Цель: изучить оборудование, применяемое при механической очистке сточных вод.
Ход работы:
1.Ознакомиться с теоретическим материалом.
2.Описать и зарисовать оборудование механической очистки сточных вод.
Теоретическая часть:
Сооружения для очистки промышленных сточных вод могут быть представлены в виде ряда отдельных установок. Каждая из них в ходе обработки сточных вод выполняет определенную функцию. В некоторых случаях такие отдельные установки могут применяться и самостоятельно, но все же обычно их комбинируют в определенном порядке в общие сооружения и используют для различных методов очистки.
Механическая очистка - это выделение из сточных вод находящихся в них нерастворенных грубодисперсных примесей, имеющих минеральную и органическую природу. В результате такой очистки из воды удаляется 40-70% и более взвешенных ней веществ, однако при этом не улавливается большинство взвешенных и растворенных в воде органических веществ. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных – до 95%, многие из которых, как ценное сырье, используются в дальнейшем производстве.
Для этого применяются следующие методы:
- процеживание - задержание наиболее крупных загрязнений и частично взвешенных веществ на решетках и ситах;
- отстаивание - выделение из сточных вод взвешенных веществ под действием силы тяжести на песколовках (для выделения минеральных примесей), отстойниках (для задержания более мелких оседающих и всплывающих примесей), а также нефтеловушках, масло- и смолоуловителях. Разновидностью этого метода является центробежное отстаивание, используемое в гидроциклонах и центрифугах;
- фильтрование - задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых и зернистых фильтрах;
При неравномерном образовании производственных сточных вод перед подачей на очистные сооружения их усредняют по расходу и концентрации в усреднителях различной конструкции.
В основном механическую очистку используют как предварительный этап перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.
Практическая часть:
1. Расходомеры сточных вод
Общее количество спускаемых сточных вод за данный период не всегда может совпадать с расходом потребляемой поды. Поэтому количество сточных вод измеряется в открытых желобах или каналах, а также в трубопроводах. Каналы иногда снабжаются водосливом или водомером Вентури. В обоих случаях в желобе создается подпор воды, причем высота его находится в определенной зависимости от величины потока.
Водослив (рис.1) представляет собой подпорную доску, заливаемую водой по всей ширине желоба со свободным стоком. Для небольших расходов, с целью выравнивания колебаний уровня воды, применяется подпорная стенка с треугольным вырезом для стока воды.
Рис. 1. Водослив с установленной по лоту подпорной стенкой. Количество стока высчитывается из разности уровней воды h, которые переносятся с помощью рейки на измерительный прибор.
1 — место измерения;
2 — вентиляция;
3 — подпорная пластинка.
В случае водомера Вентури (рис. 2) поперечное сечение канала суживается как с боков, так и со стороны основания, а затем вновь расширяется так, чтобы скорость потока изменялась в определенных пределах. Изменения высоты уровней подпора воды в обоих методах измеряются плавающей или пневматической рейкой, помещенной в таких местах, на которые не влияет поток сточных вод. Полученные данные расхода сточных вод фиксируются самопишущим или регистрирующим прибором.
2. Усреднители
Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений усредняют расход сточной воды или концентрации веществ, находящихся в ней. Исключение пиковых расходов воды, поступающей на очистку, позволяет более экономично и надежно проводить процесс.
Усреднение проводят в:
а) контактныхусреднителях – их используют при небольших расходах сточной воды, в периодических процессах и для обеспечения высоких степеней выравнивания концентраций.
б) проточных усреднителях – которые представляют собой многокоридорные (многоходовые) резервуары или емкости, снабженные перемешивающими устройствами. Многокоридорные усреднители могут быть прямоугольные (рис. 3.1) и круглые (рис. 3.2). Усреднение в них достигается смешением струй сточной воды разной концентрации. Усреднение расхода воды достигается также при перекачке ее насосами. В этом случае усреднитель представляет собой простую емкость. Перемешивание жидкости может быть обеспечено и механическими мешалками или барботажем воздуха.
| 
|
| Рис 3.1 – Прямоугольный усреднитель 1 - распределительный лоток; 2 - водоотводный канал; 3 - сборные лотки; 4 - глухая перегородка; 5 - вертикальные перегородки; 6 - подвод воды | Рис. 3.2 Круглый усреднитель 1 - распределительный лоток; 2 - перегородка; 3 - сборный лоток; 4 - подвод воды |
3. Решетки
Решетки являются сооружениями предварительной очистки и служат для задержания из сточных вод крупных и волокнистых материалов, например бумаги, тряпок, шерсти, обрезков дерева, упаковочного материала и т. д., которые могут значительно осложнить работы песколовок, отстойников, трубопроводов и сооружений по стабилизации осадка. (Т.к. крупноразмерные отбросы, содержащиеся в сточных водах, в процессе транспортирования по сетям адсорбируют значительное количество жира, органических соединений и песка, образуя многокомпонентные органоминеральные составляющие).
Основным элементом решеток является рама с рядом металлических стержней, расположенных параллельно друг другу и создающих плоскость с прозорами, через которую процеживается вода. Для устройства решеток применяют стержни прямоугольной, прямоугольной с закругленной частью, круглой и другой форм (Рис. 4.1 Профили стержней).
Стержни прямоугольной формы применяют чаще других. Толщина стрежней обычно равна 6-10 мм, ширина прозоров между стержнями обычно принимается равной 16 мм. Решетки с прозорами шириной более 16 мм применяются в насосных станциях и на очистных сооружениях дождевых стоков. Для решеток новых конструкций отечественного и зарубежного производства толщина стержней (пластин) составляет 3-10 мм, ширина прозоров 3-16 мм.
Решетки подразделяются на вертикальные и наклонные, а также на подвижные и неподвижные. В зависимости от способа очистки решеток от налипших загрязнителей различают простые решетки (очистка ручным способом) и механические (очистка при помощи различных приспособлений). (Рис. 4.2).
Рис. 4.2 Решетка с ручной очисткой
Решетки очищаются граблями. Для удобства съема загрязнений решетки часто устанавливают под углом к горизонту α=60-70° (Рис. 4.2). При большом количестве улавливаемых отбросов (более 0,1 м3/сут) их удаление и подъем из воды А-А механизируется (рис. 4.3).
Рис. 4.3 Решетка с механическими граблями
1 - решетка; 2 - бесконечная цепь; 3 - грабли; 4 - конвейер
Решетки размещают в отапливаемых и вентилируемых помещениях, в специально расширенных каналах, называемых камерами. В месте установки на дне камеры выполняется уступ, равный величине потерь напора в решетке hp (рис. 4.2).
Между решетками для их обслуживания предусматривают проходы шириной не менее 1,2 м - для механических решеток и 0,7 м - для решеток с ручном очисткой. Размер решеток определяется из условия обеспечения в прозорах решеток оптимальной скорости 0,8-1,0 м/с при максимальном расходе сточных вод. (Т.к. при большей скорости уловленные загрязнения «продавливаются» через решетки. При меньшей скорости в уширенной части канала перед решеткой начинают выпадать в осадок крупные фракции песка). Исходя из общей ширины решеток, подбирается необходимое количество рабочих решеток, дополнительно устанавливают 1—2 резервные решетки и предусматривают обводной канал для пропуска воды в случае аварийного засора решеток.
Решетки с механизированной очисткой имеют марки МГ (механические грабли), РМУ (решетки механизированные универсальные), РМН (решетки механизированные наклонные), РДГ (решетка дуговая гидравлическая), РСФ (решетка ступенчатая механическая), RS (решетка ступенчатая механическая фирмы “MEVA”).
Задержанные загрязнения подвергаются дроблению на специальных дробилках, а затем или сбрасываются в поток воды, или транспортируются в метантенки на сбраживание.
4. Дробилки для измельчения отбросов, задержанных решеткой
Для дробления отбросов, задержанных решеткой разработаны дробильные машины. Они представляют из себя молотковые дробилки, которые работают при подаче в них технической воды (после первичных или вторичных отстойников) из расчета 40 м3 на 1 т отбросов. Их применение связано не только с очистными устройствами, но и с теми случаями, когда дальнейшая переработка сточных вод не производится, а требуется только грубомеханическое отделение отбросов перед спуском сточных вод в канализацию. Выделяют следующие разновидности дробилок:
а) задержанный материал сбрасывается с решетки, установленной неподвижно, дробится в машине, расположенной над уровнем жидкости и снабженной фрезообразными зубьями, и затем в измельченном виде вновь прибавляется к сточным водам.
б) задержанный материал, собранный на решетке, измельчается во вращающемся барабане под водой и спускается в поток (Рис.5). При этом используются конструкции решеток, совмещенные с дробилками — решетки-дробилки РД (комминуторы). Отечественная промышленность выпускает решетки-дробилки марки РД и круглые решетки-дробилки марки КРД, радиальные – РРД, вертикальные - ВРД.
Решетки-дробилки типа РД состоят из вращающегося щелевого барабана с режущими пластинами и резцами, неподвижного корпуса с трепальными гребнями и приводного механизма (Рис. 5). Измельчение отбросов происходит при взаимодействии пластин и резцов с трепальными гребнями корпуса.
Рис. 5 Решетка-дробилка РД
1 - щелевой барабан; 2 - приводной механизм; 3 - отводной дюкер
в) Третий тип аппарата разработан специально для сточных вод боен. Включение и выключение аппарата производится обычно автоматически, в результате изменения высоты уровня в решетке и всплывания скопившегося материала. Погруженные аппараты, работающие под заливом сточных вод, в которых содержится песок, должны быть оборудованы песколовками. (Рис.6).
Рис. 6 Дробилки для измельчения отбросов, задержанных решеткой.
1 - вход;
2 - верхний уровень воды;
3 - дробилка;
4, 5 нижний уровень воды;
6 - рейка уровня,
10 - аппарат включения.
Вывод:
Контрольные вопросы:
1. С какой целью проводится механическая очистка сточных вод?
2. Для чего используют расходомеры?
3. Какие бывают усреднители? С какой целью они используются?
4. Какие виды решеток Вы знаете? Что является основным элементом решеток?
5. Опишите принцип действия дробилок для измельчения отбросов, задержанных решеткой.