168929 (Оцінка стану міської системи м. Рівного), страница 7

В метантенках, є герметичними циліндровими резервуарами, протягом декількох годин при температурі 33-53°C відбувається зброджування мула. При обробці в метантенках мул втрачає свою водоутримуючу здатність, його вологість знижується до 92-94%. В процесі зброджування виділяється газ, головним чином Метан, з теплотворною здатністю до 5000 ккал/м³. З 1 г осаду (по сухій речовині) утворюється близько 1м³ газу густиною 1 кг/м3. Одержуваний газ використовується звичайно в котельних споруд біологічного очищення.

В стабілізаторах аеробів, звичайні аеротенки, активний мул піддається посиленій аерації протягом декількох діб. Витрата повітря при цьому складає до 2 м³/год на 1 м³ місткості стабілізатора. Вологість мулу знижується на 2-3%, він значною мірою втрачає свою водоутримуючу здатність.

Остаточне висушування осаду відбувається на мулових майданчиках. Майданчики є вирівняними ділянками (карти) площею 0,25 - 2 га, оснащені невисокими (0,7-1 м) греблями. Тут в природних умовах протягом декількох місяців (до року) відбувається висушування і компостування (перегнивання) мулового осаду. Компостований муловий осад є хорошим органічним добривом. Обмеження в його вживанні можуть бути пов'язані з наднормативним змістом з'єднань важких металів.

Очисні споруди невеликих населених пунктів.

Очищення порівняно невеликих витрат стічних вод може бути забезпечено на більш простих по конструкції спорудах, принцип дії яких також ґрунтується на процесах біохімічного розкладання органічних речовин співтовариством мікроорганізмів.

Найпростішими очисними спорудами, що використовуються людиною вже більше п'яти сторіч, є поля фільтрації. Вони є майданчиками (карти),, з ухилом до 0,02, оснащені греблями, площею від декількох квадратних метрів до 1,5-2 га. Поля фільтрації влаштовуються звичайно на проникних ґрунтах - пісках, супісках, легких суглинках. Разом з біологічним очищенням стічних вод, в якому беруть участь співтовариства мікроорганізмів як водних, формуються на поверхні карт, так і ґрунтових, розвиваються в товщі проникних ґрунтів, в процесі фільтрації води через породи підстави відбувається її додаткове механічне і частково фізико-хімічне очищення. Перевагами полів фільтрації є простота пристрою і експлуатації. До їх недоліків слід віднести необхідність заняття великих площ, можливість забруднень підземних вод і атмосферного повітря газоподібними продуктами розкладання господарсько-побутових стічних вод, яке відчувається на відстані до 200 від полів фільтрації.

Різновидом полів фільтрації є поля підземної фільтрації, в яких на глибині 0,5-1,8 м укладаються дренажні труби. По них обчищена вода відводиться з полів фільтрації і використовується для зрошування сільськогосподарських угідь.

Прогресивним розвитком методів природного біологічного очищення є біоінженерні споруди типу біоплато. Для очищення і доочистки стічних вод населених пунктів можуть бути використані конструкції типу інфільтраційних і поверхневих біоплато.

Інфільтраційне біоплатоінженерна споруда, розміщена, як правило, в котловані глибиною до 2м, на дні яких влаштовується протифільтраційний екран з поліетиленової плівки. Поверх екрану укладається горизонтальний дренаж і шар щебеня, піску або іншого фільтруючого матеріалу. Поверхня споруди засаджується очеретом, очеретом, рогозом і іншими місцевими видами вищої водної рослинності з розрахунку не менше 10-12 стебел на 1м². За технологією біоплато в очищенні води беруть участь співтовариства водних (на поверхні блоку) і ґрунтових (у фільтруючому шарі) мікроорганізмів, вища водна рослинність і сам фільтруючий шар. Поверхневе біоплато також розміщується в котловані і має протифільтраційний екран. Роль дренажу виконує кам'яне накидання, замість фільтруючого шару укладається дно котловану, поверхня якого засаджується вищою водною рослинністю. Вища водна рослинність, окрім очисної функції, забезпечує підвищене транспірування (випаровування) рідини, що очищається. Властивості транспірування вищої водної рослинності можуть бути використані також, хоча прискорення підсушування мулових майданчиків, підвищення пропускної спроможності і ефективності очищення полів фільтрації.

Очисні споруди за технологією біоплато полягають, як правило, з декількох блоків, мається свій в розпорядженні каскад, причому блок поверхневого біоплато є кінцевим. До складу споруд біоплато як кінцеве може бути включений болотиста ділянка (природне поверхневе біоплато) з наявністю достатніх чагарників вищої водної рослинності. Початковим блоком споруд є відстійник, де відбувається видалення крупних включень і зважених речовин. За технологією біоплато забезпечується очищення господарсько-побутових стічних вод по БПК5 до 5-10 мг/л, по зважених речовинах - до 8-12 мг/л, причому наявність зважених речовин в основному пов'язана з винесенням їх з фільтруючого шару. Значно (на 40-70%) знижується зміст з'єднань азоту і фосфору. Споруди біоплато, вдало розташовані по рельєфу місцевості, не вимагають вживання електроенергії, хімікатів і забезпечують надійну роботу, як в літній, так і в зимовий період. Для очищення виробничих стічних вод за технологією біоплато вимагається проводити їх перед очищення відповідно до особливостей їх складу і властивостей.

Методи очищення виробничих стічних вод.

Очищення виробничих стічних вод організовується з метою використання їх в системах оборотного, послідовного або замкнутого водопостачання, забезпечення умов прийому в міські системи водовідведення або скидання у водні об'єкти.

Вода, використана в технологічному процесі, містить домішки у вигляді: зважених частинок розміром від 0,1 мкм і більш, створюючи суспензії; крапельок іншої рідини, створюючи емульсії, що не розчиняються у воді; колоїдних систем з частинками розміром від 1 мкм до 1 нм і розчинених у воді речовин в молекулярній або іонній формі. Домішки, що містяться в технологічній воді, часто є цінною сировиною або готовою продукцією.

Методи очищення стічних вод підрозділяються на механічні, фізико-хімічні і біологічні.

Механічні методи очищення забезпечують витягання з вод зважених і плаваючих домішок, що очищаються. Найпростіший спосіб видалення цих домішок - відстоювання, в процесі якого зважені речовини осідають на дно, а плаваючі домішки спливають на поверхню відстійників. Відстійники влаштовуються горизонтальні, вертикальні і радіальні

В горизонтальному відстійнику довжина в 8-12 разів більше його глибини. Відстійники бувають безперервної або періодичної дії. У відстійниках безперервної дії відділення домішок відбувається завдяки різкому зменшенню швидкості руху рідини, що очищається (до 0,005 - 0,01 м/с). Тривалість проходження рідини через відстійник складає 1-3 години. Ефективність освітлювання води - від 40 до 60%. У відстійниках періодичної дії тривалість відстою рідини складає декілька годин, після чого відбувається видалення домішок, що спливли, освітлену воду і осад. Потім процес повторюється.

Глибина (висота) вертикального відстійника у декілька разів перевищує його горизонтальний розмір. Розділення твердої і рідкої фаз відбувається за рахунок зменшення швидкості потоку і зміни його напряму на 180°. Вертикальні відстійники більш компактні, проте їх ефективність на 10-20% нижче, ніж у горизонтальних.

В конструкції радіального відстійника реалізований принцип дії вертикального і горизонтального відстійників. В центральній його частині відбувається зміна напряму потоку рідини, що очищається, а від центру до периферії він працює в режимі горизонтального відстійника. Це дозволяє одержувати достатньо компактні споруди великої продуктивності. Ефективність освітлювання в радіальних відстійниках досягає 60%. Глибина їх коливається від 1,5 до 5м, діаметр - від 15 до 60 м.

Залежно від виду плаваючих домішок, що видаляються, відстійники можуть називатися нафтові пастки, жиро вловлювачі і т.п. Ефективність видалення з води плаваючих домішок складає 95-96%. Домішки, що спливли, віддаляються з поверхні спеціальними пристосуваннями і прямують на утилізацію.

Для видалення з води волоконних домішок (частинок шерсті, ниток, азбесту і ін) використовується дисковий волокновловлювач, є перфорованим диском, по якому тонким шаром стікає рідина, що очищається, що обертається.

Для підвищення ефективності процесу освітлювання до рідини, що очищається у відстійниках, додають коагулянтів - речовини, які при взаємодії з водою утворюють хлопко подібні частинки розміром 0,5-3 мм з розвиненою поверхнею, що володіють також невеликим електричним зарядом. При осіданні ці пластівці захоплюють з рідини зважені і колоїдні частинки. Як коагуляції застосовуються сірчанокислий алюміній, хлорне залізо і ін. Витрата їх складає від 40 до 700 кг/м3 рідини, що очищається. Високі дози відносяться до физико-хімічного очищення технологічних вод, що забезпечує видалення хрому і ціанідів, а також знебарвлення води.

Інтенсифікації процесу коагуляції сприяє добавка флокулянтів - речовин, що забезпечують агрегацію пластин коагуляцій і прискорюючи тим самим їх осідання. Як флокулянти застосовують клейкі речовини: крохмаль, декстрин, силікатний клей. Вельми ефективним є синтетичний флокулянт - поліакриламід (ПКА), широко що використовується також при підготовці питної води.

Тонкодисперсні частинки, які не вдається витягнути з рідини у відстійниках, можуть бути видалені за допомогою фільтрування. Процес фільтрування полягає в проходженні рідини через пористу перешкоду, на якій осідають дрібнодисперсні частинки. Як фільтруючий шар використовуються зернисті матеріали (пісок, гранітна або мармурова крихта, керамзит і ін), тканини і неткані полотна (бавовняні, шерстяні, синтетичні, з азбесту, скловолокно і ін), металеві сітки, перфоровані пластини, пориста кераміка. Для прискорення процесу фільтрування проводиться під тиском або за допомогою вакууму. Для витягання нафтопродуктів, масел і інших емульсованих домішок застосовуються фільтри з поліуретану. Ефективність видалення зважених і емульсованих домішок методом фільтрування досягає 99% і більш.

В гідроциклонах і центрифугах розділення рідкої і твердої фаз проводиться під впливом відцентрових сил.

Для видалення зважених речовин використовуються напірні гідроциклони. Для видалення плаваючих домішок застосовуються відкриті гідроциклони. Гідроциклон є металевим апаратом, що складається з циліндрової і конічної частин. Діаметр циліндрової частини - від 100 до 700 мм, висота приблизно рівна діаметру. Кут конусності складає 10-20°. У середині апарату є струмонаправляючі лопаті у вигляді гвинтової спіралі. Подана під тиском рідина, рухаючись по спіралі до зливу, відділяється від зважених речовин. Частина рідини з великим змістом суспензій віддаляється з гідроциклона, а освітлена вода під дією вакууму, що утворився, рухається вгору і виливається через верхній отвір. У відкритому (безнапірному) гідроциклоні видалення освітленої води відбувається через бічні отвори, а спливаючі домішки витягуються за допомогою сифона. Гідроциклони, в порівнянні з іншими пристроями для механічного очищення вод, відрізняються високою продуктивністю, компактністю, економічні у виготовленні і експлуатації. Ефективність очищення від зважених і плаваючих домішок складає приблизно 70%.

Центрифугування є ефективним методом розділення суспензій і емульсій. Центрифуги виготовляються періодичної і безперервної дії з автоматичним вивантаженням осаду і освітленої рідини (фугата). При центрифугуванні досягається достатньо високий ступінь обезводнення осаду і виходить щодо чистого фугат. Центрифуги споживають велику кількість електроенергії, створюють високі шумові навантаження і небезпечні в експлуатації.

Фізико-хімічні методи очищення забезпечують видалення з води, як правило, розчинених речовин, що не піддаються або погано що піддаються біологічному очищенню, а також речовин, які можуть надати несприятливу дію на колектори або інші елементи систем водовідведення.

Найпростішим і поширеним методом физико-хімічного очищення є нейтралізація, яка полягає в підкислення лужних вод (з рН>8,5) і підлужнення вод з рН<6,5. За наявності на виробництві кислих і лужних вод нейтралізація досягається їх змішенням. За відсутності однієї з категорій вод нейтралізація здійснюється шляхом добавки реагенту. Для нейтралізації кислих вод краще всього використовувати відходи лугів - гідроокиси натрію або калію, що не дають осаду. При використанні гідроокису кальцію у вигляді вапняного молока утворюється шлам, який необхідно видаляти, знешкоджувати і утилізувати. Нейтралізація кислих вод досягається також фільтруванням їх через шар вапняку, доломіту, магнезиту, шлаку або золи.

Для нейтралізації лужних вод використовується відпрацьована сірчана кислота. Високоефективним методом нейтралізації лужних вод є продування через них газових викидів, що містять оксиди сірки, вуглецю азоту і інші кислотоутворюючі оксиди. Таким чином забезпечується одночасно ефективне очищення димових газів.

Реагентна обробка застосовується для очищення вод від ціанідів, роданіду, іонів важких металів і ряду інших домішок. Вид вживаного реагенту визначається складом домішок, що підлягають видаленню з води. Так, розкладання ціанідів досягається обробкою води рідким хлором або речовинами, що виділяють активний хлор, - хлорним вапном, гіпохлоритом кальцію або натрію.

Окисленням вдається добитися деструкції таких з'єднань, як альдегіди, феноли, анілінові фарбники, сірковмісні органічні речовини і ін. Як окислювачі застосовують кисень, озон, перекис водню, піролюзит. В процесі окислення відбувається розкладання шкідливих домішок до простих оксидів або утворення з'єднань, що піддаються біохімічному розкладанню.

Витягання з води іонів ртуті, хрому, кадмію, свинцю, нікелю, мідь, миш'яку засновано на перекладі їх з розчину в нерозчинний осад. Воду, що з цією метою очищається, обробляють з'єднаннями натрію або кальцію - сульфітом, бісульфітом або сульфідом, карбонатами або гідроокисом. Шлам, що утворюється, видаляють, утилізували або складують.