Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И. И. Ползунова
Методы очистки сточных вод.

Решетки.

Реферат по введению в основы профессии

Студента группы ВиВ-81 Денисовой А. С.
Преподаватель Блинов А. А.


Барнаул 2009г.
Содержание:

1. 
   Введение……………………………………………………………... 3
   
2. 
   Методы очистки сточных вод……………………………………. 4
   
3. 
   Схемы очистных станций……………………………………………………………….. 7
   
4. 
   Решетки………………………………………………………………. 13
   
5. 
   Список литературы…………………………………………………. 23
   

1.Введение

Нормальная эксплуатация водопроводно-канализационных сооружений невозможна без контроля качественных параметров природных м сточных вод на разных этапах их отчистки, подачи потребителям или выпуска в водоём. Для этой цели широко применяется аналитическая техника и автоматические приборы в виде сигнализации предельных значений измеряемых величин или путём их регистрации.

Большое число качественных параметров природных и сточных вод определяется в современных условиях только путём лабораторных анализов. К таким параметрам относятся: органолептические - цвет, вкус, запах, прозрачность, мутность; физико–химические – температура, электропроводность, оптическая плотность, значение рН, жесткость, общее содержание солей и др.; общее содержание органических веществ; общее содержание растворенных веществ, в частности, кислорода; химическое и биологическое потребление кислорода; содержание отдельных веществ. Кроме того, проводят индивидуальные анализы для определения содержания наиболее вредных примесей, например, фенола, ртути, кадмия и др.

2.Методы отчистки сточных вод


Существующие методы очистки воды весьма различны как по достижимой эффектности, так по капитальным и эксплуатационным затратам, требующимся для их осуществления. Выбор рационального способа очистки должен осуществляться с учетом этих обстоятельств при обязательном условии детального ознакомления с производством.

Производственные сточные воды в зависимости от вида загрязняющих веществ и их концентрации, а также от количества сточных вод и мест их образования отводятся общим или нескольким и самостоятельными потоками. Целесообразность разделения или объединения отдельных потоков является одним из наиболее актуальных вопросов, от правильного решения которого зависит сметная стоимость строительства и затраты на эксплуатацию очистных сооружений, надёжность охраны водоёмов от загрязнения и рентабельность основного производства.

Не всегда целесообразно совместное отведение даже сточных вод одинакового состава, но различных по концентрации в них загрязняющих веществ. Если эти вещества представляют товарную ценность, то экономичнее извлекать их из наиболее концентрированных сточных вод и уже, потом смешивать слабо концентрированные стоки для их последующей очистки.

Раздельная очистка сточных вод предпочтительнее и в том случае, если загрязняющие вещества легко удаляются из воды.

Нецелесообразно объединение сточных вод, содержащих значительное количество механических примесей минерального происхождения, а также нефть и масла, с бытовыми и сточными водами. Такое объединение усложняет технологию очистки, препятствует возможности повторного использования производственных сточных вод и извлечению из них ценных примесей.

Все методы очистки сточных вод могут быть разделены на деструктивные и регенеративные.

Под деструктивными понимают такие методы, при которых загрязняющие воду вещества подвергаются разрушению. Образующиеся продукты распада удаляются из воды в виде газов или осадков или остаются в растворе, но уже в обезвреженном виде. Чаще всего это происходит при использовании естественных или искусственных окислительных процессов.

Регенеративные методы решают две задачи: очистку сточных вод и утилизацию ценных веществ. Практически нередко приходится совмещать обе группы методов, а также проводить стадии предварительной очистки и доочистки.

Методы очистки сточных вод можно подразделить так же на гидромеханические, химические, физико-химические, термические, электрохимические, биохимические.

Во всех случаях очистки стоков первой стадией являются механические методы, предназначенные для удаления взвесей и дисперсно-коллоидных частиц. К ним относятся: процеживание на решетках и ситах; отстаивание в песколовках, отстойниках и нефтеловушках; осветление в осветлителях со слоем взвешенного осадка и контактных; центрифугирование в гидроциклонах; фильтрование через фильтрующие перегородки или зернистые материалы.

Значительно более сложные методы приходиться применять для очистки воды от коллоидных и тем более растворенных частиц. Выбор метода зависит от того, в каком состоянии находится вещество - коллоидном, молекулярном или диссоциированном на ионы.

Для удаления коллоидных частиц используют физико-химические методы – флотацию, коагуляцию и флокуляцию, нарушающих кинетическую устойчивость этих частиц.

Физико-химические методы применяются также для удаления растворенных примесей. Для веществ, находящихся в молекулярном состоянии, успешно используются различные сорбенты, десорбция аэрированием, экстракция, дистилляция, мембранные методы. Для извлечения веществ, диссоциированных на ионы, пригодны ионный обмен, обратный осмос, магнитная обработка воды.

Химические методы очистки являются деструктивными, но наиболее изученными и до сих пор широко применяемыми из-за высокой степени очистки. К ним можно отнести использование реакций химического взаимодействия при объединении различных сточных вод.

В последнее время все более широкое распространение получают электрохимические методы – анодное окисление и катодное восстановление, электрокоагуляция, электрофлотация, электродиализ. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока. Они позволяют извлекать из сточных вод ценные продукты при относительно простой автоматизированной технологической схеме очистки. Недостаток электрохимических методов – их высокая энергоёмкость.

Если в сточных водах имеются весьма вредные вещества, применяют термические методы, позволяющие уничтожить эти примеси, например, при сжигании. Такой процесс применим для обезвреживание органических примесей сточных вод. Для очистки минерализованных сточных вод из термических методов можно использовать выпаривание, адиабатное испарение, вымораживание и др.

Биохимические методы основаны на «жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов или в растворенном состоянии и являющихся для микроорганизмов источников питания и дыхания, в результате чего и происходит удаление указанных загрязнений. Биохимическая очистка может осуществляться в естественных и искусственных, в аэробных и анаэробных условиях, применяется для глубокой очистки сточных вод.

На практике приходится обычно применять комбинацию указанных методов.

3. СХЕМЫ ОЧИСТНЫХ СТАНЦИЙ


Сооружения для очистки сточных вод располагают таким образом,

что вода проходит их последовательно, одно за другим. В сооружениях

для механической очистки сначала выделяются наиболее тяжелые и

наиболее крупные взвеси, а затем основные массы нерастворенных загрязнений; в последующих сооружениях для биологической очистки удаляются оставшиеся тонкие суспензии и коллоидальные и растворенные

органические загрязнения, после чего производится обеззараживание

сточных вод (дезинфекция).

Сооружения для обработки осадка располагаются также в

определенной последовательности. При наличии метантенков сырой осадок из первичных отстойников сначала направляется в них для сбраживания,

а затем поступает для обезвоживания на иловые площадки или на уста-

установку для механического обезвоживания. Обезвоженный осадок

используется в качестве удобрения. При применении двухъярусных

отстойников осадок из них направляют непосредственно на иловые

площадки для подсушивания. Осадок из вторичных отстойников

используется для активизации процесса биологической очистки сточных вод

(циркулирующий активный ил), излишек же его (избыточный активный

ил) сначала уплотняют, а потом направляют на утилизационную

установку или в метантенки; нередко избыточный ил направляется в пер-

вичные отстойники.

На рис. 4.9 показана схема механической очистки бытовых сточных

вод со следующим расположением сооружений: решетки для задержания

крупных веществ органического и минерального происхождения;

песколовки для выделения тяжелых минеральных загрязнений отстойники для выделения осаждающихся веществ (главным образом органических); хлораторная установка с контактными резервуарами, в которых происходит контакт осветленной воды с хлором с целью уничтожения болезнетворных бактерий.

После дезинфекции вода может быть спущена в водоем.

Осадок из отстойников направляется непосредственно на иловые

площадки для подсушивания или сначала в метантенки для сбраживания; образующийся при этом газ используется для нужд очистной станции.

Сброженный осадок из метантенков направляется для обезвоживания на иловые площадки, или в иловые пруды (на небольших и средних

станциях), или на вакуум-фильтры (на крупных станциях).

Обезвоженный осадок складывается в штабеля, откуда вывозится на поля для удобрения, а дренажная вода присоединяется к общему потоку сточной

воды и подвергается дезинфекции. В зависимости от местных условий

и объема очищаемых вод вместо отстойников и метантенков могут

применяться двухъярусные отстойники, в которых операции осветления

воды и сбраживания осадка совмещены в одном сооружении.



Схема химической очистки сточных вод аналогична схеме № 1 для

механической очистки и отличается от нее только введением перед

отстойником смесителя и реагентного хозяйства.

Решетки и песколовки расположены в той же последовательности,

что и на схеме № 1.

Из этих сооружений сточная вода поступает в смеситель, где к ней

добавляется реагент для коагулирования. Из смесителя сточная вода

направляется в отстойник для осветления. Сточная вода из отстойника

выпускается или прямо в водоем, или сначала на фильтр для

дополнительного осветления, а потом в водоем. Перед выпуском в водоем по

требованию органов Государственного санитарного надзора сточные воды могут быть подвергнуты дезинфекции.

Сооружения для обработки осадка — такие же, как и при механической очистке сточных вод. Сбраживание осадка в метантенках производится при значительном (~50%) содержании в нем органических веществ.

На рис. 4.10—4.12 показаны схемы очистки сточных вод в тех

По схеме, представленной на рис. 4.10, сточная вода, пройдя через

решетки, поступает в песколовки и затем в отстойники для осветления

и дегельминтизации, откуда она направляется на поля орошения или на

поля фильтрации и затем в водоем. Применение отстойников для

удаления нерастворимых веществ позволяет увеличивать нагрузку на поля;

кроме того, отстойники улучшают качество сточной воды с санитарно-

гигиенической точки зрения. Осадок из отстойников обрабатывается так

же, как и в описанных выше схемах.

По схеме, приведенной на рис. 4.11, сточная вода сначала проходит

через сооружения механической очистки и предварительной аэрации далее она поступает на биофильтры, а затем во вторичные отстойники для выделения из очищенной воды веществ, выносимых из биофильтров. Очистка заканчивается дезинфекцией сточных вод

перед спуском в водоем. Осадок обрабатывается по одному из ранее при-

приведенных вариантов.
По схеме, показанной на рис. 4.12, предварительная очистка сточной

воды производится на решетках, в песколовках, преаэраторах и отстой-

никах. Последующая ее очистка производится в аэротенках с

пневматической или механической аэрацией, затем во вторичных отстойниках и заканчивается дезинфекцией, после чего вода спускается в водоем.

Осадок из первичных отстойников обрабатывается в метантенках и

далее обезвоживается на иловых площадках или в вакуум-фильтрах.

Активный ил из вторичных отстойников перекачивается в аэротенки

(циркуляционный активный ил), а остальная его часть (избыточный

активный ил) передается в преаэраторы и илоуплотнители. После илоуплот-

нителей ил поступает на утилизационную установку или в метантенки,

где обрабатывается вместе с осадком первичных отстойников.

В качестве варианта на схеме № 4 (см. рис. 4.12, а) показано

удаление солей фосфора добавкой реагентов (РХ) и удаление солей азота в

денитрификаторах (Д) и отстойниках-денитрификаторах (ОД).

Биологическая очистка сточных вод в зависимости от требований к

спуску сточных вод в водоем может быть полная и неполная. Осадок может обрабатываться, как было указано ранее, и в анаэробных, и в аэробных условиях (в минерализаторах) на станциях малой и средней пропускной способности.

Выбор типа сооружений для биологической очистки сточных вод

зависит от целого ряда факторов. К основным из них относятся: требуемая

степень очистки сточных вод, размер площади для очистных сооружений

(наибольшая площадь требуется для устройства полей орошения,

наименьшая — для аэротенков), характер грунтов, рельеф площадки и т.п.

При выборе схемы очистных сооружений необходимо учитывать

экономические показатели — строительную и эксплуатационную стоимость

сооружений.

Опыт эксплуатации московских городских сооружений биологической

очистки бытовых сточных вод и сточных вод предприятий химической,

нефтеперерабатывающей, текстильной, металлургической и других

отраслей промышленности показывает, что совместная очистка различных

производственных сточных вод с бытовыми обеспечивает высокую

надежность и весьма экономична.

Однако опыт эксплуатации таких систем показывает, что здесь

возникает целый ряд проблем. Вредное влияние производственных сточных

вод сказывается на работе канализационных сетей, а также станций

малой пропускной способности, где залповые сбросы производственных

стоков, содержащих кислоты, щелочи, хром и цианиды, полностью

нарушают работу сооружений биологической очистки. Даже на крупных

московских станциях, принимающих 1,2—1,5 млн. м3/суткн сточных вод,

наблюдаются эпизодические нарушения эксплуатации из-за поступления

мазута.

Под влиянием сброса производственных стоков изменяется состав

сточных вод. С улучшением благоустройства городов водопотребление

увеличивается, концентрация сточных вод по БПКб и взвешенным

веществам снижается, одновременно уменьшается отношение ВПК и ХПК,

что указывает на ухудшение условий биологической очистки, на

необходимость увеличения подачи воздуха и, безусловно, приводит к

снижению качественных показателей очищенных сточных вод.

Следовательно, в промышленности на стадии проектирования

должны предусматриваться мероприятия как по максимальному сокращению

сбрасываемых сточных вод, так и по их локальной очистке.

Совместная очистка сточных вод должна рассматриваться как доочистка,

обеспечивающая их безвредность для водоема. В связи с этим очень

важно установить требования к объему и качеству производственных

стоков, направляемых в городскую канализацию. В этом случае контроль за сбросом производственных стоков в городскую канализацию

будет происходить на стадии согласования проектов очистных установок

промышленных предприятий.




Приток сточных вод на очистную станцию колеблется как в течение

суток, так и в течение года. Неравномерность притока сточных вод

связана, как известно, с образом жизни жителей города, ходом

производственных процессов на промышленных предприятиях, а также с иными факторами, оказывающими влияние на неравномерность расхода воды, в том числе и с временем года (в случае общесплавной канализации

существенным образом на приток сточных вод влияет состояние погоды).

Количество загрязнений, поступающих со сточными водами на очистную

станцию, также неравномерно, и в связи с этим во многих случаях требуется усреднение сточных вод.

Правильное определение притока сточных вод на очистную станцию

и связанных с этим характеристических расходов является очень

важным, поскольку составление проекта очистной станции на основании

слишком малых или слишком больших величин может повлечь

необоснованные затраты. В первом случае очистная станция не будет обеспечивать надлежащую очистку сточных вод, что вызовет необходимость

быстрого расширения объекта или же постройки новой очистной станции.

Во втором случае потребуются излишние капиталовложения на

постройку слишком больших сооружений.

Установление характеристических расходов сточных вод должно производиться путем анализа состояния города и дальнейшего его развития.

Очистные станции проектируются на расчетный срок 20—30 лет.

Поэтому следует учитывать, что по мере развития города объем сточных вод

будет возрастать не только вследствие увеличения числа жителей и

строительства промышленных предприятий, но и в связи с ростом водо-

потребления, с повышением уровня санитарного оборудования квартир.

4.РЕШЕТКИ


Решетки применяются для задержания из сточных вод крупных Загрязнений и являются сооружениями, подготовляющими сточные воды к дальнейшей, более полной очистке.

Решетки состоят из стальных прутьев, размещаемых в канале, по которому протекают сточные воды. Прутья отстоят друг от друга на определённом расстоянии, называемом прозором. Минимальные размеры задерживаемых отбросов зависят от величины прозоров между прутьями решетки. Во избежание закупорки прозоров решеток или образование больших подпоров сточных вод решетки должны систематически очищаться от отбросов.

Решетки можно классифицировать на следующие группы:

1. 
   По ширине прозоров – на грубые с величиной прозоров от 30 до 200 мм и обычные – соответственно от 5 до 20 мм.
   

В практике решетки с размерами прозоров менее 16 мм редко применяются.

2. По конструктивным особенностям - на неподвижные и подвижные ( поворотные, крыльчатые ), периодически или непрерывно извлекаемые из сточных вод для очистки от отбросов.

3.По способу очистки от отбросов – на решетки с ручной или с механизированной очисткой от отбросов.

Для удобства очистки решетки устанавливаются под некоторым углом горизонту, от 45 до 90 градусов, но чаще всего применяют угол 60 градусов, стержни иногда делаются закруглёнными снизу и сверху.

Поперечное сечение прутьев принимают прямоугольным с размерами 10*40 и 8*60 мм. Реже применяют стержни круглой формы, так как к ним ( по литературным данным ) в этом случае прилипают отбросы, которые трудно снимать. Исследованиями М. В. Лещинского это не подтверждается и им рекомендуются стержни круглой формы.

Решетки с ручной очисткой устраиваются при количестве до 0,1 метров кубических в сутки снимаемых отбросов. По мере накопления отбросов один или несколько раз в сутки они поднимаются по решетке граблями с длинной ручкой и сбрасываются в желоб с дырчатым дном ( для уменьшения влажности ); затем отбросы помещают в закрытый контейнер, который вывозится со станции.

Наибольшее распространение получили неподвижные плоские ( или закруглённые внизу) решетки, очищаемые граблями, движущимися перед решеткой на двух бесконечных цепях . На рисунке 17.3 и 17.4 представлена решетка типа МГ-9, разработанная Гипрокоммунвобоканалом, производительностью 380л/сек. Здание решеток может быть одно- и двухэтажным. На рисунке 17.3 отметка воды подводящего коллектора расположена на 3-5м выше уровня земли.

Поэтому здание решеток принято двухэтажным: в первом этаже размещаются насосы марки 2 1 \2НФ для гидроэлеваторов песколовок.

Все грабли приводятся в движение мотором мо-щностью 1квт, 930об/мин. Максимальное число граблин – четыре. Скорость движения тяговых цепей – 0,058 м/сек.

Задержанные на решетках отбросы обычно измельча-ются в молотковых дробилках, после чего направляются в подводящий канал до решеток или в метантенки.

Здания, служащие для размещения решеток, оборудуются грузоподъемными устройствами, отапливаются и вентилируются; расчетная температура принимается 12 градусов, а кратность обмена воздуха – равной 5.

Канд. техн. наук М. В. Лещинский предложил новую конструкцию неподвижной механизированной решетки, отличающуюся от описанных выше тем, что грабельный аппарат служащий для очистки решеток, расположен не спереди, а сзади решеток. Автор подверг обстоятельному и длительному исследованию работы решеток разных типов как в лабораторных, полупроизводственных, так и в эксплуатационных условиях.






Конструкция решетки М. В. Лещинского приведена на рисунке 17.5.

Решетка состоит из стержней 1 прямоугольного или круглого сечения. Каждый стержень в схеме можно рассматривать как балку, жестко закрепленную в нижнем конце на поперечной балке 5 и подвижной опоре на верхнем конце. Грабельный аппарат монтируется на двух рамах из швеллера 3 и 4. На правой раме 3 предусмотрена площадка 19 для установки привода. Механизм аппарата состоит из верхнего приводного 6 и нижнего ведомого 7 валов, двух втулочно-роликовых или якорных цепей 8, направляемых двумя звёздочками 9 наверху и двумя роликами 10 внизу. К цепям прикреплены граблины 11 с зубьями, загнутыми в направлении, обратном движению граблин. Приводной вал приводиться во вращение через червячный редуктор 12 и цепную передачу 14 электродвигателем 13 мощностью 1 квт.

Отбросы, доставленные граблинами в верхнюю часть решетки, сбрасываются в воронку 17 и далее попадают в молотковую дробилку. Вода, стекающая с отбросов, отводится лотком 18.

На рис. 17.6, представлена решетка Л-1 , установленная на главной канализационной насосной станции Ленинграда, а на рис 17.6 – на 5 подкачивательной насосной станции канализации Ленинграда.

На основании результатов исследований можно установить, что решетка Л-1 обладает рядом достоинств, основные из которых приводятся ниже.

1.При расположении грабельного аппарата спереди решетки происходит вдавливание отбросов между стержнями и проталкивание их сквозь Прозоры в поток за решетку. При массовом поступление отбросов со сточными водами на такие решетки сила динамического удара и одновременное попадание различных твёрдых частиц в звенья тяговых цепей и в зубья звёздочек приводят к перекосам грабель, заклиниванию зубьев и другим нарушениям, вплоть до выхода решетки из строя. Почти все эти недостатки отсутствуют в решетке Л-1, где грабельный аппарат расположен сзади решетки.

2. Количество отбросов, задерживаемых в решетках Л-1, в среднем в полтора-два раза больше, чем на решетках с грабельным аппаратом спереди решетки.

3. Применение стержней решетки, круглых в поперечном сечении, предпочтительнее, чем прямоугольных, так как зубья граблей получаются короче, тем самым увеличивается прочность зубьев, уменьшается металлоемкость решеток; с точки зрения технологических условий работы грабель круглые стержни ни чем не отличаются от прямоугольных.

Количество отбросов, задерживаемых решетками, зависит от величины прозоров и принимается по табл.

Количество органических веществ в отбросах, состоящих главным образом из текстильных и бумажных отходов, принимается 80% , объемный вес отбросов – 750 кг/м куб.

Подвижные решетки вследствие сложности их устройства и эксплуатации не получили распространения.

Решетки в составе очистных сооружений устраиваются как при самотечном, так и при напорном поступлении сточных вод на очистную станцию. При этом ширину прозоров решетки принимают 16 мм. Если же насосная станция располагается на территории самих очистных сооружений или в непосредственной близости от них при производительности сооружений до 50 тыс метров кубических в сутки решетки с прозорами 16 мм устанавливаются на насосных станции, а в составе очистных сооружений не проектируются. На очистных станциях производительностью более 50 тыс. метров куб. в сутки допускается в сутки допускается установка решеток с прозорами 16 мм в отдельном здании. При этом на насосной станции предусматриваются решетки с величиной прозоров в зависимости от марки и производительности насосов.

Работа механизированных решеток должна быть автоматизирована. Для этого предусматривается включения грабельного аппарата для очистки при достижения заданного перепада воды до и после решетки и выключения из работы механизма после окончания очистки решетки. В случае остановки решетки или неисправности в системе автоматики передается соответствующая сигнализация диспетчеру. Автоматизируется также работа дробилок и шиберов на подводящем канале. Важной задачей является также технологически телеконтроль и автоматическая защита агрегатов.

В отличие от канализационных решеток, служащих для задержания и извлечения из сточных вод отбросов, применяются также решетки-дробилки. Они задерживают отбросы и дробят их непосредственно в потоке сточных вод (рис. 17.8).




Наиболее эффективны круглые решетки-дробилки типа КРД. Сточные воды поступают к решеткам-дробилкам самотеком или под напором.

При самотечной схеме сточные воды подводятся по каналу,

разделяющемуся при подходе к решеткам-дробилкам на два отдельных лотка, в каждом из которых установлена решетка-дробилка.

При напорной подаче сточные воды по трубопроводам поступают в приемную камеру, где происходит гашение напора, и после этого по лоткам направляются к решеткам-дробилкам.

На решетках-дробилках крупные отбросы задерживаются, измельчаются и вместе с водой через дюкеры направляются в отводящие лотки и далее в общий канал.

На лотках до решеток-дробилок и после них установлены щитовые затворы с электроприводами для отключения резервной

решетки-дробилки при работе основной.
При выключении из работы решетки-дробилки вода из канала и дюкера по трубопроводу опорожнения отводится в сеть канализации. На общем подводящем канале при самотечном поступлении стоков и в приемной камере при напорной подаче стоков предусмотрены обводные (аварийные) каналы, перекрытые щитовыми затворами.

При повышении уровня воды в лотках, в случае выключения рабочей решетки-дробилки или ее засорения, автоматически включается резервная решетка-дробилка. При этом щитовые затворы на лотках с рабочей решеткой автоматически закрываются, а на лотках с резервной — открываются. Рекомендуется устанавливать резервную решетку с механизированной очисткой.

На диспетчерский пункт очистных канализационных сооружений подаются сигналы при выходе из строя рабочей решетки-дробилки и повышении уровня воды в подводящем канале.

Применение решеток-дробилок позволяет ликвидировать ручной труд и улучшить санитарные условия на станции.




Используемая литература:
а) «Канализация» - Н. Ф. Федоров, С. М. Шифрин

б) «Канализация» - С. В. Яковлев, Ю. М. Ласков