- •Раздел 6 — Техника и технология защиты окружающей среды.
- •1 Сточные воды, состав и свойства сточных вод, источники загрязнений.
- •1 Группа
- •3 Группа
- •4 Группа
- •2 Условия выпуска производственных сточных вод.
- •Сброс сточных вод не допускается:
- •3 Классификация методов очистки сточных вод. Методы удаления из воды веществ группы I
- •Методы удаления из воды веществ группы II
- •Методы удаления из воды веществ группы III
- •Методы удаления из воды веществ группы IV
- •4 Основные конструкционные материалы, используемые в очистных сооружениях.
- •5 Основные показатели мощности очистных сооружений (бпк, хпк, перманганат-ная окисляемость, рН, температура), методы их определения, расчет.
- •Определение окисляемости перманганатной
- •Конец формы Конец формы Определение температуры
- •Определение показателя pH универсальным индикатором
- •Определение аммонийного азота
- •Определение нитритного азота
- •Определение нитратного азота
- •Определение биохимического потребления кислорода
- •Определение бпк5
- •Определение бихроматной окисляемости ускоренным методом
- •Холостой опыт
- •6.Физико-химические основы процессов очистки сточных вод методами коагу-ляции. Химическая и физико-химическая очистка сточных вод
- •Коагуляция
- •7.Физико-химические основы процессов очистки сточных вод методом электрокоагуляции и флотации.
- •Электрокоагуляционная установка
- •Флотация
- •(Вакуумной и напорной).
- •Расчет ионообменной очистки сточных вод
- •9. Физико-химические основы процессов очистки сточных вод методом электродиа-лиза.
- •10 Физико-химические основы мембранных процессов очистки (обратный осмос, ультрафильтрация).
- •Узел обратного осмоса
- •Адсорберы с псевдоожиженным слоем активного угля
- •Абсорберы с механическим перемешиванием жидкости
- •П олые распыливающие абсорберы и циклонный скрубер
- •12.Решетки
- •Горизонтальная песколовка
- •Песколовки с круговым движением воды:
- •Тангенциальная песколовка с вихревой водяной воронкой
- •14.Отстойники
- •Горизонтальный отстойник, оборудованный тонкослойными блоками
- •Одиночный двухъярусный отстойник
- •Осветлитель-перегниватель
- •Радиальные отстойники
- •Радиальный отстойник
- •Кинетика осаждения сточной воды
- •Расчет вертикального отстойника
- •Расчет горизонтальных отстойников
- •15.Септики
- •16.Гидроциклоны
- •17.Центрифуги
- •18.Преаэраторы
- •19. Биологические фильтры
- •Орошение загрузки биофильтров
- •Распределительные желоба со свободным сливом
- •Брызгалки:
- •Реактивный вращающийся ороситель и ороситель типа сегнетова колеса
- •1 Вращающаяся дырчатая труба; 2 подпятник.
- •Разбрызгивающие оросители
- •Вращающийся центробежный разбрызгиватель
- •Спринклерная головка
- •20.Капельные биологические фильтры
- •21.Высоконагружаемые биологические фильтры (аэрофильтры).
- •22.Биофильтры с пластмассовой загрузкой
- •23.Погружные дисковые фильтры
- •24.Барабанные погружные биофильтры
- •25.Аэротенки
- •Схемы аэротенков
- •Аэраторы
- •Пневмомеханический аэратор Трубчатые аэраторы
- •26.Циркуляционные окислительные каналы (цок)
- •Циркуляционный окислительный канал непрерывного действия
- •27.Биохимическая очистка сточных вод в окситенках
- •28.Метантенки
- •29.Аэрационные установки на полное окисление (аэротенки с продленной аэрацией)
- •Аэрационные установки на полное окисление (аэротенки с продленной аэрацией) Аэротенки-отстойники типа био
- •30. Биологические пруды их конструкция, расчет.
- •Расчет биологических прудов
- •I. Пруды с естественной аэрацией
- •П. Пруды с искусственной аэрацией
- •31. Очистка сточных вод на полях фильтрации ,поглощения ,фильтрующих канна-вах и траншеях.
- •Поля подземной фильтрации
- •Фильтрующая траншея
- •Фильтрующие колодцы
- •32. Источники и виды атмосферного загрязнения. Методы очистки атмосферы.
- •33. Методы очистки промышленных газовых выбросов от пыли.
- •34.Пылеосадительные камеры.
- •35.Циклоны
- •36.Фильтры
- •37.Электрофильтры.
- •38.Мокрые пылеулавливающие аппараты
- •39. Методы очистки промышленных газовых выбросов от газообразных и паро-образных загрязнений.
- •40. Аб(ад)сорбционные методы очистки газов
- •43.Очистка газов от сероводорода.
- •44.Очистка газов от оксида серы (I).
- •45.Очистка газов от оксидов азота.
- •46.Очистка газов от аммиака.
- •47. Примеры автономных очистных сооружений
- •Искусственная очистка сточных вод
- •Принципиальные схемы систем местной канализации
7.Физико-химические основы процессов очистки сточных вод методом электрокоагуляции и флотации.
При электрокоагуляции в резервуаре (электрокоагуляторе) через систему плоских стальных электродов, установленных на расстоянии 10 мм друг от друга, пропускается постоянный ток плотностью 0,6 А/дм2 под напряжением 10-18 В. При продолжительности контакта сточных вод в электрическом поле 15-30 с и пропускной способности 1,5-3 м3/на 1 м2 площади поверхности электродов одного полюса эффектив-ность очистки достигает 99 %. Положительные результаты получены также при обработке сточных вод цеха гальванопокрытий, где расход электроэнергии на 1 м3 обрабатываемой сточной воды составляет 0,4-0,5 кВт-ч.
Электрокоагуляционная установка
подача сточных вод; 2- отстойник; 3 – резервуар-электрокоагулятор; 4 – пакет плоских листовых стальных электродов; 5 – выпуск обработанных сточных вод в систему оборотного водоснабжения; 6 – выпрямитель электрического тока; 7 – выпуск осадка.
Флотация
Флотация - это процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела 2-х фаз, обычно газа( воздуха ) и воды.
Процесс очистки сточных вод, содержащих поверхностно активные вещества, нефте- продукты, масла, волокнистые материалы методом флотации заключается в образовании комплексов частица-пузырек. Всплывание этих комплексов и удаление образовавшегося пенного слоя с поверхности обрабатываемой воды. Принципиальное отличие способов флотации связано с насыщением жидкости пузырьками воздуха определенной крупности. По этому признаку различают следующие способы флотационной обработки сточных вод:
1. Флотация с выделением воздуха из раствора(вакуумные, напорные)
2. Флотация с механическим диспергированием воздуха (безнапорные и пневматические флотационные установки).
3. Флотация с подачей воздуха через пористые материалы.
4.Электрофлотация.
5.Биологическая и химическая флотация.
Различные способы флотации отличаются конструкцией установки способом разделения жидкой и вплывающей фаз.
Метод напорной флотации заключается в насыщении сточной воды воздухом под избыточным давлением и последующим резким снижением давления до атмосферного, выделяемые при этом пузырьки флотируют частички загрязнения на поверхность воды.
При флотации с механическим диспергированием воздуха в воде, создается интенсивное вихревое движение под действием которого струя распадается на отдельные пузырьки.
Пневматические флотационные установки применяются при очистке сточных вод, содержащих растворенные примеси, агрессивные к механизмам: насосам, мешалкам и др. Флотация с подачей воздуха через пористые материалы отличается простотой аппаратурного оформления процесса и малыми энергозатратами. Воздух во флотационные камеры подается через мелкопористые фильтросные пластины, в трубы, насадки, уложенные на дне полимеры.
На рис. показана схема процесса флотации с выделением воздуха из раствора.
Схема процесса флотации с выделением воздуха из раствора
(Вакуумной и напорной).
1 - подача сточной воды; 2 - аэратор; 3- деаэратор; 4 - флотационная камера; 5- механизм сгребания пены; 6 - пеносборник; 7,8 - отвод соответственно пены и отработанной сточной воды; 9 - подача воздуха; 10 - насос; 11 - напорный бак (сатуратор).
Сточная жидкость, поступающая на флотацию, предварительно насыщается воздухом в течение 1-2 минут в аэрационной камере, откуда она поступает в деаэратор для удаления не растворившегося воздуха. Далее под действием разрежения сточные воды поступают во флотационную камеру, в которой растворившийся при атмосферном давлении воздух выделяется в виде микропузырьков и выносит частицы загрязнений в пенный слой. Продолжительность пребывания воды во флотационной камере 20 мин. а нагрузка на квадратный метр площади поверхности около 200 м 3/сут. Скапливающаяся пена вращяющимися скребками удаляется в пеносборник.
8. Физико-химические основы процессов очистки сточных вод методом ионного обмена. Ионитовое обессоливание воды производится с помощью фильтров, загруженных гранулами катионитов или анионитов. При ионитном обессоливании достигается удаление из воды катионов и анионов растворенных в ней солей. В зависимости от принятой схемы обессоливающей установки и режима ее эксплуатации можно достичь либо частичного, либо практически полного обессоливания воды. Катиониты обессоливают воду в результате обмена Н-ионов катионита и Na+, Ca 2+-ионов, содержащихся в воде. Различают Н-катиониты (сульфоуголь) и Na-катиониты. Н-катионит работает в соответствии с уравнением:
HR + Na+ = NaR + H+; 2HR + Ca2+ = Ca2+R + 2H+.
Na-катиониты предназначены для умягчения воды в соответствии с уравнением:
2NaR + Ca2+ = Ca2+R+ 2Na+.
Н-катионит подвергается регенерации промывкой кислотой, Na-катионит - растворов хлорида натрия. Аниониты обессоливают воду в результате обмена ОН-ионов анионита и SO42-, Cl-, CO32-, SiO32--ионов, содержащихся в воде в соответствии с уравнением реакции:
ROH + Cl- = RCl + OH-; 2ROH + SO42- = R2SO4 + 2OH-.
Аниониты регенерируют путем промывки щелочным раствором. Ионитовая установка, показанная на рисунке ниже состоит из двух групп ионитовых фильтров. Первая работает по циклу Н-катионирования и служит для извлечения из воды катионов, а вторая группа фильтров работает по циклу ОН-анионирования и предназначена для удаления из воды анионов.
Схема установки ионитового обессоливания воды
1 - водород-катионитовые фильтры; 2 - дегазатор; 3 - вентилятор; 4 - анионитовые фильтры; 5 - буферный натрий-катионитовый фильтр; 6 - насос; 7 - резервуар
В промежутке между фильтрами или в конце установки располагается дегазатор для удаления из воды диоксида углерода, который образуется в обессоленной воде за счет распада бикарбонатов, при Н-ионировании воды, а также при фильтровании воды через анионовые фильтры в случае регенерации их кальцинированной содой или бикарбонатом натрия. Кроме того, в данную схему включен буферный Na-катионитовый фильтр, который сглаживает возможные проскоки катионов солей на основных фильтрах и поддерживает неизменное значение рН обессоленной воды. На обессоливающую уста-новку подается осветленная вода с содержанием взвешенных веществ не более 20 мг/л. В зависимости от качества исходной воды и требований, предъявляемых к обессоленной воде, приведенная схема может претерпевать значительные изменения. В практических условиях эксплуатации ионитовых обессоливающих установок, как правило, не удается достигнуть глубокого обессоливания воды, т.е. такого обессоливания, когда прокаленный растворенный остаток снижается до сотых долей мг/л. В этих случаях вводятся допол-нительные ступени катионирования и анионирования воды. Дополнительные ступени гарантируют от проскока в обессоленную воду катионов и анионов, чего практически трудно достигнуть при одноступенчатом фильтровании через катионитовые и анионитовые фильтры. При наличии в схеме обессоливающей установки двух ступеней катионного и анионного обмена катионитовые фильтры 1-й ступени отключают на регене-рацию, когда начинается проскок в фильтрах катионов Са2+ и Мg2+; катионитовые фильтры 2-й ступени служат в основном для задерживания катионов Nа+. Анионные фильтры 1-й ступени задерживают анионы сильных кислот (Сl-, SО42-), а анионитовые фильтры 2-й ступени - анионы слабых кислот (SiО32- и СО32-). В последнее время получил распространение метод обессоливания воды, при котором катионно-анионный обмен совершается в одном фильтре, так называемом фильтре смешанного действия. Для этого требуемое количество катионита и анионита загружают в фильтр и тщательно перемешивают сжатым воздухом. В таком виде в фильтре образуется множество как бы сдвоенных фильтров по примеру обычных схем обессоливания. Применение фильтров смешанного действия дает возможность получить глубоко обессоленную воду и снизить число фильтров. Для отечественных установок ионитового обессоливания воды приме-няют фильтры, серийно выпускаемые промышленностью. При этом все фильтры должны обладать надежной кислотостойкой изоляцией их внутренних поверхностей. Должен иметь кислотостойкую изоляцию и весь тракт обессоливаемой воды так как обессоли-ваемая вода может взаимодействовать с компонентами стали (особенно в присутствии кислорода), вызывая коррозию оборудования и загрязнение обессоленной воды железом и другими ионами. Для этой цели могут применяться либо трубопроводы и арматура из нержавеющих сталей, либо из неметаллических материалов (винипласта, полипропилена и др.).