38. Суть метода фильтрации для очистки сточных вод.

Фильтрование применяется для выделения из стоков тонкодиспергированных в-в, удалить которые отстаиванием не удалось. При доочистке СВ после биологического или других способов доработки. После аэротенков фильтры предусматриваются для задержания тонкодисперсных частиц активного ила. В качестве фильтрующего материала могут быть использованы: кварцевый песок, дробленый гравий, коксовая мелочь, бурый уголь, древесина, торф, пластические массы, измельченная резина и т.д. в практике применяют открытые (безнапорные) и закрытые (напорные) фильтры.

Сущность глубинного физикохимич.фильтрования сводится к задержанию частиц фазы у пов-ти фильтрующего материала под воздействием различных причин механич., физикохимич. и гидравлического происхождения. Задержание частиц взвеси у пов-ти зернистого материала носит динамический характер, т.е. осадок периодически накапливается и разрушается в отдельных порах зернистого материала, но динамический характер фильтрования в чистом виде наблюдается лишь для слабых структурированных осадков. Расширить диапазон динамич.фильтрования можно за счет укрупнения зерен фильтрующего материала. При фильтровании систем отличных по своим свойствам от обычных природных вод могут наблюдаться новые явления, такие как прирост массы активного ила (фильтрование бытовых СВ), или переход осадка из аморфного в кристаллическое состояние (ф-ние пром.СВ). При ф-нии эмульсий масляных или нефтяных на пов-ти зерен задерживаются отдельные пузырьки, которые в единую пленку сливаются очень редко. Появление пленки зависит от вязкости нефтепродуктов. Т.е. в механизме фильтрования различных систем много общего, но есть различия, которые проявляются со временем, следовательно, для управления процессом фильтрования надо четко представлять себе не только структуру и св-ва фазы в момент ф-ния, но и изменение этих св-в с течением времени. Надо учитывать что при ф-нии есть 2 стороны процесса, это собственно ф-ние и регенерация загрузки. При этом 2-я часть процесса протекает тем труднее, чем сложнее св-ва образовавшегося осадка.

3 9. Суть метода центробежного осаждения для очистки сточных вод

Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводится в гидроциклонах и центрифугах. 

Для очистки сточных вод используют напорные и открытые (низкона-

порные) гидроциклоны. Напорные гидроциклоны применяют для осаждения

твердых примесей, а открытые гидроциклоны – для удаления осаждающихся

и всплывающих примесей.

При вращении жидкости в гидроциклонах (рис) на частицы действуют центробежные силы, отбрасывающие тяжелые частицы к периферии потока, силы сопротивления движущегося потока, гравитационные силы и силы потока. Силы инерции в потоке жидкости незначительны и ими можно пренебречь. При высоких скоростях вращения центробежные силы значи- тельно больше сил тяжести.

Скорость движения частицы в жидкости под действием центробежной

силы зависит от ее диаметра dч , разности плотностей фаз Δρ , вязкости μ c и

плотности ρ c сточной воды и от ускорения центробежного поля. Кроме физических свойств жидкости на эффективность работы гидро-

циклонов влияют конструктивные параметры: диаметр аппарата, соотноше-

ние входного и сливных патрубков.

Открытые (безнапорые) гидроциклоны применяют для очистки сточных

вод от крупных примесей (гидравлическойой крупностью 5 мм/с). От напор-

ных гидроциклонов, они отличаются большей производительностью и мень-

ш им гидравлическим сопротивлением.

Для удаления осадков из сточных вод используются отстойные и фильтрующие центрифуги. В отстойных центрифугах (рис. 6.4) со сплош-ными стенками ротора производят разделение суспензий и эмульсий по

принципу отстаивания. Разделение суспензий в отстойных центрифугах складывается из стадий

осаждения твердых частиц на стенках ротора и уплотнения образовавшего-

ся осадка. Первая из этих стадий протекает по законам гидродинамики, вто-

рая - по закономерностям механики грунтов (пористых сред). При малой

концентрации твердых частиц в сточной воде (не более 4% об.) наблюдается

свободное осаждение их в роторе без образования четкой поверхности разде-

ла между чистой жидкостью и еще не расслоившейся суспензией. При по-

вышенной концентрации образуется ясная граница раздела вследствие стес-

ненного осаждения твердых частиц. Вследствие неоднородности по радиусу

интенсивности поля центробежных сил и площади осаждения закономерности процессов осаждения в отстойных центрифугах отличаются от осаждения в отстойниках.