|
Читайте также: |
Вода является незаменимым природным ресурсом, как для человека, так и для производственных процессов. В связи с этим образуются сточные воды. По источникам образования сточные воды подразделяют на бытовые, производственные и ливневые. Повторное использование сточных вод является основным средством, которое позволяет значительно сократить сброс сточных вод в водоемы, следовательно воды могут быть разделены на:
Группа А - сточные воды, применяемые для общей системы оборотного водоснабжения, воды не содержащие растворенных не летучих солей, кислот и щелочей, загрязненными только органическими веществами. Их в свою очередь можно подразделить на две подгруппы:
- 1 - сточные воды, приблизительно постоянные по составу загрязнений, без твердых взвесей, содержащие легко отстаивающиеся жидкие органические вещества, извлечение которых из сточных вод экономически нецелесообразно. Воды этого типа могут сбрасываться в коллектор оборотных вод непосредственно из технологических процессов через местные отстойники.
-2 - сточные воды, образующиеся периодически, с переменной концентрацией загрязнений, с возможным содержанием твердых взвесей, залповые, аварийные сбросы. Загрязнение примесями в этих водах могут быть жидкие малорастворимые в воде органические вещества (в том числе трудно отстаивающиеся), растворенные органические вещества, отвечающие группе А, и твердые взвеси.
Группа Б -сильно загрязненные сточные воды, тяжело очищаемые и невозможные для использования в обороте.
Методы очистки сточных вод включают в себя: механические (решетки, отстойники, песколовки, нефтеловушки, гидроциклоны, центрифуги); физико-химические (флотаторы, фильтры, электрофильтры); химические (нейтрализация, озонирование, хлорирование, экстракция); биологические (аэротенки, биологические пруды).
Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений, повышения качества очистки и предотвращения поломок оборудования перед очистными сооружениями устанавливают усреднители. Усреднение проводят в контактных и проточных усреднителях по следующим показателям: концентрация, температура и скорость подачи сточных вод на очистные сооружения, и осуществляют с помощью барботажа воздухом, добавлением вторичных вод. Иногда усреднение осуществляется по двум показателям одновременно.
5. Механические методы очистки сточных вод: основные аппараты, процессы очистки, достоинство и недостатки.
Очистка сточных вод может осуществляться различными методами: механическими, физико-химическими, химическими, биологически, комплексными.
Механические методы очистки стоков применяют на первой ступени очистки. К аппаратам данного типа относятся: решетки, песколовки, отстойники, нефтеловушки, осветлители, гидроциклоны, центрифуги. Данные устройства удаляют из стоков нерастворенные крупно-и среднедисперсные примеси под действием силы тяжести, центробежных сил, молекулярных сил.
Эффективность очистки сооружений механической очистки стоков от50 до 70 %. Недостатками данного метода являются: невозможность выделения мелкодисперсных примесей, не избирательность процесса выделения примесей, громоздкость конструкций.
Решетки применяются для улавливания из сточных вод крупных, нерастворенных, плавающих загрязнений. Попадание таких отходов в последующие очистные сооружения может привести к засорению труб и каналов, поломке движущихся частей оборудования, т.е к нарушению нормальной работы.
Решетки изготавливают из круглых прямоугольных стержней. Они подразделяются на подвижные и неподвижные; с механической или ручной очисткой; устанавливаемые вертикально или наклонно. При большем количестве загрязнений устанавливают решетки с механическими граблями. Уловленные на решетках загрязнения измельчают на специальных дробилках и возвращают в поток воды перед решетками. Решетки размещают в отдельных помещениях, снабженных грузоподъемными приспособлениями.
6. Физико-химические методы очистки сточных вод: основные аппараты, процессы очистки, достоинство и недостатки.
Для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных и
коллоидных частиц, растворимых газов, минеральных и органических веществ
используются физико-химические методы, к которым относят коагуляцию,
флотацию, адсорбцию, ионный обмен, ультрафильтрацию и др.
Выбор метода зависит от технологических и санитарных требований,
состава сточных вод, концентрации загрязнений, а также наличия
необходимых материальных, энергетических ресурсов и экономичности
процесса. Различают два вида коагуляции растворов электролитами — концентрационную и нейтрализационную. Концентрационная коагуляция наблюдается при увеличении концентрации электролита, не вступающего в
химическое взаимодействие с компонентами коллоидного раствора. Такие
электролиты называются индифферентными.
При нейтрализационной коагуляции ионы прибавляемого электролита
нейтрализуют потенциалопределяющие ионы, при этом уменьшается
термодинамический и электрокинетический потенциал.
Коагуляцию широко используют при очистке воды для удаления
взвешенных веществ. В качестве коагулянтов обычно используют соли
алюминия, железа или их смеси. При использовании смесей А12 (S04)3 и FеС13
в соотношениях от 1:1 до 1:2 достигается лучший результат
коагулирования, чем при раздельном использовании этих реагентов. Кроме
этих коагулянтов, для обработки сточных вод могут быть использованы
различные глины, алюминийсодержащие отходы производства и др. Очистка
сточных вод коагуляцией состоит из следующих стадий: дозирование и
смешение реагентов со сточной водой, хлопьеобразование и осаждение
хлопьев.
2.2.1. Наиболее эффективным методом для удаления из сточных вод
нерастворимых диспергированных примесей, а также нефтепродуктов,
является флотация. Достоинством флотации является непрерывность
процесса, широкий диапазон применения, небольшие капитальные и
эксплуатационные затраты, простота аппаратуры, селективность выделения
примесей по сравнению с отстаиванием, большая скорость процесса, высокая
степень очистки (95—98%), возможность рекуперации удаляемых веществ.
Флотация сопровождается аэрацией сточных вод, снижением концентрации
поверхностно-активных веществ (ПАВ), легкоокисляемых веществ, бактерий и
микроорганизмов. Все это способствует успешному проведению последующих
стадий очистки сточных вод.
Процесс, на котором основана флотация, состоит в том, что при
сближении поднимающегося в воде пузырька воздуха с твердой гидрофобной
частицей разделяющая их прослойка воды при некоторой критической толщине
прорывается и происходит слипание пузырька с частицей. Затем комплекс
“пузырек-частцица” поднимается на поверхность воды, где пузырьки
собираются, и возникает пенный слой с более высокой концентрацией частиц,
чем в исходной сточной воде. Эффект разделения флотацией зависит от размера
и количества пузырьков. На величину смачиваемости поверхности взвешенных
частиц влияют адсорбционные явления и присутствие в воде примесей ПАВ,
электролитов и др. Наиболее распространены напорные установки. Они просты
и надежны в эксплуатации. Напорная флотация позволяет очищать сточные
воды с концентрацией взвеси до 4—5 г/л. Для увеличения степени очистки в
воду добавляют коагулянты. Процесс напорной флотации осуществляется в две стадии: насыщение
воды воздухом под давлением и выделение растворенного газа под
атмосферным давлением. Напорные флотационные установки имеют
производительность от 5 до 2000 м3 /ч. Схема установки напорной флотации
показана на рис. 1.10.
В зависимости от объема и степени загрязнения сточных вод
нефтепродуктами используются горизонтальные (рис. 1.11), вертикальные и
радиальные флотаторы. Производительность горизонтальных и
вертикальных флотаторов составляет до 100 м3 /ч, радиальных - более 100 м3 /ч.
Напорные флотационные установки рекомендуется устанавливать после
нефтеловушек и отстойников для дополнительной очистки от нефтепродуктов
сточных вод перед выпуском их в бытовую канализацию или при
использовании очищенной воды в обороте. Для очистки сточных вод
железнодорожных предприятий от синтетических поверхностно-активных
веществ (СПАВ) используются установки пенной флотации. Отличие данного
типа флотации от напорной заключается в том, что загрязняющие частицы
выносятся не с пузырьками воздуха, а с пеной. Такие установки получили
название - барботажных. Для барботажа рекомендуется применять
мелкопористые аэраторы - фильтросные пластины или трубы - с подачей
сжатого воздуха от воздухопроводов. Наряду с извлечением из биологически
очищенных сточных вод СПАВ, установки пенной флотации обеспечивают
ткже снижение концентраций взвешенных примесей и остаточных
органических соединений. Содержание СПАВ уменьшается с 2-8 мг/л в
исходной воде до 0,5-1,5 мг/л в очищенной воде, взвешенных веществ - на 45-
50%, БПК, - на 50-60%, ХПК - на 55-65%.
Для повышения эффективности флотационной очистки применяют
коагулянты в виде растворов сернокислого алюминия, сернокислого и хлорного
железа, образующих в щелочной среде нерастворимые гели гидроксидов
металлов. Остаточное содержание нефтепродуктов в сточных водах после
механической или физико-химической очистки составляет 10—20 мг/л,
поэтому дальнейшую очистку проводят химическим или биохимическими
методами.
2.2.2. При электрокоагуляционной очистке сточных вод от таких
высокоустойчивых загрязнений, как эмульсии нефтепродуктов, масел и жиров
проводят электролиз с использованием стальных и алюминиевых анодов. Под действием тока происходит растворение металла, в результате
чего в воду переходят катионы железа и алюминия, которые, гидролизуясь,
образуют гидроксиды металлов в виде хлопьев. Наступает коагуляция и
происходит очистка воды.
7. Биологические методы очистки сточных вод: основные аппараты, процессы очистки, достоинство и недостатки.
Биологическая очистка основана на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов, в растворе и являются для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от загрязнения.
Очистные сооружения биологической очистки можно разделить на два основных типа:
сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным;
сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.
К первому типу относятся сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации) и сооружения, представляющие собой водоемы (биологические пруды) с проточной водой. В таких сооружениях дыхание микроорганизмов кислородом происходит за счет непосредственного поглощения его из воздуха. В сооружениях второго типа микроорганизмы дышат кислородом главным образом за счет диффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механической аэрации.
В искусственных условиях биологическую очистку применяют в аэротенках, биофильтрах и аэрофильтрах. В этих условиях процесс очистки происходит более интенсивно, так как создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов.
При повышенных требованиях к очистке биологически очищенную воду очищают дополнительно. Наиболее широкое распространение в качестве сооружений для дополнительной очистки получили песчаные фильтры, главным образом двух- и многослойные, а также контактные осветлители (микрофильтры применяют реже).
Снижение концентрации трудноокисляемых веществ возможно методом сорбции, например активированным углем и химическим окислением или путем озонирования. Концентрацию солей можно снижать методами обессоливания.
Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 272 | Нарушение авторских прав