Очистка сточных вод

БРЫЗГАЛЬНЫЕ БАССЕЙНЫ

Брызгальные бассейны являются довольно распространенным на промышленных предприятиях, электростанциях типом охладительного устройства. По сравнению с водохранилищами-охладителями брызгальные бассейны требуют в несколько десятков раз меньшей площади. Однако ввиду присущих им недостатков при строительстве новых электростанций предпочтение отдается башенным градирням.

Сущность действия брызгальной установки заключается в следующем. Вода из конденсаторов турбин под напором циркуляционных насосов подается по разветвленной сети трубопроводов к разбрызгивающим соплам, направленным выходным отверстием вверх и равномерно расположенным по всей площади брызгального бассейна на высоте 1,2 – 1,5 м от воды. Из сопл вода фонтанирует тонкими струями в виде веера. При интенсивном теплообмене с воздухом вода охлаждается (в основном за счет частичного ее испарения), в виде дождя стекает в бассейн и далее по самотечным каналам направляется в приемные колодцы циркуляционных насосов.

По форме брызгальный бассейн представляет собой прямоугольную бетонированную чашу глубиной 1,2 – 2 м. Система распределительных трубопроводов и брызгальный бассейн, как правило, секционируются для проведения ремонтов, ревизий и чистки без остановки станции.

Охлаждающий эффект брызгальных установок, так же как и открытых градирен, существенно зависит от скорости ветра. Поэтому для обеспечения хорошего доступа воздуха к воде брызгальные бассейны следует располагать длинной стороной в направлении, перпендикулярном действию господствующих ветров. При этом ширина бассейна не должна превышать 50 – 60 м.

Работа брызгальных установок сопровождается значительным капельным уносом циркуляционной воды, а в зимнее время – образованием плотных туманов в зоне их расположения. В связи с этим брызгальные бассейны так же, как и открытые градирни, приходится размещать на некотором удалении (около 100 м) от жилых и производственных зданий и дорог.

Основным показателем работы брызгальной установки является температура охлажденной воды, которая зависит как от режима работы охладительной установки – плотности дождя, зоны охлаждения, так и от климатических условий.

Разработка бессточных схем водоснабжения промышленных предприятий и комплексов становится основным направлением решения задач предотвращения загрязнения водоемов и экономного расходования свежей воды.

Особое внимание при выборе систем технического водоснабжения на крупных промышленных предприятиях или комплексах необходимо обращать на сочетание локальных и общезаводских систем, на объединение их с целью повторного использования стоков, так как использование очищенных сточных вод в системах оборотного водоснабжения является центральным вопросом общей проблемы перевода предприятий на бессточный режим.

В сточных водах могут содержаться шламы, масла, органические и поверхностно-активные вещества и т. п. Наиболее целесообразно проводить локальную очистку стоков от специфических загрязнений данной установки или производства, а затем – централизованную от общих для большинства установок загрязнений.

Очистку от механических примесей природных и сточных вод осуществляют в специальных сооружениях для осветления воды.

В системах технического водоснабжения в качестве первой ступени осветления используются горизонтальные и радиальные отстойники, гидроциклоны, крупнозернистые фильтры, очищающие воды от частиц определенной крупности. При необходимости очистки воды и от мелкодисперсной взвеси используются в качестве второй ступени очистки осветлители и фильтры.

Горизонтальные отстойники – железобетонные емкости, имеющие в плане прямоугольную форму; очищаемая в них вода движется вдоль длинных сторон, а отделяемая взвесь выпадает на дно отстойника.

Вертикальные отстойники состоят из расположенного вертикально цилиндрического корпуса, в центре которого по оси установлена труба, подающая в нижнюю часть отстойника поступающую на очистку воду. Очищаемая вода поднимается вверх по кольцевому зазору, образованному корпусом отстойника и центральной трубой, а отделяемая взвесь образует осадок в нижней части отстойника.

Радиальные отстойники представляют собой резервуар цилиндрической формы, в центральную трубу которого поступают загрязненные сточные воды. Из центральной трубы очищаемая вода поступает в распределительное устройство и по радиальным трубам через сопла – в камеру флокуляции. Выпадающий на дно осадок (шлам) перемещается к центру отстойника при помощи скребков, укрепленных на вращающейся ферме, и поступает в углубление, из которого удаляется шламовыми насосами.

Тип отстойников выбирают в зависимости от требуемой производительности (м³/сут) очистки сточных вод: до 20000 – вертикальные, свыше 15000 – горизонтальные, свыше 20000 – радиальные.

Требования к санитарной очистке сточных вод регламентируются «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Правила имеют целью предупреждение и устранение существенного загрязнения сточными водами рек, ручьев, водохранилищ, озер, прудов и искусственных каналов, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, культурно-бытовых нужд населения и для рыбохозяйственных целей. Критерием загрязненности вод является ухудшение их качества вследствие появления вредных веществ для человека, животных, птиц и рыб, а также повышения температуры воды, изменяющей условия для нормальной жизнедеятельности водных организмов.

Правилами запрещается сбрасывать в водные объекты сточные воды, которые могут быть устранены путем рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения или устройства бессточных производств, а также воды, содержащие ценные отходы, которые могут быть утилизированы на данном или других предприятиях.

В случае необходимости отведения сточных вод вследствие недостаточности указанных мероприятий или невозможности их выполнения по обоснованным технико-экономическим соображениям сброс сточных вод в водные объекты может осуществляться лишь при условии соблюдения требований и нормативов по их очистке.

Нормативы состава и свойств воды водных объектов, которые должны быть обеспечены при спуске в них сточных вод, устанавливаются применительно к категориям водопользования у мест расположения ближайших к выпуску сточных вод пунктов пользования водой. При сбросе сточных вод в черте города (или любого населенного пункта) первым пунктом водопользования является первый город (или населенный пункт). В этом случае требования, установленные к составу и свойствам воды водоема или водотока, относятся к самим сточным водам.

Методы и степень очистки сточных вод должны определяться в зависимости от местных условий с учетом возможного использования очищенных сточных вод для промышленных или сельскохозяйственных целей. Очищенные сточные воды, сбрасываемые в водоемы, должны отвечать нормативным требованиям, а используемые очищенные сточные воды должны отвечать санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям потребителей.

В связи с этим сточные воды последовательно подвергаются механической и биологической очисткам и обеззараживанию. При совместной биологической очистке производственных и бытовых сточных вод механическую очистку допускается производить как совместно, так и раздельно. Раздельную очистку следует применять для взрывоопасных производственных сточных вод или при необходимости их химической очистки.

Для механической очистки сточных вод используют ряд сооружений и устройств.

Остановимся на некоторых из них.

Как правило, в составе очистных сооружений должны предусматриваться решетки с прозорами 16 мм и решетка-дробилка. При производительности станции очистки сточных вод, превышающей 100 м³/сут, устанавливаются специальные песколовки. Число работающих песколовок или отделений песколовок должно быть не меньше двух. В зависимости от производительности станции применяют тангенциальные, горизонтальные или аэрируемые песколовки.

Отстаивание сточных вод (осаждение взвесей) производится в резервуарах специальной конструкции, называемых отстойниками. Тип отстойников выбирают в зависимости от производительности станции очистки сточных вод: горизонтальные, вертикальные и радиальные, а также возможно применение осветлителей-перегнивателей.

Для задержания нефтяных частиц при концентрации их в сточной воде более 100 мг/л следует предусматривать в составе станций очистки сточных вод специальные нефтеловушки. Расчет нефтеловушек производят аналогично расчету горизонтальных отстойников с учетом кинетики всплывания нефтяных частиц.

Биологическая очистка сточных вод осуществляется при помощи биологических фильтров и полей фильтрации. Биологические фильтры (капельные и высоконагружаемые) используют как для полной, так и неполной очистки сточных вод.

Сточные воды, рН которых ниже 6,5 или выше 8,5, перед отводом в канализацию населенного пункта или в водоем подлежат нейтрализации. Для нейтрализации сточных вод допускается смешение кислых и щелочных вод, введение реагентов или фильтрование сточных вод через нейтрализующие материалы.

Обеззараживание бытовых сточных вод или их смеси с производственными должно предусматриваться на станциях полной и неполной биологической очистки. Обеззараживание сточных вод производится жидким хлором или гипохлоридом натрия, получаемым на месте в электролизерах.