Модернизация очистного сооружения (стр. 2 из 10)
Этот метод позволяет извлекать из сточных вод ценные растворенные вещества, а очищенную воду использовать в системе оборотного водоснабжения. В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы (активированные угли различных марок).
Наиболее простым аппаратом для проведения процесса сорбции является насыпной фильтр, представляющий собой колонну с неподвижным слоем сорбента, через который фильтруется сточная вода. Наиболее рациональное направление фильтрования жидкости – снизу вверх, так как в этом случае происходит равномерное заполнение всего сечения колонны.
Фильтры с неподвижным слоем сорбента применяют для очистки цеховых сточных вод с целью утилизации выделенных относительно чистых продуктов. Для удаления сорбированных веществ из фильтра используют химические растворители или пар [9].
Флотация – это способ отделения мелких твердых частиц или капель жидкости из сточных вод, заключающийся в образовании комплексов «частица – пузырьки воздуха», всплывании их и удалении образовавшегося пенного слоя с поверхности обрабатываемой жидкости. Существуют установки напорной и безнапорной флотации.
Флотационными методами очищают производственные сточные воды, содержащие поверхностно-активные вещества, нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые материалы.
Ионный обмен основан на процессе обмена межу ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы – ионита. Этими методами удается извлекать и утилизировать ценные примеси: соединения мышьяка и фосфора, хром, цинк, свинец, медь, ртуть и другие металлы, а также поверхностно-активные и радиоактивные вещества.
Иониты разделяют на катиониты и аниониты. На катионитах происходит обмен катионами, а на анионитах – анионами. Этот обмен можно представить в виде следующей схемы.
Катионит (-): Me+ + H[K] « Me[K] + H+ .
Анионит (+): SO42- + 2[A]OH « [A]2SO4 + 2OH-
Особенностью ионитов является обратимый характер ионообменных реакций. Поэтому можно «посаженные» на ионит ионы «снять» обратной реакцией. Для этого катионит промывают раствором кислоты, а анионит – раствором щелочи. Таким способом осуществляют регенерацию ионитов [10].
Для ионообменной очистки сточных вод применяют фильтры периодического и непрерывного действия. Фильтр периодического действия (рис. 3) представляет собой закрытый цилиндрический резервуар с расположенным у днища щелевым дренажным устройством, обеспечивающим равномерное отведение воды по всему сечению фильтра. Высота слоя загрузки ионита 1,5-2,5 м. Фильтр может работать по параллельной и по противоточной схеме. В первом случае и сточная вода, и регенерирующий раствор подаются сверху, во втором – сточная вода подается снизу, а регенерирующий раствор – сверху. На работу ионообменного фильтра большое влияние оказывает содержание взвешенных частиц в подаваемой сточной воде. Поэтому перед подачей в фильтр воду подвергают механической очистке.
Разновидностью ионообменного метода очистки сточных вод является электродиализ – это метод разделения ионов под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны разделяющей его мембраны. Процесс разделения проводят в электродиализаторе. Под действием постоянного электрического тока катионы, двигаясь к катоду, проникают через катионитовые мембраны, но задерживаются анионитовыми, а анионы, двигаясь в направлении анода, проходят через анионитовые мембраны, но задерживаются катионитовыми. В результате этого из одного ряда камер ионы выводятся в смежный ряд камер [11].
Рис.3 Схема ионообменной установки периодического действия:
1 – корпус аппарата; 2 – ионит; 3 – распределитель регенерирующего раствора; 4 – ввод сточной воды; 5 – бак с регенерирующим раствором;
6 – насос; 7 – опорная решетка; выход очищенной воды; 8 - гравий
Очищенная от солей вода выпускается по одному коллектору, а концентрированный раствор – по другому (рис. 4).Электродиализаторы применяют для удаления растворенных в сточной воде солей. Оптимальная концентрация солей 3-8 г/л. Во всех электродиализаторах применяют электроды, изготовленные преимущественно из платинированного титана.
Рис.4 Схема процесса электродиализа (цифры в кружках – номера камер): А – анионитовые мембраны; К - катионитовые мембраны; 1 – выход газообразного водорода; 2 – подача сточной воды; 3 – выход газообразных кислорода и хлора; 4 – выпуск обессоленной воды; 5 – выпуск концентрированного рассола
1.3 Биологические методы очистки сточных вод
Биологические методы применяются для очистки сточных вод от многих органических и некоторых неорганических примесей. По характеру процесс биологической очистки аналогичен природным процессам. Биологическая очистка осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов – водорослей, грибков и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма). Главенствующая роль в этом сообществе принадлежит бактериям, представленным множеством различных видов, что обусловлено наличием в очищаемой воде органических веществ различных классов.
Сокращение видов бактерий происходит, если очистку проводят в отсутствие растворенного в воде кислорода (в анаэробных условиях) или при слишком неблагоприятном уровне питания, например, при слишком высоком содержании загрязнений.
Под действием микроорганизмов могут протекать окислительный (аэробный) или восстановительный (анаэробный) процессы.
При аэробном процессе происходит окисление органических веществ в сточных водах и образование новой биомассы. При этом в очищенных сточных водах остаются биологически неокисляемые вещества, преимущественно в растворенном состоянии, так как коллоидные и нерастворенные вещества удаляются из сточной воды методом сорбции.
Аэробный процесс может нормально протекать, если концентрация органического вещества в очищаемой воде, выраженная в биохимической потребности в кислороде, не будет превышать некоторого предельного значения. В связи с этим концентрированные сточные воды разбавляют слабоконцентрированными бытовыми сточными водами, а в отдельных случаях чистой водой.
Анаэробный процесс применяют в настоящее время для очистки от органических веществ сильноконцентрированных сточных вод [12].
Глава 2 Характеристика предприятия
Станция биологической очистки сточных вод с установками заводского изготовления с аэробной стабилизацией осадка производительностью 700 м3/сутки предназначены для полной биологической очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод со снижением органических загрязнений по БПК20 до 20 мг/л.
Станции биологической очистки рассчитаны на прием сточных вод от общественных зданий и учреждений, пионерлагерей, домов отдыха, рабочих поселков или сельских населенных мест. Станции предусматривается применять в районах с расчетной зимней температурой воздуха не ниже -40 0С со следующими условиями строительства:
- нормативная снеговая погрузка – для IV района (СНиП П-6-74);
- нормативная ветровая нагрузка – для II района (СНиП П-6-74 );
- грунты в основаниях просадочные;
- рельеф территории спокойной, грунтовые воды на площадке отсутствуют.
Начальное посадочное давление 0, 20 МПа.
Станция биологической очистки сточных вод с установками заводского изготовления с аэробной стабилизацией осадка производительностью 700 м3/сутки состоит из следующих основных зданий и сооружений:
1. Производственное здание;
2. Блок приемной камеры и решеток-дробилок;
3. Емкостной блок (компактные установки).
2.1 Сточные воды ООО «Благоустройство». Расчетные расходы поверхностных сточных вод, поступающих на очистные сооружения
Система водообеспечения предприятия ООО «Благоустройство» представляет собой комплекс сооружений, предназначенных для снабжения потребителей водой в необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором. Особенностью схем водоотведения предприятия является то, что выполняется несколько технологических водоотводящих сетей, имеющих свои регулирующие резервуары, насосные установки и очистные сооружения. Расположение подземных и наземных сооружений выполнено как единое подземное комплексное хозяйство с учетом общего планировочного решения промышленной площадки и взаимной компактной и легкодоступной прокладки сетей. Насосные установки для перекачки производственных сточных вод, выделяющих вредные газы и пары, располагаются в отдельных зданиях с обеспечением постоянной их вентиляции. Для инертных производственных и бытовых сточных вод допускается совмещенная насосная станция, а приемный резервуар выполняют с числом отделений, соответствующих числу несмешиваемых потоков. В понятие «сточные воды» входят различные по происхождению, составу и физико-химическим свойствам воды, которые использовались человеком для бытовых и технологических нужд. Все примеси сточных вод независимо от происхождения разделяют несколько групп в соответствии с размером частиц. К первой группе примесей относят нерастворимые в воде грубодисперсные примеси органической или неорганической природы. К ним относят микроорганизмы (простейшие водоросли, грибы), бактерии. Эти примеси образуют с водой неустойчивые системы. При определенных условиях они могут выпадать в осадок или всплывать на поверхность воды. Значительная часть загрязнений этой группы может быть выделена из воды в результате гравитационного осаждения. Вторую группу примесей составляют вещества коллоидной степени дисперсности с размером частиц менее 10-6 см. К этой группе относятся и высокомолекулярные соединения, так как их свойства сходны с коллоидными системами. Малый размер их частиц затрудняет осаждение под действием сил тяжести. При разрушении устойчивости примеси выпадают в осадок. К третьей группе относят примеси с размером частиц менее 10-7 см. Они имеют молекулярную степень дисперсности. При их взаимодействии с водой образуются растворы. Для очистки сточных вод от примесей третьей группы применяют биологические методы. Производственные сточные воды образуются в результате технологических процессов. Качество сточных вод и концентрации загрязняющих веществ определяются следующими факторами: видом промышленного производства и исходного сырья, режимами технологических процессов [13]. Концентрация загрязнений в производственных сточных водах может сильно колебаться во времени и зависит от хода технологического процесса в отдельных цехах или на предприятии в целом. Неравномерность притока сточных вод и их концентрации во всех случаях ухудшает работу очистных сооружений и усложняет эксплуатацию. Бытовые сточные воды всегда содержат большое количество микроорганизмов, которые являются продуктами жизнедеятельности человека, среди которых могут быть и патогенные. Особенностью таких стоков является относительное постоянство их состава. Основная часть органических загрязнений таких вод представлена белками, жирами, углеводами и продуктами их разложения. Неорганические примеси составляют частицы кварцевого песка, глины, соли, образующиеся в процессе жизнедеятельности человека. К последним относят фосфаты, гидрокарбонаты, продукты гидролиза мочевины. Из общей массы загрязнений бытовых сточных вод на долю органических веществ приходится 45-58%. Проблема охраны поверхностных и подземных вод загрязнения промышленными и бытовыми стоками является одной из важнейших государственных задач. Поэтому сточные воды перед спуском их в канализацию должны подвергаться обезвреживанию.