1. Механический(импеллерный)

2. Барботажный метод

3. Электрический. Распространен.

4. Вакуумный. Основана на понижении давления ниже атм прямо в камере флотатора, при этом воздух растворенный в воде выделяется. Вакуумная флотация не получила большого распространения в ОПСВ.

Преимущества:

1. Образование пузырьков в спокойной среде. Улучшается агрегирование частицы-пузырек и не нарушается их плотность до достижения поверхности жидкости.

Недостатки:

1. Сложность исполнения флотокамер. Они д.б. герметично закрыты. Сложность вывода из флотокамеры воды: из среды пониженного давления в среду атм.

2. Большая энергоемкость.

5. Напорный. Распространен.

Происходит в две стадии:

1. Насыщение воды газом под давлением.

2. Выделение газов из СВ и всплытие взвешенных частиц на поверхность.

Преимущества:

• Малые размеры пузырька. До 0,2мм в звисимости от используемого газа. Значительно большая поверхность раздела фаз.

• Выделение пузырьков непосредственно на частицах загрязнения в СВ.

Недостатки:

• Скорость всплывания флотокомплекса мала. Приводит к увеличению размеров аппарата.

• Есть предел насыщения газом самой жидкости, что определяется еще и температурой, СВ с высокой температурой сложно очищать таким способом.

6. Биологический.

7. Химический.

Пузырьки: от нескольких сантиметров до 80-20мкм при напорной и электрофлотации.

Ф лотация примен. для извлечения веществ с молекулярными связями (гидрофобные вещества). Гидрофильные не образуют прочных флотокомплексов. θ – краевой угол смачивания поверхности «флоккулируемая частица-жидкость», град.

Краевой угол смач завис от молекуляр св-ств фаз, определяет степень флотируемости частиц. Само образование комплекса сопровождается уменьш свобод эн системы. , W_y – избсвобод эн для единицы площади контакта, или работа, совершаемая при слипан частицы с пузырьком, Дж/м², σ_жг-коэф поверх натяжения на границе жидкость-газ,-/- Чем больше краевой угол смачивания(м.б. до 180 град и он д. стремиться к нему), тем больше прочность соединения частицы с пузырьком газа. Наиболее благоприятна флотация при поверх натяж = 66 Н/м. при отклонении в меньш сторону до 54,5 происх бурное вспенивание, при меньшем значении эффективность флотации падает.

Эффективность флотации также опред вел-ной удельной пов-ти диспергированной газовой фазы (Sy), и показателем эффективности захвата флотир частицы всплывающим пузырьком – коэф захвата Е. Вел-на удель пов - одна из важнейш хар-к газовой дисперсии, позволяет судить о вел-не изб энергии дисперс системы: , Дж/м³

20Доочистка сточных вод от взвешенных веществ на фильтрах и на гидроботанических площадках: технологические схемы, схемы зернистых фильтров, расчеты сооружений доочистки, эффективность доочистки.

Если требуется высокое качество степени очистки, то применяют доочистку. Воду могут повторно использовать, например, для орошения. Дополнительная очистка после биологии – доочистка. Состав и способы доочистки в каждом случае определяются конкретными условиями. В нашем случае цель- снижение взвесей. В качестве дополнительной очистки применяют: фильтрация, отстаивание в прудах, коагуляция, озонирование, другие физико-химические методы доочистки св.

Тип фильтра выбирают в зависимости от расхода, концентрации загрязнений, их природы, степени дисперсии, физико-химической природы жидкой и твердой фаз, степени очистки, технологии и других факторов.

Наиболее распространены – высокопроизводительные скорые фильтры, со скоростью фильтрации от 5 до 15 м/ч*м2 и сетчатые фильтры, скорость фильтрации до 30 м/ч на м2. К сетчатым фильтрам относят барабанные сетки и микрофильтры. Стабильная и надежная работа скорых фильтров может быть обеспечена при концентрации взвесей не более 30мг/л, нефтепродуктов не более 50 мг/л, для скорых фильтров используют самотечные или открытые аппараты, или закрытые (напорные), обе конструкции могут быть с восходящим или нисходящим направлением фильтрации.

По типу загрузочного материала: могут загружаться однородными или разнородными материалами, располагают слоями по убыванию крупности по направлению движения воды. Регенерацию металлических сеток производят непрерывно или периодически промывной водой. Регенерацию загрузки осуществляют периодически. Для предотвращения обрастания зернистой загрузки ее обрабатывают хлорной водой. Сточные воды, поступающие на очистку подвергают предварительному хлорированию до 2 мг/л. Располагают фильтры либо на открытом воздухе либо в закрытых помещениях.

Сетчатые барабанные фильтры.

Сетчатые барабанные фильтры: барабанные сетки и микрофильтры.

Барабанные сетки применяют только в качестве вспомогательного устройства, они устраиваются перед фильтрами и служат для защиты от засорения. Эффективность задержания крупных взвесей 30-40%, скорость вращения 1-3об/мин. Сетки 0,3х0,3 мм или 0,8х0,8 мм.

Микрофильтры же заменяют фильтры с песчаной загрузкой и служат для снижения бпк и вв. Принцип работы микрофильтров заключается в следующем. Сточ­ная вода из подводящего канала по впускной трубе поступает внутрь бара­бана микрофильтра, фильтруется через сетчатые стенки и поступает в ре­зервуар, в котором расположен барабан фильтра. Хлопья активного ила, водоросли и другие плавающие загрязнения задерживаются на сетке с раз­мерами отверстий 35 мкм. При вращении барабана сетка с прилипшими к ней загрязнениями поступает в зону действия промывных труб, промывает­ся и вновь погружается в воду.

Основная часть барабанного фильтра – барабан. Вращение барабана осуществляется в период промывки. Это сооружение процеживания. При промывке барабана: над барабаном располагается промывная труба с разбрызгивателем для промывки сетки. Промывная вода поступает в бункера. Сам барабан состоит из 2х слоев сетки из крупной и мелкой. Крупная сетка находится снаружи и поддерживает мелкую от деформации. Расход воды на промывку 0,5-0,3% от полной производительности барабанной сетки. Продолжительность промывки около 5мин, где-то 12 раз в сутки.

Промывка микрофильтров непрерывна. Расход 3-4% от производительности. Ячейки 3-4 мкм. Скорость фильтрации 25-30 м/час. Предусматривают установку ультрафиолетовых ламп для предотвращения биообрастания. При использовании микрофильтров взвесей не должно быть более 40мг/л. Общие потери напора 50-60 см. Барабанные фильтры или микрофильтры размещают в отапливаемых помещениях, компонуют в один ряд, для возможности отключения ставят шиберы на подающие трубопроводы.

Расчет микрофильтров:

Площадь фильтрующей поверхности микрофильтров следует определять по формуле: F_мф=к₁*Q*k/(k₂*T*v_ф)

где k₁ - коэффициент, учитывающий увеличение производительности мик­рофильтров за счёт очистки промывной воды и равный 1,03 - 1,05; k₂ - ко­эффициент, учитывающий площадь фильтрующей поверхности, располо­женной над водой (при погружении барабана на 0,6 диаметра k₂ = 0,55, а при погружении на 0,7 к₂ = 0,7 диаметра); Q - производительность очистной станции, м³/сут ; Т - продолжительность работы станции в течение суток, ч; v_ф - скорость фильтрования.

Число фильтров: N=0,5*F_мф^0,5

Скорые фильтры с зернистой загрузкой.

Они представляют собой прямоугольные в плане открытые резервуары, загруженные слоями фильтрующего материала определенной высоты, который расположен на поддерживающем гравийном слое.

По мере загрязнения фильтры подвергают регенерации и потом включают в работу. Для сбора очищенной воды, для распределения воздуха фильтры оборудуют трубчатыми распределителями, дренажем и рапсред системой. Фильтры с низходящим потоком имеют однослойную загрузку. В качестве фильтрующего материала – кварцевый песок, гравий, гранитный щебень, полимерные материалы и тд. По снипу рекомендуют однослойные фильтры с низходящим и восходящим потоками. Из-за возможности засорения восходящие не рекомендуют для очистки жироподобных веществ, в других случаях у них больше преимуществ. Фильтры с восходящим потоком и убывающей крупностью имеют большую грязеемкость, чем с низходящим. В практике больше предпочтение с низходящим, т.к. дренаж система работает более надежно.

Каркасно-засыпные фильтры - это 2х слойные фильтры, являются единственными безнапорными фильтрами перед которыми не устанавливают барабанные сетки. Кзф имеет фильтрующий слой, состоящий из каркаса (гравий, щебень) высотой 1,8-2,3м. Загрузка: кокс, керамзит, антрацит, эта загрузка расположена в порах каркаса. Верхние слои каркаса выполняют дополнительную роль при очистке. Сама загрузка разбухает и занимает весь свободные объем пор каркаса, в пределах которого осуществляется промывка. При расчете кзф скорость принимается 15м/час.

Напорные фильтры

Закрытые фильтры чаще всего загружают песком крупностью 0,2— 2 мм. Высота слоя загрузки колеблется от 0,5 до 1 м; при загрузке гра­вийной мелочью диаметром 1—2 мм высота слоя увеличивается до 1—1,5 м. Для загрузки фильтров применяется также коксовая мелочь диа­метром 5—15 мм.

Представляют собой вертикальный или горизонтальный резервуар на давление до 6 МПа. Нашли применение для обработки св, в том числе от смоло и фенолсодержащих св. Подача св на фильтрацию идет сверху, внизу дренаж для отвода, также труба для промывки и водовоздушной промывки. Трубопроводы промывной воды обычно соединяют с трубой отводящей воду, разделяются задвижкой. Могут применяться активные сорбирующие загрузки. Скорость фильтрации для напорных

Расчет скорых фильтров (напорных и безнапорных, также и для КЗФ):

Общую площадь F_ф, м², следует определять по формуле

где Q — полезная производительность станции, м3/сут;

Т_ст — продолжительность работы станции в течение суток, ч;

v_н — расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч, принимаемая по табл. 21 СНиП 2.04.02-84;

n_пр — число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;

q_пр — удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, м³/м²,

_пр — время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для фильтров, промываемых водой, — 0,33 ч, водой и воздухом — 0,5 ч.

Количество фильтров на станциях производительностью более 1600 м³/сут должно быть не менее четырех. Количество фильтров:

N_ф=F_ф^0,5/2

При этом должно обеспечиваться соотношение

V_ф=v_нN_ф/(N_ф-N₁)

где N₁ —число фильтров, находящихся в ремонте;

v_ф — скорость фильтрования при форсированном режиме, которая должна быть не более, указанной в табл. 21.

Определяем площадь одного фильтра по формуле

Площадь одного фильтра надлежит принимать не более 100—120 м².

Потеря напора в распределительной системе при промывке фильтра не должна превышать 7 м вод. ст.

Компоновка фильтров. На сооружениях фильтрации большие потери напора и сточные воды самотеком на фильтры не получается посылать. Поэтому через насосную подают.

Все сооружения выполняются в виде единого блока. В одном помещении размещают все технологическое оборудование фильтрации. Высотное расположение станции доочистки определяется расчетом. Сооружения частично заглублены, частично над поверхностью земли. Очистка фильтров осуществляется промывкой очищенной сточной водой.

В прудах много растений (водорослей), если в прудах высшая растительность, то это гидроботанические площадки. Высшие водные растения препятствуют цветению водоема. Качество очистки на прудах: входящая вода бпк 15мг/л, доочищяют пруды до 5 мг/л (даже летом до 2-3мг/л, зимой 1-2).

Биопруды. Рассказ, схемы, аппараты, осн расчета.

См рис биол пруды.

Под биол пруды приспосабливают естественное понижение рельефа(овраги и т.д.). Они м. работать в аэробном, анаксидном, анаеробном режиме. Биол пруды: с естественной аерацией и с искусственной.

Недостаток биол прудов: огромные площади.

В прудах идут процессы самоочищения. Окисление орг вещ происходит в процессе жизнедеятельности гетеротрофных организмов.

+ биол прудов: недороги, простота обслуж и тд. По СНиП биопруды надлежит располагать в южных районах, но есть и на севере. Грунты д.б. либо не фильтрующие либо слабофильтрующие. Биопруды исп при расх не более 10000 м3/сут. Пруды м. располагаться ступенями, дно прудов горизонтальное, если наклон есть, то небольшой, пруды м.б. лубой ф-мы, они приобретают естественный вид, стремяться к прямоугольной ф-ме. В прудах много растений (водорослей), если в прудах высшая растительность, то это гидроботанические площадки.

Качество осв на прудах: вход вода бпк: 15мг/л, доочищяют пруды до 5 мг/л(даже летом до 2-3мг/л, зимой 1-2).

Расчет: начинаем с опред растворимости кислорода-воздуха в воде.

С_Т – растворимость кислорода при атмосферном давлении (табл.)

Опред площадь зеркала воды в биопрудах:

K_lag – коэффициент объемного использования пруда (L:B = 20:1 и более и для аэрируемых прудов = 0,8-0,9; L:B=1:1 до 1:3 = 0,35; для промежуточных случаев по интерполяции) В курсовике: 0,35

L_ex, L_t – БПК в СВ на входе и выходе из биопруда, г/м3

С_ex – концентрация кислорода, которую надо поддерживать в воде на выходе из пруда

r_a – коэффициент атмосферной аэрации (4 г/м3*сут)

Площадь зеркала отдель ступеней прудов:

f = F/nm

n-количество секций

m-количество ступеней

Глуб воды в прудах м.б. вычислена из соотн:

Н = W/F во всех случаях не более 3м (в курсике примем 2м)

W – объем пруда (=

Системы аерации см фотку.

Гидроботанич площадки примен для очистки и дооч СВ, для отдельно стоящих зданий, очистки поверх стока, очистки карьерных вод, животноводческих комплексов, для оСВ с некоторых производств или для интенсификации работы иловых площадок. На большинстве гидробот площ исп высш растительность, кот играет важную роль в оСВ. Болотные растения усваивают много органики, биогенных эл-тов.

Степень воздействия водных растений зависит от:

1. Занимаемой ими площади

2. Плотностей зарослей

3. Жизнедеятельности заселивших их гидробионтов

Водные растения (макрофиты) подразделяют:

1. Корневищные (озерный камыш, тростник, узко и широкополотный рогоз, элодея)

2. Погруженные

3. Плавающие(эйхорния и ряска)

Водные растения в водоемах выполняют функции:

6. Фильтрационную(способствуют оседанию ВВ)

7. Поглотительную(поглощение биогенных элементов и некоторых органических веществ)

8. Накопительную(накапливают некоторые ме и органические вещ, которые трудно разлагаются)

9. Окислительную

10. Детоксикационную(накапливают токсичные вещества и перерабатывают их в нетоксичные)

Возможно высшую растительность использовать в хоз деятельности:

1. В режимах гидроботанической доочистки водных сред

2. В снижении токсиколог и бактериологич показателей вод

3. В биофильтровании объемов вод или водовыпусков в другие водные объекты

4. В создании и поддержании базовых кол-ств растений для оперативного сезонного применения

5. В дизайне и сооружении искуст ландшафта

Преимущество технологии:

1. Дешевизна эксплуатации и стройки

2. Экол чистота

3. Нет перекачки СВ насосами

4. Срок службы без загрузки(15-18лет)

5. Легко обслуживаются

6. Внешне симпатичные

Еще модификация гидроботан площадок – фильтрационный обогатительный пруд(ФОП). Они сочетают элементы медленного фильтра и биопруда(6).

1 -дамбы, 2-вода, поступающая после полной бохимической очистки(фильтрационный пруд), 3-песчаный слой(медленный фильтр), 4-дренаж из щебня, 5-промывочные стояки, 6-биопруды (вторая ступень доочистки), 7-удаление фильтрата.