Файл: Почему я выбрал направление подготовки "Техносферная безопасность".docx

Для удаления из сточных вод песка и других взвешенных частиц используют песколовки. Они подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением жидкости. Горизонтальные песколовки и песколовки с вращательным движением (тангенциальные и аэрируемые) используются при расходах сточных вод более 10 000 м³/сут. Вертикальные песколовки применяются реже из-за менее устойчивого режима их работы.

Для удаления из сточных вод оседающих или плавающих веществ размером менее 0,1 мм применяют чаще всего отстойники. По направлению движения основного потока различают вертикальные, горизонтальные и радиальные отстойники, которые устанавливают в голове биологических очистных сооружений и называют первичными. Вертикальные отстойники применяют на очистных сооружениях производительностью до 10 000 м³/сут. Горизонтальные отстойники устанавливают на очистных сооружениях с расходом сточных вод 10 000–15 000 м³/сут. Радиальные отстойники чаще всего используют при расходах сточных вод более 20 000 м³/сут.

Химические методы очистки. К химическим методам очистки сточных вод чаще всего относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Эти методы применяют для удаления растворенных веществ перед подачей воды на биологическую очистку.

Сточные воды, содержащие кислоты или щелочи, нейтрализуются путем смешивания кислых и щелочных стоков, добавлением реагентов, подаваемых в различных агрегатных состояниях. При этом количество добавляемого реагента определяется доведением pH сточных вод до значения 6,5–8,5.

Для проведения процесса окисления используют различные окислители, в том числе хлор, гипохлориты натрия и кальция, кислород, озон и т. п. Окисление озоном позволяет в ряде случаев успешно очищать сточные воды от фенола, нефтепродуктов, мышьяка и других токсичных веществ.

Достаточно эффективно для очистки сточных вод от сероводорода, гидросульфида, цианидов использование хлора и веществ, содержащих «активный хлор». Следует отметить, что применение химических реагентов в процессах сточных вод дает практически всегда высокий эффект. Однако высокая стоимость химических реагентов препятствует более широкому их внедрению в процесс очистки сточных вод.

Физико-химические методы очистки. Методы физико-химической обработки сточных вод обычно включают флотацию

---

, адсорбцию, ионный обмен и др. Схема процесса пневматической флотации показана на рис. 9.



Рис. 9. Схема пневматической флотационной очистки сточных вод:

1 – сточная вода; 2 – пенный продукт; 3 – очищенная вода;

4 – воздух
В последние годы флотация широко используется для очистки вод от ПАВ. Применение пневматических флотомашин наиболее распространено при флотации тонкозернистых пульп и оборотных жидкостей. Аэрация жидкостей в этом случае осуществляется путем пропускания воздуха или какого-либо газа через различные пористые элементы, например керамику, пористую резину.

Наряду с флотацией для очистки сточных вод используют адсорбционную технологию с использованием в качестве адсорбента чаще всего активированных углей. Это позволяет получать остаточные концентрации основных ингредиентов ниже нормативных значений. Например, концентрация нефтепродуктов в очищенной воде после адсорбционной очистки не превышает в большинстве случаев 0,05 мг/л, что соответствует ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения.

Биологическая очистка. Наиболее широко распространенным способом очистки сточных вод является биологический, который известен уже более 100 лет. В современных способах биологической очистки использованы все известные особенности микроорганизмов. При такой очистке сточные воды после механической и, возможно, физико-химической очистки смешивают с активным илом. Смешение осуществляют в специальных сооружениях — аэротенках, представляющих собой открытые емкости достаточно большого объема с расположенными в них аэраторами барботажного, механического, струйного или другого типа. В результате достаточно длительного контактирования (в течение 10–36 ч) микроорганизмов с водой в условиях аэрации воздухом происходит биоразложение органических примесей, не удаленных на предыдущих стадиях очистки.

Сооружения биологической очистки в естественных условиях подразделяют на поля фильтрации и биологические пруды. На полях фильтрации сточная вода проходит через слой почвы, содержащий в большом количестве аэробные бактерии, получающие кислород из воздуха. В процессе фильтрации через слой почвы органические загрязнения сточных вод задерживаются в нем. При этом образуется биологическая пленка с большим количеством микроорганизмов различных видов. Задержанные на биопленке органические вещества аэробными микроорганизмами разлагаются до минеральных соединений. Эти процессы наиболее интенсивно происходят в почве на глубине приблизительно 0,1–0,4 м. В результате биохимических процессов углерод органических веществ превращается в углекислоту, а азот аммонийных солей превращается в нитраты и нитриты.

---

В искусственных условиях применяют аэротенки, а также биофильтры. Аэротенк – это большой резервуар прямоугольного сечения, по которому медленно протекает сточная вода вместе с активным илом. С помощью пневматических или механических устройств смесь воды и активного ила барботируют воздухом, насыщая ее при этом кислородом. Все это обеспечивает интенсивное окисление органических веществ.

Н
а рис. 10 изображен трехкоридорный аэротенк, в котором очищаемая вода с активным илом «змейкой» движется по коридорам аэротенка. Скорость движения выбирается из расчета времени пребывания сточных вод в аэротенке примерно 6–30 ч в зависимости от требуемой степени очистки.
Рис. 10. Схема трехкоридорного аэротенка
Процесс очистки сточных вод в аэротенке условно можно разделить на три стадии. После смешения сточных вод с активным илом на поверхности его микроорганизмов происходит адсорбция загрязнений и их окисление. На этой, первой, стадии за 1–3 часа биологическое потребление кислорода сточных вод снижается на 50–75 %. На второй стадии окисляются трудноокисляемые загрязнения. Скорость потребления кислорода на этой стадии меньше, чем на первой. На третьей стадии очищенная вода из аэротенков направляется во вторичный отстойник, называемый так потому, что перед аэротенком вода проходит очистку в первичном отстойнике. Во вторичном отстойнике происходит отделение активного ила от воды за счет осаждения его микроорганизмов в виде хлопьев.

Очистка поверхностных сточных вод. Для исключения загрязнения почв и грунтов и подземного водоносного горизонта на территории промышленных предприятий, в том числе предприятий энергетики (ТЭЦ, ГРЭС и т. д.) и транспорта (автотранспортные подразделения, мойки автомобилей, и др.), должны быть в обязательном порядке сооружены локальные очистные установки поверхностных сточных вод. Такие установки, как правило, включают в себя следующие части:

• 
  приемную решетку;
  
• 
  песколовку;
  
• 
  отстойники;
  
• 
  флотатор;
  
• 
  фильтры доочистки.
  

Эффективность работы локальных очистных сооружений поверхностных сточных вод во многом зависит от технического уровня устройств, с помощью которых происходит извлечение нефтепродуктов. Разработан ком­бинированный флотатор усовершенствованной конструкции, позволяющий извлечь до 95 % содержащихся в воде нефтепродуктов (рис. 11), в котором поверхностные сточные воды, проходя через решетку, собираются в емкости-отстойнике (

---

1).




Рис. 11. Схема очистки поверхностных сточных вод
Сточная вода из емкости откачивается насосом (2) и подается в пневматическую флотационную машину (3) с тонкослойным блоком осветления. Во флотационной машине происходит извлечение тонкодисперсных капель нефтепродуктов при их всплывании вместе с пузырьками воздуха, образующимися при диспергировании воздуха путем подачи его под давлением через пористые аэраторы, выполненные из резины. Аэраторы в количестве 12 шт. устанавливаются по 3 шт. в каждой из четырех камер указанной флотационной машины. В дополнительной пятой камере флотационной машины установлен блок тонкослойного осветления для доизвлечения тонкодисперсных капель нефтепродуктов. Очищаемая сточная вода последовательно проходит все указанные камеры, при этом улавливаемые нефтезагрязнения в виде пенного продукта собираются в верхней части слоя очищаемой воды. Всплывающие нефтепродукты вместе с пузырьками воздуха создают пенный слой, который самотеком удаляется в сборник пенного продукта (4). Очищенная жидкость выводится из флотационной машины путем последовательного прохождения через блок тонкослойного осветления и устройство поддержа­ния заданного уровня очищаемой жидкости во флотационной машине и самотеком поступает в промежуточный резервуар (5). С помощью поверхностного насоса (6) предварительно очищенная вода подается на доочистку в сорбционные фильтры (7). Очищенная сточная вода с содержанием нефтепродуктов не более 0,05 мг/л может быть сброшена на рельеф или в расположенный рядом водоем.

Алгоритм выполнения практического задания 7

1. 
   Изучить теоретический материал и нормативно-правовую базу.
   

1. 
   Выбрать вариант задания по первой букве фамилии студента (Приложение 8).
   
2. 
   Согласно варианту задания:
   

а) определить виды выбросов загрязняющих веществ атмосферы (ЗВА) от деятельности объекта. Ознакомиться с приведенным в таблице 28 (Приложение 9) примером. В соответствии с ЗВА подобрать методы и средства защиты атмосферы, которые могут применяться в организации. Все полученные данные внести в таблицу 30 «Защита атмосферного воздуха» (бланк выполнения задания 7);

---

б) определить состав выпусков сточных вод от деятельности объекта. Ознакомиться с приведенным в таблице 29 (прил. 9) примером. В соответствии с видами сбросов подобрать методы и средства обезвреживания сточных вод, которые могут применяться в организации. Все полученные данные занести в таблицу 31 «Защита гидросферы» (бланк выполнения задания 7).

Оформить отчет о практической работе в соответствии с требованиями к оформлению практических работ. Отчет включает титульный лист и заполненный бланк выполнения задания 7.

---