Физико-химические методы очистки сточных вод (стр. 1 из 4). Физико химическая очистка сточных вод
10 Лекция. Физико-химическая и биологическая очистка сточных вод
10.1 Физико-химическая очистка сточных вод
Физико-химические методы играют значительную роль при очистке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, химическими и биологическими методами. К физико-химическим методам очистки относятся коагуляция, флокуляция, сорбция, флотация, экстракция, ионный обмен, гиперфильтрация, диализ, эвапорация, выпаривание, испарение, кристаллизация, магнитная обработка а также методы, связанные с наложением электрического поля -электрокоагуляция, электрофлотация.
Коагуляция - это слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции образуются агрегаты - более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления более мелких (первичных).
Одним из видов коагуляции является флокуляция, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, под влиянием специально добавляемых веществ (флокулянтов) образуют интенсивно оседающие рыхлые хлопьевидные скопления.
Эффективность коагуляционной очистки зависит от многих факторов; вида коллоидных частиц; их концентрации и степени дисперсности; наличия в сточных водах электролитов других примесей и других факторов. В сточных водах могут содержаться твердые (каолин, глина, волокна, цемент, кристаллы солей и др.) и жидкие (нефть, нефтепродукты, смолы и др.) частицы.
При коагуляции хлопья образуются сначала за счет части взвешенных частиц и коагулянта или только коагулянта. Образовавшиеся хлопья последнего сорбируют вещества, загрязняющие сточные воды и, осаждаясь вместе с ними, очищают воду.
Сорбция - это процесс поглощения вещества из окружающей среды твердым телом или жидкостью. Поглощающее тело называется сорбентом, а поглощаемое — сорбатом. Различают поглощение вещества всей массой жидкого сорбента (абсорбция) и поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента (адсорбция). Сорбция, сопровождающаяся химическим взаимодействием сорбента с поглощаемым веществом, называется хемосорбцией.
Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки от растворенных органических веществ сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной, химической, нефтехимической, текстильной и других отраслей промышленности. Сорбционная очистка может применяться самостоятельно и совместно с биологической очисткой как метод предварительной и глубокой очистки. Преимуществами этого метода являются возможность адсорбции веществ многокомпонентных смесей и, кроме того, высокая эффективность очистки, особенно слабоконцентрированных сточных вод. Сорбционные методы весьма эффективны для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ с их последующей утилизацией и использования очищенных сточных вод в системе оборотного водоснабжения промышленных предприятий.
В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные глины и др. Эффективными сорбентами являются активированные угли различных марок. Адсорбционные свойства активированных углей в значительной мере зависят от структуры пор, их величины, распределения по размерам. В зависимости от преобладающего размера пор активированные угли делятся на крупно- и мелкопористые и смешанного типа.
Процесс очистки производственных сточных вод, содержащих нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые материалы, методом флотации заключается в образовании комплексов «частицы - пузырьки», всплывании этих комплексов и удалении образовавшегося пенного слоя с поверхности, обрабатываемой жидкости. Прилипание частицы, находящейся в ней, к поверхности газового пузырька возможно только тогда, когда наблюдается несмачивание или плохое смачивание частицы жидкостью.
Наиболее существенные принципиальные отличия способов флотации связаны с насыщением жидкости пузырьками воздуха определенной крупности. По этому принципу можно выделить следующие способы флотационной обработки производственных сточных вод:
1) флотация с выделением воздуха из раствора;
2) флотация с механическим диспергированием воздуха;
3) флотация с подачей воздуха через пористые материалы;
4) электрофлотация;
5) биологическая и химическая флотация.
При относительно высоком содержании в производственных сточных водах растворенных органических веществ, представляющих техническую ценность (например, фенолы и жирные кислоты), эффективным методом очистки является экстракция органическими растворителями - экстрагентами. Экстракционный метод очистки производственных сточных вод основан на распределении загрязняющего вещества в смеси двух взаимо нерастворимых жидкостей соответственно его растворимости в них. Отношение взаимно уравновешивающихся концентраций в двух несмешивающихся (или слабосмешивающихся) растворителях при достижении равновесия является постоянным и называется коэффициентом распределения.
Коэффициент распределения (Кp) зависит от температуры, при которой проводится экстракция, а также от наличия различных примесей в сточных водах и экстрагенте.
Ионный обмен. Гетерогенный ионный обмен, или ионнообменная сорбция — процесс обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы — ионита.
Очистка производственных сточных вод методом ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси (соединения мышьяка, фосфора, а также хром, цинк, свинец, медь, ртуть и другие металлы), ПАВ и радиоактивные вещества, очищать сточную воду до предельно допустимых концентраций с последующим ее использованием в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения.
По знаку заряда обменивающихся ионов иониты делят на катиониты, и аниониты, проявляющие соответственно кислотные и основные свойства, подразделяются на природные и искусственные, или синтетические. Практическое значение имеют неорганические природные и искусственные алюмосиликаты, гидроокиси и соли многовалентных металлов; применяются также иониты, полученные химической обработкой угля, целлюлозы и лигнина. Однако ведущая роль принадлежит синтетическим органическим ионитам - ионообменным смолам.
Характерной особенностью ионитов является их обратимость, т. е. возможность проведения реакции в обратном направлении, что и лежит в основе их регенерации.
studfiles.net
5. Физико-химическая очистка сточных вод
5.1. Метод нейтрализации
Сточные воды, рН которых ниже 6,5 или выше 8,5, перед отводом в канализацию или в водоем подлежат нейтрализации.
Нейтрализация сточных вод (рис. 13) может проводиться следующими способами:
путем смешения кислых и щелочных стоков;
добавлением реализующих реагентов;
фильтрованием сточных вод через нейтрализующие материалы.
Дозу реагентов надлежит определять из условий полной нейтрализации кислот или щелочей, а также выделения в осадок соединений тяжелых металлов. Избыток реагентов надлежит принимать равным 10 % расчетного количества.
Из условия сброса производственных стоков в водоемы или в городскую канализацию следует, что большую опасность представляют кислые стоки, которые встречаются значительно чаще.
Для реализации кислых стоков чаще всего применяется известь. Применение гашеной извести надлежит предусматривать в виде известкового молока 5 %-й концентрации по активной окиси кальция.
Рис. 13. Принципиальная технологическая схема водно-реагентной нейтрализации сточных вод: 1 – усреднители; 2 – смеситель; 3 – контактный резервуар; 4 – отстойник; 5 – уплотнитель осадка; 6 – механическое обезвоживание; 7 – шламовые площадки; 8 – накопитель обезвоженного осадка; 9 – реагентное хозяйство; I – кислые сточные воды; II – щелочные сточные воды; III – нейтрализованные стоки
Расчет водно-реагентной нейтрализации
Доза извести, моль/л,
,
где k – коэффициент запаса реагента, равный 1,1; W – содержание активного вещества в товарном продукте, %; n1 – количество извести на нейтрализацию 1 моль кислоты, моль; n2, n3 – количество извести на нейтрализацию 1 моль металлов, моль.
Расход товарной извести, кг/сут (т/сут),
,
где Q – суточный расход сточных вод, м3/сут; Д – доза извести, г/л.
3. Необходимое количество известкового молока с запасом 5 %, м3/сут,
.
4. Объем смесителя-реактора, м3,
,
где – время контакта сточной воды с регентами, равное 30 мин.
2.3.2.Флотация
Под флотацией понимают сложный физико-химический процесс выделения загрязнений из гомогенных и гетерогенных систем, сопровождающийся всплыванием частиц удаляемых компонентов, закрепленных на пузырьках газа, образующих пену на поверхности жидкости. Флотацию необходимо рассматривать как процесс, сопровождающийся рядом взаимосвязанных механических, физических и физико-химических явлений, где прилипание частиц загрязнений к пузырькам газа является наиболее ответственным.
При оптимальных условиях эффект очистки достигает 85 – 95 %. Процесс образования аэрофлокул – комплексов «частица-пузырек» может быть интенсифицирован за счет применения различных реагентов, которые способствуют гидрофобизации поверхности частиц, повышению дисперсности и устойчивости газовых пузырьков, активации процесса флотации. При флотационной очистке применяют следующие реагенты: соли железа и алюминия, флокулянты марок ВПК – 101, ПЭИ, ППС, ПАА, а также для корректирования рН – едкий натр, известь или кислоту.
Выбор метода флотационной очистки сточных вод является первоочередной задачей, которая должна решаться с учетом подробной качественно-количественной и физико-химической характеристик сточных вод. В настоящее время нет общепринятой классификации способов флотационной очистки. Наиболее распространенной является классификация по способу образования газовых пузырьков в жидкости. При этом чаще всего в области очистки воды применяются флотационные методы, основанные на образовании мелких пузырьков размером от 10 до 500 мкм, которые сравнительно легко могут быть получены при реализации механического, напорного, пневматического и электрохимического методов флотации.
При выводе метода флотации следует принять во внимание, что в настоящее время наиболее широкое применение получил метод напорной флотации, в процессе которого при снижении давления происходит выделение мелких однородных пузырьков.
Напорная флотация
Этот метод используется для очистки сточных вод, которые загрязнены отходами нефти, продуктами ее переработки, жирами, маслами, продуктами органического синтеза, поверхностно-активными веществами, тонкодиспергированными взвесями, имеющими гидравлическую крупность до 0,01 мм/с.
Сущность метода напорной флотации состоит в создании в сатураторе, при давлении 0,20,5 МПа, перенасыщенных газами растворов жидкости и подаче их через дросселирующее устройство во флотационную камеру, где за счет снижения давления до атмосферного происходит выделение газовых пузырьков и образование аэрофлокул, которые в виде пены всплывают на поверхность жидкости (рис. 14).
Установки напорной флотации рекомендуется применять для снижения содержания в сточных водах нефти и нефтепродуктов с 70150 до 1030 мг/л и механических примесей со 100150 до 1015 мг/л. Эффективность очистки сточных вод значительно повышается за счет применения реагентов и рециркуляции сточных вод.
Рис. 14. Принципиальная схема установки напорной флотации с радиальным флотатором-отстойником без рециркуляции: 1 – исходная вода; 2 – отвод осветленной воды; 3 – всас воздуха; 4 – сатуратор; 5 – флотатор; 6 – реактивный водораспределитель; 7 – скребковый механизм
Электрофлотация
Электрофлотацией называют процесс извлечения загрязнений из сточных вод пузырьками газа, полученными в результате электрохимических реакций.
Электрохимический метод флотации загрязнений из сточной жидкости проводится за счет выделения газовых пузырьков, образующихся на электродах при пропускании через них постоянного электрического тока в результате электролиза воды.
В качестве основных факторов, влияющих на процесс флотации, называют следующие: электропроводность раствора, масса газа, находящегося в виде пузырьков в единице объема жидкости, средний радиус газовых пузырьков, солевой состав и рН стоков, материал электродов и степень шероховатости их поверхности, анодная плотность тока.
Метод электрофлотации рекомендуется применять для очистки сильнозагрязненных небольших количеств сточных вод: отработанных моющих растворов; стоков пищевой и масло-жировой промышленности.
В настоящее время разработаны проекты электрофлотационных сооружений производительностью 4050 и 100 м3/ч. Реализация процесса электрофлотации может проводиться по тем же принципиальным технологическим схемам, что и для напорной флотации.
При проектировании электрофлотаторов следует принимать:
продолжительность пребывания в электрофлотационной камере – 20¸30 мин;
общая продолжительность пребывания в электрофлотаторе – 50¸60 мин;
плотность тока – 20¸30 мА на 1 см2 поверхности электродов, напряжение – 12 В.
Расчет флотаторов-отстойников
Исходные данные для расчета отстойника
Время нахождения в отстойнике – 2 ч;
Скорость течения жидкости в горизонтальном и радиальном отстойниках – 25 мм/с;
Гидравлическая крупность – 0,4 0,5 мм/с.
Исходные данные для расчета флотаторов - отстойников
Высота флотационной камеры Нк – 1,5;
Скорость движения воды во флотационной камере к – 3 мм/с;
Продолжительность пребывания во флотационной камере к – 57 мин;
Высота флотатора-отстойника Hф – 3 м;
Скорость движения воды в отстойной зоне ф – 1,3 мм/с;
Время пребывания во флотаторе-отстойнике ф – 20 мин.
Расчетные параметры
Диаметр флотационной камеры, м,
,
где Qф – расход сточных вод, поступающих на один флотатор, м3/ч.
2. Диаметр флотатора-отстойника, м,
.
3. Подбираем типовой проект (табл. П9) и проверяем расчетные параметры.
4. Количество образующейся пены, м3/ч,
,
где Q – расход сточных вод, м3/ч; С, С1 – начальное и конечное содержание загрязнений, мг/л; 0,95 – объемная масса пены, т/м3; 90 – обводненность пены, %.
Расчет электрофлотационных установок
1. Диаметр камеры флотации, м,
,
где Qф– расход сточных вод, поступающих на один флотатор, м3/ч.
2. Диаметр электрофлотатора, м,
.
3. Количество сблокированных электродов, устанавливаемых в камере флотации,
,
где d – расстояние между электродами в осях, равное 1,5 см.
4. Величина тока, А,
I = i·Sa,
где Sa – площадь анодных пластин (табл. 14).
5. Удельные затраты электроэнергии, кВт·ч/м3,
.
6. Общие затраты электроэнергии на обработку жидкости, кВт·ч,
W = Wуд·Q.
Характеристика электродов, устанавливаемых в камере флотации приведена в табл. 15.
Таблица 15. Характеристика электродов, устанавливаемых в камере флотации
| № | Размеры, см | Площадь одного электрода | Количество электродов | ||
| lэ | вэ | бэ | |||
| 1 | 270 | 20 | 0,5 | 10800 | 20 |
| 2 | 200 | 20 | 0,5 | 8000 | 20 |
| 3 | 150 | 20 | 0,5 | 6000 | 20 |
| 4 | 100 | 20 | 0,5 | 4000 | 20 |
| 5 | 50 | 20 | 0,5 | 2000 | 20 |
studfiles.net
Физико-химическая очистка сточных вод
(8, с. 37)
| 1 | Нейтрализация |
| 2 | Флокуляция (объединение коллоидных частиц в рыхлые хлопьевидные агрегаты) и осаждение |
| 3 | Умягчение сточных вод |
| 4 | Очистка скребками и перегонка |
| 5 | Адсорбция, ионный обмен, экстракция |
| 6 | Обратный осмос и ультрафильтрация |
| 7 | Удаление аммиака
|
| 8 | Окислительная очистка сточных вод
|
Сточные воды предприятий (например, нефтеперерабатывающих) вначале подвергаются физико-химической очистке, а затем биологической. Содержание вредных веществ в сточных водах, поступающих на биологическую очистку не должно превышать определенных значений.
Таблица 5
Предельные значения концентрации загрязняющих веществ
в сточных водах нефтеперегонных заводов, направляемых
на биологическую очистку
(5, с.9)
| Вещества и параметры | Предельные значения |
| Масла и жиры | 75 мг / л |
| Сульфиды | 200 мг / л |
| Осаждаемые вещества | 125 мг / л |
| Тяжелые металлы (например, Ni, Cr) | Менее предела токсичности для организмов |
| PH | 5 -9 |
| Температура | 36 оС |
Таблица 6
Усредненные характеристики просачивающихся вод
из хранилищ (свалок) городского бытового мусора
(через 6-8 лет после закладки на хранение)
(5, с.12)
| Значение pH | 6,5 - 9,0 |
| Сухой остаток | 20000 мл / л |
| Нерастворимые вещества | 2000 мг / л |
| Электрическая проводимость (20 оС) | 20000 мкСм / см |
| Неорганические компоненты | |
| Соединения щелочных и щелочноземельных металлов (в расчете на металл) | 8000 мг / л |
| Соединения тяжелых металлов (в расчете на металл) | 10 мг / л |
| Соединения железа (общее Fe) | 1000 мг / л |
| Nh5 | 1000 мг / л |
| SO2- | 1500 мг / л |
| HCO3 | 10000 мг / л |
| Органические компоненты | |
| БПК (биохимическое потребление кислорода за 5 суток) | 4000 мг / л |
| ХПК (химическое потребление кислорода) | 6000 мг / л |
| Фенол | 50 мг / л |
| Детергент | 50 мг / л |
| Вещества, экстрагируемые метиленхлоридом | 600 мг / л |
| Органические кислоты отгоняемые водяным паром (в расчете на уксусную кислоту) | 1000 мг / л |
Но эксплуатация многих станций на основе ила связано со значительными трудностями. Так, при работе станции биологической очистки сточных вод городов образуется около 1,5-2 т отработанного ила в год в расчете на одного жителя. Использование этого ила в качестве удобрения для столовых сельскохозяйственных культур недопустимо, так как он содержит в себе большое количество токсических веществ, не подлежащих разложению. В настоящее время такой ил складируется на суше, занимая значительные территории, и вызывает загрязнение почвенных вод. Причем из ила, прежде всего, вымываются наиболее токсические элементы, содержащие соединения тяжелых металлов, представляющие особую опасность для биосферы. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Из металлов наиболее токсичными являются ртуть, медь, цинк, а также кадмий.
Наиболее перспективным решением этой проблемы является внедрение в практику технологических систем, предусматривающих получение из ила газа с последующим сжиганием остатков иловой массы.
Особую проблему представляет проникновение загрязненных поверхностных стоков в подпочвенные воды. Поверхностные стоки городов всегда имеют повышенную кислотность. Если под городом располагаются меловые отложения и известняки, проникновение в них закисленных вод неизбежно приводит к возникновению антропогенного карста. Пустоты, образующиеся в результате антропогенного карста непосредственно под городом, могут представлять серьезную угрозу для зданий и сооружений, поэтому в городах, в которых существует реальный риск его возникновения, необходима специальная геологическая служба по прогнозу и предотвращению его последствий.
studfiles.net
Физико-химическая очистка сточных вод, химическая очистка сточных вод, физико-химические методы очистки сточных вод
Общие данные
Блочно-модульный водоочистной комплекс (БМВК) УКОС-БИО-ФХ предназначен для комбинированной физико-химической очистки сточных вод. Благодаря применяемым конструктивным решениям, специальным параметрам и режимам работы оборудование обеспечивает стабильность качества получаемой очищенной воды при изменении в широких пределах состава поступающих на очистные сооружения стоков, концентраций различных компонентов в них, а также при высокой неравномерности их поступления в течение суток, по дням недели, месяцам, сезонам.
Комплекс состоит из гидравлически связанных блоков:
- первичный отстойник
- двухступенчатый осветлитель
- механический фильтр
- адсорбционный фильтр
- биодеструктор
- модуль для ультрафиолетового обеззараживания очищенной воды
Осветлители оснащены смесителями и флокуляторами, обеспечивающими эффективное протекание процессов коагуляции, сорбции и образования малорастворимых аммоний- и фосфорсодержащих соединений. Для уменьшения вторичного загрязнения очищенной воды и упрощения эксплуатации очистных сооружений осветлители могут быть дополнительно оснащены электрокоагуляторами с алюминиевыми или стальными электродами.
Технология, применяемая в водоочистном комплексе, отвечает критерию наилучшей доступной.
Область применения
БМВК УКОС-БИО-ФХ может применяться для физико-химической очистки сточных вод на централизованных или локальных очистных сооружениях:
- населённых пунктов курортных районов с сезонным изменением количества проживающего населения
- дачных и вахтовых посёлков
- детских оздоровительных лагерей
- сезонно работающих обособленных гостиниц, пансионатов, мотелей, кемпингов, развлекательных и торговых комплексов
- хозяйственно-бытового стока нетипичного состава и графика поступления (холодная вода, наличие ПАВ и токсинов, перерывы в поступлении стока и пр.)
- строящихся жилых микрорайонов, предприятий и обособленных объектов до момента их подключения к системе централизованного водоотведения
- пищевых предприятий, в сточных водах которых содержатся токсичные примеси для биологической очистки
- предприятий промышленности, транспорта и сферы услуг, работающих в одно- или двухсменном режиме
- удалённых объектов нефтегазового комплекса (компрессорные станции, станции подкачки, месторождения, буровые платформы и пр.)
- при сбросе очищенной воды в водные объекты или на рельеф
Допускается очистка хозяйственно-бытовых, смеси хозяйственно-бытовых и близких по составу производственных сточных вод, а также смеси их с поверхностным стоком.
Физико-химические методы очистки сточных вод
Основное научное направление научно-инженерного центра «Потенциал-2» - теоретические и экспериментальные исследования физико-химических процессов фазово-дисперсного превращения примесей и методов их извлечения при очистке природных и сточных вод. На основе современных достижений химии и технологии воды развита классическая концепция разделения примесей по фазово-дисперсному состоянию, установлены новые закономерности процессов окисления, восстановления, коагуляции и газообразования при электрохимической и химической очистке сточных вод, а также при разделении фаз отстаиванием, флотацией и фильтрованием.
На базе собственных теоретических и экспериментальных исследований разработаны оригинальные методы физико-химической, электрохимической, гидромеханической, флотационной и комбинированной очистки природных и сточных вод и определены высокоэффективные технологические схемы. Научно обоснованы условия создания систем комплексной очистки сточных вод и систем рационального использования очищенной воды в водном хозяйстве, в том числе локальных и централизованных водооборотных систем.
Во всех технологических схемах применяются комбинированные физико-химические методы очистки сточных вод, включающие электрохимическую или химическую обработку, разделение фаз отстаиванием или флотацией и фильтрованием на завершающей стадии. При необходимости технологические схемы дополняются блоками, обеспечивающими биологическое окисление или восстановление примесей, адсорбцию остаточных органических соединений, обессоливание и обеззараживание очищенной воды. Также разрабатываются технологические схемы по индивидуальным заказам с учётом требований Потребителя.
Химическая очистка сточных вод
При необходимости введения реагентов в оборудовании предусмотрена возможность химической очистки сточных вод посредством дозирования требуемых веществ и отделения продуктов реакций на фильтрах-разделителях.
Комплект поставки
В основной комплект поставки входят:
- водоочистной комплекс УКОС-БИО-ФХ
- вспомогательное оборудование и комплектующие изделия (по согласованию с Покупателем)
- паспорт
- руководство по эксплуатации
Исполнение
Оборудование изготавливается из углеродистой стали с антикоррозионным покрытием или нержавеющей стали по согласованию с Покупателем. Возможен комбинированный вариант исполнения, когда из нержавеющей стали изготавливается только блок финишной очистки.
Условия поставки
Срок поставки: 1-3 месяца (в зависимости от типоразмера оборудования, загруженности производства, сроков поставки комплектующих).
Транспортировка: автомобильным или железнодорожным транспортом.
Складирование оборудования: в отапливаемом помещении.
Гарантия
Стандартный гарантийный срок составляет 12 месяцев со дня приёмки оборудования в эксплуатацию. Возможно увеличение срока гарантии за дополнительную плату.
Исходные требования
Установку допускается применять при следующих исходных данных:
- хозяйственно-бытовые сточные воды обычного состава с нормативными концентрациями взвешенных веществ, органических соединений, аммонийного азота, фосфатов, поверхностно-активных веществ
- хозяйственно-бытовые сточные воды, содержащие специфические компоненты - жиры, нефтепродукты, масла и другие
Водоочистные комплексы УКОС-БИО-ФХ малой производительности и вспомогательное оборудование размещаются в стандартных контейнерах, а большой производительности в быстровозводимых зданиях очистных сооружений. В некоторых случаях может предусматриваться подземный вариант размещения УКОС-БИО-ФХ в обслуживаемых подвальных помещениях.
Сточные воды могут поступать на очистные сооружения с УКОС-БИО-ФХ самотёком или подаваться насосной станцией. Приём сточных вод производится в накопитель-усреднитель, оборудованный решёткой и песколовкой.
Блок-схема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод
- накопитель-усреднитель хозяйственно-бытовых сточных вод
- насос подачи сточных вод на водоочистной комплекс УКОС-БИО-ФХ
- первичный отстойник
- осветлители 1-ой и 2-ой ступени со смесителями и флокуляторами
- механический фильтр
- адсорбционный фильтр
- модуль для УФ обеззараживания очищенных вод
- блок приготовления и дозирования реагентов
- блок обработки и обезвоживания осадка
Технические характеристики
| 1. | Максимальная производительность при круглосуточной работе, м3/сут | 20 | 50 | 100 | 200 |
| 2. | Расчётный часовой расход очищаемых сточных вод после усреднения, м3/ч | 0,83 | 2,1 | 4,2 | 8,3 |
| 3. | Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/м3 | 0,1-0,3 | |||
| 4. | Трудозатраты при круглосуточной работе, чел.-час. | 8 | 16 | ||
| 5. | Режим работы | периодический / непрерывный | |||
| 6. | Допустимые перерывы в работе | не лимитируются | |||
| 7. | Объём автоматизации | автоматическое управление | |||
| 8. | Объём технологического контроля | Местный контроль по показывающим и сигнализирующим приборам | |||
| 9. | Качество очищенной воды | Отвечает нормативным требованиям для сброса в водные объекты и на рельеф. Может использоваться для полива. | |||
Примечание: Необходимое количество водоочистных комплексов определяется производительностью очистных сооружений. Допускается применение на очистных сооружениях водоочистных комплексов разной производительности.
Дополнительные услуги
potential-2.ru
Физико-химическая очистка сточных вод - Промышленная экология Библиотека русских учебников
Этот способ включает следующие методы очистки сточных вод: коагуляцию, сорбцию, адсорбцию, дезодорацию, экстракцию и др.
коагуляции преимущественно применяют для очистки сточных вод от эмульсий и суспензий, в состав которых входят коллоидные частицы размером 0,001-0,1 мкм. Эти частицы имеют електрозаряд, который возникает в резу ультати поглощения из водного раствора ионов. Заряд не дает возможности коллоидным частицам слипаться и таким образом увеличивает устойчивость коллоидного раствора. Поэтому в коллоидный раствор добавляют коагулянты (соли а люминию, железа, магния, известь), которые уменьшают електрозаряд коллоидных частиц, вследствие чего они интенсивно слипаются в крупные частицы и оседают на дно очистительной сооруженийуди.
Вместо коагулянтов часто применяют водные растворы полимеров, в молекуле которых содержатся полярные функциональные группы (-ОН,-803Н,-гШ2) - флокулянты. Частицы загрязняющих веществ под действием флокулян нтив превращаются в рыхлую массу, которая оседает на дно сооруженийи.
коагуляции можно осуществлять, пропуская сточные воды через электролизер с анодом, изготовленным из алюминия или железа. Металл анода под действием постоянного электротока переходит в сточную воду, обра орюючы труднорастворимые гидроксиды алюминия или железа. Метод электрохимического свертывания широко применяется для очистки сточных вод от масел, жиров, нефтепродуктов, хроматов и фосфатов [355].
Сорбционное поглощения - один из наиболее эффективных методов глубокой очистки сточных вод от ароматических соединений, неэлектролитов, красителей, гидрофобных соединений
Сорбционное поглощения принципиально не отличается от процесса адсорбции в газовой фазе. Поэтому в инженерной практике этот метод часто называют адсорбционным методом очистки сточных вод. Его применяют д для очистки сточных вод от органических (растворители, разбавители, отходы лакокрасочных материалов и др.) и неорганических (формальдегид, фенол, отходы синтетических смол, аммиак и др.) веществ, если их концентрация в воде незначительна, они биологически не разлагаются и является очень токсичнымними.
Адсорбционное очистки вод бывает регенеративным (вытягивание веществ из адсорбента и их утилизация) и деструктивным (вытягивание вещества из адсорбента и ее уничтожение вместе с адсорбентом)
В инженерной практике применяют адсорбционные установки с последовательным (рис 513, а) и протитичним (рис 513, б) введением адсорбента. Процесс адсорбционного очистки сточных вод происходит при интенсивном ном перемешивании адсорбента с водой, а также фильтровании воды через слой адсорбента. При смешивании адсорбента с водой используют активированный уголь. Процесс может иметь один или несколько ступеней. Экон омического целесообразными являются многоступенчатые установки (рис 513, а). При этом на первом этапе вводят столько адсорбента, сколько необходимо для уменьшения концентрации загрязняющих веществ от. Сп до. С1, пис ля чего адсорбент выводят из цикла из-за отстаивания или фильтрования, а сточную воду направляют на второй этап очистки, где вводится свежий адсорбенй адсорбент.
После окончания процесса адсорбции на втором этапе концентрация загрязняющих веществ в воде уменьшается от. С, до. С2 т.д.
Конечную концентрацию загрязняющих веществ в сточной воде после очистки в многоступенчатых установках с п степенями определяют по формулам [35]:
- с последовательным введением адсорбента:
- с протитичним введением адсорбента:
где. Сп и. Ск - начальная и конечная концентрации загрязняющих веществ в сточной воде, мг/м8; V - объем сточной воды, м8; к - кое-
Вис 513. Схема адсорбционных установок: а - с последовательным введением адсорбента: 1 - смесители 2 - отстойники б - с протитичним введением адсорбента: 1 - смесители 2 - отстойники 3 - приемники 4 - насосы
эффициент распределения загрязняющих веществ в сточной воде (А-0,7-0,8) т - расход адсорбента (активированного угля), определяют по формуле
Необходимое количество ступеней определяют по формулам [35]: - для установок с последовательным введением адсорбента:
- для установок с протитичним введением адсорбента:
Скорость фильтрования сточных вод через слой адсорбента зависит от концентрации растворенных веществ и колеблется от 2-4 до 5-6 м3 / (м2/час). Вода в адсорбере движется снизу вверх, постепенно заполняю кая его. Размер частиц адсорбента принимают в пределах 1,5-5 мм. При меньших размерах зерен активированного угля возрастает сопротивление фильтрования воды. Уголь укладывают на слой гравия, размещенного на решетке. Чтобы не допустить забивания адсорбента, сточная вода не должна содержать твердых взвешенных домишомішок.
Эффективность адсорбционного очистки сточных вод достигает 80-96%
Ионная очистка сточных вод применяют для извлечения из вод металлов, а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных веществ. Этот метод позволяет рекуперуваты ценные вещества при висок кому степени очистки. Ионный обмен распространен при обессоливании воды в процессе водоподготовки для питания паровых котлаів.
Ионный обмен - это процесс взаимодействия раствора с твердыми примесями, обладающий свойствами обменивать свои ионы на другие, имеющиеся в растворе. Такой метод очистки сточных вод широко применяется на энер гетичних предприятиях.
Для очистки сточных вод с неприятным запахом используют такие методы дезодорации: аэрацию, хлорирование, ректификацию, экстракцию, озонирование и др.. Наиболее эффективным считается метод аэрации
дезодорации применяют на металлургических, химических, деревообрабатывающих предприятиях для извлечения из сточных вод аммиака, сероводорода, альдегидов и углеводов и т.п., которые предоставляют им неприятного запаха
На рис 514 приведена схема дезодорацийнои установки. Удаление неприятно пахнущих веществ осуществляется в тарельчатых колонке колпаковых типа. Сточная вода растекается, образуя пленки на тарелках, как ки контактируют с продуть перегретым водяным паром. Затем водяной пар с выделенными загрязняющих веществ поступает в насадков колонки 2, орошается раствором луг лугу.
Рис 514. Схема дезодорацийнои установки для очистки сточных вод: 1 - тарельчатая колонка 2 - насадков колонка
Для очистки 1 м3 сточной воды на 85-90% расход водяного пара составляет 60 кг, концентрация щелочи - 40 г на литр воды
Экстракция - это процесс изъятия из сточных вод полезных веществ с помощью экстрагентов с такими свойствам: высокой екстрагувальною, селективной способностью; незначительной растворимостью в воде плотностью ю, отличной от плотности воды; незначительным удельным теплом испарения; небольшой теплоемкостью; взрывобезопасность и нетоксичность; небольшая стоимость.
Экстрагирование веществ из сточных вод может осуществляться по следующим методам: перехреснопотоковим, ступенчато-протитичним и непрерывно-протитичним. Количество экстрагента, необходимого для экстракции, вы изначають по формуле [1]
где то - удельный расход экстрагента для одной экстракции, кг/м8; п - число экстракций;. Параметры - объем сточных вод, подлежащего экстракции, м3
Жидкостная экстракция применяется при производстве древесностружечных, древесноволокнистых плит и клееной фанеры, для очистки сточных вод от фенолов, масел, органических кислот, ионов металлов и др.. Целесообразно ность использования экстракции для очистки сточных вод определяется концентрацией в них органических примесей. Экстракция может быть экономически выгодной, если стоимость изъятых веществ компенсирует все затра ты ее проведения. Для каждого вещества существует концентрационный предел рентабельности ее извлечения из сточных вод целом можно считать, что большинство веществ при концентрации выше 3-4 г / л целесообразнее. Удалите ты экстракцией, чем адсорбцией. При концентрации менее 1 г / л экстракцию следует применять в особых случаяадках.
Очистка сточных вод экстракцией состоит из трех этапов. Первый этап - интенсивное смешивание сточной воды с экстрагентом (органическим растворителем). В условиях развитой поверхности контакта между жидкостями и образуются две жидкие фазы. Одна фаза - экстракт - содержит удаленную вещество и экстрагент, вторая - рафинат - сточную воду и экстрагент. Второй этап - разделение экстракта и рафината, третий - регене рация экстрагента из экстракта и рафинатнату.
Чтобы снизить содержание растворенных примесей до концентраций, ниже предельно допустимых, необходимо правильно выбрать экстрагент и скорость его подачи в сточную воду
На рис 515 приведена схема многоступенчатой ??протитичнои экстракционной установки. Эта установка имеет вид батареи смесителей и отстойников. На каждой ступени применяется смеситель воды с экстрагентом и отстойныейник.
Рис 515. Схема многоступенчатой ??экстракционной установки: 1-3 смесители;. Г-3 '- отстойники
Установка работает следующим образом. Свежий экстрагент и сточная вода поступают с противоположных сторон. На первой ступени сточная вода с незначительным содержанием примесей перемешивается со свежим экстрагентом, а на остальное нем степени сточная вода, значит, смешивается с экстрагентом, который уже содержит значительное количество изъятой вещества. Такое движение потоков способствует значительной движущей силе процесса экстракции и эффективному очистке сточных вовод.
Комплексная очистка сточных вод - один из методов физико-химической очистки, характеризуется экономичностью, высокой устойчивостью и очистительной способностью. Этот метод применяют для одновременного очистки бытовые утових и производственных сточных вод.
На рис 516 приведена схема комбинированной установки для комплексной очистки сточных вод
Рис 516. Схема установки для совмещенного очистки бытовых сточных вод: 1, 7 - усреднители; 2,8 - первичные отстойники 3 - смеситель, 4 - аэротенк, 5 - вторичный отстойник, 6 - емкость для обезвреживания, 9 - котельная, 10 - метатенк, 11 - аппарат для обезвоживания осадка
Опишем принцип работы установки. Бытовые сточные воды поступают в усреднителя 1, а затем до отстойника 2. После освещения вода попадает в смеситель. С, где смешивается с производственной сточной водой от дстийника 6 *. Далее смесь бытовых и производственных сточных вод попадает в аэротенк. Удаление активного ила во вторичном отстойнике 5 сточные воды обезвреживаются хлором и выбрасываются в водоем аб в направляются для использования в технологическом процессцесі.
Осадок из отстойников 2 и 8 поступает в метатенка 10 выделенных в процессе обезвреживания газ из метатенка подается в котельную 9 для сжигания, а осадок обезвреживается и подается на переработку в удобрения
uchebnikirus.com
Физико-химические методы очистки сточных вод
****************************************************************************************************************
Вид содержащихся в воде загрязнений определяет характер флотационной обработки: одним воздухом или воздухом в сочетании с различными реагентами, прежде всего коагулянтами Использование коагулянтов позволяет значительно повысить эффективность флотационной очистки и удалять загрязнения находящиеся в воде в виде стойких эмульсий и взвесей, а также в коллоидном состоянии.
Важное значение имеют также условия и способы удаления пены.
Пена образуется на поверхности воды в результате всплывания пузырьков воздуха, несущих на себе удаляемые из воды примеси. Она должна быть достаточно прочной и не допускать попадания загрязнений в воду. Кроме того, пена должна обладать определенной подвижностью при перемещении её к сбросным устройствам. Устойчивость и подвижность пены зависит от свойств и количества реагентов и загрязнений, вносимых в пенный слой. Стабилизации пены способствует наличие в воде хлопьев коагулянта, мелких частиц взвеси и поверхностно-активных веществ. Как правило, удаление пены из флотатора производят либо кратковременным подъемом уровня воды с отводом ее через лотки, расположенные равномерно по площади камеры, либо с помощью скребковых механизмов (пеногонов), перемещающих пену к сборным лоткам.
****************************************************************************************************************
Метод пневматической флотации. Данный метод основан на подаче сжатого газа (воздуха) в аэрационно-распределительную систему флотокамеры.
Аэрационная система представляет собой мелкопузырчатые аэраторы различных типов – мембранные дисковые аэраторы, перфорированные резиновые шланги, пористые трубы и пластины и т.д. Газ под давлением проходит через отверстия аэраторов и в виде пузырьков одинакового диаметра выходит в очищаемую жидкость. Пузырьки под действием силы Архимеда всплывают, встречая на своем пути частицы загрязнений и образуя с ними довольно устойчивые комплексы.
За счет равномерной подачи воздуха и образования пузырьков с одинаковыми размерами обстановка во флотационной камере спокойная, что обеспечивает надежный подъем флотокомплексов и получение устойчивого пенного продукта.
****************************************************************************************************************
Метод напорной флотации. Сущность этого метода заключается выделении пузырьков газа из пресыщенного раствора при перепаде давления. Газ выделяется в виде микропузырьков, зарождающихся непосредственно на частицах загрязнения, образуя прочные флотокомплексы. В данном методе во флотационную камеру подается два потока воды: очищаемая вода и рабочая жидкость (вода насыщенная растворенным газом в количестве 10% от общего потока). Рабочая жидкость готовится в сатураторе – аппарате, где происходит растворение газа. Рабочее давление в сатураторе составляет 3-9 Бар, время растворения не более 5 минут. В качестве рабочей жидкости может использоваться или исходная вода, но при этом усложняется эксплуатация, или очищенная вода, при этом увеличиваются габариты флотокамеры.
Очищаемая вода равномерно вводится во флотокамеру. Поток рабочей жидкости вводится через форсунки с высокой скоростью - 15-20 м/с. В результате резкого снижения давления на частицах загрязнений выделяется газ и протекает флотационный процесс.
Способ напорной флотации позволяет путем регулирования давления легко изменять количество растворенного воздуха и размер пузырьков, вводимых в обрабатываемую воду, в зависимости от состава взвеси в исходной воде.
Основные достоинства и недостатки метода напорной флотации.
Процесс напорной флотации отличается высокой эффективностью захвата мельчайшими пузырьками воздуха частиц загрязнений за счет того, что пузырьки выделяются из раствора непосредственно на загрязнениях, образуя хорошо сохраняющиеся флотокомплексы. Прочность флотокомплексов обеспечивается за счет малости размеров пузырьков, а также за счет того, что на одной частичке может образоваться несколько пузырьков. Однако скорость подъема таких флотокомплексов довольно низкая, а порой мельчайшие пузырьки не могут поднять частицу и комплекс находится во взвешенном состоянии, что можно увидеть при помощи стереомикроскопа. Таким образом, при напорной флотации обеспечивается прочное слипание пузырьков с загрязнениями, но при этом наблюдается небольшая скорость подъема образующихся флотокомплексов.
****************************************************************************************************************
Метод механической флотации.
Основным элементом в данном методе является импеллерный блок, включающий электродвигатель и импеллер в обсадной трубе.
За счет высокой скорости вращения создается воронка и разряжение в нижней части, через отверстия обсадной трубы подсасывается воздух и попадает под вращающиеся лопатки, которые его дробят на мелкие пузырьки. Именно эти пузырьки и распределяются по объему жидкости и благодаря им протекает процесс флотации. Мелкие флотокомплексы, не успевшие подняться, задерживаются в тонкослойном осветлителе.
****************************************************************************************************************
mirznanii.com
