Составление, обоснование и краткая характеристика технологических схем очистки утилизируемых сточных вод. Расчёт основных характеристик процессов очистки сточных вод

В качестве предварительной очистки СВ от грубодисперстных примесей принимается метод механической очистки. Для извлечения из СВ крупного мусора, бумаги и т.п. предполагается использовать механические решетки (решетки с механизированным удалением мусора, так как количество отбросов снимаемых >0,1 м³/сут ), установленные на всех локальных и биологических очистных сооружениях.

Разработка и обоснование технологической схемы очистки сточных вод промышленных объектов № 3 и № 4

Для извлечения из сточных вод тяжелых минеральных примесей применяется кратковременное отстаивание в песколовке. Песколовки применяют при производительности очистных сооружений свыше 100 м³/сут. Тип песколовки выбирается с учетом расхода сточных вод, схемы очистки сточных вод и обработки осадков, характеристики взвешенных веществ и т.д. Применение вертикальной песколовки в данном случае будет нецелесообразно, т.к. она применяется при расходах до 8000 м³/сут (суммарный расход сточных вод на объектах №3 и №4 составляет 40800 м³/сут). Аэрируемые устанавливаются перед биологической очисткой для насыщения кислородом сточной воды для дальнейшего расходования на биохимическое окисление, поэтому она тоже не подходит. Горизонтальные песколовки применяются при расходах от 10000 м³/сут. Следует использовать горизонтальную песколовку. Также можно было использовать тангенциальную песколовку (используется при расходах до 50000 м³/сут), но она более сложна по устройству и обслуживанию чем горизонтальная. Песколовка  дополнительно оснащается устройством для сбора пленочных нефтепродуктов. В ней снижается количество взвешенных веществ и нефтепродуктов. 

Далее, по причине смешения сточных вод используем усреднитель. Предварительно обработанная сточная вода подается в проточный усреднитель с пневматической системой перемешивания. Применяется проточный усреднитель, т.к. суточный расход превышает 15000 м³/сут. Пневматические системы рекомендуется предусматривать в случае невысоких концентраций взвешенных веществ (менее 500 мг/л) и для агрессивных сред любой агрессивности (282 мг/л – взвешенные вещества).

В качестве следующей ступени обработки сточных вод следует применить флотацию, способ, основанный на поверхностном прилипании примесей к пузырькам газа и последующем всплытии образовавшихся флотокомплексов (частица загрязнения + пузырек) на поверхность и образовании пены, в последствии удаляемой, как правило, механическим способом. В данном случае используем реагентную пневматическую флотацию, предпосылкой к этому являются достаточно большие концентрации ВВ, БПК, ХПК и большой расход сточных вод. Пневматическая флотационная установка имеет ряд достоинств: простота конструкций, обслуживания, а главное - высокая производительность, что подходит по причине достаточно большого расхода очищаемой воды. Принцип действия основан на подаче воздуха во флотокамеру (радиальную, из-за большого расхода) под высоким давлением через сопла (диаметр 1-1,2 мм), которые располагаются на донных воздухораспределительных трубках. Воздух, выходя из насадки, сталкивается с жидкостью и дробиться на маленькие пузыри, которые, впоследствии, флотируют «прилипшие» примеси на поверхность и, образуя пену, удаляются. Для повышения степени «прилипания» загрязняющих веществ к пузырям, сточные воды предварительно обрабатываем реагентами. В качестве коагулянта применяется сернокислый алюминий Al₂(SO₄)₃, а в качестве флокулянта – полиакриламид (ПАА — эффективный и недорогой флокулянт для очистки сточных вод). Выбирается радиальную флотационную камеру, так как расход сточных вод более 1500 м³/час = 36000 м³/сут (40800 м³/сут).

Затем применяется метод адсорбции, т.к. это наиболее эффективно позволит снизить концентрации растворенных органических веществ.  Этим способом производится очистка по всем требуемым показателям (БПК_полн, ХПК, ионы железа и нефтепродукты). Для этого используем адсорбционный фильтр. Это сооружение представляет собой колонну с неподвижным слоем сорбента, через который фильтруется сточная вода. Направление фильтрования – снизу вверх наиболее рационально, поскольку в данном случае происходит равномерное заполнение всего сечения фильтра и относительно легко вытесняется воздух или другие газы, попадающие в слой сорбента вместе со сточной водой. В аппарате слой зерен сорбента укладывают на решетку. На них укладывают поддерживающий слой мелкого щебня и крупного гравия, предохраняющий зерна сорбента от проваливания в подрешеточное пространство и обеспечивающий равномерное распределение потока жидкости по всему сечению. Сверху слой сорбента для предотвращения выноса закрывают сначала слоем гравия, затем слоем щебня и покрывают решеткой. В качестве сорбента используются активированные угли.

Далее для обработки сточных вод применяется химический (окисление) метод. Для доочистки и обеззараживания сточных вод до требуемых значений по ХПК и нефтепродуктам используется окисление гипохлоритом натрия (NaClO) в контактной камере. Применение жидкого хлора не целесообразно в связи с тем, что затраты на обеспечение мер безопасности при использовании жидкого хлора многократно превышают затраты на само хлорирование. Хлорирование является методом борьбы с биологическим обрастанием трубопроводов в системах повторного (оборотного) водообеспечения и снижения концентраций загрязняющих веществ до требуемых значений. Этот способ также менее затратен по сравнению с озонированием или другими альтернативными методами обеззараживания воды. В качестве сооружения для окисления используется контактная камера, где происходит эффективное смешивание окислителя со сточными водами, устройство для дозирования реагентов и складское хозяйство (реагентное). Очень важный фактор - возможность получения гипохлорита натрия непосредственно на очистных сооружениях.