Методы и сооружения для очистки промышленных сточных вод содержание стр
 Скачать 1.39 Mb.
|
|
Диа- метр песколовок составляет не более 6 м. Проточная часть песколовки имеет небольшую глубину. При скорости движения воды в главном лотке 0,6 – 0,8 м/с в песколовке задерживается примерно 90% песка. Осажденный песок удаляют шнеком, гидроэлеватором или смывают водой, подаваемой через трубопро- вод, расположенный в песковом лотке. Глубину песколовки принимают равной половине диаметра. Рис. 10. Тангенциальная песколовка 1 – осадочная часть; 2 – подвижный водослив; 3 – телескопическая труба; 4 – рабочая часть; 5 – шнек; 6 – отвод песка; 7 – подающий лоток; 8 – отводящий лоток Песок, задержанный в песколовках, обычно удаляют из них с помощью гидроэлеваторов (водо- струйных насосов) и в виде песчаной пульпы подают на песковые площадки – земельные участки, раз- деленные на карты ограждающими валиками высотой 1 – 2 м. Профильтрованную воду собирают дре- нажной системой и направляют в резервуар, откуда перекачивают в канал перед песколовками. Песко- вые площадки устраивают на крупных очистных станциях. Песок, обезвоженный на песковых площадках, содержит много органических веществ, способен за- гнивать. Для отмывки песка от органических загрязнений и его обезвоживания на станциях производи- тельностью до 80 тыс м3/сут применяют песковые бункеры, гидроциклоны, горизонтальные шнековые центрифуги, гидравлические и механические пескопромыватели. После такой обработки песок можно использовать для подсыпки и планировки территории и как строительный материал. 2.3.1.2. Отстойники Отстойник является основным сооружением механической очистки сточных вод. Отстойники при- меняются для задерживания нерастворенных органических загрязнений. По назначению отстойники бывают: - первичные (устраиваемые перед сооружениями биологической или физико-химической очистки); - вторичные (устраиваемые после сооружений для биологической очистки для отделения очищенной воды от активного ила или биопленки). По характеру движения воды (по конструктивным признакам) отстойники делятся на три вида: - горизонтальные; - вертикальные; - радиальные. Разновидностью отстойников являются также: - двухъярусные отстойники; - осветлители-перегниватели. В них происходит осветление сточной жидкости и одновременно перегнивание выпавшего осадка. Первичные отстойники применяют для выделения из сточных вод нерастворимых веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. Дос- тигаемый эффект осветления по взвешенным веществам составляет 40 – 60% при продолжительности отстаивания 1 – 1,5 ч. Процесс также сопровождается одновременным снижением величины БПК в ос- ветленной сточной воде на 20 – 40% от исходного значения. Выбор типа и конструкции отстойников зависит от количества и состава производственных сточных вод, поступающих на очистку, характери- стик образующегося осадка (уплотняемость, транспортируемость) и от местных условий строительной площадки очистных сооружений. В каждом конкретном случае выбор типа отстойников должен опреде- ляться в результате технико-экономического сравнения нескольких вариантов. Число отстойников принимают не менее двух, но и не более четырех. А) Горизонтальный отстойник (рис. 11) применяется для очистки бытовых и близких к ним по со- ставу производственных сточных вод. Он представляет собой прямоугольный в плане железобетонный резервуар, разделенный перегородками на несколько отсеков (не менее двух) для возможности чистки и ремонта. Ширина коридора составляет 3 – 6 м, глубина отстойника колеблется в пределах 1,5 – 4 м, длина отстойника должна в 8 – 12 раз превышать его глубину. В отстойнике происходит гравитаци- онное осаждение взвешенных частиц за счет резкого (по сравнению с подводящим каналом) снижения скорости движения жидкости. Максимальная скорость движения воды в горизонтальном отстойнике составляет 0,7 мм/с. Их применяют на станциях производительностью более 15000 м 3 /сут. Продолжи- тельность отстаивания составляет 0,5 – 1,5 ч. За это время основная масса взвешенных веществ выпа- дает в осадок. Эффективность очистки в горизонтальном отстойнике достигает 50 - 60%. Осадок сгре- бается в иловый приямок скребковым механизмом и удаляется насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают равным 50 – 60 о . Днище отстойника имеет уклон к приямку не менее 0,005. Горизонтальный отстойник по сравнению с радиаль- ным имеет более высокий расход железобетона на единицу строительного объема. Рис. 11. Схема работы горизонтального отстойника 1 – входной лоток; 2 – полупогруженные перегородки; 3 – жировой лоток; 4 – жировая труба; 5 - приямки для сбора осадка; 6 – иловая труба; 7 – сборный лоток осветленной воды; 8 – днище отстойника; 9 – иловый колодец; 10 – задвижки; 11 – распределительная камера Аксонометрическая схема работы горизонтального отстойника представлена на рис. 12. Рис. 12. Аксонометрическая схема работы горизонтального отстойника 1 – приток сточной воды; 2, 4 – порог для образования ламинарного потока; 3 – труба для удаления жира и пены в жировой колодец; 5 – устройство для сгребания осевшего ила; 6 – выход осветленной воды; 7 – переливная труба; 8 – приямок для сбора ила Б) Вертикальный отстойник (рис. 13) применяется для осветления производственных сточных вод, а также их смесей с бытовыми сточными водами, содержащих грубодисперсные примеси. Он представ- ляет собой круглый или квадратный в плане железобетонный резервуар с коническим или пирамидаль- ным днищем соответственно. Отстойник имеет достаточно большую глубину (около 7 м), но меньшую по сравнению с горизонтальным отстойником занимаемую площадь. Диаметр отстойника колеблется в пределах 4 – 9 м. Отстойники просты по конструкции и удобны в эксплуатации, недостатком их являет- ся большая глубина сооружений, что ограничивает их максимальный диаметр. Рис. 13. Схема вертикального отстойника 1 – центральная труба; 2 – водослив; 3 – отстойная часть; 4 – отражательный щит; 5 – илопровод Наиболее распространены отстойники с впуском воды через центральную трубу с раструбом. Сточ- ные воды поступают в центральную круглую трубу, оканчивающуюся раструбом и отражательным щитом, движутся сверху вниз, затем поднимаются по кольцевому пространству между центральной трубой и стенкой отстойника. Осаждение происходит в восходящем потоке, скорость которого составля- ет 0,5 – 0,6 м/с. Интенсивное разделение жидкой и твердой фаз происходит на повороте потока в нижней части отстойника. Высота зоны осаждения – 4 – 5 м. Осветленные воды сливаются через кольцевой во- дослив в сборный лоток. Вертикальный отстойник имеет самый низкий эффект осветления (на 10 – 20% ниже, чем вгоризон- тальных отстойниках). Его применяют на станциях небольшой производительности (менее 20000 м 3 /сут). Рабочий чертеж вертикального отстойника представлен на рис. 14. Рис. 14. Рабочий чертеж вертикального отстойника 1 – приток сточной воды; 2 – центральная труба; 3 – кольцевой сборный лоток; 4 – иловая труба; 5 – трубопровод осветленной воды; 6 – полупогруженные доски для обеспечения ламинарности потока В) Радиальный отстойник применяется для очистки бытовых и близких к ним по составу производ- ственных сточных вод. Он представляет собой круглый в плане железобетонный резервуар большого диаметра (18 – 60 м) и относительно малой глубины проточной части (1,5 – 5 м). Известны радиальные отстойники трех конструктивных модификаций: с центральным впуском; с периферийным впуском и с вращающимися сборно-распределительными устройствами. Наибольшее распространение получили отстойники с центральным впуском жидкости (рис. 15). Рис.15. Схема радиального отстойника 1 – труба для подачи воды; 2 – скребки; 3 – распределительная чаша; 4 – водослив; 5 – отвод осадка Сточная жидкость подается по центральной трубе, расположенной под днищем отстойника. Труба имеет небольшое расширение для погашения скорости движения жидкости. Сточная вода распределя- ется по всему объему отстойника с помощью распределительной чаши. Затем поток движется в ради- альном направлении с убывающей скоростью от центра к периферии. При этом происходит выпадение осадка, который сгребается к центру скребками, подвешенными к ферме. Из приямка осадок удаляется насосом или под действием гидростатического давления. Осветленная вода отводится по кольцевому сборному желобу. Продолжительность отстаивания составляет 1,5 ч. Радиальный отстойник обеспе- чивает самый высокий эффект осветления (60% иболее). Он применяется на станциях большой про- изводительности (более 20000 м 3 /сут). Радиальные отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые преимущества: просто- та и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой произ- водительности. Недостаток – наличие подвижной фермы со скребками. Недостатками всех рассматриваемых типов отстойников являются: - большие габаритные размеры и значительный расход материалов для их изготовления, соответст- венно, стоимость их очень высока; - большая продолжительность отстаивания; - сравнительно низкая эффективность очистки; - наличие в процессе осветления турбулентного режима движения воды, что тормозит осаждение взвесей и уменьшает эффект осветления. Перечисленные недостатки частично устраняются в тонкослойных и трубчатых отстойниках. Их применяют для увеличения эффективности отстаивания. Они могут быть горизонтальными, вертикаль- ными, радиальными. Ламинарное движение в них достигается в результате разделения отстойной зоны на тонкие слои по высоте пластинами (полками) небольшой глубины (до 150 мм) или набором пакетов трубок небольшого диаметра (25 – 50 мм). При этом процесс отстаивания протекает за 4 – 10 мин, что позволяет уменьшить размеры отстойника. Тонкослойные отстойники классифицируются по следующим признакам: - по конструкции наклонных блоков – на трубчатые и полочные; - по режиму работы – периодического (циклического) и непрерывного действия; - по взаимному движению осветленной воды и вытесняемого осадка – с прямоточным, противоточ- ным и смешанным (комбинированным) движением. Недостатком тонкослойных отстойников является сложность удаления осадка из межполочного про- странства. Накопившийся осадок удаляется промывкой обратным током осветленной воды. Наклон элементов в отстойниках непрерывного действия составляет 45 - 60 о . Эффективность трубчатых и по- лочных отстойников практически одинакова. Указанные отстойники наиболее эффективно использовать для осветления высококонцентрированных сточных вод. 2.3.1.3. Специальные устройства для механической очистки сточных вод Производственные сточные воды, содержащие примеси с плотностью меньше плотности воды, т. Е. всплывающие примеси (нефть, смолы, масла, жиры и другие им подобные), очищают также отстаивани- ем в нефтеловушках, смоло- и маслоуловителях. А) Нефтеловушки применяются для очистки сточных вод, содержащих грубодиспергированные нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л. Нефтеловушки сооружают трех типов: го- ризонтальные, многоярусные и радиальные. Горизонтальные сооружения представляют собой прямо- угольные, вытянутые в длину резервуары. В них происходит разделение нефти и воды за счет разно- сти их плотностей. Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, а содержащиеся в сточной воде минеральные примеси оседают на дно нефтеловушки. Всплывающая нефть скребковым механизмом пе- редвигается к щелевым поворотным трубам и отводится из нефтеловушек. Осадок сгребается в приямок, из которого удаляется гидроэлеватором. В горизонтальной нефтеловушке (рис.16) нефть всплывает на поверхность очищаемой воды в от- стойной камере, которая ограничена нефтеудерживающей перегородкой 5, и удаляется с помощью скребкового транспортера 6 и нефтесборной трубы 4. Горизонтальные нефтеловушки имеют не менее двух секций. Ширина секций составляет 2 – 3 м, глубина отстаиваемого слоя воды 1,2 – 1,5 м, продол- жительность отстаивания не менее 2 ч. Скорость движения воды в нефтеловушке 5*10 -3 – 10 -2 м/с, сте- пень очистки от нефтепродуктов – 96 – 98%. Рис. 16. Схема горизонтальной нефтеловушки 1 – корпус; 2 – гидроэлеватор; 3 – слой нефти; 4 – нефтесборная труба; 5 – нефтеудерживающая перего- родка; 6 – скребковый транспортер; 7 – приямок для осадка Усовершенствованными разновидностями горизонтальных нефтеловушек являются радиальные и полочные тонкослойные нефтеловушки. Они имеют меньшие габариты и более экономичны. Схема многоярусной нефтеловушки приведена на рис. 17. Рис. 17. Многоярусная нефтеловушка 1 – подвод воды; 2 – водораспределительная труба; 3 – нефтесборные трубы; 4 – полочный блок; 5 – скребковый транспортер; 6 – отвод воды; 7 – гидроэлеватор; 8 – отвод осадка Б) Жироловушки устроены по аналогии с нефтеловушками. Они используются для улавливания жи- ров из сточных вод. Также для этой цели используются такие сооружения, как прямоугольные и ради- альные отстойники-смолоуловители. 2.3.2. Устройства для выделения из сточных вод нерастворимых примесей под действием центробежных сил Интенсификацию процессов осаждения взвешенных частиц из сточных вод осуществляют воздейст- вием на них центробежных сил в специальных устройствах. К таким устройствам относятся гидроци- клоны, центрифуги, сепараторы. 2.3.2.1.Гидроциклоны Гидроциклоны – аппараты для осветления производственных сточных вод (для разделения суспен- зий). Принцип действия гидроциклона основан на осаждении твердых частиц под действием центро- бежных сил во вращающемся потоке жидкости. Центробежные силы примерно в сотни раз превышают силы тяжести (гравитационные). К основным преимуществам гидроциклонов следует отнести: - высокую производительность и высокое качество процессов разделения; - компактность и простоту устройства; - сравнительно низкие расходы на строительство и эксплуатацию установок; - отсутствие вращающихся механизмов, предназначенных для генерирования центробежной силы (центробежное поле создается за счет тангенциального подвода сточной воды). Гидроциклоны бывают двух типов: открытые и напорные. Открытые гидроциклоны (рис. 18) работают при атмосферном давлении. Они используются для выделения как оседающих грубодисперсныхпримесей (в основном минерального происхождения) гид- равлической крупностью более 0,2 мм/с, таких как песок, уголь, окалина, компоненты керамики, стекла, строительных материалов и т.п., так и всплывающих примесей. Их также можно применять для выде- ления скоагулированных взвешенных веществ. Подача воды в аппарат осуществляется из открытого резервуара. В рабочей зоне аппарата образуется вращательное движение потока, которое обеспечива- ется тангенциальным подводом сточных вод к цилиндрическому корпусу. Число впускных патрубков должно быть не менее двух для более равномерного распределения потока. Скорость впуска воды со- ставляет 0,1 – 0,5 м/с. Диаметр цилиндрической части гидроциклона составляет 2 – 10 м. Указанные устройства могут быть единичными и батарейными (мультициклоны). Существуют так- же многоярусные гидроциклоны, используемые для интенсификации процесса очистки. В них рабочий объем разделен на отдельные ярусы свободно вставляемыми коническими диафрагмами. Рис. 18. Схема открытого гидроциклона 1 – кольцевой водослив; 2, 3 – соответственно плоская и коническая диафрагмы; 4 – отвод осветленной воды; 5 – отверстие для удаления шлама; 6 – подача сточной воды Напорные гидроциклоны (рис. 19) представляют собой аппараты, состоящие из цилиндической и конической частей. Они используются для выделения только оседающих примесей. Подача воды в них осуществляется от насоса. Сточная вода подается тангенциально по трубе, расположенной в верхней цилиндрической части резервуара и приобретает вращательное движение. Осадок отводится через от- верстие, а осветленная вода – через сливной патрубок. Движение воды происходит по винтовым пространственным спиралям. Под действием центробеж- ных сил твердые частицы отбрасываются от центра к периферии, скапливаются у стенок, затем соби- раются в нижней конической части, сползают к шламовому отверстию, после чего удаляются. В напор- ном гидроциклоне формируются внешний и внутренний спиральные потоки воды, направление вра- щения которых совпадает (рис. 20). Внешний поток при вращении проходит цилиндрическую и кониче- скую части гидроциклона и направляется к шламовому отверстию, а внутренний поток удаляется через сливной патрубок. Напор определяет окружную скорость в гидроциклоне и влияет на эффект очистки. Указанные гидроциклоны производятся с диаметрами цилиндрической части 100 – 500 мм. Для более тонкой очистки необходимо уменьшение диаметра аппарата, но это ведет к снижению его производительности. Поэтому гидроциклоны |