Специальные методы очистки воды Улавливание твердых частиц

Очистка сточных вод от твердых частиц в зависимости от их свойств, концентрации и фракционного состава осуществляется методами

• процеживания,

• отстаивания,

• отделения твердых частиц центробежным способом,

• фильтрованием.

Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод - предназначено для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей размером до 25 мм, которые в процессе дальнейшей обработки стоков мешают работе очистного оборудования.

Отстаивание основано на особенностях процесса осаждения твердых частиц в жидкости под действием силы тяжести. При этом может иметь место свободное осаждение неслипающихся частиц и осаждение частиц, склонных к коагулированию.

Для отстаивания стоков применяют песколовки и отстойники.

На рис. 4 представлена схема горизонтальной песколовки с прямолинейным движением сточной воды, поступающей в песколовку 2 по патрубку 1. Оседающие в процессе движения воды твердые частицы скапливаются в шламосборнике 3 и на дне песколовки, а очищенная вода через выходной патрубок 4 направляется для дальнейшей обработки. Удаление осадка из песколовок осуществляют, как правило, ежедневно.

Отстойники используют для выделения из сточных вод твердых частиц размером менее 0.25 мм. По направлению движения сточной воды в отстойниках последние делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные, комбинированные. На рис. 5 представлена схема вертикального отстойника, в который очищаемая вода поступает по трубопроводу 4 в кольцевую зону, образованную цилиндрической перегородкой 3 и корпусом 5 отстойника. В процессе вертикального движения сточная вода встречает на своем пути отражательное кольцо 6, направляющее поток воды во внутреннюю полость перегородки 3, а твердые частицы оседают в шламосборник 8. Очищенная сточная вода поступает в кольцевой водосборник 2 и через трубопровод 1 выводится из отстойника. Осадок, скапливающийся в шламосборнике, периодически удаляется из него через трубопровод 7.

Отделение твердых примесей в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. Гидроциклоны по конструкции аналогичны циклонам для очистки газов.

Фильтрование сточных вод предназначено для очистки их от тонкодисперсных твердых примесей с небольшой концентрацией. Процесс фильтрования применяется также после физико-химических и биологических методов очистки, т.к. некоторые из этих методов сопровождаются выделением в очищаемую жидкость механических загрязнителей.

Существует два типа фильтров: несвязанные (кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит и т.п.) и связанные (микрофильтры из пористых материалов). Для очистки стоков от металлических примесей используют электромагнитные фильтры.

Очистка сточных вод от маслопродуктов

Очистка сточных вод от маслопродуктов в зависимости от их состава и концентрации осуществляется

• отстаиванием,

• обработкой в гидроциклонах,

• флотацией и

• фильтрованием.

Отстаивание основано на закономерностях всплывания маслопродуктов в воде по тем же законам, что и осаждение твердых частиц. Поэтому на практике перечисленные выше аппараты и сооружения используются для очистки стоков как от маслопродуктов, так и от твердых частиц.

Исходя из таких же предпосылок, проектируют гидроциклоны для отделения маслопродуктов и твердых частиц в поле действия центробежных сил.

Очистка сточных вод от маслопримесей флотацией заключается в интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду.

На рис. 6 представлена схема флотационной пневматической установки. Исходная сточная вода по трубопроводу 1 и отверстия в нём равномерно поступает во флотатор 7. Одновременно по трубопроводу 9 подается сжатый воздух, который через насадки 8 из пористого материала в виде мельчайших пузырьков равномерно распределяется по сечению флотатора. В процессе всплывания пузырьки воздуха обволакивают частицы маслопродуктов, поверхностно-активных веществ и мелких твердых частиц, увеличивая скорость их всплывания. Образующаяся таким образом пена скапливается между зеркалом воды и крышкой флотатора 2, откуда она удаляется центробежным вентилятором 3 и через трубопровод 4 направляется на дальнейшую обработку. Очищенная вода огибает вертикальную перегородку 6, откуда по трубопроводу 5 подается для дальнейшей обработки.

В промышленности также используют метод электрофлотации, преимущества которого заключаются в том, что протекающие при этом электрохимические процессы обеспечивают дополнительное обеззараживание воды.

Этап фильтрования необходим, т.к. концентрация маслопродуктов в сточной воде на выходе из отстойников или гидроциклонов достигает 0.01...0.2 кг/м³ и значительно превышает нормы. Лучшим фильтроматериалом считается кварцевый песок, т.к. на поверхности раздела кварц-вода образуется электрическое поле, способствующее адсорбции маслопродуктов. Эффективность очистки стоков значительно повышается при добавлении волокнистых материалов (асбеста), а также поверхностно-активных веществ (ПАВ). Из искусственных материалов наиболее подходящим для изготовления фильтров является пенополиуретан (эффективность очистки до 0.99 при скорости фильтрования до 0.01 м/с). При использовании этого материала легко организуется процесс регенерации фильтра: его просто механически отжимают.