Сооружения механической очистки сточных вод

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО  «ТУВИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ  ФАКУЛЬТЕТ 
 

Кафедра ГХиС 
 
 
 

РЕФЕРАТ 

По предмету «Городские инженерные сооружения»

На тему: «Сооружения механической очистки  сточных вод» 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент группы 418

ССО ГХиСз 

Сат А.В.

Проверил: преподаватель

Оолакай З.Х. 
 

Кызыл - 2011

    Введение 

   Вода - ценнейший природный ресурс. Она  играет исключительную роль в процессах  обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

   Рост  городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

   Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.

   Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная  металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

   Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более  возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы. Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.

   Очистка сточных вод - обработка сточных  вод с целью разрушения или  удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

   Сущность  механического метода состоит в  том, что из сточных вод путем  отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

    В современное время есть много  различных способов очистки сточных вод с использованием которых сточные воды можно использовать как ресурс промышленного водоснабжения. В зависимости от экономичности их использования для водоподготовки, сточные воды можно подразделить на несколько групп.

    К первой группе следует отнести сточные воды с минерализацией до 3 кг/м³, не содержащие органических загрязнений либо содержащие органические вещества, которые можно удалить сорбцией на гидроксидах алюминия и железа при очистке воды коагулянтами или сорбировать активными углями, полимерными смолами и другими материалами с развитой пористостью и поверхностью. Эти сточные воды после очистки от органических веществ можно обессоливать методами ионного обмена.

    Ко второй группе целесообразно отнести сточные воды с минерализацией от 3 до 10–15 кг/м³. Для обессоливания таких сточных вод пригодны методы электродиализа и обратного осмоса, но применять эти методы можно только после очистки воды от органических веществ, катионов жесткости и железа. Эти методы обессоливания воды пока еще не нашли применения в установках достаточно большой мощности. Однако в этой области достигнуты успехи, позволяющие надеяться на создание таких установок в ближайшие несколько лет.

    К третьей группе следует отнести сточные воды с минерализацией более 15 г./л, обессоливание которых возможно лишь термическими методами. Для защиты внешней среды такие методы деминерализации сточных вод приходится иногда применять, но затраты на их осуществление делают использование сточных вод третьей группы в качестве ресурса водоснабжения промышленности мало перспективными

    К сегодняшнему дню разработано несколько  способов очистки производственных стоков. Отличие между этими способами состоит и в лежащей в их основе природе процессов, и в технологических параметрах.

    Можно выделить три основных способов очистки сточных вод: химико-физические, механические, и биологические. 
 
 
 
 
 

1. Механический  способ очистки сточных  вод

    На  данном этапе очистки производится предварительная очистка поступающих  на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.

    Сооружения  для механической очистки сточных  вод:

    решётки (или УФС – устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;

    песколовки;

    первичные отстойники;

    мембранные элементы;

    септики.

    К механическим способам очистки сточных  вод можно отнести фильтрование, осаждение, и флотацию стоков.

    Фильтрование.

    Для задержания крупных загрязнений  органического и минерального происхождения  применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей – сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

    Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.

    В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Очистка сточных вод с использованием прогрессивной мембранной технологии применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврат их в производственный цикл.

    Очищенные таким образом сточные воды переходят  на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20–40 %.

    В результате механической очистки удаляется  до 60–70 % минеральных загрязнений, а БПК5 снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

    Метод осаждения может использоваться, например, для очистки сточных вод от взвешенных веществ. Фильтрация сточных вод при помощи данного метода можно организовать двумя различными способами: либо под действием силы тяжести – при отстаивании сточных вод, или же под действием центробежной силы. Установки, очищающие сточные воды такими способами, как правило, могут удалять нерастворимые взвеси размером более нескольких долей милиметра. При фильтрации сточных вод нередко используют многоступенчатые отстойники. При этом частично очищенная на первой ступени сточная вода под напором подается в следующие отстойники.

    Другим  методом очистки производственных сточных вод и загрязненных вод  другого происхождения от крупнодисперсных субстанций является метод флотации. Суть данной методики состоит в переносе загрязняющих агентов на поверхность обрабатываемых сточных вод при помощи воздушных пузырьков. Как результат флотации, образуются пенные образованя, содержащте загрязнителиводы, которые, затем, удаляются особыми скребками. Пузырьки воздуха для флотации могут быть получены механическими спосабами – при помощи турбин или форсунок, при помощи электрофлотации воды и другими способами.

     Пожалуй, самым широко используемым в настоящее время методом очистки сточных воды от крупнодисперсных агентов является процесс фильтрации стоков через пористые материалы или сетки с нужным пространственным рейтингом фильтрации. Очистка сточных вод с использованием указанных процессов важна, если необходимо использование оборотной воды.

     Принципиальная  схема узла механической очистки сточных  вод

     

Позиции:

А –  решетка,

Б –  песколовка,

В-горизонтальный отстойник,

Г –  осветлитель,

Д –  пресс-фильтр.

Потоки:

I –  сточная вода от производства,

II –  шлам, осевший на решётке,

III –  вода на дальнейшую очистку,

IV –  осадок песколовки,

V –  вода на доочистку в отстойник,

VI –  шлам отстойника,

VII –  вода в фильтр,

VIII –  шлам осветителя,

IX –  сточные воды от производства  катализатора гидрокрекинга в  качестве коагулянта,

X –  вода на фильтр,

XI –  осадок фильтра,

XII –  вода на дальнейшую доочистку.

2. Механическая очистка малых количеств сточных вод

    При механической очистке малых количеств  сточных вод применяются решетки, комминуторы, песколовки и отстойники различных типов. Решетки применяются для задержания крупных плавающих загрязнений. Состоит решетка из наклонно установленных параллельных металлических стержней, укрепленных на металлической раме. Наклон решетки составляет 60—70° к горизонту. Различают решетки неподвижные и подвижные. При очистке малых и средних количеств сточных вод используют неподвижные решетки, остов которых наглухо закреплен в неподвижной раме. 
В зависимости от того, как очищают решетки от налипших загрязнений, различают решетки простейшие (очистка ручным способом) и механические (очистка при помощи различных механических приспособлений). 
При очистке малых и средних количеств сточных вод применяются простейшие решетки со стержнями, расположенными на расстоянии 16 мм друг от друга. Стержни решеток изготовляются из металлических полос круглой, квадратной, прямоугольной или другой формы. Чаще всего используются стержни прямоугольного сечения из полосовой стали 10x10 мм, так как отбросы на них не заклиниваются и легко снимаются граблями. 
При расчете решеток определяют их размеры и потери напора при прохождении стоков через решетку.