязнения, находящиеся в нерастворённом (песок, шлак, уголь, стекло и др.) и частично коллоидном состоянии (взвешенные и плавающие, грубоэмульгированные и суспендированные загрязнения). Для удаления перечисленных загрязнений используют гравитационные и центробежные силы, применяют процеживание и фильтрование. При механической очистке применяют решётки, песколовки, отстойники, осветлители, жироловки, нефтеловушки гидроциклоны, центрифуги, фильтры и другие сооружения.

Процеживание -- первичная стадия очистки сточных вод -- вода пропускается через специальные металлические решетки с шагом 5--25 мм, установленные наклонно. Периодически они очищаются от осадка с помощью специальных поворотных приспособлений.

Отстаивание происходит в специальных емкостях, которые по направлению движения воды делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные и комбинированные. Общими для них являются, выход очищенной воды в верхней части отстойника и гравитационный принцип осаждения частиц, которые собираются внизу. Разновидностью отстойника являются песколовки. Как правило, время нахождения воды в песколовках намного меньше, чем в отстойниках, где оно доходит до 1,5 часов (для сточных вод).

Рис. 1 Схема вертикального отстойника

1 -- трубопровод для вывода очищ. воды из отстойника, 2 -- цилиндрическая перегородка, З -- кольцевой водосборник, 4 -- трубопровод для удаления шлама, 5 -- подводящий трубопровод, 6 -- корпус отстойника, 7 -- кольцевой отражатель, 8 -- шламосборник.

Рис. 2 Горизонтальная песколовка с круговым движением воды: 1 - гидроэлеватор; 2 - трубопровод для отвода всплывающих примесей; 3 - желоб; 4 - затворы; 5 - подводящий лоток; 6 - пульпопровод; 7 - трубопровод рабочей жидкости; 8 - камера переключения; 9 - устройство для сбора всплывающих примесей; 10 - отводящий лоток; 11 - полупогружные щиты

Инерционное разделение осуществляется в гидроциклонах. Различают открытые и напорные гидроциклоны, причем первые имеют большую производительность и малые потери напора, но проигрывают в эффективности очистки (особенно от мелких частиц)

Рис. 3 Напорный гидроциклон

1--крышка; 2-- труба; 3 -- отверстие; 4-- сливной патрубок; 5--внутренний винтовой поток; 6--внешний винтовой поток; 7 -- воздушный столб

Фильтрование сточных вод применяют для их осветления непосредственно после отстаивания. Как правило, фильтры очищают воду от тонкодисперсных примесей даже при небольших концентрациях. Применяют зернистые, тканевые и намывные фильтры. Кроме того фильтры подразделяют на напорные и безнапорные. Бывают фильтры с плавающей загрузкой из полистирола.

Рис.4 Безнапорный фильтр очистки воды с плавающей загрузкой:

1 - корпус; 2 - опорная решетка; 3 - плавающая загрузка; 4 - распределительная решетка

Нефтеловушки в самом простом исполнении представляют собой отстойники, в которых выход очищенной воды происходит снизу, а нефтяная пленка собирается сверху.

Рис. 5 Схема нефтеловушки

Физико-химическая очистка обеспечивает отделение как твердых и взвешенных частиц, так и растворенных примесей. Она включает множество разных способов, важнейшими из которых являются экстракция, флотация, нейтрализация, окисление, сорбция, коагуляция, ионообменные методы и др.

Экстракция -- процесс разделения примесей в смеси двух нерастворимых жидкостей (экстрагента и сточной воды). Например, в специальных колонках (пустотелых или заполненных насадками) стоки смешиваются с экстрагентом, отбирающим вредные вещества: так бензолом удаляется фенол.

Флотация -- процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. В некоторых случаях между пузырьками и примесями происходит реакция. Разновидность метода -- электрофлотация, при которой вода дополнительно обеззараживается за счет окислительно-восстановительных процессов у электродов.

Нейтрализация -- обработка воды щелочами или кислотами, известью, содой, аммиаком и т. п. с целью обеспечения заданной величины водородного показателя рН. Самый простой способ нейтрализации сточных вод -- смешение кислых и щелочных стоков, если они имеются на предприятии.

Рис.6 Схема электрофлотатора-фильтра:

1 - камера флокуляции; 2 - патрубки для подачи исходной воды; 3 - патрубки для подачи растворов реагентов; 4 - патрубки для отвода флотошлама; 5 - камера для сбора пены; 6 - пеносборное устройство; 7, 8, 9 - перегородки; 10 - мотор-редуктор; 11 - патрубки для отвода очищенной воды; 12 - камера сорбции; 13 - камера флотации; 14 - электроды; 15 - токоподводы; I - исходная вода; II - раствор реагента; III - флотошлам; IV - очищенная вода

Окисление -- применяется как при водоподготовке, так и при обработке сточных вод для обеззараживания воды и уничтожения токсичных биологических примесей. Наиболее распространенный способ -- хлорирование -- чреват, как указывалось ранее, появлением диоксинов (особенно при вынужденном повышении дозы хлора летом или в период паводка, так называемом перехлорировании). Необходимо постепенно переходить на другие способы, например, на комбинацию -- озонирование и хлорирование. Озонирование -- дорого и более кратковременного действия, но оно перспективнее. В настоящее время отрабатываются комбинации реагентов с ультрафиолетовой обработкой воды. Во всяком случае, вода, применяемая для питья и содержащая характерный залах хлора, перед употреблением должна отстаиваться и кипятиться, как минимум.

Сорбция, как и при обработке газовых выбросов, способна обеспечивать эффективную очистку воды от солей тяжелых металлов, непредельных углеводородов, частичек красящих веществ и т. п. Лучшим сорбентом и здесь является активированный уголь, это относится и к различным минералам (шунгиту, цеолиту и др.), специально обработанным опилкам, саже, частичкам титана и др. На этих сорбентах работают многие бытовые фильтры для воды: «Родничок», «Роса» и др.

Коагуляция -- обработка воды специальными реагентами с целью удаления нежелательных растворенных примесей. Широко распространена при водоподготовке. Обработка ведется соединениями алюминия или железа, при этом образуются твердые нерастворимые примеси, отделяемые обычными способами. Для сточных вод широко применяется электрокоагуляция, при которой вблизи электродов образуются ионы {результат анодного растворения материала электродов), реагирующие с примесями. Так отделяют тяжелые металлы, пианы и др.

Рис. 7 Конструкция осветлителя со взвешенным осадком коридорного типа: 1 - коридоры осветления; 2 - осадкоуплотнитель; 3 - слой взвешенного осадка; 4 - зона осветления; 5 - сборные желоба; 6 - осадкоприемные окна; 7 - трубы принудительного отвода осветленной воды; 8 - трубопровод распределения исходной воды в коридорах осветления; 9 - трубопровод сброса осадка; 10 - подача исходной воды в осветлитель

Ионообменные методы достаточно эффективны для очистки от многих растворов и даже от тяжелых металлов. Очистка производится синтетической ионообменной смолой и, если ей предшествует механическая очистка, позволяет получить выделенные из воды металлы в виде сравнительно чистых концентрированных солей.

Биологические методы очистки основаны на способности некоторых микроорганизмов использовать для своего развития органические вещества, содержащиеся в сточных водах в растворённом или коллоидном состояниях. Сооружения биологической очистки можно разделить на две основные группы. К первой относятся сооружения, в которых воспроизводится процесс биохимического распада органических веществ в почве (поля фильтрации, поля орошения, биологические фильтры, аэрофильтры), ко вторым - сооружения - воспроизводящие этот процесс в водной среде ( биологические пруды, циркуляционно-окислительные каналы, аэротенки, метантенки)

Рис. 8 Осветлитель-перегниватель: 1 - подающий лоток; 2 - центральная труба; 3 - отражательный щит; 4 - камера флокуляции; 5 - зона отстаивания (осветлитель); 6 - сборный периферийный лоток; 7 - отводящая труба осветленной воды; 8 - иловая труба; 9 - камера для сбраживания осадка (перегниватель); 10 - труба для удаления сброженного осадка; 11 и 12 - лоток и труба для удаления корки; 13 - илораспределительная труба

Таблица 3 - Методы очистки сточных вод

Метод

Цель очистки

Эффективность

Механическая очистка

Удаление взвесей

Снижение БПК

0,75-0,90

0,20-0,35

Биологическая очистка

0,70-0,95

Химическое осаждение с помощью Al2(SO4)3 или FeCl3

Удаление фосфора

Снижение концентраций тяжёлых металлов Снижение БПК

0,65-0,95

0,40-0,80

0,50-0,65

Химическое осаждение с помощью Са(ОН)2

Удаление фосфора

Снижение концентрация тяжёлых металлов

Снижение БПК

0,85-0,95

0,80-0,95

0,50-0,70

Отгонка аммиака

Удаление аммиака

0,70-0,95

Нитрификация

Окисление аммонийного азота до нитратного

0,80-0,95

Адсорбция активным углём

Снижение ХПК (путём удаления токсических веществ)

0,40-0,95

Денитрификация после нитрификации

Удаление азота

0,70-0,90

Ионный обмен

Снижение БПК

Удаление фосфора

Удаление азота

Снижение концентрации тяжёлых металлов

0,20-0,40

0,80-0,95

0,80-0,95

0,80-0,95

Химическое окисление

Окисление токсических веществ

0,90-00,95

Экстракция

Снижение концентраций тяжёлых металлов и других токсических веществ

0,50-0,95

Обратный осмос

Удаление различных загрязнителей

Высокая, но метод дорогой

Дезинфекция

Снижение концентрации микроорганизмов

Высокая, но практически не поддаётся определению

Большинство показателей находятся в пределах допустимых концентраций, поэтому расчёт эффективности очистки сточных вод составлен только по трём показателям, выходящим за рамки ПДК: сухой остаток, нефтепродукты и хлориды.

Эффективность очистки сточных вод определяем по формуле:

Э= 100%,

где Сдо - концентрация загрязнителя до очистки, мг/л;

Спдк- концентрация загрязнителя до очистки, мг/л.

Таблица 4 - Расчет эффективности очистки сточной воды

Показатели

ПДК, мг/л

Эффективность очистки

Сухой остаток, мг/л

1000

87,9

Нефтепродукты, мг/л

0,1

99,8

Хлориды (Cl-), мг/л

350

92,4

1 2 3 4

7 6 5

8

Рис.9 - Технологическая схема очистки сточных вод хлебозавода г. Белгород

1- решётка; 2 - песколовка; 3 - вертикальный отстойник; 4 - нефтеловушка; 5- Напорный фильтр с активированным углем; 6 - поля фильтрации; 7 - природный водоём; 8 - городская канализация

Технологическая схема биологической очистки 632
1.6.Технологические схемы многостадийной 509
РАЗРАБОТКБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ
1.6.Технологические схемы многостадийной 826
Технологические схемы
1.6.Технологические схемы многостадийной 964
ВЫБОР МЕТОДОВ
1.6.Технологические схемы многостадийной 656
2.3. Схемы
1.6.Технологические схемы многостадийной 53
1.6.Технологические схемы многостадийной 66
1.6.Технологические схемы многостадийной 41
1.6.Технологические схемы многостадийной 70
1.6.Технологические схемы многостадийной 12
1.6.Технологические схемы многостадийной 16
1.6.Технологические схемы многостадийной 36
1.6.Технологические схемы многостадийной 66
1.6.Технологические схемы многостадийной 71
1.6.Технологические схемы многостадийной 35

Похожие статьи