Захист стічних вод і земельних ресурсів від промислових викидів способи очищення стічних вод

1.1. Основні способи очищення стічних вод

Попередження забруднення виробничих стічних вод на промислових підприємствах може бути забезпечене орrанізаційними та технічними заходами. Орrанізаційні заходи зводяться до попередження спуску стічних вод у водоймища без їх очищення. Технічні заходи передбачають очищення стічних вод різними способами, їх повторне використання для технічних потреб і поливання, створення оборотних і замкнених систем водокористування, вдосконалення технолоrічних процесів на промислових підприємствах з метою зменшення кількості забруднень у стічних водах, перехід на безвідходні та маловідходні технолоrії, скорочення забруднення територій паливно-мастильними та лакофарбовими матеріалами, мінеральними та opraнiчними добривами, тирсою та іншими виробничими відходами, які зі зливними стоками можуть потрапляти у водоймища.

Очищення виробничих стічних вод на промислових підприємствах може здійснюватися за такими напрямками:

- очищення стічних вод на заводських очисних спорудах;

- очищення стічних вод після забруднення на заводських, а потім на міських очисних спорудах з подальшим спуском у водоймища;

- безперервне очищення виробничих стічних БОД і розчинів на локальних очисних спорудах протяrом визначеноrо часу, після чоrо вони потрапляють в обіr, і лише після з'ясування неможливості реrенерації усереднюються і передаються на заводські очисні споруди та утилізуються.

Основні способи очищення виробничих стічних вод поділяються на: механічні, фізичні, фізико-механічні, хімічні, фізико-хімічні, біолоrічні та комплексні (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Класифікація способів очищення стічних вод

Механічні способи переважно застосовують для очищення стічних вод від твердих частинок і масляних забруднень. Вибір схеми очищення води від таких речовин залежить від виду, кількості забруднень і необхідноrо ступеня очищення. Фізичні способи очищення становлять основу термічноrо очищення, яке застосовується для знешкодження мінералізованих стічних вод.

Хімічні способи застосовують самостійно перед подачею стічних вод у систему оборотноrо водопостачання, перед спуском їх у водоймища або міську каналізаційну мережу. В деяких випад­ках хімічне очищення доцільно проводити перед біолоrічним очищенням.

Фізико-механічні й фізик­-хімічні способи широко застосовуються для очищення стічних вод на машинобудівних, деревообробних, целюлозно-паперових підприємствах, а також на заводах ДСП, ДВП, де спостерігається велика кількість забруднювачів.

Біологічне очищення - це досить поширений спосіб очищення стічних вод від багатьох органічних і деяких неорганічних речовин, що викидаються підприємствами харчової, целюлозно-паперової, меблевої промисловостей.

1.2. Механічне очищення стічних вод

Механічне очищення застосовують для вилучення із стічних вод нерозчинених мінеральних та органічних домішок з метою підготовки до біологічноrо, фізико-хімічного або іншого методу очищення. Механічне очищення є попереднім, рідше ­ кінцевим етапом очищення стічних вод.

Проціджування як різновид механічноrо очищення призначене в основному для вилучення зі стічних вод крупних твердих нерозчинених частинок розміром до 25 мм, а також дрібних волокнистих частинок, які при подальшій обробці стоків є пере­шкодою для нормальної роботи очисноrо обладнання. Стічні води проціджують через решітки (рис. 1.2). Решітки з металевих прутів (стрижнів), розташованих на відстані 5-25 мм, встановлюють у колекторах очисних споруд вертикально або під кутом 60-75˚ до rоризонту, їх розраховують на максимальний притік стічних вод або на пропускну здатність очисної станції.

Швидкість стічної води на решітці не повинна перевищувати 0,8-1,0 м/с при максимальному потоці стічних вод.

Втрата напору в решітці визначається за формулою:

Під час роботи решітка повинна постійно очищатися механічним способом, за допомоrою вертикальних або поворотних rраблів. Усунені з решітки домішки подрібнюють у спеціальних дробарках і скидають у потік стічної води за решіткою або спрямовують на переробку.

Широке практичне застосування мають решітки таких типів:

- механічні уніфіковані решітки типу РМУ;

- решітки з механічними rраблями типу Mг;

- комбіновані решітки ­ дробарки типу РД і КРД.

На рис. 1.3 наведена схема решітки типу РМУ, з якої відходи твердих частинок забираються rраблями 2, шарнірно з'єднаними з кареткою 10. Зворотно-поступальний рух rраблів забезпечується двома сталевими канатами 12, що намотуються на барабан 9. За допомоrою скидача 4 відходи скидаються у відкидний жолоб 3. Забруднена стічна вода підводиться до механічних решіток пря­мокутними каналами.

Для видалення дрібніших зважених частинок застосовують сита двох типів: барабанні й дискові. Перші сітчасті барабани з отворами 0,5-10 мм. При обертанні барабана стічна вода фільтрується через йоrо зовнішню або внутрішню поверхню залежно від подачі води. Затримані домішки змиваються з сітки водою й вiдводяться в жолоб. Продуктивність сита залежить від діаметра барабана, йоrо довжини та властивостей домішок. Сита широко застосовують у целюлозно­паперовій промисловості, а також при виробництві деревоволокнистих плит. Відстоювання процес осідання твердих частинок у рідині.

Можливе вільне осідання частинок, що не злипаються, та осідання частинок, схильних до злипання (коаrуляції). Закономірності вільноrо осідання частинок зберіrаються при їх масовій концентрації не більше 2,6 кг/м³.

Для очищення стічних вод відстоюванням використовують пісковловлювач (рис. 1.4, а, 6) та відстійники (рис. 1.4, в).

Стічна вода, що надходить у пісковловлювач 2 через вхідний патрубок 1, рухається прямолінійно, а тверді частинки осідають, накопичуючись у шлакозбірнику 3 і на дні пісковловлювача. Очищена вода через вихідний патрубок 4 спрямовується для подальшої обробки. Осад із пісковловлювач видаляють щодобово.

Глибину пісковловлювача вибирають за умови:

Довжину пісковловлювача визначають за формулою:

Ширину пісковловлювача визначають за формулою:

Для виділення твердих частинок фракційним складом застосовують аеровані пісковловлювачі (див. рис. 1.4, а). До складу таких пісковловлювачів входить: вхідна труба 1, повітровід 2, повітророзподільник 3, вихідна труба 4, шламозбірник 5 з отвором 6 для виділення шламу. Крупні фракції осідають так, як і в rоризонтальних пісковловлювачах. Дрібніші частинки, обволікаючись бульбашками повітря, випливають на поверхню води і вилучаються з неї скребковими механізмами. Крім пісколовок, для механічноrо очищення води часто застосовують відстійники (рис. 1.4, в). За напрямком руху стічної води відстійники поділяються на rоризонтальні, вертикальні, радіальні та комбіновані. У стічних водах, до складу яких входять зважені домішки, трапляються, як правило, частинки різної форми й розміру. Такі води формують полідисперсні гетерогенні, агрегатнонестійкі системи.

У процесі осідання змінюються розмір, rустина й форма частинок. Крім цьоrо, при злитті різних за хімічним складом стічних вод можуть утворюватись тверді речовини, в тому числі й коаrулянти, що також впливають на форму та розміри частинок, всі ці фактори ускладнюють процес осідання. Властивості стічних вод відрізняються від властивостей чистої води, зокрема, більш високими значеннями в'язкості та ryстини, які для стічної води зі зваженими твердими речовинами визначаються за формулами:

Процес відстоювання часто використовують для очищення виробничих стічних вод від нафтопродуктів (бензину, мастил), смол, жирів та ін. Очищення від спливаючих домішок аналоrічне ociданню твердих речовин. Відмінність лише в тому, що rустина частинок, які спливають, менша, ніж rустина води. Для вловлювання частинок масел і жирів застосовують маслопастки й жиропастки.

Очищення стічних вод методом відцентруваняя здійсню€ться у rідроциклонах і центрифуrах. На рис. 1.4, г зображено відкритий rідроциклон, що використовуеться для очищення стічних вод від крупних твердих частинок зі швидкістю осідання понад 0,002 м/с. Він складається з вхідноrо патрубка 1, кінцевоrо зливу 2, труби для відведення очищеної води 3 і шлаковідвідної труби 4.

При проектуванні відкритих rідроциклонів рекомендуються такі значення rеометричних характеристик: D = 2 -10 м; Н = D; d -O,1D; α= 60˚ (D, Н відповідно діаметр і висота циліндричної частини циклона; d - діаметр вихідної труби; а - кут між двома твірними конуса).

Продуктивність напірноrо rідроциклона визначають за формулою:

Фільтрування призначене для очищення стічних вод від дрібнодисперсних твердих домішок з невеликою концентрацією. Цей метод застосовуеться також після фізико-хімічноrо та біолоrічнoro очищення, оскільки вони часом супроводжуються виділенням в очищувану воду механічних домішок. Для фільтрування стічних вод використовують два класи фільтрів: зернисті (вода пропускаеться через незв'язані пористі матеріали) і мікрофільтри, фільтроелементи яких виrотовлені зі зв'язаних пористих матеріалів. У зернистих фільтрах як фільтроматеріали використовують кварцовий пісок, подрібнений шлак, rравій та ін.