Механическая очистка сточных вод

Очистка сточных вод от механических примесей в зависимости от их свойств, концентрации и фракционного состава осуществляется методами:

·        процеживания,

·        отстаивания,

·        отделения механических частиц в поле действия центробежных сил,

·        фильтрования

1. Процеживание – первичная стадия обработки стоков. Выделяются крупные частицы, размером до 25 мм, и более легкие волокнистые загрязнения, которые при дальнейшей очистке стоков могут препятствовать нормальной работе очистного оборудования. Процеживание осуществляется пропусканием сточных вод через решетки и волокноуловители.

Решетки – металлические стержни с зазором между ними 5–25 мм и устанавливают в коллекторах сточных вод вертикально или под углом 60–70º к горизонту. В процессе эксплуатации решетки должны непрерывно очищаться  (механическим путем).

Волокноуловители – конусообразные диски с перфорацией или специальные фильтры.

Рис.3.1 Схема решетки

 

2. Отстаивание – предназначено для выделения из сточных вод нерастворимых или частично растворимых (коллоидных) механических загрязнений органического или минерального происхождения. Этот процесс основан на закономерностях осаждения твердых частиц в жидкостях.

Очистка отстаиванием осуществляется в:

·        песколовках (вертикальных или горизонтальных), которые задерживают частицы до 250 мкм.

·        отстойниках (горизонтальных, вертикальных, радиальных и комбинированных), в которых выделяются осаждающиеся или всплывающие механические загрязнения. 1–1,5 часа.

Принцип работы песколовки основан на использовании гравитационных сил, т.е. минеральные частицы, удельная масса которых больше удельной массы воды, выпадают на дно. Песколовки чаще всего классифицируют по направлению движения воды.

Описание: Рис

1 – входной патрубок, 2 – корпус песколовки, 3 – шламосборник, 4 –выходной патрубок

L ­– длина песколовки, H – рабочая глубина песколовки

Рис. 3.2. Схема горизонтальной песколовки

 

Описание: 08

1 – подача сточной воды, 2 – удаление шлама, 3 – отвод очищенной воды

 Рис. 3.3. Схема песколовки с круговым движением воды

Отстойники — устройства, предназначенные для удаления грубодисперсных примесей из сточных вод под действием силы тяжести при пониженной скорости потока. В процессе очистки примеси оседают на дно отстойника либо всплывают на его поверхность.

По направлению движения потока воды отстойники подразделяют на горизонтальные (рис.3.4), вертикальные (вода движется снизу вверх) (рис.3.5), радиальные (вода движется от центра к границам отстойника) (рис.3.6) и комбинированные.

1 – отстойный лоток, 2 – отстойная камера, 3 – выходной лоток, 4 - шламосборник

Рис. 3.4 Схема горизонтального отстойника

Рис.3.5. Схема вертикального отстойника

Описание: 09

а)

б)

 а) радиальный отстойник с центральным вводом воды, б) радиальный отстойник с периферийным вводом воды

 Рис.3.6 Схема радиального отстойника

 

 3. Очистка от механических примесей с помощью центробежных сил  осуществляется в открытых или напорных гидроциклонах, многоярусных гидроциклонах или центрифугах.

Принцип работы гидроциклона заключается в следующем. При подаче потока жидкости в гидроциклон возникают центробежные силы, под воздействием которых выделяются частицы заданного размера и плотности. Эти частицы отводятся вниз, в коническую часть гидроциклона, из которой поступают в бункер. Скорость осаждения частиц при этом на несколько порядков выше, чем при гравитационном осаждении.

Рис. 3.7. Схема напорного гидроциклона

Открытые гидроциклоны применяют для выделения всплывающих и оседающих грубодисперсных примесей главным образом минерального происхождения. Гидроциклоны используют в процессах освет­ления сточных вод, сгущения осадков, обогащения известкового молока, отмывки песка от органических веществ, в том числе нефтепродуктов.

Центрифуги. Основной частью центрифуги является барабан (ротор), который вращается с высокой скоростью вокруг своей оси и создает поле центробежных сил. Под действием этих сил более плотные твердые вещества прижимаются к стенке вращающегося ротора, а менее плотная жидкая фаза образует внутренний слой. Образуемый твердой фазой осадок непрерывно удаляется из цилиндрического барабана отдельным вращающимся механизмом и перемещается по конической части к окнам выгрузки осадка. Очищенная жидкая фаза переливается через перегородки в противоположном конце барабана.

Осадительные центрифуги непрерывного или периодического действия применяют для выделения из сточных вод мелкодис­персных взвешенных веществ, когда для их выделения не могут быть применены реагенты, а также при необходимости извле­чения из осадка ценных продуктов и их утилизации. Обычно для очистки сточных вод применяют непрерывно действующие осадительные шнековые центрифуги (рис.3.8).

Описание: 06

 

1 – подача осадка; 2 – подача флокулянта; 3 – вход осадка из приемной полости шнека в ротор; 4 – ротор; 5 – шнек; 6 – переливные трубы в шнеке для отвода фильтрата; 7 – отверстие для слива фильтрата; 8 – бункер для приема фильтрата; 9 – окно для выгрузки шлама; 10 – бункер для приема шлама; 11 – кожух

 Рис.3.8 Схема прямоточной осадительной центрифуги

 

4. Фильтрование – предназначено для очистки от тонкодисперсных механических загрязнений с небольшой концентрацией.

В качестве фильтрующего материала применяют кварцевый песок, керамзит, графит, полимерные материалы, а также сетки, нетканые материалы на основе синтетических волокон и т.д.

Для очистки сточных вод применяют двухслойные (рис.3.9) или каркасно-насыпные фильтры.

Описание: 11

Рис.3.9. Схема двухслойного фильтра

 

По скорости очистки фильтры подразделяются на:

·        медленные фильтры (0,2–0,5 м/ч): фильтрование через пленку (осадок) загрязняющих веществ, образующуюся на поверхности зернистого слоя. Такие фильтры дают высокую степень очистки, но громоздки, их производительность невысока, к тому же очистка фильтрующего материала в таких фильтрах сложна;

·        скоростные фильтры (2–15 м/ч): фильтрование происходит через пленку в толще слоя, образованную за счет прилипания к зернам фильтрующего материала. Такие фильтры могут быть однослойными – слой из одного материала и многослойными – несколько слоев из зерен разного материала. Промывка зерен очищенной водой.