Центрифугирование

by admin under Промышленная экология

Интенсификация процессов осаждения взвешенных частиц из сточных вод осуществляют воздействием на них центробежных и центростремительных сил в гидроциклонах и центрифугах.

Используют низконапорные (открытые) и напорные (закрытые) гидроциклоны. Схема их приведена на рисунке 35.

Рисунок 35 – Гидроциклоны а – напорный; б- безнапорный 1 – корпус; 2 – кольцевой лоток; 3 – диафрагма

Гидроциклоны представляют собой цилиндрические аппараты с нижней комической частью. Сточная вода поддается тангенциально. При вращении жидкости под действием центробежной силы внутри гидроциклона образуется ряд потоков. Примеси отбрасываются к стенкам гидроциклона, и собирается в нижней части, осветленная вода поднимается вверх около оси аппарата. Эффективность гидроциклонов около 70 %.

Напорные гидроциклоны изготавливают диаметром 10 – 700мм, высота цилиндрической части равна диаметру аппарата. Скорость потока на входе в гидроциклон достигает 20 м/с, давление 0,15 – 0,4 МПа.

Открытые гидроциклоны имеют большую производительность и меньшее гидравлическое сопротивление, чем напорные. Скорость потока на входе 0,1-3 м/с. Диаметр аппарата 2 – 10 м. Разработаны различные конструкции открытых гидроциклонов: без внутренних устройств, с диафрагмой и цилиндрической перегородкой, многоярусные. В них можно удалить не только осаждающиеся, но и всплывающие примеси.

Для удаления осадков из сточных вод могут быть использованы фильтрующие и отстойные центрифуги. Центробежное фильтрование достигается выпадением суспензии в перфорированном барабане, обтянутом сеткой или фильтровальной тканью. Осадок остается на стенках барабана и его удаляют ножом. Из отстойных центрифуг в системах очистки сточных вод наибольшее распространение получили горизонтальные центрифуги типа ОГШ.

Физико-химические методы очистки сточных вод. Коагуляция

by admin under Промышленная экология

Коагуляция

Коагуляцию в очистке сточных вод применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ, обладающих агрегатной устойчивостью, при коагуляции происходит укрупнение мельчайших коллоидных и диспергированных веществ, происходящих вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения. Завершается этот процесс отделением агрегатов слипшихся частиц от жидкой фазы осаждением.

В качестве коагулянтов используют в основном соли алюминия и железа — сульфаты и хлориды. При введении в осветляемую воду коагулянтов происходит их гидролиз:

Al2(SO4)3 =2Al3+ + 3SO43- 2Al3+ + 3H2O=Al(OH)3 + 3H+

Образующиеся гидроксиды алюминия или железа представляют собой коллоидные вещества, которые сорбируют развитой хлопьевидной поверхностью взвешенные мелкодисперсные и коллоидные загрязнения, а также бактерии, гуминовые вещества и даже ионы тяжелых металлов.

Различают коагуляцию в свободном объеме и контактную коагуляцию, Скорость коагуляции возрастает с увеличением концентрации электролита, в полидисперсных системах коагуляция происходит быстрее, чем в монодисперсных.

На процесс коагуляции влияют также рН, анионный состав воды, выбор коагулянта, температура, условия перемешивания и др. Доза коагулянта от 50 до 700 мг/л.

Для стабилизации и интенсификации процессов очистки воды с помощью коагулянтов. К последним добавляют специальные вещества – флокулянты. В качестве флокулянтов используют высокомолекулярные вещества, хорошо растворимые в воде, такие как крахмал, белковые гидролизные дрожки, но чаще всего синтетические, в частности, полиакриламид. Использование флокулянтов позволяет снизить дозы коагулянтов, уменьшить продолжительность коагулирования, повысить скорость осаждения образующихся хлопьев.

Флокулянты обычно применяют в дополнение к основному коагулянту, реже самостоятельно. Доза флокулянта 0,5 — 2,0 мг/л, концентрация раствора 0,1-1,0 %.

Процесс очистки сточных вод коагуляцией и флокуляцией состоит из следующих стадий: дозирование и смешение реагентов со сточной водой, хлопьеобразование и осаждение хлопьев. Используют растворы коагулянтов с концентрацией 1-10 %.

Для смешения коагулянтов с водой и хлопьеобразования используют смесители и камеры хлопьеобразования гидравлического и механического типа. Конструкции смесителей представлены на рисунке 37.

Рисунок 37 – Смесители а – дырчатый; б – перегородчатый; в – вертикальный

Скорость движения воды в лотке, где установлены перегородки, 0,6 м/с, в отверстиях перегородок или проемов 1 м/с. В вертикальном смесители скорость меняется от 1 м/с до 25 мм/с. Камеры хлопьеобразования приведены на рисунке 38.

Рисунок 38 – Камеры хлопьеобразования а – перегородчатая; б – вихревая; б – водоворотная

Перегородчатые камеры конструктивно объединяют с горизонтальными отстойниками, скорость движения воды в коридорах 0,2-0,3 м/с. В вихревых камерах скорость движения воды изменяется от 0,7 м/с (в конической части) до 4-5 мм/с (в верхнем сечении). Водоворотные камеры хлопьеобразования конструктивно объединяются с вертикальными отстойниками, совмещаясь с центральной трубой (коагулятор — осветлитель). Осаждение хлопьев происходит в отстойниках и осветлителях различных конструкций. Иногда стадии смешения, коагулирования и осаждения осуществляют в одном аппар