МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
Механическая очистка производится для удаления из производственных сточных вод нерастворенных примесей.
Основные процессы механической очистки: процеживание, отстаивание, выделение твердых взвешенных частиц при помощи центрифуг или гидроциклонов. Для задержания тонкодисперсной взвеси применяется фильтрование.
Тот или иной процесс механической очистки применяют в зависимости от свойств примесей и необходимой полноты их выделения.
Процеживание сточной воды производят на решетках или сетках в зависимости от требуемой полноты выделения нерастворенных примесей.
Решетки предназначаются для выделения из сточных вод крупных примесей и устанавливаются перед отстойниками. Они предусматриваются также на цеховых выпусках, если сточные воды содержат много крупных примесей, особенно волокнистых веществ, вызывающих засорение трубопроводов, насосов и очистных установок.
Материал решеток выбирают с учетом величины рН сточных вод (см. гл. XVII).
Для выделения более мелких взвешенных веществ применяют сетки. Барабанные сетки ( 5.16) представляют собой непрерывно действующий механизм в виде вращающегося барабана, на который натянута тонкая металлическая сетка. Рабочая сетка с размером ячеек 0,5X0,8 мм располагается между поддерживающими сетками, имеющими ячейки размером 10ХЮ мм- Скорость процеживания 40—50 м3/(м2-ч). Сетки погружены в воду на 4/s диаметра барабана. Уровень воды в камере принимается на 20 см ниже уровня воды в барабане. Очищаемая вода поступает внутрь барабана и процеживается через сетчатые элементы, наружу в камеру.
Промывная вода под давлением не менее 0,15—0,2 МПа поступает в пластинчатые разбрызгиватели, расположенные над барабаном по его образующей. Расстояние от стенок камеры до поверхности барабана должно быть не менее 0,5—0,7 м, а от торцов барабана до стенок —не менее 0,7 м.
| Выбор раздела ►► Канализация | Выбор раздела ► ► Водоснабжение |
Дополнительно по теме канализация:
Наши дополнительные услуги:
ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ
8(495)744-67-74
Барабан приводится во вращение электродвигателем через редуктор. Окружная скорость вращения 0,1—0,5 м/с. Потери напора на сетке допускаются около 0,2 м. Расход воды на промывку барабанных сеток составляет около 1 % расхода обрабатываемой воды.
Барабанные сетки чаще всего устанавливают для подготовки сточной воды перед подачей ее на фильтры.
Отстаивание. Для выделения из производственных сточных вод не-растворенных примесей применяют отстойники различных типов, чаще всего горизонтальные и радиальные с механизированным удалением осадка. По конструкции они мало отличаются от отстойников, применяемых при очистке бытовых сточных вод.
Отстойники применяются как в качестве сооружений для очистки (осветления) сточных вод, используемых в системах оборотного водоснабжения, так и для предварительной обработки сточных вод перед их биологической очисткой.
Для выделения из производственных сточных вод всплывающих примесей применяют отстойники специального назначения: нефтеловушки, жироуловители, смолоуловители и др.
При выборе типа и конструкции отстойников для производственных сточных вод необходимо учитывать химические и физические свойства этих вод и содержащихся в них взвешенных веществ, а также влияние на состав сточных вод технологических условий производства и местных факторов. К числу основных показателей относятся: температура сточных вод, поступающих на осветление; концентрация взвешенных веществ и их физические свойства; крупность частиц и их плотность. степень агломерации взвешенных частиц, скорость осаждения или всплывания частиц (гидравлическая крупность); влажность осадка непосредственно после его выпадения; кинетика процесса уплотнения осадка под водой; плотность сухого остатка.
На основании этих показателей и заданного эффекта осветления сточной воды определяют продолжительность отстаивания и размеры отстойников.
Отстойники могут быть в виде открытых или закрытых сооружений, что определяется климатическими условиями.
Отстойники рассчитывают на максимальный часовой приток сточных вод, а при наличии усреднительных резервуаров — на усредненный расход, на заданный эффект осветления сточной воды и по данным кинетики осаждения взвешенных частиц, устанавливаемой лабораторными исследованиями, с пересчетом на натурные условия.
Количество секций отстойников должно быть не менее двух; пропускная способность каждой из них 0,5 расчетного расхода.
При простом отстаивании остаточное содержание взвешенных веществ может быть больше допустимого. В этом случае следует применять отстаивание с коагуляцией взвешенных частиц. С целью экономии реагентов может быть применено простое отстаивание в качестве первой ступени осветления воды.
Для интенсификации процесса осаждения взвешенных частиц одновременно с введением коагулянтов следует применять и высокомолекулярные флокулянты ПАА, ВА-2 и другие в небольших дозах—1—3 мг/л.
При включении в систему оборотного водоснабжения обработанные реагентами сточные воды не должны обладать агрессивными свойствами и образовывать карбонатные и сульфатные отложения в сооружениях. Карбонатная жесткости обработанных сточных вод должна быть не ниже 2,5 и не выше 5 мг-экв/л, рН = 6…9; содержание сульфатов до 500—600 мг/л. В зависимости от характера очищаемых сточных вод части скребков, находящиеся в соприкосновении со стоками, изготовляются при необходимости из нержавеющей или кислотоупорной стали.
Радиальный отстойник предназначен для очистки (осветления) оборотной воды от механических примесей, уловленных ею в процессе очистки от пыли доменного газа металлургических заводов (очищенный доменный газ используется затем в качестве топлива). Оборотная вода в системе доменной газоочистки выполняет роль среды, поглощающей и транспортирующей механические примеси, а также охлаждает газ.
Отработавшая горячая вода от газоочистных аппаратов разводится по отстойникам. По лотку или трубопроводу вода сверху входит в центральное водораспределительное устройство и затем, двигаясь по отстойнику к периферии, освобождается от взвешенных веществ. Осветленная вода собирается периферийными лотками и затем трубопроводом отводится в камеру горячей воды насосной станции системы оборотного водоснабжения, откуда перекачивается на градирни для охлаждения. Выпавший осадок сгребается скребковой системой вращающейся фермы к центральному приямку, а из него откачивается шламовыми насосами на установку обезвоживания.
Скребковая ферма отстойника имеет приспособление для автоматического подъема ее при перегрузках, которые могуг возникнуть при чрезмерном уплотнении шламового слоя, образующегося на днище отстойника.
Периферийных лотков два — внешний и внутренний. Внешний лоток представляет собой канал, образованный внешней и внутренней стенкой отстойника. Внутренний лоток металлический, опирающийся на сливные трубы. Наличие двух лотков улучшает структуру потока при выходе осветленной воды из отстойника и уменьшает вынос частиц шлама в водосборные лотки.
Применение центрального привода в конструкции отстойника позволило выполнить скребковую ферму полностью затопленной, что улучшает гидравлические условия осветления воды (в верхних слоях не будет закручивания потока, вызываемого при движении фермы).
Диаметр отстойника 30,6 м. Нагрузка на 1 м2 площади отстойника; без коагуляции сточной воды до 2,5, с коагуляцией сточной воды до 5 м3/(м2-ч). Конструкции и коммуникации рассчитаны на пропуск 3500 м3/ч сточной воды.
Содержание взвешенных частиц: в воде, поступающей в отстойник,— 1500 мг/л, в осветленной воде, выходящей из отстойника, — 150 мг/л. -Частота вращения скребковой фермы 180 мин-1, высота подъема скребковой фермы 0,2 м.
Производственные сточные воды, содержащие всплывающие примеси (нефть, легкие смолы, масло и др.), очищают путем отстаивания. Для очистки сточных вод, содержащих грубодиспертированные нефть и нефтепродукты при концентрации их в сточной воде более 100 мг/л, применяют нефтеловушки. Они представляют собой прямоугольные, вытянутые в длину резервуары, в которых за счет разности плотности нефти и воды происходит их разделение. Нефть всплывает на поверхность, а содержащиеся в сточной воде минеральные примеси оседают на дно нефтеловушки.
Выдедеиие всплывающих примесей из воды по существу аналогично осаждению твердых взвешенных частиц; отличие лишь в том, что плотность частицы р2 в этом случае меньше плотности воды pi и «астица вместо осаждения всплывает.
При проектировании нефтеловушек следует принимать глубину проточной части 2 м, отношение длины к глубине 15—20, ширину секций 3—6 м, число секций не менее 2; слой всплывшей нефти 0,1 м, слой осадка до 0,1 м; влажность свежевыпавшего осадка 95% при плотности 1,1 т/м3, влажность слежавшегося осадка 70% при плотности 1,5 т/м3; количество задержанного осадка по сухому веществу 80—120 г на 1 м3 сточных вод.
Нефтеловушка представляет собой горизонтальный отстойник, разделенный продольными стенками на параллельно работающие секции ( 5.18).
Сточная вода поступает из отдельно расположенной распределительной камеры по трубопроводам в секции нефтеловушки; отсюда через распределительную щелевую перегородку она проходит в отстойную камеру.
При протекании по отстойной камере нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность воды. Всплывшую нефть собирают щелевыми поворотными трубами, установленными в начале и конце секций. Освобожденная от нефти вода в конце отстойной камеры проходит под затопленной неф-теудерживающей стенкой и через водослив переливается в отводящий лоток, а затем поступает в отводящий коллектор.
Для сгона нефти к нефтесборным трубам, сбора осадка, выпадающего в нефтеловушке, и перемещения его в приямок имеется скребковый транспортер, работающий от электропривода через редуктор и цепную передачу. Скребковые транспортеры для каждой секции нефтеловушки устанавливают с индивидуальными приводами.
Осадок из приямка нефтеловушки удаляется один-два раза в сутки в илопровод при помощи гидроэлеваторов или через донные клапаны.
Для защиты от снега и улучшения условий эксплуатации нефтеловушки перекрывают съемными плитами. Зимой в нефтеловушки подается пар для прогрева верхнего слоя жидкости, что способствует лучшему сбору и отведению уловленной нефти.
Работа всех механизмов нефтеловушки автоматизируется при помощи электропневматического прибора типа КЭП-12У.
Удаление нефти из нефтеловушек производится по накоплении определенного слоя ее. Электронные сигнализаторы уровня, реагирующие на границу раздела фаз нефть — вода, устанавливаются на специальных поплавках и используются для подачи импульса в схемы управления скребковым транспортером и поворотными нефтесборными трубами при накоплении заданного слоя нефти (не более 100 мм). На 5.19 представлена нефтеловушка радиального типа.
При правильной эксплуатации нефтеловушки даю г и более высокий эффект улавливания нефтепродуктов (90—99%).
Типовую нефтеловушку, применяющуюся в настоящее время на очистных станциях нефтеперерабатывающих заводов, можно реконструировать с использованием принципа тонкослойного отстаивания, который осуществляется делением рабочего объема нефтеловушки на отдельные секции параллельными пластинами с углом наклона к горизонту 45— 60°. Благодаря уменьшению высоты, в которой происходит разделение сточных вод, резко сокращается продолжительность процесса отстаивания. Равномерное распределение водного потока, обеспеченное в начале нефтеловушки водораспределительным устройством, сохраняется по всей ее длине. Исследования тонкослойной опытной нефтеловушки конструкции ВНИИ ВОДГЕО показали, что коэффициент использования ее объема составляет 90—93%, тогда как в типовой нефтеловушке он составляет 50—60%. Нефтеловушка новой конструкции при том же эффекте осветления, что и типовая, имеет в 5—6 раз меньший строительный объем и стоимость ее на 20—30% ниже, гидравлическая нагрузка может быть увеличена до 4 м3/(м2-ч). Незначительная площадь, занимаемая этой нефтеловушкой, даст возможность в необходимых случаях осуществить герметизацию сооружения.
Жироулавливание. Жиры и масла не допускаются к спуску в водоем, так как они, покрывая тонкой пленкой большие площади водной поверхности, затрудняют доступ кислорода воздуха и тем самым тормозят процессы самоочищения водоема. Кроме того, жиры, содержащиеся в производственных сточных водах, являются сырьем, которое может быть переработано для технических целей. Поэтому сточные воды, содержащие жиры и масла (сточные воды столовых, фабрик-кухонь, мясокомбинатов, маслозаводов, фабрик первичной обработки шерсти и др.) в количестве более 100 мг/л, пропускают через жироловушки.
Различают два вида жироловушек: цеховые и общие. Первые устанавливаются непосредственно у отдельных производственных цехов, сточные воды которых содержат много жиров; вторые устанавливаются на общем стоке жиросодержащих вод.
В зависимости от количества задерживаемых жиров последние удаляются из жироловушек при помощи насосов и вакуумных установок. При удалении жира насосами или вакуумными установками его подогревают до 45—50° С.
Цеховые жироловушки обычно имеют вид прямоугольных резервуаров глубиной (проточной части) не более 2 м. Продолжительность пребывания в них сточной жидкости принимается равной 5—7 мин.
В начале и конце жироловушки устанавливают не доходящие (на 0,3—0,5 м) до дна поперечные перегородки.
Общие жироловушки рассчитываются на более продолжительное пребывание в них жиросодержащей воды.
Скорость протока в горизонтальных жироловушках рекомендуется принимать равной 0,5 мм/с, в вертикальных — 0,3—0,4 мм/с.
Диаметр жировых частиц, задерживаемых в жироловушках, принимают равным 0,008—0,01 см, плотность всплывающего жира при 50° С— 0,9 г/см3.
Жиросодержащая сточная вода поступает в распределительный лоток и далее в отстойную часть жироловушки. Для задержания всплывших веществ служит полузатопленная стенка в конце жироловушки, а для сбора — поворотные щелевые трубы, установленные в конце каждой секции. Трубы могут вращаться вокруг своей оси, регулируя этим высоту снимаемого слоя жира.
Для подачи всплывших веществ к щелевым трубам служит автоматизированный механизм с приводом от электродвигателя, смонтированный на подвижной тележке, которая перемещается вдоль секции жироловушки.
Собранная масса поступает по самотечному трубопроводу в приемный резервуар, откуда периодически перекачивается во второй резервуар-отстойник, где происходит дальнейшее разделение жира и воды. Выделившаяся вода возвращается в жироловушку, а жир направляется на дальнейшую переработку. Выпадающий в жироловушке осадок сползает в приямки, откуда периодически перекачивается в автоцистерну. Во избежание засорения грязевые трубопроводы периодически продуваются острым паром. Для промывки секций жироловушки предусматривается подвод горячей воды.
Для более полного отделения жировых частиц в отстойной части сборных резервуаров поддерживается температура не выше 60° С.
Для увеличения эффективности жироулавливания применяются аэрируемые жироловушки ( 5.20).
Жиросодержащие сточные воды подаются по трубопроводу через реактивный распределитель в нижнюю часть флотационной камеры, расположенную внутри корпуса жироловушки. В эту же камеру через второй реактивный распределитель по трубопроводу нагнетается водовоз-душная эмульсия. Сточная вода аэрируется мельчайшими пузырьками воздуха, выделяющимися из водовоздушной эмульсии при снижении давления. Во флотационной камере наиболее крупные жировые частицы всплывают на поверхность, а сточная вода поступает в зону отстаивания. Здесь всплывают наиболее мелкие частицы жира, флотируемые мельчайшими пузырьками воздуха, поступающими с потоком очищаемой воды. В этой зоне происходит также осаждение наиболее тяжелых взвесей, главным образом минерального происхождения.
Очищенная сточная вода поступает в водосборный коллектор и из пего через ряд стояков в кольцевой водосборник, откуда может быть направлена на дальнейшую очистку. Для поддержания постоянного уровня воды в жироловушке в кольцевом водосборнике на всю его длину установлен водослив. Верхняя отметка гребня водослива должна быть ниже на 2—2,5 см верхней отметки лотка.
Всплывшая на поверхность жировая масса удаляется скребком в лоток, а затем из него самотеком может быть направлена в резервуар для уплотнения. Образующийся в конусной части осадок периодически удаляется в специальную емкость.
Продолжительность всплывания жировых частиц на поверхность зависит от высоты слоя очищаемой жидкости, температуры ее, а также от размера жировых частиц, скорости потока воды, от состава и плотности жировых веществ, содержащихся в сточных водах, коэффициента сопротивления и других факторов.
На крупных предприятиях при объеме жиросодержащих стоков свыше 1000 м3 в сутки должны быть установлены две даироловушки, при меньшем количестве стоков можно ограничиться одной жироловушкой. Глубину слоя очищаемой воды следует принимать 2—2,5 м.
В водовоздушной эмульсии должно содержаться 1,5—2,5% воздуха. Продолжительность пребывания очищаемой сточной воды во флотационной камере — не менее 20 мин, в отстойной зоне — 25 мин. Содержание воды во всплывающей массе — не более 96—97%, а в массе, отстоявшейся в течение 12 ч, — около 90%.
Общую площадь отверстий в реактивном водораспределительном устройстве следует определять исходя из скорости течения 0,8—1 м/с. Диаметр каждого отверстия должен быть принят из условия незасоряемо-сти — от 10 до 20 мм.
Эффект очистки сточных вод составляет 70%, а в отдельных случаях — 80—90%.
Для перекачки жировой массы, задержанной аэрируемой жироловушкой и флотаторами, следует использовать шестеренчатые, поршневые насосы, так как центробежные, вихревые и другие насосы не надежны в работе по перекачке жировой массы, особенно обезвоженной.
Выделение смол и масел. Смолы и различные смолообразователи содержатся в сточных водах многих производств (заводов синтетического каучука, синтетического спирта, коксохимических заводов, газогенераторных станций и некоторых других предприятий). Смолы представляют собой сырье для получения ряда весьма ценных продуктов, что обусловливает необходимость их улавливания.
Смолы разделяют на грубодиспергированные (всплывающие и тонущие частицы) и тонкодиспергированные (эмульгированные частицы). Первые выделяются путем простого отстаивания, вторые — при отстаивании с коагулированием и последующем фильтровании.
Для выделения смол из сточных вод применяют вертикальные и горизонтальные смолоотстойники.
Смолоотстойники для грубодиспергированных смол рассчитываются на продолжительность пребывания в них сточных вод от 2 до 4 ч. Скорость движения воды в горизонтальном смолоуловителе обычно не превышает 2 мм/с, в вертикальном — 0,5 мм/с.
Легкие смолы и масла в смолоотстойниках собирают с поверхности воды так же, как нефть в нефтеловушках; собранная масса отводится в сборный резервуар, откуда перекачивается на переработку. Тяжелые смолы, выпадающие на дно сооружения вместе с осадком, удаляют скребковыми механизмами не реже одного раза в сутки.
Компактными сооружениями для удаления масел из сточной воды являются тонкослойные маслоуловители. Пластинки в них устанавливаются под углом 45° в продольном направлении. Создание ярусов обеспечивает минимальную высоту всплывания масляных капель 10—20 см (вместо 2—3 м в обычных маслоуловителях). В этих маслоуловителях гидравлическая нагрузка может быть увеличена в несколько раз в сравнении с обычными конструкциями при сохранении того же эффекта маслоулавливания.
На 5.21 изображен один из тонкослойных маслоуловителей небольшой производительности, применяемых за рубежом для очистки сточных вод автобаз.
Фильтрование сточных вод применяется для выделения из них тонко-диспергированных веществ (масел, смол, волокон, пыли и т. п.), удалить которые путем отстаивания не удается; при доочистке сточных вод после биологического или других способов обработки. После аэротенков фильтры предусматриваются для задержания тонкодисперсных частиц активного ила, сорбировавшего на своей поверхности органические загрязнения сточных вод.
В качестве фильтрующего материала могут быть использованы кварцевый песок, дробленый гравий, коксовая мелочь, а также все виды газифицируемого твердого топлива (бурый уголь, торф, древесина, горелые породы). Выбор материала производится в зависимости от вида сточных вод.
В практике применяют открытые (безнапорные) и закрытые (напорные) фильтры.
Высота слоя загрузки в открытых фильтрах находится в пределах 1—2 м. Нижняя часть фильтра загружается фракциями крупностью 50— 80 мм, верхняя — фракциями крупностью 5—10 мм.
Закрытые фильтры чаще всего загружают песком крупностью 0,2— 2 мм. Высота слоя загрузки колеблется от 0,5 до 1 м; при загрузке гравийной мелочью диаметром 1—2 мм высота слоя увеличивается до 1—1,5 м. Для загрузки фильтров применяется также коксовая мелочь диаметром 5—15 мм.
Скорость фильтрации зависит от вида и крупности фильтрующего материала и от вида и концентрации удаляемых веществ: в открытых фильтрах она ниже, чем в закрытых. От тех же факторов зависят и другие основные показатели работы фильтров: их грязеемкость, продолжительность фильтроцикла, потери напора и т. п.
Скорые фильтры применяются двух типов: однослойные (с загрузкой, выполненной из однородного фильтрующего материала) и двухслойные (с загрузкой из различных материалов) с подачей воды сверху или снизу. Фильтры с подачей воды снизу, как правило, применяются для производственных сточных вод.
Скоростной контактный фильтр К Ф-5 может использоваться при реагентной очистке производственных сточных вод от грубо-дисперсных и коллоидных примесей ( 5.22).
Отличительной особенностью фильтра является наличие дырчатой водопроводящей (распределительной) системы, расположенной непосредственно над поверхностью загрузки. Распределительная система позволяет избежать предварительного хлопьеобразования над загрузкой и создать условия, необходимые для эффективной коагуляции примесей и продуктов гидролиза на поверхности зерен загрузки, что значительно увеличивает эффективность фильтрования.
Фильтр имеет 2—4 слоя, различных по гранулометрическому составу и кажущейся плотности; дренаж фильтра выполнен из пористобетонных сборных плит.
Применять такие фильтры рационально при концентрации взвешенных веществ в очищаемой воде до 300—400 мг/л со скоростью фильтрования 12—20 м/ч. Пропускная способность фильтра 15 000 м3/ч, интенсивность промывки 0,014—0,016 м3/(м2-с), высота слоя загрузки 1,5— 2 м, предельный напор 2,5—3 м.
Двухслойные фильтры с подачей воды сверху. Для очистки некоторых видов производственных сточных вод, например вод нефтеперерабатывающих заводов, можно рекомендовать использование двухслойных фильтров с загрузкой песком и антрацитом ( 5 23). Верхние слои загрузки такого фильтра предусматриваются из более крупных зерен антрацита меньшей плотности, чем нижние кварцевые слои, в результате чего достигается увеличение грязеемкости двухслойных фильтров в 2—2,5 раза по сравнению с обычными скорыми фильтрами, На поверхности слоя крупнозернистой загрузки не образуется плотной пленки, и, таким образом, больший объем порового пространства фильтрующих слоев используется для задержания загрязнении. Скорость фильтрования на двухслойном фильтре выше, чем на скором фильтре, а продолжительность фильтроцикла больше.
Для загрузки двухслойного фильтра следует применять отсортированный песок с размером зерен 0,5—1,2 мм и коэффициентом неоднородности не более 2. Размер зерен антрацитовой крошки 0,8—1,8 мм. Если соотношение фракций песка и антрацита выбрано правильно, то при промывке не должно происходить перемешивания их на границе слоев.
Промывку двухслойных фильтров производят током воды снизу вверх с интенсивностью, обеспечивающей 50%-ное увеличение в объеме всего слоя загрузки. Расход промывной воды обычно не превосходит 2,5% объема отфильтрованной воды.
Для удаления слоя активного ила, образующегося на поверхности загрузки, и ее взрыхления перед обычной промывкой автоматически включается механизм поверхностной промывки, разработанный в Мос-водоканалниипроекте.
Конструкция фильтра мало отличается от конструкции однослойного песчаного фильтра с отводом промывкой воды желобами.
Параметры для расчета фильтров Фильтры следует рассчитывать на работу при нормальном и форсированном режимах.
На очистных станциях с количеством фильтров до 20 следует предусматривать выключение на ремонт одного фильтра; при количестве фильтров более 20 надлежит предусматривать одновременный ремонт двух фильтров.
Количество фильтров (контактных осветлителей) следует определять
исходя из эксплуатационных соображений, но их должно быть не менее
4 (при соответствующем обосновании — не менее 3).
При фильтрации снизу вверх необходимо предусмотреть мероприятия по стабилизации скорости фильтрования. Колебания скорости не должны превышать 15%- Для промывки фильтров используется отфильтрованная или исходная вода при концентрации взвешенных частиц менее 20 мг/л. Интенсивность промывки кварцевых фильтров с подачей воды снизу 0,015—0,016 м3/(м2-с), с подачей сверху 0,016— 0,018 м3/(м2-с), а двухслойных —0,014—0,016 м3/(м2-с). Продолжительность промывки песчаных фильтров 6—8 мин, двухслойных—8—10 мин. В фильтрах с направлением фильтрации сверху вниз для лучшей отмывки от загрязнений следует применять устройства для гидравлического или механического взрыхления верхнего слоя загрузки.
Для фильтров с направлением фильтрации снизу вверх предусматривается водовоздушная промывка: предварительная продувка воздухом в течение 1—2 мин с интенсивностью 0,018—0,2 м3/(м2-с) и последующая промывка водой в течение 8—10 мин с интенсивностью подачи воды 0,003—0,004 м3/(м2-с) или в течение 4—5 мин с интенсивностью подачи воды 0,006—0,007 мэ/ (м2 • с).
Продолжительность фильтроцикла песчаных фильтров с подачей воды сверху при исходной концентрации взвешенных частиц 15— 20 мг/л 12 ч и при 20—40 мг/л — 8 ч; с фильтрацией снизу в песчаных фильтрах и двухслойных — соответственно 24 и 16 ч. Для увеличения продолжительности фильтроцикла перед фильтрами устанавливаются барабанные сетки с размером ячеек 0,5X1 мм и скоростью процеживания 40—50 мэ/(м2-ч).
При доочистке промышленных сточных вод продолжительность фильтроцикла устанавливается опытным путем.
Резервуары промывной воды и грязных вод от промывки фильтров следует предусматривать вместимостью не менее чем на две промывки. Осадок из резервуаров грязных промывных вод направляется на обработку совместно с избыточным активным илом; отстоенная вода возвращается в аэротенки.
Общую потерю напора в фильтрах следует принимать 3—3,5 м.
Высота слоя воды над поверхностью загрузки в открытых фильтрах
обычной конструкции (с подачей сверху) должна быть не менее 2 м;
превышение строительной высоты над расчетным уровнем воды — не
менее 0,5 м. Над уровнем воды в фильтрах (при количестве их менее
шести) необходимо предусматривать дополнительную высоту Ядоп для
приема воды при выключении фильтров на промывку:
Для предотвращения биологического обрастания загрузки фильтров необходимо предусматривать возможность их промывки через 2—3 мес. работы хлорированной водой с концентрацией хлора 0,2 г/л. Продолжительность контакта загрузки с хлорированной водой 24 ч. Хлорная вода после промывки фильтров должна направляться в контактные резервуары.
В состав станции очистки с применением фильтров входят: возду-хоотделительный резервуар, песчаные фильтры, резервуары для горячей, холодной и промывочной вод, насосно-воздуходувная станция и насосная станция для возврата фильтрованной воды в систему оборотного водоснабжения.
Выбор типа фильтра для очистки производственных сточных вод определяется многими факторами. К основным факторам относятся: количество фильтруемых сточных вод, концентрация загрязнений и степень их дисперсности, физико-химические свойства твердой и жидкой фаз фильтруемых вод, а также требуемая степень их очистки.
Микрофильтры применяются для выделения из сточных вод взвешенных твердых веществ и волокнистых примесей ( 5.24).
Процесс микрофильтрации заключается в процеживании сточной воды через сетки с мелким размером ячеек. В процессе микрофильтрации при определенных гидравлических режимах на поверхности сетки образуется слой загрязнений, который сам становится фильтром и увеличивает эффект осветления сточных вод. Эффект очистки на микрофильтрах зависит от ряда факторов: состава и свойства воды, размера ячеек сеток и режима работы микрофильтров (гидравлической нагрузки, потерь напора, интенсивности промывки и пр.).
На микрофильтрах достигается снижение содержания в воде взвешенных веществ на 50—60% и БПК на 25—30% при исходной концентрации взвешенных веществ 15—20 мг/л и соответственно на 55—65 и 30—35% при исходной концентрации взвешенных веществ 20—40 мг/л.
Следует отметить, что в процессе микрофильтрации содержание растворенного кислорода в очищенной сточной воде не снижается.
Микрофильтры представляют собой непрерывно действующие механизмы, состоящие из цилиндрического барабана, обтянутого микросеткой. Очищаемая вода поступает внутрь установки через открытую торцовую стенку барабана и выходит в радиальном направлении, фильтруясь через сетку. Промывка микрофильтра производится струями воды из щелевых труб или разбрызгивателей пластинчатого типа, расположенных над сеткой. Вода, использованная для очистки микросетки, собирается в специальный короб, расположенный внутри барабана, а затем выводится из установки. В процессе микрофильтрации сточная вода осветляется, а на сетке накапливается осадок — фильтрующий слой, который позволяет улавливать более мелкие взвешенные частицы. Решающим фактором, определяющим качество очистки сточных вод, является скорость фильтрации, с повышением которой качество сточных вод снижается.
При проектировании рекомендуется принимать: размер ячеек барабанной сетки 40X40 мкм (0,04 мм), поддерживающей сетки 1,25X2 мм, высоту заполнения барабана микрофильтра водой 0,7 его диаметра, частота вращения барабана 6—20 мин-1, продолжительность фильтро-цикла 15—30 с, скорость фильтрации 25—45 м3/(м2-ч).
Промывку фильтров следует производить отфильтрованной водой под давлением 0,1—0,2 МПа. Расход промывной воды — 3—5% пропускной способности установки.
Скорость истечения струй промывной воды из отверстий промывного устройства должна приниматься 0,8—1 м/с.
Потерю напора на микрофильтре рекомендуется поддерживать в пределах 0,015—0,25 м.
Необходимо предусмотреть возможность регенерации микрофильтров от биологических обрастаний (например, промывка хлорной водой). За рубежом для предотвращения биологического обрастания микрофильтров их облучают ультрафиолетовыми лампами.
Микрофильтры изготовляются воронежским заводом «Водмашоборудование».
Себестоимость доочистки I м3 сточной воды на микрофильтрах, устанавливаемых после вторичных отстойников, на станциях пропускной способностью 50 тыс. м3/сутки составляет 0,0025 руб., а на станциях пропускной способностью 100 тыс. м3/сутки —0,0014 руб.
В Советском Союзе на ряде бумажных комбинатов применяют микрофильтры для задержания волокнистой массы, содержащейся в сточной воде; они построены на Камском и Петрозаводском целлюлозно-бумажных комбинатах.
Институтом Союзводоканалпроект по рекомендации ВНИИ ВОДГЕО запроектирована для Новомосковского химического комбината доочн-стка промышленных сточных вод на микрофильтрах со снижением концентрации взвешенных веществ до 7 мг/л.
Гиперфильтрация. Для глубокой очистки сточных вод от взвешенных и коллоидных бактерий, вирусов и других органических продуктов может быть применен метод гиперфильтрации.
Его применяют и для опреснения солоноватой воды, для извлечения Ценных веществ, например при очистке производственных сточных вод, содержащих протеин, крахмал и т. п. Метод гиперфильтрации является перспективным для удаления ртути из сточных вод. Схематически процесс гиперфильтрации показан на 5.25. В качестве фильтрующих элементов служат мембраны, изготовляемые из ацетилцеллю-лозы, а также из полиакриламидных волокон.
Мембраны из ацетилцеллюлозы обеспечивают высокую пропускную способность и селективность в процессе гиперфильтрации при давлении 2,2—7 МПа. Ацетилцеллюлозные мембраны могут использоваться для обработки воды с рН в пределах от 3 до 8 и температурой не ниже 35° С. Пропускная способность установок гиперфильтрации 9—14 тыс. мэ/сутки. Срок службы мембраны достигает одного года, а для обработки отдельных видов сточной воды — двух лет.
Для предотвращения забивки пор мембран рекомендуется поддерживать высокие скорости фильтрации и турбулентный режим (Re>8000).
Селективность мембраны принято определять по задержанию NaCl кз 0,5%-ного раствора этой соли. При очистке сточных вод от эмульгатора ОП-7 селективность мембраны практически достигает 99%. Давление при этом поддерживалось на уровне 5 МПа, температура исходного раствора была в пределах 18—20° С.
Полученный фильтрат в зависимости от местных условий может быть спущен в водоем или направлен в систему оборотного водоснабжения. При необходимости может быть установлена вторая ступень гиперфильтрационной установки. Концентрат подвергают повторной обработке или направляют на сжигание.
Применение метода гиперфильтрации в молочной промышленности США позволило разрешить проблему извлечения ценных веществ из сыворотки, так как с помощью этого метода можно задержать 95% лактозы, 50% неорганических солей и снизить БПК на 90%. Использование полученных продуктов в качестве корма для скота в значительной степени окупило расходы на очистку воды.
В целлюлозно-бумажной промышленности промывные воды цехов отбеливания содержат 1% взвешенных частиц, имеют высокую БПК н цветность. Метод гиперфильтрации позволил снизить БПК на 95%. Полученная вода по своим качествам была пригодна как для сброса в реку, так и для повторного использования. Концентрат содержал 10% взвешенных веществ, и его выпаривание при этом ст-ало экономичным.
Осаждение взвешенных веществ в гидроциклонах. По гидравлическим условиям работы различают два основных вида гидроциклонов: напорные и открытые (низконапорные). Напорные гидроциклоны применяются для выделения из сточных вод грубодисперсных оседающих примесей, открытые гидроциклоны — для выделения из сточных вод не только оседающих, но и всплывающих веществ. Разделение взвешенных частиц происходит под действием центробежных сил.
Напорный гидроциклон представляет собой металлический аппарат конической формы ( 5.26, а). Сточная вода подается под давлением под крышку гидроциклона тангенциально к цилиндрической части. Песок и шлам отводят через нижнее отверстие, а осветленную воду — через верхний сливной патрубок.
Под влиянием центробежной силы, создаваемой водой, поступающей через трубу, расположенную касательно к корпусу циклона, твердые частицы отбрасываются к стенкам гидроциклона, а затем опускаются к нижнему отверстию. В гидроциклоне возникают два основных винтовых потока ( 5.26,6): внешний, направленный к вершине конуса, и внутренний, направленный в противоположную сторону. По оси гидроциклона образуется воздушный столб.
Благодаря тому что центробежная сила значительно превосходит силу тяжести, гидроциклоны могут работать в вертикальном, наклонном и горизонтальном направлениях.
В зависимости от требуемой пропускной способности устанавливают одиночные гидроциклоны или группу из нескольких параллельно включенных гидроциклонов. Для более высокого эффекта осветления включают последовательно два и более напорных гидроциклонов.
Расчет гидроциклонов сводится к определению двух основных показателей их работы: пропускной способности и крупности частиц задерживаемых примесей.
Расчетная гидравлическая крупность частиц, которые необходимо выделить в соответствии с требуемой степенью осветления, определяется по графику кинетики процесса осаждения.
Напор насосов определяется с учетом напора в гидроциклоне и трубопроводах.
В качестве примера расчета напорных гидроциклонов для выделения окалины из сточных вод прокатных производств составлен сводный график, приведенный на 5.27.
При помощи гидроциклонов можно выделить фракции с гидравлической крупностью менее 1 мм. Для повышения эффекта работы гидроциклона рекомендуется уменьшать угол конусности до 10°; некоторые исследователи рекомендуют повышать скорость воды при входе.
Преимуществом напорных гидроциклонов является возможность осветления воды по замкнутой схеме.
Основными недостатками напорных гидроциклонов являются значительный расход электроэнергии и быстрый износ стенок аппарата. Для предотвращения износа производится футеровка гидроциклонов износостойкими материалами
Кроме напорных гидроциклонов находят применение открытые гидроциклоны (безнапорные). Процесс разделения сточных вод в открытых гидроциклонах происходит также под действием гравитационных и центробежных сил, поэтому удельные гидравлические нагрузки на поверхность циклона значительно превышают нагрузки на обычный гравитационный отстойник.
Открытые гидроциклоны без внутренних устройств применяются для очистки сточных вод от крупных примесей гидравлической крупностью 5 мм/с и более.
Открытый гидроциклон с внутренним цилиндром и диафрагмой в верхней части ( 5.28) рекомендуется к применению при очистке сточных вод от примесей гидравлической крупностью 0,2 мм/с и более, а также коагулированных взвешенных частиц и нефтепродуктов при расходе стоков до 200 м3/ч на один аппарат.
Исходная вода подается тангенциально в пространство, ограниченное внутренним цилиндром. Поток по спирали движется вверх, у верхней кромки цилиндра он поворачивает и движется к отверстию в диафрагме. Диафрагма, установленная в конце горизонтального отстойника, препятствует выносу выделившегося осадка, движущегося в пристенной зоне. Внутренний цилиндр способствует образрванию замкнутого циркуляционного потока, который транспортирует этот осадок в коническую часть. Осветленный поток воды выходит из-под диафрагмы, переливается через водослив в кольцевой лоток и отводится за пределы сооружения.
Выделившийся осадок либо накапливается в конической части, либо удаляется из нее непрерывно через нижнее разгрузочное отверстие.
Пропускная способность аппарата этой конструкции примерно в 2— 2,5 раза выше пропускной способности отстойников при одинаковой степени очистки.
При проектировании гидроциклона диаметр D и рабочая высота Н цилиндрической части принимаются 0,5—9 м, диаметр отверстия в диафрагме— 0,5 D, диаметр внутреннего цилиндра — 0,85 D, высота внутреннего цилиндра — 0,8 D. Две-три впускные насадки, тангенциально присоединенные к нижней части перегородки, имеют каждая диаметр (0,05…0,07) D. Угол конуса диафрагмы принимается равным 45°. Угол наклона образующей конической поверхности нижней части гидроциклона следует принимать равным не менее 60° С.
Другой, более производительной конструкцией является многоярусный низконапорный гидроциклон ( 5.29). Этот аппарат может быть применен для очистки стечных вод от крупно- и мелкодисперсных примесей гидравлической крупностью 0,2 мм/с и более при расходе воды более 200 м3/ч на один аппарат, для очистки воды от минеральной коагулированной взвеси и нефтепродуктов.
При конструировании этого сооружения использован принцип тонкослойного отстаивания, который осуществлен делением объема гидроциклона коническими диафрагмами на отдельные ярусы. Впуск воды в гидроциклон осуществляется тангенциально из специальных аванкамер по всей высоте цилиндрической части через щели. Каждый ярус аппарата, как показали исследования, работает независимо от другого.
На Кировском заводе построена гидроциклонная установка, состоящая из четырех десятиярусных гидроциклонов диаметром 5 м. Полная пропускная способность установки 1800 м3/ч.
При проектировании многоярусных гидроциклонов количество ярусов принимается равным 4—20, диаметр гидроциклона 2—6 м, диаметр центрального отверстия в диафрагме 0,5—1,4 м, расстояние между ярусами по вертикали 200—300 мм. В каждом ярусе устраиваются три впускных тангенциальных насадки (через 120° по окружности), скорость выхода воды из насадок — 0,3—0,5 м/с. Угол наклона диафрагм принимается равным углу естественного откоса шлама в воде, но не менее 45°. Общая гидравлическая нагрузка на многоярусный гидроциклон пропорциональна числу ярусов.
Потери напора в гидроциклонах принимаются 0,5 м.
Шлам из гидроциклоноз удаляется механизированными подъемниками, гидроэлеваторами или под гидростатическим давлением. Для задерживания всплывающих примесей и нефтепродуктов служит кольцевой полупогруженный щит перед водосливом, установленный на расстоянии не более 50 мм. Удаление всплывающих примесей производится через погружную воронку.
Для обработки сточных вод могут быть применены центрифуги осадите чьного и осветляющего типов, однако использование центрифуг в практике осветления сточных вод ограничивается их большой энергоемкостью и малой производительностью. В настоящее время проводятся исследования по изысканию наиболее эффективных и экономичных конструкций центробежных аппаратов.
Малярные отделочные работы коттеджа Малярные отделочные работы коттеджа являются неотъемлемой частью…
ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ
Основные требования к монтажу газовых котлов отопления
Работаем круглосуточно по всей:
Московской области, Вл…
Чем замазать щели в деревянном полу? Исправляем это без помощи со стороны » Легкий ремонт квартир и домов
Качественный и быстрый монтаж…