Проблема загрязнения водоемов

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

Введение

Характеристика методов очистки сточных вод

Очистка сточных вод методом отстаивания

Контроль сточных вод

Техника безопасности в лабораториях на очистных сооружениях

Введение

К числу одной из важнейших проблем современности относится загрязнение и истощение водных ресурсов. Их обилие -- кажущееся. Между тем быстрый рост населения и бурное развитие промышленности привели к тому, что недостаток воды уже начали испытывать не только страны, которые природа ею обделила, но и многие и тех, какие еще недавно считались в том отношении полностью обеспеченными. Важно отметить, что главные аспекты водной проблемы не связаны ни с общей нехваткой воды на Земле, ни с разладкой механизма круговорота. Основной вопрос в том, как люди использую пресную воду. Главные ее потребители - промышленность и сельское хозяйство. Много пресной воды расходуется в сельском хозяйстве на орошение. При этом сильно возрастает испарение. Оно увеличивает количество влаги в атмосфере, что в отдельных районах может вызвать местное усиление осадков. При создании водохранилищ также увеличивается расход на испарение и соответственно уменьшается объем стока.

Не менее опасно тепловое загрязнение вод. К тому же часто озера и реки (особенно небольшие, с замедленным водообменном ) погибают не от ядов, а от обилия попадающих в них химических веществ, таких, как, например, удобрения, сносимые с полей, стоки городской канализации или органические отходы промышленности. В результате резко увеличивается масса водных растений, затем возрастает количество ракообразных, рыб и других организмов. Разложение большого количества органических осадков в свою очередь приводит к дефициту кислорода и накоплению сероводорода. Со временем водоем «умирает».

Около трети от всего объема загрязнений вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территории санитарно неблагоустроенных населенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что в значительной степени влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежедневно отмечено в крупных городах.

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морские захоронения материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, буровога шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составляет около 10% всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для демпинга в море служит возможность морской среды к переработке большего количества органических веществ и неорганических без особого ущерба для воды. Однако эта способность не беспредельна. Ситуация с водными ресурсами России весьма напряжена: забор воды для использования из природных источников в целом по России несколько ниже уровня предыдущего года. Вместе с тем объем сброса в водоемы загрязненных производственных и коммунальных сточных вод практически не уменьшился и составил более 27 млрд.мі.

К наиболее загрязненным морским районам Российской Федерации относятся Азово-Черноморский регион, Северный Каспий, Финский залив. По данным природоохранительных органов, ежегодно увеличивается число объектов с высоким уровнем загрязненности воды по ряду веществ в 10 раз превышающих предельно допустимые концентрации и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов, свыше 100 ПДК.

Из года в год выявляется все больше факторов варварского отношения хозяйств и предприятий различного профиля к малым рекам России, сверх всех предельно допустимых концентраций и ном, загрязненных нефтепродуктами , фенолами, соединениями тяжелых металлов, отходами животноводческого комплекса, продуктами агрохимии.

Отрицательное воздействие промышленных, сельскохозяйственных и иных предприятий на малые реки в последние десятилетие усилилось столь резко, что в большинстве регионов России они находятся в катастрофическом состоянии и обречены на умирание. Их экосистемы претерпевают огромные, подчас необратимые изменения. В ряде мест реки практически перестали существовать, из-за чего повышается засушливость климата, развитие эрозии почв и т.д

1. Характеристика методов очистки сточных вод

Очистки сточных вод -- это разрушение или удаление их них определенных веществ. Очистка сточных вод имеет огромное значение. В зависимости от характера примесей в сточных водах применяются те или иные методы ее очистки. Основным направлением уменьшения сброса сточных вод и загрязнения ими водоемов является создание замкнутых систем водного хозяйства промышленного предприятия понимается система, в которой вода используется в производстве многократно без очистки ими после соответствующей обработки, исключающей образование каких либо отходов и сброс сточных вод в водоемы. Во всех случаях очистки стоков первой стадии является механическая очистка, предназначенная для удаления взвесей и дисперсноколоидных частиц .

Последующая очистка от химических веществ осуществляется различными методами: физико-химические, химические, электрохимические, биологические.

-- физико-химические методы очистки сточных вод - позволяющие удалять из сточных вод токсичные соединения и достигать стабильног уровня очистки. Для освобождения промышленных и коммунальных стоков от тонкодиспергированных взвесей, не улавливаемых фильтрацией и растворимых газов не органических соединений. В физико химические методы входит: коагуляция, флотация, абсорбция, экстракция, выпаривание, кристаллизация дистилляция. Коагуляция -- применяется для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. В процессе очистки сточных вод коагуляция происходит под влиянием добавляемых к ним специальных веществ -- коагулянтов. Флотация -- применяют для удаления из сточных вод нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. Ее используют также для выделения активного ила после биохимической очистки. Достоинства флотации являются непрерывность процесса, широкий диапазон применения, простая аппаратура, высокая степень очистки.

-- к химическим методам очистки (реагентная очистка) сточных вод-- относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Все эти методы связаны с расходом различных реагентов, поэтому дороги. Их применяют для удаления растворимых веществ и в замкнутых системах водоснабжения. Химическую очистку проводят иногда как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод.

-- электрохимические методы очистки сточных вод -

Электрохимические методы позволяют извлекать из воды ценные продукты при относительно простой автоматизированной технологической схеме очистки, без использования химических реагентов. Процесс можно проводить периодически и непрерывно. Недостатки методов -- большой расход электроэнергии и металла, загрязнение поверхности электродов, что требует их очистки. В процессе электрохимической очистки токсичные вещества могут превращаться в нетоксичные или малотоксичные соединения, переходить в газообразное состояние, выпадать в осадок, флотироваться в виде пены, осаждаться на катодах (металлические осадки).

биологические методы очистки сточных вод - Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

Окисление и восстановление

Для очистки сточных вод используют следующие окислители: газообразные и сжиженный газ, диоксид хлора, хлорат кальция, перманганат калия, озон. В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в результате химических реакций переходят в менее токсичные, которые удаляют из воды. Очистка окислителями связана с большими расходами реагентов, поэтому ее применяют когда вещества загрязняющие сточные воды не целесообразно или нельзя извлечь другими способами.

Методы восстановления очистки сточных вод применяют в тех случаях, когда они содержат легко восстанавливаемые вещества. Эти методы широко используют для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома , мышьяка. Очистку проводят на установках периодического или непрерывного действия. Хорошие результаты получаются при использовании в качестве восстановителя сульфата железа.

Биохимические методы очистки

Биохимические методы применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности -- органические вещества для микроорганизмов являются источником углерода. Известны аэробные и анаэробные методы биохимической очистки сточных вод. Аэробный метод основан на использовании аэробных групп микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и температура 20 -- 40С

Анаэробный метод очистки протекает без доступа кислорода. Его используют для обезвреживания осадка.

Очистка в природных условиях

В естественных условиях очистка происходит на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах. Искусственными сооружениями являются аэротенки и биофильтры.

Аэротенки -- называют железнобетонные аэрируемые резервуары. Процесс очистки в аэротенке идет по мере протекания через него аэрированной смеси сточной воды и активного ила.

Биофильтры -- это сооружения, в корпусе которых размещается кусковая насадка и предусмотрены распределительные устройств для сточной воды и воздуха.

Поля орошения -- это специально подготовленные земельные участки используемые одновременно для очищения сточных вод и агрокультурных целей. Очистка сточных вод в этих условиях идет под действием почвенной микрофлоры, солнца , воздуха и под влиянием жизнедеятельности растений. Если на полях не выращиваются сельскохозяйственные культуры и они предназначены только для биологической очистки сточных вод, то они называются полями фильтрации.

Земледельческие поля орошения имеют следующие преимущества пред аэротенками: исключается сброс стоков за пределы орошаемой площади,обеспечивается получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных растений.

Биологические пруды представляют собой каскад прудов, состоящий из 3 -5 ступеней, через которые с небольшой скоростью протекает осветленная или биологически очищенная сточная вода. Различают пруды с естественной или искусственной аэрацией. Пруды с естественной аэрацией имеют небольшую глубину (0,5-1м) хорошо прогреваются солнцем и заселены водными организмами.

Если в сточных имеются весьма вредные вещества, применяются термические методы позволяющие уничтожить эти примеси. На химических предприятиях образуются сточные воды, содержащие различные минеральные соли, а также органические вещества. Такие воды могут быть обезврежены термическими методами.

Концентрирование сточных вод -- этот метод в основном используют для обезвреживания минеральных сточных вод. Он позволяет выделить из стоков соли с получением условно чистой воды, пригодной для оборотного водоснабжения.

При использование термоокислительных методов все органические вещества, загрязняющие сточные воды, полностью окисляются кислородом воздуха при высоких температурах до нетоксичных соединений.

Во многих случаях приходится применять комбинацию указанных методов. В качестве наиболее употребляемых методов следует назвать такие как: дистилляция, ионообмен, реагентное осаждение -- для очистки от неорганических соединений. Для очистки от газов, паров -- применяется отдувка, нагрев, реагентные методы. Очистка сточных вод методами флотации, фильтрации, центрифугирования, отстаивания применяются для удаления из сточных вод грубодисперсных частиц, а флотация, коагуляция и электрические методы осаждения для мелкодисперсных и коллоидных частиц.

Суммарные затраты на очистку сточных вод составляет 10-15%, иногда 20-25% общей сметной стоимости промышленных предприятий. Высокая стоимость сооружений для очистки сточных вод, так же тот факт, что с помощью очистных сооружений не всегда можно решить проблему защиты гидросферы от вредного воздействия непрерывно развивающегося промышленного производства, привели к необходимости поиска более эффективных способов охраны водоемов от загрязнения. Эта проблема может быть решена путем создания экологически безопасных, малоотходных и там, где это возможно, безотходных технологических процессов.

Создание на предприятиях установок для очистки сточных вод позволит решить две очень важные задачи: предупредить попадание сточных вод в водоемы и сократить расход потребляемой воды.

2 Очистка сточных вод методом отстаивания

Промышленные и бытовые сточные воды содержат растворимые и нерастворимые вещества -- взвешенные частицы.

Взвешенные примеси подразделяются на твердые и жидкие: они образуют с водой дисперсные системы, которые можно классифицировать на грубодисперсные системы с частицами размером более 0,1 мкг (суспензия эмульсии); коллоидные системы с частицами размером 0,1 мм -- 1 нм; истинные растворы с частицами соизмеримыми с отдельными молекулами ли ионами.

Для удаления взвешенных примесей из сточных вод используют гидродинамические процессы процеживания, отстаивания (гравитационные и центробежное), фильтрование. Выбор метода зависит от размера частиц примесей, физико-химических свойств и концентрации веществ, находящихся во взвешенном состоянии, расхода сточных вод и необходимой степени очистки .

Отстаивание применяют для осаждения из сточных грубодисперсных примесей.

Осаждение происходит под действие силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц.

Как правило, сточные вод, содержащие взвешенные примеси, имеют частицы различной формы и размера. Такие воды представляют собой полидисперсные гетерогенные агрегативно неустойчивые системы. В процессе осаждения размер, плотность и форма частиц, а также физические свойства системы изменяются. Кроме того, при слиянии различных по химическому составу сточных вод могут образоваться твердые вещества, в том числе коагулянты, что также оказывает влияние на форму и размеры частиц. Все это усложняет установление действительных закономерностей процесса осаждения.

Процесс отстаивания использую и для очистки производственных сточных вод от нефти, масел, смол, жиров и др. Очистка от всплывающих примесей аналогична осаждению твердых веществ. Различие заключается в том, что плотность всплывающих частиц меньше, чем плотность воды. Для улавливания частичек нефти используют нефтеловушки. Для улавливания жиров применяют жироловушки.

Для очистки сточных вод методом отстаивания применят песколовки, осветлители и отстойники.

Песколовки применяют для предварительного выделения минеральных и органических загрязнений (0,2 -- 0,25мм) из сточных вод. Песколовки бывают горизонтальные и вертикальные. Чаще всего используют горизонтальные песколовки.

Горизонтальные отстойники

Горизонтальный отстойник представляет собой прямоугольный в плане резервуар, разделенный на несколько отделений (4.27). Обычно строят два или несколько параллельно работающих отделений отстой-пика, чтобы при чистке или ремонте одного из них не выключать из работы все сооружения.

Скорость перемещения взвешенной частицы в отстойнике представляет собой равнодействующую вертикальной скорости осаждения частицы и под действием силы тяжести и скорости горизонтального движения воды v вдоль отстойника (4.28). Траектория движения частицы направлена здесь по равнодействующей этих двух скоростей. При заданных величинах Н, L и v можно найти такое значение скорости осаждения и, при котором равнодействующая пройдет через наиболее удаленную точку дна отстойника г. В отстойнике будут задерживаться лишь взвешенные частицы, имеющие скорость осаждения ^«о, которая является наименьшей для данного отстойника. Ее называют охватываемой скоростью, т. е. гидравлической крупностью тех наиболе мелких взвешенных веществ, которые задерживаются отстойником указанной длины. Более мелкие частицы, скорость падения которых меньше и будут выноситься с водой.

Высота борта отстойника над поверхностью воды обычно не превышает 0,4 м.

Между проточной и иловой частью отстойника предусматривается нейтральный слой высотой 0,4 м.

Ширина отстойника принимается в зависимости от способа удаления из него осадка, однако с таким расчетом, чтобы число отделений отстойника было не менее двух. Обычно эта ширина не превышает 9 м. Ширину отстойника целесообразно увязывать с шириной аэротенков (б и 9 м), чтобы иметь возможность объединить эти сооружения в секции.

Имеющиеся унифицированные сборные панели высотой 3,6 и 4,8 м для прямоугольных емкостей позволяют подобрать по глубине проточной части два типоразмера горизонтальных отстойников--3,2 и 4,4 м.

Осадок из отстойников удаляется под гидростатическим давлением и с помощью различных механизмов (скребков, насосов, элеваторов и др.).

Основными преимуществами горизонтальных отстойников являются: малая глубина, хороший эффект очистки, возможность использования одного сгребающего устройства для нескольких отделений. К недостаткам их относится необходимость применения большего числа отстойников вследствие ограниченной ширины.

Вертикальные отстойники

Вертикальный отстойник представляет собой круглый в плане резервуар с коническим днищем.

Сточная вода подводится к центральной трубе и спускается по ней вниз. При выходе из нижней части центральной трубы она меняет направление движения и медленно поднимается вверх "к сливному желобу. При этом из сточной воды выпадают грубодисперсные примеси, плотность которых больше плотности сточной воды. Для лучшего распределения воды по всему сечению отстойника и предотвращения взмучивания осадка опускающейся водой центральную трубу делают с раструбом, ниже которого устанавливают отражательный щит.

Каждая частица нерастворенных примесей, поступившая в отстойник, стремится двигаться вместе со слоем воды вверх с той же скоростью V, с какой движется вода; в то же время под действием силы тяжести она стремится вниз со скоростью и0, зависящей от размера и формы частиц, их плотности и вязкости жидкости.

Сточная вода содержит механические примеси различной гидравлической крупности, поэтому при протоке ее в отстойнике с какой-либо постоянной скоростью v частицы этих примесей будут занимать самые различные положения. Одни из них (при u₀>v) быстро осаждаются на дно отстойника, другие (с u₀ = v) находятся во взвешенном состоянии, третьи (с u₀<iv) увлекаются вверх. Последние на своем пути встречают зону воды с массой взвешенных частиц, так называемый взвешенный слой. Проходя его и сталкиваясь с более крупными частицами, мельчайшие частицы укрупняются, что способствует их осаждению.

Для бытовых сточных вод величину v принимают равной 0,7 мм/с. Продолжительность отстаивания зависит от требуемой степени осветления сточных вод и принимается в пределах от 30 мин (перед полями фильтрации) до 1,5 ч (перед аэротенками и биофильтрами).

Уровень воды в отстойнике определяется гребнем переливного (сборного) желоба, в который поступает отстоенная вода. Отсюда она направляется на последующую очистку. Взвешенные вещества, выделившиеся из сточной воды, образуют осадок (примерно 0,8 л/сутки по расчету на одного жителя), скапливающийся в иловой части отстойника, вместимость которой рассчитывают на двухсуточный объем осадка.

Осадок из вертикальных отстойников удаляют под действием гидростатического давления через иловую трубу диаметром 200 мм, выпуск которой расположен на 1,5--2 м ниже уровня воды в отстойнике. Влажность осадка 95%.

Вертикальные отстойники имеют преимущества по сравнению с горизонтальными; к числу их относятся удобство удаления осадка и меньшая площадь, занимаемая сооружением. Однако они имеют и ряд недостатков, из которых можно отметить: а) большую глубину, что повышает стоимость их строительства, особенно при наличии грунтовых вод; б) ограниченную пропускную способность, так как диаметр их не превышает 9 м.

При проектировании вертикальную скорость движения сточной воды принимают равной наименьшей скорости выпадения и той части взвешенных веществ, на содержание которой рассчитывается отстойник; величина и останавливается по графику осаждения взвешенных частиц. Расчетная площадь поперечного сечения отстойника равна площади поверхности воды в нем (в плане) за вычетом площади центральной трубы. Рабочей длиной (высотой) отстойника является расстояние от низа центральной трубы до поверхности воды.

Эффект осветления сточной воды в вертикальных отстойниках составляет практически не более 40%, теоретически расчет ведется на эффект осветления 50%.

Число отстойников зависит от принятого конструктивного типа, диаметра одного отстойника и расчетного расхода сточной воды. Полная строительная высота (глубина) отстойника #СТр определяется как сумма высоты проточной части, нейтрального слоя, иловой части (или камеры) и высоты борта над уровнем воды, принимаемой 0,3--0,4 м.

Высота иловой камеры зависит от ее объема и диаметра отстойника. Расчетную вместимость иловой камеры определяют по объему выпадающего осадка и продолжительности пребывания его в камере.

Иловую часть отстойников выполняют конической (для круглых отстойников) с углом наклона стенок днища 50°, чтобы обеспечить сползание осадка. Внизу конуса (или пирамиды) устраивают площадку диаметром 0,4 м.

Во избежание попадания в сток всплывших загрязнений перед сборными лотками (периферийными и радиальными) устанавливают полупогружные доски (щитки), расположенные на расстоянии 0,3--0,5 м от лотка; их погружают в воду на глубину 0,25--0,3 м от поверхности воды; высота непогруженной в воду части должна быть не менее 0,2--0,3 м.

Вертикальный отстойник новой конструкции с нисходяще-восходящим потоком сточной воды представляет собой круглый резервуар с периферийным лотком для сбора осветленной воды. Отличие этого отстойника от типового заключается в том, что центральная труба заменена не доходящей до дна полупогружной перегородкой, разделяющей площадь отстойника на две равные части, а впускное устройство выполнено на внутренней поверхности перегородки по всему периметру в виде переливного зубчатого распределителя с затопленным отражательным козырьком ( 4.33).

Сточная вода поступает по лотку (или по трубе) в приемную камеру, а затем в лоток, имеющий зубчатый водослив, из которого вода равномерно переливается и движется по периметру внутренней части отстойника. Отражательный козырек меняет направление движения воды с вертикального на горизонтальное. По мере продвижения от перегородки к центру вода опускается вниз, распределяясь равномерно по всему сечению внутренней нисходящей части отстойника. При движении сточной воды вниз с малыми скоростями поток теряет свою транспортирующую способность, благодаря чему происходит осаждение взвешенных частиц. Интенсивное разделение жидкой и твердой фаз происходит на повороте потока. Далее вода движется восходящим потоком, переливается через борт сборного лотка и отводится через отводную трубу. Всплывающие вещества скапливаются у воронки и периодически удаляются через трубу. Осадок удаляется под гидростатическим давлением по иловой трубе.

Вертикальный отстойник этого типа увеличивает эффект задержания взвешенных веществ до 60--70% или при сохранении эффекта осветления обычного вертикального отстойника увеличивает пропускную способность примерно в 1,5 раза.

В Институте городского хозяйства МКХ УССР разработаны конструкции вертикальных отстойников с нисходяще-восходящим потоком для нескольких типоразмеров.

Радиальные отстойники

Радиальный отстойник представляет собой круглый в плане резервуар (4.34). Сточная вода подается в центр отстойника снизу вверх и движется радиально от центра к периферии. Особенностью гидравлического режима работы радиального отстойника является то, что скорость движения воды изменяется от максимального его значения в центре отстойника до минимального у периферии. Плавающие вещества удаляются с поверхности воды в отстойнике подвесным устройством, размещенным на вращающейся ферме, и поступают в приемный бункер или в сборный лоток.

Выпадающий осадок с помощью скребков, укрепленных на подвижной ферме, сдвигается в приямок отстойника. Частота вращения подвижной фермы 2--3 ч-1; вращение осуществляется с помощью периферийного привода с тележкой на пневмомашине. Осадок удаляется по трубопроводу с помощью плунжерных и центробежных насосов, установленных в расположенной рядом насосной станции. Всплывающие вещества отводятся в жиросборник.

Осветленная вода поступает в круговой сборный лоток через один или через оба его борта, являющихся водосливами. В целях обеспечения более надежного выравнивания скорости движения воды на выходе из отстойника водосливы сборных лотков выполняют зубчатыми. Нагрузка на 1 м водослива не превышает 10 л/с.

Радиальные отстойники применяют в качестве как первичных, так и вторичных. Отношение диаметра отстойника к его глубине у периферийного водосборного лотка принимают от 6 до 12. Отстойники задерживают до 60% взвешенных веществ.

Преимуществом радиальных отстойников является небольшая глубина, что удешевляет их строительство. Круглая в плане форма позволяет устанавливать минимальные по толщине стенки, что также снижает стоимость сооружений.

Гидравлический расчет водораспределительного и водосборного устройства сводится к определению формы (в плане) перегородки между приемной и распределительной частями лотка, необходимой глубины погружения кромки водосборного водослива, а также высоты перепада между уровнями воды в отстойнике и периферийном отводном желобе, обеспечивающей бесперебойную работу сифона. Форма перегородки в плане не зависит от расчетного расхода сточных вод.

Величина реактивной силы зависит от массы подаваемой в отстойник сточной жидкости и скорости ее вытекания. При практически допускаемых нагрузках на отстойники она обеспечивает бесперебойное движение лотка без применения каких-либо других (кроме реактивных) сил; во многих случаях реактивная сила оказывается достаточной для вращения не только собственно лотка, но и скребковой фермы.

Осветлители

Осветлитель с естественной аэрацией представляет собой вертикальный отстойник с внутренней камерой флокуляции ( 4.38). Сточная вода поступает по лотку в центральную трубу, на конце которой прикреплен отражательный щит. Вследствие разницы уровней воды (0,6 м) в подводящем лотке и осветлителе происходит эжекция воздуха потоком сточных вод, поступающих в осветлитель. В камере флокуляции происходит частичное окисление органических веществ и усиленное хлопьеобразование, способствующее интенсификации процесса. Из камеры флокуляции сточная вода направляется в отстойную зону осветлителя, в которой при прохождении через слой взвешенного осадка задерживаются мелкодисперсные взвешенные частицы. Осветленная вода через кромку водослива переливается в периферийный лоток и далее в отводящий. Выпавший осадок под гидростатическим напором удаляется по трубе в иловый колодец. Плавающие вещества задерживаются внутренней стенкой сборного лотка и по мере накопления сбрасываются в иловый колодец по трубе через кольцевой лоток. В результате эффект очистки стоков в сооружении достигает 75%. Характеристика работы осветлителей приведена в табл. 4.22. Пропускная способность осветлителя диаметром 9 м при продолжительности пребывания в нем сточной жидкости 1,5 ч -- 53,6 л/с, а осветлителя диаметром 6 м -- 23,6 л/с. Осветлители компонуются в блок из двух и четырех сооружений.

Тонкослойные отстойники

Тонкослойные отстойники представляют собой открытые и закрытые резервуары. Как и обычные отстойники, они имеют водораспределительную, отстойную и водосборную зоны, а также зону накопления осадка. Отстойная зона полочными секциями или трубчатыми элементами делится на ряд неглубоких слоев (до 15 см). Полочные секции монтируются из плоских или волнистых пластин, удобных в эксплуатации. Трубчатые секции характеризуются большей жесткостью конструкции, обеспечивающей постоянство размеров по всей длине. Они могут работать с более высокими скоростями, чем полочные секции, но быстрее заиливаются осадками, труднее поддаются очистке и требуют повышенного расхода материалов.

Уменьшение высоты отстаивания обеспечивает снижение турбулентности, характеризуемое Re^500, и вертикальной составляющей пульсаций потока сточной воды, вследствие чего повышается коэффициент использования объема и уменьшается продолжительность отстаивания (до нескольких минут). Реконструкция обычных отстойников в тонкослойные позволяет повысить их производительность в 2--4 раза.

Для осаждения взвешенных веществ из воды в тонком слое как у нас в стране, так и за рубежом предложено большое число тонкослойных отстойников различных конструкций. Принципиальные схемы тонкослойных отстойников показаны на 4.39. Основные схемы взаимного движения воды и выделенного осадка следующие: перекрестная схема -- когда выделенный осадок движется перпендикулярно движению рабочего потока жидкости; противоточная схема -- выделенный осадок удаляется в направлении, противоположном движению рабочего потока; прямоточная схема -- направление движения осадка совпадает с направлением водного потока.

Наиболее рациональной конструкцией тонкослойного отстойника следует считать отстойник с противоточной схемой движения фаз, снабженный пропорциональным распределительным устройством.

Эти отстойники следует применять для очистки сточных вод, содержащих в основном оседающие примеси. Благодаря движению воды в наклонных секциях снизу вверх создаются благоприятные условия для осаждения взвешенных веществ по более короткой траектории.

Осадок непрерывно сползает против движения воды и в виде крупных агломератов осаждается в иловый приямок, из которого периодически удаляется через иловую трубу. Всплывшие вещества собираются в пазухе между секциями и удаляются погружающимся лотком. Плавающие вещества для сокращения объема воды, удаляемой с ними, подгоняются к лотку воздушными струями. Воздух подают перфорированные трубы, расположенные по периферии отстойника.

Гидравлический режим работы отстойников в значительной степени влияет на эффект их работы. Чем совершеннее конструкция отстойника, тем выше эффективность задержания взвешенных веществ. Совершенство конструкций связано с условиями входа воды в отстойник, т. е. со скоростью входа воды и величиной заглубления кожуха в радиальном или распределительной перегородки в горизонтальном отстойнике. Гидравлический режим работы оценивается по коэффициентам объемного использования и полезного действия отстойников.

Коэффициент объемного использования отстойника определяется измерением скоростей течения воды по всей глубине отстойной зоны (в нескольких сечениях) и установлением активной зоны, а коэффициент полезного действия -- как отношение эффекта осветления в натурном отстойнике к эффекту осветления на модели (в покое) при равной продолжительности отстаивания.

Осветлители применяют для очистки природных вод и для предварительного осветления сточных вод некоторых производств. Используют, в частности, осветлители со взвешенным слоем осадка, через который пропускаю воду, предварительно обработанную коагулянтом.

Отстойники применяются как для предварительной очистки сточных вод перед биологической очистки и так как самостоятельные сооружения, если по санитарным нормам вполне достаточно выделить из сточных вод только механические примеси. В зависимости от назначения отстойников, они подразделяются на первичные и вторичные.

Первичные отстойники устанавливают для сооружений биологической обработки сточных вод, вторичные -- после этих сооружений. По конструктивным признакам отстойники подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Первичные отстойники практически могут обеспечить эффект осветления жидкости при благоприятных условиях работы не более чем на 60%. Чаще эффект осветления колеблется в пределах 30 -- 35%. Эффективность работы отстойников может быт повышенна при применение предварительной операции -- продувание сточной жидкости операцию осуществляют с добавкой активного ила или без него.

Для очистки сточные воды отстаивают в течение недели. При этом для уничтожения бактерий эффективно применяются хлор, озон, но эти вещества почти не действуют на вирусы.

Вирусы уничтожаю с помощью бактерий, последние же выделяют из вод фильтрованием и стерилизацией. После этого сточные воды проходят решётчатый фильтр грубой обработки, где отделяются крупные частицы, они затем размалываются и в виде суспензии возвращаются в основной поток сточных вод. Далее сточные воды направляются в танки для удаления веществ, плавающих на поверхности или осевших на дно (жиры, масла), после чего попадают в первичные отстойники цилиндрической формы, снабжённые устройствами для снятия пены и отбора осадка. Осадок выводится через дно отстойника с помощью телескопических затворов, которые позволяют регулировать скорость потока и предотвращают образование пробки. Осадок выводится через дно отстойника с помощью телескопических затворов , которые позволяют регулировать скорость потока и предотвращают образование пробки. Осадок из первичных отстойников поступает в автоклав для переработки его в метан либо непосредственно на сушку, а затем на сжигание. Поток жидкости из первичных отстойников поступает на предприятие биологической очистки.

Наиболее распространенным оборудванием для биологической очистки является фильтры и аэротенки. Обычными бактериальными фильтрами является намывники -- для них необходимо большое количество фильтрующего вещества; эффективность одного фильтра редко превышает 80%. Для увеличения эффективности устанавливаю серию фильтров или используют рециркуляцию.

Вода прошедшая биологическую очистку, считается достаточно чистой для сброса ее в реку. Для уменьшения объема осадка его обрабатывают в автоклаве при повышенном давление.

Осадок прошедший автоклав, поступает на сушку. После загустителя осадок поступает в вакуумный фильтр, где отделяется основная масса воды.

Осаждение взвешенных частиц происходит под действием силы тяжести. Все современные конструкции отстойников, применяемые для осветления воды, являются проточными, поэтому осаждение взвеси в них происходит при непрерывном движении воды от вода к выходу. При этом скорости движения воды, в отстойниках должно быть мало, от десятых долей мм/с в горизонтальных, тонкослойных и радиальных отстойниках.

При таких таких малых скоростях поток почти полностью теряет свою так называемую «транспортирующую способность», обусловленную интенсивным турбулентным перемешиванием. Осаждение взвеси в таком потоке с известным приближением подчиняется закону осаждения в неподвижном объёме жидкости. Эти законы хорошо изучены применительно к явлению осаждения зернистой «устойчивой» взвеси, частицы которой в процессе осаждения не изменят своей формы и размеров. В значительно меньшей степени изучено явление осаждения « неустойчивых» взвеси способной слипаться в процессе осаждения.

Оба явления имеют практическое значение для отстойников: первое - для отстойников, применяемых при осветлении мутных вод в качестве первой ступени технологического процесса очистки воды или для «грубого» осветления воды при водоснабжении промышленных предприятий, второе -- для отстойников, в которых происходит осаждение взвеси после ее коагулирования; такие отстойники применяют на современных водоочистных комплексах перед фильтрами.

3. Контроль сточных вод

Контроль качества сточной воды осуществляется различными методами анализа. Рассмотрим некоторые из них.

Определение взвешенных частиц фильтрованием через мембранный фильтр

ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ:

Мембранные фильтры перед употреблением обрабатывают.

Мембранные фильтры №6, так называемые предварительные (через них проходят частицы размером 1,3 -- 1,4 мк) кипятят в дистиллированной воде 10 -- 15 минут для удаления имеющихся в порах воздуха. Дистиллированную воду меняют 2 -- 3 раза. Затем фильтры подсушивают в сушильном шкафу при температуре -- 105°C в течение 1 часа.

ХОД АНАЛИЗА:

Приготовленный мембранный фильтр, высушенный и взвешенный на аналитических весах, помещают в прибор для фильтрования.

Через фильтр пропускают 100 смі пробы, цилиндр обмывают 10 смі дистиллированной воды и воду также выливают на фильтр.

Фильтр отжимают ваккумом, снимаю и сушат в сушильном шкафу 15 -20 мин . Затем фильтр взвешивают .

РАСЧЕТ:

(a-b)*1000*1000

X -------------- , мг/дмі

100

сточный вода отстойник очистка

где

a -- масса мембранного фильтра с осадком, мг;

b -- масса мембранного фильтра без осадка, мг;

100 - объем профильтрованной анализируемой сточной воды , смі.

Определение сухого остатка

Определение сухого остатка производится весовым методом.

ХОД АНАЛИЗА:

50 смі отфильтрованной через фильтрованную бумагу пробу выпаривают в фарфоровой чашке, предварительно доведенной до постоянной массы с навеской 0,2 -- 0,4г Na2CO3 на водяной бане. Навеску Na2CO3 добавляют для перевода хлористых и сернокислых солей кальция и магния в углекислые соли, так как хлористые и сернокислые соли кальция и магния гигроскопичны. Чашку выпаривают досуха, чтобы при просушивании в термостате не произошло растрескивание остатка. Чашка с остатком высушивается при 105 -- 180 C в течении 2 -- 3 часов. Взвешивание производится не менее двух раз. Разность между взвешиванием не должна превышать 0,0001 г.

РАСЧЕТ:

(a-b)*1000

X= ------------ , мг/дмі ,

V

где a -- масса чашки с сухим остатком, г;

b -- масса пустой чашки , г;

V -- объем пробы, смі .

4. Техника безопасности в лабораториях на очистных сооружениях

Техника безопасности - система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Работа в лабораториях на очистных сооружениях относится к вредным условиям труда.

Администрация должна создать удовлетворительные условия для работы: обеспечить систему вентиляции и кондиционирования воздуха, так как едкие пары на очистных сооружениях сильно загрязняют воздух в лаборатории. Вентиляция помещений достигается удалением из них загрязненного воздуха и подачей чистого наружного воздуха , т. е. на очистных сооружениях должна существовать общеобменная вентиляция, которая осуществляет смену воздуха во всех помещениях. Проводя лабораторные анализы сточных вод, в воздухе выделяются вредны вещества, такие вещества могут вызвать отклонения в состоянии здоровья.

Наиболее благоприятен для дыхания воздух, содержащий азота - 78,08%; кислорода - 20,95%; инертных газов -- 0,93%; углекислого газа -- 0,03%; прочих газов -- 0,01%.

Вредные вещества выделяются в воздух рабочей зоны, изменяют его состав. Пары и газы образуют с воздухом смеси, извлекающие неприятный запах.

Проникновение вредных веществ в организм человека происходит через дыхательные пути, в также через кожу и с пищей.

Производственные помещения должны иметь правильное освещение, в том числе отстойники должны тоже освещаться.

Размещено на Allbest.ru