П.З.7 Песколовки. Смесители. Сита. Фильтры

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:

Содержащиеся в сточной воде нерастворимые вещества (песок, шлак, стеклянная крошка) крупностью 0,15-0,25 мм могут накапливаться в отстойниках, метантенках, снижая тем самым производительность этих сооружений. Осадок, содержащий песок, плохо транспортируется по трубопроводам.

Для предварительного выделения из сточных вод нерастворимых минеральных примесей под действием силы тяжести применяют песколовки. Они предусматриваются в составе очистных сооружений при производительности от 100 м³/сутки до 10000 м³/сутки. Количество песколовок должно быть не менее двух, причем все – рабочие.

Практическая часть:

5. Песколовки

Песколовки ставятся перед отстойниками или насосами в та­ких производствах, где выпадает много кварцевого песка, шли­фовального песка, наждака или где значительные площади терри­тории предприятия соприкасаются со смешанной канализацией. Песколовки обычно ставятся непосредственно за решетками и в большинстве случаев конструктивно с ней соединяются. Цель таких ловушек — отделять песок или гравий от более легких и хлопьевидных осадков. Песок отделяется отстаиванием. Для этого скорость потока снижается настолько, чтобы зерна песка, размером примерно 0,2 мм, оседали, в то время как более легкие вещества, особенно органического происхождения, уносились бы потоком дальше.

Различают: горизонтальные песколовки — длинные ловушки с горизонтальным потоком воды, вертикальные песколовки — глубинные ловушки с вертикальным потоком воды, тангенциальные песколовки и аэрируемые песколовки.

Рис. 1.1 Решетка горизонтальной песколовки с ручным обслуживанием.

1- решетка, 2 - сточный желоб; 3- бункер/разгрузка.

Для очистки промышленных сточных вод чаще всего используют горизон­тальную песколовку (рис.7.1), Она представляет собой удлиненное сооружение с прямоугольным поперечным сечением, кото­рое рассчитано таким образом, чтобы скорость потока составляла 0,3 м/сек. Важнейшими элементами песколовки являются: входной и выходной каналы, бункер/разгрузка для сбора осадка.

Удаление песка на мелких установках произво­дится вручную. В этом случае целесообразно иметь песколовку с двумя желобами, из которых один работает, а из другого уда­ляется песок. При большом расходе сточных вод и высо­ком содержании песка применяются установки с механизмом для перемещения осадка в бункер и гидроэлеватор. Механизмы применяются двух типов: цепные и тележечные. Цепные механизмы состоят из двух бесконечных цепей, расположенных по краям песколовки, с закрепленными на них скребками. Механизм тележечного типа состоит из тележки, перемещаемой над песколовкой по рельсам вперед и назад, на которой подвешивается скребок.

Кроме механизмов, для перемещения осадка применяется и гидромеханическая система, представляющая из себя смывные трубопроводы со спрысками, уложенными вдоль днища в лотках.

Горизонтальная песколовка с круговым движением жидкости представляет собой круглый резервуар конической формы с периферийным лотком для протекания сточной воды (рис. 7.2). Весь улавливаемый осадок проваливается через щель в осадочную часть. Для выгрузки достаточно гидроэлеватора.

Рис. 1.2 Горизонтальная песколовка с круговым движением воды

1 - кольцевой желоб; 2 - осадочный конус; 3 - подводящий канал; 4 - отводящий канал

Вертикальная песколовка используется в полураздельных системах и на станциях очистки поверхностных вод, поскольку они удобны для накопления большого количества осадка (расход до 10000 м³/сутки). Вертикальные песколовки имеют цилиндрическую форму с подводом воды по касательной с двух сторон, а отводом – кольцевым лотком (рис.7.3).

Рис. 1.3 Вертикальная песколовка с вращательным движением

1 - подводящий канал; 2 - сборный кольцевой лоток; 3 - ввод воды в ра­бочую зону; 4 - отводной канал

Тангенциальные песколовки имеют круглую в плане форму и касательный подвод воды, который обеспечивает винтообразное движение жидкости по касательной к стенкам песколовки (рис.7.4). На периферии воды движется вниз, а в центре – вверх (расход воды до 75000 м³/сутки).

Рис. 1.4. Тангенциальная песколовка с вихревой водяной воронкой

1 - подводящий канал; 2 - отводящий канал; 3 - рабочая часть; 4 - регулируемый водослив;

5 - песок; 6 - шнековый подъемник

Аэрируемые песколовки имеют удлиненную форму в плане и прямоугольное, полигональное или близкое к эллиптическому поперечное сечение (рис.7.5). Вдоль одной из стенок песколовки прокладывается аэратор из дырчатых труб на глубине 2/3 от общей глубины. Благодаря этому поток приобретает вращательное движение с перемещением его у днища от одной стенки к другой. Суммирование поступательного и вращательного движений приводит к винтовому движению воды вдоль песколовки. Продольная скорость составляет 0,05 – 0,10 м/с, вращательная скорость – 0,3 м/с (расход воды свыше 20000 м³/сутки).

Рис. 1.5. Аэрируемая песколовка

1 - дырчатый аэратор; 2 - трубопровод гидросмыва осадка; 3 - осадочная часть; 4 - гидроэлеватор

Аэрируемые песколовки одновременно могут использоваться для улавливания всплывающих загрязнений (жиров, нефтепродуктов). Для этого вдоль всей песколовки полупогруженной перегородкой отделяется специальная зона для выделения и накопления всплывающих загрязнений.

6. Смесители

Для сточных вод различного состава, спускаемых одновре­менно, обычно применяются смесительные желоба. Такие желоба имеют уклон не менее 1:30. Их поперечные стенки вмонтированы таким образом, чтобы обеспечить постоянное изменение направле­ния потока смеси сточных вод и создать ему турбулентное движение. Изменение направления достигается попеременным движением вверх и вниз (рис. 8).

Рис. 8 Разрез смесительного желоба различных сточных вод и коагулян­тов.

Для пенообразующих сточных вод разработана конструкция смесителя в виде желоба, с винтообразными ходами. Другая система, как например, смесительный шнек, предста­вляет собой круглый резервуар с расположенными посредине отверстиями для стока. Сточные воды в быстром тангенциальном потоке поступают в резервуар, где, вращаясь, создают турбу­лентное движение, обеспечивающее хорошее смешение. Необхо­димый перепад уровней должен составлять не менее 0,5 м. В слу­чае добавки коагулянтов пользуются смесителями, снабженными мешалками для того, чтобы создать необходимый контакт между нерастворимыми добавками, например кусочками извести, и сточ­ной водой. Крупные установки изготавливаются в виде длинных резервуаров с закругленными плоскостями. Они снабжаются пропеллерной мешалкой и трубопроводом для подачи сжатого воздуха. Одновременно они служат резервуаром для флокуля­ции.

7. Сита

Сита, как и решетки и песколовки, не являются самостоятель­ными очистными сооружениями. Однако они удаляют вещества, материалы или продукты, которые могут быть использованы повторно или удалены.

Основной частью сит является вращающийся барабан, обтянутый сеткой. Дей­ствующей частью сит являются щиты из проволочной сетки и дырчатые листы. Размеры ячеек барабанных сеток составляют 0,3-0,8 мм. Барабан погружен в воду на глубину 0,6-0,85 диаметра и вращается в камере со скоростью 0,1-0,5 м/с. Сточная вода поступает внутрь барабана и процеживается через сетчатую поверхность со скоростью 40-50 м³/(м²*ч). Задерживаемые сеткой примеси смываются с нее промывной водой под давлением и удаляются вместе с ней.

В зависимости от того, как отделяется материал, различаются промывные сита и сита-ловушки. При использовании промывных сит, вследствие быстрого движения сетчатых плоскостей захватывается некоторое коли­чество сточной воды. Отделенный материал с частью сточных вод спускается в специальный отстойник, где отделяется от сточной воды. При использовании сит-ловушек двигающиеся сетчатые щиты медленно погружаются в воду и затем вновь вынимаются. Захваченные ими вещества обезвоживаются на поверхности сита и снимаются с помощью установок для разбрызгивания, сдувания или скребками. В кон­структивном отношении их делят на два типа: сетчатые ленты и сетчатые барабаны.

Рис. 2. Сетчатый барабан:

1 - Промывная вода, 2 - барабан с сетчатой поверхностью, 3 - сток, 4 – приток, 5 – выпуск отдельного материала,

6 – разгрузка.

Такие сетчатые барабаны часто при­меняются в бумажной и текстильной промышленности. Их эффек­тивность соответствует их простой конструкции. Для предварительной обработки сточных вод консервной, крахмальной, бумажной, химической и керамической промыш­ленности, а также для предварительного обезвоживания шламов с фильтровальных установок употребляются вибрационные сита (вибраторы, сепараторы, качающиеся сита).

8. Фильтры

Фильтры служат преимущественно для отделения твердых веществ. Основной областью применения их в промышленности является регенерация твердых материалов из сточных вод определенных производственных процессов, отли­чающихся большим содержанием ила, особенно волокнистых материалов в текстильной, бумажной и целлюлозной промышлен­ности. Кроме очистки сточных вод такие установки должны вы­полнять также производственные задачи. В отличие от фильтр-­прессов они работают непрерывно. Фильтровальные установки работают по такому же принципу, что и сетчатые барабаны, однако их действующая часть состоит из бесконечной войлочной ленты, расположенной на барабане и движущейся вместе с ним. Барабан с горизонтальной осью медленно вращается в резервуаре, в котором находится сточная вода, содержащая нерастворимые вещества. При прохождении сточных вод через фильтровальное сукно нерастворимые вещества отделяются в виде слоя и при вра­щении барабана медленно снимаются. После этого они обезво­живаются на прессовальных вальцах, отжимных лентах или нутч-фильтрах и удаляются (рис. 10). Такое обезвоживание является существенной чертой фильтровальных установок. При этом получается сравнительно сухой материал. Для обеспечения достаточной пропускной способности фильтровального войлока в разных системах предусмотрены различные устройства. В зависимости от произ­водственного процесса различают установки, работающие под вакуумом и без него.

Рис. 3. Барабанный фильтр с войлочной лентой.

1 – промывная вода; 2 – приток; 3—барабанный фильтр; 4– вой­лочная лента; 5 – разбрызгиватель; 6 – скребок;

7 – прессовальные вальцы; 8 – промывная вода для войлока.

Для механической очистки сточных вод применяются фильтры из кокса, шлаков, древесной мочалы, хвороста и аналогичных материалов. Они пригодны только для небольших количеств сточных вод и обычно устанавливаются после отстойников. Для удаления шлама их следует промывать или сменять, поэтому они сложны в эксплуатации и имеют низкий коэффициент полезного действия. Большой произво­дительностью обладают кварцевые фильтры. Они имеют промывные устройства для удаления отфильтрованного шлама, причем необходимыми условиями их работы являются равномерность зерен песка, регенерация всего слоя песка и устройство специаль­ного ложного дна.

Вывод:

Контрольные вопросы:

1. С какой целью применяют песколовки?

2. Какие виды песколовок Вы знаете?

3.Для чего применяют смесители?

4. Что является основной частью сит?

5. Опишите принцип действия фильтра.