Лекции по Основам экологии (для студентов всех специальностей и форм обучения). Мариуполь, пгту, 2007г. Конспекты лекций
Выбор некоторых технических и технологических средств защиты гидросферы от промышленных загрязнений
жүктеу/скачать 4,15 Mb.
|
Лекции по экологии
| 7.6. Выбор некоторых технических и технологических средств защиты гидросферы от промышленных загрязнений
Механическую очистку применяют для извлечения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей с целью подготовки к биологическому, физико-химическому или другому методу очистки. Механическая очистка является предварительным, реже — окончательным этапом очистки сточных вод. Процеживание, как разновидность механической очистки, предназначено, в основном, для извлечения из сточных вод крупных твердых нерастворенных частиц размером до 25 мм, а, также мелких волокнистых частиц, которые при последующей обработке стоков являются препятствием для нормальной работы очистительного оборудования. Сточные воды процеживают через решетки (рис. 7.3). Решетки, изготовленные из металлических прутьев (стержней) с промежутком 5-25 мм, устанавливают в коллекторах очистительных сооружений вертикально или под углом 60 - 75° к горизонту. Их рассчитывают на максимальный приток сточных вод или на пропускную способность очистительной станции. Скорость сточной воды на решетке не должна превышать 0,8 - 1,0 м/с при максимальном потоке сточных вод. Рис. 7.3 - Основные виды решеток с разными способами их закрепления относительно потока воды: а — заднее закрепление; б — переднее закрепление; в — вертикальное закрепление; 1 — решетка; 2 — скребковая цепь; 3 — грабли. Отстаивание — это процесс оседания твердых частиц в жидкости. При этом может быть свободное оседание частиц, которые не слипаются, и оседания частиц, склонных к слипанию (коагуляции). Закономерности свободного оседания частиц хранятся при массовой их концентрации не более 2,6 кг/м3. Для очистки сточных вод отстаиванием используют песколовки (рис. 7.4, а, б) и отстойники (рис. 7.4, в). Сточная вода, которая поступает в песколовку 2 через входной патрубок, двигается прямолинейно, а твердые частицы оседают, накапливаясь в шлакосборнике 3 и на дне песколовки. Очищенная вода через исходный патрубок 4 направляется для последующей обработки. Осадок с песколовки удаляют ежесуточно. Физические способы очистки сточных вод базируются на флотации, мембранных технологиях очистки и азотропной отгонке. Флотация — больше всего распространенный способ очистки сточных вод лесоперерабатывающих предприятий. Флотацию успешно используют для очистки сточных вод от маслопродуктов и других легковсплывающих веществ, которые применяются в деревообрабатывающей промышленности. Флотация - это процесс молекулярного прилипания частиц загрязненных веществ к поверхности распределения двух фаз: вода — воздух, вода — твердое вещество. Процесс очистки сточных вод от легковсплывающих веществ (растворителей, нефтепродуктов и др.), волоконных материалов флотацией заключается в образовании системы "частицы загрязнений — пузырьки воздуха", которые всплывают на поверхность и утилизируются. Рис. 7.4 - Основные схемы установок для очищения сточных вод от твердых примесей: а — песколовка; б — аэрированная песколовка; в — отстойник; г — гидроциклон Эффект разделения флотацией зависит от размера и количества пузырьков воздуха. Опытами установлено, что за оптимальный размер пузырьков следует принимать 15 - 30 мкм. При этом необходимая высокая степень насыщения воды воздушными пузырьками. Удельная затрата воздуха снижается с повышением концентрации примесей, поскольку увеличивается вероятность столкновения и прилипания частиц загрязняющих веществ к воздушным пузырькам. Важное значение имеет стабилизация размеров пузырьков в процессе флотации. Для этого вводят в воду разные пенообразующие, которые уменьшают поверхностную энергию разделения фаз. К ним относятся: сосновое масло, крезол, фенолы, алкилсульфат натрия и др. Вес частиц не должен превышать силы прилипания их к пузырькам и подъемной силы пузырьков. Флотация может быть использована при сочетании с флокуляцией. Этот процесс иногда называют флоктацией. Вероятность образования комплекса «пузырьки – частицы» может быть определена по формуле: где n — число пузырьков; R — радиус пузырьков r — радиус частицы; V — объем жидкости. Преимуществами флотации являются: непрерывность и большая скорость процесса, высокая степень очистки (95 - 98 %), возможность рекуперации удаленных веществ, простота конструкции флотационных установок, небольшие капиталовложения. По принципу действия флотационные установки классифицируются на такие виды: с механическим диспергированием воздуха; с подачей воздуха через пористые материалы; электрофлотационные и биологические флотационные установки. На лесоперерабатывающих предприятиях целесообразно применять пенные, напорные, вакуумные химические и биологические флотационные установки. Рис. 7.5 - Схема напорной флотационной установки: 1 — трубопровод для сточной воды; 2 — трубопровод для сжатого воздуха; 3 — крышка; 4 — отцентрированный вентилятор; 5 — пеносборник; 6 — трубопровод для пены; 7 — водоприемник; 8 — трубопровод для отвода воды; 9 — перегородка; 10 — флотатор На рис. 7.5 приведена напорная флотационная установка. Принцип работы установки заключается в следующем. Сточная вода трубопроводом 1 через отверстия в нем равномерно поступает в флотатор 10. Одновременно трубопроводом 2 подается сжатый воздух, который через насадки 11 из пористого материала в виде мелких пузырьков равномерно распределяется по периметру флотатора. При всплытии пузырьки воздуха обволакивают частицы загрязненных веществ, увеличивая скорость их всплытия. Пена накапливается между зеркалом воды и крышкой 3 флотатора, отсасывается центробежным вентилятором 4 в сборник 5 и через трубопровод 6 направляется для обработки пены и вытягивания из нее загрязненных веществ. В процессе вертикального перемещения сточной воды в флотаторы наблюдается насыщение воды кислородом воздуха. Очищенная вода, огибая перегородку 9, сливается в водоприемник 7. Отсюда трубопроводом 8 подается на переработку. Эффект флотации с подачей воздуха через пористые материалы зависит от величины отверстий в пористом материале, давления воздуха, затраты воздуха, длительности флотации, уровня воды в флотаторе. Опыты показывают, что размер отверстий в пористом материале должен быть от 4 до 20 мкм, давление воздуха 0,1 - 0,2 МПа, расхода воздуха 40 - 70 м3/(м2∙час), длительность флотации 20 – З0 мин., уровень воды в камере до флотации 1,5 - 2,0 м. Кроме флотации с механическим диспергированием воздуха, на предприятиях также применяются химическая и биологическая флотации. жүктеу/скачать 4,15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|