Методы очистки сточных вод

Для очистки сточных вод от твердых примесей используются гидромеханические методы: процеживание, отстаивание, осветление, центрифугирование, фильтрование.

Процеживание — начальная стадия очистки сточных вод от нерастворимых примесей размером до 25 мм и волокнистых загрязнений. При этом используются решетки для крупных отходов (обломки древесины, бумага, тряпье, мусор, камни) и сита для более мелких примесей. Решетки изготовляют из металлических стержней с зазором 15-20 мм. Их устанавливают в клетках сточных вод вертикально или под углом 60-70^о. Скорость движения сточных вод 0,8-1 м/с. Специальными граблями решетки очищают от накоплений, которые измельчают в специальных дробилках и снова возвращают в поток. Сита могут быть барабанными, дисковыми, ленточными. Их изготовляют из латунной или нержавеющей проволоки диаметром от 0,3 мм до 1-1,5 мм, размер ячеек от 0,3х0,3 до 5х5 мм. Скорость движения воды для плоских сит 0,2-0,4 м/с, для вращающихся — 0,8-1,2 м/с. Эффективность очистки 40-45%.

Отстаивание — удаление твердых частиц размером 0,15-0,25 мм под действием сил гравитации. Аппаратура для отстаивания: песколовки, отстойники, нефтеловушки, осветители, илоуплотнители и др. Нефтеловушки соответствуют отстойникам: горизонтальным, вертикальным, радиальным, но отходы всплывают вверх. Эффективность очистки — до 60%.

Пропускная способность песколовок (рис. 4.6а) 70-280 тыс. м³/сут. Скорость движения воды 0,15-0,3 м/с. Из приямка песок удаляют гидроэлеваторами или песковыми насосами.

Рис. 4.6. Горизонтальная песколовка (а) и вертикальный отстойник (б):

1 — ввод сточной воды; 2 — цилиндрическая перегородка; 3 — корпус отстойника; 4 — отражательное кольцо; 5 — сборник шлама; 6 — кольцевой водосборник; 7 — трубопровод для вывода очищенной воды; 8 — трубопровод для вывода шлама

В отстойнике (рис. 4.6 6) цилиндрическая перегородка 2 и отражательное кольцо 4 обеспечивают криволинейное движение сточной воды сначала вниз, а затем вверх к кольцевому водосборнику 6. Центробежные силы на повороте потока способствуют оседанию твердых частиц в сборнике шлама 5. Шлам отсасывается через трубопровод 8. Эффективность очистки 50-70%.

В радиальных отстойниках сточная вода поступает снизу через патрубок с расширяющимся диаметром и движется из него в радиальном направлении. Значительное уменьшение скорости движения потока приводит к осаждению твердых частиц. Осевший шлам направляется вращающимся скребком в сборник шлама и затем периодически удаляется из аппарата. Очищенная вода выводится из отстойника через верхний трубопровод.

Всплывающие примеси — нефть, масла, жиры, смолы и т.п. удаляются из сточной воды в нефтеловушках. Их глубина 1,5-3 м, высота слоя всплывающих примесей около 0,1 м, скорость всплывания 0,15-0,6 мм/с. Эффективность очистки 60-70%.

Фильтрование. Это часто заключительный процесс для удаления тонкодисперсных примесей. Обычно применяются зернистые фильтры: песок, керамзит, шлак. Их классификация: по размеру зерен: мелко- (до 0,4 мм), средне- (0,4-0,8 мм) и грубозернистые фильтры (более 0,8 мм); по производительности — медленные (0,10,3 м/ч), скорые (5-12 м/ч), сверхскоростные (более 25 м/с); по напору — гравитационные (открытые), напорные (с внешним давлением); по числу слоев — одно-, двух-, трех- и многослойные фильтры.

Каркасно-насыпной фильтр. Это аппарат высотой до 5 м. Он состоит: из нижнего слоя гравия, в слое которого помещен коллектор для сбора и отвода профильтрованной воды; днищаперегородки с мелкими отверстиями, опирающегося на этот слой гравия; фильтрующего слоя песка на днище с диаметром зерен 0,52 мм, слоя мелкого и затем более крупного гравия. Сточная вода подается сверху через кольцевой трубопровод с отверстиями. Высота фильтрующего слоя 0,4-2 м, слоя воды над ним — более 2 м. Скорость фильтрования 5-12 м/ч. Регенерацию фильтра осуществляют через 8-12 ч продувкой сжатого воздуха, подаваемого через трубопровод с отверстиями, размещенный под слоем песка. Затем обратная промывка водой через коллектор отвода воды.

Для отделения твердых примесей в поле действия центробежных сил также используются открытые или напорные гидроциклоны и центрифуги. Эффективность очистки до 70%.

Ультрафильтрация. Она используется для концентрирования и выделения относительно ценных компонентов и очистки воды от весьма токсичных веществ: цианидов, ионов хрома, никеля, меди, свинца и т. п. Установка включает два элемента: насос, для создания давления жидкости в 1-10 МПа, камеру с полупроницаемыми мембранами. Мембраны изготавливают из различных полимерных материалов (полиамиды, полиуретаны, полиакрилонитрилы, эфиры целлюлозы), пористого стекла, металлической фольги.

По способу расположения мембран различают фильтрпрессы с плоско камерным фильтрующим элементом, с трубчатым и рулонным фильтрующим элементом, с мембранами в виде полых волокон. Фильтр-прессы могут быть непрерывные, периодические, прямоточные, циркуляционные.