3.3. Методы глубокой очистки и обеззараживания сточных вод. Методы обеззараживания сточных вод
МЕТОДЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД — МегаЛекции
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
ВОДООТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
Учебное пособие
Допущено Уральским отделением Учебно-методического объединения
вузов РФ по образованию в области строительства в качестве учебного пособия для студентов специальности 270112 – «Водоснабжение и водоотведение» всех форм обучения
Екатеринбург
УДК 628.3
Составители: Ю.О. Григорьев, Н.А. Петрова
Научный редактор: проф. д.х.н. Никифоров А.Ф.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕТОДЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД
2. МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД
3. ТЕРМИЧЕСКАЯ СУШКА И СЖИГАНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД
4. СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
5. СОСТАВ СТОЧНЫХ ВОД И РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ
5.1 Определение расчетных расходов сточных вод
5.2 Определение содержание взвешенных веществ, БПК и приведенного числа жителей
5.3 Расчет качества воды после очистной станции и выбор технологической схемы
5.3.1 Расчет коэффициента смешения сточной воды с водой водоема
5.3.2. Расчет степени очистки по взвешенным веществам
5.3.3 Расчет степени очистки по БПК20
5.3.4 Расчет кислородного режима реки
5.4. Выбор технологической схемы очистки сточных вод
6. РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ ПО ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД
6.1 Исходные данные для расчета
6.2 Приемная камера
6.3Расчет решеток
6.4 Расчет решеток-дробилок
6.5 Расчет песколовок
6.6 Расчет первичных отстойников
6.7 Расчет аэротенков
6.8 Расчет вторичных отстойников
6.9 Расчет установки по обеззараживанию сточных вод
6.10 Расчет контактных резервуаров
7. РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ ПО ОБРАБОТКЕ ОСАДКА
7.1 Расчет илоуплотнителей
7.2 Расчет метантенков
7.3 Расчет узла механического обезвоживания осадка
7.4 Расчет резервных иловых площадок
7.5 Расчет площадок складирования
7.6 Расчет песковых площадок
8 Производственные здания и сооружения
8.1 Административно бытовой корпус
8.2 Насосно-воздуходувная станция
8.3 Водоизмерительные устройства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
Приложение 1. Форма задания на выполнение курсового проекта
Приложение 2. Топооснова места расположения станции
Приложение 3. Типовые проекты основных сооружений
Приложение 4. Пример генплана очистных сооружений
Приложение 5. Схема профиля по движению сточной воды
ВВЕДЕНИЕ
Разработка и проектирование очистных сооружений по обработке хозяйственно-бытовых сточных вод чрезвычайно сложная и актуальная задача.
Для выбора и оптимизации технологических схем очистки сточных вод необходимо рассматривать несколько альтернативных вариантов обработки воды и осадка с целью достижения максимального технологического и природоохранного эффекта.
Выбор технологической схемы очистки воды с привязкой к конкретным условиям следует проводить на основе учета состава и расхода сточных вод, характеристик водоема - приемника сточных вод, места расположения конкретного створа и площади, отводимой под строительство или реконструкцию очистной станции. Поэтому при оптимальном проектировании следует получить необходимые параметры каждой технологической схемы, позволяющие решить поставленные задачи.
Технологическую схему надлежит рассматривать как систему, состоящую из подсистем, включающих операции по очистке воды, обработке осадка, обеззараживанию очищенных стоков и принимать в соответствии со СНиП [1], рекомендациями специализированных научно-исследовательских организаций, а также практикой проектирования очистных сооружений. Следует учитывать, что ряд узлов технологической схемы: обеззараживание очищенных сточных вод, обезвоживания осадка не только определяют производительность выбранной технологической схемы, но и оказывают значительное влияние на окружающую природную среду. При проектировании необходимо разрабатывать мероприятия по охране окружающей среды особенно в части охраны земельных ресурсов и водных объектов.
МЕТОДЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД
Из практики очистки сточных вод известно, что при первичном отстаивании количество бактерий группы кишечной палочки (БГКП) сокращается на 30-40%, а после вторичных отстойников на 90-95%. Следовательно, для полного освобождения сточных вод от патогенных бактерий и вирусов необходимо применение специальных методов обеззараживания.
Для дезинфекции сточных вод применяются хлорирование, озонирование, ультрафиолетовое облучение [2,3].
Для обеззараживания сточной воды хлорированием используют хлорную известь, хлор и его производные, под действием которых бактерии, находящиеся в сточной воде, погибают в результате окисления веществ, входящих в состав протоплазмы клеток.
Несмотря на высокую эффективность в отношении патогенных бактерий, хлорирование при дозе остаточного хлора 1,5 мг/л не обеспечивает необходимой эпидемической безопасности в отношении вирусов. Другим негативным свойством хлорирования является образование хлорорганических соединений и хлораминов. Хлорорганические соединения обладают высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью, способны аккумулироваться в донных отложениях, тканях гидробионтов и, в конечном счете попадать в организм человека.
Хлор, добавленный к сточной воде, должен быть тщательно перемешан с ней, а затем находиться в контакте со сточной водой не менее чем 30 мин, после чего количество остаточного хлора должно быть не менее 1,5 г/м3.
Узел получения хлорной воды при применении газообразного хлора включает хлораторную, смеситель, контактные резервуары. В хлораторной после баллонов - испарителей газообразный хлор проходит грязевик, фильтр и затем подводится через хлораторы ЛОНИИ-100 к эжекторам индивидуального изготовления, в которые насосами-повысителями подается водопроводная вода. Хлорная вода из хлораторной подается по закрытому хлоропроводу в смеситель перед контактным резервуаром.
Кроме соединений хлора, для очистки сточных вод могут быть использованы соединения брома и йода, например, хлорид брома. Взаимодействие хлорида брома в воде сходно с поведением хлора. Йод также не находит применения в процессах очистки сточной воды из-за высокой стоимости: при сравнении эффективности дезинфекции одинаковых сточных вод дезинфекция йодом стоит в 15-20 раз дороже, чем дезинфекция хлором.
Наиболее распространенным химическим методом обеззараживания воды с использованием соединений кислорода является озонирование. Озон обладает высокой бактерицидной активностью и обеспечивает надежное обеззараживание воды даже по отношению к спорообразующим бактериям. Благодаря сильной окислительной способности озон разрушает клеточные мембраны и стенки. Обработка сточных вод озоном на заключительном этапе позволяет получить более высокую степень очистки и обезвредить различные токсичные соединения.
Исследования по токсикологической оценке озонирования показали отсутствие негативного воздействия обеззараженной воды на организм теплокровных животных и человека.
В отечественной практике применяются трубчатые озонаторы различной конструкции (озонаторы типа ОПТ изготовляются Курганским заводом химического машиностроения). Они работают при частоте тока 50 Гц. Озонаторы комплектуются необходимыми средствами управления и контроля, автоматическими блоками компремирования воздуха, осушителями воздуха, водоотделителями, автоматическими блоками с озоном или с его водными растворами, которые изготовлены из устойчивых противокоррозионных материалов - нержавеющей стали, алюминия или пластических масс.
Основные факторы, сдерживающие и затрудняющие широкое использование озона, обусловлены относительно высокой его себестоимостью, что определяется невысоким качеством озонаторных установок промышленного типа, пропускной способностью 10-50 кг/ч и малой степенью использования (50 - 70%) озона в существующих конструкциях смесителей с водой.
Ультрафиолетовое обеззараживание является наиболее прогрессивным методом в существующей технологии обеззараживания, обеспечивающим не только высокий бактерицидный эффект, но и большую производительность. Предлагаемый способ не требует введения в воду химических реагентов, не влияет на вкус и запах воды и действует не только на бактериальную флору, но и бактериальные споры. Бактерицидное облучение действует почти мгновенно и, следовательно, вода, прошедшая через установку, может сразу же поступать непосредственно в водоем.
Из числа возможных альтернатив хлорирования в технологической схеме очистки сточных вод предпочтение можно отдать применению ультрафиолетовых лучей, так как дезинфекция с их помощью не оказывает токсического влияния на водные организмы и не приводит к образованию вредных для здоровья химических соединений.
Эффект обеззараживания основан на воздействии ультрафиолетовых лучей с длиной волны 200-300 нм на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Бактерицидный эффект зависит от прямого воздействия ультрафиолетовых лучей на каждую бактерию. Обработанная ультрафиолетовым излучением вода должна иметь достаточную прозрачность, поскольку в загрязненных водах интенсивность проникновения УФ-лучей быстро затухает, что ограничивает использование УФ установок для обеззараживание сточных вод. Обеззараживание воды происходит вследствие фотохимического воздействия на бактерии ультрафиолетовой бактерицидной энергией, излучаемой специальными лампами.
Исследования показали, что для обеззараживания воды могут быть использованы аргон-ртутные лампы низкого давления (ЛНД) так называемые "бактерицидные" и ртутно-кварцевые лампы высокого давления (ЛВД). В данном случае имеется в виду давление внутри лампы при котором происходит испарение металлов (ртути и соединений), приводящее к излучению определенных длин УФ волн. Спектр излучения ЛНД – 254нм, ЛВД 200-800нм.
Достоинство аргон - ртутных ламп низкого давления состоит в том, что основное излучение их совпадает с энергией максимального бактерицидного действия. В ртутном разряде низкого давления (3-4 мм рт ст.) около 70% всей излучаемой мощности приходится на область ультрафиолетовых лучей.
Лампы высокого давления по сравнению с лампами низкого давления обладают более высокой мощностью УФ-излучения, но и более низким энергетическим коэффициентом полезного использования излучения. Влияние УФ-установок на сточные воды зависит от типа ламп. Лампы с высокой энергией излучения и "размытым" спектром излучаемых волн наряду с бактерицидным эффектом обладают эффектом окислительного воздействия. Механизм такого воздействия заключается в образовании свободных радикалов и пероксида водорода при фотолизе. Распад пероксида водорода в сточной воде сопровождается образованием вторичных свободных радикалов, вовлечением кислорода и растворенных в воде ионов металлов в процессы окисления загрязняющих веществ. Негативным последствием "размытого" спектра является процесс интенсивного потемнения кварцевых чехлов под действием излучения, что снижает КПД и срок использования ламп.
Ртутно-кварцевые лампы высокого давления (400 - 800 мм рт. ст.) имеют потребляемую мощность 1000 - 2500 Вт и излучают большое количество концентрированной бактерицидной энергии, поэтому они вполне применимы для обезвреживания больших масс воды, имеющей небольшое бактериальное загрязнением и хорошие санитарно-химические показатели. Максимально допустимый срок службы ламп установлен 4500 - 5000 часов фактической продолжительности горения.
В настоящее время наиболее эффективными и надежными в эксплуатации являются установки ультрафиолетового обеззараживания НПО «Лит», разработаные для обеззараживания воды совместным воздействием Уф-облучения и фотолитического озона. Установка состоит из эжектора специальной конструкции, установленного на входе в блок обеззараживания, трубопроводов с запорной арматурой и пускорегулирующей аппаратуры
При расчете установок для обеззараживания воды интенсивность бактерицидного излучения необходимо определять на расстоянии 1м от центра ламп. Расчетная величина бактерицидного потока ламп должна приниматься на 30% ниже номинала, так как именно на эту величину происходит ослабление потока в конце срока службы ламп. Надо учитывать коэффициент поглощения водой бактерицидного излучения a, который зависит от санитарно-химических показателей обрабатываемой воды. Наибольшее поглощение вызывает цветность воды, тогда как содержание в воде солей жесткости оказывает на поглощение малое влияние при обработке питьевой воды. То же можно отнести и к сточной воде, чем выше загрязненность по взвешенным веществам и БПК, тем меньше коэффициент поглощения, который следует в каждом конкретном случае определять экспериментально.
Немаловажное значение при обработке воды бактерицидными лампами является сопротивляемость бактерий воздействию излучения. Находящиеся в воде микроорганизмы обнаруживают различную сопротивляемость действию бактерицидных лучей. Критерием стойкости различных видов микроорганизмов может служить количество бактерицидной энергии, необходимой для заданной степени обеззараживания воды, выраженной отношением конечного количества бактерий «Р» к их начальному количеству «Р°» в единице объема воды. Это отношение называется степенью обеззараживания.
Коэффициент сопротивляемости облучаемых бактерий характеризует количество бактерицидной энергии и зависит от вида бактерий. Эффект обеззараживания воды определяется по количеству оставшихся в живых бактерий кишечной палочки, так как они имеют повышенную сопротивляемость воздействию бактерицидных лучей по сравнению с патогенными
megalektsii.ru
Дезинфекция сточных вод
Категория: Очистка сточных вод
Дезинфекция сточных вод
После биологической очистки количество бактерий в сточных водах значительно уменьшается. Так, при биологической очистке на искусственных сооружениях (на биофильтрах или аэротенках) общее содержание бактерий уменьшается на 95%. при очистке на полях орошения— на 99%- Однако полностью уничтожить болезнетворные бактерии можно только обеззараживанием сточных вод. Сточные воды обеззараживают различными способами: хлорированием, электролизом, бактерицидными лучами и др.
Наибольшее распространение получил способ хлорирования сточных вод. Хлор вводят в сточную воду или в виде хлорной извести, или в газообразном виде. Количество активного хлора, вводимого на единицу объема сточной воды, называется дозой хлора и выражается в граммах на 1 м3 (г/м3).
По СНиП 2.04.03-85 расчетную дозу активного хлора следует принимать: после механической очистки сточных вод— 10 г/м3; после полной искусственной биологической очистки—3 г/м3; после неполной искусственной биологической очистки — 5 г/м3. Хлор, добавленный к сточной воде, должен быть тщательно перемешан с ней. Для того чтобы обеспечить бактерицидный эффект, хлор следует держать в контакте со сточной водой до 30 мин, после чего воду можно спустить в водоем.
Установка для хлорирования газообразным хлором состоит из хлораторной, смесителя и контактных резервуаров. В хлораторной устанавливают хлораторы для приготовления раствора хлорной воды из хлоргаза. Хлораторы разделяются на две основные группы: напорные и вакуумные.
На рис. 1 приведена технологическая схема хлораторной. Отбор хлора производится из стальных баллонов объемом 30—55 л. Баллон снабжен сифонной трубкой, опущенной почти до дна, через которую хлор выходит из баллона. В хлоратор подается газообразный хлор. Хлоропровод, идущий к дозатору, присоединяют к промежуточному баллону для впуска жидкого и выпуска газообразного хлора. Расход хлора из баллонов определяют с помощью весов, на которых размещают баллоны с жидким хлором. Из хлоратора выходит хлорная вода с определенной дозой хлора и смешивается со сточной водой. Для смешения используют смесители различных конструкций.
Разработаны электролизные установки для получения гипохлорита натрия из технической поваренной соли. Обеззараживание воды гипохлоритом натрия методом электролиза является одним из видов хлорирования. Схема электролизной установки показана на рис. 2. В приемный бак насыпают поваренную соль и заливают водой. Раствор подается в рабочий бак, где разбавляется водой до концентрации 100—120 г/л. Затем через дозатор электролит поступает в электролизер. Гипохлорит натрия собирается в баке-накопителе, из которого подается в необходимых дозах в зависимости от расхода сточной воды.
Рис. 1. Технологическая схема хлораторной пропускной способностью до 5 кг/ч 1 — весы; 2 — стойки с баллонами; 3 — грязеуловители; 4 — хлораторы; 5 — эжекторы
Рис. 2. Схема установки по обеззараживанию сточных вод электролизом 1 — бак хранения насыщенного раствора соли; 2 —эрлифт первого подъема; 3 — воздухоотделитель; 4 — бачок постоянного уровня воды; 5 — дозатор-смеситель; 6 — газосборник; 7 — электролизеры; 8 — бак-накопитель дезинфектанта; 9 — насос-дозатор; 10 — рециркуляционный эрлифт; 1 — раствор воды; II— раствор гипохлорита натрия;! III — подача воздуха; IV — подача воды; V — выпуск газов; VI — подача дезинфектанта в смеситель очищенной воды
Установки для хлорирования сточной воды хлорной известью применяют на небольших станциях при расходе сточных вод до 1000 м3/сут. Установка состоит из хлораторной, в которой размещены баки для приготовления раствора хлорной извести, вспомогательных устройств, смесителя и контактных резервуаров.
Раствор хлорной извести крепостью 10—15% приготовляют в специальных затворных баках. Из затворного бака раствор перепускают в растворные или рабочие баки, в которые добавляют чистую водопроводную воду для доведения крепости раствора до 2—5%. Из рабочих баков хлорная вода через дозирующий бачок поступает в смеситель.
Для станций средней пропускной способности затворные баки должны иметь механические мешалки, приводимые в движение электродвигателями. Лопасти мешалок и вала делают из дерева во избежание коррозии. Хлорный раствор смешивают со сточной водой в смесителях. Смесители бывают различных конструкций. На небольших станциях аэрации чаще применяют ершовый смеситель, т. е. канал с рядом поперечных перегородок.
Для получения необходимого бактерицидного эффекта смесь хлорной воды со сточной выдерживают в течение 20—30 мин в специальных контактных резервуарах, устраиваемых по типу вертикальных или горизонтальных отстойников.
Обеззараживание сточных вод возможно методом озонирования. Озон энергично взаимодействует с минеральными и органическими веществами. После озонирования количество бактерий уменьшается на 99,8%. Недостаток этого метода — относительная сложность оборудования и высокая стоимость обеззараживания.
Перед спуском очищенных сточных вод в водоем при необходимости производят дополнительное насыщение этих вод кислородом. При достаточном перепаде по высоте уровней площадки очистных сооружений и уровня воды в водоеме устраивают многоступенчатые водосливы-аэраторы, в остальных случаях приходится устраивать специальные барботажные сооружения для насыщения сточной воды кислородом.
Рис. 3. Конструкция рассеивающего выпуска 1 — труба; 2 — обойма выпусков; 3 — гравийная засыпка; 4 — стенка обоймы; 5 —решетчатое дно обоймы; 6 — береговой колодец выпуска; 7 — решетка; 8 — береговой трубопровод; 9 — поперечные стенки обоймы; 10 — крышка обоймы с отверстиями; 11 — щели в трубе; 12 —опорные поперечные трубы
Очистка сточных вод - Дезинфекция сточных водgardenweb.ru
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД
Историческая справка об Озоне
Историческая справка об Озоне В 1857 г. с помощью созданной Вернером фон Сименсом "совершенной трубки магнитной индукции" удалось построить первую техническую озоновую установку. В 1901 г. фирмой "Сименс"
ОЗОНАТОРНАЯ УСТАНОВКА
ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «МОСКОВСКИЕ ОЗОНАТОРЫ» ОЗОНАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ В КОНТЕЙНЕРНОМ ИСПОЛНЕНИИ УОВ.00.000 ОЗОН И ЕГО СВОЙСТВА ОЗОН по реакционной способности занимает второе место,
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД. В сточных водах предприятий содержится значительное количество загрязняющих веществ, в состав которых входят ионы тяжелых металлов, а также различные органические вещества
Технологии очистки сточных вод
Технологии очистки сточных вод www.aquatechcenter.kz L/O/G/O Перспективы в технологиях очистки сточных вод Использование безреагентных и малосточных методов обработки воды Обезвреживание и обезвоживание
ВОДОСНАБЖЕНИЕ И КАНАЛИЗАЦИЯ 5-6/2011
ВОДОСНАБЖЕНИЕ И КАНАЛИЗАЦИЯ 5-6/2011 СОВРЕМЕННЫЕ РЕШЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОИСТОЧНИКОВ НА ОБЪЕКТАХ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ г. НОВОСИБИРСКА
Природоохранные мероприятия в СПб
Природоохранные мероприятия в СПб Петрова И.В. СПб, 2016 Информация ВОДОКАНАЛА: На сегодняшний день в городе проходят очистку уже 98,5%сточных вод 1. КАНАЛИЗОВАНИЕ И ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД Генеральная схема
Проверка питьевой воды 飲料水の検査
Проверка питьевой воды 飲料水の検査 Мы открываем обычный водопроводный кран и наливаем стакан воды. 私たちは普通の水道蛇口をひねってコップに水を注いでいる Но можно ли её пить? だがそれは飲んでもいいのだろうか? Некоторые употребляют её без опаски, другие
I и II 1,5 III 1,2 IV 0,7
Определение содержания остаточного активного в водопроводной воде г. Новороссийска и выявление влияния фильтрации на показатель содержания в воде. Цымбал Е.П., Полуляхова Н.Н, Мотрук А.В.,Черненко А. Г.,
УСТАНОВКА ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ ОДВ-ОБ
ООО «НПО «КРИСТАЛЛ» УСТАНОВКА ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ ОДВ-ОБ ПАСПОРТ РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИЮ АЮ 40 1 В настоящее время УФ обеззараживание это один из наиболее перспективных методов обеззараживания
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Выполнила: ученица 11 г класса МБОУ лицей 1 Ахматханова Фарида Фарисовна Руководитель: учитель химии Маркова Наталья Владимировна Цель: изучение различных видов
СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД
СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД МОСКВА 041 СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД Область применения оборудования Система очистки предназначена для улавливания из поверхностных сточных вод взвешенных
Автор: Киньябаева Гульюзум
Автор: Киньябаева Гульюзум На нашей планете водоемов намного больше, чем земли. Приблизительно три четверти земного шара заняты водой, и лишь четверть остается суше. Но не смотря на это охранять надо именно
32,0 25,0 1 6,0 4,6 0,78 4,3 3,8 2,9 0,3 0,2 3,8 2,9 26,2 2,6 2,2
Исследования сбросов сточных вод в реки Санкт-Петербурга ноябрь 201 2 В конце октября 201 2 года представители Гринпис провели обследование акватории рек Санкт-Петербурга (www.greenpeace.org/russia/ru/news/24-1
Лекция 14. Очистка сточных вод
Лекция 14 Очистка сточных вод Для очистки оборудования (в основном котлов) от отложений применяют предпусковые и эксплуатационные промывки различными химическими растворами. Обязательными являются промывки
docplayer.ru
3.3. Методы глубокой очистки и обеззараживания сточных вод
по табл. 3.1 и 3.2 [3].) и проверяется на допустимые потери напора, принимаемые по п. 11.3*[1].
Потери давления в водосчетчиках h, м, определяют по формулеh =Sq2,
где S – гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое согласно табл. 4* [1];q – расчетный секундный расход воды, л/с.
Необходимый (требуемый) напор вычисляется по формуле
Нтр =Нвв +h +Hgeom+ ∑Htotl +Hf,
где Нвв – потери напора на вводе, м;h – потери напора в водосчетчике, м;Hgeom – геометрическая высота подачи воды, определяется как разница отметок диктующего прибора и отметки поверхности земли в точке присоединения ввода к уличному водопроводу, м; ∑Htotl – сумма потерь напора на участках сети, м;Hf – нормированный свободный напор расчетногосанитарно-техническогопробора, определяется по прил. 2 [1].
Пример подбора водосчетчика и расчет требуемого напора
Максимальный суточный расход воды Qмах сут=qсu·U/1000, гдеqсu – норма расхода воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л/сут (принимается по прил.3 [1]).
Qмах сут = 180·99,2/1000 = 17,9 м3/сут.
4 % среднего расхода в сутки максимального водопотребления составляет 17,9·0,04 = 0,72 м3/час. Принимаем водосчетчик типаВCКМ-32с сопротивлениемS = 1,3 м/(л/с)2 (табл. 4*[1]).
Потери напора в водосчетчике h = 1,3·0,8422 = 0,92м, где 0,842 л/с – максимальный расчетный расход через водосчетчик, принят по таблице, приведенной в прил. 8 .
Потери напора на вводе, м, Нвв=i·l, гдеi – единичные потери напора, м. При диаметре ввода 50 ммi = 0,0113 м;l – длина ввода от точки врезки в наружную сеть до водомерного узла, м;l = 22,6 м (принято по генплану).Нвв= 0,0113·22,6 = 0,26 м.
Hgeom = 49,2 + 1,1 − 39,4 = 10,9 м,
где 49,2 – отметка пола верхнего этажа, м; 1,1 – высота расположения диктующего прибора над полом, м.
Hf = 3 м.
Требуемый напор Нтр= 0,26 + 0,92 + 10,9 + 4,872 + 3 = 19,95 м.
studfiles.net
Обеззараживание сточных вод
Выпуск сточных вод в водоемы без предварительного обеззараживания всегда связан с угрозой внесения в них патогенных микроорганизмов, что может создавать эпидемическую и эпизоотическую опасность. Патогенные микробы, попадающие со сточными водами в естественные водоемы, отличаются сравнительно большой устойчивостью (возбудители сибирской язвы, ящура, рожи и чумы свиней, паратифов, бруцеллеза, туберкулеза, паратуберкулеза, листереллеза, лептоспироза и др.). Между тем существующие способы очистки сточных вод не обеспечивают полного освобождения их от патогенных микроорганизмов.
Из очистительных сооружений только правильно эксплуатируемые поля орошения и фильтрации на 98—99% освобождают сточные воды от неспорогенных патогенных микроорганизмов, вследствие чего опасность заражения водоемов практически сводится к нулю, и необходимость дезинфекции отпадает. Все остальные способы очистки хотя и снижают первоначальное содержание микробов, но не устраняют опасность заражения водоемов. Поэтому санитарные правила по спуску сточных вод в СССР предусматривают дезинфекцию до поступления в водоемы, если эти воды создают опасность распространения инфекций.
В первую очередь необходимо обеззараживать сточные воды боен, убойных пунктов, кожевенных, шерстеобрабатывающих и утилизационных заводов, а также биофабрик, ветеринарных клиник и т. п. Весьма эффективный способ обеззараживания сточных вод, зараженных стойкой микрофлорой (сибирская язва и др.), а также яйцами различных гельминтов — термический метод или кипячение их в закрытых сосудах в течение двух дней. Однако ввиду дороговизны и трудоемкости этот метод используют в ограниченных масштабах.
Для обеззараживания сточных вод химическим способом, так же как и питьевой воды (см. выше), применяют хлорную известь или газообразный хлор. Осветленную сточную воду и плотный осадок, полученные после отстаивания, хлорируют отдельно.
При обезвреживании сточных вод хлорной известью надо иметь смесительный бак, бачок для раствора хлорной извести и бачок для дозирования. Газообразным хлором воду обрабатывают в хлораторах. Дозу хлорной извести или хлора устанавливают по результатам бактериологического исследования сточной. воды (предварительной опытной проверки). При этом титр кишечной палочки обезвреженной воды должен быть больше 10. Ориентировочно дозу активного хлора следует принять: для сточной воды после предварительной очень тщательной очистки ее биологическими способами 10—20 мг на 1 л, после тщательной механической очистки 20—30 мг на 1 л и для неочищенной или после не вполне достаточной механической очистки 50—60 мг на 1 л и больше. После смешения хлора со сточной водой контакт их должен продолжаться 1—2 часа.
Необходимо отметить, что на яйца гельминтов хлорирование не действует, и единственно эффективным способом освобождения от них является очистка сточной воды на полях орошения и фильтрации или ее кипячение.
Для обеззараживания сточных вод от возбудителей сибирской язвы достаточно эффективного способа еще не предложено.
В ряде совхозов нашей страны навозная жижа животноводческих помещений обеззараживается на полях фильтрации и полях орошения. Сточную навозную жидкость животноводческих помещений, зараженную неспорообразующими возбудителями, можно обрабатывать хлорной известью в дозе от 2,5 до 3 г хлора на 1 л жижи (А. А. Поляков). После добавления густого раствора (взвеси) хлорной извести в жижесборный колодец жижу тщательно перемешивают и оставляют на 1—2 сутки в покос, а затем вывозят ее на отведенное место. Кроме хлорной извести, можно применять негашеную известь (20%-ную известковую взвесь) в количестве 1 части взвеси на 5—10 частей жижи по объему.
Для обеззараживания навозной жижи, зараженной возбудителями сибирской язвы, А. А. Поляков рекомендует использовать 7,5 г активного хлора на 1 л жижа или 30 г 25%-ной хлорной извести на 1 л жидкости. Если перед хлорной известью на 1 л жижи прибавить 10 мл серной кислоты, то эффективность обеззараживания значительно повысится, и дозу извести можно уменьшить в 2 раза, так как наибольшее действие ее проявляется в кислой среде.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Методы дезинфекции и очистки сточных вод
Навигация:Главная → Все категории → Строительная экология


Похожие статьи:Перечень правовых и нормативных документов по экологии строительства
Навигация:Главная → Все категории → Строительная экология
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум
stroy-spravka.ru
Методы очистки и обеззараживания сточных вод.
Поиск Лекций
Очистка производственных сточных вод предназначается для удаления загрязняющих примесей, извлечения содержащихся ценных веществ и обеззараживания воды перед спуском в водоем. В зависимости от характера и степени изменения свойств примесей различают регенеративные и деструктивные методы очистки сточных вод.
Удаление примесей из сточных вод при использовании регенеративных методов очистки идет без изменения химического строения примесей. Эти методы наиболее эффективны по технико-экономическим показателям и перспективны для применения в системах оборотного водоснабжения и для создания бессточных технологических процессов. К регенеративным методам относятся экстракция, эвапорация, ионный обмен и др.
Деструктивные методы очистки сточных вод основаны на глубоком изменении химического строения примесей, что способствует переходу их в менее сложные или нетоксичные соединения. К деструктивным методам относятся биологические и многие химические способы очистка.
Механические методы очистки сточных вод рассчитаны на удаление грубодиспергированных веществ. К ним относятся извлечение крупных примесей с помощью решеток или сеток, отстаивание воды, фильтрование, центрифугирование. Для некоторых видов сточных вод бывает достаточным применение этих методов для того, чтобы они удовлетворяли требованиям, предъявляемым к воде, поступающей в сеть оборотного водоснабжения или в водоем.
Коагулирование.Этот метод используется для выделения из сточных вод взвешенных и коллоидных примесей. Коагулянт необходимо выбирать так, чтобы знак заряда его коллоидных частиц был противоположен знаку заряда частиц примесей. Вследствие малой агрегативной устойчивости взвешенных веществ доза коагулянта для их удаления будет меньше, чем для коагулирования коллоидных примесей. При коагулировании удаляются примеси, обуславливающие мутность, цветность, снижаются ХПК и БПК.
Перспективным методом очистки производственных сточных вод от коллоидных и эмульгированных примесей служит электрокоагуляция. Этот метод относится к безреагентным, является более технологичным, не требует больших производственных площадей.
Флотация.Применяется для удаления из сточных вод эмульгированных или суспендированных примесей. Сущность флотации в образовании агрегатов «пузырек газа – извлекаемая примесь», которые всплывают на поверхность. Пузырьки воздуха гидрофобны и поэтому гидрофобные частицы примесей вытесняют с поверхности раздела молекулы воды, образуя новые агрегаты «частица примеси – пузырек воздуха». Если пузырек воздуха полностью покроется частицами примеси, то последующие частицы будут прилипать уже на однородную поверхность. Формирующийся пенный слой удаляется механически.
Для более эффективной флотации размер извлекаемых частиц должен находиться в пределах 20-100 нм для суспензий и 100-300 нм для эмульсий. Воздух поступает в воду в тонкодиспегированном состоянии с диаметром пузырьков 15 – 30 нм.
Экстракция.Метод основан на извлечении органических примесей с малой растворимостью в воде с помощью органических растворителей-экстрагентов, в которых эти соединения хорошо растворимы. Для улучшения массообмена экстрагент дозируется в очищаемую воду в тонкодисперсном состоянии. В результате экстракции примесь распределяется между экстрагентом и водой. Процесс осуществляется в несколько стадий, т.к. однократная экстракция не позволяет достаточно полно удалить примеси.
После экстрагирования растворенное вещество извлекается из экстрагента перегонкой.
Пароциркуляционный метод (эвапорация).Метод применяется для удаления из сточных вод веществ, летучих с водяным паром. Он основан на образовании некоторыми органическими соединениями азеотропной смеси с водяным паром. Сущность метода заключается в том, что подлежащая очистке вода, нагретая до 100оС, поступает в колонку с насадкой, которая позволяет увеличить поверхность контакта пара с водой. Навстречу стекающей воде подается водяной пар с температурой 102-103оС и в газовую фазу переходят вещества, летучие с водяным паром.
Сорбционный метод.Сущность метода заключается в концентрировании примесей на поверхности твердого сорбента. Используется для очистки сточных вод от растворенных веществ, находящихся в виде молекул и ионов. Неоспоримое преимущество его в том, что он обладает высокой эффективностью при малой концентрации примесей, когда использование других методов экономически нецелесообразно или вообще невозможно.
Качество очистки зависит от природы сорбента и примесей, от площади поверхности сорбента и условий проведения процесса (статический или динамический). Сорбция в статических условиях заключается в контактировании воды с определенным количеством сорбента в течение некоторого времени и последующим отделением отработанного сорбента. При динамических условиях (многоступенчатая схема) новая порция сорбента приводится в контакт с уже частично очищенной водой, что позволяет достичь практически полного извлечения примесей.
Метод ионного обмена.Используется для очистки сточных вод, содержащих растворенные примеси в виде ионов. Катионы металлов обмениваются на катионитовых фильтрах. Анионы – на сильноосновных анионитах. Обмен крупных органических ионов, содержащихся в сточных водах, осуществляется на крупнопористых ионитах.
Особую группу полимерных ионообменных материалов составляют электоронообменники (редокситы) – окислительно-восстановительные иониты. Они используются для удаления из воды кислорода, галогенов, извлечения благородных металлов, перевода ионов металлов из одной степени окисления в другую. Действие их основано на существовании в структуре ионита активных групп, обладающих окислительными или восстановительными свойствами.
Электродиализ.Метод ранее использовался для опреснения воды, а в последние годы применяется для очистки производственных сточных вод. Основное назначение электродиализных установок – извлечение из обрабатываемой воды ионизированных примесей.
Гиперфильтрация (обратный осмос).В последние годы данный метод стал широко использоваться для очистки производственных сточных вод от растворенных примесей. Преимущества его заключаются в том, что процесс достаточно прост и экономичен. Качество очистки воды настолько высокое, что она без дополнительной обработки может использоваться в водообороте предприятия.
Наряду с гиперфильтрацией для очистки производственных сточных вод от высокомолекулярных веществ применяется метод ультрафильтрации, при которой обработка воды ведется с использованием мембран с большим размером пор.
Химические методы.Основаны на осуществлении химических реакций, в результате которых образуются труднорастворимые соединения, происходит окисление или восстановление примесей, превращение токсичных соединений в нетоксичные. В сточных водах многих производств часто содержатся высокотоксичные соединения: цианиды, соли тяжелых металлов, некоторые органические вещества. Предварительное удаление таких веществ из сточных вод является необходимым.
Сжигание органических примесей.Термический (или огневой) метод обезвреживания применяется для обработки промышленных отходов и высококонцентрированных производственных сточных вод, содержащих органические и минеральные примеси. Возможность применения этого метода определяется свойствами примесей. Серьезной проблемой, возникающей при термической обработке, является очистка отходящих газов. Успешно используется обезвреживание огневым методом в циклонных реакторах. Работа их основана на том, что концентрированные промышленные стоки в тонкодисперсном состоянии подаются в зону огневого факела. Вода испаряется, горючие органические примеси сгорают с образованием нетоксичных газов, а неорганические компоненты выводятся из реактора в виде расплава.
Дезактивация.При современных масштабах техногенного воздействия на окружающую среду вопрос дезактивации воды становится крайне актуальным. Выбор метода дезактивации зависит от активности обрабатываемых вод и химических свойств элемента. По степени активности различают низко-, средне- и высокоактивные воды. Высокоактивные воды концентрируют упариванием, обрабатывают специальными реагентами и выдерживают в особых емкостях до полной дезактивации. Для дезактивации средне- и низкоактивных вод используются методы, используемые для обычной очистки сточных вод (осаждение, Коагулирование с последующим отстаиванием, сорбция, ионный обмен) с некоторыми особенностями. Дезактивация низкоактивных вод может проводиться биологическими методами, основанными на способности микроорганизмов активного ила, биопленки, планктона аккумулировать радиоактивные изотопы. Степень удаления на биофильтрах может достигать 75-95 %.
Общим и существенным недостатком всех методов дезактивации является образование высокоактивных отходов, которые подлежат дополнительной обработке или захоронению.
Обеззараживание. Наиболее распространенным методом обеззараживания воды является обработка газообразным хлором или его кислородными соединениями. При обычных условиях хлор – ядовитый газ с резким запахом, зеленовато-желтого цвета. При -34,6оС и нормальном давлении хлор сжижается. Хлор является очень активным элементом. Он взаимодействует почти со всеми металлами и многими неметаллами. Непосредственно с кислородом хлор не соединяется, но известны его оксиды (Cl2O, ClO2, ClO3, Cl2O7) и кислородсодержащие кислоты (HClO, HClO2, HClO3, HClO4).
В практике применяется свободный хлор, соли хлорноватистой кислоты (гипохлориты) и диоксид хлора (ClO2). При растворении хлора в воде происходит гидролиз с образованием двух кислот: хлорноватистой и соляной. В зависимости от рН основными устойчивыми составляющими водных растворов хлора являются Cl2, HClO, ClO¯ (гипохлорит-ион).
Обеззараживающее действие хлора проявляется в хлорировании и окислении органических веществ, содержащихся в воде.
Механизм бактерицидного действия хлора и его кислородсодержащих соединений заключается во взаимодействии с молекулярными структурами клетки микроорганизма, в первую очередь с ферментами. Потеря биохимической активности фермента может происходить в результате реакций окисления, хлорирования и замещения. Изменения в структуре ферментов ведут к нарушению обменных процессов в клетке и, в итоге, к ее гибели.
Кроме хлора для обеззараживания воды применяются соли хлорноватистой кислоты – гипохлориты кальция и натрия и хлорная известь, содержащая гипохлорит и хлорид кальция.
Хлорная известь представляет собой белый гигроскопичный порошок с характерным запахом. Разлагается под действием диоксида углерода, влаги, воздуха и света.
Хлорную известь получают хлорированием на холоду известкового молока. При растворении хлорной извести происходит взаимодействие с водой с образованием хлорноватистой кислоты. Техническая хлорная известь должна содержать не менее 32-35 % активного хлора.
В последние годы вместо хлорной извести применяют гипохлорит кальция, в котором содержание активного хлора достигает 50-60 %.
Для обеззараживания воды на локальных установках и в полевых условиях применяются органические хлорамины. Это соединения, в которых один или оба атома водорода в аминогруппе — Nh3 замещены атомами хлора. В соответствии с этим различают моно- и дихлорамины. Гидролиз хлораминов в воде происходит значительно медленнее, чем других хлорсодержащих реагентов. Поэтому, активный хлор сохраняется в воде более длительное время. В зависимости от рН в результате гидролиза образуется хлорноватистая кислота или гипохлорит-ион, чем и обусловлено бактерицидное действие хлораминов.
Время контакта хлора с водой, необходимое для обеззараживания воды, составляет 30 минут. Количество введенного хлора должно быть таким, чтобы после окисления примесей в воде остался некоторый избыток активного хлора – остаточный хлор. Его наличие в воде повышает бактерицидный эффект.
Влияние различных видов излучений на микроорганизмы имеет важное экологическое значение, и степень этого влияния определяется длинной волны.
Инфракрасное излучение оказывает тепловое воздействие.
Важное значение имеют световые волны для фотосинтезирующих микроорганизмов, которые не могут развиваться в его отсутствие.
Излучения определенной длины волны видимой части спектра необходимы для жизнедеятельности пигментообразующих бактерий.
Изменение интенсивности освещенности сопровождается перемещением микроорганизмов, находящихся в воде во взвешенном состоянии (фотодинамический эффект). Фотопозитивные (светолюбивые) виды перемещаются в верхние слои. Фотонегативные формы сосредотачиваются в донных отложениях.
К числу наиболее значимых, по своему влиянию на микроорганизмы, относится ультрафиолетовое излучение. Так, на прямом солнечном свету отмирание микробов происходит в тонком слое воды через 20-30 минут. Малые дозы облучения способствуют некоторой стимуляции жизнедеятельности микроорганизмов. Более высокие – прекращают их размножение. Большие дозы – вызывают отмирание микроорганизмов. Ультрафиолетовое излучение с длинной волны от 200 до 300 нм обладает наиболее сильным бактерицидным действием. Это явление можно объяснить образованием свободных радикалов, обладающих высокой реакционной способностью. Инициированные ими реакции ведут к нарушению биохимических процессов обмена веществ. В присутствии кислорода эффект облучения усиливается, что приводит к гибели большого числа микроорганизмов. На этом основании различные источники УФ-излучения определенной длины волны с успехом используются для обеззараживания воды хозяйственно-питьевого и технологического назначения.
poisk-ru.ru