Методы и сооружения для очистки промышленных сточных вод содержание стр
 Скачать 1.39 Mb.
|
|
Разделение производственных сточных вод может быть продиктовано санитарными причинами, пожаро- и взрывоопасностью, возможностью за- растания и разрушения канализационных трубопроводов и т.д. Для предварительной очистки сточных вод в систему канализации промышленных предприятий включают локальные очистные сооружения, которые размещаются, как правило, на территориях канализуемых предприятий. Незагрязненные сточ- ные воды, как правило, объединяют в отдельный поток. Бытовые сточные воды, образующиеся на промышленном предприятии, отводятся и очищаются от- дельно, если производственные сточные воды по своему составу не требуют биологической очистки. Возможно также совместное отведение бытовых и производственных сточных вод, если последние за- грязнены органическими веществами, деструкция которых возможна биологическим путем, при этом концентрации токсичных примесей не должны превышать предельно-допустимые. Дождевые воды, стекающие с незагрязненных территорий предприятий, отводятся отдельной сис- темой канализации или объединяются с незагрязненными производственными сточными водами и спус- каются в водоем без очистки. Загрязненные дождевые воды отводятся вместе с загрязненными произ- водственными сточными водами и подлежат совместной очистке перед выпуском в водоем. Для некоторых предприятий при технико-экономическом обосновании может быть запроектирована общесплавная канализация, собирающая хозяйственно-фекальные и промышленные воды (например, при расположении предприятия в городе и наличии городской общесплавной канализации). На предпри- ятиях, где производственные сточные воды по своему составу близки к бытовым, отвод сточных вод можно осуществлять по двум сетям: производственно-бытовой и дождевой. 1.3. Основные показатели качества сточных вод К основным санитарно-химическим показателям загрязнения сточных вод относятся: - температура; - окраска, запах, прозрачность; - реакция среды; - сухой и плотный остатки; - взвешенные вещества; - потери при прокаливании, зольность твердых примесей; - химическая и биохимическая окисляемость; - соединения азота и фосфора; - сульфаты и хлориды, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ); - растворенный кислород; - токсичные вещества; - биологические загрязнения. Остановимся подробнее на одном из важнейших показателей качества сточных вод – окисляемости. Под окисляемостью понимают общее содержание в воде восстановителей органической и неорганиче- ской природы. В городских сточных вод преобладают органические восстановители, поэтому всю ве- личину окисляемости относят к органическим примесям воды. Окисляемость – групповой показатель. В зависимости от природы используемого окислителя различают химическую и биохимическую окис- ляемость. Результаты определения окисляемости независимо от вида окислителя выражают в мг/л О 2 . При определении химической окисляемости используют химический окислитель. Химическая окис- ляемость может быть перманганатной (окислитель КМnО 4 ), бихроматной (окислитель бихромат калия К 2 Cr 2 О 7 ) и иодатной (окислитель иодат калия КIО 3 ). Бихроматную и иодатную окисляемость иначе на- зывают химической потребностью в кислороде (ХПК). При этом оценивается количество кислорода, необходимое для окисления примесей воды. Определяя ХПК, можно достаточно полно оценить степень загрязнения воды органическими веществами. Однако экспериментальная ХПК часто меньше теоре- тической, вычисляемой по стехиометрическому уравнению окисления, поскольку ряд органических ве- ществ (красители, СПАВ, сложные углеводороды и др.) окисляются не до конца или вовсе не окисляют- ся. Перманганатная окисляемость является кислородным эквивалентом легкоокисляемых примесей. Данный показатель определяется быстро и легко с целью получения сравнительных данных. Биохимической потребностью в кислороде (БПК) называют количество кислорода, необходимое для окисления органических веществ аэробными микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности. Обычно определяют биохимическую потребность в кислороде за 5 и 20 суток, обозначая ее соответст- венно БПК 5 и БПК 20 . БПК не характеризует общее количество органических веществ в сточных водах, т.к. она не учитывает органические вещества, идущие на прирост бактерий, а также стойкие органиче- ские вещества, не затрагиваемые биохимическим процессом. Величина БПК замечательная тем, что она практически точно совпадает с истинным расходом кислорода на процесс очистки в действующих со- оружениях. Важным показателем, характеризующим способность загрязнений сточных вод к биохимическому окислению, является отношение БПК полн /ХПК. Чем выше это отношение, тем большая часть органиче- ских примесей сточной воды может быть изъята в процессе биологической очистки. Считается, что применение биологических методов целесообразно при БПК полн /ХПК 0,5. У городских сточных вод БПК 20 составляет примерно 86% ХПК, у производственных сточных вод – 25 – 80% ХПК. 2. Методы и сооружения для механической очистки производственных сточных вод Для очистки бытовых и производственных сточных вод используют следующие методы: - механические; - химические; - физико-химические; - биологические. Метод очистки и состав очистных сооружений выбирают в зависимости от требуемой степени очи- стки, состава загрязнений, пропускной способности очистной станции, грунтовых условий и мощности водного объекта с соответствующим технико-экономическим обоснованием. В настоящее время требования к степени очистки сточных вод повышаются. В связи с этим их под- вергают дополнительной более глубокой очистке (доочистке). В процессе очистки предусматривают также обработку осадков сточных вод и обеззараживание сточных вод перед сбросом в водоем. Механическая очистка сточных вод применяется, как правило, в качестве предварительной, то есть предшествует другим методам очистки. Назначение механической очистки заключается в подготов- ке производственных сточных вод при необходимости к биологическому, физико-химическому или дру- гому методу более глубокой очистки. Она способствует удалению из сточных вод нерастворенных и частично коллоидных минеральных и органических примесей. Механическая очистка обеспечивает вы- деление из сточных вод до 90 – 95% взвешенных веществ и снижение органических загрязнений (по БПК полн ) на 20 – 25%. В ряде случаев механическая очистка является единственным и достаточным способом для извлечения из производственных сточных вод механических загрязнений и подготовки их к повторному использованию в системах оборотного водоснабжения. Механическую очистку осуществляют способами процеживания, пескоулавливания, отстаивания, центрифугирования, фильтрования. 2.1. Усреднители Усреднители применяют для регулирования состава или расхода сточных вод, поступающих на очистные сооружения. Иногда усреднение осуществляют по двум показателям одновременно. Это по- зволяет повысить эффективность и надежность работы устройств механической, биологической и фи- зико-химической очистки. Усреднители выравнивают пиковые расходы и концентрации сточных вод, что позволяет разработать более экономичные очистные сооружения, так как при этом для расчета при- нимаются усредненные данные. Изменение концентрации в сточной воде может произойти в результате ее залпового сброса или вследствие циклических колебаний состава вод. Усреднение проводят в контактных и проточных усреднителях. Контактные усреднители использу- ют при небольших расходах сточной воды, в периодических процессах и для обеспечения высоких сте- пеней выравнивания концентраций. В большинстве случаев применяют проточные усреднители, кото- рые представляют собой многокоридорные (многоходовые) резервуары или емкости, снабженные пе- ремешивающими устройствами. Многокоридорные усреднители представляют собой прямоугольные или круглые резервуары, изготовленные из железобетона. Усреднение в них достигается смешением струй сточной воды разной концентрации. В отечественной практике применяются усреднители двух типов: с дифференцированием потока сточных вод и с перемешиванием поступающей сточной воды. Схема прямоугольного усреднителя сточных вод представлена на рис. 1. Рис. 1. Прямоугольный усреднитель сточных вод 1 – распределительный лоток; 2 – водоотводный канал; 3 – сборные лотки; 4 – глухая перегородка; 5 – вертикальные перегородки; 6 – подвод воды Принцип работы данного усреднителя заключается в следующем. Сточная вода попадает в распре- делительный лоток 1, из которого по желобам направляется в коридоры усреднителя и собирается затем в диагональные сборные лотки 3, из них сточная вода поступает в водоотводной канал 2. Эффективность усреднения по концентрации достигается за счет разного времени добегания отдельных порций сточной воды к сборному лотку. Типовой усреднитель состоит из 4 – 6 параллельно расположенных коридоров. Эти усреднители рекомендуется применять при незначительном количестве взвешенных веществ в по- ступающих сточных водах и слабой их агрессивности по отношению к бетону. На рис. 2 показана схема круглого усреднителя сточных вод. Рис. 2. Круглый усреднитель сточных вод 1 – распределительный лоток; 2 – перегородка; 3 – сборный лоток; 4 – подвод воды Усреднение расхода воды достигается также при перекачке ее насосами. В этом случае усреднитель представляет собой простую емкость. Перемешивание жидкости может быть обеспечено и механиче- скими мешалками или барботажем воздуха (рис. 3). Рис. 3. Усреднитель с перемешивающим устройством 1 – выпускная камера; 2 – выпускное устройство; 3 – корпус; 4 – лоток; 5 – барботер Наиболее удобными в эксплуатации являются усреднители барботажного типа. В них перемешива- ние производится с помощью сжатого воздуха, для этого устраиваются перфорированные трубчатые барботеры из полиэтилена. При очистке производственных сточных вод также применяются радиаль- ные отстойники-усреднители, в которых совмещены процессы отстаивания и усреднения сточной воды по концентрации загрязнений. 2.2. Решетки для процеживания Для процеживания сточных вод применяют решетки. Они задерживают грубые примеси размером 5 и более мм (крупные, нерастворенные, плавающие загрязнения). Попадание таких отходов в после- дующие очистные сооружения может привести к засорению труб и каналов, поломке движущихся час- тей оборудования, т. е. к нарушению нормальной работы. Решетки представляют собой металличе- скую раму, внутри которой установлен ряд параллельных металлических стержней круглой или чаще прямоугольной формы поперечного сечения (60*10 мм). Стержни устанавливают вертикально или на- клонно к потоку под углом 60 – 70 о к горизонту. Ширина прозоров решеток (расстояние между стерж- нями) составляет 16 мм. Схема решетки представлена на рис. 4. Рис.4. Схема решетки 1 – решетка из металлических стержней; 2 – механизм для снятия задержанных решеткой загрязнений; 3 – транспортер для подачи задержанных загрязнений в дробилку Решетки бывают различных типов: - подвижные или неподвижные; - устанавливаемые вертикально или наклонно; - с ручной или механизированной очисткой от отбросов (механическая очистка производится движу- щимися граблями, зубцы которых входят в прозоры, снятые отбросы поступают на конвейер и направ- ляются в дробилку для размельчения); - решетки-дробилки (комбинированные механизмы), измельчают задерживаемые примеси без извле- чения их из сточных вод. Решетки, требующие ручной очистки, устанавливают в случае, если количество загрязнений не пре- вышает 0,1 м 3 /сут. При большем количестве загрязнений устанавливают решетки с механическими граблями. Уловленные на решетках загрязнения измельчают в специальных дробилках и возвращают в поток воды перед решетками. Решетки размещают в отдельных помещениях, снабженных грузоподъем- ными приспособлениями. Решетка с ручным отделением крупных отходов показана на рис. 5. Рис. 5. Решетка с ручным отделением крупных отходов Для задержания и измельчения загрязнений непосредственно в потоке сточной воды без извлечения их на поверхность применяют решетки-дробилки (типа РД). Решетка-дробилка состоит из щелевого барабана с трепальными гребнями и приводного механизма. Сточная вода поступает на вращающийся барабан. Мелкие фракции загрязнений вместе с потоком воды проходят через щели внутри барабана, а крупные задерживаются в нем и измельчаются. Измельченные отбросы с водой также поступают внутрь барабана и затем выходят из решетки-дробилки. Такая конструкция является компактной, а процесс можно полностью автоматизировать. Кроме комбинированных решеток-дробилок типа РД промышленность выпускает круглые решетки- дробилки КРД; радиальные – РРД; вертикальные – ВРД. 2.3. Сооружения и аппараты для осаждения примесей из сточных вод 2.3.1. Устройства для выделения из сточных вод нерастворимых примесей под действием гравитационных сил Работа многочисленных аппаратов, предназначенных для выделения из сточных вод твердых и жид- ких примесей, основана на гидродинамических закономерностях процесса отстаивания. К таким аппа- ратам относятся песколовки, первичные и вторичные отстойники, илоуплотнители, нефтеловушки, смо- ложиромаслоуловители. 2.3.1.1. Песколовки После решеток сточные воды поступают в песколовки. Они предназначены для задерживания мине- ральных взвесей, главным образом песка крупностью 0,2 – 0,25 мм и более. В результате задерживания песка облегчается эксплуатация последующих сооружений. Легкие частицы органического происхож- дения должны выноситься из песколовок. Работа песколовок основана на использовании гравитацион- ных сил. Их устанавливают при пропускной способности станции очистки сточных вод более 100 м 3 /сут. Число отделений песколовок принимают не менее двух, при этом все отделения являются рабо- чими. Песколовки устраивают из сборных железобетонных унифицированных элементов. В отечественной практике используются следующие типы песколовок. А) Горизонтальные песколовки проектируют двух видов: с прямолинейным и круговым движением воды. Схема горизонтальной песколовки с прямолинейным движением воды приведена на рис.6. Песколовка имеет прямоугольную в плане форму. Для ориентировочных расчетов принимают глу- бину песколовки Н = 0,25 – 1 м, соотношение ширины и глубины В/Н = 1: 2. В расширенной части ре- зервуара под действием силы тяжести происходит осаждение песка. Скорость движения воды в песко- ловке составляет 0,15 – 0,3 м/с. При скорости более 0,3 м/с песок не успевает осаждаться, а при скорости менее 0,15 м/с начинают осаждаться органические примеси, что недопустимо. Время пребывания сточных вод в песколовке составляет 0,5 – 2 мин. Рис.6. Схема горизонтальной песколовки с прямолинейным движением воды 1 – входной патрубок; 2 – корпус песколовки; 3 – шламосборник (песковый приямок); 4 – выходной патрубок Песколовки с круговым движением воды (рис. 7) являются разновидностью горизонтальных песко- ловок. Сточная вода подводится к ним и отводится из них по лоткам. Эти песколовки применяют при расходах воды до 7000 м 3 /сут. Такая конструкция упрощает выгрузку осадка. Рис. 7. Песколовки с круговым движением воды 1 – подача сточной воды; 2 – удаление пульпы; 3 – отвод воды Б) Аэрируемые песколовки применяют в тех случаях, когда требуется наиболее полное разделение примесей по крупности. Воздух способствует вращению воды в песколовке и тем самым повышению эффекта осаждения. Они чаще проектируются в виде горизонтальных резервуаров. Бывают также аэри- руемые песколовки с круговым движением воды. В горизонтальных аэрируемых песколовках (рис. 8) вдоль одной из стенок на расстоянии 45 – 60 мм от дна по всей длине устраивают аэраторы в виде пер- форированных труб с отверстиями 3 – 5 мм. За счет аэрации потока в песколовке создается вращатель- ное движение, а в выпавшем песке почти не содержатся органические загрязнения. Рис. 8. Схема горизонтальной аэрируемой песколовки 1 – входной патрубок; 2 – воздуховод; 3 – воздухораспределитель; 4 – выходной патрубок; 5 – шламосборник (песковой приямок); 6 – устройство для удаления шлама В аэрируемых песколовках с круговым движением воды (рис. 9) объем аэрированной зоны изменя- ется от 25,8 до 169 м 3 , а интенсивность аэрации составляет 3,3 – 3,6 м 3 /(м 2. ч). Ширина зоны аэрации пес- коловки равна 1,25 – 3 м, диаметр зоны отстаивания 4 или 6 м, диаметр песколовки 6,5 – 12 м. Рис. 9. Аэрируемая песколовка с круговым движением воды 1 – аэрационная зона; 2 – аэратор; 3 – разделительная перегородка; 4 – гидроэлеватор; 5 – подводящий канал; 6 – впускное устройство; 7 – отводящий канал; 8 – перегородка В) Тангенциальные песколовки (рис. 10) устраивают круглой в плане формы, с малой глубиной проточной части и подводом воды, осуществляемым по касательной. Образующееся вращательное движение способствует отмывке песка от органических веществ, исключая их выпадение в осадок. |