Экозащитная техника и технология очистки сточных вод

Механическая очистка

Механическую очистку производят для выделения из воды дисперсных примесей путем процеживания, фильтрования, отстаивания, центрифугирования.

Для удаления частиц крупнее 0,5 мм используют процеживание и грубое фильтрование, при тонком фильтровании улавливаются частицы размером менее 0,5 мм. Размер уловленных примесей зависит от размера отверстий фильтрующего материала. Материалами фильтров могут служить гравий, кварцевый песок, керамзит, антрацит, древесный уголь, искусственные материалы.

Отстаивание позволяет выделить как более легкие, так и более тяжелые, чем вода, примеси. Степень очистки зависит от времени отстаивания и условий работы отстойника. Так в пруде-отстойнике можно выделить из воды свыше 90% примесей. Для выделения из воды тяжелых механических примесей с размером частиц более 0,25 мм используют песколовки.

Принцип действия песколовок основан на уменьшении скорости движения твердых частиц в потоке жидкости, когда тяжелые частицы опускаются на дно. Песколовки делятся на горизонтальные с прямолинейным или круговым движением жидкости и вертикальные, в которых жидкость движется вертикально вверх (рис. 10.15).

Рис. 10.15. Основные схемы песколовок

Скорость оседания частиц в покоящейся жидкости называют гидравлической крупностью частиц. Например, гидравлическая крупность песчаной частицы диаметром 0,25 мм составляет 24 мм/с, диаметром 0,15 мм - 13 мм/с. В горизонтальных песколовках скорость движения сточных вод поддерживается в диапазоне 0,15-0,30 м/с.

Для удаления из воды легких примесей применяют нефтеловушки различных конструкций. Как правило, они оборудуются щелевыми трубами для удаления и отвода всплывших нефтепродуктов, скребковыми транспортерами для сбора осадка, насосами для удаления этого осадка. При начальном содержании нефти от 400 до 3500 мг/л нефтеловушка способна снизить содержание нефти в воде до 50 мг/л.

Исходными данными для расчета являются средний расход нефтесодержащих вод , минимальный размер нефтяных частиц которые должны быть отделены в нефтеловушке, а также температура очищаемых вод, которая определяет плотность и динамическую вязкость воды .

Нефтеловушка — это динамический отстойник, в котором за время пребывания нефтесодержащих вод нефтяные частицы успевают достичь поверхности воды. Длина одной секции нефтеловушки может быть от 12 до 36 м. Необходимая длина нефтеловушки определяется по следующей формуле:

(10.9)

где - глубина проточной части нефтеловушки, обычно принимаемая от 1,2 до 2,0 м; - средняя скорость потока, обычно принимаемая от 4 до 6 мм/с; - коэффициент использования объема нефтеловушки, обычно принимаемый 0,5; - скорость всплытия (гидравлическая крупность) нефтяных частиц под действием архимедовой силы, определяемая из выражения (10.2) с учетом разницы плотности воды и нефти; - удерживающая от всплытия скорость, значение которой при ламинарном режиме течения равно нулю, а при турбулентном

(10.10)

где - коэффициент гидравлического сопротивления нефтеловушки.

Отстаивание сточных вод производят в прудах-накопителях и прудах-отстойниках. Эта операция является конечной стадией механической очистки перед сбросом воды в водоемы или перед другими стадиями более тонкой очистки. Содержание нефти и нефтепродуктов после отстаивания в течение двух суток можно снизить до 15 мг/л при начальном содержании до 2000 мг/л.