ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебное пособие

462

решетки; песколовки для выделения тяжелых минеральных примесей (главным

образом песка); усреднители; отстойники;

фильтры для более полного осветления воды; сооружения для обработки осадка.

Состав основных сооружений механической водоочистки может изменяться в зависимости от размера и характера взвешенных частиц.

Решетка – это очистное сооружение в системе механической водооочистки для задержания из сточных вод крупных предметов минерального и органического происхождения, попадание которых на очистные сооружения может вызвать засорение трубопроводов, лотков, каналов, поломку движущихся частей и механизмов; устанавливают решетки перед песколовками (если сточная жидкость поступает самотеком). Решетки выполненяют из круглых, прямоугольных или иной формы металлических стержней (прозоры между решетками составляют 16–19 мм). Наибольшее распространение получили решетки:

с механическими граблями типа МГ; комбинированные – дробилки типа РД и КРД;

механические унифицированные типа РМУ (рис. 5.5). Отходы из решетки извлекают граблиной 2, шарнирно соединенной с кареткой 10. Воз- вратно-поступательное движение граблины обеспечивается двумя стальными канатами 12, наматываемыми на барабан 9. Для сброса отходов предусмотрен сбрасыватель 4. Отходы поступают в лоток откидной 3.

Песколовка – это очистное сооружение в системе механической водоочистки для улавливания песка крупностью более 0,2 мм. Песколовки подразделяют:

на горизонтальные с круговым движением сточной воды (рис. 5.6) – применяют для улавливания песка из производственных сточных вод, имеющих нейтральную или слабощелочную среду;

аэрируемые – используют для улавливания песка с одновременной аэрацией сточной воды воздухом, подаваемым от насосной станции, и др.

Отстойники – это искусственные водоемы (пруды-осветлители) или резервуары для выделения из сточных вод взвешенных примесей, осаждения их под действием силы тяжести при небольшой скорости потока, а также для очистки сточных вод с помощью реагентов. Отстойники предназначены для снижения износа насосного оборудования и труб при водоотливе, обогащении, гидромеханизации вскрышных работ, для улавливания полезных компонентов и для охраны земель и поверхностных водотоков от загрязнения.

Пруды-осветлители площадью до 0,3 км2 размещают в зависимости от рельефа местности: на пологих площадках, косогорах, в балках. Слив осветленной воды из них производят через специальный порог. Уровень порога поднимают путем установки деревянных брусков по мере заполнения пруда. Воду из колодцев отводят к стационарным насосным станциям и откачивают потребителям и в речную сеть. Иногда перекачку воды из пруда-осветлителя

463

производят плавучими насосными станциями, смонтированными на понтонах.

Рис. 5.5. Механическая унифицированная решетка типа РМУ:

1 – решетка; 2 – граблина; 3 – лоток откидной; 4 – сбрасыватель; 5 – электропривод; 6 – траверса верхняя; 7 – концевой выключатель; 8 – блок переключения; 9 – барабан

грузовой; 10 – каретка; 11 – упор каретки; 12 – металлический канат

464

Рис. 5.6. Горизонтальная песколовка с круговым движением сточных вод:

1 – гидроэлеватор; 2 – отвод всплывающих примесей; 3 – желоб; 4 – поверхностные затворы с ручным приводом; 5 – подводящий лоток; 6 – пульпопровод; 7 – подача рабочей жидкости; 8 – камера переключения; 9 – устройство для сброса всплывающих примесей; 10 – отводящий поток; 11 – щиты для очистки нефтесодержащих вод

Отстойники в виде резервуаров подразделяют на нетиповые и типовые. Нетиповые представляют собой емкости на поверхности земли различных размеров и формы (обычно прямоугольной). После заполнения их до предельной высоты осветленную воду откачивают насосами, а осадок удаляют экскаваторами. Иногда используют несколько нетиповых отстойников (из

465

железобетонных плит), работающих поочередно. Типовые железобетонные отстойники разделяют на радиальные, вертикальные и горизонтальные.

Радиальный отстойник (рис. 5.7) представляет собой круглый резервуар диаметром до 100 м с коническим днищем с уклоном к центру около 0,03– 0,08. Очищаемая вода движется горизонтально в радиальном направлении, попадает в распределительный стакан с отверстиями и затем поступает в плавающую дырчатую трубу. Осадок непрерывно удаляется к центру отстойника вращающейся металлической гребковой фермой со скребками, откуда он непрерывно или периодически удаляется самотеком или с помощью насоса.

Рис. 5.7. Радиальный отстойник:

1 – корпус отстойника; 2 – илоотводная труба; 3 – приямок для сбора осадка; 4 – вращающаяся ферма со скребками; 5 – труба для подами очищаемой воды; 6 – мостик; 7 – водораспределительный стакан; 8 – гофрированный шланг; 9 – поплавок с дырчатой трубой; 10 – труба для отвода осветленной воды

Вертикальный отстойник (рис. 5.8) представляет собой круглый (диаметр 5–10 м и высота цилиндрической части до 7 м) или квадратный в плане резервуар (14х14 м) с коническим днищем (наклон стенок 50–70о). Очищаемая вода движется снизу вверх и после отстоя сливается в кольцевой желоб; твердый компонент осаждается в конические части отстойника.

Горизонтальный отстойник (рис. 5.9) представляет собой вытянутый по ходу движения воды резервуар, очищаемая вода в который поступает через распределительный лоток и дырчатую перегородку в рабочую часть отстойника. Для удаления осадка вдоль рабочих коридоров по грязевому приямку укладывают перфорированные трубы, из которых осадок выдавливается в результате действия давления воды. Осветленная вода собирается лотком или перфорированной трубой.

466

Рис. 5.8. Вертикальный отстойник с камерой хлопьеобразования:

1 – переливной трубопровод; 2 – отводящий трубопровод; 3 – подводящий тангенциальный трубопровод; 4 – камера хлопьеобразования; 5 – горизонтальные перегородки; 6 – вертикальные перегородки; 7 – зона осветления; 8 – зона накопления осадка; 9 – илоотводная труба

Рис. 5.9. Горизонтальный отстойник с камерой хлопьеобразования:

1 – водосборные желоба; 2 – камера хлопьеабразования вихревого типа; 3 – дырчатая перегородка; 4 – илоотводная труба; 5 – сборный канал; 6 – лотки для сбора осветленной воды

Для интенсификации процесса осаждения в отстойниках применяют различные коагулянты и флокулянты (сернокислый алюминий, сернокислое железо, известь, полиакриламид и др.), подаваемые в специальные камеры хлопьеобразования.

Выбор типа, конструкции и числа отстойников производят на основе их технико-экономического сравнения с учетом местных условий. Основные

467

условия эффективной работы отстойника: установление оптимальной гидравлической нагрузки на отстойник (для заданной начальной и конечной концентрации твердого компонента в воде); равномерное распределение питания между отдельными секциями отстойника.

Очищенные воды используют на производственные нужды предприятия (тушение отвалов, борьба с пылью на поверхности шахт и карьеров, мокрое обогащение полезных ископаемых и т. д.), для орошения в сельском хозяйстве. Осадок, удаляемый из отстойников, направляют в прудышламонакопители, на иловые площадки (для использования) или в отвалы

(рис. 5.10).

Рис. 5.10. Секционный наружный отстойник козловым грейферным краном

Отстойники широко используют в нефтедобывающей промышленности. Производственные сточные воды нефтяных промыслов состоят в основном (90–98 %) из высокоминерализованных пластовых вод, извлеченных на дневную поверхность вместе с нефтью. Поэтому нефтепромысловые сточные воды (даже после их очистки от нефти и механических примесей) не могут сбрасываться в поверхностные водоемы, т. к. это приведет к их засолонению, а подлежат обратной закачке в продуктивные горизонты, что предусматривается технологической схемой разработки нефтяных месторождений.

Отстойники нефтепромысловых сточных вод подразделяют на напорные, работающие под избыточным давлением 0,44–0,7 МПа, и безнапорные, работающие под атмосферным давлением. В качестве напорных отстойников применяют горизонтальные цилиндрические емкости объемом 100 или 200 м3. Безнапорные отстойники выполняют в основном на базе стальных вертикальных резервуаров типа РВС, объемом от 1000 до 10000 м3 (рис. 5.11). Загрязненную нефтью и механическими примесями воду подают в отстойник по трубопроводу через лучевой распределитель. Очищенную воду через сифонный регулятор отводят на прием водяных насосов и откачивают на промысел для закачки в пласт. Уловленную нефть через кольцевой короб и трубопровод отводят на установку подготовки нефти. Механические примеси,

468

оседающие в нижние части отстойника, периодически размывают струей воды и сбрасывают по трубопроводу в илонакопитель.

Рис. 5.11. Отстойник для очистки нефтепромысловых сточных вод:

1 – корпус резервуара-отстойника; 2 – трубопровод подачи загрязненной воды; 3 – трубопровод отвода уловленной нефти; 4 – кольцевой короб сбора уловленной нефти; 5 – лучевой распределитель ввода загрязненной воды; 6 – сифонный регулятор для поддержания уровня раздела фаз «нефть-вода» и отвода очищенной воды; 7 – трубопровод подачи воды для размыва осадка; 8 – трубопровод отвода шлама

Нефтеловушка – это сооружение для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты; представляет собой прямоугольные, вытянутые в длину резервуары. В нефтеловушках происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей. Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, а содержащиеся в сточной воде минеральные примеси оседают на дно нефтеловушки. Нефтеловушки подразделяют (рис. 5.12):

на горизонтальные; радиальные; полочные тонкослойные.

В горизонтальной нефтеловушке нефть всплывает на поверхность очищаемой воды в отстойной камере, ограниченной распределительной перегородкой, а затем удаляется с помощью скребков и нефтесборной трубы.

Радиальные и полочные тонкослойные нефтеловушки являются усовершенствованными разновидностями горизонтальных нефтеловушек; имеют меньшие габариты и более эффективны.

469

а

б

Рис. 5.12. Схемы нефтеловушек:

а – горизонтальная; 1 – корпус нефтеловушки; 2 – гидроэлеватор; 3 – слой нефти; 4 – нефтесборная труба; 5 – нефтеудерживающая перегородка; 6 – скребковый транспортер; 7 – приямок для осадка; б – тонкослойная; 1 – вывод очищенной воды; 2 – нефтесборная труба; 3 – перегородка; 4 – плавающий пенопласт; 5 – слой нефти; 6 – ввод сточной воды; 7 – секция из гофрированных пластин; 8 – осадок

Усреднитель – это очистное сооружение в системе механической водоочистки для усреднения расхода и количества загрязнений сточных вод. В зависимости от расхода сбрасываемых сточных вод, условий их сброса и количества взвешенных частиц усреднители подразделяют:

на контактные – используют при небольшом расходе и периодическом сбросе воды;

проточные – применяют при незначительном количестве взвешенных частиц в поступающей сточной воде; представляют собой многокоридорные резервуары или резервуары с перемешивающими устройствами.

Наибольшее распространение получили прямоугольные (рис. 5.13) и квадратные (рис. 5.14) усреднители. Усреднение достигается за счет дифференцирования потока, который, поступая в усреднитель, делится на ряд струй, протекающих по коридорам разной длины. В результате в сборном лотке смешиваются струи воды различной концентрации, поступившие в усреднитель в разное время.

Усреднители обычно размещают после отстойников или оборудуют их отстойной частью.

470

Рис. 5.13. Прямоугольный усреднитель:

1 – водоподающий канал; 2 – распределительный лоток; 3 – глухая диагональная перегородка; 4 – сборные лотки; 5 – продольные вертикальные перегородки; 6 – водоотводящий канал