Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
Аппараты для осаждения примесей из сточных вод Работа многочисленных аппаратов, предназначенных для выделения из сточных вод твердых и жидких примесей, основана на гидродинамических закономерностях процесса отстаивания. К таким аппаратам относятся песколовки, первичные и вторичные отстойники, илоуплотнители, нефтеловушки, смоложиромаслоуловители. Песколовки предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) крупностью свыше 0,2…0,25 мм. В системах очистки наибольшее применение нашли песколовки с горизонтальным прямолинейным движением воды, горизонтальные с круговым движением воды, круглой формы с тангенциальным подводом воды и аэрируемые. Горизонтальная песколовка: 1 — водоподводящий лоток; 2 — корпус; 3 — шламосборник; 4 - водоотводящий лоток Конструкцию сооружения выбирают в зависимости от количества сточных вод и концентрации твердых примесей. Тип песколовки необходимо выбирать с учетом пропускной способно сти очистной станции, состава очищаемых производственных сточных вод и местных условий строительства. Число отделений песко ловок надлежит принимать не менее двух, при этом все отделения долж ны быть рабочими. Песколовки рассчитываются на максимальный расход сточных вод и проверяются на минимальный приток. Осаждение песка из сточных вод в песколовках с некоторым допущением можно отнести к свободному осаждению частиц в ламинарном режиме, поэтому скорость осаждения можно рассчитать по закону Стокса. Длину песколовки находят по формуле (в м) , где k — коэффициент, учитывающий влияние турбулентности потока и других факторов на скорость осаждения; м/с - средняя скорость движения воды. Отстойники являются основными сооружениями механической очистки сточных вод, используется для удаления оседающих или всплывающих грубодисперсных веществ. Различают первичные отстойники, которые устанавливают перед сооружениями биологической или физико-химической очистки, и вторичные отстойники — для выделения активного ила или биотенки. В зависимости от направления движения потока воды отстойники подразделяют на горизонтальные, вертикальные и радиальные. Горизонтальный отстойник: 1 — водоподводящий лоток; 2 — привод скребкового механизма; 3 — скребковый механизм; 4 — водоотводящий лоток; 5 — отвод осадка. К отстойникам относят и осветлители, в которых одновременно с отстаиванием сточная вода фильтруется через слой взвешенного осадка, а также осветлители-перегниватели и двухъярусные отстойники, где одновременно с осветлением воды происходит уплотнение выпавшего осадка. Известны радиальные отстойники трех конструктивных модификаций — с центральным впуском, с периферийным впуском и с вращающимися сборно-распределительными устройствами. Радиальный отстойник: 1 - входной патрубок; 2 - отводящий трубопровод; 3 – шламосборник; 4 – канал; 5 - вращающийся скребок Горизонтальные отстойники применяются в составе станций очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод и предназначены для выделения взвешенных веществ из вод, прошедших решетки и песколовки. Вертикальные первичные отстойники предназначены для осветле ния бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод (а также их смеси), содержащих грубодисперсные примеси. Вторичные радиальные отстойники используются для отстаивания избыточного активного ила после аэротенков, они оборудованы вращающимися илососами, которые удаляют активный ил непосредственно из слоя осадка без сгребания его в приямок. Для увеличения эффективности отстаивания используют тонкослойные мине рального происхождения, плотность которых отличается от плотности жидкой среды сточных вод. Напорный гидроциклон: 1 — цилиндрическая часть; 2 — патрубок для отвода воды, 3 — патрубок для впуска сточной воды; 4 — коническая часть; 5 — патрубок для отвода шлама Напорные гидроциклоны могут быть единичными и батарейными (мультигидроциклоны) и используются при осветлении сточных вод для сгущения осадка, обогащения известкового молока и твердой фазы сточ ных вод в процессе их утилизации. При осветлении, производственных сточных вод мультигидроциклоны обеспечивают высокую степень очистки. Эффективность осветления сточных вод в гидроциклонах рассчиты вается на основе результатов анализов гранулометрического состава частиц твердой фазы. Центрифуги применяются: 1) при локальной очистке производственных сточных вод, когда осадок представляет собой цен ный продукт, который может быть утилизирован; 2) в случае мелкодисперсного состава загрязнений, когда для их выделения не могут быть применены реагенты. Центрифуги бывают отстойные и фильтрующие. Фильтрующие центрифуги используют для разделения грубодисперсных систем, отстойные — для разделения труднофильтрующихся тонко и грубодисперсных суспензий, а также для классификации суспензий по размерам и плотности частиц. Для очистки производственных сточных вод наиболее перспективны отстойные центрифуги. Важнейшими характеристиками центрифуги являются фактор разделения и продолжительность центрифугирования. Фактор разделения , где — угловая скорость вращения, рад/с; — радиус вращения, м. Для выделения из сточных вод тонко- и среднедиспергированных примесей применяют центрифуги с фактором разделения более 2500. Из центрифуг непрерывного действия в системах очистки вод с расходом до 50…100 м3/ч наибольшее распространение получили горизонтальные шнековые центрифуги типа ОГШ. Центрифуга типа ОГШ: 1 — барабан; 2, 3, 5 — окна; 4 — кожух; 6 — разгрузочный шнек; 7 — подвод сточной воды; 8, 9 — отводы осветленной воды и осадка соответственно Их используют для выделения веществ с гидравлической крупностью примерно 0,2 мм/с (противоточные) и 0,05 мм/с (прямоточные). Центрифуги непрерывного действия типа ОГШ и другие применяются при очистке сточных вод с расходом до 50…100 м3/ч. Производительность центрифуги равна , где —расчетный объем ванны ротора при (D — наибольший внутренний диаметр ротора; Dc — диаметр порогов сливных окон); — продолжительность пребывания суспензии в роторе. |
Устройства для интенсификации осаждения примесей сточных вод Высокий эффект механической очистки сточных вод можно достичь с по мощью центробежных аппаратов: гидроциклонов и центрифуг. Гидроциклоны. Принцип действия гидроциклонов основан на сепарации частиц твер дой фазы во вращающемся потоке жидкости. Величина скорости сепа рирования частицы в центробежном поле гидроциклона может превы шать скорость осаждения эквивалентных частиц в поле гравитации в сотни раз. Открытые гидроциклоны применяют для выделения из сточных вод тяжелых примесей, характеризуемых гидравлической крупностью более 0,2 мм/с и скоагулированных взвешенных веществ. Открытый гидроциклон: 1 - входной патрубок; 2 - кольцевой водослив; 3 - труба для отвода очищенной воды; 4 - труба для отвода шлама Часто их используют в качестве первой ступени в комплексе с другими аппаратами для механической очистки сточных вод. Значительным преимуществом открытых гидроциклонов является большая удельная производительность 2…20 м3/(м2.ч) при небольших потерях напора (не более 0,5 м). Открытые гидроциклоны применяются следующих ти пов: - без внутренних устройств для выделения из сточных вод крупных и мелкодисперсных взвешенных веществ; - с конической диафрагмой и с внутренним цилиндром для выделения оседающих и всплывающих мелкодисперсных взвешенных веществ; - многоярусный с наклонными выпусками осветленной воды из каждо го яруса для выделения крупных и мелкодисперсных взве шенных веществ; - многоярусный с периферийным отбором осветленной воды для выде ления оседающих крупно- и мелкодисперсных взвешенных веществ. Многоярусные открытые гидроциклоны используют для интенсификации процесса очистки. В них рабочий объем разделен на отдельные ярусы свободно вставляемыми коническими диафрагмами. Вследствие этого высота слоя отстаивания уменьшается. Вращательное движение позволяет полнее использовать объем яруса и способствует агломерации взвешенных частиц. Каждый ярус гидроциклона работает самостоятельно. Основные параметры многоярусного гидроциклона следующие: диаметр гидроциклона 2…6 м, высота яруса = 100…250 мм, число ярусов 4…20. Основной рас четной величиной открытых гидроциклонов является удельная гидрав лическая нагрузка q, м3/(м2∙ч), которая определяется по формуле q = 3,6K u0 , где u0 — гидравлическая крупность частиц, которые необходимо выделить для обеспе чения требуемого эффекта; определяется по кривым кинетики осаждения, получаемым в лабораторных условиях при отстаивании исходной сточной воды в состоянии покоя в слое h = 200 мм; K — коэффициент пропорциональности, зависящий от типа гидроциклона. Производительность одного аппарата Q, м3/ч, определяется по фор муле Q = 0,785qD2, где D — диаметр гидроциклона, м. Напорные гидроциклоны, работающие под избыточным давлением, применяются для выделения из производст венных сточных вод грубодисперсных примесей главным образом отстойники. Они могут быть вертикальными, радиальными или горизонтальными; состоят из водораспределительной, водосборной и отстойной зон. В таких отстойниках отстойная зона делится трубчатыми или пластинчатыми элементами на ряд слоев небольшой глубины (до 150 мм). При малой глубине отстаивание протекает быстро, что позволяет уменьшить размеры отстойников. Основным параметром, на основании которого рассчитывают размеры отстойной аппаратуры, является скорость осаждения взвешенных твердых или жидких частиц (гидравлическая крупность) . Скорость осаждения зависит от многих факторов: размера частиц d, их формы, плотности , плотности и вязкости сточной воды, скорости движения воды , от условий обтекания и сопротивления среды и др. Для расчета отстойников необходимы следующие данные. 1. Количество сточных вод Q, м3/c, по максимальному притоку. 2. Концентрация взвешенных веществ C1, мг/л, тяжелых и легких (масла и нефтепродукты) механических примесей. 3. Требуемая степень очистки, или допустимое содержание взвешен ных веществ в осветленной воде С2, мг/л. 4. Гидравлическая крупность частиц, которые необходимо выделить для обеспечения требуемой эффективности очистки Этр, равной 50… 98 %. 5. Гидравлическая крупность (скорость осаждения) , определяемая по кривым кинетики отстаивания , которые получены в лаборатории в статических ус ловиях при высоте слоя отстаивания мм. Объем отстойной (проточной) части любого отстойника ; поверхность осаждения . Для повышения эффективности осаждения в сточную воду вводят коагулянты и флокулянты, способствующие увеличению скорости осаждения взвешенных частиц. Отстойники-осветлители применяют при повышенном содержании в сточных водах труднооседающих веществ. В результате совмещения процессов осаждения, хлопьеобразования и фильтрации сточной воды через слой взвешенного осадка эффективность очистки достигает 70 %. Нефтеловушки применяются для очистки сточных вод, содержащих грубодиспергированные нефть и нефтепродукты при концентрации более 100 мг/л. Нефтеловушки сооружают трех типов: горизонтальные, многоярусные и радиальные. Горизонтальные нефтеловушки представляют собой прямоугольные вытяну тые в длину резервуары, в которых происходит разделение нефти и во ды за счет разности их плотностей. Нефтеловушка: 1 — трубопровод для подачи сточных вод на очистку; 2 — нефтесборная труба; 3 — трубопровод для отвода осветленных сточных вод; 4 — гидроэлеватор; 5 — скребковый транспортер левый; 6 — то же, правый; 7 — задвижки с электроприводом; 8 — трубопровод для подачи воды к гидроэлеватору; 9 — трубопровод для отвода осадка Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, а содержащиеся в сточной воде минеральные примеси оседают на дно нефтеловушки. Длину отстойной части горизонтальной нефтеловушки вычисляют по формуле , где — коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды; h — глубина слоя воды. Продолжительность отстаивания должна быть не менее 2 ч; продолжительность всплывания частиц нефти . Необходимым условием является . |