Любое производство, вне зависимости от отрасли и масштабов, сталкивается с необходимостью переработки с целью защиты окружающей среды различных выбросов: нефтепродуктов, отработанных масел, цианистых соединений.

Для заказа и расчета очистки сточных вод отправьте запрос на E-mail: INFO@FLOTENK.RU или позвоните по бесплатному телефону 8 800 700-48-87.

Очистка сточных вод занимает одно из главнейших мест, поскольку вода для тех или иных целей используется практически на всех предприятиях. Здесь играет роль не только забота об экологии, но и сугубо практические цели: отфильтрованные отходы могут быть утилизированы, а очищенная вода повторно использована в технологическом процессе. Таким образом, установка очистки сточных вод – одно из важнейших звеньев в производственной цепочке на фабриках, заводах, автомойках или в ресторанах.

Также остро вопрос переработки загрязненной воды стоит для жителей загородных домов и коттеджных поселков, где подключение к централизованной канализации не представляется возможным.

В зависимости от задач и природы загрязнений используются различные методы очистки сточных вод:

• биологическая
• механическая
• химическая

Осуществляется благодаря жизнедеятельности бактерий, окисляющих органические вещества (аэробный и анаэробный процессы). Бактерии используют загрязнения для питания, при этом растет их (бактерий) масса, идет активное размножение и обновление биологической массы. Разница между аэробным и анаэробным процессами заключается в том, что первый может проходить только при хорошей вентиляции, второй же протекает только при отсутствии кислорода. Биологическая очистка сточных вод, использующая аэробные микроорганизмы, чаще всего проходит в биологических прудах, где глубина невелика, нет подводных течений и на полях фильтрации — специально обустроеных участках земли, куда загрязненная вода поступает дозированно. Часто используются аэротенки и биофильтры, SBR-системы. Данные устройства выигрывают по сравнению с прудами и полями, так как не зависят от погодных условиях: в них искусственно поддерживаются оптимальные для жизнедеятельности бактерий условия. Анаэробный процесс проходит в специальных реакторах — метантенках. Их преимущество заключается в том, что отпадает необходимость дополнительной аэрации воды, однако, в процессе окисления органических веществ выделяется газ метан, за отведением которого необходимо тщательно следить.

Биологическая установка очистки сточных вод сравнительно недорога, при этом удаляет до 98% загрязнений; обычно такие системы рассчитаны на 5-8 человек, это прекрасный вариант для дачи, частного дома или небольшого производства.

Состоит в удалении различных примесей путем фильтрации и отстаивания, для чего могут быть применены решетки, сита, песколовки, отстойники, септики. Решетки используются для задержания наиболее крупных механических частиц. Ширина отверстия — до 16 мм. Второй этап — прохождение через более мелкие сита, после которого вода поступает в следующие модули, где происходит отстаивание (при котором земля, ржавчина, песок и др. оседают на дно) и флотация (при которой происходит укрупнение гидрофобных частиц, их отделение от гидрофильных).

Механическая очистка сточных вод почти всегда предшествует биологической и/или химической, предотвращая попадание нерастворимых примесей в очистные сооружения. Очистка промышленных стоков подразумевает особо тщательную механическую обработку, так как, во-первых, отфильтрованные примеси могут представлять ценность для производства, а во-вторых, благодаря ему установка очистки сточных вод надежно защищена от попадания взвешенных веществ, таким образом, обеспечивается ее бесперебойная работа, а, следовательно, и всего предприятия в целом.

Заключается в применении различных химических реагентов, которые вступают в реакцию с неорганическими примесями, образуя нерастворимый осадок. В зависимости от типа загрязнений, в воду могут быть добавлены окислители, подщелачивающие и подкисляющие вещества. Хлор и озон являются наиболее частыми окислителями. Серьезным недостатком хлорирования является выработка побочных продуктов, появление у воды неприятного цвета и запаха. При озонировании — обработкой токсичным газом, озоном — действительно уничтожаются все известные вредоносные организмы, однако при этом вода становится более коррозийно агрессивной, что требует использования специальных материалов. Кроме того, озонирование — дорогостоящий процесс, который должен проводиться с соблюдением всех мер безопасности: озон вреден для человека.
При подщелачивании, как и при подкислении, образуется большое количество шлама, велики расходы реагентов, что является серьезным минусом данного метода.
Наиболее часто химический метод используется, когда производится очистка промышленных стоков фабрик, в выбросах которых могут присутствовать соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды и тому подобное.

Компания «FloTenk» использует в производстве систем очистки биологический и механический методы, комбинируя их сообразно потребностям Заказчика. Важно помнить, что данные методы являются полностью экологически безопасными (в отличие от химического), так как, фактически, очищение происходит силами природы (воздействие бактерий), ограничений по степени и характеру загрязнений нет, т.к. в зависимости от этих параметров могут быть изменены масштабы очистных сооружений и их модульный состав.

Компания «Флотенк» производит оборудование для биологической и механической очистки различных сточных вод (промышленных, хозяйственно-бытовых, нефтесодержащих). Информацию по оборудованию можно получить у наших менеджеров:

источник

Лекция 15. Механические методы очистки сточных вод

1. Классификация методов очистки сточных вод.

2. Основные технологические принципы и назначение механических методов очистки сточных вод: процеживания, фильтрования, гидроциклонирования и технические средства их осуществления.

Классификация сточных вод

Требования к качеству очищенных вод диктуется условиями их дальнейшего применения. Если они возвращаются в производственный цикл, то степень их очистки определяется технологическими требованиями самого производства (например, для производства радиодеталей, печатных плат, спиртных напитков, пива, хороших газированных вод и т.д. требуется очистка природных вод, т.к. они для этого считаются грязными). Если же очищенные воды сбрасываются в окружающую среду, то необходимая степень их очистки определяется нормативами ПДК, ПДС и экологическими требованиями.

Выбор методов очистки зависит от состава сточных вод. Загрязнители сточных вод делятся на физические, биологические и химические. В свою очередь химические загрязнители делятся на:

— биологически нестойкие органические соединения;

— малотоксичные неорганические соли;

— вещества со специфическими токсичными свойствами, в том числе тяжелые металлы и биологически жесткие неразлагающиеся органические вещества.

Очистка сточных вод осуществляется: механическими, физико-химическими, химическими и биологическими методами.

Механическая очистка применяется для выделения из сточной воды нерастворенных минеральных и органических примесей. Назначение механической очистки в основном заключается в подготовке производственных сточных вод к биологической, физико-химической и другой более тонкой очистке. Как правило, механическая очистка обеспечивает выделение взвешенных веществ из вод до 90-95% и снижение органических загрязнений на 20-25%.

Продукт, который получается при удалении взвешенных веществ из сточных вод, называется осадок.

Основные методы удаления взвешенных веществ: процеживание, отстаивание, фильтрация, центрифугирование.

Процеживание. Основными аппаратами для процеживания являются решетки.Решетки устанавливают на очистных станциях при поступлении на них сточных вод самотеком.Не применять решетки на очистных станциях допускается в случае подачи вод насосами с установленными перед ними решетками с прозорами 16 мм или менее. Решетки делятся:

1) с ручной или механизированной выгрузкой осадка

2) вертикальные и наклонные

Здесь необходимо отметить, что решетки ставятся для извлечения из сточных вод крупных частиц размером более 10 мм. Все более мелкие частицы движутся со сточной водой на предварительное отстаивание.

Метод отстаивания подразделяется на 2 группы:

1) осветление в поле гравитационных сил

2) осветление в поле центробежных сил.

Для осветления в поле гравитационных сил используют песколовки и отстойники.

Песколовки. Задерживают 40-50% взвешенных веществ с определенной гидравлической крупностью. Но здесь возникло новое понятие как гидравлическая крупность. Ею называется скорость оседания взвешенных частиц в поле гравитационных сил. Измеряется в мм/сек и определяется по формуле:

где Н – глубина проточной части отстойника;

τ – продолжительность отстаивания частиц в цилиндре с высотой столба воды h = 500 мм при температуре 20 С;

n – показатель степени, определяемый по специальным таблицам. Он еще называется коэффициентом гравитационной коагуляции. При обычных условиях без добавки коагулянтов он изменяется от 0,5 до 2. При использовании коагулянтов он равен 0,35-0,75.

Исходя из этих показателей, можно рассчитать рабочую продолжительность протока сточной воды:

где w – вертикальная составляющая турбулентного потока.

Расчетная длина сооружения определяется по формуле:

Песколовки подразделяются на:

1) вертикальные; 2) горизонтальные с прямолинейным или круговым движением воды; 3) аэрируемые; 4) тангенциальные.

Вертикальные песколовки (рис. 48) состоят из входной трубы 1, перегородки 2 для изменения направления движения очищаемой воды, шламосборника 3 и выходной трубы 5. В шламосборнике предусмотрено отверстие 4 для удаления шлама. Вертикальные песколовки имеют линейную скорость 0,03-0,04 м/сек, продолжительность пребывания потока в рабочей зоне 2-2,5 мин, а гидравлическая крупность – до 25 мм/сек.

Рис. 48. Схема вертикальной песколовки:

1 – входная труба; 2 – перегородка; 3 – шламосборник; 4 – отверстие для удаления шлама; 5 – выходная труба.

Широкое применение находят горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды, в состав которой входят подводящая труба, выпускной коллектор и приямок. Горизонтальные песколовки работают на больших скоростях 0,15-0,3 м/сек, продолжительность пребывания в рабочей зоне около 1 мин.

Для разделения механических загрязнений по фракционному составу или по плотности применяют аэрируемые песколовки (рис. 49), в состав которых входят входная труба 2, воздуховод, воздухораспределители 3, выходная труба 4, шламосборник 5 с отверстием 6 для удаления шлама. Крупные фракции осаждаются, как и в горизонтальных песколовках. Мелкие же частицы, обволакиваются пузырьками воздуха, всплывают наверх и с помощью скребковых механизмов удаляются с поверхности. Длина таких песколовок:

Аэрируемые песколовки применяются для выделения, содержащихся в сточной воде минеральных частиц гидравлической крупностью 13-18 мм/сек. Скорость движения сточных вод составляет 0,08-0,12 м/сек.

Рис. 49. Схема аэрируемой песколовки:

1 – входная труба; 2 – воздуховод; 3 – воздухораспределители; 4 – выходная труба; 5 – шламосборник; 6 – отверстие для удаления шлама.

Отстойники. Как правило, в отстойниках отделяются частицы меньших размеров, чем в песколовках, что определяет большее разнообразие отстойников перед песколовками. Некоторые из конструкций этих аппаратов показаны на рис.45. Все аппараты отстойники делятся на 2 типа: периодического и непрерывного действия.

Типы аппаратов отстойников непрерывного действия:

1) вертикальные, 2) горизонтальные, 3) радиальные.

Горизонтальные отстойники (рис. 50, а) представляют собой удлиненные и прямоугольные резервуары с глубиной 1,5-4,0 м с приямком для сбора осадка. Длина таких отстойников равна 8-12 м, а ширина коридора – 3-6 м. Такую же конструкцию имеют и горизонтальные песколовки, рассмотренные выше. Осадок сдвигают в приямок с помощью скребкового механизма. Горизонтальная скорость движения воды в отстойнике не выше 0,01 м/с. Это обеспечивает достижение заданной степени отстаивания за 1-3 ч.

Вертикальный отстойник (рис. 50, б) представляет собой цилиндрический или квадратный в плане резервуар с коническим днищем. Сточную воду вводят по центральной трубе. После ввода она движется вверх к желобу. Для равномерности распределения воды конец вводной трубы снабжен раструбом и распределительным щитом. Таким образом, оседание частиц происходит в восходящем потоке, скорость которого составляет 0,4-0,6 м/с. Высота зоны осаждения – 4-5 м.

а – горизонтальный: 1 – входной лоток; 2 – отстойная камера; 3 – выходной лоток;

б – вертикальный: 1 – цилиндрическая часть; 2 – центральная труба; 3 – желоб,

в – радиальный: 1 – корпус; 2 – желоб; 3 – распределительное устройство; 4 – успокоительная камера; 5 – скребковый механизм;

д – с наклонными пластинами: 1 – корпус; 2 – пластины; 3 – шламоприемник.

Радиальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары (рис. 50, в), вода в которых движется от центра к периферии. Глубина проточной части такого отстойника составляет 1,5-5 м, а отношение диаметра к глубине – от 6 до 30. Обычно используются отстойники диаметром 9-60 м. Такие отстойники применяются при расходах сточных вод свыше 2000 м 3 /сут.

Повысить эффективность работы отстойников можно, увеличивая не только площадь, но и глубину отстаивания. Это используется в трубчатых (рис. 50, г) и пластинчатых (рис. 50, д) аппаратах.

В трубчатых отстойниках основным рабочим элементом являются пучки труб квадратного, круглого или шестиугольного сечения. Трубки устанавливаются под некоторым углом к горизонту. Трубчатые отстойники с небольшим углом наклона работает периодически.

Пластинчатые отстойники имеют в корпусе ряд параллельно установленных пластин с расстоянием между ними 25-100 мм. Пластины устанавливаются под некоторым углом к горизонтали, достаточным для самопроизвольного сползания осадка. Этот угол устанавливается экспериментально. Основной эффект в трубчатых и пластинчатых отстойниках достигается за счет уменьшения глубины отстаивания, что позволяет в несколько раз уменьшить продолжительность очистки.

Среди гравитационных отстойников, используемых в промышленности, можно выделить группу простейших устройств – аппаратов периодического действия. Как правило, это цилиндрические резервуары большого диаметра (рис. 51) Аппарат 1 объемом V периодически заполняется суспензией, которая отстаивается в течение времени τ_о. Сначала сливается чистая жидкость через патрубки 2, а затем удаляется образовавшийся концентрированный осадок через патрубок 3. Такой отстойник называется периодического действия. Он же может работать и в непрерывном режиме.

Рис. 51. Схема гравитационного отстойника

1 – корпус; 2 – патрубки для отвода отстоя; 3 – патрубок для выгрузки осадка.

Производительность такого отстойника не зависит от его высоты, а зависит от скорости осаждения частиц (гидравлической крупности — U), продолжительности нахождения суспензии в отстойнике (τ) и площади отстойника (S).

Необходимая площадь отстойника рассчитывается по формуле

где Qc – суточная производительность отстойника,

t – суточная продолжительность работы отстойника,

U – гидравлическая крупность частиц,

к – коэффициент объемного использования площади отстойника равный отношению среднего фактического времени пребывания воды в отстойнике к расчетному. Для вертикальных отстойников этот коэффициент равен 0,4-0,5, а для радиальных и горизонтальных – 0,71-0,8.

Значительно повышается эффективность отстаивания в тонкослойных отстойниках, когда при невысоких концентрациях взвешенных веществ теряется различие между Ш и 1У зонами. В этом случае не формируется зона стесненного осаждения, а высота отстаивания уменьшается. Этот показатель, как правило, рассчитывается по формуле

где Qч – часовая производительность отстойника.

Как правило, высота отстаивания составляет 0,5 – 1 м. Эта высота и принимается для расчетов в тонкослойных пластинчатых или трубчатых отстойниках. В других отстойниках она, как правило, должна быть в 3-4 раза больше.

Осветлители. Эти аппараты отличаются от отстойников тем, что в их работе для ускорения процесса оседания частиц используют специальные реагенты — коагулянты или флокулянты, способствующие агрегации, то есть укрупнению частиц. Механизм действия этих реагентов будет описан ниже.

Фильтрование. Для улавливания тонких частиц часто используется фильтрование сточных вод путем их через тонкие перегородки или насыпные слои зернистых материалов.

В качестве фильтрующих перегородок используют перфорированные листы и сетки из нержавеющей стали, алюминия, никеля, меди, латуни и других металлов, а также разнообразные тканевые перегородки (асбестовые, стекловолоконные, хлопчатобумажные, шестяные, из синтетических волокон. Выбор перегородки зависит от коррозионной активности очищаемой воды, физико-химических свойств и концентрации отделяемых осадков. Для осуществления процесса фильтрации в этом случае используются все известные типовые фильтры: нутч-фильтры, пресс-фильтры, барабанные, дисковые, ленточные, карусельные и др.; непрерывно и периодически работающие; работающие под давлением и в вакууме.

Более широко в водоочистной практике используются фильтры с насыпным фильтрующим зернистым материалом. В качестве насыпных материалов используются кварцевый песок, антрацит, дробленый керамзит, шлаки и др.

Фильтры характеризуются показателем, который называется время работы фильтра до проскока

где h – высота слоя загрузки, v – скорость фильтрации, d – диаметр зерен загрузки, остальные коэффициенты.

Требования к фильтрации следующие:

1)зависящее от концентрации взвешенных веществ в исходной и очищенной воде фильтрование должно идти в направлении убывающей крупности зерен загрузки с целью предотвращения образования малопроницаемых пленок на поверхности загрузки.

2)при этом должна быть предусмотрена интенсивная промывка зерен загрузки при наступлении проскока загрязненных вод

3)фильтры должны обладать малой чувствительностью к колебаниям качества и расхода воды.

Требования к фильтрующим материалам:

1) наличие определенного фракционного состава

2) механическая прочность на истирание и измельчение

3) химическая стойкость к воде и примесям

4) доступность и невысокая стоимость.

По скорости фильтрации фильтры делятся на медленные (со скоростью фильтрации менее 0,5 м/ч), скорые (от 2 до 15 м/ч) и сверхскорые фильтры (более 25 м/ч).

Также они подразделяются на открытые и закрытые, на напорные и безнапорные, а по размерам загрузки верхнего слоя на мелкозернистые (диаметр частиц до 0,4 мм), среднезернистые (0,4-0,8 мм) и крупнозернистые (более 0,8 мм). По виду используемых материалов фильтры делятся на однослойные и многослойные (рис. 52).

В однослойных фильтрах загрузка состоит из зерен одного материала (рис. 52, а). Загрузка многослойного фильтра (рис. 52, б) состоит из нескольких слоев разных материалов, уложенных с уменьшением размера зерен по ходу воды. Контактный осветлитель (рис. 52, в) также относится к группе многослойных фильтров, только в его работе используются коагулянты и флокулянты для укрупнения частиц взвеси. В этом аппарате также крупность зерен уменьшается по ходу потока очищаемой воды. Такое распределение засыпного материала позволяет использовать весь объем фильтрующего слоя, иначе вся извлекаемая взвесь сосредоточилась бы на входе в фильтрующий слой, быстро забивая его.

Рис. 52. Схемы фильтров с зернистой загрузкой:

а – однослойный с плавающей загрузкой; б – многослойный; в – контактный осветлитель:

1 – распределительный карман; 2 – корпус; 3 – фильтрующая загрузка; 4 – удерживающая решетка; 5 – дренажная система; 6 – распределительная система промывной воды; 7 – желоб для отвода фильтрата и промывной воды; 1, П, Ш, 1У – соответственно потоки очищаемой, очищенной, промывной и загрязненной промывной воды.

Значительное влияние на работу узла фильтрации оказывает соотношение продолжительностей периодов фильтрования и регенерации фильтрующего слоя путем промывке его обратным потоком очищенной воды. Чем меньше рабочий период фильтра, тем меньше он забивается улавливаемой примесью и, следовательно, выше средняя скорость фильтрования. Однако при этом увеличивается общая продолжительность простоев фильтра из-за его остановки на промывку. Очевидно, что выбор указанного соотношения периодов очистки воды и промывки фильтрующего слоя является задачей на оптимизацию.

Гидроциклоны. Отделение механических примесей в поле действия центробежных сил осуществляется в открытых или напорных гидроциклонах, многоярусных гидроциклонах и центрифугах.

Принцип действия гидроциклонов основан на сепарации частиц твердой фазы во вращающемся потоке жидкости. Величина скорости сепарирования частицы в поле гидроциклона может превышать скорость оседания эквивалентных частиц в поле гравитации в сотни раз.

К основным преимуществам гидроциклонов следует отнести:

1) высокую удельную производительность по обрабатываемой суспензии;

2) сравнительно низкие расходы на строительство и эксплуатацию установок;

3) отсутствие вращающихся механизмов, предназначенных для генерирования центробежной силы; центробежное поле создается за счет тангенциального ввода сточных вод;

4) возможность создания компактных автоматизированных установок.

Открытые гидроциклоны применяют для отделения из сточных вод крупных механических частиц со скоростью оседания 0,02 м/с. Преимущества открытых гидроциклонов перед напорными – большая производительность и малые потери напора, не превышающие 0,5 Па. Эффективность очистки сточных вод от механических примесей в гидроциклонах зависит от характеристик загрязнений (вида материала, размеров и форм частиц и др.), а также от конструктивных и геометрических характеристик самого гидроциклона.

На рис. 53 представлена схема открытого гидроциклона, состоящего из входного патрубка 1, кольцевого водослива 2, трубы для отвода очищенной воды 3 и шламоотводящей трубы. Кроме указанной схемы известны гидроциклоны с нижним отводом очищенной воды и циклоны с внутренней цилиндрической перего родкой.

Рис. 53. Схема открытого гидроциклона:

1 – входной патрубок; 2 – кольцевой водослив; 3 – труба для отвода очищенной воды; 4 – шламоотводящая труба.

Производительность открытого гидроциклона рассчитывается по формуле:

где D – диаметр цилиндрической части гидроциклона,

q – удельный расход воды, для определяемый по формуле:

где U – гидравлическая крупность загрязняющего воду материала.

При проектировании открытых гидроциклонов рекомендуются следующие значения геометрических характеристик: D = 2-10 м; высота цилиндрической части H=D, диаметр входного отверстия d=0,1D. Угол конической части α = 60 о .

Напорные гидроциклоны (рис. 49) применяют для выделения из сточных вод механических частиц со скоростью осаждения менее 0,02 м/с. Производительность напорных циклонов определяется по формуле:

где ρ – плотность очищаемой сточной воды,

k – опытный коэффициент, равный 0,524 для гидроциклонов с диаметром цилиндрической части 0,125-0,6 м и углом конической части 30 о .

Рис. 54. Схема напорного гидроциклона:

1 – входной патрубок; 2 – труба для отвода воды; 3 – труба для отвода шлама.

Многоярусные гидроциклоны по принципу выделения механических частиц из жидкости аналогичны напорным гидроциклонам. Устройство в камере гидроциклона нескольких секций (ярусов), через которые последовательно проходит очищаемая вода, позволяет более полно использовать объем гидроциклона и уменьшить время пребывания жидкости в циклоне.

Жироловки. Очистка сточных вод от маслосодержащих примесей в зависимости от состава и концентрации примесей производится отстаиванием, обработках в гидроциклонах, флотацией и фильтрованием. При отстаивании происходит всплывание частиц масел с плотностью, меньшей плотности воды, по тем же законам, что и осаждение тяжелых частиц. Процесс отстаивания осуществляется в отстойниках, а также маслоловушках при незначительной концентрации механических загрязнений. Конструкция маслоловушек аналогична конструкции горизонтального отстойника (рис. 55).

Рис. 55. Схема маслоловушки:

1 – входной патрубок; 2 – отстойная камера; 3 – маслосборник; 4 – цепной конвейер; 5 – выходной патрубок.

При среднем времени пребывания сточной воды в маслоловушке, равном двум часам, скорость ее движения составляет 0,003-0,008 м/с. В результате отстаивания маслопродукты, содержащиеся в воде, всплывают на поверхность, откуда удаляются маслосборным устройством. Для расчета маслоловушек необходимо знать расход сточной воды и скорость всплывания маслопродуктов, которая определяется по следующей формуле:

где d — диаметр осаждаемых частиц,

ρ_ч , ρ_ж – плотности загрязнителя и жидкости.

В этом случае расчет сводится к определению геометрических размеров ловушек и времени отстаивания сточной воды.

Очистка сточных вод от маслосодержащих примесей фильтрованием — заключительный этап очистки. В качестве фильтрующего материала используют кварцевый песок, доломит, керамзит и др. На рис. 51 представлена схема полиуретанового фильтра. Устройство состоит из решетки 1 и патрона 2 с фильтрующим элементом 3 из вспененного полиуретана. Решетка задерживает твердые частицы, а фильтр задерживает жир. Пенополиуретаны, обладая большой маслопоглощательной способностью, обеспечивают очистку до 0,97 — 0,99 при скорости фильтрования 0,01 м/с. Насадка из пенополиуретана легко регенерируется механическим отжиманием маслопродуктов.

Рис. 56. Схема полиуретанового фильтра:

1 – решетка; 2 – патрон; 3 – насадки из пенополиуретана.

Лекция 16. Химические, физико-химические и биологические методы очистки и обезвреживания сточных вод

1. Химические и физико-химические способы очистки вод.

2. Биологические способы очистки сточных вод.

Химическая очистка сточных вод

Химическая или реагентная очистка производственных сточных вод может применяться как самостоятельный метод перед подачей производственных сточных вод в систему оборотного водоснабжения, а также перед спуском их в водоем или городскую канализационную сеть. Применение химической очистки в ряде случаев целесообразно перед биологической или физико-химической очисткой. Химическая обработка находит применение также и как метод глубокой очистки производственных сточных вод с целью их дезинфекции, обесцвечивания или извлечения из них различных компонентов.

Нейтрализация. На железнодорожном транспорте и других отраслях промышленности производственные сточные воды от технологических процессов содержат щелочи NaOH, КОН, кислоты HCl, H₂SO₄, H₃PO₄, а также соли металлов, образованных на основе кислот или щелочей. Поэтому с целью предупреждения коррозии материалов канализационных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоемах, а также осаждения из сточных вод солей тяжелых металлов кислые и щелочные стоки подвергают нейтрализации. В результате нейтрализации в водных растворах происходит реакция между гидратированными ионами водорода и ионами гидроксида, содержащимися соответственно в сильных кислотах и основаниях, с образованием молекулы воды и гидроксида металлов. В результате рН среды приближается к 7. Указанные реакции и способы нейтрализации подробно рассмотрены в главе 2. Здесь же рассмотрим расчет расхода реагентов.

Расход щелочного (кислого) реагента на нейтрализацию 1 м 3 кислоты (щелочи), содержащейся в сточных водах, определяется по формуле:

где С – концентрация кислоты (щелочи) или солей металлов, содержащихся в сточной воде, кг/м 3 ;

M₁ – молекулярная масса щелочного (кислого) реагента;

М₂ – молекулярная масса кислоты (щелочи) или солей металлов, содержащихся в сточной воде.

В качестве реагента для нейтрализации используют любые щелочи, кислоты или их соли (NaOH, KOH, H₂SO₄, известняк, доломит, мел, мрамор, магнезит, сода и др.).

Процессы нейтрализации осуществляют в специальных реакторах, оборудованных перемешивающим устройством, и при необходимости проветривания – системой вытяжной вентиляции. Расчет реакторов достаточно подробно изложен в книге Плановский А.Н., Николаев П.И. «Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологий» [1], поэтому в данной работе не рассматривается.

Кроме нейтрализации к химическим методам очистки относятся осаждение, окисление и электрохимическая обработка. Химизм этих процессов рассмотрен в главе 2. По методам расчета и аппаратурному оформлению осаждение и окисление мало отличается от нейтрализации, поэтому в данной главе они не рассматриваются.

Электрохимическая обработка широко используется для очистки сточных вод от шестивалентного хрома. Этот метод основан на пропускании постоянного электрического тока через сточную воду, находящуюся в открытых или закрытых электролизных ваннах, в которых размещены попеременно чередующиеся стальные аноды и катоды. При этом в сточной воде не должно содержаться механических примесей со скоростью осаждения (всплывания) более 0,0003 м/с и концентрацией их более 0,05 кг/м 3 . Очистка сточных вод от соединений шестивалентного хрома основана на реакции восстановления бихромат- и хромат-ионов ионами трехвалентного железа, которые образуются при электролитическом растворении анода, а также гидроксидом железа Fe(ОН)₂, который возникает в сточной воде при взаимодействии ионов Fe 2+ и ОН – (при рН ≥ 5,5).

В промышленных условиях биохимическую очистку сточных вод от соединений хрома проводят на установках, использующих в качестве питательной среды городские бытовые сточные воды со средним значением БПК 0,1 г/л. На рис. 52. представлена схема установки биохимической очистки хромсодержащих сточных вод гальванического цеха. Бытовые сточные воды с расходом 0,0236 м 3 /с из отстойника 1 насосом подают в смеситель 2, куда одновременно поступают хромсодержащие сточные воды с расходом 0,013 м 3 /с и концентрацией соединений хрома до 85 мг/л, а также активный ил с содержанием бактерий рода Pseudomonas. Из смесителя сточные воды с активным илом поступают в биовосстановители 3, в которых происходит процесс биохимического восстановления хроматов с образованием гидроксида хрома. Процесс восстановления идет при постоянном перемешивании смеси и поддержании активного ила во взвешенном состоянии. Из биовосстановителей сточная вода поступает в отстойник 4, отстаивается и очищенная от хрома направляется в резервуар 5. В этот же резервуар сбрасывается избыточный активный ил с гидроксидом хрома и осадок сточных вод из отстойника 1. Осевший активный ил из отстойника 4 перекачивается в смеситель 2 для поддержания в биовосстановителях концентрации, равной 7 г/л. Из резервуара 5 сточная вода перекачивается в канализацию и далее поступает в биологические установки станции водоочистки, где в первичных отстойниках осаждается гидроксид хрома.

Рис. 57. Схема установки биохимической очистки хромсодержащих сточных вод:

1 – отстойник бытовых вод; 2 – смеситель; 3 – биовосстановители; 4 – отстойник; 5 – резервуар.

Физико-химические методы очистки

К физико-химическим методам очистки относятся: коагуляция, флокуляция, сорбция, флотация, экстракция, ионный обмен, гиперфильтрация, ультрафильтрация, эвапорация, термоокисление, выпаривание, испарение, кристаллизация, высаливание, вымораживание, магнитная обработка, а также методы, связанные с наложением электрического поля – электрокоагуляция, электрофлотация, электродиализ и другие.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 1405 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

1. Механические.
2. Химические.
3. Биологические и биохимические.
4. Физико-химические.

Каждая из перечисленных технологий очистки включает в себя несколько ступеней, требующих применения определенных технических устройств, химикатов и биологически активных препаратов.

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

1. Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
2. Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
3. Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

1. Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
2. Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Согласно СанПиН, санитарные зоны должны быть организованы на всех водопроводов в целью сохранения водных ресурсов. Что такое охранная зона водопровода и какие требования предъявляются по защите источников водозабора, читайте далее.

Как сделать песчаный фильтр для бассейна своими руками, читайте тут.

А в этой статье http://aquacomm.ru/vodosnabzenie/zagorodnyie-doma-v/avtonomnoe-vodosnabzhenie/istochniki/skvazhina-ne-glubokaya/ot-zheleza.html вы можете ознакомиться с методами очистки воды от железа. А также вы узнаете, как определить наличие железа в воде.

Для переработки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. От биохимического он отличается только отсутствием химикатов.

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.

Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

1. Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

• Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
• Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

В данную категорию входят следующие способы:

1. Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
2. Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.

Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.

Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Здоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают фильтры для воды. Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в этом материале.

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители). Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Содержащий большое количество яиц гельминтов и болезнетворных бактерий осадок подвергают доочистке при помощи анаэробных микроорганизмов в септиках и метантенках.

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

источник

Классификация сточных вод и основные методы их очистки. Гидромеханические, химические, биохимические, физико-химические и термические методы очистки промышленных сточных вод. Применение замкнутых водооборотных циклов для защиты гидросферы от загрязнения.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Сравнительный анализ методов очистки промышленных сточных вод»

Введение
• 1. Классификация сточных вод
• 2. Методы очистки сточных вод
• 2.1 Гидромеханические методы очистки сточных вод
• 2.2 Химические методы очистки сточных вод
• 2.3 Биохимические методы очистки сточных вод
• 2.4 Физико-химические методы очистки сточных вод
• 2.5 Термические методы очистки сточны вод
• 3. Замкнутые водооборотные циклы
• Заключение
• Библиографический список

Сточными называются воды, образовавшиеся в процессе использования на бытовые и производственные нужды и получившие при этом дополнительные загрязнения.

Последние формируются за счет атмосферных осадков (дождь, снег), поступающих на территорию предприятия. B зависимости от содержания в них химических веществ АСВ могут быть или сильно загрязненными, или содержащими загрязняющие вещества в небольших количествах. Производственные сточные воды также можно разделить на две большие гpyппы: содержащие загрязняющие вещества и условно чистые. Первая группа должна быть подвергнута очистке на специальных сооружениях, вторая группа может быть использована в цикле оборотного водоснабжения.

Для отведения сточных вод от мест их образования существуют специальные канализационные сети (системы). Режим поступления сточных вод в наружную канализационную сеть промышленного предприятия и их количество зависят от многих условий: мощности предприятия, числа рабочих смен, вида исходного сырья, технологии производства, числа единиц производственного оборудования, а также режима его работы, удельного расхода воды на единицу продукции и т.п. Вследствие этого на предприятиях одного и того же производственного профиля сточные воды имеют неодинаковый состав и поступают в канализацию c различной степенью неравномерности. Режим поступления производственных сточных вод во внутрицеховую канализационную сеть определяется технологическими процессами отдельных цехов и предприятия в целом. [1, с 290]

Для устранения загрязнений сточных вод применяют различные методы очистки. Наиболее удобная классификация методов приводится у А.Н. Голицына. Методы очистки сточных вод классифицируются следующим образом:

— гидромеханические (процеживание, отстаивание, улавливание всплывающих материалов, фильтрование, центрифугирование);

— физико-химические (коагуляция, флотация, флокуляция, адсорбция, ионный обмен, экстракция, обратный осмос, десорбция, электрохимические методы);

— очистка от растворимых примесей (экстракция, сорбция, нейтрализация, электрокоагуляция, ионный обмен, озонирование, кондиционирование, обезвоживание);

— очистка от органических примесей (применение сооружений с использованием биологических фильтров). [3, с 37-38]

Как видно из приведенной выше классификации, способов очистки сточных вод очень много. Ниже рассмотрим некоторые из них.

Процеживание. Сточные воды процеживают через решетки и сита с целью извлечения из них крупных примесей для предотвращения засорения труб и каналов. Решетки состоят из наклонных или вертикально установленных параллельных металлических стержней, укрепленных на металлической раме. Решетки могут быть неподвижные и подвижные. Ширина прозоров в решетке равна 16 — 20 мм. По способу очистки решеток от задержанных загрязнений они разделяются на простейшие, которые очищаются ручным способом, и механические, очищаемые с помощью механических приспособлений. При этом в просветах решетки движутся зубцы граблей, укрепленных на подвижной шарнирно-пластинчатой цепи, которая приводится в движение электродвигателем. Отбросы, снятые со стержней решетки направляются на ленте-транспортере в дробилку для измельчения.

Сита применяют для удаления более мелких взвешенных частиц. Они могут быть двух типов: барабанные или дисковые. Первые представляют собой сетчатый барабан с отверстиями 0,5-1 мм. При вращении барабана сточная вода фильтруется через его внешнюю или внутреннюю поверхность в зависимости от способа подвода воды (снаружи или внутрь). Задерживаемые примеси смываются c сетки водой и отводятся в желоб. Производительность сита зависит от размера (диаметра) барабана, его длины, a также от свойств примесей.

Отстаивание. Его применяют для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители.

Песколовки предназначены для задержания минерaльных примесей, содержащихся в сточных водах. Принцип действия этих устройств основан на том, что частицы, плотность которых больше, чем плотность воды, по мере движения их в резервуаре выпадают на дно. Конструкцию песколовки выбирают в зависимости от количества очищаемых сточных вод, концентрации взвешенных частиц. Наиболее часто используют гoризонтaльные песколовки. Скорость движения воды в горизонтальных песколовках не превышает 0,3 м/с. [1, с 295-296]

Отстаивание является самым простым, наименее энергоемким и дешевым методом выделения из сточных вод грубодиспергированных примесей с плотностью, отличной от плотности воды.

Отстойники предназначаются для осаждения нерастворенных частиц вследствие замедленного движения сточных вод. [4, с 205]

B зависимости от конструкции отстойники могут быть горизонтальными, вертикальными или радиальными. В горизонтaльных отстойниках жидкость движется почти горизонтально вдоль отстойника, в вертикальном — снизу вверх, в радиaльных — от центра к периферии. [1, с 296]

Горизонтальные отстойники — это железобетонные, прямоугольные в плане бассейны воды. Для выравнивания потоков в бассейнах устанавливают через 3 — 6м вертикальные продольные перегородки. Удаление осадков со дна отстойника гидравлическое (без остановки работы) или механическое (при опорожнении отстойника или отсека). [2, с 30]

Вертикальные отстойники — это круглые, квадратные или многоугольные в плане резервуары с конусным или пирамидальным днищем. Вертикальные отстойники обычно имеют производительность от 20 до 50 м 3 /сут, они используются при глубоком залегании грунтовых вод. сточная жидкость подводится к рабочей части отстойника по центральной трубе. После выхода из трубы сточная жидкость движется снизу вверх к сливным желобам, по которым поступает в отводной лоток. Во время движения сточной жидкости по отстойнику из нее выпадают взвешенные частицы, плотность которых больше плотности воды. [1, с 297]

Радиальные отстойники — круглые в плане бассейны, снабженные устройством для непрерывного удаления выпадающей смеси. Сточная вода подается через центральную трубу в бассейн отстойника и движется с убывающей скоростью к периферии. При этом происходит выпадение осадка. Пройдя отстойник, сточная вода через щелевые отверстия поступает в круговой желоб. Дно бассейна имеет уклон в 5-8° от периферии к центру. Выпавший осадок удаляют скребками, укрепленными к подвижной ферме, в приямок для сбора осадка, расположенный в центральной части отстойника. [2, с 31]

Радиальные отстойники являются разновидностью горизонтальных. Их применяют главным образом на крупных станциях очистки сточных вод (более 20 000 м 3 /сут) в системах биологической обработки. В этом случае их разделяют на первичные и вторичные. Первичные предшествуют сооружениям биологической очистки, а вторичные устанавливаются после таких сооружений. [1, с 297]

Недостатками отстойников являются сравнительно низкая эффективность, невысокая скорость удаления частиц, большие габаритные размеры аппаратов, значительный расход материалов (металла, бетона) для их изготовления. [3, c38]

Фильтрование. Процесс применяют для выделения из сточных вод грубо — и мелкодисперсных примесей, не осевших при отстаивании. Фильтрование является обычно завершающей стадией очистки сточных вод, прошедших сооружения механической, физико-химической и биологической очистки.

B зависимости от количества и характера примесей, a также количества очищаемой жидкости и требований к осветленной воде применяют фильтры c фильтровальной перегородкой или зернистой загрузкой.

Для осуществления процесса фильтрования могут быть использованы фильтры любой конструкции. Однако при очистке сточных вод, как правило, в больших объемах выбирают фильтры, для работы которых не требуется применения больших давлений. Исходя из этого, используют фильтры с сетчатыми элементами (микрофильтры и барабанные сетки) и фильтры c фильтрующим зернистым слоем. Фильтр последнего типа представляет собой резервуар, в нижней части которого имеется дренажное устройство для отвода воды. На дренаж укладывают слой поддерживающего материала, a затем фильтрующий материал. [1, c.299]

Фильтрующий слой аппарата необходимо время от времени промывать от накопившихся загрязнений. Для этого в фильтр снизу подается промывочная вода.

Наличие в очищаемой воде ферромагнитных примесей позволяет использовать для очистки магнитные и электромагнитные фильтры. Для фильтрования эмульгированных веществ применяют фильтры c пенополиуретановой загрузкой. [1, c.299]

Центробежные методы. Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводится в гидроциклонах и центрифугах. Для очистки сточных вод, как правило, используют напорные и открытые (низконапорные) гидроциклоны. Напорные гидроциклоны применяют для осаждения твердых примесей, a открытые — для удаления осaждaющихся и всплывающих примесей. Гидроциклоны просты по устройству, компактны, легко обcлyживаются, имеют высокую производительность и небольшую стоимость.

Центробежные силы используют также в центрифугax. Мощность силового поля в таких аппаратах превышает мощность поля сил тяжести в сотни, тысячи и даже сотни тысяч раз, что позволяет обеспечить любую степень полноты разделения. B практике центрифугирования применяют два принципиально различных способа разделения неоднородных систем — фильтрование и центробежное осаждение.

Фильтрующие центрифуги служат для разделения сравнительно грубодисперсных систем с кристаллической или аморфной твердой фазой; отстойные и осветляющие — для разделения трудно фильтрующихся суспензий. Для разделения эмульсий используют сепараторы разнообразных конструкций.

Для очистки производственных сточных вод наибольшее применение находят комбинированные центрифуги, сочетающие в одном аппарате фильтрацию с последующим осаждением в поле центробежных сил. [1, с.299-300]

Окисление сточных вод производится хлором, перекисью водорода, кислородом воздуха, диоксидом марганца, озоном.

Восстановление используется для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка, для чего в воду вводят сульфит железа, гидросульфит натрия, гидрозин, сероводород или алюминиевую пудру.

Удаление ионов тяжелых металлов производится реагентным методом. Ртуть, хром, кадмий, цинк, свинец, медь и никель удаляются c помощью гидроксидов кальция и натрия, карбонадов и сульфидов натрия, феррохромного шлака и т.п. [3, с.42]

Режим поступления сточных вод

I — нейтрализация смешением со щелочными сточными водами; II — раствором извести; III — фильтрованием через известняк; IV — фильтрованием через доломит; V — фильтрованием через мел.

Режим поступления: Р — равномерный; Н — неравномерный.

«+» — применение способа рекомендуется; 0 — применение способа допускается; «-» — применение способа не рекомендуется.

Аэробные процессы очистки происходят c потреблением микробами кислорода, анаэробные — без потребления кислорода в метантенках, где происходит сбраживание c выделением спиртов, кислот, ацетона, углекислого газа, водорода и метана.

При использовании биохимических методов очистки сточных вод возникают проблемы сохранения активного ила (он не выдерживает низкой температуры), а также удаления и рационального использования продуктов процесса (в том числе взрывоопасных метана и водорода). Кроме того, появляется необходимость доочистки твердых осадков. [3, с.42]

Флотация. Флотационные процессы основаны на всплытии дисперсных частиц вместе c пузырьками воздуха. Флотацию успешно применяют в ряде отраслей техники (например, в процессах обогащения рудного и нерудного минерального сырья, в угледобыче) и для очистки производственных сточных вод.

Процесс флотации состоит в том, что молекулы нерастворенных частиц прилипают к пузырькам воздуха и всплывают вместе с ними на поверхность воды. Успех флотации и значительной степени зависит от величины поверхности пузырьков воздуха и от площади контакта их c твердыми частицами. Для повышения эффекта флотации в воду вводят реагенты. [1, с.304]

В качестве пенообразователей в воду могут добавлять сосновое масло, креозол, фенолы, способствующие прилипанию частиц к пузырькам пены, которая затем выводится из аппарата. [3, с.40]

Насыщение сточной жидкости воздухом осуществляется следующими способами: подачей воздуха во всасываемую трубу насоса; выделением из раствора пузырьков воздуха вследствие изменения давления; подачей воздуха компрессорами или воздуходувными машинами через пористые пластины; подачей воздуха импеллерными машинами; барботажем воздуха вследствие электрохимических процессов. [1, с.304]

Традиционным признаком классификации флотационных сооружений принят способ получения диспергированной газовой фазы (ДГФ). Все существующие способы можно разделить на следующие группы: дробление газовой фазы (диспергирование) в толще жидкости; непосредственное выделение из обрабатываемой воды. В соответствии с этим составлена классификация флотационных сооружений (рис.1) [4, с.360]

Флотация имеет высокую степень очистки (95-98%), снижает концентрацию легкоокисляемых веществ, уменьшает количество бактерий и микроорганизмов. Недостатком флотации является применение экологически вредных веществ (например фенолов). [3, с.40]

Коагуляция. Метод заключается в том, что к сточной воде добавляют реагенты (коагулянты), способствующие быстрому выделению из нее мелких взвешенных и эмульгированных веществ, которые при простом отстаивании не осаждаются. Реагeнт добавляют обычно до поступления сточной воды. в отстойники. Взвеси вместе c коагулянтом осаждаются в отстойных бассейнах. [1, с.304-305]

Для повышения эффективности очистки сточных вод от коллоидных загрязнений используют минеральные коагулянты, представляющие гидролизующиеся соли металлов. [4, с.371]

Наиболее широкое применение в качестве коагулянта получил сульфат алюминия. При коагулировании сульфат алюминия взаимодействует с гидрокарбонатами, имеющимися в воде, образуя малорастворимое основание. Также успешно применяют гидроксохлорид алюминия, для которого требуется меньший щелочной резерв воды.

очистка промышленная сточная вода

Т.к. железо обладает переходной валентностью, соли железа могут применяться не только для коагулирования, но и для проведения реакций окисления-восстановления с последующей седиментацией.

Упрощенная схема гидролиза коагулянта может быть представлена следующими стадиями:

Ме n+ + H₂O — Me (OH) ( n-1 ) + + H +

Me (OH) ( n-1 ) + + H₂O — Me (OH) ₂ ( n-2 ) + + H +

Малорастворимые гидроксиды металлов формируют в воде дисперсную систему с противоположным зарядом, что способствует сближению дисперсных частиц загрязнений и коагулянта. Это вызывает нейтрализацию диффузного слоя и приводит к снижению величины ж-потенциала. В результате коагуляции дисперсная система сточных вод может утратить седиментационную устойчивость и стать доступной для эффективного применения разделительных процессов.

Наряду с явлениями коагуляции, образующиеся флокулы гидроксидов металлов, обладая развитой поверхностью сорбируют многие дисперсные загрязнения сточных вод. При этом могут извлекаться вещества, не участвовавшие в текущем процессе коагуляции.

В процессе очистки с помощью коагулятов можно выделить 4 стадии:

— образование веществ в результате химической реакции;

— кристаллизация малорастворимых соединений;

— адсорбция ионов на поверхности твердой фазы с образованием двойного электрического слоя.

II Стадия — образование и осаждение хлопьев.

III Стадия — созревание осадка (рекристаллизационные процессы упорядочивают кристаллическую структуру осадка).

IV Стадия — уплотнение шлама. [5, с.37]

Процесс очистки сточных вод от коллоидных и мелкодисперсных примесей гетерокоагуляцией c использованием гидроксидов металлов (алюминия, железа) — можно осуществлять, пропуская сточные воды через электролизер c анодами из yкaзанных металлов. Металл анодов под действием постоянного тока ионизируется и переходит в очищаемую воду. Образующиеся в воде гидроксиды алюминия или железа способствуют коагуляции дисперсной системы.

Флокуляция. Для ускорения процесса хлопьеобразования, имеющего место при коагуляции мелкодисперсных примесей, к сточной воде добавляют некоторые высокомолекулярные вещества, называемые флокyлянтами. Обычно флокулянты применяют в дополнение к минеральным коагулянтам, так как они способствуют расширению областей температур и рН коагулирования, снижают расход коагулянтов, повышают плотность и прочность образовавшихся хлопьев, стабилизируют работу очистных сооружений и повышают их производительность. [1, с.306]

Флокулянты разделяют на три группы: неорганические вещества, природные полимеры, синтетические полимеры (рис.2)

Размещено на http://www.allbest.ru/

К первой группе следует отнести активную кремниевую кислоту, представляющую собой частично структурированный раствор диоксида кремния.

К группе природных флокулянтов относятся крахмал, производные целлюлозы, альгинат натрия, гуаровые смолы, флокулянты, получаемые микробиологическим синтезом и др. Преимущества природных флокулянтов это их практически полная безвредность. Недостаток — невысокие флоккулирующие свойства.

Большое распространение получили синтетические полимерные флокулянты, что объясняется их весьма высокими флоккулирующими свойствами. Ряд флокулянтов этой группы можно применять для очистки воды и осветления тонкодисперсных суспензий, в весьма малых дозах, не используя при этом коагулянты.

К группе синтетических флокулянтов неионного типа относятся: полиакриламид, полиэтиленоксид, поливинилпиролидон, поливиниловый спирт.

Флокулянты анионного типа — полиакрилат натрия, полистиролсульфокислота. Анионные полимерные флокулянты содержат в цепи карбоксильную группу, сульфогруппу, а также фосфатную группу.

Эффективны флокулянты катионного типа — полиэтиленимин (ПЭИ), полиакриамид (ПАА), ВА-2, ВА-3, ВПК-101, ВПК-402 и др. Ниже представлены катионные флокулянты, выпускаемые в промышленных условиях.

источник