опхп КУРСАЧ


Механическая очистка сточных вод

Механическая очистка сточных вод является предварительным этапом, который обязательно предшествует полной очистке стоков. Задача механической очистки — извлечь из воды осевшие или взвешенные нерастворимые твердые частицы, волокна и грубодисперсные примеси. Они способны: повредить фильтры, не рассчитанные на такой тип загрязнения, негативно повлиять на другое бытовое оборудование.

Механическая очистка стоков очень важна при повторном использовании технической воды на производстве. Кроме защиты оборудования от попадания твердых частиц при использовании оборотной воды, механическая очистка способна извлечь из промышленных стоков ценные химические соединения для повторного использования в производственном цикле.

система повторного использования технической воды

Повторное использование технической воды не только способно возвратить в производственный цикл некоторое количество ценного сырья, но и максимально защищает экологию от сбросов ядовитых стоков, а также сохраняет запасы чистой природной воды.

В России процент использования оборотной воды очень высок и в среднем составляет около 65%. На предприятиях химической, газовой, нефтеперерабатывающей промышленности и в черной металлургии процент повторного использования очищенной технической воды доходит до 95%.

Частицы загрязнения могут иметь разные размеры, плотность и массу. Соответственно, для повышения эффективности при различных видах загрязнения механические методы очистки сточных вод используют различные физические принципы и инженерные решения. От того, насколько эффективной будет схема механической очистки сточных вод, часто зависит общее техническое решение по очистке стоков.

Технически простые решения механической очистки сточных вод

Процеживание

Вода проходит сквозь решетки и сетки с ячейками определенного размера. В основном используются металлические решетки и сетки, способные задержать любые, даже крупные механические или биологические фрагменты и частицы. Прочные решетки и сетки позволяют использовать высоконапорную очистку, когда стоки подаются под давлением — это во много раз повышает производительность очистных установок.

Фильтрование

Напорное или безнапорное пропускание воды сквозь пористый материал, засыпной наполнитель. Засыпной наполнитель выбирается в зависимости от вида загрязнения. Материалом для наполнителя могут быть: уголь, песок, гравий, частицы металла, стекла или пластика, а также другие пористые или измельченные вещества. Кроме крупных твердых частиц некоторые наполнители для фильтров способны извлекать из стоков более мелкие загрязнения, частично выполнять работу фильтров тонкой очистки.

Другим вариантом метода фильтрования является использования монолитного сменного картриджа вместо засыпки.

Отстаивание

Используется метод гравитационного осаждения, сепарации (разделения) фракций с разными физическими характеристиками. В последовательно расположенных переливных камерах частицы загрязнений оседают под действием силы тяжести. Очищенная вода из верхнего слоя переливается в следующую камеру. Камера наполняется частично очищенной водой и процесс очистки повторяется. Самым простым и часто используемым гравитационным отстойником является песколовка.

Отстаивание длится от одного до нескольких часов — в зависимости от типа и степени загрязнения стоков. Если загрязнение имеет меньший удельный вес, чем вода (например, масло или нефтепродукты), то при гравитационной сепарации очищенная вода остается внизу.

Более сложные решения механической очистки сточных вод

Дисковые фильтры

Цилиндрический «пакет» из полимерных дисков со специально обработанной поверхностью образует объемную структуру, попадаю в которую, вода эффективно очищается от механических примесей. Высокая производительность, простота конструкции и надежность дисковых фильтров нашла им применение в разных областях. Дисковый фильтр легко промывается от скопившихся загрязнений и для своей работы не требует расходных материалов.

Центрифугирование (гидроциклоны)

Используется физическое явление разделения разных фракций твердых частиц в потоке вращающейся жидкости. Эффективный, высокоскоростной процесс, легко автоматизируется. Несколько параллельно работающих центрифуг имеют огромную пропускную способность. Величина скорости сепарирования частицы в центробежном поле гидроциклона может превышать скорость осаждения эквивалентных частиц в поле гравитации в сотни раз.

Флотация

Метод широко используется на предприятиях нефтеперерабатывающей, металлообрабатывающей, химической и пищевой промышленности. Суть метода: пузырьки газа, проходя сквозь жидкую массу стоков, подхватывают и выносят на поверхность частицы загрязнений. Скопившуюся на поверхности пену с высоким содержанием загрязнений удаляют. Эффективность механической очистки стоков методом флотации очень высока и может доходить до 90-95%.

Газ подается в стоки методом аэрации, либо с помощью электролиза (электрофлотация). Для увеличения эффективности флотации используют коагулянты — специальные вещества (осаждающие реагенты), которые ускоряют выпадение загрязнения в осадок.

Правильно выбранный метод первичной, механической очистки сточных вод позволяет эффективно освободить стоки от большинства нерастворимых загрязнений. Это не только поможет значительно снизить расходы на дальнейшую полную очистку стоков, но и защитит тонкие фильтры и другое оборудование от твердых нерастворимых частиц.

http://www.wasser.ru/mehanicheskaja-ochistka-stochnyh-vod.html

что такое сточные воды

Определение этому понятию скорее всего можно найти в энциклопедическом словаре. Давайте посмотрим Малый энциклопедический словарь под редакцией Мейера:

«Сточная вода: отработанная, в большинстве случаев сильно загрязненная вода населенных пунктов (от 100 до 350 л в сутки на каждого жителя) и промышленных предприятий. Перед сбросом в реки сточные воды следует очищать до такой степени, чтобы не отравить речную воду и не придать ей неприятного запаха».

Это, несомненно, короткое и правильное объяснение, которое в дальнейшем окажет нам определенную помощь.

Теперь посмотрим, что говорится по этому поводу в Малой технической энциклопедии: »Сточные воды — это в большей или меньшей степени загрязненные в результате использования бытовые, промысловые и производственные воды, (в отечественной технической литературе сточные воды промыслового и производственного происхождения принято обозначать одним термином — «производственные сточные воды».) содержащие отбросы или отработанное тепло, а также отличающиеся изменившимися в отрицательную сторону физическими и биологическими свойствами».

Здесь мы узнаем уже нечто большее о происхождении сточных вод.

Будучи все же неудовлетворенными полученными объяснениями, попытаемся найти так называемое официальное определение понятия «сточные воды», обратившись для этого к стандарту TGL 92-023 («Сточные воды — терминология, определения понятий»). Здесь мы находим точное и краткое объяснение: »сточная вода-это вода, загрязненная вследствие использования ее в быту и на производстве, а также атмосферная вода, отводимая с территорий населенных пунктов». Приведенные выше определения содержат одно общее: они указывают, что сточные воды не имеют однородного состава. Эти определения дают лишь общую характеристику всех загрязненных вод.

В качестве больших групп различаются бытовые и производственные сточные воды, а также атмосферные воды. Такое подразделение сточных вод основано на их происхождении и не учитывает их состава. Дело в том, что очень трудно дать краткую характеристику ингредиентов сточных вод, так как загрязненные воды могут содержать в большем или меньшем количестве многие вещества. Находящиеся в сточных водах твердые вещества различаются по крупности. Диапазон крупности довольно широк: от крупных механических примесей, задерживаемых решетками с прозорами в несколько сантиметров, до полурастворенных и растворенных веществ, различимых лишь с помощью микроскопа.

Среди них имеются частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, от крупных песчинок до мельчайших взвесей. Если взять на пробу небольшое количество сточной воды из городского канализационного коллектора и дать ей отстояться, то спустя некоторое время на дне сосуда, в который была налита сточная вода, образуется осадок, произошло выделение из воды твердых веществ. Взятая на пробу сточная вода немного посветлела, но не стала еще совсем чистой. Мутность воды объясняется наличием в ней полурастворенных, или, как их иногда еще называют, коллоидных (коллодий-клей) частиц. Эти частицы настолько малы, что не оседают на дно, а находятся во взвешенном состоянии вследствие беспорядочного теплового движения молекул воды.

Этот процесс назван броуновским движением молекул по имени впервые открывшего его ученого. Растворенные вещества неразличимы невооруженным глазом и не вызывают помутнения воды. Осаждающиеся, полурастворенные и растворенные вещества, находящиеся в сточных водах, — это преимущественно (58%) органические вещества, т. е. продукты живой природы. Поскольку все они представляют собой химические соединения углерода, то в сухом состоянии горят. Остальные твердые вещества (42%) являются неорганическими. К ним относятся такие минералы, как песок, глина и т. п. эти вещества не горят.

В природе все органические вещества спустя какое-то время разлагаются. В этом можно убедиться, если, например, сосуд с донным осадком взятой на пробу сточной воды оставить на несколько дней открытым. Осадок, состоящий преимущественно из органических веществ, превращается вскоре в гниющую массу с очень неприятным запахом. При этом не только осадок, но и находящаяся над ним мутная вода скоро начинает загнивать, что легко определяется по запаху. В такой воде имеется еще значительное количество разлагающихся органических веществ.

Если в лабораторных условиях пропустить эту мутную воду через тонкий фильтр, то полурастворенные вещества осядут на фильтре, а полученная в результате фильтрования вода будет прозрачной. Но даже от нее через некоторое время начинает исходить неприятный тухлый запах. Это свидетельствует о том, что даже растворенные вещества, которые не были задержаны фильтром, являются отчасти веществами органического происхождения, вследствие чего они разлагаются. Эти опыты показывают, что очистка сточных вод не ограничивается только выделением осадков, т. е. отстаиванием. В мутной воде остаются еще органические вещества, и даже в результате последующей очистки не удается получить воду, которая не содержала бы веществ, вызывающих гниение.

Мы еще подробно рассмотрим процессы, происходящие при разложении органических веществ. А пока вернемся к нашей взятой на пробу воде. Если пребывание ее в городском канализационном коллекторе не было продолжительным, то она будет выглядеть грязно-серой. Сначала кажется странным, что вода нисколько не концентрированнее и не грязнее содержимого фекальных ям. Следует, однако, учитывать, что сбрасываемые в канализацию сточные воды состоят в основном из воды (99,9% воды и 0,1% твердых веществ). Такая сточная вода, похожая внешне на воду от мытья полов, не обладает резким запахом, если она не очень долго протекала по городским коллекторам. Это пока свежая вода, процесс разложения в ней еще не начался. О начавшемся процессе разложения можно судить по почернению воды и исходящему от нее резкому, неприятному запаху. При разложении белковых соединений наряду с другими веществами выделяется сероводород. Это ядовитый газ, присутствие которого в воде даже в небольших количествах придает ей запах тухлых яиц.



Сероводород, соединяясь с постоянно имеющимся в воде железом, образует сернистое железо черного цвета, чем и объясняется почернение разлагающейся воды. Процесс гниения сопровождается выделением зловонного запаха. Это происходит не только со сточной водой, но и при загнивании ила и твердых отбросов. Для городских сточных вод иногда целесообразно при общих расчетах знать количество загрязняющих веществ на одного жителя. Расчетами установлено, что в сутки на одного жителя приходится 60 г оседающих, 30 г неоседающих и 100 г растворенных веществ. (в отечественной практике сумму оседающих и неоседающих веществ называют взвешенными веществами. На одного жителя в сутки принимают расчетную норму, равную 65 г. взвешенных веществ, а не 90 г.) Всего в сутки на одного жителя приходится 190 г твердого вещества. Две трети оседающих и неоседающих веществ — органического происхождения. У растворенных же веществ органические соединения составляют половину.

Крупные отбросы, задерживаемые на решетках и ситах (кусочки дерева, пробки, остатки фруктовых плодов, овощей, кусочки кала, бумаги, текстиля и многие другие твердые вещества), содержатся в количестве от 2 до 10 л на человека в год. Эти величины являются усредненными и получены в результате лабораторных исследований городских канализационных стоков. В отдельных случаях в составе этих стоков наблюдаются отклонения, главным образом вследствие смешения их с производственными сточными водами. Помимо физических характеристик сточных вод и их химического состава, важно знать биологические особенности этих вод. В любой сточной воде находится большое количество микроорганизмов. Это прежде всего бактерии. В 1 см3 сточной воды, т. е. в объеме менее наперстка, содержится несколько сот миллионов бактерий. Общий объем бактериальной массы составляет примерно 0,04% всего количества сточной воды. Эти бактерии подразделяются на безвредные, подозреваемые и опасные, т. е. болезнетворные. Обычно городские сточные воды содержат большее или меньшее количество болезнетворных бактерий. С гигиенической точки зрения, при минимальном числе бактерий сточные воды должны считаться сомнительными, при большом числе — санитарноопасными.

К сточным водам относятся также дождевые воды, отводимые с территорий населенных пунктов. Дождевые воды, стекающие с крыш, дворов, улиц, сильно загрязнены, так как смывают на своем пути всю грязь с указанных поверхностей. Содержание грязи в дождевой воде в начале дождя настолько значительно, что ее можно сравнить с бытовыми сточными водами. Каким образом можно вообще определить степень загрязнения сточных вод? Для этой цели разработаны специальные тесты, основанные на способности органических веществ разлагаться. Разложение органических веществ происходит под воздействием микроорганизмов, главным образом бактерий, присутствующих в сточных водах. Если в сточных водах постоянно имеется какое-то количество растворенного кислорода, что, как правило, бывает в природной воде, то происходит разложение загрязнений при участии аэробных бактерий.

С помощью специальных ферментов, управляющих процессами обмена, они расщепляют сложные органические вещества, превращая их в более простые. Как и более сложным организмам, бактериям для жизнедеятельности необходим кислород. Если взятую в качестве пробы сточную воду выдержать в определенных условиях в лаборатории в течение нескольких дней (обычно 5 дней), обеспечивая постоянное присутствие в ней кислорода, то по количеству потребляемого кислорода можно судить о количестве находящихся в сточной воде микроорганизмов. Это количество, в свою очередь, зависит от наличия в сточной воде питательных веществ, потребляемых микроорганизмами. Пищей же являются как раз органические вещества сточных вод. Таким образом, эта «биохимическая потребность в кислороде» определяет степень загрязнения сточных вод и позволяет сопоставлять сточные воды различного происхождения.

Большая биохимическая потребность в кислороде (БПК) означает, что вода сильно загрязнена, и, наоборот, малая потребность в кислороде свидетельствует о том, что вода сравнительно чиста. При выдерживании пробы в течение 5 дней при температуре 20 °С БПК сточных вод в расчете на одного жителя в сутки составляет 60 г. Другими словами, сточные воды, приходящиеся на одного жителя, потребляют при биохимическом разложении 60 г кислорода в течение 5 дней. Для многих производственных сточных вод также можно определить биохимическую потребность в кислороде, причем в том случае, если примеси в этих водах могут разлагаться под воздействием присутствующих в них микроорганизмов. Это происходит главным образом тогда, когда сточные воды содержат органические вещества, т. е. соединения углерода. Таким образом, степень загрязнения сточных вод можно легко определить. Это особенно важно при разработке технических решений по очистке сточных вод, так как техника всегда основывается на точных понятиях и конкретных цифрах.

по книге Рандольф Р. «Что делать со сточными водами» (перевод с нем.)

http://www.agrovodcom.ru/info_sewage.php

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Сточные воды подвергают очистке различными способами: механической, химической, механохимической, физико-химической и биохимической (или биологической).

Механическую очистку применяют для удаления из сточных вод взвешенных веществ и частично загрязнений, находящихся в коллоидном состоянии. Для механической очистки используют решетки, песколовки, отстойники, жироловки, нефтеловушки, маслоотделители, гидроциклоны, фильтры и другие сооружения. Решетки служат для улавливания крупных загрязнений (тряпья, мочалы, бумаги и др.), песколовки — для улавливания нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.), отстойники — для очистки сточных вод от взвешенных веществ.

Под действием силы тяжести частицы, удельный вес которых больше удельного веса воды, выпадают на дно сооружений, образуя осадок. В то же время частицы, удельный вес которых меньше удельного веса воды (жиры, масла, нефть), всплывают на поверхность. Осадок и всплывшие загрязнения удаляют из сооружений и направляют на обработку.

Решетки, песколовки и отстойники являются непременными составными частями комплекса сооружений, применяемых для очистки бытовых сточных вод.

Для очистки производственных сточных вод от большого количества жиров, нефти и масел используют жироловки, нефтеловушки и маслоотделители. Эти сооружения аналогичны отстойникам, но имеют оборудование для удаления большого количества всплывающих загрязнений. Одновременно они служат и для очистки воды от оседающих веществ.

Для очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, имеющих большой удельный вес (минеральные загрязнения), могут применяться гидроциклоны. Корпус их имеет цилиндроконическую форму. Вода подводится к корпусу аппарата по касательной с большими скоростями. Выделение взвесей происходит под действием центробежной силы. Для очистки производственных сточных вод от мелкодисперсных взвешенных веществ используют тканевые, сетчатые или песчаные фильтры.

Химическая очистка заключается в выделении из сточных вод загрязнений путем проведения реакций между ними и вводимыми в воду реагентами. Такими реакциями являются реакции окисления и восстановления, реакции образования соединений, выпадающих в осадок, и реакции, сопровождающиеся газовыделением. Химическая очистка применяется для очистки только некоторых производственных сточных вод.

Механохимическую очистку применяют для выделения из сточных вод нерастворенных загрязнений. Сущность ее состоит в том, что в воду добавляют коагулянты, которые способствуют удалению из нее загрязнений в процессе ее механической очистки.

К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся сорбция, экстракция, эвапорация, коагуляция, флотация, электролиз, ионный обмен, кристаллизация и др.

Биохимическая (биологическая) очистка заключается в окислении остающихся в воде после механической очистки органических загрязнений с помощью микроорганизмов, способных в процессе своей жизнедеятельности осуществлять минерализацию органических веществ. Биохимическая очистка сточных вод может происходить в условиях, близких к естественным (поля орошения поля фильтрации и биологические пруды), и в искусственно созданных условиях (биологические фильтры и аэротенки).

Поля орошения, биоплато и поля фильтрации представляют собой специально подготовленные и спланированные земельные участки, которые периодически заливаются сточными водами. В верхнем слое земли или щебня развивается микробиальная жизнь. Образующаяся на частицах земли, щебня биологическая пленка из микроорганизмов адсорбирует и минерализует органические вещества. Кислород, необходимый для жизнедеятельности микроорганизмов, проникает в почву из воздуха или через корни растений, например, камыша, тростника. Поля орошения используются одновременно для очистки сточных вод и для агрикультурных целей (для выращивания сельскохозяйственных культур) и разделяются на коммунальные и сельскохозяйственные поля орошения. Поля фильтрации служат только для очистки сточных вод. В биологических прудах очистка сточных вод осуществляется также микроорганизмами-минерализаторами, а кислород, необходимый для их жизнедеятельности, поступает из воздуха через поверхность воды в водоеме.

Очистка сточных вод на полях орошения, биоплато и полях фильтрации происходит довольно медленно. Значительно интенсивнее осуществляется она на биологических фильтрах и в аэротенках.

Для обеззараживания (дезинфекции) сточных вод их подвергают обработке хлорной известью или хлором.

Для контакта хлорной извести или хлора с водой сооружают контактные резервуары, конструкция которых аналогична конструкции отстойников.

Обработка осадка, образующегося в процессе очистки сточных вод, заключается в сбраживании (перегнивании), обезвоживании и сушке. Сбраживание — биохимический процесс разложения твердой фазы осадка под действием анаэробных микроорганизмов без доступа кислорода. В процессе сбраживания разлагается до 30-40% органических веществ. Осадок теряет способность загнивать. При малых расходах сточных вод — до 10000м3/сутки — сооружения для сбраживания осадка совмещаются с отстойниками. К таким совмещенным сооружениям относятся септики и двухъярусные отстойники. При значительных расходах сточных вод — более 10000 м3/ сутки — для сбраживания осадка применяют самостоятельные сооружения — метантенки. Обезвоживают осадок или на иловых площадках, или механическим способом на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах или центрифугах. В ряде случаев осадок подвергают термической сушке.

Осадки бытовых и производственных сточных вод в некоторых отраслях промышленности являются хорошим удобрением и используются в сельском хозяйстве.

http://www.baurum.ru/_library/?cat=sewage_settlements&id=1508




Предыдущий:

Следующий: