2.3 Методы очистки воды
Сточная вода подвергается очистке механическими, физико-химическими, биологическими методами до необходимого качества, зависящего от вида производства или использования. Указанные методы подразделяются на рекуперационные и деструктивные. Рекуперационные методы предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку содержащихся в сточной воде ценных компонентов. В деструктивных методах содержащиеся в сточной воде вещества подвергаются разрушению и удаляются в виде газа или осадка. Выбор метода очистки и конструктивное оформление процесса производят с учетом следующих факторов: санитарные и технические требования к качеству очищенных вод с учетом их дальнейшего использования; количество сточных вод; наличие у предприятия необходимых для обезвреживания материальных и энергетических ресурсов; эффективность очистки.
2.3.1 Механические методы очистки
Механические методы очистки используют для удаления нерастворимых в воде взвешенных частиц. Данные методы делятся на процеживание, отстаивание, фильтрование. Выбор метода зависит от размера частиц примесей, физико-химических свойств и концентрации взвешенных частиц, а также объема сточных вод и степени очистки.
Процеживание. Перед более тонкой очисткой сточные воды процеживают через решетки и сита, которые устанавливают перед отстойниками с целью извлечения из сточных вод крупных примесей, которые могут засорить трубы и каналы. Решетки могут быть неподвижными, подвижными и совмещенными с дробилками. Наибольшее распространение имеют неподвижные решетки. Их изготовляют из металлических стержней и устанавливают на пути движения сточных вод под углом 60…75о. Решетки очищают граблями. Снятые с решеток загрязнения направляют на переработку. Для измельчения отходов используют дробилки (рисунок 3.9).
Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести.
Рисунок 3.9 Решетка с граблями
Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц. Отстойники бывают вертикальные, радиальные и горизонтальные. Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический или квадратный резервуар с коническим днищем. Сточную воду подводят по центральной трубе. После поступления внутрь отстойника вода движется снизу вверх к желобу. Для лучшего ее распределения и предотвращения образования мути трубу делают с раструбом и распределительным щитом. Осаждение происходит в восходящем потоке, скорость которого равна 0,5…0,6 м/с. Высота зоны осаждения – 4..5м. Эффективность осаждения вертикальным отстойником составляет около 50% (рисунок 3.10).
Осветление применяют для очистки природных вод и для предварительного осветления сточных вод некоторых производств. На рисунке 3.11 показана принципиальная схема осветлителя. Воду с коагулянтом подают в нижнюю часть осветлителя. Хлопья коагулянта и увлекаемые им частицы взвеси поднимаются восходящим потоком воды до тех пор, пока скорость выпадения их не станет равной скорости восходящего потока. Выше образуется слой взвешенного осадка, через который фильтруется осветленная вода. При этом наблюдается процесс прилипания частиц взвеси к хлопьям коагулянта. Осадок удаляется в осадкоуплотнитель, а осветленная вода поступает в желоб, из которого ее направляют на дальнейшую очистку.
Рисунок 3.1 Вертикальный отстойник Рисунок 3.11 Блок осветлителя
Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тонкодисперсных примесей, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Выбор перегородок зависит от свойств сточной воды, температуры, давления фильтрования и конструкции фильтра. В качестве перегородки используют металлические перфорированные листы и сетки из нержавеющей стали, алюминия, меди, латуни и др.; разнообразные тканевые перегородки. Для химически агрессивных сточных вод наиболее пригодны металлические перегородки, получаемые при спекании сплавов. Перегородки должны обладать минимальным гидравлическим сопротивлением, механической решение которых аналогичны циклонам, которые используются для очистки загрязненного воздуха. Эффективность очистки сточной воды гидроциклонами составляет 70%.