Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
11.3.1. Механические способы обработки сточных вод
Эти методы применяются в основном для очистки от суспензированных и эмульгированных примесей при осветвлении сточных вод.
Взвеси сточных вод состоят, как правило, из полидисперсных частиц, скорости осаждения которых различны.
Механические методы применяют главным образом для очистки от грубодисперсных примесей. Достигается эта очистка за счет отстаивания в отстойниках периодического или непрерывного действия. Наиболее распространены пескоотстойники для отделения песка (песколовки), а также первичные и вторичные отстойники сооружений биологической очистки.
Песколовки могут быть двух типов, различающихся по принципу осаждения песка: под действием силы тяжести или центробежной силы. Эти установки удаляют песок с размером частиц 0,15—
373
Схема 6. Способы обработки сточных вод
Способы обработки сточных вод
Механические
±
Физико-химические
Биологические
Решетки, дробление
Флотация
Гомогенизация
Фильт-
рация
Песколовки
Нефтеловушки
Осаждение
Нейтрализация
Окисление в прудах аэрации
Окисление — восстановление
Флокул я-ция
Адсорбция на активированном угле
Ионный обмен
Обратный осмос
Электрохимия
Окисление с помощью биофильтров
Окисление с помощью активного ила ,
Анаэробное окисление
Нитрификация -денитрификация
О 1
2 3 4 Время, V
5
Рис. 58. Кривые осаждения (1, 2) и уменьшения БПК5 (3) в зависимости от времени гидравлического удерживания воды в отстойнике
превращается, по сути, в
0,20 мм. Для таких частиц скорость потока воды можно поддерживать в интервале 0,3—0,4 мс"1. Установки удаляют 0,01—0,1 м3 песка на 1000 м3 сточных вод.
Осаждение взвешенных частиц производится в отстойниках. На станциях биологической очистки первичный отстойник служит в качестве осадителя взвешенных частиц размером 10—50 мкм, вторичный — для осаждения активного ила. На рис. 58 приведены кривые осаждения взвешенных частиц и уменьшения ХПК в первичном отстойнике в зависимости от времени удерживания сточной воды в отстойнике. Видно, что по прошествии 2—3 ч эффективность осаждения резко снижается. В реальных очистных сооружениях время пребывания сточных вод в отстойнике не превышает 5—6 ч. При большем времени контакта отстойник септиктенк (см. п. 10.3.2).
Другой способ очистки от грубодисперсных примесей — флотация: перенос веществ из жидкости на ее поверхность с помощью пузырьков газа. Комплексы частица — пузырек газа всплывают и затем удаляются с поверхности воды. В зависимости от методов получения газовых пузырьков в воде на практике используют несколько способ флотационной очистки сточных вод: 1) механическое дробление воздуха с помощью турбин, форсунок, пористых пластин и т.д.; 2) образование пересыщенных растворов воздуха в воде — создание вакуума либо, напротив, предварительное насыщение воды воздухом йод давлением; 3) электрофлотация — образование пузырьков газа при электролизе воды.
Прочность комплекса частица — пузырек газа, определяемая силами поверхностного натяжения на границе раздела частица — воздух — вода, выше для гидрофобных частиц.
Различают также ионную флотацию, основанную на способности неорганических ионов образовывать с ПАВ гидрофобный продукт, который затем сорбируется на межфазовой поверхности газ — жидкость.
Удаление частиц из флотационной установки происходит в виде пенного продукта. Особенностями данной установки являются необхо-
375
димость обеспечения в ней высокой степени аэрации пульпы, быстрый съем большого количества пены, тонкое диспергирование пузырьков газа по всему объему очищаемой жидкости. Флотационный метод рекомендуется це только для очистки, но и для извлечения из сточных вод ценных продуктов.
Распространенным способом очистки воды от грубодисперсных примесей является фильтрование, особенно необходимое при повторном использовании сточных вод в технологических процессах и в системах оборотного водоснабжения. Применяют фильтры с фильру-ющей перегородкой или с зернистой загрузкой. В качестве загрузки обычно используют мелкий гравий, кварцевый песок или природные глинистые минералы, например клиноптилолит, обладающий сравнительно большой поверхностью абсорбции (до 40 м2/г) и высокими ионообменными свойствами, вследствие чего способен очищать воду от ионов аммония.
Извлечение взвешенных частиц из воды и их закрепление на зернистой фильтрующей загрузке происходят за счет сил прилипания. При этом возможно проскакивание взвешенных частиц в фильтрат. При ухудшении качества фильтра или при увеличении гидравлического сопротивления проводят промывку загрузки фильтра, что обычно достигается за счет создания противотока чистой (фильтрованной) воды.
Фильтровальные перегородки используют обычно в системах динамической фильтрации, когда вследствие тангенциального движения фильтрующей поверхности относительно воды происходит смыв с нее твердых частиц. Обычно применяют вращающиеся горизонтальные барабаны с металлическими сетками и диаметром отверстий 20—60 мкм (микрофильтры). Чем выше содержание в воде взвешенных частиц, тем выше должна быть скорость вращения сетки. Принцип действия такой фильтровальной установки показан на рис. 59.
