12.2. Електрофлотація.

Сутність методу електрофлотації полягає в насиченні стічної рідини пухирцями газу (водню), що виділяється на катоді при пропущенні через рідину постійного електричного струму. При електрофлотації використовуються аноди з матеріалів, що не розчиняються при електролізі (графіту, нержавіючої сталі й інших). У цьому випадку на аноді може виділятися кисень, хлор, відбуватися інші анодні процеси. Кількість пухирців водню, що виділяються, повинне бути достатнім для флотації зважених часток, содержащих-ся в стічній рідині. Питома витрата газу визначається по формулі:

, л/кг твердої фази,

З₀ - вихідна концентрація зважених речовин г/л;

Э - ефект очищення в частках одиниць;

Q - розрахунковий вартовий витрата стічних вод, м³/година;

- кількість водню, що виділяється при електролізі, /година.

, л/година, де

0,418 - електрохімічний еквівалент водню , л/а-година;

k - коефіцієнт виходу по струму;

J - сила струму, що протікає через електродну систему, а;

N - число блоків електродної системи.

Користаючись рекомендаціями для значень У_В (у розділі “флотація”), з формул приведених вище визначають величину , а потім обчислюють необхідну величину сили струму J.

Площа електродів (катодів) обчислюють по щільності струму:

, м².

Щільність струму на катоді звичайно приймають 100-300а/м². Розміри пухирців водню, що відриваються від поверхні електрода залежать від крайового кута змочування матеріалу електрода і кривизни його поверхні. Застосування гарне електродів, що змочуються водою, з розвитий поверхнею приводить до зменшення розмірів пухирців, а отже до збільшення ефективності електрофлотації. Тому заміна пластинчастих електродів на дротяну чи сітку пористі металокерамічні електроди приводить до збільшення ефекту очищення стічних вод. Тривалість електрофлотації для різних видів стічних вод приймають у межах 0,5-1години.

При проектуванні електрофлотаторів необхідно звернути увага на те, що при електролізі води може утворитися гримуча суміш. З цієї причини в промисловості застосовують електролизери з поділом газів (мал.39).

1. пенный слой;

2. Флотационная камера;

3. корпус;

4. Диафрагма;

5. Катод;

6. Анод;

7. Канал для отвода кислорода;

8. Штуцер для отвода очищенной воды;

9. Штуцер для отвода жидкости из анодного пространства.

Рис.39. Принципова схема електрофлотоційного апарата з діафрагмою.

Електрофлотацію застосовують для очищення стічних вод від нафтопродуктів, а також стічних вод текстильних фабрик, шкіряних заводів, підприємств харчової промисловості.

Найчастіше електрофлотацію сполучають з електрокоагуляціею, що забезпечує високий ефект очищення стічних вод не тільки від грубодисперсных домішок, але і високодисперсних часток. Конструкція електрокоагулятора-флотатора приведена на мал.40.

1

2

3

4

5

6

7

Рис.40. Електрокоагулятор-флотатор.

1.Подача стічної рідини; 2.Впускна камера; 3.Камера електрокоагуляції; 4.Камера електрофлотації; 5.Відвід очищеної води; 6.Відвід флотоційного шламу; 7.Скребковий механізм.

ЛЕКЦІЯ 23

13. Біологічне очищення стічних вод.

13.1. Особливості біологічного очищення виробничих стічних вод.

Біологічне очищення виробничих стічних вод використовують для видалення з них розчинених органічних речовин. Органічні речовини, що зустрічаються у виробничих стічних водах, дуже різноманітні. Вони представлені як органічними веществами природного походження, характерними для господарсько-фекальних стічних вод і стічних вод деяких підприємств, так і продуктами органічного синтезу. Сотні найменувань таких речовин знаходять широке застосування в технології промислового виробництва й у тих чи інших кількостях їх виявляють у стічних водах.

Біологічне очищення виробничих стічних вод в аеробних умовах здійснюють практично в тих же спорудженнях, що і хозфекальных: , біофільтрах,оксітенках , флототенках, фільтротенках, біореакторах різних конструкцій. Однак це очищення в наслідок специфічного складу виробничих стічних вод може мати свої особливості. Ці особливості зв'язані з:

• високими концентраціями органічних речовин у деяких видах стічних вод;

• малою розмаїтістю органічних речовин у стічних водах і малій швидкості їхнього окислювання;

• відсутністю біогенних елементів;

• наявністю в стічних водах токсичних речовин.

При високих концентраціях органічних речовин може спостерігатися гноблення аеробних біологічних процесів і навіть вихід з ладу споруджень біологічного очищення через загибель мікроорганізмів. Загальна концентрація органічних речовин, що виражається через БПКповн, має граничне значення при подачі стічних вод на біологічне очищення. Для різних стічних вод граничне БПКПОВН по-різному і її необхідно визначати експериментальним шляхом. Так, наприклад, для стічних вод заводів віскозного волокна граничне значення БПКПОВН складає 130мг/л, нафтопереробного заводу - 600мг/л, заводу синтетичних жирних кислот - 1660мг/л.

При занадто високих значеннях БПКПОВН необхідно приймати міри для зниження цього показника. В окремих випадках прибігають до розведення стічних вод річковою чи очищеною стічною водою, в інших випадках до локального очищення іншими методами.

Деякі виробничі стічні води характеризуються дуже високими концентраціями органічних забруднень (20-30г/л по БПКПОВН , до 20г/л по зважених речовинах). Це стічні води фабрики первинної обробки вовни, дріжджових, пивоварних заводів, тваринницьких комплексів і інших підприємств. Такий склад стічних вод уможливлює їх анаеробне шумування в метантенках. Навантаження по БПК на метантенки в мезофільному режимі складають у середньому 500г/м³ і може бути підвищена до 2000г/м³ при веденні шумування в двох ступіней з поверненням зрілого осаду з другої ступіні в першу. Ефективність очищення стічних вод по БПК може досягати 90%, однак залишкові концентрації забруднень вимагають подальшого очищення стічних вод в аеротенках. Розрахунок метантенків зводиться до визначення їхнього обсягу:

W = , м³ , де

Q - розрахункова витрата стічних вод, м³/доба;

БПК_Н - БПК стічних вод, що надходять, кг/^м3 ;

БПК_К - БПК стічних вод на виході з метантенків, кг/м³;

М - розрахункове навантаження по БПК на метантенки, кг/м³доба.

Розрахункове навантаження визначається по довідковим чи експериментальним даним.

Одним з істотних факторів, що впливають на процеси біологічного очищення, є здатність органічних речовин до окислювання мікроорганізмами і швидкість їхнього окислювання, що для різних видів може відрізнятися дуже істотно. Деякі органічні речовини, що є присутнім у стічних водах, мають значну величину ХПК, у теж час погано окисляються біологічно, тобто мають низькі значення БПК. Тому при занадто великій різниці БПК і ХПК (БПК/ХПК < 0,4) доцільність біологічного очищення може бути поставлена під сумнів.

Оскільки біологічне очищення здійснюється мікроорганізмами, що у процесі життєдіяльності синтезують свою клітинну речовину, те необхідно, щоб у стічних водах у складі органічних речовин містилися не тільки основні елементи (біогенні) з який будуються клітки (вуглець, азот, фосфор, кисень, водень) і необхідні мікроелементи (калій, натрій, залізо, цинк, магній і інші), але щоб і в кількісному співвідношенні вони відповідали змісту в речовині клітки. Відомо, що по нормах на кожні 100мг/л БПКповн повинно приходитися 5мг/л азоту і 1мг/л фосфору. У багатьох стічних водах, що містять органічні речовини рослинного і тваринного походження, ці співвідношення, як правило, знаходяться в необхідних чи межах трохи їхній перевершують. Однак у стічних водах, що містять синтетичні речовини, азоту і фосфору може бути недостатньо і потрібно їхня добавка.

Негативний вплив на хід біологічного очищення роблять токсичні речовини, що містяться в стічних водах. Зміст таких речовин обмежується гранично-припустимими концентраціями і їх необхідно попередньо видаляти зі стічних вод. Разом з тим, у спорудженнях біологічного очищення може розвиватися мікрофлора, відмінна від мікрофлори міських очисних споруджень. Тому оцінку впливу шкідливих речовин потрібно уточнювати експериментально. В умовах більш тривалої і більш інтенсивної аерації, що характерно для біологічного очищення виробничих стічних вод, створюються кращі умови для адаптації мікроорганізмів до шкідливих речовин. Поряд з цим, вплив шкідливих речовин на біологічне очищення стічних вод, що містять повільно окисляються органічні речовини може привести до значного подовження періоду аерації і зниженню ефекту очищення.

ЛЕКЦІЯ 24