диплом Карпова окончат.версия (2) (1213443), страница 3
Текст из файла (страница 3)
б) вертикальный: 1 - цилиндрическая часть; 2 - центральная труба; 3 - желоб; 4 - успокоительная камера; 5 - скребковый механизм;
г) трубчатый;
д) с наклонными пластинами:1 - корпус; 2 - пластины; 3 - шламоприёмник
Выделение нефтепродуктов производится в нефтеловушках типовая схема, которой приведена на рисунке 1.4.
Грязная вода подается в приемную камеру 2 и, пройдя под первой перегородкой, попадает в отстойную камеру 3, где и происходит процесс разделения воды и нефтепродуктов. Очищенная вода выводится из нефтеловушки, а нефтепродукты образуют пленку на поверхности воды и удаляются по перфорированным нефтесборным трубам. Подобным образом устроены жироловушки, маслоловушки и смололовушки, использующие принцип разности плотности воды и загрязнений, более легких (например, масло), чем вода.
Рисунок 1.4 Схема типовой нефтеловушки
1 - сточная вода; 2 - приемная камера; 3 - отстойная зона; 4 - очищенная вода; 5 - вертикальные полупогруженные перегородки; 6 - нефтесборные трубы; 7 - пленка всплывших нефтепродуктов
1.5.3 Фильтрование
Фильтрование применяют для выделения из сточных вод грубодисперсных частиц, дестабилизированных коллоидов и высокомолекулярных загрязнений, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. В качестве перегородок используются природные (песок, опилки, дробленый гравий, уголь, доменный шлак, мраморная крошка), так и искусственные материалы (полистирол, полипропилен) материалы.
Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки. [13]
Фильтрование бывает грубое и тонкое. При грубом фильтровании задерживаются частицы размером (от 0,8 до 0,5) мм, при тонком – менее 0,5 мм. Размер уловленных примесей зависит от размера отверстий или промежутков между частицами (волокнами) фильтрующего материала. На рисунке 1.5 изображены виды фильтров.
Рисунок 1.5 Фильтры:
а) скоростной контактный: 1 - корпус; 2 - система удаления промывных вод; 3 - система подачи сточных вод; 4 - система подачи промывных вод; 5 - пористый дренаж; 6 - фильтрующий материал;
б) с подвижной загрузкой: 1 - корпус; 2 - дренажная камера; 3 - средняя камера; 4 - каналы; 5 - щелевые трубы; 6 - ввод сточной воды; 7 - классификатор; 8 - промывное устройство; 9 - труба для подачи промывной воды; 10 - отвод промывной воды; 11 - коллектор; 12, 13 - трубы; 14 - кольцевой коллектор; 15 - гидроэлеватор;
в) микрофильтр: 1 - вращающий барабан; 2 - устройство для промывки; 3 - лоток для сбора промывных вод; 4 - труба для отвода промывных вод; 5 - камера для удаления осветленной воды;
г) с пенополиуретановой загрузкой: 1 - слой пенополиуретана; 2 - камера; 3 - элеватор; 4 - направляющие ролики; 5 - лента; 6 - ороситель; 7 - отжимные ролики; 8 - емкость для регенерата; 9 - решетчатая перегородка
Средний эффект от очистки составляет 80%.
1.5.4 Центрифугирование
Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводят в гидроциклонах и центрифугах, за счет различия в физических и химических свойствах компонентов разделяемой смеси. [13]
На рисунке 1.6 изображены виды гидроциклонов.
Рисунок 1.6 Гидроциклоны:
а) напорный;
б) с внутренним цилиндром и конической диафрагмой: 1- корпус; 2 - внутренний цилиндр; 3 - кольцевой лоток; 4 - диафрагма;
в) блок напорных гидроциклонов;
г) многоярусный гидроциклон с наклонными патрубками для отвода очищенной воды: 1 - конические диафрагмы; 2 - лоток; 3 - водослив; 4 - маслосборная воронка; 5 - распределительные лотки; 6 - шламоотводящая щель
Данные аппараты обладают высокой производительностью, их эффективность по очистке сточных вод составляет до 70%.
1.6 Биологические методы очистки
Биологической очистке в основном подвергаются стоки загрязненные веществами органической природы и биогенными элементами, с высоким содержанием взвешенных веществ.
Биологический метод, основан на способности микроорганизмов, использовать многие растворенные в сточных водах органические и неорганические соединения для питания в процессе жизнедеятельности. Различают два метода биологической очистки аэробный и анаэробный.
Аэробный метод очистки может реализовываться в природных и искусственных сооружениях. К естественным сооружениям относят поля орошения, поля фильтрации и биологические пруды. Из искусственных сооружений наиболее часто применяют аэротенки, биофильтры различной конструкции.
Использование методов естественной биологической очистки характеризуется устойчивостью качественных показателей воды на выходе, широкими возможностями удаления биогенных элементов (азота и фосфора), низкими капиталовложениями при строительстве и затратами при эксплуатации, не высокими концентрациями активного ила, а также рядом других преимуществ.
Инженерные сооружения типа биоплато относятся к наиболее прогрессивным методам естественной биологической очистки сточных вод, получившим широкое применение во многих странах мира.
Для очистки сточных вод в этой системе применяют различные гидробионты: микроорганизмы, водоросли, высшие растения и т.д.
Для очистки сточных вод в биоплато часто используют «флокулянты» биологического происхождения, в качестве которых применяют эйхорнию прекрасную (Eichornia crassipes), больше известную как водяной гиацинт; уруть мутовчатую (Myriophyllum verticillatum); тростник обыкновенный (Phragmites communis); роголистник погруженный (Ceratophyllum demersum L.); рдест кудрявый (Potamogeton crispus).
Эйхорния — плавающее на поверхности воды декоративное растение. На колоссальной поверхности корневой системы эйхорнии осаждаются взвеси и растворенные вещества, содержащиеся в воде.
С фантастической скоростью перерабатываются разные органические загрязнители, которые растение использует для питания, роста и развития.
Уруть мутовчатая способна очищать сточную воду от ионов хрома. Эффективность очистки достигается при работе с малыми количествами загрязнителя.
Тростник обыкновенный применяется в качестве растения для исследования и распределения тяжелых металлов в биогеоценозе водоема.
Сточные воды можно очищать также благодаря таким высшим растениям, как водный гиацинт, пистия, арундо.
Пистия телорезовидная (в народе - водный салат), хорошо развивается в воде, насыщенной органикой.
В результате ее применения вода становится совершенно прозрачной, утрачивает специфический запах и, что самое главное, избавляется от содержащихся в, ней ранее аммиака, фосфатов, нитратов и взвешенных частиц.
Удивительное растение арундо, которое называют гигантским тростником (стебли достигают шестиметровой высоты). Растет по берегам рек, арыков, каналов, хорошо переносит кратковременное поверхностное затопление.
Арундо растет везде, где зимой температура не опускается ниже -15° С (при более низких температурах на корневищах вымерзают почки возобновления).
К почвам растение не требовательно, хорошо переносит засоление, хорошо адаптируется к неочищенным промышленным сточным водам целлюлозно-бумажной и гидролизно-дрожжевой промышленности.
В почве, на которой произрастает арундо, увеличивается видовой и количественный состав микрофлоры, ускоряется процесс минерализации органического вещества сточных вод, что в целом влияет на повышение плодородия почвы, продуктивность растения и на процессы самоочищения и утилизации сточных вод.
Биологические пруды представляют собой несколько последовательных прудов, через которые медленно протекает очищаемая вода, данные пруды хорошо прогреваются солнцем и населяются водными организмами и водорослями которые способствуют окислению сточных вод. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.
Поля орошения представляют собой земельные участки, используемые одновременно для очистки сточных вод и выращивания сельскохозяйственных культур, очистка идет за счет использования почвенной микрофлоры, солнца, воздуха и жизнедеятельности растений.
В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала (щебень, гравий, шлак, керамзит и др.), покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.
Аэротенки - огромные аэрированные резервуары из железобетона, очистка воды в котором идет за счет активного ила из бактерий и микроскопических животных.
Для очистки промышленных вод с БПКполн = 4-5 г/дм 3 применяют анаэробные методы обезвреживания, при котором органические вещества разрушаются анаэробными бактериями в процессе брожения в метатенке – герметически закрытом сооружении с устройствами для ввода несброженного и отвода сброженного осадка.
1.7 Физико-химические методы очистки
В последнее время наиболее важную роль в очистке сточных вод завоевывают физико-химические методы очистки сточных вод, заключающиеся в том, что из сточных вод удаляются тонкодисперсные вещества, растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, флотация, окисление, сорбция, экстракция и т.д.. [11]
1.7.1 Физико-химические методы очистки сточных вод с применением коагулянтов
Сточные воды обычно на 50-60% состоят из коллоидных дисперсных частиц, размер которых составляет 1…100нм, они образуют устойчивые системы сходные с истинными растворами и практически не удаляются фильтрованием. Для обеспечения высокой степени очистки сточных вод от коллоидных соединений используют реагенты, называемые коагулянтами которые представляют собой гидролизирующиеся соли металлов. Наиболее лучший коагулянт на сегодняшний день «Аква - Аурат 30» (полиоксиалюминиум хлорид), используется для химической водоподготовки питьевой воды и очистки сточных вод.
«Аква - Аурат 30» - кристаллический порошок желтоватого цвета.
Химическая формула: AL(OH)аCLb*nH2O, где a+b=3, при a ≥1,3.
Химические показатели коагулянта «Аква-Аурат 30»:
- Массовая доля оксида алюминия % 30,0±3,0;
- Массовая доля хлора % 35,0±5,0;
- Массовая доля железа %, не более 0,04;
- Массовая доля свинца %, не более 0,005;
- Массовая доля кадмия %, не более 0,005;
- Массовая доля мышьяка %, не более 0,004;
- Массовая доля нерастворимого в воде остатка %, не более 0,004.
Особые преимущества кристаллической формы коагулянта марки «Аква - Аурат 30» состоят в следующем:
- эффективность одной тонны коагулянта «Аква-Аурат 30» соответствует четырем тоннам кристаллического сульфата алюминия;
- стоимость очистки 1 м куб. воды с применением коагулянта «Аква - Аурата 30» ниже, чем при использовании кристаллического сульфата алюминия;
- технологическая активность коагулянта «Аква - Аурата 30» практически не зависит от температуры очищаемой воды, не образует в воде, воздухе и почве токсических веществ;
- коагулянт «Аква - Аурат 30» имеет длительный срок хранения и при этом не слеживается, не требует отапливаемых складов для хранения;
- коагулянт удобен в применении, легко и быстро растворяется в воде, что позволяет осуществлять его точную дозировку.
Экономический эффект коагулянта «Аква - Аурат 30» по сравнению с сульфатом алюминия складывается из следующих основных позиций:
- снижение расходов на приобретение реагентов за счет снижения эффективной дозы коагулянта, при этом снижаются расходы на приобретение флокулянтов, хлорирующих и подщелачивающих реагентов;
- снижение затрат на логистику (транспортных, погрузочно-разгрузочных, складских и т.д.);
- снижение материальных затрат на приготовление рабочего раствора коагулянта, затрат на электроэнергию, снижение затрат на персонал и улучшение условий его труда;
- снижение затрат на утилизацию шлама
Процесс с использованием коагулянтов – называется коагуляцией.
Коагуляция - процесс слипания коллоидных частиц при их столкновениях в процессе теплового движения, перемешивания или направленного движения во внешнем силовом поле, в результате чего возникает укрупнение частиц и уменьшение их общего числа в объеме очищаемой жидкости, образованные крупные агломераты частиц удаляются затем механическими методами.
Реагентный способ очистки достаточно эффективен и прост. Этот способ можно применять практически при неограниченных объемах сточных вод.
Совместное использование коагулянтов и флокулянтов позволяет еще более расширить использование этих методов для очистки сточных вод. Большие резервы интенсификации метода коагуляции и флокуляции связаны как с более глубоким исследованием механизмов явлений, сопровождающих эти процессы, так и с более эффективным использованием различных физических воздействий.
Данные зарубежных исследований показывают, что значительного повышения эффективности реагентного способа можно добиться оптимизацией технологии очистки, предусматривающей смешение реагентов с водой, а также подбором используемых коагулянтов и флокулянтов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
