Показатель использования воды отражает назначение использования воды. Так, если величина показателя приближается к единице, это означает, что вода используется как сырье непосредственно для получения продукции. Наименьшее значение показателя отражает вспомогательную роль воды, например в промывочных операциях.

Показатель оборота воды в системе водного хозяйства потребителя характеризует техно-

логическое совершенство водопотребления, а также степень предотвращения отрицательного воздействия на окружающую водную среду.

Показатель безвозвратных потерь воды в системе водного хозяйства предприятия.

Безвозвратные потери — это разность между количеством воды, поступившей на предприятие, включая сырье, и количеством отведенных сточных вод.

9. СИСТЕМЫ И СООРУЖЕНИЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

9.1. Гидромеханическая очистка сточных вод

По трубопроводам системы водоотведения на очистные сооружения поступает значительное количество нерастворенных и малорастворимых примесей минеральной и органической природы. В зависимости от размеров их относят к твердым отбросам или грубодисперсным примесям (ГДП).

Исходя из свойств загрязняющих веществ сточныхвод и требований к качеству очищенной воды, применяют различные процессы, очистные сооружения и оборудование, а также их комбинации. В системах гидромеханической очистки сточных вод используются процессы усреднения, процеживания, гравитационного и инерционного разделения и фильтрования. Все процессы механической очистки сточных вод относятся к разделительным.

Гидромеханическая очистка сточных водможет обеспечивать решение задач очистки воды

вкачестве:

–автономной системы при достижении достаточной эффективности очистки сточных вод;

–подготовительной ступени к последующим процессам очистки сточных вод.

В технологические задачи механической очистки сточных вод входят отделение первичных ГДП, отделение вторичных и последующих ГДП, образующихся в процессах обработки сточных вод.

Извлечение крупных включений осуществляют с использованием процессов процеживания. Для извлечения более мелких дисперсных загрязняющих примесейприменяют гравитационное разделение и фильтрование. Процессы инерционного разделения загрязняющих веществ используют при их высоком содержании в сточных водах и достаточном различии в плотностях. Процессы усреднения в настоящее время применяют на подготовительной ступени очистки сточных вод.

9.1.1. Усреднение сточных вод

Процесс усреднения обеспечивает регулирование расхода сточных вод, выравнивание колебаний концентрации загрязняющих веществ, а также частичное отделение нерастворенных примесей из воды.

Усреднение расхода сточных вод может быть также достигнуто путем устройства системы отбора постоянного расхода с помощью насосов. В этом случае эффективность усреднения мало зависит от вместимости резервуара-усреднителя.

Для выравнивания колебаний концентрации загрязняющих веществ в поступающих сточных водах применяют усреднение, основанное на принципах перемешивания поступающей воды с находящейся в усреднителе или дифференцирования потока во времени. Конструктивное исполнение резервуаров усреднителей может быть различным по форме и материалам.

23

9.1.2. Процеживание сточных вод

Процессы процеживания применяют для выделения из сточной жидкости крупных твердых примесей и более мелких, главным образом волокнистых загрязняющих веществ. Для выделения крупных частиц используют решетки, а более мелких — сетки, волокноуловители и микропроцеживатели.

Решетки применяют для предварительной очистки на всех очистных станциях. Конструкции решеток, применяемых для процеживания коммунальных и производственных сточных вод, аналогичны.

Сита разных типов используются для выделения из производственных сточныхвод более мелких взвешенных веществ. Наибольшее распространение получили дуговые сита. Различают дуговые сита с неподвижной или неподвижной сеткой.

Волокноуловители употребляют для удаления волокна из производственных сточных вод предприятий. Для процеживания сточных вод, содержащих волокна, применяют волокноуловители различных типов: дисковые, барабанные, ленточные и др. Волокноуловители ленточного типа более просты в эксплуатации и не требуют создания большого перепада уровней воды в каналах.

Микропроцеживатели используют дляудаления из сточной жидкости очень мелких твердых частиц. Конструктивно микропроцеживатели представляют собой горизонтально расположенные цилиндры с проницаемой для воды боковой поверхностью, на которой откладываются задерживаемые твердые частицы. Обрабатываемые сточные воды подаются на микропроцеживатели насосной установкой.

9.1.3. Гравитационное разделение

Основа методов гравитационного разделения — движение частиц загрязняющих веществ, обладающих плотностью, отличающейся от плотности воды, в поле гравитационных сил. Очистку сточных вод, содержащих оседающие вещества, осуществляют в отстойниках и осветлителях со взвешенным слоем осадка. Для отделения всплывающих нерастворенных примесей используют жироотделители, нефтеловушки, бензиноуловители.

Отстойники предназначены для отделения нерастворенных загрязняющих веществ минерального и органического происхождения, проявляющих свойства осаждения или всплывания. В коммунальных и производственных системах очистки сточных вод получили распространение как горизонтальные, так и радиальные отстойники. Для очистки относительно малых объемов сточных вод применяют различные конструкции вертикальных отстойников.

Осветлители со взвешенным слоем осадка используют в системах очистки сточных вод с использованием коагулирования. Наибольшее распространение они получили для предварительного осветления производственных сточных вод, содержащих коллоидные загрязняющие вещества.

Жироотделители (жироловки) предусматривают для предварительной обработки сточных вод, содержащих большое количество жиров. Простейший жироотделитель представляет собой горизонтальный резервуар, в котором всплывающие вещества (жиры) за период прохождения по нему жидкости успевают подняться наверх, где могут быть отделены от сточной жидкости.

Нефтеловушки применяют для очистки производственных сточных вод, содержащих нефтепродукты. Простейшие нефтеловушки — это прямоугольные, вытянутые в длину резервуары, в которых за счет разности плотности нефти и воды происходит их разделение. Нефть, находящаяся в воде в виде частиц различного размера, всплывает на поверхность, а минеральные примеси оседают на дно.

24

Бензиноуловители устраивают, если в производственных сточных водах содержится большое количество бензина или других легких фракций нефтепродуктов. Гравитационные бензиноуловители размещают до выпуска сточных вод в централизованные системы производственного и коммунального водоотведения.

Отстойники-смоломаслоуловители применяют для выделения из сточных вод жидких смол. Отстойники-смоломаслоуловители бывают радиального и горизонтального типов. Особенность таких отстойников в необходимости подогрева зоны накопления выделившихся фракций перед выпуском их из сооружения.

9.1.4. Инерционное разделение

Назначение инерционных разделителей — извлечение дисперсных загрязняющих веществ, имеющих плотность, отличающуюся от плотности воды, в поле центростремительных сил.

Оборудование для очистки сточных вод, использующее этот принцип, представлено разными типами гидроциклонов, центрифуг и жидкостных сепараторов.

Гидроциклоны осуществляют разделение твердых загрязняющих веществ и воды с использованием сил инерции. Их применяют для осветления сточных вод и сгущения осадков. По конструктивным особенностям они разделяются на напорные и открытые.

Напорные гидроциклоны используют для выделения только агрегативноустойчивых грубодисперсных примесей, имеющих плотность, отличающуюся от плотности воды. В большинстве случаев их применяют для отделения тяжелых примесей.

Открытые гидроциклоны употребляют для выделения из сточных вод оседающих и грубодисперсных всплывающих примесей с гидравлической крупностью Uо > 0,2 мм/с. Открытые гидроциклоны бывают без и с внутренними устройствами, повышающими их эффективность,

имногоярусные. Внутренние устройства представляют собой конические диафрагмы и внутренние цилиндрические перегородки.

Многоярусные гидроциклоны используют для выделения тяжелых грубодисперсных примесей и нефтепродуктов, не способных к агломерации.

Центрифуги в последнее время находят все более широкое употребление для осветления сточных вод. Чаще всего применяют осадительные центрифуги непрерывного или периодического действия для локальной очистки сточных вод, когда выделенный осадок благодаря ценным свойствам может быть утилизирован.

Жидкостные сепараторы предназначены для разделения эмульсий и суспензий в поле центростремительных сил. Особенность их устройства заключается в каскаде конических тарелок, формирующих тонкослойный ламинарный поток. В практике очистки сточных вод жидкостные сепараторы имеют лимитированное применение вследствие сложностиэксплуатации

иограниченной производительности.

9.1.5. Очистка сточных вод фильтрованием

Фильтрование обеспечивает надежное задержание загрязняющих веществ, относящихся к микродисперсиям, обладающим седиментационной устойчивостью. Применение процессов фильтрования целесообразно для сточных вод, содержащих небольшое количество загрязняющих веществ. Фильтры бывают открытые (безнапорные) и закрытые (напорные).

Зернистые фильтры применяют при невысоком содержаниивзвешенных веществ. Хорошо зарекомендовали себя двухслойные фильтры. Их фильтрующая загрузка состоит из двух слоев. Нижний слой загрузки — песок с крупностью зерен 1…2 мм, а верхний слой — антрацитовая крошка. Сточная вода подается на фильтр сверху.

25

При реагентной очистке сточных вод применяют скоростные контактные фильтры для удаления грубодисперсных и коллоидных примесей. Особенность этого типа состоит в том, что распределительная система расположена над поверхностью загрузки. Это позволяет избежать предварительного хлопьеобразования и создает условия для эффективной коагуляции примесей.

Фильтры с плавающей загрузкой(ФПЗ) из вспененного полимера (полистирол, полиэтилен) используют для более глубокой очистки как механически очищенных сточных вод, например металлургической, химической, легкой промышленности, так и биологически очищенных сточных вод — городских или их смеси с производственными.

9.2. Химические методы очистки производственных сточных вод

Химические методы применяют для очистки сточных вод от неорганических и стойких органических загрязняющих веществ. Химическая очистка сточных вод основана на реакциях химического взаимодействия реагентов с загрязняющими веществами или одних загрязняющих веществ с другими при смешивании потоков сточныхвод. Кметодам химической очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление, высаживание и кристаллизацию.

Нейтрализация — процесс подкисления или подщелачивания воды с целью изменения величины рН и приближения ее к нейтральной.

Окисление веществ, содержащихся в сточных водах, применяется тогда, когда эти вещества нельзя извлечь или разрушить другими способами, в том числе путем биохимической деструкции. В качестве реагентов используют химические окислители.

Восстановление — уменьшение валентности веществ. Реакции восстановления используют для последующего получения малорастворимых соединений,а также проведения других химических или физико-химических реакций.

Высаживание — метод химической очистки сточных вод, в результате использования которого образуются малорастворимые соединения загрязняющих веществ.

Кристаллизация — метод химической очистки сточных вод, в результате использования которого выделяют отдельные химические вещества, представляющие ценность в наиболее чистом составе.

Нейтрализация сточных вод. Существует несколько методов нейтрализации сточных вод:

–Взаимная нейтрализация — непосредственное смешивание кислых сточных вод со щелочными перед выпуском их в систему водоотведения.

–Реагентная нейтрализация — добавление растворимых реагентов в соотношениях, необходимых для нейтрализации.

–Контактная нейтрализация — фильтрование загрязненных вод через нейтрализующие твердые материалы.

–Газовая нейтрализация — использование дымовых газов от сжигания топлива и газообразных отходов производства.

Потребность в дополнительных реагентах и их количестве при взаимной нейтрализации потоков сточных вод определяют по эквивалентным массам взаимодействующих веществ, содержащихся в сточных водах.

Контактная нейтрализация осуществляется применительно к кислым стокам. Количество загрузочного материала определяют с учетом периодичности перезагрузки контактного реактора. В качестве загрузки используют природные материалы или отходы промышленности, содержащие щелочные соединения и подходящие по физическим свойствам и размеру.

Газовую нейтрализацию, как правило, используют как предварительную ступень при обработке щелочных стоков. Для обеспечения баланса окислов дымовых газов и щелочности нейтрализуемых вод на второй ступени применяют реагентную корректировку.

26