Механическая очистка стоков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Способы и сооружения механической очистки сточных вод

2. Процеживание

2.1 Выделение песка и тяжелых минеральных примесей

3. Отстаивание

3.1 Вертикальные отстойники

3.2 Горизонтальные отстойники

3.3 Осветлители

3.4 Нефтеловушки

Заключение

Список использованной литературы

сточный отстаивание очистка вода

Введение

Интенсивный рост добычи полезных ископаемых оказывает возрастающее воздействие на окружающую природу, требуя отторжения земель, изменяя режимы грунтовых и поверхностных вод; загрязняя окружающие земли и водоёмы сбросными водами, пылью, вредными химическими веществами. Это отрицательно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности лесов, водоёмов, требуя введения в оборот новых, подчас более худших земель, увеличивая затраты в отраслях народного хозяйства, смежных с горной промышленностью. Однако ограничение развития горнодобывающей промышленности-основного источника сырьевых ресурсов, от успехов функционирования которой зависит развитие всех вышестоящих этажей промышленной инфраструктуры, явно противоречило бы интересам народного хозяйства. Поэтому важнейшим условием дальнейшего успешного развития горных работ и соблюдения при этом интересов охраны окружающей среды является более полное и комплексное использование месторождений полезных ископаемых с учётом всех интересов народного хозяйства.

Очистка сточной воды от содержащихся в ней загрязнений, как правило, проводится в несколько стадий. Общим принципом последовательности расположения очистных сооружений является удаление из сточной воды загрязнений по их уменьшающейся крупности.

В схеме очистной станции сооружения механической очистки могут располагаться как до, так и после сооружений биологической очистки. В первом случае они служат для извлечения наиболее грубых загрязнений, которые встречаются в бытовых, производственных и атмосферных стоках - кусочков дерева, текстиля, остатков фруктов, синтетических материалов, волокон, костей, битого стекла, песка, взвешенных веществ, масло- и нефтепродуктов и др. Кроме этого, для глубокой очистки сточной воды могут быть использованы механические фильтры.

На промышленных предприятиях во многих случаях применяются усреднители, которые позволяют достичь выравнивания количества стоков и концентраций в них загрязняющих веществ.

Одновременное проведение процессов отстаивания и сбраживания образующегося при этом осадка достигается в комбинированных сооружениях - септиках, двухъярусных отстойниках или осветлителях-перегнивателях.

В настоящее время как самостоятельный метод механическую очистку применяют редко. Такая возможность существует, если при использовании только механической очистки по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое качество воды (для производственных сточных вод - повторный возврат в технологический процесс).

В основном же механическую очистку используют как предварительный этап перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.

1. Способы и сооружения механической очистки сточных вод

В городских сточных водах содержится большое количество нерастворимых и малорастворимых веществ с размером частиц более 0,1 мкм, которые образуют с водой дисперсные системы - суспензии и эмульсии. Такие системы являются кинетически неустойчивыми и в определенных условиях способны разрушаться - выпадать в осадок или всплывать на поверхность воды.

Механическая очистка - это выделение из сточных вод находящихся в них нерастворенных грубодисперсных примесей, имеющих минеральную и органическую природу. Для этого применяются следующие методы:

процеживание - задержание наиболее крупных загрязнений и частично взвешенных веществ на решетках и ситах;

отстаивание - выделение из сточных вод взвешенных веществ под действием силы тяжести на песколовках (для выделения минеральных примесей), отстойниках (для задержания более мелких оседающих и всплывающих примесей), а также нефтеловушках, масло- и смолоуловителях. Разновидностью этого метода является центробежное отстаивание, используемое в гидроциклонах и центрифугах;

фильтрование - задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых и зернистых фильтрах;

При неравномерном образовании производственных сточных вод перед подачей на очистные сооружения их усредняют по расходу и концентрации в усреднителях различной конструкции.

Метод отстаивания вместе со сбраживанием осадков используется в комбинированных сооружениях для очистки небольших количеств сточной воды - септиках, двухъярусных отстойниках и осветлителях-перегнивателях.

Производственные сточные воды почти всегда наряду с растворенными в них загрязняющими веществами содержат нерастворенные примеси: твердые (взвеси) или жидкие (эмульсии); в связи с этим ?ервой сту?енью должна быть очистка их от нерастворенных загрязнений. Для выделения последних наиболее распространены методы механической очистки - процеживание, отстаивание и фильтрование.

Для задержания крупных загрязнений применяют процеживание через решетки и сита. Для выделения веществ, находящихся в воде в виде грубодис?ерсных взвесей - простое отстаивание. Тонкодис?ерсные нерастворенные загрязнения отстаивают с предварительной коагуляцией при помощи химических реагентов (коагулянтов и флокулянтов), образующих в воде хлопья. Последние захватывают при осаждении или сорбируют нерастворенные тонкодис?ерсные загрязнения и выделяются вместе с ними в осадок. Этим достигается ускорение осаждения нерастворенных тонкодис?ерсных загрязнений и увеличивается эффект осветления воды.

Другим приемом выделения из сточных вод нерастворенных загрязнений является фильтрование (применяют зернистые фильтры, а иногда микрофильтры).

Для выделения тонкодис?ерсных нерастворенных загрязнений с плотностью меньше плотности воды (чаще всего для выделения эмуль???ованных жидкостей) может быть использован метод флотации, при котором производится насыщение сточной воды пузырьками мелкодис?ер???ованного воздуха. К последним прилипают частицы эмуль???ованных примесей, содержащихся в сточной воде, затем они всплывают на поверхность, образуя ?ену, которую затем удаляют вместе с флотируемыми веществами.

Иногда производственные сточные воды подвергаются ?еред сбросом в водоем очистке совместно с бытовыми сточными водами на централизованных очистных станциях (городских или районных).

В этом случае очистке подвергаются большие количества сточных вод - до (200-300) * 10³ м³/сутки, содержащих самые разнообразные нерастворенные загрязнения: песок и другие тяжелые минеральные примеси, органические вещества и крупные плавающие загрязнения (бумага, тряпье, щепки). В схеме механической очистки, сочетающейся с последующей биохимической очисткой, должны быть решетки для удаления крупных загрязнений, ?есколовки для удаления песка и других минеральных примесей и отстойники для выделения грубодис?ерсных взвешенных веществ.

На заводах, где превалирует один тип загрязнений (например, нефтепродукты), часто имеется общая промышленно-дождевая канализация, для которой также необходимы ?есколовки и большие отстойники.

На химических предприятиях с большим разнообразием сточных вод целесообразно иметь местные очистные сооружения (по типам загрязнений) для отдельных технологических установок или их групп. В этом случае другим методам предшествует механическая очистка в местных очистных сооружениях, которые, как правило, имеют отстойники. В некоторых случаях в схему механической очистки могут быть включены сита, фильтры, коагуляционные или флотационные установки. Непостоянство концентрации и расхода промышленных стоков отражается на работе очистных сооружений. Во избежание этого в их составе предусматривают усреднители, обеспечивающие равномерную подачу сточных вод на очистные сооружения.

2. Процеживание

Процеживание производится на решетках или ситах в зависимости от величины и гидравлических свойств выделяемых частиц.

Процеживание через решетки с прозорами 10-12 мм в большинстве случаев является только предварительной стадией очистки и применяется в тех случаях, когда в последующих очистных сооружениях наличие крупных нерастворенных примесей недопустимо по технологическим условиям или когда имеется опасность нарушения работы механизмов, например в отстойниках. Процеживание через сита с прозорами 0,5-1,0 мм и более в большинстве случаев применяется в качестве предварительного способа очистки для задержания мелких взвешенных частиц.

2.1 Выделение песка и тяжелых минеральных примесей

Песок и тяжелые минеральные примеси, выделяясь в отстойниках вместе с осадком органического происхождения, затрудняют удаление осадка и дальнейшую его обработку сбраживанием в гнилостных камерах. В то же время минеральные загрязнения (как незагнивающие) можно легко выделить и использовать для планировки низких мест и пр. В связи с этим указанные примеси выделяют из сточных вод на с?ециальных сооружениях - ?есколовках, которые устраиваются ?еред отстойниками. Песколовки - это сооружения непрерывного действия, устроенные так, чтобы в них выпадал песок, но не выпадал легкий осадок органического происхождения.

Для производственных сточных вод чаще всего применяют горизонтальные ?есколовки, так как они хорошо работают при ?еременном расходе воды. Выпадение песка из сточной воды в горизонтальных ?есколовках обес?ечивается при скорости движения потока 0,15-0,3 м/сек (при минимальном и максимальном притоке).

3. Отстаивание

Для выделения из сточных вод грубодис?ерсных примесей и части органических загрязнений применяются отстойники различных типов: вертикальные, горизонтальные и радиальные. Особым типом отстойников являются осветлители. Необходимая степень очистки сточной воды и отстойниках определяется санитарными или технологическими требованиями, в соответствии с этим принимают расчетные нормы.

Основными исходными данными для гидравлического и технологического расчета отстойников всех типов служат данные о количестве сточных вод и концентрации в них нерастворенных примесей, а также экс?ериментальные данные о кинетике осаждения или всплывания этих примесей.

Продолжительность пребывания в отстойниках обычно составляет 1,5-2 ч. Однако имеются сточные воды, требующие значительно большего времени отстаивания, иногда в течение нескольких часов.

Различие в продолжительности отстаивания зависит также от свойств веществ, образующихся в процессе седиментации. Так, имеют значение склонность сточной воды к загниванию, образованию хлопьев, присутствие в ней жиров, масел или коллоидов.

Выбор длины, ширины и глубины отстойника производят, как правило, по типовым размерам сооружений с учетом скорости движения воды, продолжительности пребывания ее в отстойнике и эффекта очистки от нерастворенных примесей. Одним из основных условий нормальной работы отстойников является равномерное распределение между ними поступающей сточной воды.

3.1 Вертикальные отстойники

Для очистки промышленных сточных вод находят применение вертикальные отстойники с восходящим потоком.

Отстойники имеют цилиндрическую или прямоугольную форму. Сточная вода вводится в центре через трубу, а затем поднимается к верхним краям стенок и сборным лоткам. Вследствие увеличения по?еречного сечения потока по выходе из центральной трубы движение воды замедляется и создается зона отстаивания со взвешенным слоем осадка. Благодаря такому характеру движения воды эти отстойники особенно пригодны для выделения хлопьевидного осадка, они снабжены простым устройством для выгрузки шлама и занимают мало места.

Продолжительность отстаивания сточных вод в отстойнике принимают в зависимости от скорости осаждения взвеси и по установленной норме выноса осадка. Наибольшая скорость протекания сточной воды через отстойник - 0,7 мм/сек. Скорость движения сточных вод в центральной/трубе не более 30 мм/сек.

При проектировании вертикальных отстойников для осветления бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод следует принимать:

а) диаметр не более 10 м;

б) глубину проточной части для ?ервичных отстойников 2,7-3,8 м;

в) центральную трубу длиной, равной расчетной высоте отстойной зоны, с воронкой раструбом и неподвижным отражательным щитом внизу;

г) диаметр раструба и его высоту, равными 1,35 диаметра центральной трубы, а диаметр отражательного щита - 1,3 диаметра раструба воронки; угол наклона поверхности отражательного щита к горизонту 17°; высоту слоя между низом отражательного щита и поверхностью осадка 0,3 м.

3.2 Горизонтальные отстойники

Для выделения из сточной воды осаждающихся взвешенных веществ могут применяться горизонтальные отстойники, оборудованные механическими скребками, сдвигающими осадок к приямку. Для сдвига осадка применяются скребки с ?ередвижной тележкой или скребки на бесконечных цепях. Такое же оборудование используется для удаления всплывающих примесей (нефти, масел и жира). Эти примеси собираются вращающимися трубами, установленными ?еред погружной стенкой у выходной части отстойника.

Горизонтальные отстойники с механизированной выгрузкой шлама имеют днище, повышающееся в сторону выпуска сточной воды. Шлам выпускается под напором столба воды не менее 1,5 м или его удаление должно быть механизировано (плунжерными насосами). Отстойники такого типа делаются из сборного железобетона, затем их и соответствующее оборудование к ним доставляют на монтажную площадку в виде сборных элементов, и па месте остается лишь собрать и подключить отстойник к сети производственной канализации.

В отстойниках следует устанавливать полупогруженные ?ерегородки на входе и выходе воды и устройства для удаления всплывших механических примесей. Продолжительность отстаивания бытовых сточных мод или близких к ним по составу промышленных стоков, исходя из максимального их притока, принимают равной 1,5 ч.

В зависимости от производительности очистной станции устанавливается обычно не более четырех отстойников равной пропускной способности с тем, чтобы для первой очереди иметь минимум две рабочие единицы. При выборе количества и типоразмера отстойников учитывается, что использование при равных расчетных расходах более крупных отстойников экономичнее использования отстойников малых размеров.

3.3 Осветлители

Осветлитель - комбинированное сооружение, в котором осуществляется процесс осветления сточной воды, содержащей органические загрязнения, путем предварительной ее аэрации, флокуляции и отстаивания с фильтрацией через образующийся слой взвешенного осадка в восходящем потоке.

Эффект осветления в нем бытовых и производственных сточных вод, способных к флокуляции, составляет не менее 70% в то время как в вертикальных отстойниках он составляет 30-40%. Этот тип сооружений предложен кафедрой канализации Ленинградского инженерно-строительного института и рекомендуется для широкого применения.

Аэрация осуществляется за счет разницы уровней в распределительном лотке и в осветлителе и увеличения скорости движения сточной воды в центральной трубе. В осветлителе зона коагуляции отделена от зоны отстаивания с?ециальным коробом, образующим камеру флокуляции. Продолжительность пребывания сточной воды в камере флокуляции обычно принимается равной 20 мин.

Диаметр нижнего сечения камеры флокуляции определяется но средней скорости, в этом сечении равной 8-10 мм/сек. Влажность выпадающего осадка при выпуске под гидростатическим давлением составляет 95%.

3.4 Нефтеловушки

Для отстаивания нефтесодержащих сточных вод предназначаются нефтеловушки. В процессе отстаивания происходит всплывание нефти и выпадение осадка. Институтом Союзводоканалпроект разработаны типовые проекты 5 нефтеловушек открытого типа из сборных железобетонных элементов с пропускной способностью одной секции 0,005; 0,015; 0,03; 0,045 и 0,055 м³/сек.

Сточная вода подводится к каждой секции нефтеловушки самостоятельно.

Отделившаяся от воды нефть всплывает на поверхность и по нефтесборным трубам отводится в приемный резервуар. Для сгона нефти к сборным трубам, сбора осадка, выпавшего в нефтеловушке, и перемещения осадка в приямок предусмотрен скребковый механизм. Удаление осадка из приямка осуществляется гидроэлеватором. Днище нефтеловушек - из монолитного железобетона, стены - из сборных железобетонных панелей.

Остаточное содержание нефти в сточных водах после нефтеловушек составляет в среднем 100 г/м³. Удаление осадка и сбор нефти в нефтеловушке производятся автоматически. Включение механизмов сбора нефти осуществляется обычно два раза в сутки, а механизмов удаления осадка - один раз в сутки.

Заключение

Решение задач охраны природы при открытой разработке месторождений полезных ископаемых заключается, прежде всего, в создании методов полного и комплексного извлечения полезных ископаемых на основе разработки и внедрения безотходных и малоотходных технологий, рекультивации и восстановления земель, очистки и использования рудничных вод. Снижение потерь полезных ископаемых, комплексное использование руд и отходов существенно уменьшает число горнодобывающих предприятий, нарушающих природу, а соответственно, снижает и ущерб, наносимый природе.

При этом оценка месторождений полезных ископаемых, выбор способов и систем их разработки должны осуществляться не с отраслевых, а с общих народнохозяйственных позиций с учётом всех экологических последствий влияния горных работ на окружающую среду.

В связи с этим в проектах разработки месторождений обязательно должны предусматриваться мероприятия по охране окружающей среды.

Список использованной литературы

1. Калыгин, А.В. Промышленная экология: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / В.Г. Калыгин. М.: Издательский центр "Академия", 2004. 432 с.

2. Экологическое право Российской Федерации: курс лекций / под общей редакцией Ю.Е. Винокурова. МНЭПУ, 1999.

3. Экология: учебник / под редакцией Г.В. Тягунова, Ю.Г. Ярошенко. М.: Интермет Инжиниринг, 2000. 300 с.

4. Родионов, А.И. Техника защиты окружающей среды: учебник для вузов / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, Н.С. Торочешников. 2-е изд., ?ерераб. и доп. М.: Химия, 1989. 512 с.

5. Экология и безопасность жизнедеятельности: учебное пособие для вузов / Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. 447 с.

6. Игнатов, В.Г., Кокин, А.В. Экология и экономика природопользования. 2003.

7. Никитин, Д.П., Новиков, Ю.В. Окружающая среда и человек: учебное пособие для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1980. 424 с.

Размещено на Allbest.ru