Механічне очищення стічних вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний авіаційний університет

Інститут екологічної безпеки

Кафедра екології

«Механічне очищення стічних вод»

Виконав: студент ІЕБ 501

Павленко С.

Київ 2014

План

Вступ

1. Механічне очищення стічних вод

2. Проціджування, відстоювання і фільтрація стічних вод

Висновки

Список використаних джерел

Вступ

Збереження гідросфери при безперервному збільшенні водоспоживання і забруднення водойм промисловими та побутовими відходами є однією з основних екологічних проблем сучасності. Вже зараз у світі використовується 13% річкового стоку. В результаті в багатьох регіонах спостерігається нестача прісної води. Найбільшої шкоди гідросфері наноситься антропогенними забрудненнями. Зазвичай виділяють хімічне, фізичне і біологічне забруднення. Хімічне забруднення являє собою зміну природних хімічних властивостей води за рахунок збільшення вмісту в ній шкідливих домішок як неорганічної (мінеральні солі, кислоти, луги, глинисті частки), так і органічних (нафтопродукти, нафта, ПАР, пестициди, органічні залишки). Фізичне забруднення пов'язане зі зміною фізичних параметрів водного середовища і визначається тепловими, механічними та радіоактивними домішками. Біологічне забруднення полягає у зміні властивостей водного середовища в результаті збільшення кількості не властивих їй видів мікроорганізмів, рослин і тварин (бактерії, гриби, найпростіші, черв'яки), привнесених ззовні. Забруднення, які у атмосферу, з опадами повертаються на землю і потрапляють у водойми і грунт.

Стічними водами підприємств промисловості та агропромислового комплексу забруднюються річки, озера і моря. Швидкий розвиток хімічних галузей промисловості, освіта значних кількостей стічних вод, забруднених різними хімічними речовинами, підвищення вимог до якості очищених стічних вод обумовлюють широке застосування різноманітних методів їх очищення.

Майже вся вода, яка використовується людиною для різних цілей, знову повертається в джерело. Однак повертає її людина у забрудненому, не придатному для повторного застосування вигляді. Воду, яка повертається після використання людиною в водойми, необхідно очищати.

Для оберігання водойм від забруднень стічними водами проводиться ряд заходів: зміна технологічного режиму виробництва, багаторазове використання відпрацьованої води на інших операціях, вилучення та утилізація цінних речовин із стоків, отримання нових продуктів, і нарешті, очищення виробничих стічних вод.

1. Механічне очищення стічних вод

екологічний очищення вода фільтрація

Зростання населення, розширення міст, нарощування промислових потужностей веде до збільшення відходів стічних вод. Механічне очищення стічних вод є необхідністю в кожному населеному пункті з чисельністю понад 200 осіб (в тому випадку, якщо не передбачене біологічне очищення через аераційні станції) і, тим більше, якщо мова йде про великі виробництва. Механічне очищення стічних вод здійснюється шляхом відстоювання і подальшої фільтрації механічних домішок. З побутових стічних вод, таким чином, виділяється 65% нерозчинних домішок і 95% з промислових. Крім того, механічна очистка води дозволяє виділяти так само цінні домішки, які можуть потім використовуватися у виробництві.

Механічне очищення стічних вод - перший щабель якісного очищення вод, які скидаються з виробництва в центральну каналізаційну мережу або водойму. Тобто, це такий спосіб обробки води, який дозволяє виділити велику кількість грубо дисперсних домішок. Сутність методу механічного очищення стічних вод зводиться до наступного: стічні води перед біологічним очищенням пропускають через спеціальні фільтри. В цілому спосіб механічного очищення стічних вод за допомогою фільтрів застосовується для поверхневих типів забруднень. Грубі частки уловлюються через каналізаційні септики різних конструкцій і спеціальними ґратами, а поверхневі забруднення - нафто- і бензомасловловлювачами.

Механічними методами очищення стічних вод є:

* Проціджування

* Відстоювання

* Фільтрування

До споруд механічного очищення стічних вод відносять робочі відстійники, флотаційні і фільтраційні установки. Їх перевага полягає в тому, що механічна очистка стічних вод є найпростішим дешевим способом очищення, але необхідно поєднувати цю підготовку з іншими видами очищення для досягнення необхідної якості очистки. Механічне очищення стічних вод, як метод, застосовується, якщо очищені освітлені води після цього способу використовуються в технологічних процесах виробництва, або допускаються до спуску у водойми відповідно до екологічних норм захисту.

2. Проціджування, відстоювання і фільтрація стічних вод

Проціджування як різновид механічного очищення призначене в основному для вилучення зі стічних вод крупних твердих нерозчинених частинок розміром до 25 мм, а також дрібних волокнистих частинок, які при подальшому обробленні стоків є перешкодою для нормальної роботи очисного обладнання. Стічні води проціджують через решітки (рис.1). Решітки з металевих прутів (стрижнів), розташованих на відстані 5--25 мм, встановлюють у колекторах очисних споруд вертикально або під кутом 60-- 75° до горизонту, їх розраховують на максимальний притік стічних вод або на пропускну здатність очисної станції.

Рис. 1 Основні види решіток з різними способами закріплення відносно потоку води: а -- заднє закріплення; б -- переднє закріплення; в -- вертикальне закріплення; 1 -- решітка; 2 -- скребковий ланцюг; З -- граблі

Під час роботи решітка повинна постійно очищатися механічним способом, за допомогою вертикальних або поворотних граблів. Усунені з решітки домішки подрібнюють у спеціальних дробарках і скидають у потік стічної води за решіткою або спрямовують на перероблення.

Широке практичне застосування мають решітки таких типів:

-- механічні уніфіковані решітки типу РМУ;

-- решітки з механічними граблями типу МГ;

-- комбіновані решітки -- дробарки типу РД і КРД.

На рис. 2 наведена схема решітки типу РМУ, з якої відходи твердих частинок забираються граблями, шарнірно з'єднаними з кареткою. Зворотно-поступальний рух граблів забезпечується двома сталевими канатами, що намотуються на барабан. За допомогою скидача відходи скидаються у відкидний жолоб. Забруднена стічна вода підводиться до механічних решіток прямокутними каналами.

Рис. 2 Схема механічної уніфікованої решітки типу РМУ: 1 -- решітка; 2 -- граблі; 3 -- жолоб відкидний; 4 -- скидач; б -- електропривід; 6 верхня траверса; 7 -- кінцевий вимикач; 8 -- блок перемикання; 9 -- барабан вантажний; 10 -- каретка; 11 -- упор каретки; 12 -- металевий канат

Для видалення дрібніших зважених частинок застосовують сита двох типів: барабанні й дискові. Перші -- сітчасті барабани з отворами 0,5--10 мм. При обертанні барабана стічна вода фільтрується через його зовнішню або внутрішню поверхні залежно від подачі води. Затримані домішки змиваються з сітки водою й відводяться в жолоб. Продуктивність сита залежить від діаметра барабана, його довжини та властивостей домішок. Сита широко застосовують у целюлозно-паперовій промисловості, а також при виробництві деревоволокнистих плит.

Для очищення стічних вод механічним методом застосовують спеціальні пристрої - пісковловлювач для виділення крупно дисперсних частинок. Пісковловлювач використовують горизонтальних (рис.3) і вертикальних (рис.4) конструкцій.

Найпростіші - горизонтальні пісковловлювачі, являють собою резервуар з поперечним перерізом для очищення. Будова залежить від кількості стічних вод. Найчастіше використовують горизонтальну аерований пісковловлювач з прямокутним резервуаром. Пристрій містить змивний трубопровід і гідроелеватор. На нафтобазах очищення таких пісковловлювачів здійснюється не менше ніж раз на дві доби. Однак, пристроїв для механічного очищення стічних вод малого об'єму, необхідного для малонаселених тимчасових селищ з суворими кліматичними умовами, не існує.

Рис. 3 Горизонтальний пісковловлювач

Рис. 4 Вертикальний пісковловлювач

Очищення стічних вод методом відцентрифугування здійснюється у гідроциклонах і центрифугах. На рис. 5 зображено відкритий гідроциклон, що використовується для очищення стічних вод від крупних твердих частинок зі швидкістю осідання понад 0,002 м/с. Він складається з вхідного патрубка і, кінцевого зливу 2, труби для відведення очищеної води 3 і шлаковідвідної труби 4.

Відстоювання, саме по собі, є процесом одночасно і простим і в той же самий час, дієвим; цей процес дозволяє виділити грубі фракції з води, а відбувається це під впливом гравітаційних сил, які змушують більш важкі частинки опускатися на дно резервуарів. Що стосується більш легких частинок, то вони залишаються на поверхні.

Рис. 5 Гідроциклон Статичні відстійники, як один з пристроїв механічного очищення стічних вод, застосовуються на нафтопереробних підприємствах

Для цього використовують стандартні сталеві або залізобетонні резервуари, здатні працювати в режимі накопичувачів. Нафтозбірні пристрої відділяють поверхневі нафтові забруднення вробочому періоді з якістю до 85%, а тому значно знижують концентрацію нафти у воді. Але повністю відділити осад з дна резервуара не завжди вдається повністю.

Інший пристрій механічної очистки стічних вод - динамічні відстійники, де процес очищення відбувається в резервуарі безперервного руху рідини в горизонтальному або вертикальному положенні. Однак, при такому методі відбувається забивання труб згустками, підвищуються робочі витрати рідини, що призводить до погіршення роботи в цілому.

Мулові майданчики (рис.6). Осад стічних вод, що вивантажується з двох'ярусних відстійників або інших споруджень, має високу вологість; наприклад, із двох'ярусних відстійників осад виходить із вологістю близько 90%. Для подальшого використання осад повинен бути підсушений. Існують різні прийоми сушіння осаду; найпоширеніший - сушіння на мулових майданчиках, де осад повинен бути підсушений у середньому до вологості 75%, внаслідок чого його обсяг зменшується в 3-8 разів.

Використовують мулові майданчики на природній підставі, природній підставі із дренажем, на штучній асфальтобетонній підставі із дренажем з відстоюванням і поверхневим видаленням мулової води, майданчики-ущільнювачі.

Рис. 6 Муловий майданчик

Мулові майданчики складаються зі спланованих ділянок землі (карт), оточених з усіх боків земляними валками. Осад наливається на карти мулових майданчиків періодично шарами 0,2-0,25 м. У міру підсихання осад втрачає частину вологи в основному за рахунок випару, а частина вологи фільтрується через ґрунт. Осад, підсушений до вологості 75%, легко поринає на транспортні засоби й відвозиться до місця використання.

Мулові майданчики встановлені на природній підставі. Рівень ґрунтових вод залягає на глибині не менш 1,5 м від поверхні карт і в тих випадках, коли по санітарних умовах допускається проникання мулової води в ґрунт. При меншій глибині залягання ґрунтових вод варто знижувати їх рівень.

Розміри карт вираховують залежно від місцевих умов, забезпечуючи зручність для експлуатації. Ширину окремих карт призначають 10-40, довжину - 100-150, робочу глибину шару осаду - 0,7-1 м, а висоту огороджувальних валів на 0,3 м вище робітника рівня. Розміри однієї карти призначають із таким розрахунком, щоб при випуску осаду за один раз вся карта була заповнена шаром осаду не більше 0,25 м у літню пору й 0,5 м взимку.

Висушений осад занурюють у машини й відвозять для використання як добриво в прилеглі фермерські господарства.Вода, яка в результаті виділилась збирається й перекачується на очисні спорудження. Кількість мулової води становить 30-50 % обсягу осаду, що збезводнюється.

Фільтрування призначене для очищення стічних вод від дрібнодисперсних твердих домішок з невеликою концентрацією. Цей метод застосовується також після фізико-хімічного та біологічного очищення, оскільки вони часом супроводжуються виділенням в очищувану воду механічних домішок. Для фільтрування стічних вод використовують два класи фільтрів: зернисті (вода пропускається через незв'язані пористі матеріали) і мікрофільтри, фільтроелементи яких виготовлені зі зв'язаних пористих матеріалів. У зернистих фільтрах як фільтроматеріали використовують кварцовий пісок, подрібнений шлак, гравій та ін.

Для фільтрування використовують різні по конструкції фільтри. Основні вимоги до них: висока ефективність виділення домішок і максимальна швидкість фільтрування. Фільтри поділяють за різними ознаками:

- за характером протікання процесу: періодичні та безперервні;

- за видом процесу: для поділу, згущення і прояснення;

- за тиском при фільтруванні: під вакуумом (До 0,085 МПа), під тиском (від 0,3 до 0,5 МПа) або при гідростатичному тиску стовпа рідини (до 0,05 МПа);

- за напрямком фільтрування: вниз, вгору або убік;

- за конструктивними ознаками;

- за способом знімання осаду, наявності промивання і зневоднення осаду;

- за формою і положенням поверхні фільтрування.

Механізми вилучення часток з води зводяться до наступних: 1)проціджування, при якому витяг частинок є чисто механічним; 2)гравітаційне осадження; 3)інерційне загарбання; 4)хімічна адсорбція; 5)фізична адсорбція; 6)адгезія; 7)коагулярне осадження; 8)біологічне вирощування.

У загальному випадку ці механізми можуть діяти спільно, і процес фільтрування складається з трьох стадій:

1)перенесення частинок на поверхню речовини, що утворює шар;

2)прикріплення до поверхні;

3) відрив від поверхні.

За характером механізму затримування зважених часток; розрізняють два види фільтрування:

1) фільтрування через плівку (осад) забруднень, що утворюється на поверхні зерен завантаження;

2) фільтрування без утворення плівки забруднень.

У першому випадку затримуються частинки, розмір яких більше, ніж пори матеріалу, а потім утворюється шар забруднень, який є також фільтруючим матеріалом. Такий процес характерний для повільних фільтрів, які працюють при малих швидкостях фільтрування. У другому випадку фільтрування відбувається в товщі шару завантаження, де частинки забруднень утримуються на зернах фільтруючого матеріалу адгезійними силами. Такий процес характерний для швидкісних фільтрів.

Ступінь очищення фільтрування залежить від напруженості магнітного поля, швидкості течії рідини, її в'язкості, розташування силових полів щодо напрямку потоку рідини.

Висновок

Механічне очищення стічних вод має ряд недоліків, внаслідок відсутності в конструкціях такого типу спеціальних захисних пристосувань для видалення більших відходів. В результаті, пристрої працюють назавжди надійно і ефективно, зберігаючи великі мінеральні забруднення, відкладені на стінках установки. Таким чином механічна очистка стічних вод у великих об'ємах є важкодоступною.

Список використаних джерел

1 Лапіцька М.П., Зуєва Л.І., Балаескул Н.М., Кулешова Л.В. Очищення стічних вод. - Мінськ: Вища школа, 1983. - 256 с.

2 Яковлєв С.В., Корелін Я.А., Ласків Ю.М., Воронов Ю.В. Очищення виробничих стічних вод. - М.: Стройиздат, 1985. - 336 с.

Размещено на Allbest.ru