Состав сточных вод

 

Вертикальные отстойники. Схема вертикального отстойника одной из конструкций показана на рисунке 3б. Отстойник представляет собой цилиндрический (или квадратный в плане) резервуар с коническим днищем. Сточную воду подводят по центральной трубе. После поступления внутрь отстойника вода движется снизу вверх к желобу. Для лучшего ее распределения и предотвращения образования мути трубу делают с раструбом и распределительным щитом. Таким образом, осаждение происходит в восходящем потоке, скорость которого равна 0,5-0,6 м/с. Высота зоны осаждения — 4-5 м. Эффективность осаждения вертикальных отстойников ниже на 10-20%, чем в горизонтальных.

Радиальные отстойники. Они представляют собой круглые в плане резервуары (рисунок 3в). Вода в них движется от центра к периферии. При этом минимальная скорость наблюдается у периферии. Такие отстойники применяют при расходах сточных вод свыше 20000 м3/сут. Глубина проточной части отстойника — 1,5-5 м, а отношение диаметра к глубине от 6 до 30. Обычно используют отстойники диаметром 16-60 м. Эффективность их осаждения составляет 60%.

Повысить эффективность отстаивания  можно путем увеличения площади  отстаивания и проведения процесса осаждения в тонком слое жидкости. В последнем случае используют трубчатые  и пластинчатые отстойники. При малой  глубине отстаивания процесс протекает за короткое время (4-10 мин), что позволяет уменьшить размеры отстойников.

Рабочими элементами трубчатых  отстойников являются трубки диаметром 25-50 мм и длиной 0,6-1 м. Трубки можно  устанавливать с малым (до 5°) и  большим (45-60°) наклоном. Трубчатый отстойник с небольшим наклоном работает периодически. Такие отстойники используют для осветления сточных вод с небольшим содержанием взвешенных частиц при расходах 100-10000 м3/сут. Эффективность очистки 80-83%.

В трубчатых отстойниках с большим наклоном вода проходит снизу-вверх, а осадок непрерывно сползает по дну трубок в шламовое пространство.

Пластинчатые отстойники. Они имеют  в корпусе ряд параллельно  установленных наклонных пластин. Вода движется между пластинами, а  осадок сползает вниз в шламоприемник. Могут быть прямоточные отстойники, в которых направление движения воды и осадка совпадают; противоточные — вода и осадок движутся навстречу друг другу; перекрестные, в которых вода движется перпендикулярно движению осадка. Наиболее распространены противоточные отстойники.

Фильтрование применяют для  выделения из сточных вод тонкодиспергированных  твердых или жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки.

Осаждение взвешенных частиц под действием  центробежной силы проводят в гидроциклонах и центрифугах.

Гидроциклоны. Для очистки сточных  вод используют напорные и открытые (низконапорные) гидроциклоны. Напорные гидроциклоны применяют для осаждения  твердых примесей, а открытые —  для удаления осаждающих и всплывающих примесей. Гидроциклоны просты по устройству, компактны, их легко oбcлуживaть. Они отличаются высокой производительностью и небольшой стоимостью. Эффективность гидроциклонов находится на уровне 70%.

Многоярусные гидроциклоны. Центрифуги. Для удаления осадков из сточных вод могут быть использованы фильтрующие и отстойные центрифуги.

Фильтрование через фильтрующие  перегородки. В качестве перегородки  используют металлические перфорированные  листы и сетки из нержавеющей  стали, алюминия, никеля, меди, латуни и др., а также разнообразные тканевые перегородки (асбестовые, стеклянные, хлопчатобумажные, шерстяные, из искусственного и синтетического волокна). Для химически агрессивных сточных вод наиболее пригодны металлические перегородки, изготовляемые из перфорированных листов, сеток и пластин, получаемых при спекании сплавов. по конструктивным признакам; по способу съема осадка, наличию промывки и обезвоживания осадка, по форме и положению поверхности фильтрования. В системах очистки сточных вод используют фильтры периодического действия: нутч-фильтры, листовые и фильтр-прессы и фильтры непрерывного действия: барабанные, дисковые, ленточные. Из фильтров периодического действия наиболее простыми по устройству являются нутч - или друк-фильтры. Они предназначены для разделения нейтральных, кислых и щелочных суспензий. Для разделения труднофильтруемых суспензий применяют фильтр-прессы, работающие при давлении 0,3-1,2 МПа. Листовой фильтр представляет собой емкость, в которой размещены листовые элементы. Наиболее эффективно листовые фильтры используют в процессах сгущения суспензий. Непрерывные высокопроизводительные барабанные вакуум-фильтры применяют для разделения труднофильтруемых суспензий. Дисковые фильтры предназначены преимущественно для фильтрования суспензий с невысокой скоростью осаждения твердой фазы, а также для разделения легкоиспаряющихся, вязких, окисляемых и токсичных суспензий. Фильтры с зернистой перегородкой. В процессах очистки сточных вод как правило приходится иметь дело с большим количеством воды, поэтому применяют фильтры, для работы которых не требуется высоких давлений. Исходя из этого, используют фильтры с сетчатыми элементами (микрофильтры и барабанные сетки) и фильтры с фильтрующим зернистым слоем. По характеру механизма задерживания взвешенных частиц различают два вида фильтрования:

1) фильтрование через пленку (осадок) загрязнений, образующуюся на  поверхности зерен загрузки;

2) фильтрование без образования  пленки загрязнений. 

В первом случае задерживаются частицы, размер которых больше пор материала, а затем образуется слой загрязнений, который является также фильтрующим материалом. Такой процесс характерен для медленных фильтров, которые работают при малых скоростях фильтрования. Во втором случае фильтрование происходит в толще слоя загрузки, где частицы загрязнений удерживаются на зернах фильтрующего материала адгезионными силами. Такой процесс характерен для скоростных фильтров. Фильтры с зернистым слоем подразделяют на медленные и скоростные, открытые и закрытые. Высота слоя в открытых фильтрах равна 1-2 м, в закрытых 0,5-1 м. Напор воды в закрытых фильтрах создается насосами.

Медленные фильтры используют для  фильтрования некоагулированных сточных  вод. Скорость фильтрования в них  зависит от концентрации взвешенных частиц: до 25 мг/л принимают скорость фильтрования 0,2-0,33 м/ч; при 25-30 мг/л — 0,1-0,2 м/ч. Достоинством фильтров является высокая степень очистки сточных вод. Недостатки: большие размеры, высокая стоимость и сложная очистка от осадка. Скоростные фильтры могут быть двух типов: однослойные и многослойные. У однослойных фильтров фильтрующий слой состоит из одного и того же материала, у многослойных—из различных материалов.

Сточную воду подают внутрь фильтра, где она проходит через фильтрующий  материал и дренаж и удаляется  из фильтра. После засорения фильтрующего материала проводят промывку подачей промывных вод снизу вверх. Дренажное устройство выполняют из пористобетонных сборных плит. На нем размещают фильтрующий материал (в 2-4 слоя) одного гранулометрического состава. Общая высота слоя загрузки равняется 1,5-2 м. Скорость фильтрования принимается равной 12-20 м/ч.

Осветлители. Их применяют для очистки  природных вод и для предварительного осветления сточных вод некоторых  производств. Используют, в частности, осветлители со взвешенным слоем осадка, через который пропускают воду, предварительно обработанную коагулянтом.

Воду с коагулянтом подают в  нижнюю часть осветлителя. Хлопья коагулянта и увлекаемые им частицы взвеси поднимаются  восходящим потоком воды до тех пор, пока скорость выпадения их не станет равной скорости восходящего потока — сечение I-I.

 

Рисунок 4 – Блок осветлителя: 1 – осветлитель; 2 – желоб; 3 –осадкоуплотнитель

 

Выше этого сечения образуется слой взвешенного осадка, через который  фильтруется осветленная вода. При этом наблюдается процесс прилипания частиц взвеси к хлопьям коагулянта, осадок удаляется в осадкоуплотнитель, а осветленная сода поступает в желоб, из которого ее направляют на дальнейшую очистку. Образование и уплотнение осадка в осадкоуплотнителе происходит в условиях непрерывного поступления взвеси.[5]

 

Заключение

 

Сохранение гидросферы при непрерывном  увеличении водопотребления и загрязнения  водоемов промышленными и бытовыми отходами является одной из основных экологических проблем современности. Уже сейчас в мире используется 13% речного стока. В результате во многих регионах наблюдается недостаток пресной воды.

Сточными водами предприятий промышленности и агропромышленного комплекса  загрязняются реки, озера и моря. Быстрое развитие химических отраслей промышленности, образование значительных количеств сточных вод, загрязненных различными химическими веществами, повышение требований к качеству очищенных сточных вод обусловливают широкое применение разнообразных методов их очистки.

 

Список литературы

 

1. Андруз Дж. Введение в химию окружающей среды:  пер. с англ. – М. : Мир, 1999.
2. Богдановский Г. А. Химическая экология. – М.: Изд-во МГУ, 2004.
3. Горелов А.А. Экология. Курс лекций. - М.: ЦЕНТР, 2010.  
4. Исидоров В. А. Экологическая химия. – СПб.: Химия, 2009.
5. Яковлев С.В., Корелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. – М.: Стройиздат, 1995.