Сооружения для механической очистки производственных сточных вод
Механическая очистка производственных сточных вод предназначена для выделения из них нерастворенных и частично коллоидных примесей. К методам механической очистки относятся: процеживание, отстаивание, фильтрование, удаление нерастворенных примесей в гидроциклонах и на центрифугах.
Процеживание применяют для выделения из сточной жидкости крупных плавающих веществ и более мелких, главным образом волокнистых загрязнений. Для выделения крупных веществ используют решетки, а более мелких частиц — сетки. Решетки для предварительной очистки необходимо предусматривать на всех очистных станциях. Для выделения мелких взвешенных веществ чаще всего применяют барабанные сетки с ячейками 0,5X0,8 мм. Для удаления волокна из сточных вод предприятий используют волокноуловители различной конструкции.
Для удаления из сточной жидкости очень мелких нерастворенных частиц за рубежом применяют микро-процеживатели. Микропроцеживатель представляет собой барабан, помещенный в резервуар. С одного конца барабана поступает неочищенная сточная вода. Фильтрующая сетка прикреплена к боковой поверхности барабана. Поток воды из барабана выходит в резервуар через фильтрующую сетку. Частицы задерживаются на внутренней поверхности барабана. Наружные насадки позволяют смывать задержанные частицы в бункер. Микропроцеживатели имеют диаметр барабана 0,75— 3 м. Пропускная способность микропроцеживателей 20 000—45 000 м3/сут.
Отстаиванием из производственных сточных вод выделяют нерастворенные и частично коллоидные загрязнения минерального и органического происхождения. Отстойники для очистки производственных сточных вод могут представлять собой самостоятельные сооружения, на которых процесс очистки заканчивается, или же сооружения, предназначенные только для предварительной очистки. Так, на заводах черной металлургии сточные воды, получаемые в результате очистки газа, а также от прокатных цехов и от грануляции шлака, вполне достаточно очищать только в отстойниках, затем их можно использовать снова. И, наоборот, на фабриках, где обрабатывают продукты животного происхождения, на шерстомойках, кожевенных и клееваренных заводах, суконных фабриках и т. п. отстойники служат сооружениями для предварительной обработки воды; пройдя отстойники, сточная вода поступает на биологическую очистку.
Для выделения тонущих нерастворенных примесей используют как горизонтальные, так и радиальные отстойники. По своей конструкции они мало отличаются от отстойников, применяемых для осветления бытовых сточных вод.
Если в производственных сточных водах содержится большое количество жиров, то для их выделения устраивают жироловки. Жироловка представляет собой горизонтальный резервуар, в котором всплывающие мелкие вещества (жиры) за время прохождения по нему жидкости успевают подняться наверх и могут быть отделены от сточной жидкости. Для ускорения этого процесса толщу жидкости в жироловке иногда продувают воздухом.
Жироловки предусматривают на мясокомбинатах, молочных и других заводах пищевой промышленности. Различают цеховые и общие жироловки. Цеховые жироловки устанавливают у отдельных цехов, сточные воды которых содержат много жира, а общие жироловки на общем стоке жиросодержащих вод. Предварительно подогретый до 45—50 °С жир удаляется из жироловок с помощью насосов или вакуумных установок.
Если в производственных сточных водах содержится большое количество бензина, то устраивают специальные бензиноуловители.
Для очистки производственных сточных вод, содержащих нефтепродукты, применяют нефтеловушки. Простейшие нефтеловушки представляют собой прямоугольные, вытянутые в длину резервуары, в которых за счет разности удельных весов нефти и воды происходит их разделение. Нефть, находящаяся в воде в виде частиц различного размера, всплывает на поверхность, а минеральные примеси оседают на дно.
В нефтеловушке (рис. 1) сточная вода через щелевую перегородку поступает в отстойную камеру: в которой нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность. Нефть собирается в начале и в конце секции щелевыми поворотными трубами. Для сгона нефти, сбора осадка и сгребания его в приямок применяется скребковый транспортер. Глубина проточной части нефтеловушек принимается 2 м, а ширина секции 3—6 м. Осадок из приямка нефтеловушки удаляется 1—2 раза в сутки с помощью гидроэлеваторов или через донные клапаны. При нормальной эксплуатации в нефтеловушках задерживается до 98 % нефтепродуктов. Остаточное содержание нефти может достигать 100 мг/л, поэтому часто эти воды следует направлять и на биологическую очистку.
В многоярусной (тонкослойной) нефтеловушке (рис. 2) сточная вода из распределительной камеры поступает в секции нефтеловушки и через поперечную распределительную трубу с вертикальными патрубками и диффузорами распределяется по ширине и глубине зоны грубой очистки. В этой зоне вода находится в течение 2—4 мин. Затем вода проходит через пропорциональное водораспределительное устройство и поступает в полочный блок. При движении потока в ярусах блока частицы нефти всплывают к верхним образующим яруса, движутся по ним вверх к периферии и в пространстве между блоками и стенкой нефтеловушки всплывают на поверхность воды. Осветленная вода через водослив поступает в водосборный лоток.
В зоне грубой очистки нефть постоянно отводится через щелевую поворотную трубу. Нефть, всплывшая над полочными блоками, сгоняется скребками к концу отстойной зоны и через вторую щелевую поворотную трубу периодически отводится. Осадок из блоков сползает к центральной части в лоток, откуда скребками транспортируется в приямок зоны грубой очистки, оборудованной гидроэлеватором.
Для выделения смол из сточной жидкости применяют отстаивание и фильтрацию. Смолы обычно содержатся в сточных водах коксохимических заводов, газогенераторных станций и некоторых других предприятий. Они представляют собой ценное сырье, поэтому их необходимо улавливать наиболее полно.
Отстойники-смолоуловители устраивают радиальные и горизонтальные.
В отстойники-смоломаслоуловители на коксохимических заводах (рис. 3) фенольная вода поступает по центральной трубе, а осветленная вода отводится через затопленные отверстия в наружной стене в кольцевой водослив. Смола осаждается на дне отстойника и периодически удаляется скребковым устройством в центральный приямок, а оттуда откачивается насосом в сборник смолы. Перед откачкой выпавшую смолу подогревают паром до температуры 60 °С. Всплывшие на поверхности отстойника масла перетекают в радиальные лотки и отводятся в кольцевой сборник, расположенный вокруг центральной трубы. Масло из сборника откачивается насосом. Средняя глубина рабочего слоя воды принимается 1,5 м, скорость движения воды 1—2 мм/с, продолжительность отстаивания 3—4 ч. Эффект осветления достигает 80—90%.
Эмульгированные тонкодисперсные смолы выделяются в фильтрах. Сорбционным материалом могут служить металлическая стружка или коксовая мелочь, а также бурый уголь, торф, опилки. Фильтрование предназначено для задержания взвешенных веществ, не осевших при отстаивании. Применяют фильтры песчаные, дна-”’ томитовые и сетчатые с фильтрующим слоем. Фильтры бывают открытые (безнапорные) и закрытые (напорные). В открытых фильтрах высота слоя загрузки равна 1—2 м. Закрытые фильтры, загруженные песком, имеют высоту слоя загрузки 0,5—1 м, а при загрузке гравийной мелочью — 1 —1,5 м. Скорость фильтрации зависит от крупности и вида фильтрующего материала и от крупности и концентрации взвешенных веществ.
Песчаные фильтры применяют при невысоком содержании взвешенных веществ. Хорошо зарекомендовали себя двухслойные фильтры (рис. 4): нижний слой загрузки— песчаный (крупность зерен 1—2 мм), а верхний слой — антрацитовая крошка. Сточная вода подается на фильтр сверху. Через определенное время производится промывка загрузки фильтра с целью удаления из нее задержанной взвеси. После промывки процесс фильтрации возобновляется.
При реагентной очистке производственных сточных вод применяют скоростные контактные фильтры для удаления грубодисперсных и коллоидных примесей (рис. 9.29). Фильтр имеет распределительную систему, расположенную над поверхностью загрузки. Эта система позволяет избежать предварительного хлопьеобразования и создает условия для эффективной коагуляции примесей.
В диатомитовых фильтрах сточная жидкость фильтруется через тонкий слой диатомита, наносимый на пористые поверхности. В качестве пористых материалов применяют керамику, металлическую сетку и ткань. Используют также искусственные порошкообразные составы из диатомита с высокой адсорбционной способностью. Такие фильтры обеспечивают высокий эффект очистки.
На предприятиях бумажной промышленности для улавливания волокон применяют сетчатые фильтры с фильтрующим слоем. Фильтрующей средой в таком фильтре является движущаяся сетка. На сетку наносят фильтрующий слой из волокнистых отходов целлюлозно-бумажного производства. Фильтрующий слой с задержанными частицами непрерывно удаляется. Фильтр представляет собой ванну с расположенным внутри нее барабаном с ребристой поверхностью. На барабан надета сетка. Фильтрация происходит под напором столба воды в ванне.
Существуют также различные конструкции фильтров, предназначенных для очистки специфических производственных сточных вод: например, кварцевые фильтры для извлечения из сточных вод соединений цинка и меди, дисковые фильтры для сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий, фракционаторы (отделители волокна), электромагнитный фильтр для сточных вод прокатных цехов.
В последнее время для улавливания масел и нефтепродуктов широко применяют фильтры с пенополиуре-тановой загрузкой, разработанные Харьковским отделом ВНИИ ВОДГЕО и Харьковским Водоканалпроектом (рис. 6). Сточная вода подается в емкость фильтра, где находится пенополиуретан во взвешенном состоянии, на котором происходит сорбция нефтепродуктов, масел и взвешенных веществ. Сточная вода отводится из фильтра через сетчатое днище по трубопроводу. Периодически осуществляется регенерация пенополиуретановой загрузки, для чего она цепным ковшовым элеватором подается на отжимные барабаны.
Микрофильтры МВФ применяют для доочистки биологически очищенных сточных вод при сбросе их в водоем или, что весьма важно, при повторном использовании в производстве. Это особенно экономично, когда возможен недостаточно глубокий эффект очистки по сравнению с доочисткой на песчаных фильтрах.
Микрофильтры работают нормально при концентрации взвешенных веществ в исходной воде не более 40 мг/л. При исходной концентрации взвешенных веществ 15—20 мг/л на микрофильтрах обеспечивается снижение содержания их на 50—60%, а снижение БПКполн на 25—35%. В микрофильтрах используют рабочие сетки из нержавеющей стали при размере отверстий 35 мкм с поддерживающими сетками из нержавеющей стали с ячейками 2×2 мм. Диаметр барабана фильтра 1,5—3 м. Скорость фильтрования составляет 15—25 м/ч.
Гидроциклоны применяют для осветления сточных вод и сгущения осадка. Они бывают открытые и напорные. Открытые гидроциклоны используют для выделения из сточных вод оседающих и грубодисперсных всплывающих примесей, напорные гидрйЦиклоны— для выделения только оседающих агрегатоустойчивых грубодиспер-сных примесей. Открытые гидроциклоны бывают без внутренних устройств, с диафрагмой и цилиндрической перегородкой и многоярусные. Последние применяют для выделения тяжелых неслеживающихся грубодисперсных примесей и нефтепродуктов.
Сточная вода подается по трубе (рис. 7) в резервуар конической формы с верхней цилиндрической частью. Осадок отводится через отверстие, а осветленная вода — через сливной патрубок. В гидроциклоне создается вращательное движение. Под влиянием центробежной силы взвешенные частицы скапливаются у стенок и сползают к отверстию. В гидроциклоне возникает внутренний винтовой поток, направленный вверх, и внешний поток, направленный вниз.
Главные недостатки напорного гидроциклона — большой расход электроэнергии, а также износ стенок аппарата. Для предотвращения износа изнутри стенки футеруются износостойкими материалами.
Конструкция многоярусного низконапорного гидроциклона показана на рис. 8. Сточная жидкость вводится тангенциально через камеры в пространство между разделительными тарелками. Шлам собирается в бункере. Плавающие примеси, например масло, поднимаются вверх и попадают в воронку. Осветленная вода отводится через водослив. Достоинства гидроциклонов — их компактность и простота обслуживания, кроме того, они имеют высокую пропускную способность.
Центрифуги в последнее время находят все более широкое применение для осветления сточных вод. Чаще всего используют осадительные центрифуги непрерывного или периодического действия для локальной очистки сточных вод, когда выделенный осадок благодаря ценным свойствам должен быть утилизирован. Наибольшее распространение получили осадительные горизонтальные шнековые центрифуги непрерывного действия типа ОГЩ и центрифуги периодического действия маятникового типа ОМ и осветляющие трубчатые типа OTP. Центрифуги периодического действия обычно применяют при концентрации взвешенных веществ не более 2—3 г/л.
Часть 2
Механическая очистка производственных сточных вод предназначается для выделения из сточных вод нерастворенных и частично коллоидальных примесей. К методам механической очистки относятся: а) процеживание; б) отстаивание; в) флотация; г) фильтрование.
Процеживание применяют для выделения из сточной жидкости крупных плавающих веществ и более мелких, главным образом волокнистых загрязнений. Выделение крупных веществ производят при помощи решеток, а более мелких — при помощи сит. Устройство решеток для предварительной очистки обязательно для всех очистных станций. Сита применяют как самостоятельные очистные сооружения, после прохождения которых производственные сточные воды могут быть сброшены либо в водоем, либо в городскую канализационную сеть. Сита применяют, например, на фабриках первичной обработки шерсти для улавливания шерсти.
Отстаивание применяют для выделения из производственных сточных вод нерастворенных и частично коллоидальных загрязнений минерального и органического происхождений. При помощи отстаивания удается выделить из сточной воды как частицы с удельным весом, большим, чем удельный вес воды (тонущие), так и с меньшим удельным весом (плавающие). Отстойники для очистки производственных сточных вод могут представлять собой самостоятельные сооружения, процесс очистки на которых заканчивается, или же сооружения, предназначенные только для предварительной очистки.
Так, например, на заводах черной металлургии сточные воды, получаемые в результате очистки газа, а также от прокатных цехов и от так называемой грануляции шлака, вполне достаточно очищать на отстойниках, после чего они могут быть использованы снова. И, наоборот, на фабриках, где производится обработка продуктов животного происхождения, — на шерстемойках, кожевенных, клееваренных заводах, суконных фад реках и т. п., — отстойники служат в качестве сооружений для предварительной обработки воды; пройдя отстойники, сточная вода поступает на дальнейшую биологическую очистку.
Для выделения тонущих нерастворенных примесей применяют как горизонтальные, так и радиальные отстойники. По своей конструкции они мало отличаются от отстойников, применяемых для осветления бытовых сточных вод. На рис. 1 изображен один из типов радиальных отстойников, с успехом применяемых для осветления сточных вод, загрязненных после цикла газоочистки.
Расчет горизонтальных и радиальных отстойников для очистки производственных сточных вод производится так же, как и расчет отстойников для бытовых сточных вод, т.е. по так называемым нагрузкам, либо по гидравлической крупности.
Для выделения из производственных сточных вод всплывающих примесей применяют также обычные отстойники или отстойники с дополнительным фильтрованием. Если в производственных сточных водах содержится большое количество жиров, то для их выделения устраивают так называемые жиро-товки. Жироловки представляют собой горизонтальный бассейн, в котором всплывающие мелкие вещества (жиры) за время прохождения жидкости по нему, успевают подняться наверх и могут быть отделены от сточной жидкости. Для ускорения этого процесса толщу жидкости в жироловке иногда продувают воздухом. Жироловки устанавливают на мясокомбинатах, молочных и других заводах пищевой промышленности. Если в производственных сточных водах содержится большое количество бензина, то устраивают специальные бензиноуловители. Для очистки производственных сточных вод, содержащих нефтепродукты, применяют так называемые нефтеловушки.
Простейшие нефтеловушки представляют собой прямоугольные, вытянутые в длину резервуары, в которых за счет разности удельных весов нефти и воды происходит их разделение. Нефть, находящаяся в воде в виде частиц различного размера, всплывает на поверхность, а минеральные примеси оседают на дно. Однако, как правило, такие нефтеловушки работают хорошо только в том случае, если частицы нефти имеют крупные размеры, легко поднимающиеся наверх. Для разрушения эмульсии и укрупнения мелких нефтяных шариков сточную жидкость пропускают через фильтр. Нефтеловушки с фильтрами изображены на рис. 1.
Для выделения смол из сточной жидкости применяют отстаивание и фильтрацию. Смолы обычно содержатся в сточных водах коксохимических заводов, газогенераторных станций и некоторых других предприятий. Смолы разделяют на грубо-взвешенные (всплывающие и тонущие) и эмульгированные. Первые отделяются от сточной жидкости отстаиванием в так называемых смолоуловителях, вторые-фильтрованием в специальных фильтрах — смолоуловителях.
Отстойники-смолоуловителй устраивают вертикальные и горизонтальные. На рис. 3 представлен вертикальный смолоуловитель.
Процесс выделения эмульгированных тонкодисперсных смол производится в фильтрах. Сорбционным материалом может являться металлическая стружка, коксовая мелочь (бурый уголь, торф, опилки).
Для удаления взвешенных веществ с удельным весом, близким к единице, применяют метод флотации. Этим приемов можно, в частности, воспользоваться для удаления загрязнений из сточных вод бумажных целлюлозных фабрик.
Очистка сточных вод - Сооружения для механической очистки производственных сточных вод
Остались вопросы по теме - "Сооружения для механической очистки производственных сточных вод", задайте их на