Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Механические методы очистки сточных вод

Суть и особенности методов механической очистки сточных вод

Промышленные и бытовые сточные воды содержат разнообразные химические, минеральные и органические взвеси.
Механические методы обработки чаще всего используются для выделения таких составляющих, которые могут помешать применению более эффективных способов (биологических, физико-химических, химических).

Суть, предназначение и сферы применения метода

фото468-2

Механическая обработка стоков дает возможность:

  • отделить нерастворимые составляющие (мусор, взвешенные частицы, химические соединения);
  • создать равномерный поток, предотвращающий колебания объема на следующих стадиях чистки.

Отделенные взвеси удаляются для утилизации или вторичного использования. Этот способ применяется в основном на промышленных предприятиях.

Для устройства системы очистки проводится анализ стоков и создается проект, учитывающий состав воды. Только потом подбирается оборудование, проводятся работы по монтажу.

В быту устанавливаются различные септики, разделенные на несколько отсеков. В процессе перемещения жидкости взвеси оседают на дно, уровень очистки воды на выходе 60-70%.

Чтобы избавиться от самых мелких частиц, устраиваются фильтрационные поля. Септики полностью энергонезависимые, стоят не дорого, монтируются просто. Недостаток один – систему доочистки не всегда возможно устроить.

Каков процесс?

фото468-3

Если в стоках большинство механических составляющих большого размера, достаточно пропустить жидкость через решетки с ячейками различного размера.

При наличии масел и жиров перед решетками монтируются жироловки.

На дне отстойников оседают мелкие фракции.

От оставшихся микроскопических частиц избавляются фильтрованием.

Схема очистного сооружения

  1. Выбросы в системе канализации собираются в очистном сооружении. Практически всегда на первом этапе проводится процеживание. Примеси удаляются для утилизации или переработки.Если примеси очень грубые, процеживание дополняется измельчением дробилками. Для промышленных стоков могут использоваться системы для прессования отходов и промывания решеток, фракционирование, позволяющее разделить примеси по размерам.
  2. Второй этап – отстаивание. В процессе перемещения потока тяжелые частицы оседают на дно. Для повышения эффективности отстойники оснащаются аэраторами, создающими поток воздуха, отделяющий органику от минеральных соединений. Осадок необходимо периодически удалять, чтобы предотвратить процесс брожения.
  3. Заключительный этап – фильтрация, при помощи которой удаляются самые мелкие фракции.

фото468-10

Способы очищения стоков от твердых частиц

У каждого этапа свои функции и различная эффективность.

Процеживание

Цель процедуры – отделить взвешенные, волокнистые, нерастворимые составляющие (до 25 мм). Монтируются задерживающие их приборы.

Процеживание может быть разделено на 2 или даже 3 этапа, чтобы отделить фракции различных размеров.

фото 468-5

Отстаивание

Этот этап обязателен в промышленных замкнутых системах, так как позволяет улучшить качество процеженной воды. Принцип работы один – оседание тяжелых примесей (с размером до 0,25 мм) под воздействием силы гравитации.

Чтобы этот способ был максимально эффективным, стоки должны очищаться не менее 1,5-2-х часов. Процесс отстаивания затрудняется, если начинается коагуляция (слипание), меняющая размеры примесей.

фото468-6

Фильтрование

Суть процесса – пропускание загрязненной воды через различные фильтры:

  • раздробленный антрацит или керамзит;
  • гранитный щебень;
  • шлак;
  • кварцевый песок;
  • сетки.

В результате из стоков удаляются микроскопические частицы, оставшиеся после отстаивания.

Все фильтры можно классифицировать по:

  1. характеристикам процесса (непрерывное или периодическое использование);
  2. способу создания давления;
  3. направлению движения (вниз, в сторону, вверх).

фото468-7

Оборудование

Для каждого из трех методов используется отдельная оснастка.

Песколовки

Эти приборы используются в составе осветлителей для выделения битого стекла, шлаков, песка и др. Для эффективной работы необходимо создать оптимальные условия.

Основной показатель – скорость движения потока, которая должна быть в пределах 15-30 см/сек. Если ее снизить, будут отделяться слишком мелкие фракции, что может создать проблемы.

Любая песколовка состоит из двух частей:

  1. рабочей;
  2. осадочной.

Через первую течет жидкость, во второй собирается осадок, который периодически удаляется гидроэлеватором (при очень больших объемах) или насосом. Если песколовка качественная, удаляется до 75% минеральных примесей.

Песколовки классифицируются по направлению движения жидкости:

  • вертикальные;
  • горизонтальные (стоки движутся прямо или по кругу);
  • аэрируемые.

Самые распространенные горизонтальные.

Отдельная группа – уловители грязи, в которых зона улавливания дополнена отстойником особой конструкции. Это небольшие приборы, которые размещаются под землей. Оснащаются:

  1. решеткой, улавливающей грубые примеси;
  2. тонкой сеткой;
  3. механизмом для удаления осадков.

Жироловки

фото468-8

Жироловки разделяются по месту размещения. Доступны модели:

  • под мойки;
  • для отдельных цехов (с расходом воды до 3-х м 3 /час);
  • для предприятий (подземные и наземные при расходе воды от 3-х м 3 /час).

Жироловки монтируются отдельно от очистных сооружений (чаще всего как первый элемент) в:

  1. квартирах;
  2. кафе;
  3. ресторанах;
  4. на предприятиях, производящих консервы, продукты из мяса.

Предназначение этого оборудования – защитить очистное сооружение от масел и жиров.

Жироловка – это герметичная емкость из металла или пластика, оснащенная сепарационными пластинами. Жидкость поступает в камеру сепарации, в ней оседают твердые примеси и крупные фракции масел и жиров.

После перетекания в отстойный отсек жировые отложения откладываются на поверхности жидкости и перемещаются в распределительный карман. Вода перетекает в канализационный трубопровод.

Иловые площадки

Визуально это участок, окруженный валками из грунта. Этот способ применяется для удаления остатков влаги путем испарения и ухода в грунт.

Располагается после отстойника, позволяет снизить содержание воды на 25% и уменьшить объем отбросов в 3-8 раз. Сухие остатки удаляются, жидкость возвращается в очистное сооружение.

Отстойники

Отстойники – главные элементы системы. Это оборудование бывает:

  • вертикальное, горизонтальное, радиальное;
  • первичное или вторичное.

Решетки

фото468-9

Решетки для процеживания бывают:

  • неподвижные;
  • подвижные;
  • совмещенные с дробилкой или фракционатором;
  • оснащенные микропроцеживателем.

Самые распространенные неподвижные, изготовленные из металлических прямоугольных или круглых стержней, размещенных друг от друга на расстоянии 5 – 25 мм.

При наличии дробилки расщепляются самые крупные примеси, для отделения мелких частиц на выходе монтируется микропроцеживатель.

К решеткам относятся волокноуловители, которые используются на текстильных и целлюлозно-бумажных предприятиях.

Грабли

Это оборудование чистит решетки и подает на подвижную ленту отходы. Размещается в пазухах, функционирует за счет шестеренчатого привода, оснащенного шарнирно-пластинчатой цепью.

Заключение

Метод механической очистки сточных вод самый дешевый и простой, однако он имеет низкую эффективность очистки — 60-65%. Чаще всего применяется в комплексе с биологической очисткой, благодаря чему эффективность достигает 95-99 процентов.

Читайте так же:
Как врезаться в пластиковую канализационную трубу

Все о механической очистке сточных вод

Перед биологической, химической и физической очисткой сточных вод необходима их механическая обработка. Основная цель проведения этого процесса – очищение стоков от опасных минеральных соединений и органики, способных нанести существенный вред человеческому здоровью. Сегодня для этого применяются современные способы выведения из воды таких элементов при помощи специальных сооружений и устройств.

Что это такое?

Механическая очистка сточных вод – это первый этап технологического процесса, значительного по своим объёмам. Сущность его заключается в выведении из жидкости взвешенных органических и нерастворимых твёрдых частиц. В зависимости от типа, степени загрязнения и количества стоков используется то или иное специально созданное сооружение для очищения, которое эффективно удаляет нежелательные компоненты, и которое доступно по стоимости. При этом из бытовых вод устраняется около 95% грубодисперсных и 60% включений более низкой плотности.

Любая очищающая система, таким образом, предназначена для удаления грубых и твёрдых отходов путём тщательной фильтрации и дробления на более мелкие элементы. Устройство обеспечивает подготовку стоковой жидкости к дальнейшему прохождению воды через прочие – химические, физические и биологические – очистные конструкции.

Механические методы очищения изобретены давно, но до сих пор не утратили своей актуальности как важная подготовительная процедура перед глубокой очисткой стоков. Но даже при таких преимуществах механического способа, как простота и доступность по цене, он имеет ряд недостатков:

  • несмотря на то что с помощью этой технологии из загрязнённой воды удаляется взвесь, мелкие и большие частицы, а также вирусы, бактерии и крупные молекулы органики, посредством этого метода нельзя устранить из жидкости металлы, газы и хлорорганические соединения, к примеру, те же фунгициды и инсектицидные вещества;
  • из-за напора воды и определённой плотности материала, используемого для фильтрации, фильтры могут быстро засоряться;
  • иногда сложно создать достаточную рабочую поверхность фильтрации из-за малого объёма самого фильтра, соответственно, процесс занимает много времени.

Остаётся добавить, что прогресс не стоит на месте, и на данный момент, используя нанотехнологии, в частности, новый наносорбент УСВР, появилась возможность механически очищать сточную воду даже от самых мелких взвешенных частиц, не считая того, что сообент впитывает особо опасные примеси.

Обзор методов

Принцип работы каждого очистного устройства – грубое очищение. Оно представляет собой производственный способ извлечения самых крупных частиц, и, по сути, является предварительным физическим разделением воды и загрязнений.

Разные методы очистки включают несколько уровней восстановления приемлемого состава жидкости, предполагающих разные виды процеживателей, отстойников и фильтров. Некоторые этапы обработки осуществляют с применением коагулянта, чтобы ускорить процессы отделения (осаждения) примесей и взвесей. Нередко очищение производится с помощью флокулянтов и реагентов – так можно удалить токсичные вещества посредством окисления известью.

Очистная система выполняет и не менее важную задачу: убирает из грязной воды большую часть углеродных соединений. Одновременно с этим во время рабочего процесса фильтрующие инструменты создают блок для прохождения крупных отходов в виде смазки, частиц гравия, песка. При этом применяются несколько технологий.

Отстаивание

Оно необходимо для извлечения взвешенных твёрдых элементов, которые, благодаря силе гравитации, опускаются на дно отстойной камеры. Такой метод позволяет очищать воду от элементов разной плотности.

Эта технология оправдывается себя в замкнутых системах водоснабжения, встречающихся, в основном, на промышленных химических и металлургических предприятиях.

Отстаивание применяется как в качестве первичной и вторичной, так и третичной обработки вод, исходя из категории водопроводного оборудования. Если это третичная ступень механического очищения, то процедура может включать меры по дезинфекции и устранению неприятных запахов. Поэтому для этого применяются разные типы отстойников.

Процеживание

Это одна из первичных ступеней обработки, предусматривающая пропускание жидкости через сита и решётки, задерживающие вредный мусор, большие фракции, но также способные улавливать некоторое количество взвеси.

Сначала стоки проходят через более крупные процеживатели, отлавливающие крупные твёрдые части отходов и волокна органики. На следующем этапе жидкость проходит через более мелкие сетки, а в конце – через микропроцеживатели, задерживающие компоненты соответствующего размера, которые не поддаются растворению. В процессе происходит осаждение большей части минеральных веществ и органики, а также устранение 50–60% взвесей. То есть, это частичная обработка бытовых отходов.

Фильтрование

Метод используется, когда нужно избавиться от мелких загрязнений в виде частиц с разным составом. В таких случаях инструментами для отделения их от жидкости служат различные виды фильтров.

Конечно, при этом учитывается, какие загрязнения присутствуют в стоках. При прохождении через фильтрующие материалы, представленные мелкой сеткой или специальными пористыми поверхностями и сорбентами, воды теряют основную часть примесей. Обычным для этого процесса является применение фильтров из кварца, гравия, каменного угля (антрацита) со средним содержанием углерода.

Часто для повышения эффективности очистки используются вакуумные установки, а также сооружения, работающие по принципу центрифуг, например, гидроциклоны. Они бывают напорные и безнапорные, но в обоих случаях обеспечивают сепарацию грубодисперсных веществ и их устранение при вращении потока воды.

Описание устройств и сооружений

Процесс механической обработки стоков осуществляется с помощью различных видов очистных устройств, к ним относятся несколько.

  • Специальные отстойные резервуары, которые по своему расположению делятся на вертикальные, горизонтальные и радиальные. Применяемые аппараты предназначены для первичного либо вторичного очищения, поэтому они устанавливаются перед главным сооружением либо за ним.

  • Хорошо задерживают загрязняющие вещества песколовки – это основное оборудование для извлечения минеральных частиц. В силу гравитации плотность этих соединений заставляет их оседать на дно. Песколовки, установленные в горизонтальном положении, состоят из 2 элементов: пропускающих жидкость и предназначенных для сбора осевших частиц. Качественное устройство позволяет проводить очистку с максимальной эффективностью в 75%.

Взвеси в данном случае устраняются почти до 60% под воздействием силы тяжести, и твёрдые фракции оседают на дно и формируют слой ила. Но декантация может проходить более продуктивно и быстро, если применять декантеры пластинчатого типа. Кроме того, важна скорость оседания примесей в песколовках: вода не должна пропускаться медленно, поскольку на дно упадут самые мелкие элементы. Оптимальная скорость движения стоков – от 16 до 30 см в секунду. Эти устройства время от времени нуждаются в очистке, и для этого используют гидроэлеватор или насос.

  • Для крупных отходов применяется решетка – металлическое основание с зафиксированными на нём металлическими прутьями, расположенными как наклонно, так и вертикально. Чтобы удалять мусор и осевшие вредные компоненты, решётки имеют детали наподобие граблей, двигающихся с помощью цепи, состоящей из пластин, шарниров и специального привода. Затем отходы подвергаются измельчению в дробилке.
Читайте так же:
Как увлажнить воздух без увлажнителя в квартире зимой: лучшие практичные варианты

Комбинированная установка решёток одновременно с дробилками помогает избавляться от крупных элементов. Данное совмещённое устройство монтируется в резервуар со сточными водами, двигающимися вкруговую. Дробильные детали, служащие для измельчения, режут отходы благодаря работе электродвигателя. После раздробления, сбора и выведения сточные отходы подвергаются утилизации.

  • Применение очистки в животноводческом хозяйстве имеет некоторые особенности. Сепарацию осуществляют специальные навозоуловители – в них продукты жизнедеятельности животных находятся в течение получаса. Навозоуловитель отделяет от жидкости сегменты подстилки, корма, перьев, сухих частиц, и, собственно, навоза.

  • Для обезвоживания сточного ила используются канализационные иловые площадки. Это конструкции, снижающие влажность стоков на 20–25%. Благодаря этому уменьшается и объём загрязнений. На таком участке, окружённом земляными валами, образуется несколько слоёв ила, а жидкость, частично испаряясь, уходит в почву. После этого сухие отходы вывозят для утилизации.

Чтобы разделение и удаление сточных загрязнений происходило эффективнее, большинство промышленных предприятий использует комбинированные очистные структуры и реагенты, вызывающие процесс слипания (агломерации) нежелательных частиц опасных примесей, после чего ускоряется их осаждение на дно системы. В настоящее время для механической обработки могут использоваться и другие сооружения, но всё же перечисленные очистные устройства считаются самыми востребованными.

В этом видео вы узнаете о том, как производится механическая очистка сточных вод на водоканале.

Механическая очистка сточных вод

Промышленные сточные воды часто содержат загрязнения, которые образуют гетерогенные системы с различной степенью дисперсности загрязняющих веществ – взвеси, частицы дисперсной фазы которых образованы нерастворимыми в воде твердыми веществами. Для удаления таких частиц из воды используют процессы процеживания, отстаивания, фильтрования, которые составляют сущность методов механической очистки промышленных сточных вод. Механическую очистку как самостоятельный метод применяют в тех случаях, когда получаемую очищенную воду можно использовать в производстве или спускать в природные водоемы. Во всех других случаях механическая очистка служит предварительной стадией перед другими видами очистки сточных вод.

Процессы и устройства механической

очистки сточных вод

процессырешаемая задачаустройства (оборудование)
ПроцеживаниеУдаление крупных примесей Удаления взвешенных частицрешетки (неподвижные и подвижные; совмещенные с дробилками), —сита (барабанные, дисковые)
ОтстаиваниеОсаждение грубодисперсных примесей Выделение всплывающих примесей-песколовки, -отстойники (периодического и непрерывного действия), -осветлители, -нефтеловушки, -жироловушки
ФильтрованиеВыделение тонкодиспергированных твердых или жидких веществ-фильтры с зернистым слоем, -микрофильтры, -магнитные фильтры
Удаление взвешенных частиц под действием центробежных силВыделение тонкодиспергированных твердых или жидких веществ-гидроциклоны (напорные и открытые) — центрифуги

Процеживание представляет собой процесс пропускания загрязненной сточной воды через решетки и сита с целью улавливания крупных примесей. Неподвижная решетка выполняется в виде металлической рамы, внутри которой устанавливается ряд параллельных стержней. Решетку ставят на пути движения сточных вод под углом 60 – 75 О . Вода со скоростью 0,8 – 1,0 м/с проходит между стержнями решетки, крупные загрязнения задерживаются на решетке и затем снимаются специальными механическими устройствами. Полученные твердые отходы подлежат дальнейшей переработке. Один из способов их утилизации — обезвоживание на механическом прессе с последующим сжиганием с примесью дешевого топлива.

Для удаления взвешенных частиц с размерами порядка 0,5 – 1 мм применяют сита(барабанные и дисковые). Частицы задерживаются на поверхности сита, затем смываются с нее водой и отводятся в специальный желоб.

Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей и выделения всплывающих примесей. Песколовки, отстойники, осветлители – аппараты для осаждения грубодисперсных примесей.

Песколовки предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей, главным образом песка, с крупностью частиц 0,2 – 0,25 мм. Их устанавливают перед отстойниками. Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали тяжелые минеральные частицы, но не выпадал легкий осадок органического происхождения. По характеру движения воды песколовки разделяются на горизонтальные – с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные – с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым движением воды. Конструкцию песколовок выбирают в зависимости от количества сточных вод, концентрации загрязнений. Наиболее часто используют горизонтальные песколовки. Они представляют собой лоток, состоящий из одной или нескольких секций шириной от 0,8 до 8 м, глубиной до 1,2м. Длина (в метрах) проточной части песколовки равна:

где — скорость потока при максимальном расходе сточных вод ( не более 0,3 м/с),

— глубина проточной части песколовки, м,

— средняя скорость осаждения частиц песка заданной крупности, которые должны быть выделены в песколовке, м/с.

Определяемая по формуле (13) длина песколовки является рабочей. Для создания равномерных скоростей в песколовке вход в нее выполняют в виде плавного расширения, а выход – в виде плавного сужения. Глубина слоя осадка в песколовке зависит от количества выпадающего песка и от времени между очистками (не более двух дней во избежание загнивания осадка).

Отстойники представляют собой сооружения, в которых из большого объема сточной воды осаждаются или всплывают грубодисперсные примеси. В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они делятся на первичные и вторичные. Первичными называют отстойники перед сооружениями для биохимической очистки сточных вод, вторичными — отстойники, используемые для осветления сточных вод, прошедших биохимическую очистку. По режиму работы различают отстойники периодического действия и отстойники непрерывного действия. По направлению движения основного потока воды различают отстойники горизонтальные, вертикальные, радиальные. В промышленности применяют различные конструкции отстойников.

Читайте так же:
Как соорудить трубогиб профильной трубы своими руками: обзор лучших самоделок

Горизонтальные отстойники представляют собой прямоугольные резервуары, имеющие два или более одновременно работающих отделения .

Схема горизонтального отстойника.

Вода движется от одной стороны отстойника к другой стороне. Глубина отстойника 1,5 – 4м, длина в 8-12 раз больше глубины, ширина коридора 3-6 м. Поперечный лоток предназначен для обеспечения равномерного распределения сточной воды в отстойнике. Эффективность отстаивания достигает 60%. Получаемый в отстойнике осадок необходимо удалять и обезвреживать. При залеживании осадка в отстойниках в течение длительного периода он загнивает с выделением газов и всплывает.

Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический (или квадратный в плане) резервуар с коническим днищем. Сточная вода подводится по трубе вниз отстойника и движется затем снизу вверх. Осаждение проходит в восходящем потоке жидкости, скорость которого составляет 0,5-0,6 м/с. Высота зоны осаждения 4-5 м.

Схема вертикального отстойника.

Осветлители применяются для очистки природных вод и для предварительного осветления сточных вод некоторых производств. Используют осветлители со взвешенным слоем осадка, через который пропускается вода, предварительно обработанная коагулянтом. Воду с коагулянтом подают в нижнюю часть осветлителя. Агрегаты коагулянта в виде рыхлых хлопьев захватывают частицы взвеси и поднимаются восходящим током воды на некоторую высоту, образуется слой взвешенного осадка, через который фильтруется вода. Осадок удаляется в осадкоуплотнитель, а осветленная вода поступает на дальнейшую очистку. Конструкции осветлителей весьма разнообразны.

Нефтеловушки и жироловушки. Для выделения из сточных вод всплывающих примесей — нефти, масел, жиров в промышленности используют нефтеловушки и жироловушки. По сути эти приспособления являются также отстойниками, но примеси здесь концентрируются на поверхности водного зеркала, собираются и удаляются из верхней части такого отстойника.

Нефтеловушки применяют для очистки сточных вод, содержащих грубодиспергированные нефть и нефтепродукты при концентрации более 100 мг/л. Нефтеловушки представляют собой прямоугольные вытянутые в длину резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разницы в их плотностях. Остаточное содержание нефтепродуктов в сточной воде 100 мг/л. Для улавливания жиров применяют жироловушки, имеющие конструкцию, по основным элементам подобную конструкции нефтеловушек.

Фильтрованиеприменяют для выделения из сточных вод тонкодиспергированныхтвердых или жидких веществ. Основной конструкционный элемент очистных установок – фильтр, представляющий собой пористую перегородку, проницаемую для воды, но задерживающую частицы дисперсной фазы. В качестве фильтров используют металлические перфорированные листы и сетки из коррозионно стойкой стали или других металлов и сплавов, ткани, керамику. Роль пористой перегородки (фильтра) может выполнять слой зернистого материала – песка, гравия, кокса и др. Материал фильтра должен быть устойчив к воздействию очищаемой воды, термически стоек, механически прочен.

Фильтр с зернистым слоем представляет собой резервуар с дренажным устройством , на котором расположен зернистый слой, через который пропускается очищаемая сточная вода. Загрязнения задерживаются фильтрующим слоем. По конструкции фильтры с зернистым слоем могут быть медленные и скоростные (однослойные и многослойные), открытые и закрытые. Скоростные многослойные фильтры характеризуются большей производительностью и степенью очистки сточных вод. Промывка фильтра проводится чистой водой при подаче ее снизу вверх.

Схема очистки сточной воды в скоростном

Микрофильтры представляют собой слой сеток с отверстиями диаметра 40 – 70 мкм. Применяют для очистки сточных вод от волокнистых материалов.В магнитных фильтрах роль фильтрующей перегородки выполняется магнитом, который позволяет удалять из сточных вод ферромагнитные частицы размером 0,5 – 5 мкм.

К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся: коагуляция, флокуляция, сорбция, флотация, экстракция, ионный обмен. Меньше используются такие методы, как диализ, эвапорация, выпаривание, кристаллизация, магнитная обработка, электрокоагуляция, электрофлотация. Физико-химические методы находят наибольшее распространение при очистке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельно, так и в сочетании с другими методами.

Коагуляционная очистка– это метод очистки сточных вод от коллоидных частиц, основанный на свойстве коллоидной системы в определенных условиях терять агрегативную устойчивость. Одним из видов коагуляции является флокуляция, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии , под влиянием специально добавляемых веществ (флокулянтов) образуют интенсивно оседающие рыхлые хлопьевидные скопления (агрегаты).Метод флокуляции применим к очистке производственных сточных вод, содержащих коллоидные частицы размером 0,001 – 0,1 мкм. Сточную воду, содержащую такие частицы, можно рассматривать как устойчивую коллоидную систему, состоящую из дисперсионной среды (жидкость) и частиц дисперсной фазы, несущих определенный электрический заряд. Агрегативная устойчивость обусловлена, главным образом, взаимным отталкиванием частиц, несущих электрические заряды одного знака. Добавление в сточную воду электролита приводит к коагуляции – слипанию – частиц дисперсной фазы с образованием агрегатов, оседающих в поле силы тяжести. Эффективность коагуляционной очистки зависит от многих факторов: состава сточных вод, вида коллоидных частиц, их концентрации и степени дисперсности. Основным процессом коагуляционной очистки производственных сточных вод является взаимодействие коллоидных и мелкодисперсных частиц загрязнений с агрегатами, образующимися при введении в сточную воду коагулянтов. В промышленности находят применение различные коагулянты:

соли алюминия: cульфат алюминия (глинозем) Al2(SO4)3 ·18H2O, алюминат натрия NaAlO2, оксихлорид алюминия Al2 (OH)5Cl, алюмокалиевые квасцы [Al K(SO4)2·18H2O ], алюмоамонийные квасцы [Al (NH4)(SO4)2·12H2O ];

соли железа: железный купорос FeSO4 ·7H2O , хлорид железа (III) FeCl3 ·6H2O ,сульфат железа (III)Fe2(SO4)3 ·6H2O;

соли магния: хлорид магния MgCl3·6H2O , сульфат магния MgSO4·7H2O,

шламовые отходы и отработанные растворы отдельных производств.

Для очистки интенсивно окрашенных сточных вод расходы коагулянта достигают 1-4 кг/м 3 , объем образующегося при коагуляции осадка достигает 10 – 20% объема обрабатываемой сточной воды. Коагуляционный метод очистки применяется в основном при небольших расходах сточных вод и при наличии дешевых коагулянтов.

Флокулянты – вещества, используемые при коагуляционном методе очистки для повышения плотности и прочности образующихся хлопьев, снижения расхода коагулянтов. В качестве флокулянтов в промышленности применяются оксиэтилцеллюлоза, поливиниловый спирт, кремниевая кислота, полиакриламид, белки и др. Процесс проводят в осветлителях.

Читайте так же:
Схема устройства перепадного колодца

Сорбционная очистка – это метод очистки, основанный на поглощении загрязняющих веществ из сточных вод твердым телом или жидкостью. Поглощающее тело называют сорбентом, а поглощаемое вещество – сорбатом.Абсорбция – поглощение вещества всем объемом жидкого сорбента. Адсорбция – поглощение вещества поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента. Сорбция, сопровождающаяся химичесим взаимодействием сорбента с поглощаемым веществом, называется хемосорбцией. Сорбционная очистка может применяться сомостоятельно или совместно с другими методами очистки для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ, а также в целях последующего использования очищенной воды в системах оборотного водоснабжения. Метод применим для очистки сточных вод от ароматических соединений, красителей, углеводородов, слабых электролитов. При содержании в сточных водах только неорганических соединений, а также низших одноатомных спиртов этот метод неприменим. В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные глины, уголь и др. Активность сорбента характеризуется массой поглощаемого вещества на единицу объема или массы сорбента (кг/м 3 , кг/кг).

Процесс сорбции может проводиться в статических и динамических условиях. В соответствии с этим различают статическую и динамическую активность сорбента. Статическая активность сорбента характеризуется максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы сорбента к моменту достижения равновесия при постоянных температуре жидкости и начальной концентрации вещества. Динамическая активность сорбента характеризуется максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы сорбента до момента появления сорбируемого вещества в фильтрате или при пропуске сточной воды через слой сорбента.

Сорбция – процесс обратимый. Сорбат (загрязнение) может переходить из сорбента обратно в раствор (очищаемую сточную воду). Скорости протекания прямого (сорбция) и обратного (десорбция) процессов пропорциональны концентрации вещества в растворе и на поверхности сорбента. Когда скорости этих процессов станут равными, в системе устанавливается равновесие, характеризующееся константой равновесия – адсорбционной константой распределения сорбата между сорбентом и раствором , ее величина при прочих равных условиях зависит от температуры. Одним из основных критериев оценки адсорбционных свойств сорбента является изотерма адсорбции, которая аналитически описывается уравнением Фрейндлиха или Ленгмюра. Обычно изотерму адсорбции для вещества, находящегося в сточной воде, определяют экспериментально. Пример изотермы адсорбции:.

Механические методы очистки сточных вод Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Вайцель Ангелина Александровна

В статье выявлены основные источники сточных вод и методы и средства их очистки . Особое внимание уделено механическим методам очистки сточных вод .

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Вайцель Ангелина Александровна

Текст научной работы на тему «Механические методы очистки сточных вод»

МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Вайцель Ангелина Александровна — студент, кафедра санитарно-технических систем, Тульский государственный университет, г. Тула

Аннотация: в статье выявлены основные источники сточных вод и методы и средства их очистки. Особое внимание уделено механическим методам очистки сточных вод.

Ключевые слова: сточные воды, очистка, механические методы, процеживание, отстаивание, фильтрация.

Сточные воды (СВ), к которым относятся воды от полива различных городских растений и улиц, канализационные воды, самотечные и др., качество и чистота которых были усугублены различной деятельностью человека, и являются одним из основных источников загрязнения природы, в частности мирового океана [1].

СВ по происхождению делятся на следующие виды:

Промышленные СВ возникают в результате технологических процессов, происходящих в различных отраслях промышленности. Сельскохозяйственные, появление которых связано с жизнедеятельностью человека. Поверхностные СВ представляют собой дождевые и талые воды, возникающие в процессе таяния снежных и ледовых покровов, отводящиеся через ливневую канализацию. Промышленные и бытовые стоки отводятся с использованием общесплавной канализации, а в ряде случаем применяется промышленная или хозяйственно-бытовая канализация.

Статистика распределение сточных вод по отраслям представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Распределение СВ по отраслям

Очистка сточных вод проводится в четыре основных этапа:

Основной задачей применения механических способов очистки СВ является удаление различных включений органической и минеральной природы и приготовление вод для последующих фаз очистки.

Механические методы очистки основываются на трех основных процессах [2]:

Для отсеивания и последующего удаления больших элементов и мусора из воды применяются процессы процеживания. Они заключаются в пропускании стока через сита или решетки, в которых задерживаются наиболее крупные элементы, их размер зависит от размеров отверстий в решетках.

Отстаивание в специального сконструированных и построенных отстойниках используется для выведения из состава СВ взвешенных частиц. Такие системы, как правило, используются в промышленных замкнутых системах водоснабжения.

Фильтрование используется для более тонкой очистки СВ от включений небольшого размера. Для функционирования этого метода применяются фильтры с различной степенью очистки.

Очистка сточных вод является важной задачей для инженеров? Работающих в сфере водоснабжения и водоотведения, а применение различных методов и способов очистки способствует не загрязнению окружающей среды.

1. Ксенофонтов Б. С. Проблемы очистки сточных вод промышленных предприятий //

Безопасность жизнедеятельности, 2011. № S3. С. 1-24.

2. Tchobanoglous G., Stensel H.D., Tsuchihashi R., Burton F.L. Wastewater Engineering:

Treatment and Resource Recovery. 5 изд. McGraw-Hill Education, 2013. 2048 с.

Механическая очистка сточных вод частного дома и предприятий

Цель механической очистки сточных вод – удалить из жидкости нерастворенную взвесь. В большинстве случаев этот вид обработки является первой ступенью большой технологической схемы. Однако иногда он может применяться в качестве самостоятельного метода, если сток после прохождения сооружения по показателям соответствует нормам сброса.

Методы механической очистки сточных вод

Эффективность данного вида очистки стоков достигает 60-70% по мелкодисперсным взвесям и 90-95% по более крупным частицам. Механические методы считаются наиболее простыми и дешевыми. Кроме того, механические сооружения – одни из первых изобретенных человеком.

Процеживание

Эта наипростейшая процедура выполняется с помощью решеток и металлических сит. Сточная вода проходит черед решетку с размером ячейки около 16-25 мм, где задерживается крупный мусор. Затем сток поступает на сита, где из жидкости извлекаются более мелкие частицы.

Читайте так же:
Монтаж чугунной решетки для водоотводного лотка

Отстаивание

Отстаивание – это обязательная ступень в очистке сточных вод. Она позволяет извлечь из жидкости взвешенные вещества и удалить всплывающие примеси.

Принцип работы этого метода заключается в работе гравитационных и центробежных сил, за счет которых тяжелые частицы опускаются на дно аппаратов, а легкие (например, нефтепродукты) – всплывают и удаляются с поверхности жидкости.

Отстаивание

Отстаивание: твердые частицы опускаются, легкие масла всплывают

Жидкость в механических сооружениях для отстаивания двигается достаточно медленно, чтобы ее скорость не помешала оседанию частиц. Для увеличения эффективности процесса применяются реагенты: коагулянты и флокулянты. Они заставляют примеси небольшого размера «склеиваться» в более крупные и тяжелые, благодаря чему те быстрее опускаются.

Фильтрование

Фильтрование – это процесс пропускания сточных вод через пористый материал, ячейки которого задерживают мелкие примеси.

В качестве фильтрующих материалов используются:

  • металлические сетки;
  • хлопчатобумажные и полипропиленовые материалы, напоминающие вату;
  • песок, гравий и щебень.

Для тонкой очистки применяются мембраны обратного осмоса, пропускающие только молекулы H2O.

Основные устройства и сооружения

К сооружениям механических методов обработки сточных вод относятся многочисленные модели сеток, решеток, отстойников, пескоуловителей, фильтров. Сколько и каких устройств нужно установить решается в зависимости от загрязненности стоков и нормативов сбросов, а также от их объема.

Решетки

Это сооружение позволяет задерживать крупные загрязнения, попадающие в сточные воды.

Они состоят из металлических прутов, приваренных к раме. Мусор со старых решеток убирается вручную, но более современные модели оснащаются автоматическими граблями. Они размещаются поверх решетки. Их задача – сгребать мусор с поверхности ячеек и переносить его в бункер для обезвоживания.

Наиболее технологичный вариант – это решетки-дробилки. Они не только задерживают частицы, но и сразу же их перемалывают. Таким образом значительно уменьшается объем отходов.

решетка

Принцип работы решетки

Песколовки

Песколовки очищают сточные воды от примесей, вес которых приблизительно равен песку. Плотность таких частиц больше плотности жидкости, поэтому они всегда опускаются на дно. В зависимости от движения потока песколовки бывают горизонтальными, с круговым движением сточных вод, тангенциальные.

Наиболее эффективными являются аэрируемые песколовки. В них дополнительно подается воздух, поток жидкости начинает закручиваться по спирали, песок оседает на дно. Такие механические сооружения обеспечивают минимальной количество органических веществ в осадке. Благодаря этому осадок из аэрируемых песколовок не подвержен загниванию.

песколовка

Вид сверху на песколовку с круговым движением воды

Отстойники

Эти сооружения очистки сточных жидкостей предназначены для удаления мелких примесей, которые остаются после песколовок. Принцип работы схож с песколовками – поток спокойно движется через аппарат, частицы оседают на дно.

По направлению движения сточных вод данные сооружения механической обработки делятся на:

  • горизонтальные;
  • вертикальные;
  • радиальные.

В зависимости от назначения отстойники бывают первичными (в начале схемы обработки) и вторичными (задерживают избыточный активный ил и биопленку после сооружений биологической обработки).

Полезный совет: чтобы отстойник работал лучше, его можно оборудовать преаэратором или тонкослойными модулями.

Иловые площадки

После механической обработки сточных вод за сутки образуется 0,8 л осадка на человека. Осадок представляет собой смесь из твердых частиц и органических примесей, влажность которой составляет 95%.

Чтобы снизить влажность осадка, его направляют на иловые площадки. Они представляют собой участки земли, на которые осадок выгружается тонким слоем и подсушивается. Итоговая влажность достигает 75%, а объем снижается в 3-7 раз.

Подсушенный осадок направляется на дальнейшую переработку.

Механическая очистка для частного дома

Для жилых коттеджей механическая обработка сточных вод чаще всего происходит в комплексном сооружении. Оно сочетает в себе сразу несколько методов (например, улавливание песка и фильтрация). Такие сооружения характеризуются небольшими габаритами.

Компактные сооружения

Компактные сооружения очистки для частного дома

Технологические схемы механической очистки для частных домой чаще всего типовые, легко подбираются по числу обитателей дома и способам водоснабжения. Типовые схемы дешевле индивидуальных проектов, а по эффективности не отстают от них.

Подобрать технологическую схему и сооружения для частного дома или производства можно в компании «Кванта +»

Другие методы очистки

Если механическая обработка не обеспечивает достаточного качества сточных вод, после нее используются другие методы: биологические или физико-химические.

Биологические

С помощью биологической очистки жидкость очищается от органических примесей, которые могут оставаться после предыдущих ступеней обработки. К таким примесям относятся фосфор, азот, а также вещества, повышающие значения БПК и ХПК.

Суть биологических методов заключается в разложении органики микроорганизмами, обитающими в очистных сооружениях. Микроорганизмы называются активным илом (в аэротенках) или биопленкой (в биофильтрах).

Физико-химические

Эти способы применяют чтобы очистить воду от растворенных веществ вместе с нерастворимыми примесями. Данные способы более эффективны, чем механическая и биологическая очистка. Поэтому они применяются в случаях, когда нужна вода высокого качества – например, при ее повторном использовании.

Физико-химическая очистка проводится с помощью процессов флотации, электролиза, сорбции, нейтрализации, экстракции.

Переработка осадка

Если осадок остается в бункере-накопителе долгое время, он начинает загнивать. Чтобы избежать подобных последствий, его обрабатывают, получая на выходе безопасную сухую массу или вторсырье.

К методам переработки осадка относятся: уплотнение, стабилизация, сбраживание, термическая и реагентная обработка.

Обезвоживание осадков проводят на иловых площадках или в аппаратах, напоминающих отстойники и фильтры (вакуум-фильтры и фильтр-прессы).

Для стабилизации применяются метантенки и аэротенки. В них органическая часть осадка перерабатывается микроорганизмами. Продуктами переработки являются минеральные вещества и газ, используемый как топливо.

Заключение

Механическая обработка сточных вод – это первая ступень очистки жидкости, которая извлекает из воды нерастворимые частицы и жидкости. В случаях, когда сточная вода сильно загрязнена, механические методы позволяют подготовить жидкость к следующим ступеням очистки. Благодаря им биологические и физико-химические сооружения не засоряются взвесью и лучше работают.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию