168197 (Строение атмосферы, гидросферы и литосферы), страница 5

Для очистки сточных вод кузнечно-прессовых и прокатных цехов от ферромагнитных примесей применяют электромагнитные фильт­ры, в которых используют пондермоторные силы взаимодействия между намагниченной фильтровальной загрузкой и ферромагнитными примесями сточной воды. Исходная сточная вода через трубопровод поступает в корпус из немагнитного материала, проходит через ограничительную решетку, фильтровальную загрузку из ферромагнитных частиц с толщиной слоя 0,15...0,2 м; опорную решетку и выводится из фильтра по трубопроводу. На­магничивание фильтровальной загрузки осуществляют магнитным полем, создаваемым катушкой индуктивности с ферромагнитным сердечником. Эффективность очистки сточных вод от ферромагнит­ ных и немагнитных примесей составляет соответственно 95...98 и 40...60%. Регенерацию фильтра осуществляют при выключенном электромагнитном поле неочищенной сточной водой в направлении фильтрования или в обратном направлении чистой водой.

Очистка сточных вод от маслопродуктов в зависимости от их состава и концентрации осуществляется на предприятиях отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, флотаци­ей и фильтрованием.

Отстаивание основано на закономерностях всплывания маслопродуктов в воде по тем же законам, что и осаждение твердых час­тиц. Процесс отстаивания осуществляется в отстойниках и маслоловушках. При проектировании очистных сооружений предусматри­вают использование отстойников как для осаждения твердых частиц, так и для всплывания маслопродуктов. При этом расчет длины отстойника проводят по скорости осаждения твердых частиц и по скорости всплывания маслопродуктов и принимают макси­мальное из двух значений.

Конструкция маслоловушек аналогична конструкции горизонтального отстойника. При среднем времени пребывания сточной воды в маслоловушке, равном двум часам, скорость ее движения составляет 0,003...0,008 м/с. В результате отстаивания маслопродукты, содержащиеся в воде, всплывают на поверхность, откуда удаля­ются маслосборным устройством. Для расчета маслоловушек необ­ходимо знать скорость всплывания маслопродуктов, которую оп­ределяют по формуле , и расход сточной воды. Тогда расчет сводится к определению геометрических размеров ловушки и вре­мени отстаивания сточной воды.

Для очистки концентрированных маслосодержащих сточных вод предприятий, например стоков охлажда­ющих жидкостей металлорежущих станков, широко применяют обработку сточных вод специальными реагентами, способствующи­ми коагуляции примесей в эмульсиях. В качестве реагентов исполь­зуют Na₂C0₃, H₂SO₄, NaCl, Al₂(S0₄)₃, смесь NaCl и Al₂(S0₄)₃ и др.

Отделение маслопродуктов в поле действия центробежных сил осуществляют в напорных гидроциклонах. При этом целесообраз­нее использовать напорный гидроциклон для одновременного выде­ления и твердых частиц и маслопродуктов, что необходимо учиты­вать в конструкции гидроциклона.

Схема напорного гидроциклона, предназначенного для очистки сточной воды от металлической окалины и масла. Исходная сточная вода через установленный тангенциально по отношению к корпусу гидроциклона входной трубопровод поступает в гидроциклон. Вслед­ствие закручивания потока сточной воды твердые частицы отбрасываются к стенкам гидроциклона и стекают в шламосборник, откуда периодически удаляются. Сточная вода с содержащимися в ней маслопродуктами движется вверх, при этом вследствие мень­шей плотности маслопродуктов они концентрируются в ядре закрученного потока, который поступает в приемную камеру, и через трубопровод выво­дятся из гидроциклона для последую­щей утилизации. Сточная вода, очи­щенная от твердых частиц и маслопродуктов, скапливается в камере, откуда через трубопровод отводится для дальнейшей очистки. Регулируемое гидравлическое сопротивление пред­назначено для выпуска воздуха, кон­центрирующегося в ядре закрученно­го потока очищаемой сточной воды. Указанные гидроциклоны используют для очистки сточных вод сортопрокат­ного цеха с концентрацией твердых частиц и маслопродуктов соответст­венно 0,13...0,16 и 0,01...0,015 кг/м^З и эффективностью их очистки около 0,70 и 0,50. При расходе очищаемой сточной воды 5 м³/час перепад давлений в гидроциклоне составляет 0,1 МПа.

Очистка сточных вод от маслопримесей флотацией заключается в интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточ­ную воду. В основе этого про­цесса лежит молекулярное слипание частиц масла и пузырь­ков тонкодиспергированного в воде воздуха. Образование агрегатов “частица — пузырьки воздуха” зависит от интенсив­ности их столкновения друг с другом, химического взаимо­действия находящихся в воде веществ, избыточного давления воздуха в сточной воде и т.п.

В зависимости от способа образования пузырьков воздуха различают несколько видов флотации: напорную, пневматическую, пенную, химическую, био­логическую, электрофлотацию и т.д.

Схема флотационной пневматической установки, предназначенной для очистки сточных вод от маслопродуктов, поверхностно-активных и органических веществ, а также от взвешенных частиц малых размеров. Исходная сточная вода по тру­бопроводу и отверстия в нем равномерно поступает во флотатор. Одновременно по трубопроводу подается сжатый воздух, ко­торый через насадки из пористого материала в виде мельчайших пузырьков равномерно распределяется по сечению флотатора. В процессе всплывания пузырьки воздуха обволакивают частицы маслопродуктов, поверхностно-активных веществ и мелких твердых частиц, увеличивая скорость их всплывания. Образующая­ся таким образом пена скапливается между зеркалом воды и крыш­кой флотатора, откуда она отсасывается центробежным вентиля­тором в пеносборник и через трубопровод направляется для обработки пены и извлечения из нее маслопродуктов. В процессе вертикального движения сточной воды во флотаторе содержащийся в воздухе кислород окисляет органические примеси, а при малой их концентрации имеет место насыщение воды кислородом. Очищенная таким образом сточная вода огибает вертикальную перегородку и сливается в приемник очищенной воды, откуда по трубопрово­ду подается для дальнейшей обработки.

В промышленности также используют метод электрофлотации, преимущества которого заключаются в том, что протекающие при электрофлотации электрохимические окислительно-восстановитель­ные процессы обеспечивают дополнительное обеззараживание сточных вод. Кроме того, использование алюминиевых или железных электродов обусловливает переход ионов алюминия или железа в раствор, что способствует коагулированию мельчайших частиц за­ грязнений, содержащихся в сточной воде.

Очистка сточных вод от маслосодержащих примесей фильтрова­нием — заключительный этап очистки. Этот этап необходим, поскольку концентрация маслопродуктов в сточной воде на выходе из отстойников или гидроциклонов достигает 0,01...0,2 кг/м³ и значительно превышает допустимые концентрации маслопродуктов в водоемах. Кроме того, в оборотных системах водоснабжения допустимое содержание маслопродуктов в сточной воде на выходе из очистных сооружений во многих случаях меньше ПДК их в воде водоемов.

Адсорбция масел (как и любых нефтепродуктов) на поверх­ности фильтроматериала происходит за счет сил межмолекулярного взаимодействия и ионных связей. Существенное влияние на процесс осаждения маслопродуктов на фильтроматериал имеют электрические явления, происходящие на поверхности раздела кварц-водная среда, связанные с возникновением разности элек­трических потенциалов на этой поверхности и образованием двойного электрического слоя. На процесс адсорбции маслопродуктов влияют также и поверхностно-активные вещества (ПАВ), содержащиеся в сточной воде.

Исследования процессов фильтрования сточных вод, содержа­щих маслопримеси, показали, что кварцевый песок — лучший фильтроматериал. Применение реагентов повышает эффективность очистки, однако при этом значительно возрастает стоимость очи­стных сооружений и усложняется процесс их эксплуатации. Обра­зующийся при этом осадок требует дополнительных устройств для его переработки.

В качестве фильтрующих материалов кроме кварцевого песка используют доломит, керамзит, глауконит. Эффективность очист­ки сточных вод от маслосодержащих примесей значительно по­вышается при добавлении волокнистых материалов (асбеста и отходов асбестоцементного производства).

Перечисленные фильтрующие материалы характеризуются рядом недостатков: малой ско­ростью фильтрации и сложно­стью процесса регенерации. Эти недостатки устраняются при использовании в качестве фильтроматериала вспененного полиуретана. Пенополиуретаны, обладая большой маслопоглощательной способностью, обеспечивают эффективность очистки до 0,97...0,99 при скоро­сти фильтрования до 0,01 м/с, насадка из пенополиуретана легко регенерируется механи­ческим отжиманием маслопро­дуктов.

Схема фильтра-сепаратора с фильтровальной загрузкой из частиц пенополиуретана, пред­назначенного для очистки сточных вод от маслопродуктов и твер­дых частиц. Сточную воду по входному трубопроводу подают под нижнюю опорную решетку. Вода проходит через фильтро­вальную загрузку в роторе, верхнюю решетку и очищенная от примесей переливается в приемный карман и выводится из кор­пуса фильтра. При концентрации маслопродуктов и твердых частиц до 0,1 кг/м³ эффективность очистки составляет соответст­венно 0,92...0,98 и 0,90, а время непрерывной эксплуатации фильт­ра — 16...24 ч. Достоинством данной конструкции являются просто­та и высокая эффективность регенерации фильтра, для чего вклю­чают электродвигатель. При вращении ротора с фильтроваль­ной загрузкой частицы пенополиуретана под действием центробеж­ных сил отбрасываются к внутренним стенкам ротора, выжимая маслопродукты из ротора, которые поступают затем в карманы и направляются на регенерацию. Время полной регенерации фильт­ра составляет 0,1 ч.

Схема полиуретанового фильтра для очистки сточных вод от маслопримесей. Сточная вода по трубо­проводу поступает в распределительную камеру и через регу­лирующий вентиль и водораспределительные окна подается в фильтр, заполненный пенополиуретаном. Пройдя через слои фильтроматериала, сточная вода очищается от масла и взвешен­ных веществ и через сетчатое днище отводится по трубопро­воду. Для поддержания постоянного уровня очищаемой воды в фильтре предусмотрена камера с регулирующим вентилем. Регенерация частиц пенополиуретана осуществляется специ­альным устройством, установленным на передвижной тележке, что позволяет регенерировать весь объем фильтра. Насыщен­ные маслом частицы пенополиуретана цепным элеватором по­дают на отжимные барабаны и, освободив от маслообразных и взвешенных веществ, вновь подают в фильтр. Отжатые загрязне­ния по сборному желобу отводят для дальнейшей переработки.

8. Экологические требования при размещениии и эксплуатации предприятий.

Каждое предприятие должно проходить экологическую экспертизу.

Экологическая экспертиза — система комплексной оценки всех возможных экологических и социально-экономических по­следствий осуществления проектов и реконструкций, направленная на предотвращение их отрицательного влияния на окружающую среду и на решение намеченных задач с наименьшими затратами ресурсов.

Правила определения допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями установлены ГОСТ 17.2.3.02-78. Для проведения экологической экспертизы при выборе площадки для строительства предприятия или при реконструкции действующего предприятия должны быть пред­ставлены следующие материалы:

• краткие сведения по обоснованию выбора района строи­тельства с учетом физико-географических и метеорологических факторов, а также исходных данных, полученных от органов Госкомгидромета, характеризующих существующие уровни за­грязнения атмосферы;

• характеристика выбросов загрязняющих веществ предприя­тием в атмосферу, ситуационный план района размещения пред­приятия с указанием размера санитарно-защитной зоны;

• намеченные решения по очистке и утилизации загрязняю­щих веществ;

• упрощенные (в соответствии с ОНД-86) расчеты загрязне­ния атмосферного воздуха;

• обоснование данных о возможных аварийных и залповых выбросах;

• нормативы ПДК загрязняющих веществ, которые будут выбрасываться в атмосферу.

Необходимо также учитывать совместное влияние на атмос­феру загрязнений, поступивших из различных источников.

Разработка ПДВ должна проводиться на основе современных методов расчета, с учетом фоновых концентраций загрязнений в зоне промышленного предприятия. Кроме того, при разработке проектной документации необходимо предусмотреть действенный контроль за эффективностью работы очистного оборудования и за количеством выбросов загрязняющих веществ.

На многих предприятиях велики объемы загрязнен­ного воздуха, выбрасываемого в атмосферу установками общеоб­менной вентиляции производственных помещений и местной вен­тиляции. Для таких источников строят вентиляционные трубы, расчет рассеивания выбросов которых производится по ОНД-86.

Общий выброс из мелких вентиляционных источников от од­ного здания в расчетах рассеивания за пределы предприятия можно относить к одному или нескольким условным источникам, для каждого из которых обосновываются значения ПДВ. Если выбросы превышают ПДВ, то должна быть предусмотрена очист­ка выбросов до рассеивания.