Отстойники

Отстойники – устройства, в которых под действием гравитации происходит отделение от сточных вод грубодисперсных примесей.

Отстойники бывают следующих видов: вертикальный, радиальный, с вращающимся сборно-распределительным устройством, горизонтальный, горизонтальный оборудованный тонкослойными блоками, двухъярусный, осветлитель – перегниватель и др.

На малых очистных сооружениях ис­пользуют преимущественно вертикальные отстойники, двухъярусные от­стойники и осветлители – перегниватели.

Два последних типа отстойников предназначены для осветления сточной воды и сбраживания образующегося осадка.

Соотношение объёмов отстойной и осадочной части не менее 1:3. Объём осадочной части принимается равным 1-2 суточному объёму осадка. Конусная часть осадконакопителя выполняется с углом наклона 45-55%. При наличии отдельно стоящего илоуплотнителя объём осадочной части может быть снижен на 1/3.

Частота «продувок» при этом увеличивается вдвое, чтобы избежать «зависания» осадка в межполочном пространстве. При конструировании полочных отстойников особое внимание необходимо уделять равномерному выпуску и отводу осветлённой воды.

Это достигается устройством распределительных решёток, зернистых гасителей струй, перфорированных труб с отражательными щитками у отверстий.

Следует иметь очень малую продолжительность пребывания воды в межполочном пространстве. При этом исключается формирование несозревших хлопьев в агрегаты с достаточной гидравлической крупностью.

Рисунок 3. Виды отстойников

а-горизонтальный: 1-входной лоток, 2-отстойная камера, 3-выходной лоток, 4-приямок. Б-вертикальный: 1-цилиндрическая часть, 2-центральная труба, 3-желоб, 4-коническая часть. В-раздельный: 1-корпус, 2-желоб, 3-распределительное устройство, 4-успокоительная камера, 5-скребковый механизм. Г-трубчатый. Д-с наклонными пластинами: 1-корпус, 2-пластины, 3-шламоприёмник.

Повышение процессов осветления в отстойниках любой конструкции обеспечивается целенаправленной подготовкой взвеси. Существует ряд технологических приёмов управления гидравлической крупностью хлопьев и прочностью их структуры:

- обеспечение оптимального градиента скоростей в зоне хлопьеобразования камеры реакции и времени, достаточного для созревания хлопьев;

- предотвращение разрушения хлопьев на пути к осветлителю за счёт исключения перекачки насосами;

- установка дополнительного специального хлопьеобразователя с механическим или гидравлическим перемешивание;

- введением флокулянтов перед осветлителями.

Наилучший результат даёт совмещение двух последних приёмов в зернистом хлопьеобразователе. Такая камера размещается непосредственно у впуска в отстойник. В качестве зернистой контактной среды целесообразно использовать плавающую загрузку из вспененного полистирола крупностью 30-50мм, высота слоя 0,5м. Для предотвращения всплывания загрузки, устанавливается металлическая решётка с антикоррозионным покрытием. При увеличении высоты слоя до 1м скорость повышается до 40м/час. Камера размещается в центральной трубе вертикального отстойника, а в горизонтальных – непосредственно в отстойной части. В силу особой геометрии тонкослойных отстойников в них несложно найти зону для размещения камеры хлопьеобразования.

Такой подход в большей мере отвечает ориентации на максимальный часовой расход. Исключается весьма приблизительный показатель, особенно для тонкослойных отстойников – продолжительность отстаивания.

Удельные нагрузки м³/час на м² для отстойников разного назначения и типа представлены в таблице 1.

Таблица 1. Вспомогательная таблица для сопоставления отстойников разного назначения и типа

Место отстойника в схеме или характер осветляемой системы.	Тип отстойника
	Гори- зонталь-ный.	Горизон-тальный с полочной вставкой	Верти-кальный	Верти-кальный с полочной вставкой	Полоч- ный одно- поточ- чный	Полоч. 2-х по-точный
I. Общий сток гальванического производства	1,0	1,2	1,5	2,0	3,5	3,0
2. Общий сток гальваники и печатных плат	0,7	1,0	1,2	2,0	3,0	2,5
3. 06щий сток производства печатных плат	0,5	0,7	1,0	1,5	2,5	2,0
4. Фторсодержащие промывные сточные воды	-	-	2,0	3,0	6,0	4,0
5. Стоки, содержащие механические загрязнения	-	-	2,0	-	6,0	4,0
6. Сток 1-3 с предварительным хлопьеобразованием	1.5	2,0	2,0	2,5	4,0	3,1
7, Сток 1-3 с предварительным хлопъеобразованием и флокуляцией.	2,0	3,0	3,0	4,0	6,0	5,0
Индекс остаточного загрязнения (отношение величины остаточной концентрации взвеси к лучшему варианту).	5	3	6	4	2	1

Для ускорения осветления нейтрализованных сточных вод рекомендуется добавлять к ним синтетический флокулянт – полиакриламид (в виде 0,1 %-ного раствора) в количестве 2÷5 г на 1 м³ сточных вод в зависимости от содержания ионов металлов (чем меньше суммарная концентрация ионов металлов, тем больше доза флокулянта). Добавление полиакриламида к сточным водам рекомендуется проводить перед их поступлением в отстойник (после их выхода из камеры реакции).

Влажность осадка после отстойников 98÷99,5%. Для снижения влажности осадка рекомендуется дополнительное отстаивание в шламоуплотнителе в течение 3-7 суток. Влажность осадка после шламоуплотнителя 95÷97%. Осадок из шламоуплотнителя подается на узел обезвоживания (вакуум-фильтрация, фильтр-прессование, центрифугирование). Влажность осадка после вакуум-фильтра типа БОУ и БсхОУ составляет 80÷85%, после центрифуги типа ОГШ – 72÷79%, после фильтр-пресса типа ФПАКМ – 65-70%.

После отстаивания вне зависимости от того, куда направляется сток – в канализацию, или на доочистку, рекомендуется фильтрование на фильтрах с кварцевой загрузкой или двухслойной (кварц + антрацит) загрузкой. Скорость фильтрования принимается 8 м/ч. При сбросе отфильтрованного стока необходимо вводить дополнительные дозы серной кислоты, для обеспечения допустимых значений рН. [6].

Реагентная очистка циансодержащих сточных воды.

При реагентной обработке циансодержащих сточных вод производится окисление цианидов до цианатов с последующим их гидролизом.

Циансодержащие сточные вода гальванических производств, могут содержать в себе как простые цианиды: NaСN; КСН; CuCN; Fе(СN)₂ и другие, так и комплексные: [Сu(СN)₃]^2-, [Сu(СN)₂]^- [Zn(СN)₄]^2-,[Сd(СN)₄]^2- , [Fe(СN)₆]³-, [Fe(СN)₆]^4- ; и другие.

Количество цианидов в сточных водах гальванических цехов варьируется в широких пределах: при наличии ванн улавливания – 2-30 мг/л, без ванн улавливания – до 150÷300 мг/л.

Для обезвреживания цианcодержащих сточных вод применяются следующие реагенты:

- хлорсодержащие – хлорная известь СaОСl₂; гипохлорит кальция Са(Ocl}₂ ; гипохлорит натрия NaОСl; жидкий хлор Cl₂;

- кислородсодержащие – 0₂; присутствие катализатора – активного угля; перекись водорода Н₂О₂; перманганат калия КмпО₄ ; озон – О₃.

Доза реагентов рассчитывается на основании химических реакций:

а) окисление гипохлоритом простых растворимых цианидов

CN^- + Ocl^- →CNO^- +Cl^- (1)

б) окисление комплексных растворимых цианидов меди и цинка

[Сu(СN)₃]^{2 -}+ 7Ocl^- + 2OH^- + H₂O → 6CNO^- + 7Cl^- + 2Cu(OH)₂↓ , (2)

[Zn(СN)₄]^2- +4Ocl^- + 2OH^- → 4CNO^- + 4Cl^- + Zn(OH)₂↓ , (3)

в) окисление жидким хлором простых цианидов (в щелочной среде)

CN^- + Cl₂ + 2OH^- → CNO^- + 2Cl^- + H₂O

Реакции (1,2,3) протекают практически мгновенно при значении_рН более 12, но скорость их быстро падает при снижении рН (критическое значение рН=10,5).

При любом значении рН. Сначала образуется хлористый циан CNC1, который так же опасен, как и цианистоводородная кислота. Начиная со значения рН=10,5 хлористый циан быстро гидролизуется по реакции

CNC1 + 2NaOH → NaCI + NaCN + Н₂О

Для устранения побочных реакций образования токсичного хлорциана по реакциям:

Сl₂ + Н₂O →НCl+ НОС1, 2CN +CI₂ 2CICN

Выделяемую НС1 необходимо нейтрализовать постоянным добавлением щелочи.

Наличие в обработанной воде 2÷3 мг/л остаточного активного хлора является гарантией полноты окисления цианидов. Рекомендуемые дозы реагентов для окисления цианидов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Дозы реагентов для окисления цианидов

Реагент	Теоретическая доза,мг/мг	Рекомендуемая доза ,мг/мг	Время окисления, мин.	Примечание
1	2	3	4	5
Гипохлорит кальция	2,73 (для соединений, содержащих медь – 3-18)	3,1÷3,5	5÷20	Доза может быть увеличена до 7 мг/л при нейтрализации соединений, содержащих медь
Хлорная известь	2,73	10÷5	5÷20	-
Гипохлорит натрия	2,73 (для соединений, содержащих медь -3,18)	3,1÷3,5	5÷20	Гипохлорит натрия хранить в сухом помещении. Объём приготовленного раствора не более, чем на одну смену
Хлор-газ	2,73	3,5	15÷20	Потери газообразного хлора составляют 5-10% фактического расхода. Полное завершение реакции гарантируется при наличии 2-3 мг/л остаточного хлора.
Озон	1,72÷1,85	2-÷2,1	15	Для промывных сточных вод.
	2,95	3	15	Отработанные электролиты при рН=11-12. При меньших значениях рН доза озона увеличивается в 3-4 раза. Процесс ускоряется при наличии катализаторов меди, никеля в количествах 0,2-0,12 мг/л
Пероксид водорода		5,5÷6,5		Рекомендуется при концентрации циана более 1г/л
Кислород	1	1	10	На активном угле

Процесс обезвреживания цианидов предусматривает усреднение сточных вод, смешение с реагентами, контакт, контроль отсутствия цианидов в очищенной воде. После окисления цианидов дальнейшая обработка стоков осуществляется совместно с кислотно-щелочными сточными водами.

При обезвреживании цианидов на активном угле перед вводом реагентов следует проводить предварительное осветление на фильтрах с кварцевой загрузкой.

Окисление цианидов (контакт) при применении хлорсодержащих реагентов, перекиси водорода или перманганата калия, как правило, следует проводить в реакторах периодического действия.