Умови випуску виробничих стічних вод у

МІСЬКУ КАНАЛІЗАЦІЮ.

 

При розташуванні промислових підприємств поблизу населених пунктів виробничі стічні води можуть скидатися в міську каналізацію. У цьому випадку очищення стічних вод здійснюється на єдиних очисних спорудженнях. У зв'язку з тим, що в стічних водах промислових підприємств можуть міститися специфічні забруднення, їхнє скидання в міську каналізацію обмежується поруч вимог. Випускаються в міську каналізацію виробничі стічні води не повинні:

· порушувати роботу мереж і споруджень;

· містити більш 500мг/л зважених речовин і спливаючих речовин;

· містити речовини, що здатні засмічувати трубопроводи і відкладатися на їхніх стінках;

· робити дія, що руйнує, на матеріал труб і колодязів;

· містити пальні домішки і розчинені газоподібні речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні суміші;

· містити шкідливі речовини в концентраціях, що перешкоджають біологічному очищенню стічних чи вод скиданню їхній у водойму;

· мати температуру вище 40⁰С;

· містити збудників епідемічних захворювань.

Виробничі стічні води, що не задовольняють зазначеним вимогам, повинні піддаватися попередньої (локальної) очищенню.

 

КЛАСИФІКАЦІЯ МЕТОДІВ ОЧИЩЕННЯ ВИРОБНИЧИХ

СТІЧНИХ ВОД.

 

Для очищення виробничих стічних вод застосовуються механічні, фізико-хімічні, хімічні, електрохімічні і біологічні методи.

До механічних методів відносяться проціджування, відстоювання, фільтрування, мікрофільтрування, видалення зважених речовин у гідроциклонах, центрифугування, сепарація, усереднення.

До фізико-хімічних методів відносяться адсорбція, екстракція, евапорація, аерація, флотація, коагуляція, іонний обмін і ін.

Хімічні методи включають нейтралізацію, окислювання, відновлення.

До електрохімічних методів відносяться електрокоагуляція, електрофлотація, електродіаліз.

Біологічне очищення здійснюється в різних спорудженнях біологічного очищення: аеротенках, біофільтрах, фільтротенках, флототенках, біореакторах і інших спорудженнях.

 

МЕХАНІЧНІ МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

 

Одним з основних видів забруднень виробничих стічних вод є нерозчинні домішки мінерального й органічного походження різного ступеня дисперсності. Виділення цих домішок, а також усереднення стічних вод по витратах і концентраціям складають задачу механічного очищення стічних вод.

 

УСЕРЕДНЕННЯ

 

Виробничі стічні води надходять у мережу водовідведення нерівномірно: мають місце добові, змінні і годинні коливання припливу, а також періодичні залпові викиди, не вважаючи аварійних при технологічних неполадках. Непостійна також і концентрація забруднень.

Нерівномірність витрати стічних вод:

· викликає необхідність будови мереж водовідведення із труб і каналів підвищеного перетину;

· вимагає прийомних резервуарів насосних станцій завищених розмірів, а насосних агрегатів більш могутніх;

· погіршує умови роботи очисних споруджень.

 

Коливання концентрацій забруднень у стічних водах також позначаються на усталеній роботі основних споруджень по очищенню. При хімічному очищенні такі коливання викликають необхідність точного дозування реагентів і вимагають будови досить складного реагентного господарства. Різке збільшення змісту токсичних речовин у воді може викликати порушення в роботі споруджень біологічного очищення і навіть цілком вивести їх з ладу.

Перераховані проблеми свідчать про необхідність усереднення стічних вод. Усереднення може здійснюватися по витраті, концентраціям, або одночасно по витраті і концентраціям шляхом будови спеціальних резервуарів - усереднювачів. Основним при розрахунку усереднювачів є визначення їхнього обсягу. Це визначення проводиться на основі інформації про характер коливань параметрів стічних вод, що надходять, (концент-рацій і витрати) і вимог на припустимі коливання параметрів на виході з усереднювачів. Ці вимоги встановлюються на основі максимально припустимих концентрацій і витрат, призначуваних у залежності від типу наступних очисних споруджень.

По конструкції розрізняють усереднювачі барботажні, з механічним перемішуванням і багатоканальні.

5

Тип усереднювача вибирається в залежності від характеру і кількості нерозчинених компонентів забруднень, а також динаміки надходження стічних вод. При гасінні залпових скидань переважніше конструкції багатоканальних усереднювачів, при довільних коливаннях - практично рівноцінні будь-які типи усереднювачів. У таких випадках вибір конструкції усереднювача виробляється по кількості нерозчинних домішок у стічних водах, що надходять. Усереднювач барботажного типу (мал.6) застосовується для усереднення стічних вод зі змістом зважених речовин до 500мг/л і гідравлічної крупністю до 10 мм/с. Для рівномірного розподілу стічних вод по площі усереднювач обладнаний системою лотків, що подають, з водозливними вікнами. Кожен розподільний лоток крім того обладнаний двома шиберами: на вході і на виході. Шибер на вході в розподільний лоток призначений для регулювання витрати між лотками, на виході в торці лотка - забезпечення його періодичного промивання.

	А-А

2

1

1

3

4

6

5

План

 

Рис.6. Барботажний усереднювач.

1. Лоток стічної рідини, що подає; 2 Випускні вікна; 3. Трубопровід подачі стиснутого повітря; 4. Барботер; 5. Телескопічний пристрій для рівномірного відводу стічної рідини;

6. Трубопровід відводу стічної рідини.

1

2

2

5

6

7

8

4

9

10

1

2

1

3

2-2

1-1

 

Рис.7. Багатоканальний усереднювач.

1. Прийомна камера; 2. Розподільний лоток; 3. Донний випуск; 4. Бічний водозлив із шибером; 5. Канали; 6. Система гідрозмиву; 7. Трубопровід видалення осаду; 8. Збірна камера усереднених стоків; 9. Ємність, що акумулює; 10. Водозлив.

Усереднювач постачений барботерами, у якості яких використовуються перфоровані труби з отворами діаметром 3 мм. Отвори розташовуються в нижній частині труби в один чи два ряди під кутом 45⁰ до вертикальної осі. Труби укладаються горизонтально уздовж резервуара усереднювача на підставках висотою 6-10 див. Барботери підрозділяються на пристіночні, що створюють один циркуляційний потік і проміжні, що створюють два циркуляційних потоки. Оптимальна відстань між барботерами приймається (2...3)Н, між стінкою і барботером (1...1,5)Н, де Н- глибина занурення барботера. Якщо за усереднювачем повинна забезпечуватися постійна витрата, усереднювач обладнається телескопічним пристроєм, що дозволяє зберігати постійний напір на випускному отворі незалежно від рівня стічних вод.

Перспективним типом усереднювача є багатоканальний усереднювач, розроблений у Внии Водгео. Такі усереднювачі застосовуються при змісті зважених речовин не більш 500мг/л, з гідравлічної крупністю до 5 мм/сек. Конструкція усереднювача приведена на мал.7. Стічна вода надходить у прийомну камеру, обладнану напівзаглибною дошкою для зниження хвильових коливань на поверхні. З розподільної камери стічні води надходять у розподільний лоток. При перевищенні витрати стічних вод над середнім надлишкова кількість води через водозлив переливається в ємність, що акумулює. Усереднення коливань концентрацій забруднень у стічних водах досягається за рахунок різного часу їхнього перебування в кожнім каналі через різну ширину. У годинник мінімального припливу стічні води з ємності, що акумулює, перекачуються в прийомну камеру. Осад, що випадає в коридорах усереднювача, системою гідрозмиву подається в приямки для осаду, відкіля віддаляється за допомогою гідроелеватора.

Усереднювачи з механічним перемішуванням застосовуються при змісті зважених речовин у стічних водах більш 500мг/л з будь-який гідравлічний крупністю. В даний час теоретично й експериментально конструкції такого типу усереднювачів досить повно не відпрацьовані. Найбільше поширення одержала конструкція усереднювача на базі радіального відстійника. Усереднювач обладнаний обертовим мостом з механічними мішалками і шкребками для згрібання осаду.

Для регулювання витрат стічних вод допускається пристрій регулюючих резервуарів. Принцип роботи регулюючого резервуара заснований на тім, що при витраті, що перевищує визначене значення, надлишкову кількість стічних вод за допомогою розділової камери переливаючи через водозлив, надходить у регулюючий резервуар.

 

ФІЛЬТРУВАННЯ.

 

Фільтрування застосовують для виділення зі стічних вод тонкодиспергованих часток олій, смол, волокон, пилу і т.д., видалити які відстоюванням не вдається, а також при доочищенні стічних вод після біологічного очищення.

Найбільше поширення одержали фільтри з зернистим завантаженням, що підрозділяються по наступним основних ознаках:

По швидкості фільтрування - швидкі (7-16м/година) і надшвидкісні (25-100м/година);

По робочому тиску - відкриті (безнапірні) і напірні;

По крупності фільтруючого матеріалу - дрібнозернисті, середньозернисті, грубозернисті;

По кількості фільтруючих шарів - одношарові, двошарові, багатошарові (каркасно-засипні).

При виборі матеріалу завантаження і його крупності варто враховувати вид забруднень стічних вод. Як фільтруючі матеріали можуть використовуватися сипучі і пористі матеріали: кварцовий пісок, деревні обпилювання, дроблений гравій, антрацит, коксовий дріб'язок, буре вугілля, торф, горілі породи, пластмасове завантаження.

По конструкції фільтри, застосовувані для очищення виробничих стічних вод, багато в чому аналогічні фільтрам для цілей водопідготовки. Напірні фільтри найчастіше завантажують піском крупністю 0,2-2 мм. Висота завантаження коливається від 0,5 до 1,0м. При завантаженні гравійним дріб'язком діаметром 1,0-2,0мм висота завантаження складає 1-1,5м. Швидкість фільтрування залежить від виду і крупності завантаження, від виду і концентрації забруднень, що видаляються, а також типу фільтра (напірний чи безнапірний). Від цих факторів залежать і інші параметри роботи фільтрів: грязеємність завантаження, тривалість фільтроцикла, утрати напору. Для приклада розглянемо швидкісний контактний фільтр КФ - 5 (мал.19).

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Рис.19. Швидкий контактний фільтр КФ-5.

1.Подача вихідної води; 2.Відвід очищеної води; 3.Подача води на промивання завантаження; 4.Відвід води після промивання; 5.Жолоба для збору промивної води; 6. Система водопідведення; 7. Завантаження фільтра; 8.Пористий дренаж; 9. Пристрій для подачі промивної води в піддон фільтра; 10.Корпус фільтра; 11.Лінія подачі коагулянту.

 

Фільтр КФ-5 може використовуватися при реагентному очищенні виробничих стічних вод від грубодисперсних і колоїдних домішок. Відмінною рисою фільтра є наявність дірчастої (розподільної) системи водопідведення, розташованої безпосередно в поверхні завантаження. Наявність такої системи дозволяє уникнути попереднього утворення пластівців в шарі води над завантаженням і створити умови для ефективної коагуляції на поверхні зерен завантаження, що значно збільшує ефективність фільтрування.

Застосовувати такі фільтри раціонально при концентрації зважених речовин в стічной воді до 300-400мг/л зі швидкістю фільтрування 12-20м/година. Застосування двошарового завантаження в сполученні з системою водопідведення дозволяє збільшити грязеємність у 2,5 рази в порівнянні зі звичайними швидкими фільтрами.

Широке застосування в практиці очищення виробничих стічних вод знайшли також каркасно-засипні фільтри, фільтри з завантаженням, що плаває, намивні напірні фільтри й інші.

Конструкція каркасно-засипного фільтра є різновидом фільтрів, у яких використовується принцип фільтрування в напрямку убутної крупності зерен. Завантаження каркасно-засипного фільтра складається з каркаса в якості якого використовується гравій чи щебінь крупністю 40-60мм і засипання з піску крупністю 0,8-1,0мм. Засипання розміщене в нижній половині гравійного каркаса. Крім піску як засипання може використовуватися гранульований доменний шлак, керамзит, мармурова крихта, антрацит. Фільтрація здійснюється зверху вниз, швидкість фільтрування складає 10м/година.

Фільтри з завантаженням, що плаває, заповнюються спіненими гранулами полістиролу, що готують на місці шляхом обробки суспензійного бісерного полістиролу марки ПСВ гарячою чи водою парою при 100⁰С. Фільтри з завантаженням, що плаває, мають наступні переваги: Економічність, простота конструкції, довговічність фільтруючої завантаження, її здатність до самостійного гідравлічного сортування в процесі промивання по убутної крупності зерен і ін.

Напірні намивні фільтри застосовуються при невеликих витратах стічних вод. Фільтрування виробляється через попередньо намитий шар перліту. Конструкція намивного фільтра являє собою горизонтальний корпус, усередині якого по всій довжині проходить порожній вал із закріпленими на ньому дисками. Поверхня дисків складається з перфорованих аркушів покритих фільтруючої чи сіткою тканиною. Початковий фільтруючий шар (товщиною 1-2мм) наноситься подачею в корпус фільтра суспензії порошку перліту концентрацією 2-2,5г/л. Потім суспензія подається зі стічною рідиною, що очищається, при цьому фільтруючий шар зростає до товщини 45мм.

Фільтроцикл припиняється по досягненні граничного значення втрат напору (від 0,1 до 0,2Мпа).

Фільтри розраховуються на роботу в нормальному і форсованому режимах. Основні розрахункові параметри звичайно встановлюються досвідченим шляхом у залежності від складу стічних вод.

Розрахунок площі фільтрів виробляється по максимально годинній витраті за винятком припустимої нерівномірності 15%, розрахунок конструктивних елементів фільтрів виконується аналогічно як і для фільтрів водопідготовки.

 

МІКРОФІЛЬТРУВАННЯ.

Мікрофільтрування виробляється на мікрофільтрах через сітки з мікроскопічними отворами (20-40мкм). Конструкція мікрофільтра аналогічна конструкції барабанного сита (мал.8) на циліндричній поверхні якого встановлена мікросітка. Робоча сітка укріплена між двома підтримуючими сітками з розмірами осередків 1,25  1,25мм (2,0  2,0мм).

Барабан мікрофільтра занурений у камеру-резервуар приблизно на 0,7 свого діаметра. Обертається він на підшипниках, закріплених на пустотілому валу. Частота обертання барабана складає 3-20про/хв і регулюється спеціальним пристроєм. Мікрофільтри можуть затримувати до 80% домішок, що надходять на них. Ефективність мікрофільтрування визначається поруч факторів. Основними з них є фізико-хімічні властивості затримуваних домішок, їхня концентрація у вихідній воді, режим процесу мікрофільтрування.

Умовно режими мікрофільтрування можна підрозділити на гравітаційне і напірне.

Гравітаційне мікрофільтрування здійснюється з утворенням на мікросітці фільтруючої плівки з затримуваних часток при періодичному її видаленні промивним пристроєм. Утрати напору при такому режимі мікрофільтрування не повинні перевищувати 0,2-0,3м.

Напірне мікрофільтрування здійснюється при втратах напору до 0,5м без утворення фільтруючої плівки і з безупинним промиванням мікросітки. При напірному режимі продуктивність вище, але ефективність очищення нижче. Крупність затримуваних часток при напірному режимі порівнянна з розмірами осередків мікросітки, при гравітаційному значно нижче.

Т

                                 

Рис.20. Кінетика мікрофільтрування.

 

Розрахунок мікрофільтрів зводиться до визначення фільтруючої поверхні і кількості мікрофільтрів. Визначення площі мікросіток виробляється виходячи зі швидкості мікро-фільтрування. При напірному режимі швидкість мікрофільтрування постійна і досягає 90м/година. При гравітаційному режимі швидкість з часом у зв'язку зі збільшенням гідравлічного опору падає (мал.20). При цьому середнє значення швидкості мікро-фільтрування складе:

 ;

 - початкова швидкість мікрофільтрування;

 - швидкість мікрофільтрування через час  до моменту промивання.

 ;

 ;

Т - час утворення фільтруючої плівки, рівне

 ; де

 - емпіричні коефіцієнти;

С₀ - вихідна концентрація зважених речовин;

В - коефіцієнт, що залежить від типу сітки.

Мікросітки виготовляють з різних матеріалів: нержавіючої сталі, латуні, фосфористої бронзи, нікелю, капрону, нейлону, лавсану й ін.

Металеві сітки мають досить велику міцність, але піддані агресивної дії стічних вод. Найкращими властивостями володіють мікросітки з нікелю і фосфористий бронзи. В запобіганні утворення гальванічних пар, робочі і підтримуючі сітки повинні бути виконані з одного матеріалу. Мікросітки з неметалічних матеріалів стійки до агресивної дії стічних вод, однак піддані набряканню, через що погіршуються фільтраційні властивості, і старінню.

Мікрофільтри МБФ випускаються промисловістю різних типорозмірів. Витрата промивної води складає 5% від витрати стічних вод. Промивний пристрій працює під тиском 0,13Мпа.

Мікрофільтри знайшли застосування для очищення стічних вод паперової, текстильної, хімічної промисловості, а також для доочищення біологічно очищених стічних вод.