Укажите механические способы очистки сточных вод: Методы очистки сточных вод | Агростройсервис

Содержание

Механическая очистка сточных вод: современные методы и схемы

Цель механической очистки сточных вод – удалить из жидкости нерастворенную взвесь. В большинстве случаев этот вид обработки является первой ступенью большой технологической схемы. Однако иногда он может применяться в качестве самостоятельного метода, если сток после прохождения сооружения по показателям соответствует нормам сброса.

Методы механической очистки сточных вод

Эффективность данного вида очистки стоков достигает 60-70% по мелкодисперсным взвесям и 90-95% по более крупным частицам. Механические методы считаются наиболее простыми и дешевыми. Кроме того, механические сооружения – одни из первых изобретенных человеком.

Процеживание

Эта наипростейшая процедура выполняется с помощью решеток и металлических сит. Сточная вода проходит черед решетку с размером ячейки около 16-25 мм, где задерживается крупный мусор. Затем сток поступает на сита, где из жидкости извлекаются более мелкие частицы.

Отстаивание

Отстаивание – это обязательная ступень в очистке сточных вод. Она позволяет извлечь из жидкости взвешенные вещества и удалить всплывающие примеси.

Принцип работы этого метода заключается в работе гравитационных и центробежных сил, за счет которых тяжелые частицы опускаются на дно аппаратов, а легкие (например, нефтепродукты) – всплывают и удаляются с поверхности жидкости.

Отстаивание: твердые частицы опускаются, легкие масла всплывают

Жидкость в механических сооружениях для отстаивания двигается достаточно медленно, чтобы ее скорость не помешала оседанию частиц. Для увеличения эффективности процесса применяются реагенты: коагулянты и флокулянты. Они заставляют примеси небольшого размера «склеиваться» в более крупные и тяжелые, благодаря чему те быстрее опускаются.

Фильтрование

Фильтрование – это процесс пропускания сточных вод через пористый материал, ячейки которого задерживают мелкие примеси.

В качестве фильтрующих материалов используются:

  • металлические сетки;
  • хлопчатобумажные и полипропиленовые материалы, напоминающие вату;
  • песок, гравий и щебень.

Для тонкой очистки применяются мембраны обратного осмоса, пропускающие только молекулы H

2O.

Основные устройства и сооружения

К сооружениям механических методов обработки сточных вод относятся многочисленные модели сеток, решеток, отстойников, пескоуловителей, фильтров. Сколько и каких устройств нужно установить решается в зависимости от загрязненности стоков и нормативов сбросов, а также от их объема.

Решетки

Это сооружение позволяет задерживать крупные загрязнения, попадающие в сточные воды.

Они состоят из металлических прутов, приваренных к раме. Мусор со старых решеток убирается вручную, но более современные модели оснащаются автоматическими граблями. Они размещаются поверх решетки. Их задача – сгребать мусор с поверхности ячеек и переносить его в бункер для обезвоживания.

Наиболее технологичный вариант – это решетки-дробилки. Они не только задерживают частицы, но и сразу же их перемалывают. Таким образом значительно уменьшается объем отходов.

Принцип работы решетки

Песколовки

Песколовки очищают сточные воды от примесей, вес которых приблизительно равен песку. Плотность таких частиц больше плотности жидкости, поэтому они всегда опускаются на дно. В зависимости от движения потока песколовки бывают горизонтальными, с круговым движением сточных вод, тангенциальные.

Наиболее эффективными являются аэрируемые песколовки. В них дополнительно подается воздух, поток жидкости начинает закручиваться по спирали, песок оседает на дно. Такие механические сооружения обеспечивают минимальной количество органических веществ в осадке. Благодаря этому осадок из аэрируемых песколовок не подвержен загниванию.

Вид сверху на песколовку с круговым движением воды

Отстойники

Эти сооружения очистки сточных жидкостей предназначены для удаления мелких примесей, которые остаются после песколовок. Принцип работы схож с песколовками – поток спокойно движется через аппарат, частицы оседают на дно.

По направлению движения сточных вод данные сооружения механической обработки делятся на:

  • горизонтальные;
  • вертикальные;
  • радиальные.
Промышленные радиальные отстойники

В зависимости от назначения отстойники бывают первичными (в начале схемы обработки) и вторичными (задерживают избыточный активный ил и биопленку после сооружений биологической обработки).

Полезный совет: чтобы отстойник работал лучше, его можно оборудовать преаэратором или тонкослойными модулями.

Иловые площадки

После механической обработки сточных вод за сутки образуется 0,8 л осадка на человека. Осадок представляет собой смесь из твердых частиц и органических примесей, влажность которой составляет 95%.

Чтобы снизить влажность осадка, его направляют на иловые площадки. Они представляют собой участки земли, на которые осадок выгружается тонким слоем и подсушивается. Итоговая влажность достигает 75%, а объем снижается в 3-7 раз.

Подсушенный осадок направляется на дальнейшую переработку.

Механическая очистка для частного дома

Для жилых коттеджей механическая обработка сточных вод чаще всего происходит в комплексном сооружении. Оно сочетает в себе сразу несколько методов (например, улавливание песка и фильтрация). Такие сооружения характеризуются небольшими габаритами.

Компактные сооружения очистки для частного дома

Технологические схемы механической очистки для частных домой чаще всего типовые, легко подбираются по числу обитателей дома и способам водоснабжения. Типовые схемы дешевле индивидуальных проектов, а по эффективности не отстают от них.

Подобрать технологическую схему и сооружения для частного дома или производства можно в компании «Кванта +»

Другие методы очистки

Если механическая обработка не обеспечивает достаточного качества сточных вод, после нее используются другие методы: биологические или физико-химические.

Биологические

С помощью биологической очистки жидкость очищается от органических примесей, которые могут оставаться после предыдущих ступеней обработки. К таким примесям относятся фосфор, азот, а также вещества, повышающие значения БПК и ХПК.

Суть биологических методов заключается в разложении органики микроорганизмами, обитающими в очистных сооружениях. Микроорганизмы называются активным илом (в аэротенках) или биопленкой (в биофильтрах).

Физико-химические

Эти способы применяют чтобы очистить воду от растворенных веществ вместе с нерастворимыми примесями. Данные способы более эффективны, чем механическая и биологическая очистка. Поэтому они применяются в случаях, когда нужна вода высокого качества – например, при ее повторном использовании.

Физико-химическая очистка проводится с помощью процессов флотации, электролиза, сорбции, нейтрализации, экстракции.

Переработка осадка

Если осадок остается в бункере-накопителе долгое время, он начинает загнивать. Чтобы избежать подобных последствий, его обрабатывают, получая на выходе безопасную сухую массу или вторсырье.

К методам переработки осадка относятся: уплотнение, стабилизация, сбраживание, термическая и реагентная обработка.

Обезвоживание осадков проводят на иловых площадках или в аппаратах, напоминающих отстойники и фильтры (вакуум-фильтры и фильтр-прессы).

Для стабилизации применяются метантенки и аэротенки. В них органическая часть осадка перерабатывается микроорганизмами. Продуктами переработки являются минеральные вещества и газ, используемый как топливо.

Заключение

Механическая обработка сточных вод – это первая ступень очистки жидкости, которая извлекает из воды нерастворимые частицы и жидкости. В случаях, когда сточная вода сильно загрязнена, механические методы позволяют подготовить жидкость к следующим ступеням очистки. Благодаря им биологические и физико-химические сооружения не засоряются взвесью и лучше работают.

Механическая очистка сточных вод, механические методы очистки сточных вод, схема

Механическая очистка сточных вод является предварительным этапом, который обязательно предшествует полной очистке стоков. Задача механической очистки - извлечь из воды осевшие или взвешенные нерастворимые твердые частицы, волокна и грубодисперсные примеси. Они способны: повредить фильтры, не рассчитанные на такой тип загрязнения, негативно повлиять на другое бытовое оборудование.

Механическая очистка стоков очень важна при повторном использовании технической воды на производстве. Кроме защиты оборудования от попадания твердых частиц при использовании оборотной воды, механическая очистка способна извлечь из промышленных стоков ценные химические соединения для повторного использования в производственном цикле.


система повторного использования технической воды

Повторное использование технической воды не только способно возвратить в производственный цикл некоторое количество ценного сырья, но и максимально защищает экологию от сбросов ядовитых стоков, а также сохраняет запасы чистой природной воды.

В России процент использования оборотной воды очень высок и в среднем составляет около 65%. На предприятиях химической, газовой, нефтеперерабатывающей промышленности и в черной металлургии процент повторного использования очищенной технической воды доходит до 95%.

Частицы загрязнения могут иметь разные размеры, плотность и массу. Соответственно, для повышения эффективности при различных видах загрязнения механические методы очистки сточных вод используют различные физические принципы и инженерные решения. От того, насколько эффективной будет схема механической очистки сточных вод, часто зависит общее техническое решение по очистке стоков.

Технически простые решения механической очистки сточных вод

Процеживание

Вода проходит сквозь решетки и сетки с ячейками определенного размера. В основном используются металлические решетки и сетки, способные задержать любые, даже крупные механические или биологические фрагменты и частицы. Прочные решетки и сетки позволяют использовать высоконапорную очистку, когда стоки подаются под давлением - это во много раз повышает производительность очистных установок.

Фильтрование

Напорное или безнапорное пропускание воды сквозь пористый материал, засыпной наполнитель. Засыпной наполнитель выбирается в зависимости от вида загрязнения. Материалом для наполнителя могут быть: уголь, песок, гравий, частицы металла, стекла или пластика, а также другие пористые или измельченные вещества. Кроме крупных твердых частиц некоторые наполнители для фильтров способны извлекать из стоков более мелкие загрязнения, частично выполнять работу фильтров тонкой очистки.

Другим вариантом метода фильтрования является использования монолитного сменного картриджа вместо засыпки.

Отстаивание

Используется метод гравитационного осаждения, сепарации (разделения) фракций с разными физическими характеристиками. В последовательно расположенных переливных камерах частицы загрязнений оседают под действием силы тяжести. Очищенная вода из верхнего слоя переливается в следующую камеру. Камера наполняется частично очищенной водой и процесс очистки повторяется. Самым простым и часто используемым гравитационным отстойником является песколовка.

Отстаивание длится от одного до нескольких часов - в зависимости от типа и степени загрязнения стоков. Если загрязнение имеет меньший удельный вес, чем вода (например, масло или нефтепродукты), то при гравитационной сепарации очищенная вода остается внизу.

Более сложные решения механической очистки сточных вод

Дисковые фильтры

Цилиндрический "пакет" из полимерных дисков со специально обработанной поверхностью образует объемную структуру, попадаю в которую, вода эффективно очищается от механических примесей. Высокая производительность, простота конструкции и надежность дисковых фильтров нашла им применение в разных областях. Дисковый фильтр легко промывается от скопившихся загрязнений и для своей работы не требует расходных материалов.

Центрифугирование (гидроциклоны)

Используется физическое явление разделения разных фракций твердых частиц в потоке вращающейся жидкости. Эффективный, высокоскоростной процесс, легко автоматизируется. Несколько параллельно работающих центрифуг имеют огромную пропускную способность. Величина скорости сепарирования частицы в центробежном поле гидроциклона может превышать скорость осаждения эквивалентных частиц в поле гравитации в сотни раз.

Флотация

Метод широко используется на предприятиях нефтеперерабатывающей, металлообрабатывающей, химической и пищевой промышленности. Суть метода: пузырьки газа, проходя сквозь жидкую массу стоков, подхватывают и выносят на поверхность частицы загрязнений. Скопившуюся на поверхности пену с высоким содержанием загрязнений удаляют. Эффективность механической очистки стоков методом флотации очень высока и может доходить до 90-95%.

Газ подается в стоки методом аэрации, либо с помощью электролиза (электрофлотация). Для увеличения эффективности флотации используют коагулянты - специальные вещества (осаждающие реагенты), которые ускоряют выпадение загрязнения в осадок.

Правильно выбранный метод первичной, механической очистки сточных вод позволяет эффективно освободить стоки от большинства нерастворимых загрязнений. Это не только поможет значительно снизить расходы на дальнейшую полную очистку стоков, но и защитит тонкие фильтры и другое оборудование от твердых нерастворимых частиц.

Механические методы очистки сточных вод.

Механические методы очистки сточных вод.

Для выделения из сточных вод взвешенных веществ – нерастворенных минеральных и органических примесей, а также подготовки сточных вод к биологической, физико-химической, глубокой очистке сточных вод применяется механическая очистка.

Основными процессами механической очистки сточных вод являются:

– пропускание сточных вод через решетки и сита (процеживание), для выделения крупных примесей и посторонних предметов;

– отстаивание сточных вод для удаления взвешенных веществ не задерживаемых решетками;

– улавливание в песколовках тяжелых примесей;

– удаление взвешенных веществ в гидроциклонах;

– измельчение твердых веществ переносимых водой, в дробилках, с целью дальнейшей транспортировки сточных вод к последующим стадиям очистки;

– фильтрование через различные фильтры для улавливания тонкодисперсных взвесей.

Тот или иной процесс механической очистки, типы и размеры используемых сооружений зависят в основном от состава, свойств и расхода производственных сточных вод, а также от методов их дальнейшей обработки.

Процеживание. Процеживание – первичная стадия очистки сточных вод предназначено для выделения из сточных вод нерастворимых примесей, а также более мелких волокнистых загрязнений, которые в процессе дальнейшей обработки стоков препятствуют нормальной работе очистного оборудования.

Отстаивание. Отстаивание является самым простым, наименее энергоемким и дешевым методом выделения из сточных вод твердых и жидких примесей с плотностью, отличной от плотности воды. Под действием силы тяжести частицы загрязнений оседают на дно сооружения или всплывают на поверхность воды. Очистку сточных вод отстаиванием осуществляют в песколовках, первичных и вторичных отстойниках, нефтеловушках, смоло-, масло-, жироуловителях.

Отстойники и осветлители применяют для выделения из сточных вод легких органических взвесей или высокодисперсных минеральных примесей. По характеру работы подразделяются на периодического действия (контактные) и непрерывного действия (проточные). По технологической части делятся на первичные отстойники (для осветления сточной воды), вторичные отстойники (для выделения активного ила), илоуплотнители, осадкоуплотнители. По направлению движения воды бывают вертикальные, горизонтальные, радиальные (разновидности: с центральным, периферийным и с радиальным подвижным впуском воды) и наклонные тонкослойные (в зависимости от схемы движения воды и осадка бывают прямоточными, противоточными и перекрѐстными). По способу выгрузки осадка: сооружения со скребковыми механизмами и гидросмывом.

Выбор типа и конструкций отстойников зависит от количества и состава сточных вод, поступающих на очистку, характеристик образующегося осадка (уплотняемость, транспортируемость). В каждом конкретном случае выбор типа отстойников должен определяться в результате технико-экономического сравнения нескольких вариантов.

Разделение в поле центробежных сил. Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводят в гидроциклонах. Принцип действия основан на сепарации частиц твердой фазы во вращающемся потоке жидкости. Основные преимущества:

– высокая удельная производительность по обрабатываемой суспензии;

– сравнительно низкие расходы на строительство и эксплуатацию установок;

– отсутствие вращающихся механизмов, предназначенных для генерирования центробежной силы;

– центробежное поле создается за счет тангенциального ввода сточной воды;

– возможность создания компактных автоматизированных установок.

Интенсификацию процессов осаждения взвешенных частиц из сточных вод осуществляют воздействием на них центробежных и центростремительных сил в низконапорных (открытых) и напорных гидроциклонах.

Измельчение твердых частиц в потоке. Уловленные на решетках загрязнения измельчают в специальных дробилках и возвращают в поток воды за решеткой или направляют на переработку. Однако эту процедуру усложняет технологическую схему очистки сточных вод и ухудшает качество воздушной среды в помещениях очистных станций. Для устранения этих недостатков применяют решетки–дробилки, измельчающие задержанные примеси, не извлекая их из воды. Средний размер измельченных ими примесей не превышает 10 мм.

 При очистке сточных вод фильтрованием очищаемую воду пропускают через загрузку, задерживающую взвешенные вещества и пропускающую сточную воду. Скорость процесса зависит от разности давлений и сопротивления, испытываемого жидкостью при движении через загрузку.

Фильтрование сточных вод. Фильтрование применяют для удаления из сточных вод твердых или жидких загрязняющих веществ (масел, нефтепродуктов, смол и др.), удаление которых отстаиванием затруднено. Фильтры можно применять как самостоятельные очистные сооружения, либо как вторую ступень очистки после отстойников, гидроциклонов и т.д. Для этой цели используют фильтрование через пористые материалы, зернистые и другие загрузки, сетчатые или тканевые перегородки с отверстиями разной величины.

очистка сточных вод | Процесс, история, значение, системы и технологии

Прямой сброс сточных вод

Во многих древних городах были дренажные системы, но они в первую очередь предназначались для отвода дождевой воды с крыш и тротуаров. Ярким примером является дренажная система Древнего Рима. Он включал в себя множество поверхностных водоводов, которые были связаны с большим сводчатым каналом, называемым Cloaca Maxima («Великая канализация»), по которому дренажные воды поступали в реку Тибр. Построенная из камня и грандиозная, Cloaca Maxima является одним из старейших существующих памятников римской инженерии.

Cloaca Maxima

Выход из Cloaca Maxima в реку Тибр, Рим, Италия.

Лалупа

В средние века в городской канализации и дренаже не было прогресса. Использовались тайные хранилища и выгребные ямы, но большинство отходов просто сбрасывались в сточные канавы, чтобы их смыло через канализацию во время наводнения. Туалеты (унитазы) были установлены в домах в начале 19 века, но они обычно были связаны с выгребными ямами, а не с канализацией. В густонаселенных районах местные условия вскоре стали невыносимыми, поскольку выгребные ямы редко опорожнялись и часто переполнялись.Угроза общественному здоровью стала очевидной. В Англии в середине XIX века вспышки холеры были связаны непосредственно с источниками колодезной воды, загрязненной человеческими отходами из тайных хранилищ и выгребных ям. Вскоре возникла необходимость в том, чтобы все туалеты в крупных городах были подключены непосредственно к ливневой канализации. В результате сточные воды с земли возле домов переместились в близлежащие водоемы. Таким образом, возникла новая проблема: загрязнение поверхностных вод.

Раньше говорили, что «решение проблемы загрязнения - разбавление.«Когда небольшое количество сточных вод сбрасывается в проточный водоем, происходит естественный процесс самоочищения потока. Однако в густонаселенных общинах образуются такие большие объемы сточных вод, что одно лишь их разбавление не предотвращает загрязнения. Это требует определенной обработки или очистки сточных вод перед их утилизацией.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Строительство централизованных очистных сооружений началось в конце 19-го и начале 20-го веков, в основном в Великобритании и США.Вместо того, чтобы сбрасывать сточные воды непосредственно в ближайший водоем, их сначала пропускали через комбинацию физических, биологических и химических процессов, которые удалили некоторые или большинство загрязнителей. Также, начиная с 1900-х годов, были разработаны новые системы сбора сточных вод для отделения ливневых вод от бытовых сточных вод, чтобы очистные сооружения не перегружались в периоды влажной погоды.

После середины 20 века растущая озабоченность общества качеством окружающей среды привела к более широкому и более строгому регулированию практики удаления сточных вод.Требовались более высокие уровни лечения. Например, предварительная очистка промышленных сточных вод с целью предотвращения воздействия токсичных химикатов на биологические процессы, используемые на очистных сооружениях, часто становилась необходимостью. Фактически, технология очистки сточных вод продвинулась до такой степени, что стало возможным удалять практически все загрязнители из сточных вод. Однако это было настолько дорого, что такие высокие уровни лечения обычно не были оправданы.

Станции очистки сточных вод стали большими сложными объектами, для работы которых требовалось значительное количество энергии.После роста цен на нефть в 1970-х годах забота об энергосбережении стала более важным фактором при разработке новых систем контроля загрязнения. Следовательно, землеотвод и подземный сброс сточных вод стали получать повышенное внимание там, где это возможно. Такие «низкотехнологичные» методы борьбы с загрязнением могут не только способствовать экономии энергии, но также могут служить для повторного использования питательных веществ и пополнения запасов грунтовых вод.

Механическое обезвоживание | SSWM - Найдите инструменты для устойчивой санитарии и управления водными ресурсами!

Информационный бюллетень Корпус блока

Ленточный фильтр-пресс

Современные ленточные прессы основаны на сочетании химического кондиционирования, гравитационного дренажа и механического давления в системе непрерывной подачи для обезвоживания осадка. Ил сжимается между натянутыми змеевидными ремнями и серией роликов с уменьшающимся диаметром (для увеличения давления), чтобы удалить влагу и создать обезвоженный осадок (JOHNSONSCREENS 2011).

Ленточный пресс и полученный обезвоженный осадок. Источник: JOHNSONSCREENS (2011)

Камерный фильтр-пресс

Камерные фильтр-прессы используют фильтры для отделения жидкости (фильтрата) от осадка и сбора твердых частиц (фильтровальной корки) в камерах.Несколько таких камер для сбора твердых частиц расположены в пакете пластин. Ткань фильтра поддерживается пластинами пакета пластин. Шлам (возможно, смешанный с коагулянтом) перекачивается в камеры и против фильтрующего материала. Подвижная пластина (хвостовая пластина) зажимает пакет фильтровальных пластин. Фильтрат проходит через фильтровальную ткань и выходит через отверстия для фильтрата на фильтровальной пластине. Фильтровальный пирог собирается на поверхности фильтрующего материала внутри камер, пока камера не будет заполнена. При необходимости торт можно промыть или высушить. Доступны ручные, полуавтоматические и автоматические камерные фильтр-прессы.

Камерный фильтр-пресс для механического обезвоживания осадка. Источник: MICRONICS (n.y.)

Centrifuge

На основе EPA (2000)

Центрифуги работают как блоки непрерывной подачи, которые удаляют твердые частицы с помощью спирального конвейера и выгружают жидкость через водослив. Чаша имеет коническую форму, которая помогает поднимать твердые частицы из жидкости, позволяя им высохнуть на наклонной поверхности перед выпуском.На рисунке показана типичная центрифужная система сгущения и обезвоживания.

Схема центрифужной системы сгущения и обезвоживания. Источник: EPA (2000)

8 этапов и этапов процесса очистки сточных вод

Восемь этапов процесса очистки сточных вод

Первый этап - сортировка стержнями

Удаление крупных предметов из притока для предотвращения повреждения насосов, клапанов и другого оборудования предприятия.
Процесс очистки и регенерации воды из сточных вод (любой воды, которая использовалась в домах, например, смыва туалетов, мытья посуды или купания, а также некоторой воды из промышленного использования и ливневой канализации) начинается с ожидания, что после того, как она будет обработанный, он будет достаточно чистым, чтобы снова войти в окружающую среду.

Качество воды определяется Агентством по охране окружающей среды (EPA) и Законом о чистой воде, а очистные сооружения работают в соответствии с указанными разрешениями Национальной системы ликвидации выбросов загрязнителей (NPDES).Согласно EPA, Закон о чистой воде (CWA) устанавливает базовую структуру для регулирования сбросов загрязняющих веществ в воды Соединенных Штатов и регулирования стандартов качества для поверхностных вод. Согласно CWA, EPA устанавливает стандарты сточных вод для промышленности. EPA также разработало национальные рекомендации по критериям качества воды для загрязнителей в поверхностных водах. Национальная система устранения выбросов загрязняющих веществ (NPDES) Агентства по охране окружающей среды США разрешает осуществлять контроль за сбросами.

В качестве примера ожидаемых стандартов, биохимическая потребность в кислороде (БПК) среднего стока сточных вод составляет 200 мг / л, а сток после очистки ожидается> 30 мг / л.Крайне важно, чтобы очистные сооружения соответствовали этим ожиданиям, иначе возникнет жесткое наказание за риск.

Физический процесс очистки сточных вод начинается с отсеивания крупных предметов, которые попали в канализационную систему и, если их не удалить, могут повредить насосы и затруднить поток воды. Барная сетка обычно используется для удаления крупных предметов из притока и, в конечном итоге, вывоза на свалку.

Соответствующие технические документы

Качество воды и правило чистой воды
Как выбрать карманный pH-метр для приложений

Выбор продуктов

Ручной доплеровский расходомер
Ультразвуковой доплеровский расходомер


Второй этап - скрининг

Удаление песка путем пропускания потока через камеру для песка.
Мелкую крошку, попавшую во входящий поток, необходимо удалить, чтобы предотвратить повреждение насосов и оборудования ниже по потоку (или воздействие на поток воды). Этот песок слишком мал, чтобы его можно было отсеять, поэтому его необходимо удалить из камеры для песка. Есть несколько типов песчаных камер (горизонтальные, аэрируемые или вихревые), которые контролируют поток воды, позволяя более тяжелым песчинкам падать на дно камеры; вода и органический материал продолжают поступать на следующую стадию процесса. Песок физически удаляется со дна камеры и выбрасывается.


Третий этап - первичный осветлитель

Первоначальное отделение твердых органических веществ от сточных вод.
Твердые вещества, известные как органические вещества / ил, опускаются на дно резервуара и перекачиваются в варочный котел или зону обработки ила, сушатся и вывозятся. Правильная скорость оседания - ключевой показатель того, насколько хорошо работает осветлитель. Регулировка скорости потока в осветлителе может помочь оператору отрегулировать скорость оседания и эффективность.

После удаления песка входящий поток попадает в большие первичные осветлители, которые отделяют от 25% до 50% твердых частиц во входящем потоке.Эти большие осветлители (75 футов в диаметре, 7½ дюймов по краям и 10½ футов в центре, например) позволяют тяжелым твердым частицам опускаться на дно, а потоку очистителя течь. Эффективность первичного осветления зависит от соответствующего расхода воды. Если поток воды слишком быстрый, твердые частицы не успевают опуститься на дно, что отрицательно сказывается на качестве воды ниже по течению. Если поток воды слишком медленный, это влияет на процесс вверх по потоку.

Твердые частицы, которые падают на дно осветлителя, известны как шлам, и их регулярно откачивают, чтобы гарантировать, что они не повлияют на процесс разделения.После удаления воды осадок выбрасывается и обычно используется в качестве удобрения.

Четвертый этап - аэрация

Воздух закачивается в аэротенк / резервуар для стимулирования превращения Nh4 в NO3 и обеспечения кислородом бактерий, чтобы они могли продолжать размножаться и расти.
После преобразования в NO3 бактерии удаляют молекулы кислорода из молекул нитратов, и азот (N) выделяется как N2 ↑ (газообразный азот).

В основе процесса очистки сточных вод лежит поощрение и ускорение естественного процесса бактерий, разрушающих органические вещества.Это начинается в аэротенке. Основная функция аэрационного бака - закачивать кислород в бак, чтобы стимулировать разложение любого органического материала (и рост бактерий), а также обеспечивать достаточно времени для разрушения органического материала. Аэрация может быть достигнута путем закачки и удаления воздуха в резервуар или путем агрессивного перемешивания, которое добавляет воздух в воду. Этот процесс обеспечивает наилучшие условия для роста бактерий. Уровень газообразного кислорода [O2] ниже 2 частей на миллион убивает бактерии, снижая эффективность растений.Мониторинг растворенного кислорода на этой стадии установки имеет решающее значение. Измерения аммиака и нитратов обычно используются для определения того, насколько эффективно бактерии превращают Nh4 в N2 ↑.

Ключевым параметром для измерения при очистке сточных вод является биохимическая потребность в кислороде (БПК). БПК является суррогатным показателем количества присутствующего органического материала и используется для определения эффективности разложения органических материалов. Существует ряд других тестов, используемых для обеспечения оптимального разложения органических материалов (и снижения БПК), таких как измерение pH, температуры, растворенного кислорода (DO), общего количества взвешенных твердых веществ (TSS), гидравлического времени удерживания (скорости потока), времени удерживания твердых частиц. (количество времени, в течение которого бактерии находятся в камере аэрации) и взвешенных твердых частиц смешанного раствора.Постоянный и точный мониторинг имеет решающее значение для обеспечения окончательного требуемого БПК сточных вод.

Пятая ступень - вторичный осветлитель

Очищенные сточные воды перекачиваются во вторичный осветлитель, чтобы позволить оставшимся органическим осадкам осесть из потока очищенной воды.
Когда входящий поток выходит из процесса аэрации, он течет во вторичный осветлитель, где, как и в первичном осветлителе, любые очень мелкие твердые частицы (или мелкие частицы) опускаются на дно резервуара. Эти мелкие твердые частицы называются активным илом и состоят в основном из активных бактерий.Часть этого активного ила возвращается в аэротенк для увеличения концентрации бактерий, помощи в размножении и ускорения разрушения органического материала. Лишнее отбрасывается.

Вода, которая течет из вторичного осветлителя, содержит значительно меньше органических веществ и должна приближаться к ожидаемым характеристикам сточных вод.

Этап шестой - хлорирование (дезинфекция)

Хлор добавляется для уничтожения любых оставшихся бактерий в контактной камере.
Учитывая повышенную концентрацию бактерий как часть стадии аэрации, необходимо проверить выходящие сточные воды на наличие или отсутствие бактерий и дезинфицировать воду. Это гарантирует, что в окружающую среду не попадут бактерии, концентрация которых выше указанной. Хлорирование - самый распространенный и недорогой вид дезинфекции, но все большую популярность приобретают также дезинфекция озоном и ультрафиолетом. Если используется хлор, важно проверить уровни свободного хлора, чтобы убедиться, что они являются приемлемыми уровнями, прежде чем попадать в окружающую среду.

Этап седьмой - Анализ и тестирование воды

Проверка надлежащего уровня pH, аммиака, нитратов, фосфатов, растворенного кислорода и остаточного хлора в соответствии с разрешением NPDES имеет решающее значение для производительности предприятия.
Несмотря на то, что на протяжении всего процесса очистки сточных вод проводятся непрерывные испытания для обеспечения оптимального потока воды, очистки и аэрации, окончательные испытания проводятся для того, чтобы убедиться, что сточные воды, покидающие завод, соответствуют требованиям разрешений.Заводы, которые не соответствуют разрешенным уровням сброса, подлежат штрафу и возможному тюремному заключению ответственного оператора.

Этап восьмой - Удаление сточных вод

После выполнения всех требований разрешений чистая вода снова попадает в окружающую среду.
Несмотря на то, что на протяжении всего процесса очистки сточных вод проводятся непрерывные испытания для обеспечения оптимального потока воды, очистки и аэрации, окончательные испытания проводятся для того, чтобы убедиться, что сточные воды, покидающие завод, соответствуют требованиям разрешений.Заводы, которые не соответствуют разрешенным уровням сброса, подлежат штрафу и возможному тюремному заключению ответственного оператора.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

1. Физические методы очистки сточных вод

1.1. Просеивание

Скрининг - это первый шаг в любой системе очистки сточных вод. Этот процесс по существу включает удаление крупных не поддающихся биологическому разложению и плавающих твердых частиц, которые часто попадают в очистные сооружения, таких как тряпка, бумага, пластмассы, жестяные банки, контейнеры и древесина. Эффективное удаление этих компонентов защитит расположенные ниже по потоку установки и оборудование от любых возможных повреждений и засоров труб.

Фильтр сточных вод обычно подразделяется на грубый или тонкий.

1.2. Песколовка

Песколовка

- это отстойник, расположенный в передней части очистных сооружений для удаления песка, яичной скорлупы, кофейной гущи и других не гниющих материалов, которые могут забивать каналы или вызывать абразивный износ насосов и других устройств.

1.3. Удаление жира и жира

На некоторых более крупных предприятиях жир и жир удаляются путем пропускания сточных вод через небольшой резервуар, где скиммеры собирают жир, плавающий на поверхности. Воздуходувки в основании резервуара также могут использоваться для восстановления жира в виде пены. Однако многие предприятия используют первичные осветлители с механическими скиммерами для удаления жира и жира.

1,4. Флотация

Процесс флотации также широко используется на заводах по очистке промышленных сточных вод, где он удаляет из сточных вод жиры, масла, жиры и взвешенные твердые частицы.Эти устройства называются устройствами флотации растворенным воздухом (DAF). В частности, установки флотации растворенного воздуха используются для удаления нефти из сточных вод нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов, заводов по переработке природного газа и аналогичных промышленных объектов.

1,5. Уравнительный бассейн

Выравнивание потока - это не процесс очистки, а метод, повышающий эффективность вторичных и дополнительных процессов очистки сточных вод.Выравнивание потока выравнивает рабочие параметры, такие как расход, уровни загрязняющих веществ и температуру, в течение определенного периода времени (обычно 24 часа), сводя к минимуму влияние этих параметров ниже по потоку.

1,6. Отстойник осветлителя сточных вод

Осветлитель или отстойник для сточных вод

играет важную роль после или до процессов биологической очистки для удаления более тяжелых твердых частиц ила путем осаждения и отделения от жидкой фазы. Когда его используют перед биологической очисткой, основным преимуществом является то, что он может способствовать значительному снижению уровня БПК и, таким образом, уменьшению загрузки корма в пруд аэрации.Эти типы первичных отстойников были разработаны для работы с более высокой скоростью загрузки, а также с более коротким временем удержания воды.

2. Методы химической очистки сточных вод

2.1. Нейтрализация

Цель нейтрализации - отрегулировать значение pH в соответствии с требованиями различных технологических установок в системе очистки сточных вод.

Нейтрализация может использоваться для обработки кислых сточных вод, содержащих металлы, при этом способ включает повышение pH кислотных сточных вод путем добавления щелочного реагента с образованием осадка и его сбор. Таким образом, pH поступающего раствора доводится до оптимального диапазона для осаждения металлов в виде гидроксидов.

Этот этап проводится перед основным этапом очистки сточных вод, то есть осветлением (= декантацией), для выполнения общих задач очистки сточных вод.

2.2. Флокулянты и коагулянты

Химикаты для флокуляции и коагуляции используются в процессах очистки сточных вод для удаления твердых частиц, осветления воды, умягчения извести, сгущения ила и обезвоживания твердых частиц.

Коагулянты нейтрализуют отрицательный электрический заряд на частицах, который дестабилизирует силы, разделяющие коллоиды. Коагулянты для очистки воды состоят из положительно заряженных молекул, которые при добавлении в воду и смешивании обеспечивают нейтрализацию заряда. Неорганические коагулянты, органические коагулянты или их комбинация обычно используются для обработки воды с целью удаления взвешенных твердых частиц.

Флокулянты собирают дестабилизированные частицы вместе и заставляют их агломерировать и выпадать из раствора.Примеры флокулянтов ChemTreat включают полимеры с низкой, средней и высокой молекулярной массой.

2.3. Окисление

Окисление снижает биохимическую потребность сточных вод в кислороде и может снизить токсичность некоторых примесей. Вторичная обработка превращает некоторые примеси в диоксид углерода, воду и твердые биологические вещества. Химическое окисление широко используется для дезинфекции.

2.4. Ионный обмен

Когда вода слишком жесткая, ее трудно очистить, и часто остается серый осадок.(Вот почему одежда, выстиранная в жесткой воде, часто сохраняет тусклый оттенок.) Для смягчения воды можно использовать процесс ионного обмена, аналогичный процессу обратного осмоса. Кальций и магний - обычные ионы, которые приводят к жесткости воды. Для смягчения воды вводятся положительно заряженные ионы натрия в виде растворенной соли хлорида натрия или рассола. Твердые ионы кальция и магния меняются местами с ионами натрия, а свободные ионы натрия просто выделяются в воду. Однако после умягчения большого количества воды умягчающий раствор может наполниться избыточными ионами кальция и магния, что потребует повторной зарядки раствора ионами натрия.

2,5. Озонирование

Озон (O3) применяется для дезинфекции питьевой воды, для удаления сточных вод с очистных сооружений в процессе, называемом озонированием (или озонированием), а также для разложения органических и неорганических загрязнителей в сточных водах.

2.6. Дезинфекция

Целью дезинфекции при очистке сточных вод является существенное уменьшение количества микроорганизмов в воде, которые будут сбрасываться обратно в окружающую среду для последующего использования для питья, купания, орошения и т. Д.Эффективность дезинфекции зависит от качества обрабатываемой воды (например, мутность, pH и т. Д.), Типа используемой дезинфекции, дозировки дезинфицирующего средства (концентрация и время) и других переменных окружающей среды.

17.3B: Сточные воды и очистка сточных вод

Сточные воды обрабатываются в 3 фазы: первичная (удаление твердых частиц), вторичная (бактериальное разложение) и третичная (дополнительная фильтрация).

Задачи обучения

  • Перечислить этапы очистки сточных вод / сточных вод

Ключевые моменты

  • Первичная очистка - это первый этап очистки сточных вод: сточные воды помещаются в сборный резервуар, твердые частицы оседают на дно, где они собираются, а более легкие вещества, такие как жиры и масла, соскребаются сверху.
  • Вторичная очистка - это процесс разложения отходов аэробными бактериями, включенными в систему очистки сточных вод.
  • Третичная очистка предназначена для фильтрации питательных веществ и частиц отходов, которые могут нанести ущерб чувствительным экосистемам; сточные воды проходят через дополнительные фильтрующие лагуны или резервуары для удаления лишних питательных веществ.

Ключевые термины

  • Сточные воды : сточные воды, которые были частично очищены и сбрасываются в естественный водоем; поток любых жидких отходов.
  • зоопланктон : Мелкие простейшие, ракообразные (например, криль), а также яйца и личинки более крупных животных.
  • аэробный : Живет или встречается только в присутствии кислорода.

Сточные воды образуются от жилых и промышленных предприятий. Сюда входят бытовые сточные воды из туалетов, ванн, душевых, кухонь, раковин и т. Д., Которые сбрасываются через канализацию. Во многих регионах к сточным водам также относятся жидкие отходы промышленности и торговли.Разделение и слив бытовых отходов на «серую воду» и «черную воду» становится все более распространенным явлением в развитых странах. Серая вода - это вода, полученная в результате домашней деятельности, такой как стирка, мытье посуды и купание, и ее легче использовать повторно. Черная вода поступает из туалетов и содержит отходы жизнедеятельности человека.

Очистка сточных вод осуществляется в три этапа: первичная, вторичная и третичная.

Рисунок: Схема процесса очистки сточных вод : Сточные воды проходят первичную, вторичную и третичную очистку.

Первичное лечение

При первичной очистке сточные воды хранятся в резервуаре, где твердые частицы (ил) могут оседать на дно, а нефть и более легкие вещества могут подниматься наверх. Затем эти слои удаляются, а оставшаяся жидкость может быть отправлена ​​на вторичную обработку. Осадок сточных вод обрабатывается в отдельном процессе, называемом сбраживанием осадка.

Вторичное лечение

Вторичная обработка удаляет растворенные и взвешенные биологические вещества, часто с использованием микроорганизмов в контролируемой среде.В большинстве систем вторичной очистки используются аэробные бактерии, которые потребляют органические компоненты сточных вод (сахар, жир и т. Д.). В некоторых системах используются фиксированные пленочные системы, в которых бактерии растут на фильтрах, а вода проходит через них. В системах взвешенного роста используется «активный» ил, в котором разлагающиеся бактерии смешиваются непосредственно со сточными водами. Поскольку кислород имеет решающее значение для роста бактерий, сточные воды часто смешиваются с воздухом для облегчения разложения.

Третичное лечение

Третичная очистка (иногда называемая «очисткой сточных вод») используется для дополнительной очистки воды, когда она сбрасывается в уязвимую экосистему.Для дальнейшей дезинфекции сточных вод помимо первичной и вторичной очистки можно использовать несколько методов. Песочная фильтрация, когда вода проходит через песочный фильтр, может использоваться для удаления твердых частиц. Сточные воды могут по-прежнему содержать высокие уровни питательных веществ, таких как азот и фосфор. Они могут нарушить баланс питательных веществ в водных экосистемах и вызвать цветение водорослей и чрезмерный рост сорняков. Фосфор можно удалить биологическим путем в процессе, называемом усиленным биологическим удалением фосфора. В этом процессе определенные бактерии, называемые полифосфатами, накапливают организмы, которые накапливают фосфаты в своих тканях.Когда биомасса, накопленная в этих бактериях, отделяется от очищенной воды, эти твердые биологические вещества имеют высокую ценность в качестве удобрения. Азот также можно удалить с помощью нитрифицирующих бактерий. Лагуна - еще один метод удаления питательных веществ и отходов из сточных вод. Вода хранится в лагуне, и местные растения, бактерии, водоросли и небольшой зоопланктон фильтруют питательные вещества и мелкие частицы из воды.

Сбраживание осадка

Осадок сточных вод, соскребаемый со дна отстойника во время первичной очистки, обрабатывается отдельно от сточных вод.Отстой можно утилизировать несколькими способами. Во-первых, его можно переварить с помощью бактерий; Бактериальное пищеварение может иногда производить биогаз из метана, который можно использовать для выработки электроэнергии. Ил также можно сжигать или конденсировать, нагревать для его дезинфекции и повторно использовать в качестве удобрения.

Процесс водоочистки | Canon City, CO

Ежедневное потребление воды

В типичный жаркий летний день клиенты водоснабжения Каньон-Сити используют достаточно очищенной питьевой воды, чтобы покрыть 31 футбольное поле на глубине одного фута в воде! Зимой посещаемость снижается до 9 футбольных полей в день.Однако, прежде чем попасть в краны жителей Каньон-Сити, городская вода проходит обширный процесс очистки.

О предприятии

Водоочистное сооружение Каньон-Сити - это обычное водоочистное сооружение, которое отводит воду из реки Арканзас для производства питьевой (питьевой) воды, что соответствует требованиям Агентства по охране окружающей среды ( EPA ) или превышает их. Закон о воде и стандарты первичной питьевой воды Департамента здравоохранения и окружающей среды штата Колорадо.

Станция очистки воды расположена на склоне холма к западу от Каньон-Сити. Водный завод способен производить до 22 миллионов галлонов чистой питьевой воды каждый день. В среднем зимой производится всего около 3 миллионов галлонов в день; однако в жаркие летние месяцы, когда существует повышенный спрос на воду для орошения газонов, может превышать 10 миллионов галлонов в день.

Программируемые логические контроллеры

Устройства, известные как программируемые логические контроллеры (ПЛК , ), которые объединены в сеть вместе с другими ПЛК , управляют водоочистной станцией и процессами очистки.ПЛК отслеживают более 1500 сигналов или точек данных, чтобы обеспечить оптимальную обработку. Компьютерные сигналы и данные собираются системой диспетчерского сбора и сбора данных ( SCADA ) и предоставляют оператору информацию о смене, когда какой-либо элемент требует вмешательства оператора.

Отвод реки Арканзас

Река Арканзас обеспечивает исключительно питьевую воду в Каньон-Сити. Река Арканзас начинается с таяния снега недалеко от Лидвилля, штат Колорадо, у континентального водораздела. Он течет на юг и юго-восток через Каньон-Сити к водохранилищу Пуэбло. Из резервуара он затем течет в нижнюю часть долины Арканзаса и в конечном итоге покидает штат к востоку от Холли, штат Колорадо. Вода, взятая непосредственно из реки, небезопасна для питья из-за наличия бактерий и паразитов. Вероятно, человек заболел бы от употребления в пищу патогенных бактерий и паразитов, таких как Cryptosporidium и Giardia. Очищаемая вода выкачивается из реки и направляется под землю в наш отстойник сырой воды.

Пруд-отстойник с сырой водой

Пруд-отстойник с сырой водой удерживает воду, забираемую из реки для нескольких целей. Основная цель пруда-отстойника сырой воды - позволить большей части песка и мусора естественным образом осесть из воды, прежде чем она будет перекачана на водоочистную станцию. Во-вторых, пруд обеспечивает некоторую пропускную способность в случае, если вода в реке мутная или если в результате аварии на шоссе 50 США загрязняющие вещества попадут в реку Арканзас. Насосная станция на реке может быть остановлена, и станция может использовать воду из прудов для снабжения, пока речная вода не станет более чистой или безопасной для использования снова.Кроме того, если что-то случится с подземным трубопроводом от насосной станции на реке до пруда, воду в пруду можно обработать до тех пор, пока проблема не будет устранена. Вторая насосная станция подает воду к головному сооружению водоочистной станции. Резервная насосная станция, которая снабжает водой из гидравлической канавы, может использоваться в случае, если насосная станция на реке не работает из-за проблем, будь то электрические или механические. Однако эта вода перекачивается непосредственно в головное сооружение водоочистной станции, минуя отстойный пруд, что теряет возможность осаждения тяжелого песка, песка и мусора.

Предварительное осаждение

Здание предварительного осаждения - это место, где действительно начинается процесс обработки. Неочищенная вода из отстойника поднимается на высоту 240 футов к водоочистной станции. Неочищенная вода поступает в головные части водоочистной станции, где первый из 5 основных процессов водоподготовки начинает обработку, чтобы сделать воду безопасной для питья. Пять основных единичных процессов включают химическую коагуляцию, флокуляцию, осаждение, фильтрацию и дезинфекцию (описанные ниже).Химические вещества добавляются в воду, когда она поступает в различные процессы очистки.

Шаг 1 Химическая коагуляция

Первым добавленным химическим веществом является диоксид хлора, который является окислителем, используемым для разрушения естественных органических веществ, таких как гниющие листья и другие растительные материалы. В качестве первичного коагулянта используется химический коагулянт, известный как сульфат алюминия. Полимер, длинная цепочка синтетических органических соединений, также добавляется в воду в качестве коагулянта, помогающего укрепить связывающие цепи первичного коагулянта.Коагулянты добавляются в установке быстрого смешивания; это устройство, которое создает турбулентную энергию перемешивания, чтобы помочь полностью диспергировать химические коагулянты в сырой воде и начать процесс коагуляции. Коагулянты, которые заставляют очень мелкие частицы слипаться в более крупные частицы, которые затем могут быть удалены позже в процессе обработки путем осаждения, снятия сливок, дренажа или фильтрации.

Этап 2 Флокуляция

Скоагулированная вода затем поступает в следующий основной процесс - процесс флокуляции.Флокуляция - это медленный процесс перемешивания, в результате которого маленькие коагулированные частицы образуют хлопья. Процесс флокуляции способствует контакту между частицами хлопьев и твердыми частицами (осадком) в воде. Как правило, эти контакты или столкновения между частицами возникают в результате осторожного перемешивания, создаваемого механическими или гидравлическими средствами перемешивания. Есть два набора резервуаров для флокуляции, которые содержат механические лопасти для перемешивания, через которые проходит вода, чтобы аккуратно перемешивать скоагулированную воду. Образовавшийся флок создает поверхность, на которой частицы в воде адсорбируются (прилипают) к поверхности хлопьев, таким образом образуя более крупные осаждающиеся частицы, которые легко удаляются путем осаждения и фильтрации.

Этап 3 Седиментация

Затем флокулированная вода поступает в следующий основной процесс - процесс седиментации. Целью процесса седиментации является удаление взвешенных твердых частиц (частиц), которые более плотны (тяжелее), чем вода, и уменьшения нагрузки твердых частиц на фильтры. Осаждение достигается за счет уменьшения скорости обрабатываемой воды ниже точки, в которой она может транспортировать осаждаемый взвешенный материал, что позволяет гравитационным силам удалять частицы, удерживаемые во взвешенном состоянии.Когда вода в отстойниках почти неподвижна, осаждаемые твердые частицы будут двигаться к дну бассейна. Этот процесс седиментации удаляет почти девяносто процентов твердых частиц из воды. Более чистая вода на поверхности собирается в желобах, которые направляют воду в фильтрующую галерею, чтобы удалить оставшиеся десять процентов твердых частиц.

Шаг 4 Дезинфекция

Отстоявшаяся вода затем течет из здания предварительного осаждения в установку фильтрации. Перед прибытием на фильтровальную установку хлор добавляется в воду в точке предварительного хлорирования, чтобы начать процесс дезинфекции.Процесс дезинфекции предназначен для уничтожения или инактивации большинства микроорганизмов в воде, включая практически все патогенные организмы, будь то бактерии, вирусы или кишечные паразиты. Патогенные организмы - это микроскопические насекомые , в воде, которые могут вызывать заболевания, передаваемые через воду, такие как гастроэнтерит, брюшной тиф, дизентерия, холера и лямблиоз.

Шаг 5 Фильтрация

Хлорированная отстоянная вода затем поступает в установку фильтрации и на фильтры для последнего из основных технологических процессов, используемых для очистки питьевой воды.Фильтрация - это процесс пропускания воды через материал, такой как слой угля, песка или другого гранулированного вещества, для удаления твердых примесей, которые не были удалены в процессе осаждения. В водоочистной установке используются быстродействующие мультимедийные гравитационные фильтры. Фильтры состоят из верхнего слоя антрацита, среднего слоя фильтрующего песка, а затем нижнего слоя гранатового песка и системы нижнего дренажа, в которой собирается фильтрованная вода. Вода поступает поверх фильтрующего материала и проходит через фильтрующие слои под действием силы тяжести.Различные материалы работают как гигантский фильтр и улавливают оставшиеся частицы. Когда фильтры начинают заполняться частицами, операторы очищают их с помощью процедуры, называемой обратной промывкой . Питьевая вода проходит через фильтры, высвобождая захваченные твердые частицы, которые собираются в дренажных желобах. Вода для обратной промывки направляется в пруд-отстойник для обратной промывки, а после процесса отстаивания вода для обратной промывки возвращается в пруд-отстойник для сырой воды для повторного использования.

Хлор и фторид

Вода, которая собирается со дна фильтров, считается питьевой. Перед тем, как вода выйдет из прозрачных колодцев под станцией очистки воды, хлор добавляется второй раз для последующей дезинфекции. Дополнительный хлор гарантирует, что вода останется безопасной для питья даже на самых дальних участках системы распределения. В нашу питьевую воду на заводе, помимо хлора, добавляют фтор. Когда фторированная вода выпивается в годы развития зубов, фтор укрепляет зубы и предотвращает разрушение зубов.Служба общественного здравоохранения США определила оптимальную концентрацию фторида в воде США в диапазоне от 0,7 до 1,2 частей на миллион. Растворенные фторидсодержащие минералы измеряются круглый год в воде реки Арканзас. Природное содержание фторидов в речной воде составляет в среднем 0,4 части на миллион. На водоочистных сооружениях достаточно фтора, чтобы поднять этот уровень до 0,9 частей на миллион. Уровень фторида измеряется ежедневно на водоочистной станции и ежемесячно на водопроводном кране, чтобы убедиться, что он соответствует концентрации, рекомендованной Службой общественного здравоохранения США ( USPHS ).

Технологическая лаборатория

На водоочистной станции есть технологическая лаборатория, обеспечивающая оптимизацию процессов очистки и безопасность питьевой воды. Вода ежедневно проверяется операторами водопроводных станций по многочисленным параметрам, а также осуществляется непрерывный мониторинг с помощью технологических приборов. Некоторые из контролируемых и проверяемых параметров качества воды - это хлор, мутность, щелочность, жесткость, растворенный кислород, проводимость и pH. Значения параметров очищенной воды меняются в зависимости от времени года.Текущие значения можно узнать, связавшись с водоочистной станцией.

Коагуляция сточных вод

Коагуляция - это процесс химической обработки воды, используемый для удаления твердых частиц из воды путем управления электростатическими зарядами частиц, взвешенных в воде. Этот процесс вводит в воду небольшие, сильно заряженные молекулы, чтобы дестабилизировать заряды частиц, коллоидов или маслянистых материалов в суспензии. Выбор правильного коагулянта для системы повысит общую производительность системы и, в частности, повысит эффективность удаления твердых частиц за счет повышения производительности фильтров и осветлителей.

Существует множество применений для очистки сточных вод, которые требуют реакций коагуляции, таких как удаление коллоидных твердых частиц из воды, деэмульгирование масляных эмульсий («разрушение эмульсии») и уменьшение клейкости краски. Существует также множество типов коагулянтов, предназначенных для удовлетворения конкретных потребностей процесса лечения. Как правило, в процессе химической очистки воды коагуляция предшествует флокуляции.

Частицы воды несут на своей поверхности электростатический заряд.Общие примеры включают глину, кремнезем, железо, краски и даже масло. Эти маленькие взвешенные частицы стабилизируются в суспензии и их трудно удалить механическими методами.

Суспензия твердых веществ в воде обычно содержит частицы различных размеров. Лабораторный анализ «гранулометрического состава» поможет определить размер частиц, а также относительное количество каждой частицы размера в суспензии.

Частицы размером более 100 мкм обычно считаются «осаждаемыми твердыми частицами» и легко выпадают из суспензии. Частицы размером 10–100 мкм обычно считаются «мутными» и часто устраняются в системе очистки сточных вод с помощью коагуляции. Частицы размером менее 10 мкм являются «коллоидными частицами», которые почти всегда обрабатываются коагуляцией, поскольку удаление мелких частиц с использованием только механической обработки воды, такой как фильтрация, довольно дорого.

Диаметр

частицы

Тип

частицы

Время установления

в 1 м воды

10 мм

Гравий

1 секунда

Оседающие твердые вещества

1 мм

Песок

10 секунд

100 мкм

Мелкий песок

2 минуты

Мутность

10 мкм

Ил, пыль

2 часа

1 мкм

Глина

8 дней

Коллоидные твердые вещества

0. 1 мкм

Коллоиды

2 года

Коллоидные частицы далее подразделяются на гидрофобные и гидрофильные коллоиды. Их соответствующий «ненавистный к воде» или «водолюбивый» характер важен при очистке сточных вод. Гидрофобные коллоиды не вступают в химическую реакцию с коагулянтом, тогда как гидрофильные коллоиды могут химически реагировать с коагулянтом, используемым в процессе обработки. В результате гидрофильные коллоиды, такие как красители, требуют большего количества коагулянта, чем гидрофобные коллоиды.

Электростатические заряды частиц в воде работают со знакомым утверждением о магнетизме: «Подобное отталкивает подобное, а противоположности притягиваются». Термины, используемые для описания зарядов, - «катионный», который относится к положительному заряду, и «анионный», который относится к отрицательному заряду. Из-за химического состава воды большинство частиц несут отрицательный заряд.

В дополнение к положительному или отрицательному характеру заряда, сила этого электростатического заряда называется «дзета-потенциалом». Сила заряда очень важна при очистке сточных вод, потому что более сильные заряды создают более стабильную суспензию частиц в воде. Дзета-потенциал измеряется по шкале от -61 до +61, где дальше от 0 находится более сильный отрицательный или положительный заряд с более стабильной суспензией в воде. Вблизи 0 частицы будут легко выпадать из суспензии, в то время как их возрастание намного выше ± 10 потребует коагуляции.

Дзета-потенциал (мВ)

Стабильность частиц в суспензии

от 0 до ± 5

Быстрая коагуляция или флокуляция

± 10 до ± 30

Ранняя нестабильность

± 30 до ± 40

Умеренная стабильность

± 40 до ± 60

Хорошая стабильность

В контексте большинства процессов химической очистки воды коагуляция должна происходить до флокуляции. При коагуляции дестабилизированные частицы начинают сталкиваться и образовывать небольшие массы, часто называемые «булавочными хлопьями» или «микрочастицами», поскольку они едва заметны невооруженным глазом при размере около 50 мкм. Флокуляция - это процесс слипания частиц вместе с образованием более крупных агломератов. Этот процесс вводит большую молекулу с электростатически заряженными связывающими участками, чтобы привлечь противоположно заряженные частицы или микрофлоки. Сама реакция флокуляции хорошо видна, так как образовавшиеся хлопья легко отделяются от воды.

Обратите внимание, что термины «коагуляция» и «флокуляция» часто используются как синонимы, но на самом деле это разные функции.

Коагулянты для очистки сточных вод

Есть много коагулянтов, доступных для очистки сточных вод, для глубокой проверки. Ниже приводится введение в коагулянты, представляющие множество различных составов и плотностей заряда.

Коагулянты на основе металлов составляют самую большую группу доступных продуктов. Продукты могут содержать только соль металла (например, сульфат алюминия или хлорид железа), или продукты могут быть полимеризованными солями металлов (например, хлорид алюминия или хлоргидрат алюминия).

Синтетические коагулянты могут нести очень высокие плотности заряда на относительно больших молекулах (таких как полиамин или полиДАДМАХ). В зависимости от состава некоторые синтетические производные могут вести себя как флокулянт.

Биополимерные коагулянты получены из природных источников.Ряд продуктов для очистки воды Dober получают из растительных источников (таких как лигнин, дубильные вещества и крахмалы). Есть также полисахариды и другие природные биополимеры, полученные от животных, грибов и микробов (для получения хитозана, пектина, каррагинана, подорожника и других).

Для этих источников и рецептур коагулянтов существует множество гибридов. Комбинируя два или более коагулянта, можно получить еще больше возможностей. Dober Water Treatment специализируется на использовании лучших характеристик коагулянтов для создания гибридов, оптимизирующих различные процессы очистки сточных вод.

Можно испытать на стенде, как коагулянт будет работать в процессе очистки сточных вод. Баночное тестирование - важный инструмент для сравнения продуктов, оптимизации производительности, оценки затрат на обработку и планирования операций.

Независимо от того, какой химический состав коагулянта интегрирован в систему очистки сточных вод, реакции коагуляции требуют соответствующего перемешивания. Типичные варианты выполнения смешивания - это встроенный статический смеситель или резервуар для коагуляции с механическим смесителем.Выбор оборудования будет зависеть от общей конструкции и работы системы, но цель остается той же. Молекулы коагулянта должны взаимодействовать и сталкиваться с частицами в суспензии, чтобы разрушить коллоидную систему.

Исторически сложилось так, что коагуляция только солями металлов (квасцы, хлорид железа и т.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *