Методы очистки сточных вод

Их, в первом приближении, можно разделить на три группы:

- механические,

- физико-химические,

- биохимические.

Механическая очистка

Механическая очистка, как правило, является методом предварительной очистки и применяется для удаления из сточных вод (СВ) нерастворимых минеральных и органических примесей. Она обеспечивает снижение взвешенных веществ в СВ до 90 %, органических – до 20 %. В процессе механической очистки СВ используют процеживание, отстаивание (действие силы тяжести), обработку в поле центробежной силы и фильтрацию. С этой целью применяют решетки, песколовки, отстойники различных типов, песчаные фильтры. Продукты с плотностью, меньшей r_воды, плавающие на ее поверхности (нефть и нефтепродукты, смолы, масла, жиры, полимерные образования) задерживают нефте- и маслоловушками, либо выжигают.

Следует иметь в виду, что повышение эффективности механической очистки позволяет сократить объемы работы последующих очистных сооружений и соответственно снизить капитальные и эксплуатационные затраты.

Характеризуя процесс очистки в самом общем виде, его можно передать схемой:

Из насосной станции СВ подают в приемную камеру комплекса очистных сооружений и далее в основной канал, из которого через распределительные лотки они поступают в сооружения механической и биологической очистки. Из них по сборным лоткам они вновь собираются в единый канал. Число сооружений механической очистки должно быть не менее двух, а отстойников – четырех, что необходимо на случай аварийных ситуаций или для их ремонта.

В начале комплекса очистных сооружений СВ поступают на решетки, используемые для задержания крупных загрязнений. Решетка представляет собой металлическую раму с рядом параллельных стержней, расположенных на расстоянии 5…200 мм друг от друга. Очистка решеток от уловленных образований ведется вручную либо посредством примитивных механизмов.

Продукты очистки отправляют далее на дробление, если дробилки не совмещены с решетками, что существенно улучшает экологическую обстановку. К сожалению, чаще используют стержневые решетки с очисткой граблями.

Отстаивание.Используется также для осаждения (седиментации) из СВ грубодисперсных частиц. С этой целью используют песколовки, отстойники, осветлители. В последних одновременно с отстаиванием происходит фильтрация СВ через слой взвешенных частиц.

Песколовки устанавливают перед отстойниками, что упрощает их эксплуатацию, и работу сооружений по обработке осадка. Песколовки, через которые СВ проходит за 0,5 – 2,0 мин, представляют собой прямоугольные или круглые резервуары из сборного или монолитного железобетона глубиной 0,25 – 1,0 м. Рассчитывают песколовки только для выпадения минеральных примесей. Выпавший осадок собирается в приямок и удаляется в песковые бункеры или на песковые площадки. Обезвоженный песок после эффективного обеззараживания можно использовать при проведении дорожных работ или изготовлении строительных материалов. По характеру движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные, вертикальные - с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Разновидностью горизонтальных песколовок являются песколовки с круговым движением воды (рис. 35). Камера песколовки представляет собой круглый резервуар конической формы с периферийным лотком для протекания сточной воды. Осадок собирается в коническом днище, откуда его с помощью гидроэлеватора направляют на переработку или в отвал.

Рис. 35. Горизонтальные песколовки с круговым движением сточных вод: 1 - гидосолеватор; 2 - трубопровод для отвода всплывающих примесей;
3 - желоб; 4 - поверхностные затворы с ручным приводом; 5 – подводящий лоток; 6 – пульпопровод; 7 - трубопровод для рабочей жидкости; 8 – камера переключения; 9 - устройство для сбора всплывающих примесей; 10 - отводящий лоток; 11 - полупогружные щиты.

Усреднителиприменяют для регулирования состава и расхода сточных вод, которые могут значительно изменяться в течение суток в связи с залповыми сбросами. Усреднители (прямоугольные железобетонные резервуары) обычно устанавливают перед отстойниками (рис. 36). Усреднение достигается дифференцированием потока СВ либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков. В первом случае усреднитель состоит из порядка 50 параллельных коридоров, в которые поступает сточная вода. Перемешивание СВ ведется посредством насосов. Общий объем усреднителей обычно соответствует их 4…12-часовому притоку.

Выбор объема усреднителей определяется коэффициентом подавления

К_п = (С_max – С_среды)/(С_доп – С_среды),

где С_max – максимальная концентрация примесей в СВ; С_среды – средняя концентрация примесей в СВ на входе в очистные сооружения; С_доп – допустимая концентрация в сточной воде, при которой обеспечена нормальная эксплуатация очистных сооружений; С_i, кг/м³.

Рис. 36. Схема усреднителя с диффенренцированием потока сточных вод: 1 – подача сточных вод; 2 – распределительные лотки; 3 – коридоры; 4 – диагональная перегородка; 5 – сборные лотки; 6 – выпускная камера; 7 – отвод сточных вод.

При К_п ³ 5 объем усреднителя, м³ равен

V_уср = К_п DVt₃,

где DV – превышение расхода сточной воды при переменном сбросе, м³×с^-1;
t₃ – продолжительность переменного сброса, с. При К_п < 5

V_уср = DVt₃ln[К_п(К_п – 1)].

После расчета V_уср выбирают нужное число секций, исходя из условия

DVhV £ v_доп,

где h – высота секций усреднителя, м. v_доп = 0,0025 – допустимая скорость движения СВ в усреднителе, м×с^-1.

Первичные отстойники используются для выделения из СВ также взвешенных частиц, которые под действием гравитации оседают на дно
(r > r₀) или всплывают на поверхность (r < r₀).

Отстойники делят на:

- первичные, используемые для предварительного осветления СВ, поступающих на био- или физико-химическую очистку;

- вторичные, применяемые для осветления СВ, прошедших такую очистку.

Кроме того, отстойники по форме (рис. 37) делятся:

- вертикальные, расход сточных вод в которых до 1,5 × 10⁴ м³/сут;

- горизонтальные с расходом СВ более 1,5 × 10⁴ м³/сут;

- радиальные (с диаметром 18 –54 м) – расход СВ более 2 × 10⁴ м³/сут (рис. 38).

Рис. 37. Отстойники: а - горизонтальный: 1 - входной лоток; 2 - отстойная камера; 3 - выходной лоток; 4 - приямок; б - вертикальный: 1 - цилиндрическая часть; 2 - центральная труба; 3 - желоб; 4 - коническая часть; в - радиальный: 1 - корпус; 2 - желоб; 3 - распределительное устройство; 4 – успокоительная камера; 5 - скребковый механизм; г - трубчатый; д - с наклонными пластинами: 1 - корпус; 2 - пластины; 3 – шламоприемник.

Расчет отстойников для предварительного осветления приведен в специальном разделе.

Горизонтальные отстойники – прямоугольные резервуары, имеющие два или более одновременно работающих отделения. Их длина 24…36 м, рабочая глубина – 3…4 м. Вода движется от одного конца устройства к другому.

Вертикальные отстойники – цилиндрические резервуары с коническим днищем диаметром 4,5…9 м и высотой отстойной части 3 м. Сточную воду подводят по центральной трубе. После поступления внутрь отстойника СВ движется вверх по желобу.

Рис. 38. Соликамский ЦБК. Радиальный отстойник.

Основные условия эффективной работы отстойников – оптимальная гидравлическая нагрузка, равномерное распределение СВ между секциями, своевременное удаление осадка и всплывающих веществ. В радиальных отстойниках СВ движется от центра к периферии, которая поступает через центральную трубу, а после отстаивания собирается в сборном периферийном лотке и выводится наружу. Осадок посредством вращающегося скребкового механизма передвигается в центральный приямок и периодически удаляется.

Осветлителииспользуют для очистки природных вод и предварительного осветления СВ некоторых производств (рис. 39).

Рис. 39. Блок осветлителя: 1 - осветлитель; 2- желоб; 3 - осадкоуплотнитель.

СВ подают в нижнюю часть осветлителя. Хлопья коагулянта и увлекаемые ими частицы взвеси поднимаются вертикальным потоком воды до тех пор, пока скорость их выпадения станет равной скорости восходящего потока (сечение 1 – 1). Выше 1 – 1 образуется слой взвешенного осадка, через который фильтруется осветленная жидкая фаза. Осадок удаляется в осадкоуплотнитель, осветленная СВ – на дальнейшую очистку.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: