Процесс механической очистки сточных вод. Механическая очистка сточных вод. Принцип действия механической очистки сточных вод
Механическая очистка сточных вод – один из способов очистки и переработки бытовых сточных жидкостей. Технологии и устройства направлены на удаление нерастворимых примесей. Этот способ может применяться как самостоятельно, так и в виде первой ступени очистки. Если после механической очистки воды могут быть спущены в водоемы без нарушения экологического равновесия или использованы в производственном процессе, то дополнительные методы очистки не требуются.
Поверхностные аэраторы оцениваются по скорости их кислородной передачи или кг кислорода на кВт-час при стандартных условиях. Однако требуется, чтобы осадок усваивал органическое вещество, которое он впитывал. В течение этого времени необходимо поддерживать аэробную среду. В некоторых модификациях обычного процесса используются значительно более короткие периоды. Эти более короткие периоды аэрации обычно приводят к снижению качества сточных вод.
Аэратор поверхности с вертикальной осью. Аэраторы поверхности состоят из частично погруженных рабочих колес, которые прикреплены к двигателям, установленным на поплавках или на неподвижных конструкциях. Аэраторы поверхности обычно используются для полностью перемешивающего резервуара для обеспечения высокой интенсивности перемешивания. Для аэрационных бассейнов глубже 5 м необходимо установить вытяжную трубу или вспомогательное погружное рабочее колесо.
Сущность механической очистки сточных вод
Механическая очистка сточных вод очищает бытовые жидкости от взвешенных частиц на 60-65%, от нерастворимых грубодисперсных элементов на 90-95%. Это один из самых незатратных способов очистки.
Механические методы очистки сточных вод:
1. Процеживание.
Основные приспособления – различные решетки и сита для задержания крупных элементов и некоторого количества взвешенных частиц.
Поверхностные аэраторы с горизонтальной осью. Аэратор щетки имел горизонтальный цилиндр с щетинками, установленными над поверхностью воды. Щетинки были погружены в сточные воды, а цилиндр был повернут электродвигателем, распыляя сточные воды через бак.
Вместо щетины используются угловые стальные или пластиковые стержни или лезвия. В подводных механических аэраторах воздух или чистый кислород также могут быть введены диффузорами в сточные воды под рабочим колесом. Рабочее колесо используется для диспергирования воздушных пузырьков и смешивания содержимого резервуара. Трубчатую трубку можно использовать с моделями с потоком или потоком вниз для управления рисунком циркулирующей жидкости. Погружные механические аэраторы выпускаются в размерах от 75 до 100 кВт и обычно используются для полностью смешивающей емкости.
Технологическая схема очистки сточных вод методом процеживания элементарна:
- сначала стоит специальная сетка, задерживающая крупные вещества и волокнистые соединения;
- предварительно очищенная вода попадает к мелкому ситу, останавливающему более маленькие частицы;
- на выходе могут стоять микропроцеживатели, которые задерживают микроскопические нерастворенные элементы.
2. Отстаивание.
Станция очистки сточных вод использует экологически безопасные, комплексные технологии обработки отходов и переработки отходов. Обеспечивает экологически безопасное управление побочными продуктами - илом и механическими загрязнителями - производимыми во время обработки и их подготовкой к хранению и рециркуляции; вырабатывает значительную часть потребляемой им электроэнергии и тепла; очищает загрязненный воздух, образующийся во время технологических процессов; использует штормовые насосы для стока ливневых вод.
Завод «Северный паштет» был введен в эксплуатацию. Первоначально из собранных сточных вод удалялись только механические загрязнители; биологическая очистка была начата позже. В целях устранения запахов оборудование механической обработки завода было покрыто и дезодорировано. При этом развитии доля очищенных сточных вод была увеличена до 51% в Будапеште. Также начата фаза 2 расширения завода по очистке сточных вод Северной Пести. Целью этих инвестиций является удаление питательных веществ из сточных вод.
Метод выделения из сточных вод взвешенных частиц с большей или меньшей плотностью. Для механической очистки данным способом оборудуют специальные объекты – отстойники. Отстаивание чаще всего используют с целью улучшения воды в замкнутой системе водоснабжения. Поэтому этот способ активно применяется в химической, рудной и металлургической промышленности.
Новые объекты планируется ввести в эксплуатацию в начале. Владельцы Франции и Германии в значительной степени способствовали модернизации завода. Завод был полностью обновлен, и его технологические процессы завершены, опираясь на их знания новейших технологий и опыта эксплуатации действующих очистных сооружений. Технологии и оборудование из-за рубежа использовались для системы стабилизатора осадка, которая производит биогаз из шлама, а затем электрическую и тепловую энергию из биогаза. На заводе утилизация биогаза является экологически безопасной и энергоэффективной.
Существуют различные установки очистки сточных вод методом отстаивания:
- песколовки («собирают» тяжелые частицы);
- жироловки;
- маслоуловители;
- нефтеловушки;
- смолоуловители;
- шлакоотстойники;
- сгустители и другие.
3. Фильтрование.
Активно применяется для очистки воды от мельчайших частиц разной природы. Основное приспособление – фильтры. Сточные воды, проходя через фильтрующий материал, оставляют в нем все ненужные взвеси.
Компания уделяет особое внимание устранению запахов. На заводе используется несколько воздухоочистителей. Воздух извлекается из большинства закрытых зон и проходит через биофильтр. Эти биофильтры обрабатывают 2 млн. М3 воздуха в день. Этап 2 проекта развития, направленный на строительство блока удаления питательных веществ, будет завершен этим капиталовложением, который будет осуществляться муниципальным правительством Будапешта с поддержкой Всемирного банка, значительно улучшит качество очищенной воды, поступающей в Дунай.
Связанная статья. При механической предварительной очистке грубая грязь удаляется балластированием и граблями. В этом предварительном разъяснении, Листва, камни и предметы гигиены. Просеивание производится машинной промывкой, прессованием, термическим использованием, компостом или осаждением на полигоне.
Для различных предприятий необходимы различные виды фильтров. Так, в бумажной промышленности широко используются сетчатые и вакуумные фильтры. Для более активной очистки подходят центрифуги и гидроциклоны. Последние представляют собой конические сосуды из железа, на стенках которых под влиянием центробежной силы скапливаются тяжелые частицы.
Шлифование требует удаления минеральных примесей, таких как песок, мелкие камни, гравий или стекло, разрушающиеся из сточных вод. Эти вещества в противном случае сильно усиливали бы или даже забивали механические части установки очистки сточных вод с помощью истирания. Часто шлифование в здании сочетается с улавливанием жира.
Здесь мелкие органические вещества удаляются из сточных вод путем седиментации. Седиментация происходит за счет снижения расхода в первичном отстойнике. Это гарантирует, что вещества, которые не могут быть удалены на предыдущих стадиях обработки, депонируются. Фекалии или бумага оседают в первичном отстойнике как «устанавливаемые вещества» или плавают на поверхности. Примерно 30 процентов органических веществ могут быть удалены из сточных вод. Твердые, осажденные компоненты также упоминаются как первичный ил.
Сооружения для механической очистки сточных вод
1. Решетки.
Задерживают крупные элементы, содержащиеся в сточной воде. Их устанавливают по направлению тока жидкости. Решетки представляют собой укрепленные на металлической рамке металлические стержни, наклонно или вертикально установленные. В пазухах решетки – подвижные зубцы граблей. Они закреплены на шарнирно-пластинчатой цепи, которая приводится в движение через привод с шестеренчатой передачей.
На этом этапе процесса бактерии и другие микроорганизмы разлагают органические сточные воды с помощью кислорода. Специальные бактерии строят азотные соединения. Эффективность очистки зависит от разницы в концентрации веществ от входа до выхода. Биогаз - это биологический реактор, снабженный кислородом техническими средствами. Так называемый активированный ил, грязь, обогащенная бактериями, находится в тушении бассейна. Бактерии собирают загрязняющие вещества, содержащиеся в сточных водах, т.е. органических соединений углерода.
Сначала азот отделяют от органических соединений в виде аммония, а затем окисляют до нитрата с помощью специальных бактерий с кислородом. Кислород, связанный в нитрате, может быть использован специальными бактериями для дальнейшей деградации и фактического удаления соединений азота из сточных вод.
Грабли снимают с металлической стенки решетки отбросы и поднимают их на подвижную ленту. Далее взвешенные частицы направляются для размельчения в специальную дробилку.
Существуют также решетки-дробилки, задерживающие твердые элементы и одновременно перемалывающие их. Эту установку монтируют в камеру с круговым движением сточных вод. Электродвигатель через коробку передач приводит в движение барабан решетки-дробилки. Он задерживает отходы, содержащиеся в сточной воде, и передает их к режущим гребням. Последние перемалывают твердые элементы, которые после такой обработки вновь поступают в сточную воду.
Большинство муниципальных очистных сооружений эксплуатируются с использованием процесса активного ила. Осадочный резервуар образует технологический блок с покоящимся бассейном по схеме возврата осадка. В отстойнике активный отстой отделяется от очищенной сточной воды путем осаждения. Часть осажденного осадка возвращается в тушение бассейна, чтобы обогатить бактерии, специализированные на очистке сточных вод в аэрационном бассейне. Избыточный ил, т.е. больше не требуется увеличение биомассы, необходимо удалить из системы.
Он загустевает для дальнейшей обработки и обычно накачивается в неисправность вместе с основным илом. Это дает метангазу, которую можно использовать термически. На этой стадии очистки фосфор в первую очередь удаляется на муниципальных объектах. Этот процесс имеет большое значение для предотвращения эвтрофикации воды. что необходимо предотвратить избыток питательных веществ, поступающих в принимающую воду. Это вода, в которую выгружается очищенный сток.
2. Песколовки.
Задерживают минеральные примеси. Удельный вес частиц больше удельного веса воды. Поэтому по мере движения жидкости в резервуаре минеральные элементы выпадают на дно. Работа песколовок зависит от скорости движения воды. Обычно установки рассчитаны на задержание частиц более 0,25 мм. Оседание более мелких минеральных загрязнений крайне нежелательно. По этой причине важна скорость движения воды.
Фосфор растворяется в сточных водах и в виде частиц. Для удаления фосфора из сточных вод он помещается в виде осадка на стадии химической очистки. Часть фосфора включена в биомассу во время разложения органических соединений углерода, остальная часть должна быть превращена в нерастворенную форму, которая может оседать в виде осадка. Обычно это делается путем добавления солей железа или алюминия.
В промышленных очистных сооружениях также на этом этапе очистки удаляются также проблематичные вещества, такие как тяжелые металлы или соли. На отдельных стадиях очистки при очистке сточных вод образуются различные типы шлама, которые должны подвергаться специальной обработке. Важно добиться стабилизации осадка, то есть, органический углерод, содержащийся в осадке, должен быть уменьшен настолько, насколько это возможно, чтобы избежать ухудшения запаха. Кроме того, целью обработки осадка является уменьшение объема осадка, чтобы он мог продолжать использовать его или утилизировать.
Оптимальная скорость при горизонтальном токе – от 0,15 до 0,3 м/с. Горизонтальные установки монтируются там, где сточные воды движутся в горизонтальном направлении, прямолинейно или по кругу. Такие песколовки состоят из двух основных элементов:
- рабочего, через который движется поток;
- осадочного, который собирает и хранит выпавший песок.
Способы очищения песколовок:
Он очищает все муниципальные сточные воды в федеральной столице. В сухую погоду, т.е. без дополнительной дождевой воды, составляют более тысячи м3 сточных вод каждый день. Без химических и физических процессов многие вещества не могли быть удалены из сточных вод. В зависимости от состава сточных вод процесс обработки химико-физических сточных вод состоит из разных подпроцессов. Эффективное решение часто возможно только путем правильной комбинации этих этапов процесса с правильной технологией очистки сточных вод.
Методы химической и физической очистки воды и сточных вод
Например, для достижения эффективной очистки сточных вод обычно необходимы нерастворимые в воде вещества или коллоиды, осаждение, фильтрация или центробежное разделение. Для удержания твердых веществ используются грабли, сита или даже мембранная технология.
- насосом (при незначительном расходе сточных вод);
- гидроэлеватором, шнеками, скребками и т.п. (на специальных очистных станциях).
Песколовки способны задерживать до 75% минеральных примесей, содержащихся в сточной воде.
3. Отстойники.
Используются для выделения механических примесей из сточных вод. Существуют несколько видов отстойников.
Ваши преимущества с нашей технологией сточных вод
При химической очистке сточных вод химические водные условия модифицируются таким образом, что загрязняющие вещества, растворенные в сточных водах, легче отделяются. Восстановление ценных веществРазработка технологической воды Экономичная модернизация существующих очистных сооружений. Сточные воды из муниципалитета Опперсхаузен обрабатываются на очистных сооружениях муниципальных работ.
В настоящее время около 100 жителей подключены к станции очистки сточных вод Нидердорла. Более 98% жителей подключены к центральной очистной станции. В течение дня в муниципальном районе потребляется около 100 литров воды. Эта вода доходит до станции очистки сточных вод в Нидердорле через канализационную систему. Помимо этой грязной воды большая часть поверхностных вод Вогтей также подается на очистные сооружения. Дождевая вода направляется непосредственно в резервуар.
По назначению:
- первичные (устанавливаются перед станциями биологической очистки);
- вторичные (устанавливаются после сооружений биологической обработки).
По конструктивным особенностям:
- горизонтальные;
- вертикальные;
- радиальные (разновидность горизонтальных отстойников).
4. Иловые площадки.
Кроме того, многие подземные воды до сих пор поступают на очистные сооружения из-за утечки каналов. Весь поток сточных вод поступает на очистные сооружения сначала при механической очистке. Там все компоненты, содержащиеся в сточных водах, превышающие 4 мм, отсеяются в обрабатывающем блоке. В течение месяца собираются от трех до четырех кубических метров этого экранированного материала, который удаляется специализированной компанией.
Песок, который содержится в потоке сточных вод, также удаляется из скруббера. Биологическая очистка сточных вод осуществляется в комбинированном отстойнике и отстойнике. Бактерии, а также в природе, вредные соединения углерода и азота в воде. Поскольку кислород подается на аэрацию с помощью воздуходувок, этот процесс в несколько раз быстрее по сравнению с установками для очистки пруда.
Используются для сушки влажного осадка, сбрасываемого из отстойников, метантенков и других подобных сооружений (на выходе из них осадок имеет влажность до 97%). Иловая площадка подсушивает до влажности 75% (средняя величина). В результате объем отбросов уменьшается в 3-8 раз.
Иловая площадка представляет собой участок земли, окруженный земляными валками. Осадок наливается слоями. Часть жидкости испаряется, а часть попадает в грунт. Подсушенный осадок погружают на машины и вывозят. Иловую воду перекачивают на очистные сооружения.
Перечислены основные сооружения для механической очистки сточных вод. В зависимости от вида деятельности, количества сточных вод, типа загрязнений предприятие может использовать и другие установки.
Вода является основой нашей жизни, без нее невозможны никакие процессы в организме. На возникновение более чем половины болезней прямо или косвенно влияет вода плохого качества. Именно поэтому так важно заботиться о вопросах очистки воды . А теперь перейдем к методам очистки. Разберём как стандартные методы, так и относительно новые.
Самыми популярными методами очистки воды являются:
- механические
- физико-химические
- биологические
Механические методы очистки воды
Механические методы очистки воды - одни из самых дешевых. Механическая очистка сточных вод очищает бытовые жидкости от взвешенных частиц на 60-65%, от нерастворимых грубодисперсных элементов на 90-95%.
К механическим методам очистки относятся:
- Метод процеживания основан на поэтапной фильтрации воды. На первом этапе вода проходит через сетку, задерживающую крупный мусор. Далее вода пропускается через сетку с меньшей длиной ячейки. На последнем этапе размер ячейки сетки минимален, что позволяет задерживать мельчайшие частицы.
- Отстаивание. Метод используют с целью улучшения качества воды в замкнутых системах водоснабжения. Во время отставания частицы с большей плотностью оседают на дне, в то время как частицы с плотностью меньше, чем плотность воды всплывают на поверхность.
- Фильтрование. Грязная вода проходя сквозь фильтрующий материал оставляет все ненужные взвеси в фильтре. Выделяют различные виды фильтров. Наиболее распространены: сетчатые, вакуумные. Для активной очистки воды используют центрифуги и гидроциклоны. Мусор в них скапливается на стенках под влиянием центробежной силы.
Физико-химические методы очистки воды
К физико-химическим методам очистки воды относятся:
- Коагуляция. Метод имеет эффективность до 95%. Начинается очистка воды с того, что в воду добавляются активные коагулянты: Соли аммония, меди, железа. Вредные вещества выпадают в осадок, после чего удаляются без труда. Метод используется на многих предприятиях текстильной, легкой, нефтехимической, целлюлозабумажной, химической и др. Хорошим коагулянтом считается двухвалентное железо FeSО 4 , которое является отходом процесса травления стали. Травильные стоки содержат до 15 % железа. При его использовании очистка по ХПК – до 75%, мутность снижается до 90%, количество фосфора – на 98%, бактерий – до 80%.
- Адсорбция. При адсорбции адсорбент впитывает в себя все вещества и примеси, не задерживая при этом ток воды. Популярные адсорбенты: уголь, торф, цеолиты, бентонитовые глины . В зависимости от вида используемого адсорбента и удаляемого химического вещества можно достигнуть эффективности до 95%.
- Флотация. Флотация основана на образовании воздушных пузырьков, которые поднимают примеси вверх. Образуется слой пены, которую легко удалить. Метод действенен при обработке сточных вод от нефтепродуктов, волокнистых частиц, масел и других веществ. Вода после флотации может направляться на внутренние нужды предприятия или подвергаться более тщательной очистки.
- Экстракция. Используют для удаления со сточных вод органики, которую впоследствии перерабатывают: жирные кислоты, фенолы. Здесь работает физико-химический закон распределения: при активном перемешивании двух нерастворимых жидкостей всякое вещество, растворенное в одной из них, начнет распределяться согласно своей растворимости . После выделения первой жидкости из второй, одна из них будет частично очищена. Когда примеси начинают скапливаться в экстракционном слое, покидая воду, экстракт удаляется. Для эффективности очистки сточную воду подвергают экстракционной очистки несколько раз.
- Ионный обмен. Иониты твердой фазы и ионы в растворе происходит обмен. Благодаря этому можно забирать из сточных вод нужные радиоактивные вещества и примеси: фосфор, мышьяк, ртуть, свинец и др. Особо результативен ионный обмен при высокой токсичности воды.
- Диализ. В процессе диализа полупроницаемая мембрана освобождает коллоидные растворы и низкомолекулярные соединения из высокомолекулярных веществ. Низкомолекулярные вещества способны пройти через мембрану. Главный недостаток диализа – долгий период очистки . Для ускорения процесса прибегают к увеличению активной площади и повышают температуру. Диализ объединяет в себе осмос и диффузию.
- Кристаллизация. Удаление кристаллов примесей. Применяется в водоемах и прудах выпариванием. Возможно только при высоком содержании примесей.
Биологический метод очистки воды
- Биологические пруды. Такая очистка требует наличие открытых искусственных водоемов. В них происходят самоочистка сточных вод. Такой способ позволяет добиться наилучшего результата, чем при использовании искусственных методов. Наиболее эффективно биологическая очистка работает в теплое время года. В зимнее время очистка не происходит, так как микроорганизмы не способны питаться при минусовой температуре окружающей среды.
- Аэротенки. При биологической методике происходит за счет взаимодействия активного ила и механически очищенных сточных вод. Активный ил содержит множество аэробных микроорганизмов. Если им создать благоприятные условия, то в процессе своей жизнедеятельности микроорганизмы будут выводить из сточных вод различные загрязнители, и тем самым будет происходить очистка. Биологическое очищение происходит непрерывно, главное, чтобы регулярно поступал свежий воздух. Когда уровень биохимического потребления кислорода (БПК) снижается, вода поступает в следующие секции. В них начинают работать еще одни микроорганизмы - бактерии-нитрификаторы. Часть этих бактерий перерабатывает азот аммонийных солей, в результате получаются нитриты. Далее активный ил превращается в осадок, а очищенная вода поступает в водоемы.
- Биофильтры. Наиболее распространенной, особенно среди владельцев индивидуальных застроек, является очистка с помощью биофильтра. Биологическая методика очистки происходит с помощью все тех же микроорганизмов, находящихся в биофильтре в виде активной пленки. Производительность биофильтров, имеющих капельную фильтрацию, весьма низкая. Но именно они, обеспечивают наибольшую степень очистки сточных вод. Двухступенчатые биофильтры обладают высокой производительностью, при этом качество несильно отличается от капельной фильтрации. Принцип работы биофильтра схож с процессом очистки с помощью аэротенки. Вначале с помощью механических фильтров и отстойника сточные воды избавляются от взвеси и крупных частиц. Затем вода поступает в тело биофильтра, где и происходит очистка. Бактерии, находящиеся на активной пленке, получают с водой питательные вещества. В процессе поедания органики, бактерии размножаются. В результате разросшаяся колония микроорганизмов очищает сточные воды от всей органики.
Реагентный метод очистки воды
В воду добавляется реагент, который связывает растворенные в воде загрязнения и переводит их в осадок. Метод применяется для удаления из сточных вод растворенных неорганических веществ ионного типа (соли, кислоты, основания), растворенных органических веществ (ПАВ), с переводом последних в нерастворимые комплексы. Эффект очистки достигает 97–98 %.
- Окисление. К сильным окислителям относятся озон, фтор, кислород, хлор и другие вещества, обладающие большими значениями окислительно-восстановительных потенциалов Е. Методы окисления используют для доочистки сточных вод в основном от органических веществ (фенолы, органические кислоты, ПАВ и пр.). При этом продукты окисления – это нетоксичные компоненты: CO 2 ; H 2 O; NH 3 и осколки органических веществ различного строения. При правильном выборе режима окисления и четкого контроля за ним эффект очистки достигает 99 %.
- Нейтрализация. Реакция обмена между кислотой и основанием, при которой оба соединения теряют свои характерные свойства и происходит образование солей. Реагенты вводятся в виде порошков (известь, кальцинированная сода), водных растворов (NaOH, гашеная известь и др.), газов, активных загрузок фильтров (дробленый мрамор, известняк, доломит).Если на промышленных предприятиях образуются кислые и щелочные стоки, представляется возможной их взаимная нейтрализация путем смешения в регулируемом режиме. Процесс осуществляется в нейтрализаторах (емкости снабжены перемешивающим устройством и дозатором реагентов), чаще с последующим осветлением.
- Экстракция. Метод очистки, альтернативный сорбции, применяющийся для удаления молекулярных примесей в основном органического характера. В качестве экстрагентов применяются плохо растворимые в воде органические жидкости: сложные эфиры, спирты, ароматические соединения, кетоны.
Мембранный метод очистки воды
Мембраны, как и другие фильтрующие материалы, можно рассматривать как полупроницаемые среды: они пропускают воду, но не пропускают, точнее, хуже пропускают некоторые примеси. Однако если обычное фильтрование применяют для удаления из воды относительно крупных образований – дисперсных и крупных коллоидных примесей, то мембранные технологии – для извлечения мелких коллоидных частиц, а также растворенных соединений. Для этого мембраны должны иметь поры очень малого размера.
Основное отличие мембран от обычных фильтрующих сред состоит в том, что они тонкие, и удаляемые примеси задерживаются не в объеме, а только на поверхности мембраны. Грязеемкость поверхности, очевидно, гораздо меньше, чем у объема. Казалось бы, мембрана должна из-за этого очень быстро засориться и перестать пропускать воду.
Так бы оно и было, если бы в мембранном фильтре не происходило постоянного самоочищения мембраны. Для этого применяется так называемая «тангенциальная» схема движения воды в аппарате, при которой собирают воду с обеих сторон мембраны: одна часть потока проходит через мембрану и образует фильтрат (или пермеат), то есть очищенную воду, а другую направляют вдоль поверхности мембраны, чтобы смывать задержанные примеси и удалять их из зоны фильтрации. Эта часть потока называется концентратом или ретентатом, и обычно ее либо сбрасывают в дренаж, либо (например, при очистке гальванических стоков) отводят для дальнейшей обработки и выделения нужных компонентов.
Таким образом, узел мембранной фильтрации имеет один вход и два выхода, и часть воды постоянно расходуется на очистку мембраны. (В двухступенчатых мембранных установках концентрат второй ступени может быть значительно чище, чем исходная вода, поэтому его можно использовать, подавая снова на вход установки. Таким способом добиваются снижения расхода воды.)
Источники:
