Очистка сточных вод в гидроциклонах

Интенсификацию процессов осаждения взвешенных частиц из сточных вод осуществляют воздействием на них центробежных и центростремительных сил в низконапорных (открытых) и напорных гидроциклонах. Вращательное движение жидкости в гидроциклоне, приводящее к сепарации частиц, обеспечивается тангенциальным подводом воды к цилиндрическому корпусу. Вращение потока способствует агломерации частиц и увеличению их гидравлической крупности.

Открытые гидроциклоны применяют для выделения из сточных вод тяжелых примесей, характеризуемых гидравлической крупностью 20 мм/с и более. Часто их используют в качестве первой ступени в комплексе с другими аппаратами для механической очистки сточных вод. Значительным преимуществом открытых гидроциклонов является большая удельная производительность [2-20 м³/(м² · ч)] при небольших потерях напора (не более 0,5 м). Число впускных патрубков в гидроциклоне для более равномерного распределения потока должно быть не менее двух. Скорость впуска воды равна 0,1-0,5 м/с.

Напорные гидроциклоны представляют собой аппараты, состоящие из цилиндрической и конической частей (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Напорный гидроциклон: 1 – цилиндрическая часть; 2 – патрубок для отвода воды; 3 – патрубок для впуска сточной воды; 4 – коническая часть; 5 – патрубок для отвода шлама.

Сточная вода под давлением поступает по тангенциально расположенному вводу в верхнюю часть цилиндра и приобретает вращательное движение. Возникающие центробежные силы перемещают частицы примесей к стенкам аппарата по спиральной траектории вниз к выходному патрубку. Очищенная вода удаляется через верхний патрубок.

Фактор разделения напорных гидроциклонов достигает 2000, что обуславливает их высокую эффективность. Гидроциклоны могут иметь диаметры от 15 до 1000 мм. Для удлинения срока службы внутреннюю поверхность аппаратов футеруют каменным литьем или резиной. Промышленность выпускает различные типы гидроциклонов (УЗГО, НИИХИММАШ, НИЛ ОПСВ ГИСИ).

Гидравлическую крупность находят по упрощенной формуле ВНИИ ВОДГЕО:

, (2.62)

где Q _пит – производительность гидроциклона, м³/с; k _т - коэффициент, учитывающий влияние концентрации примесей и турбулентность потока (для агрегативно-устойчивых суспензий с небольшой концентрацией k _т = 0,04); a – коэффициент, учитывающий затухание тангенциальной скорости, равен 0,45.

Производительность гидроциклона (в л/мин) рассчитывается по формуле:

Q = kd _пит d _сл , (2.64)

где k – коэффициент, равный 5; g – ускорение свободного падения, м/с²; Δ Р – перепад давления в гидроциклоне, Па.