Реферат-курсовая. Проблемы очистки сточных вод (1094344), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Методы химической очистки наиболее приемлемы в системах локаль­ной очистки сточных вод, где объемы очищаемой воды относительно не­велики, а концентрация загрязняющих веществ значительна.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, коагуляцию, флокулирование, окисление и восстановление.

Нейтрализации подвергаются сточные воды, содержащие минераль­ные кислоты или щелочи. За регулируемый параметр нейтрализации сто­ка принимают рН воды после очистки: этот показатель установлен регла­ментом в пределах 6,5 - 8,5. Для нейтрализации щелочных вод использу­ются кислоты, а кислых - щелочи. Нейтрализацию можно проводить смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, адсорбци­ей кислых газов щелочными водами или абсорбцией аммиака кислыми водами.

Коагуляция - это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Ее применяют для ускоре­ния процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ.

Флокуляция - это процесс агрегации взвешенных частиц при добавле­нии в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. В отличие от предыдущего метода при флокуляции агрегация происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и в ре­зультате взаимодействия макромолекул флокулянта, адсорбированного на частицах взвешенных веществ.

Окисление и восстановление вредных примесей, присутствующих в сточных водах, являются деструктивными методами. Они используются для перевода опасных в экологическом от­ношении веществ в безвредное или менее вредное состояние.

Для обработки сточных вод используются такие окислители, как газо­образный и сжиженный хлор, диоксид хлора, хлорная известь, гипохлориты кальция и натрия, перманганат калия, бихромат калия, перекись водо­рода, кислород воздуха, озон, пиролюзит и др.

Электрокоагуляция находит применение в различных отраслях про­мышленности. Процесс заключается в пропускании сточных вод через межэлектродное пространство электролизера. При этом происходит элек­тролиз воды, поляризация частиц, электрофорез, окислительно-восстано­вительные процессы, взаимодействие продуктов электролиза друг с дру­гом.

Электрофлотация — очистка от взвешенных частиц происходит при помощи пузырьков газа, образующихся при электролизе воды. На аноде возникают пузырьки кислорода, а на катоде - водорода. Поднимаясь в сточной воде, эти пузырьки флотируют взвешенные частицы. При ис­пользовании растворимых электродов кроме пузырьков газа происходит образование гидроксидов металлов, как при электрокоагуляции, что спо­собствует более эффективной очистке сточных вод.

1. Биологическая очистка.

Биологическая очистка сточ­ных вод осуществляется при помощи живых организмов разного уровня организации. Существуют два направления биологической очистки: метод биологической очистки и метод биологической доочистки сточных вод.

Метод биологической очистки сточных вод получил широкое распро­странение в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Этот метод основан на способности некоторых микроорганизмов питаться растворенными в воде органиче­скими и некоторыми неорганическими веществами. В процессе потребле­ния этих веществ происходит их окисление кислородом, растворенным в воде. Часть окисляемого микроорганизмами вещества используется для увеличения биомассы и для размножения этих организмов, а другая пре­вращается в безвредные продукты окисления - воду, диоксиды углерода, азота и др.

На практике используют два метода биологической очистки сточных вод - аэробный и анаэробный.

Аэробный метод осуществляется бактериями при наличии в воде ки­слорода. Аэробные процессы биологической очистки могут протекать в естественных условиях и в искусственных сооружениях. В естественных условиях очистка происходит на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах. Естественные процессы биологической очистки являются экстенсивными, и в настоящее время они гораздо реже исполь­зуются в практике очистки промышленных сточных вод.

Анаэробный метод биологической очистки основан на использовании бактерий, не нуждающихся в кислороде, и заключается в сбраживании за­грязняющих воду органических веществ в закрытых аппаратах без досту­па воздуха - метантенках. Применение этого метода ограниченно, его обычно используют для предварительной подготовки сточных вод, чтобы снизить концентрацию органических загрязнителей в 10-20 раз, а затем проводить дальнейшую очистку уже аэробными способами. Однако из-за сложности такого двухступенчатого процесса анаэробный метод редко применяется на практике. Наиболее перспективно его использование для сбраживания осадков и избыточного активного ила в метантенках с полу­чением биогаза.

Заключительным этапом биологической очистки сточных вод является очистка или доочистка предварительно очищенных сточных вод в биоло­гических прудах. Биологические пруды представляют собой каскад соору­жений глубиной 1,0 - 1,5 м, через которые с незначительной скоростью протекают подготовленные сточные воды. Различают пруды с естествен­ной и искусственной аэрацией. Время пребывания в прудах зависит от ви­да и концентрации загрязнений, степени предварительной очистки, даль­нейшего использования очищенной воды и колеблется в пределах 3 -50 сут. Если пруды имеют искусственную аэрацию (насыщение кислородом), то время пребывания воды в них значительно сокращается.

6. Термическое обезвреживание.

Для обезвреживания минерализован­ных сточных вод в настоящее время в основном используют термические методы, которые позволяют выделить из сточных вод соли и получить условно чистую воду, пригодную для нужд оборотного водоснабжения. Процесс разделения минеральных веществ и воды может быть проведен в две стадии: стадия концентрирования и стадия выделения сухих веществ. Во многих случаях вторая стадия заменяется захоронением концентриро­ванных растворов. Концентрированные сточные воды можно непосредст­венно направлять на выделение сухого продукта, например в распыли­тельную сушилку.

При термическом обезвреживании сточных вод, содержащих токсич­ные органические вещества, применяют «огневой» метод. Он заключается в том, что сточная вода, вводимая в аппарат в распыленном состоянии со­вместно с нагретыми до высокой температуры (900 - 1000 °С) продуктами сгорания топлива, испаряется, а загрязняющие воду примеси сгорают, об­разуя безвредные и легкоудаляемые продукты сгорания.

Недостатками способа является его высокая стоимость из-за бесполез­ного нагрева образующегося пара до необходимой температуры (900 -1000 °С) и большой расход топлива. Поэтому огневой способ применяют либо для обезвреживания небольших объемов сточных вод, кубовых ос­татков, шламов и других отходов с особо токсичными веществами, либо в тех случаях, когда высокотемпературный пар можно использовать в дру­гих процессах и его тепло будет таким образом регенерировано.

В настоящее время все шире применяется метод жидкофазного окис­ления, или «мокрого сжигания». Этот метод основан на окислении орга­нических веществ, растворенных в воде, кислородом при температуре 100 - 350 °С и давлении 2-28 МПа. Ускорению процесса окисления спо­собствует повышение давления и температуры.

Достоинствами метода являются возможность очистки большого объ­ема сточных вод без предварительного концентрирования; отсутствие в продуктах окисления вредных органических веществ; легкость комбини­рования с другими методами, безопасность в работе. Недостатки: непол­ное окисление некоторых органических веществ; коррозия и значительная стоимость оборудования установки.

III. Расчетные формулы производительности отстойников.

Тип отстойника (вертикальный, радиальный, с вращающимся сборно-распределительным устройством, горизонтальный, двухъярусный и др.) необходимо выбирать с учетом принятой технологической схемы очистки сточных вод и обработки их осадка, производительности сооружений, очередности строительства, числа эксплуатируемых единиц, конфигурации и рельефа площадки, геологических условий, уровня грунтовых вод и т. п.

1. Расчетное значение гидравлической крупности.

Число отстойников следует принимать: первичных - не менее двух, вторичных - не менее трех при условии, что все отстойники являются рабочими. При минимальном числе их расчетный объем необходимо увеличивать в 1,2-1,3 раза.

Расчетное значение гидравлической крупности , мм/с, необходимо определять по кривым кинетики отстаивания , получаемым экспериментально, с приведением полученной в лабораторных условиях величины к высоте слоя, равной глубине проточной части отстойника, по формуле

, (5)

где - глубина проточной части в отстойнике, м;

- коэффициент использования объема проточной части отстойника;

- продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое ; для городских сточных вод данную величину допускается принимать по табл. 4;

- показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения; для городских сточных вод следует определять по рис. 2.

Примечания:

1. Расчет отстойников для сточных вод, содержащих загрязняющие вещества легче воды (нефтепродукты, масла, жиры и т.п.), следует выполнять с учетом гидравлической крупности всплывающих частиц.

2. При наличии в воде частиц тяжелей и легче воды, за расчетную надлежит принимать меньшую гидравлическую крупность.

3. В случае, когда температура сточной воды в производственных условиях отличается от температуры воды, при которой определялась кинетика отстаивания, необходимо вводить поправку

, (6)

где - вязкость воды при соответствующих температурах в лабораторных и производственных условиях;

- гидравлическая крупность частиц, полученная по формуле (5), мм/с.

Таблица 4

Эффект осветления, %	Продолжительность отстаивания , с, в слое h1=500 мм при концентрации взвешенных веществ, мг/л
	200	300	400
20	600	540	480
30	960	900	840
40	1440	1200	1080
50	2160	1800	1500
60	7200	3600	2700
70	-	-	7200

Рис.9. Зависимость показателя степени от исходной концентрации взвешенных веществ

в городских сточных водах при эффекте отстаивания

2. Основные расчетные параметры отстойников.

Основные расчетные параметры отстойников надлежит определять по табл. 5

Таблица 5

Отстойник	Коэффициент использования объема	Рабочая глубина отстойной части , м	Ширина , м	Скорость рабочего потока , мм/с	Уклон днища к иловому приямку
Горизонтальный	0,5	1,5-4		5-10	0,005-0,05
Радиальный	0,45	1,5-5	-	5-10	0,005-0,05
Вертикальный	0,35	2,7-3,8	-	-	-
С вращающимся сборно- распределительным устройством	0,85	0,8-1,2	-	-	0,05
С нисходяще- восходящим потоком	0,65	2,7-3,8	-		-
С тонкослойными блоками:
противоточная (прямоточная) схема работы	0,5-0,7	0,025-0,2	2-6	-	-
перекрестная схема работы	0,8	0,025-0,2	1,5	-	0,005

Примечания:

Характеристики

Список файлов курсовой работы