 |
Очистка сточных вод от маслопродуктов
|
|
|
|
Очистка сточных вод от маслопродуктов в зависимости от их состава и концентрации осуществляется: отстаиванием, обра-боткой в гидроциклонах, флотацией, фильтрованием. Отстаи-вание основано на закономерностях всплывания маслопродуктов в воде по тем же законам, что и осаждение твердых частиц. Поэтому на практике перечисленные выше аппараты и сооружения используются для очистки стоков как от маслопродуктов, так и от твердых частиц (жироловки).
Рис.19 Жироловки
Флотация
Процесс очистки стоков методами флотации заключается в прилипании мелких пузырьков газа (обычно воздуха) к грубо-дисперсными загрязнителями и всплытием этого комплекса на поверхность. Процесс образования комплекса пузырек-частица происходит в три стадии: сближение пузырька воздуха и частицы в жидкой фазе, контакт пузырька с частицей и прилипание пузырька к частице. Прочность соединения пузырек-частица зависит, в первую очередь, от размеров пузырька и частицы, физико-хими-ческих свойств поверхности частицы и жидкости, гидродина-мических условий и других факторов. Если пузырек воздуха значительных размеров, то скорость воздушного пузырька и частицы различаются так сильно, что они не могут закрепиться на поверхности воздушного пузырька. Кроме того, большие воздушные пузырьки при быстром движении сильно переме-шивают воду, вызывая разъединение уже соединенных воздуш-ных пузырьков и частиц. Поэтому для нормальной работы фло-татора во флотационную камеру не допускаются пузырьки более определенного размера.
Вакуумная флотация
Вакуумная флотация основана на понижении давления ниже атмосферного в камере флотатора. При этом происходит выделе-ние воздуха, растворенного в воде. При таком процессе флотации образование пузырьков воздуха происходит в спокойной среде, в результате чего улучшается агрегирование комплексов частица-пузырек и не нарушается их целостность вплоть до достижения ими поверхности жидкости. На рисунке 20 показана схема процесса флотации с выделением воздуха из раствора. Сточная жидкость, поступающая на флотацию, предварительно насы-щается воздухом в течение 1-2 минут в аэрационной камере-2, откуда она поступает в деаэратор-3 для удаления нерастворив-шегося воздуха. Далее под действием разрежения сточные воды поступают во флотационную камеру, в которой растворившийся при атмосферном давлении воздух выделяется в виде микро-пузырьков и выносит частицы загрязнений в пенный слой. Продолжительность пребывания воды во флотационной камере 20 мин. Нагрузка на квадратный метр площади поверхности около 200 м3/сут. Скапливающаяся пена, удаляется в пенносборник вращяющимися скребками.
|
|
|
Рис.20 Схема флотации с выделением воздуха из раствора (вакуумной и напорной). 1 - подача сточной воды; 2 - аэратор; 3- деаэратор; 4 - флотационная камера; 5- механизм сгребания пены; 6 - пеносборник; 7,8 - отвод соответственно пены и отработанной сточной воды; 9 - подача воздуха; 10 - насос; 11 – напорный бак (сатуратор).
Напорная флотация
Этот вид очистки сточных вод выполняется в две стадии: насы-щение воды воздухом под давлением через пористые материалы, выделение пузырьков воздуха соответствующего диаметра и всплытие взвешенных и эмульгированных частиц примесей вместе с пузырьками воздуха. Если флотация проводится без добавления реагентов, то такая флотация относится к физическим способам очистки сточных вод.
Импеллерная флотация
Рис.21 Схема импеллерного флотатора
1-флотационная камера; 2-импеллерный диспергатор; 3-камера отстаивания; 4-привод импеллерного диспергатора
|
|
|
Флотаторы импеллерного типа применяют для фракциони-рования в пену маслопродуктов и ПАВ, при содержании их в сточных водах Сen-менее 100мг/л. Данный способ очистки в промышленности применяют редко из-за его небольшой эффективности, высокой турбулентности потоков во флотацион-ной камере, приводящей к разрушению хлопьевидных частиц.
Электрофлотация
При пропускании постоянного электрического тока через сточную воду на катоде образуется водород, который флотирует загязнения. Достоинствами электрофлотации являются непре-рывность процесса, широкий диапазон применения, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, простая аппаратура, селективность выделения примесей, по сравнению с отстаи-ванием, большая скорость процесса, а также возможность получения шлама более низкой влажности (90-95%), высокая степень очистки (95-98%), возможность рекуперации удаляемых веществ.
Рис.22 Электрофлотационная очистка бытовых стоков,содержащих ПАВ.
1 – корпус; 2 – патрубок для подачи воды; 3 – патрубок для подачи реагентов; 4 – патрубок для отвода пены; 5 – пеноприемник; 6 – пеносборное устройство; 7, 8 – перегородка; 9 – мотор-редуктор; 10 – патрубок для отвода воды; 11 – угольный фильтр; 12 – электроды.
Напорные, вакуумные, безнапорные, электрофлотационные установки применяют при очистке сточных вод с содержанием взвешенных веществ свыше 100-150 мг/л (с учетом твердой фазы, образующейся при добавлении коагулянтов). При меньшем содержании взвесей для фракционирования в пену ПАВ, нефтепродуктов и др. и для пенной сепарации применяют установки импеллерные, пневматические и с диспергированием воздуха через пористые материалы. Для осуществления процесса разделе-ния фаз применяют прямоугольные и круглые флотокамеры. Объем флотокамер складывается из объемов рабочей зоны (глубина 1,0-3,0 м), зоны формирования и накопления пены (глубина 0,2-1,0 м), зоны осадка (глубина 0,5-1,0 м). Гидравлическая нагрузка принимается - 3-6 м3/(м2·ч) Число флотокамер должно быть не менее двух, все камеры рабочие. Для повышения степени задержания взвешенных веществ используют коагулянты и флокулянты.
Периодический съем применяют в напорных, безнапорных и электрофлотационных установках. Расчетную влажность пены принимают,%:
|
|
|
-при непрерывном съеме - 96-98%;
-при периодическом съеме с помощью скребков транспортеров или вращающихся скребков - 94-95%;
-при съеме шнеками и скребковыми тележками - 92-93%.
В осадок выпадает от 7 до 10 % задержанных веществ с влажностью 95-98 %. Объем пены (шлама) Wmud при влажности 94-95 % определяют по формуле (% к объему обрабатываемой воды):
Wmud =1,5 Сen ,
где Сen - исходная концентрация нерастворенных примесей, г/л. При проектировании установок импеллерных, пневматических и с диспергированием воздуха через пористые материалы прини-мают:
-продолжительность флотации - 20-30 мин;
-расход воздуха при работе в режиме флотации - 0,1-0,5 м3/м3;
-расход воздуха при работе в режиме пенной сепарации -3-4 м3/м3 (50-200 л на 1 г извлекаемых ПАВ) или 30-50 м3/(м2·ч);
-глубину воды в камере флотации - 1,5-3 м;
- окружную скорость импеллера - 10-15 м/с;
-камеру для импеллерной флотации - квадратную со стороной, равной 6D (D- диаметр импеллера 200-750 мм);
-скорость выхода воздуха из сопел при пневматической флотации - 100-200 м/с;
-диаметр сопел - 1-1,2 мм; диаметр отверстий пористых пластин - 4-20 мкм;
-давление воздуха под пластинами - 0,1-0,2 МПа (1-2 кгс/см2).
При проектировании напорных флотационных установок прини-мают:
-продолжительность флотации - 20-30 мин;
-количество подаваемого воздуха, л на 1 кг извлекаемых загряз-няющих веществ: 40 - при исходной их концентрации Сen<200 мг/л, 28 - при Сen = 500, 20 - при Сen = 1000 мг/л, 15 - при Сen = 3-4 г/л;
-схему флотации - с рабочей жидкостью, если прямая флотация не обеспечивает подачу воздуха в нужном количестве;
-флотокамеры с горизонтальным движением воды при произво-дительности до 100 м3/ч, с вертикальным - до 200, с радиальным - до 1000 м3/ч;
-горизонтальную скорость движения воды в прямоугольных и радиальных флотокамерах - не более 5 мм/с;
-подачу воздуха через эжектор во всасывающий патрубок насоса - при небольшой высоте всасывания (до 2 м) и незначительных колебаниях уровня воды в приемном резервуаре (0,5-1,0 м), компрессором в напорный бак - в остальных случаях.
|
|
|
