Очистка оборотной воды от механический примесей

1.7. Очистка оборотной воды от механический примесей

Механическая очистка применяется для выделения из оборотной воды нерастворимых минеральных и органических примесей.

Назначение механической очистки заключается в подготовке производственных сточных вод при необходимости к биологическому физико-химическому и другому метопу более глубокой очистки. Механическая очистка на современных очистных станциях состоит из процеживания через решетки, пескоулавливания, отстаивания и фильтрования. Типы и размеры этих сооружений зависят в основном от состава, свойств и расхода производственных сточных вод, а также методов их дальнейшей обработки.

Как правило, механическая очистка является предварительным, реже - окончательным этапом для очистки производственных сточных вод. Она обеспечивает выделение взвешенных веществ из этих вод до 90-95% и снижение органических загрязнений (по показателю БПКполн ) до 20-25%.

Повышение технологической эффективности сооружений механической очистки очень важно при создании замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий. Этому требованию удовлетворяют различные новые конструкции многополочных отстойников, сетчатых фильтров, фильтров с новыми видами зернистых и синтетических загрузок, гидроциклонов (напорных, безнапорных, многоярусных).

С целью обеспечения надежной работы сооружений механической очистки сточных вод, рекомендуется применять не менее двух рабочих единиц основного технологического назначения - решеток, песколовок, усреднителей, отстойников или фильтров.

В ряде случаев механическая очистка является, единственным и доступным способом для извлечения из производственных сточных вод нерастворимых веществ и подготовки их к повторному использованию в системах оборотного водоснабжения.

22

                                                                                                                    
23

Рекомендуемые материалы

 таблица 1.4                                                    

где Q – расход сточной воды, ; К – коэффициент неравномерности подачи воды;  - скорость движения воды в сетке; для плоских сеток =0.2-0.4 м/с для вращающихся =0.4-1.0 м/с; в- размер ячеек в свету, равным 0.5-5 мм; d – диаметр проволоки сетки,

равный 0.3 -2.0 мм; F1- часть площади, занимаемой рамами и шарнирами; К2 – коэффициент загрязнения сетки, равный 1.2-1.8

Площади фильтрующей поверхности микрофильтов равно

                     (1.21)

где  - время работы микрофильтра в течении суток, ч; К1, К2 - коэффициенты соответственно равные 1,03 и 0.63; - скорость фильтрации =20-29м/ч.

Потери на напор на чистой сетке рассчитывают по формуле

             (1.22)

технические характеристики микрофильтров и барабанных сеток даны в табл. 1.4.

Очистка оборотной воды в отстойниках

Взвешенные примеси из оборотных вод выделяют обычно отстаиванием воды в бассейнах-отстойниках или прудах.

Пруд-осветлитель оборотной воды представляет собой водоем с большой площадью поверхности. Вода в нем протекает от места впуска к месту выпуска с очень малой скоростью,  при которой воду

Для очистки 1оборотной воды требуется активная площадь поверхности воды в пруде-осветлителе около 7-10мс глубиной не менее 1 м до уровня осадка, исключая толщину льда в зимний период. При ограниченной площади пруд-осветлитель рассчитывается как горизонтальный отстойник.

Отстойники являются основными сооружениями механической очистки вод, используются для удаления грубодисперсных взвешенных веществ, при этом используют аппараты периодического или непрерывного действия. Отстойники периодического действия целесообразны при небольших объемах вод или при их периодическом поступлении Обычно они представляют собой металлические или железобетонные резервуары с коническим днищем, из которых вода отбирается через сифон или специальные желоба. Осадок из таких отстойников удаляют чаще всего вручную. Размеры отстойников пе риодического действия определяются расходом сточной воды и гидродинамическими свойствами осаждаемой взвеси.

Горизонтальный прямоугольный отстойник представляет собой бассейн, в котором очищаемая вода подводится к  одной из его стеной, проходит вдоль отстойника до противоположной торцевой стенки и там отводиться.

Таблица 1.4

Технические характеристики микрофильтров (МФМ) и барабанных сеток (БС)

Примечание: В обозначение типоразмера сетчатых фильтров входят условные размеры диаметра и длины барабана. Например МФМ 1.5х2.8 означает, что барабан имеет условный диаметр 1.5 и длину 2.8 м.

Пропускная способность барабанных сеток должна уточняться по результатам технологического изысканий

Выбор фильтрующей сетки установок, применяемых для очистки производственных сточных вод, производится на основании специальных исследований.

24.

25

Горизонтальные отстойники применяют при расходах сточных вод более 15000. Глубина отстойников достигает 1,5-4 м, отношение длины к глубине составляет 8-12 (до 20). Ширина отстойника зависит от способа удаления осадка и обычно находится в пределах 6-9 м. По ширине отстойник делится на несколько коридоров. Отстойники оборудуют скребковыми механизмами тележечного или ленточного типа (рис.1.5),  сдвигающими выпавший осадок в приямок. Объем приямка равен двухсуточному (не более) количеству выпавшего осадка. Из приямка осадки удаляют насосами, гидроэлеваторами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают 50-60.

Поскольку осадок неравномерно распределялся по дну отстойника  и скапливается в первой половине, ее размеры больше, чем второй половины. Это обеспечивается уклоном дна отстойника в сторону, противоположную направлению движения воды. Уклон днища отстойника к приямку составляет не менее 0.05%. Для равномерного распределения и отбора воды используют обычно дырчатые перегородки и дырчатые желоба слива осветленной воды, а для уменьшения зоны повышенной турбулентности, образующейся за дырчатой перегородкой в начале отстойника, экранируют выход из отверстий перегородки сферическим или коническим успокоителем.

При расчете отстойников условно принимают, что вода движется с одинаковой скоростью во всех токах его поперечного сечения, что скорость осаждения частиц постоянна во все времена их выпадения. Расчетная длина горизонтального отстойника  L может быть определена по формуле:

,                            (1.23)

где - скорость протекания воды в отстойнике, м/с; u - скорость осаждения взвешенных веществ, м/с (по данным опыта);  - поправочный коэффициент, учитывающий процессы, задерживающие осаждения взвешенных частиц, который принимают равным 1,2-1,5. Величина его зависит от отношения L/H и тем меньше, чем больше это отношение обычно принимают L равной не менее 10Н.

Для очистки оборотной воды с высокой мутностью от мелкодисперсных взвешенных веществ в отстойниках предусматривают коагулирование воды.

Для очистки сточных оборотных вод применяемые горизонталье отстойники можно разделить по двум основным признакам:

 - по загрязненности и характеру механических примесей (легкие или тяжелые);

 - времени накапливания осадка, а также с непрерывным или периодическим его удалением.

Основные технические характеристики типовых горизонтальных отстойников со скребковым механизмом приведены в табл.1.5 /1/.

Радиальные отстойники применяют при расходах сточных вод более 20000 . Эти отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые преимущества: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений   большой производительности. Недостаток - наличие подвижной формы со скребками.

Применяют радиальные отстойники трех конструктивных модификаций - с центральным впуском, с периферийным впуском и с вращающимися сборно-распределительными устройствами. Наибольшее распространение получили отстойники с центральным пуском воды (рис.1.6).

Таблица 1.5

Технические характеристики типовых первичных горизонтальных

отстойников

Рис.1.6. Радиальный отстойник I - труба для подачи воды; 2 - скребки; 3 - распределительная чаша; 4 - водослив; 5 - отвод осадка

Вода поступает в центральную часть отстойника по трубе I, уложенной на неподвижной ферме, пройдя распределительное устройство 3, вода проходит по отстойнику в радиальном направлении и, осветленная, поступает в круговой лоток 4 и далее по трубопроводу к насосной станции оборотной воды. Распределительное устрой-

ство в радиальном отстойнике располагается в центре и выполнятся в виде цилиндрической дырчатой трубы с окнами и решетками, с вертикальными прозорами для равномерного распределения воды со всей площади и глубине отстойника. Выпавший на дно отстойника осадок сдвигается к центру скребками 2,  прикрепленными к подвижной ферме. Ферма вращается вокруг центра по круговому рельсу, уложенному на борту отстойника. Осадок по шламовым всасывающим трубам 5, поступает к насосам,  расположенным в здании шламовой насосной станции,  которые перекачивают его по трубопроводу и шламонакопитель. В подводящей трубе I установлена решетка. При работе радиального отстойника важно обеспечить равномерный отвод воды из отстойника, т.е. равномерный перелив ее в круговой лоток 4. Для этого устанавливают доску толщиной 20-25 мм, которую прикрепляют к первому ребру лотка;  кроме ее выравнивается в строго горизонтальном положении.

Площадь радиального отстойника F0 в плане определяется по формуле:

                                (1.24)

где Q –расчетный расход сточных вод, q – гидравлическая нагрузка, приходящейся на единицу площади зеркала воды в отстойнике.

 Диаметр отстойника, м ,

         (1.25)

Гидравлическая нагрузка не зависит от диаметра отстойника и для каждого вида и состава загрязнения оборотной воды не будет одинаковой; значение  q   зависит от гидравлической крупyости взвешенных веществ и степени осветления воды,  которая устанавливается на основании технологических анализов осветляемой воды. Гидравлическая нагрузка принимается обычно в пределах 1-3 м3/ч м .

Площадь радиального отстойника можно также определить по наименьшей скорости осаждения взвешенных частиц U0

                                    (1.26)

Диаметр отстойника в этом случае вычисляется из соотношения                                     (1.27)

Скорость Uо определяется по данным технологического анализа или эксплуатации радиальных отстойников, работающих в аналогичных условиях,  и обычно U0=: 0,4-1,5 мм/с. И, наконец, радиальные отстойники можно рассчитать по методу /5/,  в соответствии с которым радиус отстойника

                                                    (1.28)

где r в.з - радиус центральной вихревой зоны, в которой взвешенные частицы не осаждаются;   r в.з зависит от конструкции водораспределительного устройства и принимается в пределах 3-5 м.

Радиальные отстойники изготовляют диаметром 5-60 м и боле. Глубину отстойника Нст у стенки обычно принимают в пределах 1,5 2,5 м.  Тогда глубина центральной части Н = Нст+iR     ,  где   i уклон днища отстойника    равный 0,02-0;04%.

Как показывает опыт эксплуатации; радиальных отстойников в системах оборотного водоснабжения, их работа оценивается гидравлической нагрузкой q , приходящейся на I м площади зеркал воды в отстойнике, которая не зависит от его диаметра. Гидравлическая нагрузка для каждого вида и состава загрязнения обороти воды не будет одинаковой. Значение q зависит от гидравлической крупности взвешенных веществ и степени осветления воды, которой устанавливается на основании технологических анализов осветляв мой воды и принимается обычно в пределах 1-3 м /ч с I м .

Основные размеры типовых радиальных отстойников указаны в табл.1.6 /5/

Таблица 1.6

Технические характеристики типовых первичных радиальных отстойников с центральным впуском воды

Вертикальные отстойники применяют при очистке оборотных сточных вод расходом до 20,000 . Отстойник представляет собой круглый (иногда квадратный) в плане бассейн диаметром 1-9 м с коническим днищем. Наиболее распространены отстойники с впуском воды через центральную трубу с раструбом (рис.1.7), а этих отстойниках осветляемая вода движется вертикально - снизу вверх. Скорость движения воды в трубе I принимают равной до 30 мм/с. Расстояние между отражательным щитом 4    и раструбом выбирают таким, чтобы скорость поступления воды в отстойную зону 3 была не более 20 мм/с. Диаметр раструба трубы и его высоту рекомендуется принимать равными 1,35 диаметра центральной трубы,  а диаметр отражательного щита - 1,3 диаметра раструба. Осветленная вода отводится через сборный желоб 2; осадок .скапливается в нижней конической части отстойника,  откуда он периодически удаляется по трубе 5.

1.8.Вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком

I - труба для подвода воды; 2 - приемная камера; 3 - воронка для удаления плавающих веществ; 4 - зубчатый водослив; 5 - распределительный лоток; б - лоток для обора    очищенной воды; 7 - кольцевая перегородка; 8 - отвод ила