169813 (742583), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Осветлители - аппараты для усиления процесса осветления обработанной коогулянтами воды путем пропускания ее через слой ранее образованных осадков (контактной среды).

Механическая очистка применяется как самостоятельно, так и в качестве первой ступени в сложной системе очистки.

Очень распространенным является осветление сточных вод от легких и тяжелых взвесей в отстойниках различной конструкции: вертикальных, горизонтальных, радиальных, оборудованных специальными устройствами для сбора и удаления выпавших легких фракций. По принципу действия они подразделяются на периодические и непрерывные. На горных предприятиях в основном применяют отстойники непрерывного действия.

Отстаивание - технологический процесс разделения жидкой грубодисперсной системы (суспензии, эмульсии) на составляющие ее фазы под действием силы тяжести. В процессе отстаивания частицы (капли) дисперсной фазы выпадают из жидкой дисперсной среды в осадок или всплывают к поверхности.

Отстаивание как технологический прием используют для выделения диспергированного вещества или очистки жидкости от механических примесей. Эффективность отстаивания возрастает с увеличением разницы в плотностях разделяемых фаз и крупности частиц дисперсной фазы. При этом в системе не должно быть интенсивного перемешивания, сильных конвекционных потоков, а также явных признаков структурообразования, препятствующих седиментации (осаждению).

Накопление осадка (сливок) при отстаивании обусловлено скоростью оседания (всплывания) частиц, которая в простейшем случае свободного движения сферических частиц определяется законом Стокса. В полидисперсных суспензиях сначала в осадок выпадают крупные частицы, а мелкие образуют медленно оседающую муть. Разница в скорости оседания частиц, различающихся по размеру и плотности, лежит в основе разделения измельченных материалов (пород) на фракции (классы крупности) путем гидравлической классификации или отмучивания. В концентрированных суспензиях наблюдается не свободное, а так называемое солидарное, или коллективное, оседание, при котором быстро оседающие крупные частицы увлекают мелкие, осветляя верхние слои жидкости. При наличии в системе коллоидно-дисперсной фракции отстаивание сопровождается укрупнением частиц в результате коагуляции или флокуляции.

Структура осадка зависит от свойств дисперсной системы и условий отстаивания. Грубодисперсные суспензии, частицы которых не слишком сильно различаются по размеру и составу, образуют плотный, четко отграниченный от жидкой фазы, осадок. Полидисперсные и многокомпонентные суспензии тонко измельченных материалов, особенно с анизометрическими (например, пластинчатыми, игольчатыми, нитевидными) частицами, наоборот, дают рыхлые гелеообразные осадки. При этом между осветленной жидкостью и осадком существует постепенный переход от менее концентрированных слоев к более концентрированным. В кристаллических осадках возможны процессы рекристаллизации. При отстаивании агрегативно неустойчивых эмульсий скопившиеся у поверхности в виде сливок или у дна капли коалесцируют (сливаются), образуя сплошной жидкий слой. В промышленных условиях жидкость отстаивается в отстойных бассейнах (резервуарах, чанах) и специальных аппаратах - отстойниках (сгустителях) различных конструкций.

Отстаивание широко употребительно при очистке воды в шахтных системах; при обезвоживании и обессоливании сырой нефти; во многих процессах обогатительной и гидрометаллургической технологий. Отстаивание применяют также при амбарной очистке буровых промывочных жидкостей, а также при очистке нефтепродуктов (масел, топлив). В естественных условиях отстаивание весьма значимо при самоочищении природных и искусственных водоемов.

Отстойники - искусственные резервуары или водоемы для выделения из шахтных, карьерных и производственных сточных вод взвешенных примесей, осаждения их под действием силы тяжести при небольшой скорости потока, а также для очистки сточных вод с помощью реагентов.

Отстойники предназначены также и для снижения износа насосного оборудования и труб при водоотливе, обогащении, гидромеханизации вскрышных работ, для улавливания полезных компонентов и для охраны как земель, так и поверхностных водотоков от загрязнения. Различают отстойники предварительной очистки дренажных, шахтных и карьерных вод, сточных вод обогатительных фабрик и отстойники окончательной очистки вод (природоохранные). Отстойники для предварительной очистки воды располагают в водопонижающих скважинах (глухие трубы, устанавливаемые ниже фильтров), в шахтных стволах, у насосных станций главного и участкового водоотлива (главные и участковые водосборники), а для окончательной — на земной поверхности.

В горной практике для окончательной очистки вод, сбрасываемых шахтами, карьерами, обогатительными фабриками, применяют пруды-осветлители и резервуары. Пруды-осветлители площадью (в среднем ) размещают в зависимости от рельефа местности: на пологих площадках, косогорах, в балках. Иногда пруд-осветлитель может обслуживать несколько шахт (карьеров). Слив осветленной воды из них производится через специальный порог, уровень которого поднимают, устанавливая по мере заполнения пруда деревянные бруски. Воду из колодцев отводят к стационарным насосным станциям и откачивают потребителю и в речную сеть. Иногда воду из пруда-отстойника перекачивают плавучими насосными станциями, смонтированными на понтонах.

Отстойники в виде резервуаров подразделяются на нетиповые и типовые. Нетиповые представляют собой емкости на земной поверхности различных размеров и формы (обычно прямоугольной). После заполнения до предельной высоты осветленная вода откачивается насосами, а осадок удаляется экскаваторами. Иногда используют несколько нетиповых отстойников (из железобетонных плит), работающих поочередно.

Типовые железобетонные отстойники разделяют на радиальные, вертикальные и горизонтальные. Горизонтальные отстойники, как правило, имеют прямоугольную форму. Вода, поступающая с одной стороны резервуара, осветляется при своем движении и выводится через распределительный лоток и перфорированную перегородку в рабочую часть отстойника. Для удаления осадка вдоль рабочих коридоров по грязевому приямку укладываются перфорированные трубы, из которых осадок выдавливается под давлением воды. Осветленная вода собирается лотком или перфорированной трубой.

Время прохождения частиц вдоль отстойника должно быть больше времени опускания частицы на дно отстойника. Поток в оды ламинарный, скорость его не выше . Глубина отстойника , длина - , эффективность очистки не более , время очистки .

Радиальные отстойники - круглые в плане резервуары небольшой по сравнению с диаметром глубины. Загрязненная вода подается в центр отстойника, а затем растекается в радиальном направлении, переливается в кольцевой сливной желоб и отводится к месту назначения. Скорость потока убывает от центра к стенкам отстойника. Осадок непрерывно направляется к центру отстойника вращающейся металлической гребковой фермой со скребками, откуда он непрерывно или периодически удаляется самотеком или с помощью насоса. Диаметр отстойника до с коническим днищем, уклон . Соотношение диаметра отстойника к его глубине , обычно , . Расход сточных вод более , эффективность очистки . Эффективность работы радиальных отстойников оценивается по удельным нагрузкам по твердому компоненту и пульпе, извлечению твердого компонента в слив и в сгущенный продукт.

Вертикальные отстойники представляют собой круглый ( ) или кубический ( ) резервуар с коническим днищем, угол наклона . В центре отстойника имеется труба, опущенная к нижней части, через которую осуществляется подача загрязненной воды. Осаждение частиц происходит в восходящем потоке, высота зоны осаждения . Загрязненная вода движется снизу вверх и после отстоя сливается в кольцевой желоб. Осадок собирается в нижней конической части, откуда периодически удаляется самотеком. Для выпадения твердой фазы в осадок необходимо, чтобы гидравлическая крупность частиц была больше скорости восходящего потока воды.

Для интенсификации процесса осаждения в отстойниках применяют различные коагулянты и флокулянты (сернокислый алюминий, сернокислое железо, известь, полиакриламид и др.), подаваемые в специальные камеры хлопьеобразования.

Выбор типа, конструкции и числа отстойников производится на основе их технико-экономического сравнения с учетом местных условий. К основным условиям эффективной работы отстойника относятся:

• установление оптимальной гидравлической нагрузки на отстой ник (для заданной начальной концентрации твердого компонента в воде);

• равномерное распределение питания между секциями отстойника.

Очищенные шахтные и карьерные воды используются на производственные нужды предприятия (тушения отвалов, гидрозакладки, борьбы с пылью на поверхности шахт и карьеров, мокрого обогащения полезных ископаемых и т.п.). Осадок, удаляемый из отстойников, направляется в пруды - шламонакопители, на иловые площадки (для использования) или в отвалы.

При выборе технологических схем и устройств для отстаивания вод горнопромышленного комплекса необходимо использовать принцип дифференциации, основным критерием которого служит тип добываемого полезного ископаемого. Например, производственные сточные воды нефтепромыслов состоят в основном ( ) из высокоминерализованных пластовых вод, извлеченных на земную поверхность вместе с нефтью. Поэтому нефтепромысловые сточные воды (даже после их очистки от нефти и механических примесей) не могут сбрасываться в поверхностные водоемы, так как это приведет к и х засолению, и подлежат обратной закачке в продуктивные горизонты, что предусматривается технологической схемой разработки нефтяных месторождений. Отстойники нефтепромысловых сточных вод подразделяются на напорные (работающие под избыточным давлением ) и безнапорные (работающие под атмосферным давлением). В качестве напорных отстойников применяются горизонтальные цилиндрические емкости объемом 100 или . Безнапорные отстойники представляют собой в основном стальные вертикальные резервуары объемом от 1000 до .

Загрязненная нефтью и механическими примесями вода подается в отстойники по трубопроводу через лучевой распределитель. Очищенная вода через сифонный регулятор отводится к водяному насосу и закачивается в пласт. Уловленная нефть через кольцевой короб и трубопровод направляется на установку подготовки нефти. Механические примеси, оседающие в нижней части отстойника, периодически размываются струей воды и сбрасываются по трубопроводу в илонакопитель.

За отстаиванием часто следует операция осветления воды - технологический процесс обработки шламовых вод горнопромышленных предприятий под действием гравитационных или центробежных сил, сгущение полученного осадка и отделение его. Осветлением воды называют также процесс разделения жидкой и твердой фаз суспензии (пульпы).

В зависимости от технических, технологических или экологических требований вода до разной степени осветляется дальнейшим отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием и флотацией. Наиболее распространены процессы отстаивания и флотации (главным образом в углеобогащении). Фильтрация и центрифугирование используются в основном для получения требуемого качества сгущенного продукта или кека.

Выбор способа осветления воды зависит от степени дисперсности частиц, физико-химических свойств и концентрации взвесей, расхода воды, требуемой степени осветления.

Грубодисперсные взвеси выделяют из шламовых вод чаще всего отстаиванием (без применения реагентов) и флотацией, тонкодисперсные - отстаиванием (с применением реагентов), осаждением в центробежном поле и фильтрованием.

При осветлении получают осветленную воду и сгущенный продукт с максимально возможным содержанием твердого компонента в нем по условиям транспортировки, конструктивным возможностям

Характеристики

Список файлов реферата