- •Состав и свойства городских сточных вод.
- •Нерастворимые (взвешенные) вещества, их количество и методы контроля.
- •Органические вещества , их количество и методы контроля . Бпк , хпк .
- •Растворённые минеральные вещества.
- •Бактериальное загрязнение сточных вод .
- •Определение расчетных концентраций сточных вод.
- •Водоёмы , их охрана от загрязнения сточными водами .
- •Требования к качеству воды в водоёме.
- •Самоочищающая способность водоёмов .
- •Разбавление сточных вод в реках.
- •Разбавление в озёрах и водохранилищах.
- •Разбавление в морях.
- •Определение необходимой степени очистки.
- •Определение необходимой степени очистки по взвешенным веществам.
- •Определение необходимой степени очистки по бпкполн.
- •Определение необходимой степени очистки по растворённому о2.
- •Выбор технологической схемы очистки сточных вод.
- •Выбор технологической схемыочистнойстанции.
- •Механическая очистка городских сточных вод.
- •Приемная камера .
- •Решетки , сита .
- •Последовательность расчёта механических решеток.
- •Решетки - дробилки ( комминуторы ).
- •Песколовки .
- •Горизонтальные песколовки.
- •Аэрируемая песколовка .
- •Расчёт песколовки .
- •Тангенциальная песколовка .
- •Обезвоживание песка .
- •Отстойники .
- •Последовательность расчёта первичных отстойников .
- •Вертикальные отстойники .
- •Горизонтальные отстойники
- •Радиальные отстойники .
- •Радиальные отстойники с вращающимся водораспределительным устройством (конструкция Скирдова и.В.)
- •Радиальный отстойник с периферийной подачей воды .
- •Комбинированные отстойники
- •Тонкослойные отстойники.
- •Интенсификация работы отстойников (преаэраторы , биокоагуляторы ) .
- •Осадки сточных вод . Виды осадков, их химический и гранулометрический состав .
- •Формы связи воды с частицами твёрдой фазы и их влияние на обработку осадков .
- •Методы обработки осадков .
- •Илоуплотнение. Гравитационное уплотнение.
- •Флотационное уплотнение.
- •Виброфильтры, сепараторы, центрифуги.
- •Расчёт илоуплотнителя.
- •Стабилизация осадка.
- •Аэробная стабилизация осадка .
- •Расчёт аэробного минерализатора.
- •Анаэробная стабилизация осадков.
- •Септики.
- •Двухъярусные отстойники (Эмшеры).
- •Расчет двухъярусных отстойников.
- •Метантенки.
- •Расчет метантенков.
- •Конструкции метантенков.
- •Газгольдеры
- •Обезвоживание осадков Иловые площадки.
- •Расчет иловых площадок.
- •Подготовка осадков к механическому обезвоживанию.
- •Тепловая обработка и замораживание осадков .
- •Обезвоживание осадков фильтрованием .
- •Фильтр - прессование осадков .
- •Центрифугирование.
- •Безреагентное центрифугирование .
- •Реагентное центрифугирование осадков .
- •Обезвреживание осадков .
- •Обезвреживание нагреванием .
- •Термическая сушка осадков .
- •Сжигание осадков .
- •Химическое обеззараживание .
- •Радиационный способ обеззараживания осадков .
- •Компостирование осадков. Биотермическая обработка (компостирование) осадков сточных вод.
- •Утилизация осадков.
- •Выбор метода и технологической схемы обработки осадков .
- •Биологическая очистка городских сточных вод.
- •Биологическая очистка в искусственных условиях.
- •Активный ил и его свойства.
- •Подача воздуха .
- •Аэротенки .
- •Расчет аэротенков .
- •Аэрация сточных вод .
- •Расчет системы аэрации (через фильтросные пластины ) .
- •Окситенк ( внии водгео ) .
- •Окситенк системы “юнокс” (сша) .
- •Аэротенк - отстойник .
- •Аэроакселератор с центральной зоной аэрации .
- •Аэротенк - отстойник (конструкция нии квов ) .
- •Аэротенк - осветлитель ( никти гх Украина ) .
- •Противоточный аэротенк .
- •Аэротенки продленной аэрации .
- •Вторичные отстойники .
- •Расчет вторичных отстойников .
- •Флотационное илоуплотнение.
- •Тонкослойные илоотделители .
- •Биофильтры .
- •Капельные биофильтры .
- •Высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры) .
- •Биофильтры с пластмассовой загрузкой .
- •Дисковые (погружные ) биофильтры .
- •Башенные биофильтры .
- •Распределение сточных вод по поверхности биофильтра .
- •Сооружения для биологической очистки в естественных условиях .
- •Сельскохозяйственные поля орошения .
- •Биологические пруды .
- •Методы доочистки сточных вод .
- •Доочистка на ершах .
- •Обеззараживание сточных вод .
- •Контактные резервуары .
- •Выпуск очищенных сточных вод в водоем .
- •Распределительные и измерительные устройства .
- •Генпланы очистных сооружений и схемы высотного расположения очистных сооружений .
- •Контроль за работой очистных сооружений .
- •Отбор проб и подготовка их к анализу .
- •Приемка , пуск и наладка очистных сооружений .
- •Основные причины низкой эффективности работы очистных сооружений .
- •Интенсификация работы очистных сооружений .
- •Интенсификация работы сооружений биологической очистки сточных вод .
Тепловая обработка и замораживание осадков .
Относится к безреагентным методам кондиционирования осадков . Эффективным способом повышения водоотдающих свойств является обработка с использованием как высоких так и низких температур .
Свободная вода , а также структурная вода и вода смачивания закипают при t=1000С , а замерзают при 00С . Температура кипения и замерзания капиллярной влаги зависят от толщины капилляров . Чем тоньше капилляры тем выше t кипения и ниже t замораживания.
В результате исследований установлено , что полное промораживание осадков позволяет снижать удельное сопротивление до(116)1010 см/г с (700...850)1010см/г . Лучшие результаты при медленном замораживании .
Осадок после замораживания и оттаивания обезвоживается механическим путем без применения дополнительных реагентов . Особенно эффективно обезвоживание на фильтрах и ленточных фильтр- прессах .
Тепловая обработка - это нагревание осадков до t = 170 - 220 0С при давлении 1,2 - 2 МПа (давление насыщенных водяных паров при данной температуре ) tВЫДЕРЖКИ = 30 - 120 минут.
В процессе тепловой обработки происходит распад органических веществ , в основном белков, их растворение и переход осадков из твёрдой фазы в жидкую. При этом изменяется : структура осадков , их зольность , химический состав (частично) , улучшается влагоотдача и обезвоживание .
Тепловой обработке могут подвергаться как сырые , так и сброженные осадки . В процессе тепловой обработки R осадков снижается , и осадок без дополнительной обработки реагентами можно обезвожить на вакуум фильтрах и фильтр - прессах . После тепловой обработки объём осадка при уплотнении снижается в 2 - 4 раза . Сливная вода из уплот-нителей и фильтрат содержат 2000...5000 мг/л взвешенных веществ . В жидкую фазу переходит до 80% азота , БПК5 - 2000...10000 мгО/л , ХПК - 5000...16000 мгО/л . Влажность обезвоженных осадков р 40...75% .
СХЕМА УСТАНОВКИ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ОСАДКА .
осадок
1
2
3
4
5
6
7
8
9
12
10
11
13
резервуар осадков ;
дробилка ;
промежуточный резервуар ;
насосы высокого давления ;
трубчатые теплообменники ;
реактор ;
котельная ;
отстойник - уплотнитель ;
резервуар уплотнённого осадка ;
фильтр - прессы ;
транспортёр обезвоженного осадка ;
отвод сливной воды и фильтрата на очистку ;
устройство для выпуска газа .
Преимущества тепловой обработки :
отпадает необходимость реагентной обработки ;
осадок стерилен ;
низкая влажность ;
не загнивает .
Недостатки :
наличие большого количества взвешенных веществ и высокие значения ХПК и БПК иловой воды и фильтрата ;
сложность аппаратурного оформления ;
образование газов и запахов ;
сокращение органических компонентов , что снижает ценность осадков в качестве удобрений .
Обезвоженный осадок можно сжигать самостоятельно и в смеси с мусором или использовать как удобрение . Перед использованием в качестве удобрений для снижения ХПК осадка требуется его выдержка на воздухе в течении нескольких недель .
Обезвоживание осадков фильтрованием .
Обезвоживание осадков фильтрованием - это процесс отделения твёрдых веществ от жидкости, происходящий при разности давлений над фильтрующей средой и под ней . Фильтрующей средой на вакуум - фильтрах и фильтр - прессах являются фильтровальная ткань и слой осадка , налипающий на ткань в процессе фильтрования . В начале цикла фильтрование происходит через ткань , в порах которой частицы осадка задерживаются и создают добавочный фильтрующий слой . В процессе фильтрования этот слой увеличивается и уже является главной частью фильтрующей среды , а ткань выполняет функцию поддержания фильтрующего слоя . Т.е. при фильтровании происходит два процесса: протекание жидкости через слой осадка и образование слоя осадка (кека ) .
Эти процессы непрерывно изменяются , т.к. с увеличением толщины слоя кека уменьшается скорость протекания жидкости (фильтра) .
В процессе исследований выявлены следующие закономерности :
равные объёмы фильтрата соответствуют равным массам кека на фильтре .
удельное сопротивление слоёв кека изменяется пропорционально изменению давления : при увеличении давления R кека увеличивается .
Пористость сжимаемых материалов (осадки сточных вод - сжимаемый материал ) изменяется с изменением давления . Поэтому для сжимаемых материалов , небольшое изменение пористости , может вызвать значительное изменение проницаемости и привести к изменению скорости фильтрования .
При фильтровании под постоянным давлением скорость фильтрования обратно пропорциональна толщине осадка (кека) .
Скорость фильтрования зависит от концентрации твёрдой фазы суспензий . Увеличение концентрации приводит к увеличению скорости образования и толщины кека на поверхности ткани , что приводит к увеличению сопротивления и уменьшению скорости фильтрования . Но при этом производительность фильтра повышается .
Увеличить скорость фильтрования можно за счет уменьшения вязкости фильтрата , которая является функцией t 0С (т.е. подогрев суспензии ) .
Производительность фильтра по сухому веществу можно определить по формуле :
L = ;
- объём фильтрата ;
F - площадь фильтра ;
- время отбора пробы .
ВАКУУМ - ФИЛЬТРЫ .
Вакуум - фильтры применяются для обезвоживания большинства видов осадков сточных вод . Фильтрование и обезвоживание осуществляются под воздействием вакуума . Рабочий цикл вакуум - фильтров включает : фильтрование , обезвоживание (просушку) , удаление обезвоженного осадка , регенерацию фильтровальной ткани .
Для бесперебойной работы толщина слоя кека д.б. не < 5 мм в течении 4 минут. Барабанные фильтры - автоматические , непрерывно действующие механизмы .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
вращающийся перфорированный барабан ;
корыто фильтра ;
секция барабана ;
выход трубков секций к распределительной головке ;
нож для съёма кека ;
кек ;
бункер для кека ;
обезвоживаемый осадок ;
патрубок для отведения фильтрата ;
патрубок подачи сжатого воздуха .
Барабанный вакуум - фильтр состоит из горизонтально расположенного цилиндрического барабана , частично (на 35 - 40% ) погруженного в корыто с фильтруемой суспензией . Барабан вращается на валу , соединенном с приводом электродвигателя . Боковая поверхность барабана имеет перфорированную обечайку , разделенную на ряд сит . При работе вакуум - фильтра боковая поверхность барабана обтягивается фильтровальной тканью . Внутренняя полость барабана разделена по окружности на ряд разобщенных одна от другой секций , каждая из которых имеет свои отводящие трубки .
При вращении барабана фильтра часть его поверхности погружается в обезвоживаемый осадок. Фильтрат под действием вакуума проходит через фильтровальную ткань внутрь секций барабана и по патрубку отводится в ресивер , а кек задерживается на фильтроваль-ной ткани . Отводящие трубки выходят к распределительной головке барабана ( установ-ленной в полой цапфе барабана) , которая состоит из подвижной 11 и неподвижной 12 шайб .
11
12
15
11
14
12
13
Отверстия 15 в подвижной шайбе 11 при вращении барабана соединяются с отверстиями 13 и 14 неподвижной шайбы 12 благодаря чему секции барабана находятся то под вакуумом, то под отдувкой . Обезвоженный кек снимается в зоне отдувки ножом , падает на конвейер и подается в специальный бункер , т.е. за один оборот барабана происходит автоматическое чередование процессов образования кека , его подсушки и разгрузки .
При обезвоживании некоторых видов осадков , а особенно осадков после реагентной обработки , фильтровальная ткань быстро заиливается . Её периодически (через каждые 8 -24 часа) промывают слабым раствором кислоты (HCl ) или раствором моющих средств .
В барабанных вакуум - фильтрах со сходящим полотном регенерация фильтровальной ткани может производиться непрерывно без выключения вакуум - фильтра .
Э
2
1
15
3
14
12
4
6
5
7
8
9
10
13
16
11
барабан фильтра ;
фильтровальная ткань ;
возвратный ролик ;
отдувочно - разгрузочный ролик ;
воздуховод ;
нож ;
щетки ;
желоб промывной воды ;
12. насадки ;
натяжной ролик ;
труба со щелью для промывки ткани ;
13.гуммированные ролики для химической регенерации ткани ;
14.трубы с отверстиями ;
15.центрирующий ролик ;
16.распределительная головка фильтра .
Работа вакуум - фильтра .
В корыто непрерывно подается скоагулированный осадок . При погружении вращающегося барабана в корыто осадок под действием вакуума подсасывается к поверхности фильт-ровальной ткани . При выходе барабана из корыта осадок под действием вакуума подсушивается . Фильтрат под действием вакуума непрерывно удаляется в ресивер. По мере вращения барабана фильтровальная ткань вместе с осадком переходит на систему роликов (регенерационный узел ) . Кек , образовавшийся на поверхности фильтровальной ткани ,при прохождении через отдувочно - разгрузочный ролик снимается ножом . Для облегчения снятия кека производится отдувка кека воздухом . После снятия осадка фильтровальная ткань промывается с двух сторон водой , подающейся из насадок 9 и 12 . В некоторых случаях предусматривается дополнительная очистка ткани щеткой , вращаю-щейся в направлении противоположном направлению вращения ткани , при одновременной дополнительной промывке ткани водой поступающей из трубопровода со щелью . Промывная вода попадает в желоб и отводится в канализацию . Очищенная ткань возвращается на поверхность барабана . Фильтроцикл повторяется .
СХЕМА УСТАНОВКИ БАРАБАННЫХ ВАКУУМ - ФИЛЬТРОВ .
17
4
5
3
6
7
1
2
16
15
8
13
9
10
11
12
14 H
1. Резервуар ; 2. Насос ; 3. Дозатор ; 4. Подача FeCl3 ; 5. Подача Са(ОН)2 ; 6.Смеситель ; 7. Вакуум - фильтр ; 8. Транспортёр обезвоженного осадка; 9. Ресивер ; 10. Вакуум насос ; 11. Отвод фильтрата в канализацию ; 12. Насос откачки фильтрата ; 13. Воздуходувка ; 14. Трубопровод для опорожнения корыта фильтрата; 15. Переливная труба ; 16. Трубопровод для отведения осадка к резервуару .
СХЕМА РЕСИВЕРА .
1
2
3
4
5
7
6 H
ЛОВУШКА ( 17 ) .
поступление воздуходувной смеси от вакуум - фильтра ;
присоединение к линии вакуума ;
герметичный цилиндрический резервуар ;
емкость для фильтрата , получаемого за 30...60 секунд ;
отвод фильтрата ;
распределяющая зона ;
очищающая зона .
Выбор ресивера производится по max расходу водовоздушной смеси , проходящей через очищающую зону со скоростью 1 м/с . Отношение площадей поперечного сечения распределяющей и очищающей зон 1 : 4 . Допустимая скорость между перегородкой и уровнем жидкости 1,5 м/с .
Типовые ресиверы V = 0,4 ; 1,0 ; 1,6 ; 2,5 ; 4 м3 . D соответственно 0,7 ; 0,9 ; 1,0; 1,2 ; 1,4 м . Если в установке применяют сухие вакуум насосы , то чтобы жидкость не попала в них , устанавливают ловушку (17) .
Н = 10-4 - самотеком ;
Н = 10-4 - насосом ;
- мax рабочий вакуум , Па ;
- высота всасывания насоса , м ;
- потери напора по длине всасывающего трубопровода , м .
Оптимальное значение вакуума при обезвоживании большинства осадков городских сточных вод лежит в пределах 0,027 - 0,067 МПа (200 - 500 мм рт ст. ) в зависимости от типа и степени обработки осадков.
Вакуум - фильтрацией удаляется в основном свободная вода осадка , скорость выделения которой при выбранном вакууме зависит от R . Т.е. для различных осадков требуется разное время обезвоживания (продолжительность фильтроцикла ). Для барабанных вакуум - фильтров при значении вакуума 0,067 МПа (500 мм рт ст. ) ориентировочно продолжительность ( ) фильтроцикла в зависимости отr 10-10 см/г .
r10-10 ,см/г |
5 - 10 |
10 - 20 |
20 - 30 |
30 - 40 |
40 - 60 |
, мин . |
2...2,5 |
2,5...3 |
3...4 |
4...5,5 |
5,5...8 |