очистные

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов

(наименование кафедры)

Фефилов Н.А., Гуленок А.Э., Загибалов М.А.

(фамилия, имя, отчество студента)

Факультет

СФ

курс

1

группа

10

ОТЧЁТ

о практике

По дисциплине

Отметка о зачёте

(дата)

Руководитель практикума

(должность)

(подпись)

(и.,о., фамилия)

Архангельск

2009

Лист для замечаний.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

На промышленных предприятиях образуются сточные воды трех видов: производственные — воды, использованные в производственном процессе и загрязненные нерастворенными, растворенными веществами, иногда нагретые; бытовые — воды от бытовых помещений и столовых, расположенных на территории предприятия; поверхностные — воды дождевые и от таяния снега.

Производственные сточные воды образуются при непосредственном использовании воды в технологических процессах, транспортировании сырья, материалов, промывке оборудования, при водяном охлаждении оборудования. Вода, использованная для охлаждения, как правило, приобретает только тепловое загрязнение, то есть имеет повышенную температуру.

Степень загрязненности сточных вод характеризуется качеством воды — совокупностью физических, химических, биологических и бактериологических показателей. К ним относятся: температура, °С; запах; цветность, платиново-кобальтовой шкалы (ПКШ); показатель концентрации водородных ионов (рН); концентрация взвешенных веществ, мг/л или г/м³; сухой и прокаленный остаток, выражающий общее содержание растворенных веществ и ее минеральную часть, мг/л или г/м3; БПК и ХПК, мг/л или г/м³, характеризующие концентрацию органических веществ; содержание компонентов, специфичных для данного вида производства, например фенолов, скипидара и др.

Количество и качество производственных сточных вод зависят от вида сырья и вырабатываемой продукции, производственной мощности предприятия, норм водопотребления, удельного расхода свежей воды на единицу продукции, совершенства технологического процесса, полноты утилизации отходов производства, от вида и типа применяемого оборудования, оснащенности процесса контрольно-измерительными приборами и т. д.

К бытовым сточным водам относят воды от кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, а также хозяйственные воды, образующиеся при мытье помещений. Они поступают как от жилых и общественных зданий, так и от бытовых помещений промышленных предприятий. По природе загрязнений они могут быть фекальные, загрязненные в основном физиологическими отбросами, и хозяйственные, загрязненные всякого рода хозяйственными отходами.

Бытовые сточные воды кроме органических и минеральных примесей содержат биологические примеси, состоящие из бактерий в том числе и болезнетворных, а потому они потенциально опасны.

Механическая очистка производится для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования.

Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различного рода решетки и сита.

Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, частицы которых имеют большую или меньшую плотность, чем плотность воды, применяют отстаивание. При этом тяжелые частицы осаждаются на дно, а легкие всплывают на поверхность. Взвешенные частицы минерального происхождения, главным образом песка, выделяют из сточных вод путем осаждения в сооружениях, называемых песколовками.

Основную массу более мелкой взвеси, преимущественно органического характера, выделяют из сточных вод в отстойниках.

Решетки применяются для задерживания из сточных вод крупных загрязнений и устанавливаются на очистных станциях при поступлении на них сточных вод самотеком или под напором после насосной станции. Решетка представляет собой металлическую раму, внутри которой установлен ряд параллельных стержней круглого или прямоугольного сечения. Наиболее употребляемые размеры прямоугольных сечений стержней и мм. Расстояние между стержнями принято называть прозорами решетки. Различают решетки: грубые, с прозорами от 30 до 200 мм, и мелкие (обычные), с прозорами от 5 до 20 мм. По принципу работы решетки бывают подвижные и неподвижные; наиболее распространены неподвижные. Механизированная очистка решеток производится движущимися граблями, приводимыми в движение от электродвигателя.

Песколовки служат для задержания тяжелых минеральных примесей, крупностью зерен 0,1мм и более, и устанавливаются перед отстойниками. Эта стадия очистки сточных вод необходима для того, чтобы уменьшить износ оборудования (например, насосов для перекачки осадков из отстойников) и осадок в трубах. Кроме того, без песколовок перед отстойниками трудно удалять осадок, содержащий минеральные и органические примеси, при дальнейшем сбраживании в метантенках. Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал осадок органического происхождения. По характеру движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные – с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные – с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимости от способа создания винтового движения подразделяются на тангенциальные и аэрируемые. Действие горизонтальной песколовки основано на том, что при движении сточной воды каждая находящаяся в ней нерастворенная частица перемещается вместе со струей воды и одновременно движется вниз под действием силы тяжести. Вертикальные песколовки в настоящее время применяют редко. Тангенциальные песколовки имеют круглую форму в плане, подвод воды к ним производится тангенциально. В таких песколовках каждая частица испытывает кроме сил тяжести влияние центробежных сил. Это способствует более интенсивному отделению песка от воды и легких органических примесей. Песколовки сооружают из сборных железобетонных элементов унифицированных размеров.

Усреднители предназначаются для регулирования состава и поступления сточных вод на очистные сооружения. Введение в комплекс очистных сооружений резервуаров-усреднителей избыточного количества сточных вод позволяет продлить срок службы очистных сооружений, которые без этого могли бы периодически перегружаться и выходить из строя. Усреднители могут располагаться на основном канале сточных вод перед отстойниками; в этом случае все сточные воды проходят через усреднитель. Иногда усреднители устанавливают на боковые линии параллельно основному технологическому каналу и в них отводят лишь избыточный расход сточных вод. В обоих случаях применением системы регулирования достигается снижение расчетных расходов сточных вод до среднесуточного уровня. В настоящее время применяются в основном усреднители, действующие по принципу дифференцирования потока и усреднители с перемешиванием поступающей сточной воды.

Отстойники. Отстаивания является наиболее простым часто применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей. В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные. Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод; вторичными – отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку. По режиму работы различают отстойники периодического действия, или контактные, в которые сточная вода поступает периодически, причем отстаивание происходит в покое, и отстойники непрерывного действия, или проточные, в которых отстаивание происходит при медленном движении жидкости. На практике чаще используют проточные отстойники. По направлению движения основного потока воды в отстойник они делятся на два основных типа: горизонтальный и вертикальный; разновидностью горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизонтальных отстойниках вода движется горизонтально, в вертикальных – снизу вверх, а в радиальных – от центра к периферии. Из отстойников перед биофильтрами и аэротенками на полную очистку не должно выносится взвешенных веществ более 150 мг/л. Основными условиями эффективной работы отстойников является: установление оптимальной гидравлической нагрузки на одно сооружение или секцию, равномерное распределение сточной воды между отдельными сооружениями, своевременное удаление осадка и всплывающих веществ. Первичных отстойников должно быть не менее двух, а вторичных не менее трех при условии, что все отстойники являются рабочими.

Обеззараживание (дезинфекция) сточных вод производится для уничтожения содержащихся в них патогенных микробов и устранение опасности заражения водоема этими микробами при спуске в него очищенных сточных вод. Болезнетворные микробы, бактерии и вирусы не могут быть полностью удалены ни при отстаивании, ни при искусственной биологической очистки сточных вод, Бактерии кишечной группы обнаруживаются в очищенной воде даже тогда, когда содержание кишечных палочек уменьшается на 99 %. В сооружениях искусственной биологической очистки (биофильтрах и аэротенках) устраняется от 91 до 98 % таких бактерий. Согласно действующим «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами», сточная вода не должна содержат возбудителей заболеваний. Следовательно, эффективность обеззараживания, определяемая по концентрации бактерий Coli, должна достигать практически 100 %.

Дезинфекция сточных вод может производится различными способами, но наибольшее распространение получило хлорирование, то есть введение в сточную воду определенного количества хлора, хлорной извести или гипохлорита натрия.

Сущность обеззараживающего действия хлора заключается в окислении и инактивации ферментов, входящих в состав протоплазмы клеток бактерий, в результате чего последние погибают.

Для эффективного обеззараживания биологически очищенных сточных вод доза хлора должна подбираться так, чтобы содержание кишечных палочек в воде, сбрасываемой в водоем не превышало 1000 в 1 литре, а доза остаточного хлора составляла не менее 1,5мг/л при продолжительности контакта 30 минут или 1мг/л при продолжительности контакта 60 минут.

Биологические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов и являющихся для микроорганизмов источником питания, в результате чего происходит очистка сточных вод от органических загрязнений. Существующие в настоящее время сооружения для биологической очистки сточных вод могут быть разделены на два основных типа:

1. Сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным;

2. Сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.

Сооружения для биологической очистки в естественных условиях, в свою очередь, могут быть разделены на сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации) и на сооружения, представляющих собой водоемы (биопруды), заполненные протекающей очищаемой сточной водой. В сооружениях первого типа питание кислородом идет за счет непосредственного поглощения его микроорганизмами из воздуха. В сооружениях второго типа питание кислородом идет главным образом за счет диффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механической аэрации. Для биологической очистки сточных вод в искусственных условиях применяют аэротенки, биофильтры и аэрофильтры. В этих сооружениях очистка протекает более интенсивно, чем на полях орошения, полях фильтрации и прудах, потому что искусственным путем создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности организмов.

Для сточных вод целлюлозно-бумажной, гидролизной промышленности наибольшее распространение получила аэробная биологическая очистка в аэротенках и аэрируемых прудах.

Аэротенки – это проточные аэробные биохимические реакторы с возвратом биомассы, в которых микроорганизмы находятся в виде хлопьев активного ила. Процесс очистки в аэротенке происходит при аэрации протекающей через него смеси сточной воды и активного ила. Аэрация обеспечивает кислородом смесь и поддерживает ил во взвешенном состоянии. В активный ил, представляющий собой биоценоз микроорганизмов – минерализаторов, входят различные физиологические группы бактерий, плесневые и дрожжевые грибы, а также разнообразные микроскопические животные – простейшие, коловратки, черви. Смесь сточной воды и активного ила (иловая смесь) аэрируется в течение 6 – 12 часов и затем направляется во вторичные отстойники, где происходит осаждение ила. Осветленная очищенная вода может быть спущена в водоем, а активный ил возвращается в аэротенк, где смешивается с новыми порциями неочищенной воды, В результате непрерывно происходящего размножения микроорганизмов количество ила постоянно увеличивается. Избыток ила удаляется из аэрационной системы, и уплотняется в илоуплотнителях и направляется на дальнейшую обработку.

Протекающие в аэротенке биохимические процессы по своей сущности не отличаются от процессов, характерных для других аэробных биологических методов очистки, и могут быть разделены на две фазы.

В первой фазе смешение сточной воды с илом происходит сорбция органических веществ поверхностью микроорганизмов и затем минерализация легкоокисляющихся веществ. При этом интенсивно потребляется кислород. Вторая фаза заключается в доокислении медленно окисляющихся растворенных органических веществ и сопровождается восстановлением сорбирующей активности ила. В этой фазе кислород потребляется медленнее и дефицит его в сточной жидкости снижается.

Аэрация сточных вод в аэротенках выполняет три функции: насыщении сточной воды кислородом и снабжение им микроорганизмы, поддержание активного ила, перемешивание жидкости. По способу ввода кислорода и энергии для перемешивания системы аэрации делятся на три типа:

1.пневматические, использующие энергию сжатого воздуха

2.механические, основанные на механическом перемешивании

3.комбинированные

По гидродинамическому режиму Аэротенки делят на вытеснители и смесители. Аэротенки-вытеснители представляют собой железобетонные резервуары, разделенные на секции. В свою очередь секции состоят из коридоров, отделенных друг от друга перегородками, недоходящими с одной стороны до торцевой стороны аэротенка. Многокоридорные аэротенки оборудованы двумя каналами для осветленной воды, что позволяет пускать воду с любой стороны. Эти каналы расположены на обеих сторонах аэротенка и соединены между собой пропускным каналом, который прокладывается в промежутке между секциями. Коридорные Аэротенки имеют ряд недостатков, связанных с транзитными проскоками неочищенных сточных вод, а также с необходимостью выключать из работы весь аэротенк при ремонте или осмотре. Аэротенки-смесители представляют собой однокоридорные секции с лотками, расположенными вдоль боковых стенок коридора и предназначенными для рассредоточенной подачи ила из сточной воды и вывода ила из смеси.

Биологические пруды – это искусственно созданные проточные водоемы глубиной до 5 м, ограниченные дамбами. Они применяются как для биологической очистки, так и для доочистки стоков. Различают пруды с естественной и искусственной аэрацией, низконагруженные (без рециркуляции активного ила) и высоконагружаемые (с рециркуляцией активного ила). Пруды с искусственной аэрацией (аэрируемые пруды или лагуны) относятся к аэробным очистным системам со взвешенной микрофлорой (активным илом). Они широко используются во всем мире, так как наиболее просты в эксплуатации и не требуют больших затрат.

При очистке сточных вод любым из описанных выше методов образуется осадок вследствие выпадения нерастворенных веществ в первичных отстойниках. Кроме того, в результате биологической очистки образуется большое количество осадка, который выделяется во вторичных отстойниках. Осадок состоит из твердых веществ, сильно разбавленный водой. В сыром состоянии при очистке бытовых и некоторых производственных вод этот осадок имеет неприятный запах и является опасным в санитарном отношении, так как содержит огромное количество бактерий (в том числе могут быть и болезнетворные).

Для уменьшения количества органических веществ в осадке и придания ему лучших санитарных показателей осадок подвергают воздействию анаэробных микроорганизмов (сбраживанию) и аэробной стабилизации ила в соответствующих сооружениях. К анаэробным сооружениям относятся септики, двухъярусные отстойники, метантенки.