Технические разработки в области механической очистки сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технические разработки в области механической очистки сточных вод

Джумабеков А.А., Жангужинов Е.М., М?ліктай?лы М., Мейрманова М.

ТарГУ имени М.Х.Дулати, Тараз

Сточные воды в своем составе наряду с органическими загрязнениями содержат и минеральные примеси в виде песка, глинистых частиц, частиц руды. Эти примеси необходимо удалять из сточных вод, поскольку из-за них происходит истирание подвижных частей механизмов, засорение приямков отстойников, трубопроводов и насосов, образование отложений в метантенках. Удаление отложений песка увеличивает эксплуатационные расходы по очистке воды.

Для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) предназначаются песколовки.

Работа песколовок должна быть рассчитана таким образом, чтобы в них выпадали песок и другие минеральные частицы, но не выпадал осадок органического происхождения. Кроме этого, одним из показателей качественной работы песколовок является отмывка задержанного песка от органических примесей, которые, загнивая, приводят к загрязнению окружающей среды, снижают качество песка.

Наиболее эффективным сооружением, позволяющим разделить задержанный песок от органических примесей считается тангенциальная песколовка, снабженная шнековым пескопромывателем и центральной телескопической отводящей трубой. Однако, наличие в песколовке приспособлений для сбора и отвода задержанного песка, вращающихся, трущихся и движущихся элементов усложняет эксплуатацию сооружения, требует повышенного расхода электроэнергии.

С целью устранения указанных недостатков нами разработана песколовка [1 содержащая корпус в виде перевернутого усеченного конуса, питающий, песковой и сливной патрубки (рис. 1). При этом питающее отверстие расположено тангенциально у большего основания перевернутого усеченного конуса, а песковое отверстие и отверстие для отвода очищенной жидкости расположены соосно у вершины усеченного конуса.

Рис. 1. Песколовка

Песколовка эффективна для непрерывной очистки большого количества жидкостей, в том числе сточных вод, содержащих оседающие твердые примеси.

Впуск обрабатываемой воды осуществляется через тангенциальный питающий патрубок (2). Подаваемая вода, вращаясь, стремится вниз к песковому и сливному отверстиям песколовки. Под действием центробежных сил, содержащиеся в сточной воде оседающие примеси (песок), смещаясь к периферии опускаются по стенке песколовки и отводятся через щелевое песковое отверстие (3). Осветленная, освобожденная от оседающих примесей (песка), вода отводится через сливное отверстие (4).

Использование данной песколовки позволяет, за счет отсутствия вращающихся, движущихся и трущихся элементов, значительно упростить эксплуатацию, снизить расход электроэнергии, увеличить пропускную способность. Кроме этого, возникающее в песколовке интенсивное вращательное движение, за счет турбулизации потока, способствует более качественной отмывке песка от органических примесей и позволяет снизить вынос этих примесей с песком.

Большинство работ, посвященных гидроциклонной очистке, относятся к области выделения твердой фазы, имеющей плотность намного большую, чем плотность обрабатываемой среды. При очистке суспензий, загрязненных примесями различной плотности, отмечается низкая эффективность этих аппаратов. Так, по данным отдельных авторов, при очистке сточных вод, загрязненных примесями различной плотности, свыше 50% общего содержания загрязнений выносится с осветленной водой в верхний слив гидроциклона.

Проведенные нами опыты по очистке в стандартных цилиндроконических гидроциклонах транспортерно-моечных вод сахарного комбината 2, твердая фаза загрязнений которых существенно отличается по природе, свойствам, концентрации и представлена примесями различной плотности (до 60% плавающих, с плотностью равной или менее плотности воды, примесей), показали, что несмотря на создание благоприятных условий эффект очистки транспортерно-моечных вод в этих аппаратах не превышает 29-42%, при этом в верхний слив гидроциклона с осветленной водой выносится 56,2-64,7% общего содержания загрязнений, главным образом плавающих.

Известны технические решения, предназначенные для интенсификации процесса разделения в гидроциклонах с помощью различных фильтрующих элементов.

Однако работа фильтрующих элементов этих аппаратов предусмотрена в напорном режиме, что при значительных скоростях выхода жидкости из сливного патрубка гидроциклона и недостаточно эффективной их регенерации приводит к ряду существенных недостатков.

Анализ причин, обуславливающих отрицательный эффект выноса, изучение достоинств и недостатков известных технических решений, а также исследования авторов показали, что актуальное значение для интенсификации процесса разделения в гидроциклоне имеет объединение в одном компактном узле двух процессов: центробежного разделения (для отделения оседающих примесей), и учитывая эксплуатацию фильтрующего элемента в условиях нестационарного процесса со случайным характером загрязнения рабочей поверхности, зависящей от концентрации твердого в сливе гидроциклона, необходимость повышения надежности работы аппарата путем предотвращения засорения фильтрующего элемента, облегчения доступа к последнему, обеспечив надежную регенерацию фильтрующей поверхности, беспрепятственный отвод уловленных загрязнений - безнапорное фильтрование (для отделения плавающих примесей).

Реализация этой положительной предпосылки в конструктивное решение позволила разработать на основе стандартных цилиндроконических гидроциклонов применительно к механико-физическим особенностям скопа (совокупности частиц загрязнений, вынесенных в слив гидроциклона и задержанных фильтрующим элементом), новые конструкции гидроциклонов для очистки сточных вод, снабженных камерой дополнительной очистки слива. (А.с. СССР №№887000,997830,1018718, 1421421 и А.с. РК №№ 18453, 32533,33355,34753).

Гидроциклон для очистки сточных вод (А.с. № 1632503) (рис. 2) разработан для разделения неоднородных жидких сред, в том числе сточных вод который позволяет повысить эффективность очистки путем улавливания выносимых в верхний слив гидроциклона загрязнений за счет обеспечения работы фильтрующего элемента в напорном режиме и обеспечения его непрерывной регенерации.

Аппарат содержит цилиндроконический корпус (1), тангенциальный питающий (2), шламовый (3) и сливной (4) патрубки. Внутренняя полость камеры дополнительной очистки слива (5) разделена перфорированной параболической перегородкой (6) на камеру (7) слива патрубком (8) отвода осадка и камеру (9) фильтрата с окном (10) для отвода осветленной воды расположенным под нижними кромками щелей для пропуска фильтрующего элемента (11), выполненного в виде бесконечной сетки, установленной с возможностью вращения снаружи перфорированной перегородки, и снабжен скребковым устройством (12), присоединенным с возможностью изменения угла атаки относительно наружной поверхности. Отжимные (13) и регулирующие (14) ролики фильтрующего элемента расположены соответственно внутри сливной камеры (7) и снаружи камеры (9) фильтрата, причем регулирующие ролики служат одновременно для натяжения и вращения бесконечной сетки фильтрующего элемента, для чего один из регулирующих роликов присоединен к приводу вращения. Желоб (15), для отвода снятых с поверхности фильтрующего элемента загрязнений, установлен под скребковым устройством (12).

Рис. 2. Гидроциклон для очистки сточных вод

Гидроциклон работает следующим образом. Под действием центробежных сил, содержащиеся в обрабатываемой сточной воде оседающие примеси, смещаясь к периферии, опускаются по стенке гидроциклона и отводятся через шламовый патрубок (3). Осветленная от оседающих примесей, содержащая в своем составе плавающие примеси, сточная вода по сливному патрубку (4) поступает в сливную камеру (7), а затем, профильтровавшись в камеру (9) фильтрата, отводится через окно (10). Сгущенная фракция, задержанная фильтрующим элементом (11) при вращении сетки освобождается от влаги отжимными роликами (13) и снимается с поверхности с помощью сетки скребковым устройством (12) в желоб (15), который служит для отвода сгущенной фракции. Осадок из сливной камеры периодически отводится через патрубок (8).

очистка моечный гидроциклон фильтрующий

Литература

1. А.С. №53118 РК. Песколовка/Жангужинов Е.М., Джумабеков А.А., Жангу-жинов А.Е., Сарбасова Г.А., Искакова А. (РК) №2005/0893.1; Заявлено 08.07.2005; опубликовано 15.11.2007, Бюл. №11//Государственный реестр изобретений РК.

2. Жангужинов Е.М. Исследование и разработка способов интенсификации работы напорных гидроциклонов при очистке сточных вод. - Ж. Водное хозяйство Казахстана №3,2004.

Размещено на Allbest.ru