книги из ГПНТБ / Левин, А. М. Очистка сточных вод огнеупорных заводов

ского завода,' наоборот, характеризуются быстрым осе­ данием (кривая 2 на рис.8). Основное количество взве­ си выпадало за первые 30 мин. В табл.11 показаны полученные весовым способом [20—22] данные кинетики выпадения взвешенных веществ из сточных вод завода «Магнезит», загрязненных магнезитом и хромитом.

Как видно из табл. 11, остаточная концентрация взве­ си после 2-ч отстаивания колебалась для магнезита от 72 до 306 мг/л, для хромита от 260 до 428 мг/л и после 4-ч и 24-ч отстаивания была соответственно 72—152 и 0; 168—408 и 0—140 мг/л.

Взвешенные вещества шамота, содержащиеся в сточ­ ных водах Запорожского, Боровичского, Семилукского огнеупорных заводов, характеризуются также быстрым осаждениём. После 2-ч отстаивания остаточная концен­

Кроме того, проводили опыты по очистке сточных вод в существующих горизонтальных "отстойниках цехов вы­ сокоглиноземистых и шамотных изделий Запорожского огнеупорного завода и отделения вращающихся печей

61

завода «Магнезит». Результаты очистки в двухсекцион­ ном отстойнике (ширина секции 1,5 м, длина 7 м и вы­ сота 3 м) цеха высокоглиноземистых изделий приведены в табл.12.

Т а б л и ц а 12

Результаты очистки сточных вод в отстойнике цеха высокоглиноземистых изделий

Из приведенных данных видно, что горизонтальный отстойник цеха высокоглиноземистых изделий работал малоэффективно. Следует отметить, что при плохой очистке отстойника бывали случаи, когда количество взвешенных веществ в сточной воде после отстойника равнялось исходному количеству. В горизонтальном от­ стойнике шамотного цеха улавливалось около 55% взве­ шенных веществ.

На заводе «Магнезит» сточные воды от мокрой убор­ ки помещений отделения вращающихся печей № 7 и $ поступают в горизонтальный,отстойник с содержанием взвешенных веществ ~28,8 г/л. После отстойника оста­ ется взвеси 7,32 г/л, эффект очистки сточной воды в от­ стойнике оценивается ~75% . Основная масса пылевой взвеси осаждается после 2-ч отстаивания. После 4-ч от­ стаивания в сточной воде остается от 72 до 400 мг/Л взвеси, или 0,3—1,6%. Пыль каустического магнезита И хромита полностью не осаждается даже через 24 ч от­ стаивания. Остаточное количество взвеси составляет

30—40 мг/л, или 0,1—0,6%. После 2-ч отстаивания сточ­ ной воды цеха высокоглиноземистых изделий с исходным

ные интервалы времени отстаивания зависит от диспер-

т

о

«§•)

<5:

а '

Рис. 13. Зависимость эффекта осветления сточных вод загрязненных глиной (а) и шамотом (б) от продолжительности отстаивания:

/ — С =7,9 г/л; 2 — С-8,1 г/л; 3 — С-15,5 г/л; 4 — С-23,1 г/л

Время осаждения, мим

Рис. 14. Зависимость эффекта осветления сточных вод, загрязнен­ ных хромомагнезитом (о) и магнезитом (б) от продолжительности

отстаивания:

сности частиц и может колебаться в значительных преде­ лах. Скорость осаждения взвешенных веществ зависит от вида исходного материала и его фракционного соста­ ва. Более быстрое осаждение взвешенных веществ хро­ мита и магнезита обусловливается большим удельным весом, их кристаллической структурой и твердостью ис­

63

ходных минералов; более медленное осаждение глины — аморфностью ее строения. По данным исследований по­ строены кривые динамики осаждения взвеси при раз­ личных исходных концентрациях для сточных вод, заг­ рязненных глиной, шамотом (рис. 13), магнезитом и хро­ момагнезитом (рис. 14).

Нормами [10] предъявляется требование допустимой величины остаточного содержания взвешенных веществ в осветленной воде при выпуске ее в водоем. Содержа­ ние взвешенных веществ в водоеме не должно увели­ чиваться по сравнению с содержанием в природных во­ дах более чем на 0,25 и 0,75 мг/л (в зависимости от ви­ да использования водоема).

Как видно из рис. 7—14 и табл. 10—12, допускаемое остаточное содержание взвеси в осветленной воде может быть получено только для сточных вод, загрязненных ма­ гнезитом при отстаивании их в покое около 24 ч. В ре­ альных жеусловиях простым отстаиванием в отстойни­ ках этого нельзя достичь. Поэтому наиболее вероятным решением задачи является механо-химическая очистка сточных вод огнеупорных заводов или применение обо­ ротного водоснабжения для систем мокрой очистки воз­ духа и мокрой уборки помещений.

3.МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

ВВЕРТИКАЛЬНЫХ ОТСТОЙНИКАХ

Вертикальный отстойник в плане представляет собой круглый резервуар с днищем в виде опрокинутого усе­ ченного конуса (рис. 15). Для очистки производственных сточных вод заводов огнеупорной промышленности дни­ ще вертикального отстойника выполняют в виде неопрокинутого конуса незначительной высоты. На рис. 16 представлен такой вертикальный отстойник, конструкция которого разработана Всесоюзным институтом, огнеупо­ ров.

Сточная вода по лотку 1 (рис., 15, 16) подается в цен­ тральную трубу 2 и опускается по ней вниз. Центральная труба оканчивается раструбом 3. Поток сточных вод, до­ стигнув отражательного щита 4, изменяет направление с нисходящего вертикального на горизонтальное, а за­ тем на восходящее вертикальное.

Поднимаясь равномерно по живому сечению рабочей части отстойника 5, осветленная сточная вода перелива-

64

ется через круговой водослив в сборный лоток 6. Взве­ шенные вещества осаждаются при восходящем движе­

Рис. 15. Вертикальный отстойник (а) и схема (6) движения струи в верти­ кальном отстойнике, установленная исследованиями С. М. Шифрина

больше восходящей скорости цПосхПри v 0 < . v B0Cyi ча­ стицы будут выноситься со сточными водами из отстой­ ника и при равенстве и0 = г>восх будут находиться во взве­ шенном состоянии.

Для хорошей работы вертикального отстойника необ­ ходимо обеспечить равномерность распределения сточной жидкости по поперечному сечению отстойника, кото­ рая зависит от скорости движения жидкости в централь­ ной трубе и собственно в отстойнике, соотношения глу­ бины и диаметра отстойника, высоты нейтрального слоя и др.

Для лучшего распределения воды по сечению от­ стойника и предотвращения взмучивания осадка преду­ сматривают раструб па конце центральной трубы и отра­

вод прекращают подачу сточной воды в отстойник и пос-

Ле 2-ч отстаивания, обеспечивающего осветление сточной воды, ее выпускают из отстойника, открывая патрубок 11, после чего включают рамную мешалку 9 отстойника 10, открывают задвижку 8 и осадок перепускают из отстой­ ника в отдельную мешалку. Из мешалки осадок пере-

Рис. 16. Вертикальный отстойник конструкции Всесоюзного института огнеупоров

качивают на дальнейшую переработку или на обезвожи­ вание.

Уклон образующих усеченного конуса днища отстой­ ника для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод должен быть не менее 45° для обеспечения сползания осадка к отверстию иловой трубы. Образующую конуса днища отстойника для очистки производственных сточ­

66

( 34)

Диаметр трубы находят по формуле

уяп

где п — число отстойников.

Площадь живого сечения рабочей части отстойника определяют по формуле

Конец раструба центральной трубы должен быть рас­ положен на уровне не ниже основания конусной части отстойника. Высоту зазора между концом раструба цен­ тральной трубы и отражательным щитом находят по формуле

где с(растр — диаметр раструба центральной трубы. Величина /гзаз должна быть в пределах от 0,25 до

0,5 м. Объем иловой части вертикального отстойника, имеющей форму усеченного конуса, можно найти по формуле

68

Объем иловой части рассчитывают на двухсуточное, а для производственных сточных вод заводов огнеупор­ ной промышленности — на суточное количество выпада­ ющего осадка. Высоту слоя между низом отражательного

Высоту борта отстойника над уровнем жидкости прини­ мают 0,3 м.

По второму методу расчета при известной концентра­ ции взвеси и по заданному эффекту осветления сточных

крупность v 0 минимальных частиц взвеси, которые дол­ жны быть задержаны в рассчитываемом отстойнике. По величине v 0 определяют радиус отстойника (рис. 17,6).

Длину центральной трубы принимают равной 2,5 ее диаметра, но не менее 2,75 м. Остальные элементы от­ стойника рассчитывают так же, как и по первому методу.

Расчет вертикального отстойника для очистки произ­ водственных сточных вод заводов огнеупорной промыш­ ленности рекомендуется проводить на основе данных о кинетике осаждения нерастворимых примесей. После определения гидравлической крупности v 0 минимальных частиц взвеси, соответствующей заданному эффекту ос­ ветления сточных вод, расчет ведут по вышеуказанной

69

схеме с учетом продолжительности отстаивания от 1,5 (для сточных вод, загрязненных магнезитом) до 2,0 ч в зависимости от материалов загрязнения сточных вод.

4. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

СТОЧНЫХ ВОД В НАПОРНЫХ ГИДРОЦИКЛОНАХ

При перемещении тела в жидкой среде последняя оказывает сопротивление, которое складывается из со­ противления от инерции среды (динамическое) и сопро­ тивления от трения (вязкости). При небольшой скорости перемещения и малых размерах тела или его обтекаемой поверхности преобладает сопротивление от трения. Ско­ рость осаждения шарообразных частиц диаметром менее 0,175 мм в зависимости от вязкости среды определяется по формуле Стокса. Скорость осаждения частиц диамет­ ром 0,175—1,5 мм можно определить по формуле Алле­

Риттингера — величине Y^d.

С уменьшением размера частиц их объем уменьшает­ ся быстрее, чем полная поверхность. Так как силы со­ противления пропорциональны полной поверхности, дей­ ствие объемных сил будет сравнительно невелико, а по­ этому и абсолютная скорость перемещения мелких зе­ рен в воде под действием силы тяжести будет небольшой.

При движении частиц в жидкости под влиянием поля тяготения весьма существенной является разность плот­ ностей среды и частиц. При незначительной разности плотностей и малых размерах частиц абсолютные скоро­ сти их будут ничтожно малыми, т. е. практически процесс отстаивания в-поле сил тяжести будет неэффективен.

Увеличения скорости отстаивания можно достигнуть: увеличением размера частиц, увеличением разности плотностей частиц и среды, уменьшением вязкости сре­ ды и увеличением ускорения. Для увеличения скорости осветления в производственных условиях первые три пу­ ти являются сложными. Интенсифицировать процесс можно увеличением ускорения, применяя центробежную силу. При соответствующих условиях получаемые уско­ рения могут превосходить в сотни раз ускорение силы тяжести. Наиболее простыми по конструкции и дёшевы-

70