Принцип очистки сточных вод

Алан-э-Дейл       18.04.2022 г.

2 Химические методы очистки сточных вод

Внутренний флотатор сборного типа

Теперь рассмотрим Химические методы очистки сточных вод. Существует несколько самых популярных способов, которые мы сейчас и перечислим.

Способы нейтрализации при химической очистке:

  1. Нейтрализация кислых и щелочных сточных вод путем смешивания;
  2. Нейтрализация стоковых загрязнений растворами кислот, кальцинированной содой N8003, негашеной известью СаО, гашеной известью Са(ОН) 2, аммиачными растворами, каустической содой каона № ЕИ4ОН и прочими реагентами.

Очистка сточных жидкостей от сульфатов на производственных очистных сооружениях гальваностоков, горнорудной и химической промышленности, происходит путем добавления алюминиевой соли, извлеченной из кислого раствора, гидроокиси алюминия, обязательно аморфной структуры и вводить нужно дробно.

Первая доза составляет 10-25%. Воду доводят до рН=12.7-13.0, непрерывно перемешивая осаждения ионов SO4 2- , переводя в твердую фазу.

Способ очищает сточные жидкости высокого загрязнения производственных отходов при помощи сульфатов натрия до предельной величины ионов SO4 2- не более 100 мг/дм3 и не более 500 мг/дм3 для сброса их в водоемы.

Этот метод очистки производственных сточных вод считается оптимальным и популярен на большинстве предприятий.

2.1 Флокулянты

Синтетические полимеры флокулянты — это вещества, которые, попадая в дисперсные системы или коллоидные, химически связываются с частицами дисперсной фазы и связывают их в агломераты. В производственных процессах очень широко используются флокулянты для промышленных стоков.

Простейшая фильтровальная установка с септиком

Катионные флокулянты – благодаря химическому взаимодействию анионов и катионов под названием «хемосорбция» способствуют флокуляции находящихся на поверхности частиц за счет нейтрализации отрицательного заряда.

Это помимо способности, которой обладают флокулянты, закрепляться на поверхности частиц с помощью водородных связей. Таким же образом действуют и анионные флокулянты.

Анионные флокулянты лучше всего справляются катионами металлов и гораздо эффективнее выводят их в осадок. Анионные флокулянты в основном используются в металлургической промышленности, на линиях гальванических производственных нужд.

2.2 Фильтры

Для улучшения качества доочистки сточных вод используют фильтрующие биоматериалы: уголь, щебень, керамзит, шлак, гальку – это капельные биофильтры. Они действуют непрерывно, пропускная способность 1000 м3/сут. Они осуществляют полную биологическую очистку производственных сточных вод (до БПК2о 15 мг 02/л).

Фильтры делят на две категории: с плоскостной и объемной загрузкой. Фильтры с плоскостной загрузкой наполняют разными видами пластмассы, способными выдержать температуру 6-30 С без потери прочности, а также полимерную вату или полипропиленовые волокна – это называется микрофильтрация.

Самого материала в фильтровальной колонке должно быть 148-154 кг/м3, такие фильтры увеличивает скорость фильтрации до 3,0-3,5 м/час. Но иногда меньше, если в производственных нуждах не требуется повышенной скорости.

В процессе эксплуатации фильтры загрязняются и если вовремя не промыть наполнитель или фильтры целиком, то может произойти закупорка. Первый признак того, что фильтры требуют промывки — это снижение скорости фильтрации.

Фильтры промывают в водопроводной воде, при этом его следует перемешивать. Если же фильтры наполнены порошковым составом, промывка в этом случае малоэффективна. Тут лучше применить — камерные фильтры-прессы для обезвоживания осадка, ленточные прессы или декантеры.

Эксплуатация и обслуживание

Эффективность работы очистных сооружений зависит от грамотной эксплуатации, предполагающей контроль объёма стоков и их состава. Ограниченные мощности канализационных систем очистки более всего подвержены сбоям в работе.

Негативные факторы, влияющие на систему очистки стоков:

  • перегрузка;
  • залповые сбросы;
  • подъём грунтовых вод;
  • несоблюдение графика ремонтов;
  • нарушение правил эксплуатации.

Для нормального режима работы первичных отстойников следует соблюдать правила:

запрещается превышать допустимую по проекту нагрузку;

равномерно распределять стоки в системе отстойников;

удалять осадок до 2 раз в день.

Тонкослойные разновидности

Чтобы увеличить эффективность отстаивания, применяются отстойники тонкослойного типа. Сооружение отличается малой глубиной, что позволяет сократить размеры, так как процесс отстаивания происходит быстро.


Среди преимуществ использования:

  • имеет компактные размеры;
  • уменьшает расходы на монтаж;
  • увеличивает скорость очищения стоков.

Тонкослойные отстойники бывают двух видов:

  1. Пластинчатые. Состоит из ряда пластин, между которыми происходит движение воды. Бывают трех видов: перекрестные, прямоточные, противоточные. Первый вид имеет ток воды перекрестный.В прямоточном, движение выделенного осадка и очищенной воды имеет одинаковое направление. В противоточном виде очищенная сточная вода двигается в противоположном направлении осажденных примесей.
  2. Трубчатые. Представляют собой трубу, имеющую небольшой диаметр и длину около метра. Различаются по углу наклона: малый, крутой. Малый угол наклона позволяет совершать один цикл, состоящий из осветления и промывки.Применяется для очистки жидкости с незначительным количеством примесей. Крутой наклон позволяет стекать не только осветленной воде, но и сползать осевшему осадку. Что избавляет от промывки трубы.

Эффективность пластинчатых и трубчатых видов одинакова.

Процесс

Особенности удаления осевших частиц

Чтобы выгрузить осадки, применяют разные способы. Они отличаются своими свойствами:

1.способ со скребковым механизмом. Схема работает за счет цепной передачи. Чтобы очищать тяжелые вещества, применяют скребковый механизм, двигающийся по дну в отстойнике. В специально установленный желоб поступают взвеси, которые всплывают наверх.

2.способ с применением насоса. Снизу отстойника подводят всасывающую трубу. Осадки откачивают, как накапливается осадок, периодически.

3.способ посредством гидросмыва. Очистку производят с помощью гидромехнических систем. Основу конструкции составляют смывные трубопроводы, имеющие спрыски, расположенные внутри лотков на дне устройства.

Внимание! Особенности режима удаления, способ извлечения осевших частиц оказывает влияние на уровень эффективности осветления

Виды тонкослойных устройств

Отстойники тонкослойного типа различаются по конструкции. Они бывают:

1.пластинчатого типа. В основе конструкции лежат пластины, они пропускают воду между собой. Имеют три типа:

-противоточные,

-перекрестные,

-прямоточные.

В перекрестной конструкции жидкость течет перекрестно. В прямоточной – жидкость после очистки с осадком двигаются в одном направлении. В противоточной – примеси на дне и осветленная жидкость движутся противоположно.

2.трубчатого типа. В основе конструкции – труба с небольшим диаметром, длиной до метра. Выделяют устройства с малым и крутым углом наклона. При малом угле наклона устройство оснащено одним циклом, чтобы осветлить и промыть. Их можно устанавливать при малом количестве примесей. При крутом наклоне стекает осветленная вода, одновременно сползает осадок. При этом промывать трубу не нужно.

Внимание! Оба типа устройства одинаково эффективны

Вертикальные отстойники

Представляют собой круглы в плане резервуары с коническим днищем ,в которых поток осветляемой воды движется в вертикальном направлении .В зависимости от типа впускного устроиства вертикальные отстойники делятся на следующие: с центральным выпуском воды ;с нисходяще-восходящим движением воды ;с периферийным выпуском воды. В вертикальных отстойниках с центральным выпуском сточная вода подводится лотком к центральной раструбной трубе ,опускаясь по которой вниз ,осветляемая вода отражается от конусного отражательного щита и поступает в зону осветления .Осветленная вода собирается периферийным сборным лотком ,высота гребня водослива которого определяет уровень воды в отстойнике. Всплывающие вещества жирового состава собираются в центре отстойника кольцевым лотком .из которого отводятся трубопроводом в самотечную иловую сеть .Выпадающий осадок накапливается в иловой конусной части отстойника ,из которой удаляется под гидравлическим напором 1,5-2,0м через иловую трубу в самотечную иловую сеть.

Вертикальные отстойники имеют преимущества по сравнению с горизонтальными; к числу их относятся удобство удаления осадка и меньшая площадь, занимаемая сооружением. Однако они имеют и ряд недостатков, из которых можно отметить: а) большую глубину, что повышает стоимость их строительства, особенно при наличии грунтовых вод; б) ограниченную пропускную способность, так как диаметр их не превышает 9 м.

При проектировании вертикальную скорость движения сточной воды принимают равной наименьшей скорости выпадения и той части взвешенных веществ, на содержание которой рассчитывается отстойник; величина и останавливается по графику осаждения взвешенных частиц. Расчетная площадь поперечного сечения отстойника равна площади поверхности воды в нем (в плане) за вычетом площади центральной трубы. Рабочей длиной (высотой) отстойника является расстояние от низа центральной трубы до поверхности воды.

Эффект осветления сточной воды в вертикальных отстойниках составляет практически не более 40%, теоретически расчет ведется на эффект осветления 50%.

Во избежание попадания в сток всплывших загрязнений перед сборными лотками (периферийными и радиальными) устанавливают полупогружные доски (щитки), расположенные на расстоянии 0,3—0,5 м от лотка; их погружают в воду на глубину 0,25—0,3 м от поверхности воды; высота непогруженной в воду части должна быть не менее 0,2—0,3 м.

Вертикальный отстойник новой конструкции с нисходяще-восходящим потоком сточной воды представляет собой круглый резервуар с периферийным лотком для сбора осветленной воды. Отличие этого отстойника от типового заключается в том, что центральная труба заменена не доходящей до дна полупогружной перегородкой, разделяющей площадь отстойника на две равные части, а впускное устройство выполнено на внутренней поверхности перегородки по всему периметру в виде переливного зубчатого распределителя с затопленным отражательным козырьком

Сточная вода поступает по лотку (или по трубе) в приемную камеру, а затем в лоток, имеющий зубчатый водослив, из которого вода равномерно переливается и движется по периметру внутренней части отстойника. Отражательный козырек меняет направление движения воды с вертикального на горизонтальное. По мере продвижения от перегородки к центру вода опускается вниз, распределяясь равномерно по всему сечению внутренней нисходящей части отстойника. При движении сточной воды вниз с малыми скоростями поток теряет свою транспортирующую способность, благодаря чему происходит осаждение взвешенных частиц. Интенсивное разделение жидкой и твердой фаз происходит на повороте потока. Далее вода движется восходящим потоком, переливается через борт сборного лотка и отводится через отводную трубу. Всплывающие вещества скапливаются у воронки и периодически удаляются через трубу. Осадок удаляется под гидростатическим давлением по иловой трубе.

Вертикальный отстойник этого типа увеличивает эффект задержания взвешенных веществ до 60—70% или при сохранении эффекта осветления обычного вертикального отстойника увеличивает пропускную способность примерно в 1,5 раза.

Принцип работы вертикального отстойника

Вода со стоков поступает в него через верхнюю часть конструкции и движется вниз по центральной вертикальной трубе к находящемуся там раструбу. Под трубой находится щит, который отражает и меняет траекторию движущейся воды с нисходящей на восходящую. В этот же момент в отстойной части в осадок очень интенсивно выпадают диспергированные частицы. Поток воды, который движется вверх перемещается через кромку для переливания воды и попадает в периферийный лоток, где собирается осветленная и очищенная вода. Осадок с помощью илопровода периодически очищается из отстойной части.

Перегородка, находящаяся перед гребнями противостоит загрязнению отбросами, которые часто всплывают в первичном отстойнике наверх. После этого загрязнения убирают вручную, используя скребок или совок и выкидывают в колодец, который находится вне конструкции устройства.

Как сделать оборудование своими руками

Изготовить сооружение для очистки сточной воды можно самостоятельным образом. Используются следующие виды материалов:

  • железо;
  • пластик;
  • бетон.

Наиболее простым по конструкции считается однокамерный отстойник. Чтобы его собрать потребуются железобетонные кольца, имеющие диаметр 1,0 м.

Перекрытие колодца будет сборно-разборным, с применением стальной трубы в качестве естественной вентиляции. Она обязательно покрывается кузбаслаком. Лоток выходящей трубы располагается ниже находящийся внутри жидкости на 0,02 м, а выходящей трубы — выше на 0,05 м.

Внутренняя часть конструкции отделывается раствором цемента (1:2), толщина которого бывает 1,5 см (с затиркой).

Расход сточных вод в трехкратном количестве, является основным параметром вместимости сооружения. Примерная схема расчетов однокамерного отстойника при использовании стоков до 0,5 м3 за день:

  • вместимость составляет — 1,5 м3;
  • железобетонные кольца с диаметром — 1,0 м;
  • глубина колодца достигает — 2,95 м.

Процесс установки:

  1. Выбирается подходящее место.

  2. Выкапывается яма нужных размеров.
  3. Опускается выбранный резервуар в котлован.
  4. Соединяется с дренажным колодцем.
  5. Проводятся трубы.
  6. Проверяется герметичность.
  7. Зарывается.

Сооружение отличается простотой эксплуатации. Чистка проводится в год один-два раза. После чего в отстойнике должно остаться незначительное количество осадка для брожения поступающих стоков.

Внимание. Сооружение обязательно должно быть герметичным

Предлагаем посмотреть видео-сюжет, где наглядно изображен процесс установки отстойника своими руками.

Классификация

В зависимости от технологической схемы отстойники могут быть первичными и вторичными. Первичные конструкции используются на первом этапе до выполнения биологической очистки. Вторичные сооружения применяются после того, как сточные воды пройдут стадию биологического очищения.

В зависимости от режима работы все отстойники делятся на два вида:

  • непрерывного действия (динамические). В этих сооружениях образование осадка из примесей происходит при постоянном медленном течении воды.
  • контактные (статические). Это конструкции периодического действия. В них сбор осадка происходит после наполнения резервуара стоками, то есть в спокойном состоянии.

Динамические отстойники в свою очередь делятся на три вида в зависимости от направления движения стоков:

  1. Горизонтальные. Здесь стоки движутся в горизонтальном направлении. Это ёмкость прямоугольной формы, которая разделена на отдельные секции перегородками. Она укомплектована водораспределительными и водосборными приспособлениями. Подача воды осуществляется через отверстия в боковой стенке, а слив – через патрубок с другой стороны. Для сбора осадка имеется специальное скребковое приспособление. Оно может не только убирать осадок со дна, но и собирать в особый жёлоб всплывшие лёгкие примеси. Такие конструкции используются для очищения воды в системах водоснабжения с высокой производительностью.
  2. Вертикальные. Здесь стоки движутся в вертикальном направлении. Это конструкция цилиндрической формы, напоминающая стакан с конусовидным дном. Резервуар имеет специальную камеру хлопьеобразования и лотки для отведения осветлённой жидкости. Труба подачи воды находится в верхней части конструкции. Осадок собирается на дне, а осветлённые воды поднимаются на поверхность за счёт восходящих потоков. Через круговой слив в верхней части конструкции очищенная вода попадает в водосборный лоток. Для сбора не выпавших в осадок примесей используется специальная перегородка, установленная перед сливной частью. В конусном дне есть специальный бункер для сбора осадка. Такие сооружения применяются в качестве первичного отстойника на станциях водоочищения или помогают убирать из воды взвешенные примеси после коагуляции.
  3. Радиальные. В этих сооружениях движение жидкости происходит от центральной части к периферии. Их можно считать разновидностью вертикальных отстойников. В отличие от них у радиальных конструкций меньше высота, но больше диаметр сооружения. По сути, это осветлитель, который используется для обработки сильно мутной воды. Такие конструкции подходят для очищения стоков от промышленных предприятий. В верхней части сооружения находится кольцевой слив для удаления очищенной воды. Для сбора осадка используется скребковый механизм в дне. Он перемещает отложения в специальный приямок. Осветлитель имеет специальное подвесное устройство для сбора взвешенных частиц с поверхности воды. Этот механизм расположен на вращающейся ферме. Такие конструкции используются на очистных сооружениях небольшой производительности (до 2 тыс. м³/сут.) и могут удалять до 50 % примесей.

ПРИМЕНЕНИЕ ОТСТОЙНИКОВ

Вертикальный отстойник – это устройство, которое погружается в воду на максимальную глубину в 9 м. И если грунтовые воды находятся выше этой глубины использовать такое сооружение будет бесполезно.

Они устанавливаются в основном на небольших сооружениях для очистки сточных вод, объем которой не превышает 10000 м2 в сутки

Многие заводы и организации отдают предпочтения вертикальным отстойникам на своих сооружениях поэтому их разновидностей существует очень много – различные по размерам и конструкциям.

Почему вертикальный отстойник – это правильный выбор

Управлять ими легче, чем горизонтальными, они имеют упрощенную конструкцию. При нормальной работе, они могут удалить до 40% взвеси из сточных вод. Вертикальные отстойники легче монтировать, а стоимость у них гораздо ниже чем у горизонтальных. Водослив по периметру имеет большую длину и это позволяет значительно снизить скорость с которой движется вода, а это уменьшает вынос взвеси.

I. Мешалка извести МИ 1,0 ТП (аналог известегасилки СМ-1247А).

Это типовая конструкция, широко применяемая на многих предприятиях. В мешалку извести загружается сухая известь и вода, производится перемешивание. После приготовления раствора емкость останавливается, открывается затвор и рабочий раствор извести самотеком сливается в емкость. Режим приготовления рабочего раствора – циклический.

Технические характеристики МИ 1,0 ТП (СМ-1247А)

Характеристика Значение
Производительность, л/час, не менее: — для быстрогасящейся извести — для пушенки 2000

3000

Мощность двигателя, кВт 2,2
Габаритные размеры, мм: — длина — ширина — высота 2400

1200

1500

Масса, кг 700

Эмшеры

Разрез двухярусного отстойника

Совместив несколько функций, двухъярусные отстойники, или эмшеры, позволяют одновременно отстаивать сточную воду, сбраживать и уплотнять выпавший осадок.

Поскольку их легко повторить, такая конструкции я имеет большую популярность. В основном она применяется для отстойников производительностью до 10 тыс. кубометров в сутки.

Это цилиндрическое сооружение с коническим дном. Вверху расположены осадочные желоба, а в нижней половине находится иловая камера, где работают гнилостные бактерии.

Выпавший осадок из осадочных желобов сползает по наклонным поверхностям через 15 см щель и падает в иловую камеру на дне. Устройство щели частично препятствует заражению очищенной воды продуктам гниения.

Заходит и выходит вода  через водосливные и сборные лотки шириной на весь желоб. В начале желоба установлена полупогружная доска для равномерности распределения воды по сечению желоба. В конце – выходная доска для задержки на поверхности всплывших частиц.

Сброженный ил удаляется из септической камеры через трубу диаметром до 20 см. В трубе гидростатический напор 1,5-1,8 м. Осадок бродит, процесс имеет две фазы – это основное отличие от септиков.

Типы по характеру работы

Существует разновидности отстойников. Они отличаются по характеру работы:

  1. статические,
  2. динамические.

Статические

Представляют собой стандартные железобетонные резервуары. Статический отстойник используется при периодическом поступлении воды и ее незначительном расходе.

Для очистки используются краны или сифонные трубки, которые находятся выше уровня примесей. Выгрузка осевших частиц осуществляется вручную или при помощи специальных спускных устройств.

Внимание. К преимуществам данного вида относится многофункциональность

Дополнительно может использоваться в качестве накопительного или буферного резервуара.

Динамические

Применяются для механического типа очистки воды. Используются при больших расходах сточной жидкости. Действие основано на постоянном движении воды в процессе очистки примесей.

Динамический отстойник в зависимости от направления воды делится на три вида:

  • горизонтальный;
  • вертикальный;
  • радиальный.

На выбор типа отстойника влияют:

  • условия местности;
  • концентрация;
  • качество нерастворенных примесей в воде;
  • уровень стояния грунтовых вод.

Горизонтальные

Наиболее распространенный вид. Отличается прямоугольной формой резервуара. Разделяется на несколько отделений при помощи продольных перегородок.

Осевшие частицы в прямоугольном отстойнике удаляются при помощи поперечного лотка или специального скребка, которые устанавливаются на определенном уровне.

Если происходит коагуляционное очищение сточных вод, устройство оснащается камерами хлопьеобразования. Сооружение обладает высоким эффектом осветления. К минусам горизонтального вида относится: не дешевая цена на монтажные работы и наличие зон, где застаиваются осадки.

Вертикальные

По форме напоминают квадратный или цилиндрический резервуар с коническим дном. Движение воды осуществляется снизу вверх. Форма дна позволяет примесям легко опускаться на дно и при дальнейшей чистке легко удалять.

Эффективность такого отстойника ниже чем у горизонтального или радиального на 10—20%.

Преимущество сооружения — простота эксплуатации и устройства. К недостаткам относится большая глубина. Она повышает стоимость установки сооружения в местах, имеющих слабый грунт и высокое стояние грунтовых вод.

Радиальные

Отстойник данного типа – это резервуар круглой формы. Движение сточной воды происходит радиальным способом, от центральной части к периферии. Это позволяет увеличить скорость движения воды, которая изменяется от высокого показателя в центральной части до низкого в периферийной части.

Находящиеся на поверхности частицы удаляются подвесным устройством, находящемся на вращательной ферме. Частицы собираются в сборном лотке или приемном бункере.

Среди преимуществ радиальных отстойников — низкая удельная материалоемкость и легкость эксплуатации. Недостаток — высокая градиентная скорость по центру, что уменьшает коэффициент объемного использования.

Что это такое и как работают?

Очистные сооружения — это очень сложный комплекс всевозможного оборудования, обеспечивающий удаление из стоков всевозможных загрязнений. Без такой очистки сбрасывать жидкие отходы в водоемы просто преступно. И не только с точки зрения законодательства, но и с позиции элементарного сохранения природы и перспектив человеческой жизни.

Принцип работы любых очистных сооружений подразумевает использование системы аэрации. Другое их название — воздуходувки. Такие аппараты способствуют активному насыщению отходов воздухом. В результате там развиваются в большом количестве полезные бактерии. Под их влиянием вместо плавающей в воде биомассы появляется метан, а также диоксид углерода, то есть происходит обезвреживание опасных веществ.

Оборудование профессионального класса позволяет регулировать потоки поступающего воздуха сообразно объему очищаемых отходов, потому как избыточное, так и недостаточное аэрирование исключаются. Но воздуходувки отвечают и за другую важную функцию, а именно за удаление биогаза, образовавшегося на предыдущем этапе. Значимость такой очистки связана с тем, что метан и диоксид углерода:

  • токсичны;

  • пожароопасны;

  • мешают нормальному выполнению работ.

Стоит отметить, что откачка биогаза в отечественной практике реализована пока слабо. Но постепенно имеющиеся установки модернизируются. Другой важный момент состоит в использовании песколовок. В этих аппаратах мелкие взвешенные частички — не только песчинки, но и стеклянный бой, шлак и прочее — осаждаются.

Собранный песок складируют в отвалы, но иногда его передают для дорожно-строительных и дорожно-ремонтных работ. Значимую роль в действии очистных сооружений играют первичные отстойники, куда вода поступает после песколовок. В них осаждается органическая взвесь. Откладывающиеся осадки собираются в специальных приямках, а оттуда сгребаются в бункеры. По некоторым данным, альтернативой такому методу все чаще становится мембранная технология.

Дополнительно могут использоваться:

  • очистка в аэротенках;

  • флотация;

  • нейтрализация;

  • сорбция;

  • гиперфильтрование;

  • обработка в центрифуге;

  • эвапорация и иные методики.

Во всех сколько-нибудь значимых населенных пунктах давно уже есть централизованные очистные сооружения. Их использование признано наиболее эффективным методом удаления токсических веществ и снижения экологической нагрузки.

Кроме того, на крупных объектах можно применять сложные мощные системы очистки, самые передовые методики. Единственный случай, когда оправдано использование локальных систем очистки, — это отдаленные или иные объекты, которые по техническим причинам сложно подключать к централизованным сетям.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.