Удаление взвешенных частиц из сточных вод

Для удаления взвешенных частиц из сточных вод употребляют процессы проце­живания, гравитационного либо центробежного отстаивания и фильтро­вания. Выбор способа находится в зависимости от размера частиц примесей, физико-химических параметров и концентрации взвешенных частиц, расхода сточных вод и нужной степени чистки.

Процеживание. Перед более узкой чисткой сточные воды про Удаление взвешенных частиц из сточных вод­цеживают через решетки и сита, которые устанавливают перед от­стойниками с целью извлечения из их больших примесей, которые могут засорить трубы и каналы. Различают недвижные, подвижные решетки и решетки совмещенные с молотилками.

Наибольшее распрост­ранение имеют недвижные решетки. Их изготовляют из ме­таллических стержней и устанавливают на пути движения Удаление взвешенных частиц из сточных вод сточных вод под углом 60-75°. Стержни могут иметь круглое либо прямоугольное сечение. Стержни с круглым сечением имеют наименьшее со­противление, но быстрей засоряются, потому почаще употребляют пря­моугольные стержни, округленные со стороны входа воды в решет­ку. Решетки очищают граблями, которые могут быть установлены по-разному (рис. 1).

Рис.1. Виды (а-в)решеток Удаление взвешенных частиц из сточных вод с граблями для чистки: 1 — решетка; 2 – нескончаемая цепь; 3 — грабли

Решетки-дробилки представляют собой агрегат, совмещающий функции решетки и молотилки. Молотилки размельчают отходы, не из­влекая их из воды.

Отстаивание.Отстаивание под действием силы тяжести используют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Для проведения процесса употребляют песколовки, отстой­ники Удаление взвешенных частиц из сточных вод и осветлители. В осветлителях сразу с отстаиванием про­исходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц.

Главным параметром, который употребляют при расчете отстой­ников, является скорость осаждения частиц – wос.

При отстаивании сточных вод наблюдается стесненное осажде­ние, которое сопровождается столкновением частиц, трением меж ними и конфигурацией скоростей как огромных, так и Удаление взвешенных частиц из сточных вод малых частиц.

Скорость стесненного осаждения шарообразных частиц одинаково­го размера можно высчитать при ламинарном режиме по формуле Стокса с поправочным коэффициентом, который учитывает воздействие кон­центрации взвешенных частиц и реологические характеристики системы:

,

где d – поперечник частички; ρтв и ρ – плотность незапятанной воды и жестких частиц, кг/м3; R – число Рейнольдса; μ0 – динамическая Удаление взвешенных частиц из сточных вод вязкость незапятанной воды, Па·с.

Аспектами для определения размеров отстойников являются гидравлическая нагрузка, глубина отстойника у боковой стены и время отстаивания.

Гидравлическая нагрузка определяется как среднесуточный расход сточной воды, отнесенный к площади поверхности

,

где V0 – гидравлическая нагрузка, м3/(м2·сут);

Q – усредненный дневной расход, м3/сут;

А – общая площадь поверхности Удаление взвешенных частиц из сточных вод отстойника, м2.

Песколовки.Их используют для подготовительного выделения ми­неральных и органических загрязнений размером 0,2-0,25 мм при пропускной возможности очистных сооружений более 100 м3/сут.

Горизонтальные песколовки представляют собой резервуары с треуголь­ным либо трапецеидальным поперечным сечением, глубиной 0,25-1 м, скоростью движения воды 0,03 м/с. Их разно­видностью являются песколовки с круго Удаление взвешенных частиц из сточных вод­вым движением воды в виде круглого резервуара конической формы с периферийным лотком для протекания сточной воды. Осадок собирает­ся в коническом днище, откуда его направляют на переработку либо в отвал. Используются при расходах до 7000 м3/сут.

Вертикальные песко­ловки имеют прямоугольную либо круглую форму, в их сточные Удаление взвешенных частиц из сточных вод воды движутся с вертикальным восходящим потоком со скоростью 0,05 м/с.

Отстойники разделяются на отстойники повторяющегося и непрерывного деяния. Отстойники непрерывного деяния используют при огромных расходах сточных вод.

Горизонтальные отстойники. Их используют при расходе сточных вод более 15000 м3/сут в случае слабеньких грунтов либо при высочайшем уровне грунтовых вод. Они представляют Удаление взвешенных частиц из сточных вод собой прямо­угольные резервуары глубиной H=1,5-4 м, шириной от 2 до 5 H, длиной от 8 до 20 H, имеющие два и поболее сразу работаю­щих отделения. Вода движется с 1-го конца отстойни­ка к другому. Удаление осадка осуществляется гидравлическим методом либо движущими скребками (рис. 2).

Рис. 2. Горизонтальный отстойник: 1 — входной лоток, 2 — отстойная камера, 3 — выходной Удаление взвешенных частиц из сточных вод лоток, 4 — приямок.

Равномерное рассредотачивание воды по ширине отстойника делается при помощи поперечного лотка с водосливом. Иловый приямок сооружается сходу за выходом воды в отстойник. Горизонтальная скорость движения воды в отстойнике 12 мм/с. Длительность отстаивания 1-3 ч.

Вертикальные отстойники. Используются цилиндрические с коническим днищем, или призматические с пирамидальным днищем аппараты производительностью до Удаление взвешенных частиц из сточных вод 50000 м3/сут. Поперечник отстойников 4-9 м, высотой отстойной части 2,7-3,8 м (рис. 3).

Движение осветляемой воды осуществляется в вертикальном направлении – снизу ввысь. Взвешенные частички оседают в восходящем потоке воды. Расчетная скорость восходящего потока не должна превосходить 0,5-0,6 мм/с. Сбор осветленной воды осуществляется при помощи периферийных либо круговых желобов через водослив. Осадок удаляется Удаление взвешенных частиц из сточных вод по иловой трубе. Уклон конической части днища отстойника принимается более 45-50 о для обеспечения сползания осадка. Используют вертикальные отстойники в качестве первичных отстойников на общезаводских очистных сооружениях.

Рис. 3. Вертикальный отстойник: 1 — цилиндричес­кая часть, 2 — центральная труба, 3 — желоб, 4 — коническая часть.

Круговые отстойники. Используют при расходе сточных вод выше 20000 м3/сут Удаление взвешенных частиц из сточных вод и высочайшем содержании взвешенных частиц. Как правило это круглый резервуар поперечником 18-40 м, с отношением поперечника к высоте от 6:1 до 12:1. Глубина проточной части 1,5-5 м, длительность отстаивания от 1,5 до 2 ч. Вода подается в центр отстойника, а осветленная вода собирается в радиальный периферийный желоб (рис. 4).

Более действенным круговым отстойником является отстойник Удаление взвешенных частиц из сточных вод с периферийной подачей сточной воды. Сбор осветленной воды осуществляется при помощи кольцевого лотка, размещенного в центре отстойника. Данная конструкция отстойника позволяет в 1,3-1,5 раза повысить его пропускную способность.

Рис. 4. Радиаль­ный отстойник: 1 — корпус, 2 — желоб, 3 — распределительное устройство, 4 — успокои­тельная камера, 5 — скребковый механизм.

Трубчатые отстойники. Для увеличения эффективности отстаивания можно проводить про­цесс осаждения в Удаление взвешенных частиц из сточных вод узком слое воды в трубчатых и пластинчатых отстойниках с малой глубиной зоны осаждения, которая обеспечивает осветление воды в течение 4-10 мин. Это позволяет резко уменьшить объем отстойника.

Рабочим элементом трубчатых отстойников является трубка поперечником 25-50 мм, длиной 600-1000 мм. Употребляются аппараты с малым наклоном труб и крутонаклонные. Равномерное рассредотачивание воды по Удаление взвешенных частиц из сточных вод сечению трубок и ламинарность потока воды в трубках обуславливают эффект осветления сточных вод.

Трубчатый отстойник с малым наклоном труб работает по повторяющемуся режиму, включающему периоды осветления воды и промывки трубок. Эти отстойники целенаправлено использовать для осветления сточных вод с маленьким количеством взвеси и монтировать в схеме с зернистыми фильтрами Удаление взвешенных частиц из сточных вод. Эти отстойники целенаправлено использовать для осветления сточных вод с маленьким количеством взвеси и монтировать в схеме с зернистыми фильтрами. Промывка загрузки фильтра совмещается с промывкой трубок отстойника. Эффект осветления составляет 80-85 %.

Гидравлические нагрузки на трубчатый отстойник зависят от свойства взвешенных частиц и составляет 6-10 м3/ч на 1 м2 входного сечения трубок Удаление взвешенных частиц из сточных вод, что в 2-4 раза превосходит загрузки на обыденный отстойник.

В крутонаклонном трубчатом отстойнике осветляемая вода проходит через трубки, расположенные под углом 45-60 о, снизу ввысь, а осадок сползает по дну трубок вниз в шламовое место. Непрерывное удаление осадка исключает необходимость промывки трубок.

Очень перспективно применение трубчатых отстойников в качестве вторичных Удаление взвешенных частиц из сточных вод осветлителей. Маленькое время отстаивания активного ила в этих отстойниках дает возможность избежать недочетов, присущих другим отстойникам – долгое время пребывания активного ила в анаэробных критериях и обусловленное этим понижение физиологической активности микробов.

Пластинчатые отстойники. Состоят из ряда параллельно установленных наклонных пластинок. Вода в отстойнике движется параллельно пластинам. Взвешенные частички Удаление взвешенных частиц из сточных вод осаждаются на пластинки и сползают в шламовое место противотоком (прямотоком) движению воды.

Осветление воды в слое взвешенного осадка.В данном случае вода движется снизу ввысь через слой ранее выпавшего шлама со скоростью, при которой происходит расширение слоя, но взвешенные частички не выносятся из него потоком осветляемой воды. В итоге Удаление взвешенных частиц из сточных вод достигается более высочайшая степень чистки от взвешенных частиц при огромных скоростях движения воды, чем в отстойнике. Этот процесс рассматривается как коагуляционный, а механизм процесса чистки – как процесс массопередачи маленьких частиц из воды на поверхность осадка. Вследствие протекания процессов коагуляции, сорбции, кристаллизации существенно интенсифицируется процесс выделения частиц из воды и Удаление взвешенных частиц из сточных вод увеличивается эффективность ее осветления. Внедрение осветлителей взвешенного слоя фактически целенаправлено для чистки сточных вод, содержащих грубодисперсные, мелкодисперсные и коллоидные частички, характеризующиеся малой агрегативной устойчивостью, либо сточных вод после обработки коагулянтами.

Работу осветлителей со взвешенным слоем осадка определяет явление стесненного осаждения, которое может быть описано последующим уравнением

,

где С и С Удаление взвешенных частиц из сточных вод0 – концентрация взвешенных веществ в осветленной и начальной воде соответственно;

Km – коэффициент массопередачи маленьких частиц к поверхности хлопьев осадка;

Dэ – эквивалентный поперечник частиц;

Схл – концентрация жестких частиц, входящих в структуру хлопьев;

Сос – концентрация взвешенных частиц в осадке;

w – скорость восходящего потока в контактном слое осветлителя;

H – высота слоя взвешенного осадка Удаление взвешенных частиц из сточных вод (контактной среды).

Схема аппарата для осветления во взвешенном слое представлена на рис. 5.

Рис. 5. Блок осветлителя: 1 – осветлитель; 2 – желоб; 3 – осадкоуплотнитель.

В осветлителях такового типа имеется зона реакции (процесса коагуляции) и зона осветления воды. Смешивание в зоне реакции создается механическим и гидравлическим методом. Понижение скорости движения воды в зоне осветления достигается повышением площади Удаление взвешенных частиц из сточных вод поперечного сечения осветлителя.

Фильтрование

Фильтрование используют для выделения из сточных вод грубо- и мелкодисперсных взвешенных примесей, удаление которых отстаиванием затруднено.

Механизмы извлечения частиц из воды сводятся к последующим: 1) процеживание, при котором извлечение частиц является чисто ме­ханическим; 2) гравитационное осаждение; 3) инерционное захва­тывание; 4) хим адсорбция; 5) физическая адсорбция; 6) адгезия; 7) коагуляционное осаждение; 8) био выращива­ние Удаление взвешенных частиц из сточных вод. В общем случае эти механизмы могут действовать вместе, и процесс фильтрования состоит из 3-х стадий: 1) перенос частиц на поверхность вещества, образующего слой; 2) прикрепление к поверх­ности; 3) отрыв от поверхности.

Зависимо от количества и нрава примесей, требований к осветленной воде используют фильтры с фильтровальной перегородкой либо зернистой загрузкой.

Фильтрование через Удаление взвешенных частиц из сточных вод фильтрующие перегородки. В качестве перегородки употребляют железные перфориро­ванные листы и сетки из нержавеющей стали, алюминия, никеля, меди, латуни и др., также различные тканевые перегородки. В качестве перегородок используют ас­бестовые, стеклянные, хлопчатобумажные, шерстяные, из искусст­венного и синтетического волокна.

Фильтровальные перегородки делят на органические и Удаление взвешенных частиц из сточных вод неорганические, по принципу дей­ствия — на поверхностные и глубинные, а по структуре — на гибкие и негибкие.

Процесс фильтрования проводят с образованием осадка на по­верхности фильтрующей перегородки либо с закупоркой пор фильт­рующей перегородки.

Скорость фильтрования определяют уравнением:

,

где ΔP - перепад давления, Па;

μ - динамическая вязкость фильтрата, Па·с;

Rос Удаление взвешенных частиц из сточных вод и Rф.п - сопротивление осадка и фильтровальной перегородки соответственно, м-1.

Фильтры с зернистой перегородкой. Фильтр с зернистой перегородкой представляет собой резервуар, в нижней части которого имеется дренажное устройство для отвода воды. На мелкие камешки укладывают слой поддерживающего материала, а потом фильтрующий материал.

Продол­жительность работы фильтра до "проскока" именуют Удаление взвешенных частиц из сточных вод временем за­щитного деяния τз. Его определяют по формуле:

,

где l – толщина фильтрующего слоя; d – размер частиц фильтрующе­го слоя; k и s0 – константы, зависящие от концентрации взвешен­ных веществ в начальной и осветленной сточной воде, v – скорость фильтрования.

Фильтры с зернистой загрузкой используют для доочистки сточных вод, прошедших сооружения био чистки Удаление взвешенных частиц из сточных вод, для выделения нефтепродуктов и смол из сточных вод.

Фильтры с зернистой загрузкой подразделяют последующим образом:

- по скорости фильтрования: неспешные (0,5 м/ч), скоростные (2-15 м/ч), сверхскоростные (более 25 м/ч);

- по конструкции: открытые и закрытые;

- по виду загрузки: тонкодисперсные (размер частиц верхнего слоя загрузки 0,4 мм), среднезернистые (0,4-0,8 мм), крупнозернистые Удаление взвешенных частиц из сточных вод (более 0,8 мм).

Для предотвращения выноса фильтрующего материала с фильтратом используют особые дренажные системы (пористые трубы и плиты, колпачки) либо укладывают фильтрующие материалы на поддерживающие слои (гравий, щебень), размещенные по порядку роста крупности частиц.

При ухудшении свойства фильтрата либо значимом увеличении гидравлического сопротивления фильтра проводится промывка фильтрующего материала загрузки.

Фильтрующие материалы. К фильтрующим Удаление взвешенных частиц из сточных вод материалам предъявляется ряд требований: они должны владеть определенным фракционным составом, механической прочностью, хим стойкостью к воде и ее примесям, должны быть доступны и дешевы.

Фракционный состав зернышек фильтрующей загрузки определяет производительность фильтров (пропускная способность и качество фильтрата). Повышение степени неоднородности зернышек загрузки усугубляет условия промывки фильтров.

Недостающая механическая Удаление взвешенных частиц из сточных вод крепкость содействует повышению гидравлического сопротивления загрузки и уносу материала промывной водой.

Хим стойкость материала загрузки предутверждает загрязнение очищаемой воды и изменение параметров фильтрующего материала в процессе использования.

При выборе фильтрующего материала следует учесть такие причины, как возможность увеличения производительности сооружений, издержки на транспортировку материала и его кондиционирование (дробление Удаление взвешенных частиц из сточных вод, рассев), возможность использования отходов рассева, санитарные условия кондиционирования, долговечность материала.

Из естественных материалов для зернистых фильтров более всего употребляют кварцевый песок и антрацит. Удовлетворительную хим стойкость и механическую крепкость проявляют пески с содержанием кремнезема более 96 %, что имеет место далековато не в каждом месторождении. Обычно советуют речные пески, но они тонкодисперсны Удаление взвешенных частиц из сточных вод. Отличные кварцевые пески имеются в месторождениях северной и средней части РФ. Антрацит используют для фильтров с двухслойной антроцитопесчаной загрузкой, существенно пореже из-за накладности – как самостоятельный материал.

Высочайшей технологической эффективностью отличаются фильтрующие материалы, приобретенные дроблением искусственных пористых материалов. Обычно, эти материалы получают вспучиванием глин либо сланцев при Удаление взвешенных частиц из сточных вод температуре 1100-1250 оС. Эти материалы прибыльно отличает высочайшая межзерновая пористость, развитая удельная поверхность, высочайшая грязеемкость. К ним относятся:

Керамзит (в виде гравия, щебня и песка) и его разновидности – шунгизит, зольный гравий, глинозольный керамзит, вспученный аргиллит и вытерпел. Они все получаются обжигом глин, сланцев и др. пород в печах кипящего слоя.

Аглопорит – сыпучий Удаление взвешенных частиц из сточных вод пористый щебне- либо гравиеподобный материал, который получают при контактном спекании на решетках агломерационных машин песчано-глинистых пород либо золы ТЭС при пылевидном сжигании углей.

Шлаковая пемза – пористый кусковой материал, получаемый поризацией шлака металлургического и хим производств.

Гранулированный шлак ­– сыпучий пористый тонкодисперсный материал, получаемый методом резвого остывания расплава шлаков металлургии и Удаление взвешенных частиц из сточных вод хим производств.

Перлитовый щебень и песок – получают методом обжига приготовленных зернышек из вулканических водосодержащих пород (перлита, обсидана).

Вермикулит – из природных гидратированных слюд.

Главные характеристики таких материалов: большая насыпная масса (кг/м3), крепкость гравия (МПа), объем межзерновых пустот (%), кислото- и щелочестойкость.

Естественными пористыми фильтрующими материалами являются также вулканические шлаки Удаление взвешенных частиц из сточных вод и туфы, но большая часть их месторождений находится не на местности РФ.

Принципиальным обстоятельством будет то, что в качестве фильтрующих материалов употребляют отходы: шлаки металлургической индустрии, отходы угледобычи и углеобогащения, отходы горной индустрии, отходы индустрии стройматериалов.

Примером фильтра с зернистой загрузкой может служить высокоскоростной контактный фильтр (рис. 6).

Рис Удаление взвешенных частиц из сточных вод. 6. Фильтрскоростной контактный: 1 — корпус, 2 — система удаления промывных вод, 3 — система подачи сточных вод, 4 — система подачи промывных вод, 5 — пористый мелкие камешки, 6 — фильтрующий материал.

В ближайшее время разработаны плавающие загрузки – их приготовляют вспениванием гранул в кипящей воде либо паром. Это загрузки на базе полистирола. Находящийся снутри полистирола вспениватель обеспечивает образование микропор снутри гранул Удаление взвешенных частиц из сточных вод. Эти поры могут занимать до 98 % объема гранулки. Замкнутый нрав пор обеспечивает плавучесть гранул. К плюсам плавающих загрузок следует отнести: возможность совмещения в одном сооружении нескольких технологических процессов (отстаивание, двухступенчатое фильтрование и регенерация загрузки); отказ от использования промывных емкостей и насосов; понижение металлоемкости распределительных систем и отказ от гравийно-поддерживающих слоев Удаление взвешенных частиц из сточных вод.

Направления интенсификации процессов фильтрования сточных вод:

· фильтрование в направлении убывающей крупности зернышек загрузки, также укрупнение загрузки с одновременным повышением высоты слоя с целью понижения прироста утрат напора за счет рассредоточения загрязнений в может быть большем объеме;

· применение разных методов подготовительной обработки воды с целью роста плотности и прочности Удаление взвешенных частиц из сточных вод задерживаемых фильтром загрязнений, более равномерного их рассредотачивания в толще фильтрующего слоя;

· применение для загрузки фильтров материалов с высочайшей межзерновой пористостью и развитой удельной поверхностью.


udachlivie-igroki-i-neschastlivie-bogatei-val-zorin-nekoronovannie-koroli-ameriki.html
udachnij-obed-v-otvratitelnoj-stolovoj-10-glava.html
udachnij-obed-v-otvratitelnoj-stolovoj-6-glava.html