Очистка сточных вод

3.1.1.3. Радиальные

     Сходную с вертикальными отстойниками конструкцию  имеют радиальные. Эти железобетонные сооружения могут быть до 100 м в диаметре и 5 м глубиной, но обычно их диаметр составляет от 16 до 60 м, глубина – от 0,1 до 0,15 диаметра. Отвод воды производится через круговой водослив в верхней части сооружения. Осевший на дно осадок собирается вращающимися скребками. Скребковый механизм располагается на одной опоре в центре аппарата. Отстойники этого типа применяются для осветления вод высокой мутности, а также для очистки воды в системах промышленного водоснабжения, на очистных сооружениях производительностью более 20 тыс. м3/сут. Они обеспечивают удаление до 50 % взвешенных веществ.

     Применяются конструкции с движением воды от центра к периферии или наоборот. В первом случае имеет место повышение скорости впускаемой воды, что приводит к менее эффективному использованию значительной части сооружения.

3.1.1.4. Трубчатые и пластинчатые тонкослойные отстойники

     Наряду  с описанными выше горизонтальными, вертикальными и радиальными конструкциями, к динамическим отстойникам относятся аппараты, в которых движение воды происходит под уклоном. Их появление было вызвано стремлением сократить время отстаивания, которое, согласно законам седиментации, возрастает с увеличением высоты слоя воды, причем основная доля осадка выпадает в начальный период. С учетом этого были разработаны технологии отстаивания с уменьшенной высотой водного слоя и многократным повторением процедуры осаждения. Так возникли тонкослойные отстойники, по своему конструктивному исполнению подразделяющиеся на трубчатые и пластинчатые. Рабочий элемент трубчатых отстойников – трубки диаметром 2,5–5 см и длиной около 1 м. Изготавливаются они, как правило, из пластика. Для агрегатов большой производительности используют специальные блоки, состоящие из множества трубок.

     Общие достоинства тонкослойных отстойников  всех типов – увеличение скорости очистки, быстрый монтаж сооружения из готовых блоков, а также экономичность вследствие небольших размеров аппарата и невысоких затрат на строительство. К недостаткам этого оборудования следует отнести необходимость предварительного удаления из воды примесей с большими размерами частиц и загрязнений, плавающих на поверхности. При очистке сточных вод от нефтепродуктов с помощью тонкослойных отстойников сгустки примесей могут быстро привести оборудование в негодность.[8] 

3.1.2. Фильтрование

     Фильтры подразделяют по различным признакам: по характеру протекания процесса - периодические и непрерывные, по виду процесса- для разделения, сгущения и осветления; по давлению при фильтрованию – под вакуумом, под давлением, или при гидростатическом давлении столб жидкости, по направлению фильтрования- вниз, вверх, вбок, по конструктивным признакам, по способу съема осадка, наличию промывки и обезвоживанию осадка, по форме и положению поверхности фильтрования.

     В системах очистки сточных вод  используют фильтры периодического действия: нутч-фильтры, листовые и фильтр-пессы и фильтры непрерывного действия: барабанные, дисковые, ленточные, фильтры с сетчатыми элементами и фильтры с фильтрующим зернистым слоем. В качестве сетчатых элементов используют металлические перфорированные листы и сетки из кислотоупорной стали, алюминия, различные тканевые перегородки- асбестовые, стеклянные, хлопчатобумажные. В качестве зернистого фильтрующего слоя используют материалы: природные и искусственные (кварцевые песок, дробленый гравий, кварц, мраморная крошка, керамзит) или синтетические(полистирол, лавсан, нитрон, полипропилен).

     Фильтры с зернистым улавливающим слоем  представляют собой резервуары с дренажным устройством для отвода воды в нижней части аппарата; на дренаж укладывают слой поддерживающего материала, а на него – слой фильтрующего материала. Производительность фильтра определяется обьемом воды, прошедшим за единицу времени через единицу поверхности. Фильтры с зернистой загрузкой классифицируются по следующим признакам:

     1. По скорости фильтрования –  медленные (0.1-0.3 м/час), скорые (5-12 м/час)  и сверхскоростные (36-100м/час)

     2. По давлению, при котором они  работают- открытые, закрытые

     3. По направлению фильтрующего  потока- однопоточные, двухпоточные и многопоточные

     4.По  крупности фильтрующего материала-  мелко-, средне-, крупнозернистые

     5. По количеству фильтрующих слоев-  одно-, двух-, многослойные.

       Для очистки сточных вод от  волокнистых материалов используют микрофильтры, в которых фильтрация осуществляется через слой сеток  с отверстиями размером от 40 до 70 мкм. Скорость фильтрации на таких установках составляет м/час, при концентрации взвесей 15-20 мг/л, эффективность очистки составляет 50-60 %.

     Для удаления из жидкостей мелких ферромагнитных частиц применяют магнитные фильтры. Эффективность очистки 80-90% при производительности до 60 м3/час. 

3.1.3. Центрифугирование на центрифугах и гидроциклонах

     Центрифугирование — разделение неоднородных систем (напр., жидкость — твердые частицы) на фракции по плотности при помощи центробежных сил. Центрифугирование осуществляется в аппаратах, называемых центрифугами. Основной рабочий орган этих машин- осесимметричная оболочка, или ротор, вращающийся с большой частотой, благодаря чему создается поле центробежных сил. В зависимости от метода центрифугирования осуществляется в сплошных или перфорированных роторах.

     К основным преимуществам осадительных центрифуг перед отстойниками следует отнести: компактность установок, более высокий эффект осветления сточных вод, возможность получения осадка более низкой влажности.

     Недостатки: высокая энерго- и металлоемкость, наличие вращающихся элементов, использования ограждения.

     Гидроциклон — (от гидро — вода и греч. kyklon — вращающийся) (центробежный сепаратор) аппарат, предназначенный для обесшламливания, сгущения шламов и продуктов флотации, осветления оборотных вод, классификации рудной пульпы в стадиях тонкого измельчения в замкнутом цикле с шаровыми мельницами и обогащения тонких фракций угля и руд в водной среде и тяжелых суспенциях в центробежном поле, создаваемом в результате вращения пульпы. Принцип действия гидроциклонов основан на сепарации частиц твёрдой фазы в вращающемся потоке жидкости. Величина скорости сепарирования частицы в центробежном поле гидроциклона может превышать скорость осаждения эквивалентных частиц в поле гравитации в сотни раз.

     К основным преимуществам гидроциклонов  можно отнести:

     -высокую  удельную производительность по  обрабатываемой суспензии;

     -сравнительно  низкие расходы на строительство  и эксплуатацию установок;

     -отсутствие  вращающихся механизмов, предназначенных  для генерирования центробежной силы; центробежное поле создается за счет тангенциального ввода сточной воды;

     -возможность создания компактных автоматизированных установок.

     Классификация гидроциклонов

     -цилидроконические  гидроциклоны

     -батарейные  гидроциклоны

     -стандартные  гидроциклоны

     Применение  гидроциклонов

     -разделение  по крупности в водной среде  измельченных руд и других материалов в процессе классификации

     -обогащение  мелко- и среднезернистых руд  в тяжелых суспензиях

     -обезвоживание  продуктов обогащения рудных  и других полезных ископаемых

     -дешламация  продуктов обогащения рудных  и других полезных ископаемых

     Влажность шлама 60%, эффективность очистки составляет 60% .[4]

3.2.Химическая  отчистка сточных  вод. Нейтрализация

           С целью предупреждения коррозии материалов канализационных  очистных сооружений, нарушения биологических процессов в биологических окислителях и в водоёмах, а также осаждения из сточных вод тяжёлых металлов кислые и щелочные сточные воды подвергают нейтрализации.

       При спуске производственных  сточных вод в водоем или  в городскую канализационную  сеть практически нейтральными  следует считать смеси с рН= 6,5... 8,5. Таким образом, нейтрализации подвергать необходимо сточные воды с рН менее 6,5 и более 8,5, при этом необходимо учитывать нейтрализующую способность водоема, а также щелочной резерв городских сточных вод. Из условий сброса производственных стоков в водоем или городскую канализацию следует, что наибольшую опасность представляют кислые сточные воды, которые встречаются также гораздо чаще, чем щелочные.

     Наиболее  часто сточные воды загрязнены минеральными кислотами: серной H2S04, азотной HN03, соляной HC1, а также их смесями. Значительно реже встречаются азотистая HN02, фосфорная Н3Р04, сернистая H2S03, сероводородная H2S, плавиковая HF, хромовая Н2СЮ4 кислоты, а также органические кислоты: уксусная СН3СООН, пикриновая HOC6H2(N02)3, угольная Н2С03, салициловая С6Н4(ОН)2 и др.

     Концентрация  кислот в сточных водах обычно не превышает 3%, но иногда достигает  большей величины; например, в отдельных производствах органического синтеза содержание серной кислоты в стоке составляет 40% и более.

     В основе метода нейтрализации лежит химическая реакция нейтрализации взаимодействия кислот и щелочей. В результате которой образуются соли, использование которых возможно в производстве.

       При  химической  очистке применяют следующие способы нейтрализации: .

     - взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод;

     - нейтрализация реагентами (растворы кислот, негашеная известь, 
гашенная известь, кальцинированная сода Na2C03, каустическая сода NaOH, 
аммиак);

     - фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, магнезит, MgO - обожженный магнезит, мел);

     - нейтрализация щелочных сточных вод отходящими дымовыми 
газами.

     Выбор способа нейтрализации зависит  от многих факторов: вида и концентрации кислот, загрязняющих производственные сточные воды; расхода и режима поступления отработанных вод на нейтрализацию; наличия реагентов; местных условий и т.д.