Архитектура ->  Канализация. Охрана окружающей среды 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 [ 175 ] 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209

Исходная вода подается тангенциально в пространство, ограниченное внутренним цилиндром. Поток по спирали движется вверх, у верхней кромки цилиндра он поворачивает и движется к отверстию в диафрагме. Диафрагма, установленная в конце горизонтального отстойника, препятствует выносу выделившегося осадка, движущегося в пристенной зоне. Внутренний цилиндр способствует образованию замкнутого циркуляционного потока, который транспортирует этот осадок в коническую часть. Осветленный поток воды выходит из-под диафрагмы, переливается через водослив в кольцевой лоток и отводится за пределы сооружения.

Выделившийся осадок либо накапливается в конической части, либо удаляется из нее непрерывно через нижнее разгрузочное отверстие.

Пропускная способность аппарата этой конструкции примерно в 2- 2,5 раза выше пропускной способности отстойников при одинаковой степени очистки.

При проектировании гидроциклона диаметр D и рабочая высота Н цилиндрической части принимаются 0,5-9 м, диаметр отверстия в диафрагме- 0,5 D, диаметр внутреннего цилиндра - 0,85 D, высота внутреннего цилиндра - 0,8 D. Две-три впускные насадки, тангенциально присоединенные к нижней части перегородки, имеют каждая диаметр (0,05...0,07) D. Угол конуса диафрагмы принимается равным 45°. Угол наклона образующей конической поверхности нижней части гидроциклона следует принимать равным не менее 60° С.

Другой, более производительной конструкцией является многоярусный низконапорный гидроциклон (рис. 5.29). Этот аппарат может быть применен для очистки стечных вод от крупно- и мелкодисперсных примесей гидравлической крупностью 0,2 мм/с и более при расходе воды более 200 м/ч на один аппарат, для очистки воды от минеральной коагулированной взвеси и нефтепродуктов.

При конструировании этого сооружения использован принцип тонкослойного отстаивания, который осуществлен делением объема гидроциклона коническими диафрагмами на отдельные ярусы. Впуск воды в гидроциклон осуществляется тангенциально из специальных аванкамер по всей высоте цилиндрической части через щели. Каждый ярус аппарата, как показали исследования, работает независимо от другого.

На Кировском заводе построена гидроциклонная установка, состоящая из четырех десятиярусных гидроциклонов диаметром 5 м. Полная пропускная способность установки 1800 мч.

При проектировании многоярусных гидроциклонов количество ярусов принимается равным 4-20, диаметр гидроциклона 2-6 м, диаметр центрального отверстия в диафрагме 0,5-1,4 м, расстояние между ярусами по вертикали 200-300 мм. В каждом ярусе устраиваются три впускных тангенциальных насадки (через 120° по окружности), скорость выхода воды из насадок - 0,3-0,5 м/с. Угол наклона диафрагм принимается равным углу естественного откоса шлама в воде, но не менее 45°. Общая гидравлическая нагрузка на многоярусный гидроциклон пропорциональна числу ярусов.

Удельная гидравлическая нагрузка м(м2-ч) открытых гидроциклонов рассчитывается по формуле

<7==3,6А«о, (5.19)

где Wo-гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с;

-коэффициент, зависящий от вида гидроциклона. Для гидроциклонов без внутренних устройств fe=0,61, для гидроциклонов с диафрагмой и внутренним цилиндром /г=1,98, для мно-

гоярусных гидроциклонов k= {D - диаметр многоярус-

ного гидроциклона, ш, d - диаметр центрального отверстия в диафрагме, м).

Потери напора в гидроциклонах принимаются 0,5 м.

Шлам из гидроциклоноз удаляется механизированными подъемниками, гидроэлеваторами или под гидростатическим давлением. Для задерживания всплывающих примесей и нефтепродуктов служит кольцевой полупогруженный щит перед водосливом, установленный на расстоянии не более 50 мм. Удаление всплывающих примесей производится через погружную воронку.

Для обработки сточных вод могут быть применены центрифуги осадите яьного и осветляюш,его типов, однако использование центрифуг в практике осветления сточных вод ограничивается их большой энергоемкостью и малой производительностью. В настоящее время проводятся исследования по изысканию наиболее эффективных и экономичных конструкций центробежных аппаратов.

§ 140. ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Для химической очистки производственных сточных вод в настоящее время используются различные реагенты. Наибольшее применение имеют: окислители - хлор, пермангакат калия, озон; подщелачивающие вещества - известь, гидроксид натрия, сода; подкисляющие вещества - серная и соляная кислоты.

Рис. 5.30. Схема реагентной очистки производственных сточных вод

сточные воды обработки цветных металлов, 2 - усреднитель; 3-реагентное хозяйство; 4 дача реагентов, 5 - смеситель; 6 - нейтрализованные хромистые и щелочные сточные воды; 7-кон тактный резервуар, S - полиакриламид, 9 - отстойники- ш - оиигиенняя вп

Т) П М. ИТ)

е лромисыа и щелочные сточные воды; /-лоп-[ики; 10 - очищенная вода, /У - шлам на обезвоживание

В ряде случаев химическая обработка требуется в качестве предварительной перед последующей биологической очисткой этих сточных вод.

Принципиальная схема реагентной очистки производственных сточных вод показана на рис. 5.30.

Окисление загрязняющих сточные воды веществ применяется в тех случаях, когда эти вещества нецелесообразно или нельзя извлечь или разрушить другими способами, в том числе путем биохимического окисления. К таким веществам относятся цианистые соединения, загрязняющие сточные воды многих производств, например сточные воды фабрик обогащения свинцово-цинковых и медных руд, цехов гальванических покрытий машиностроительных заводов и т. д.

Для очистки сточных вод от цианистых соединений применяют окисление циан-иона CN~ до безвредного цианата CNO~ или переводят токсичные соединения в нетоксичный комплекс или осадок (в виде нерастворимых цианидов), удаляемый из сточных вод отстаиванием или фильтрованием.

Окисление цианидов до малотоксичных цианатов может быть произведено относительно недорогим окислителем- гипохлоритом в щелоч-

ной среде при значении рН = 10...11. В качестве реагента, содержащего гипохлорит - ион 0С1~, служат хлорная известь, гипохлорит кальция или гипохлорит натрия. Между гипохлоритом и цианидами протекают следующие реакции:

в случае простых ядовитых растворимых цианидов

CN--fOCl-CNO-+Cl~,

для комплексных ядовитых растворимых цианидов (меди и цинка):

2Cu(CN)--f70Cl-+20H--fH20->6CNO--f7Cl--f2Cu(OH)2

Zn(CN)J-+40CI-+20H--4CNO-+4Cl--fZn(OH)2.

Образующиеся цианаты легко гидролизуются в воде до соверщенно безвредных и нетоксичных карбонатов и аммиака.

CNO--f2H20->COl~+NH4-.

Как видно из первой реакции, на I циан-ион требуется 1 гипохлорит-ион. Так как молекулярная масса хлора равна 71, а циана - 26, то на 26 ч. циана требуется 71 ч. активного хлора, соответственно на 1 ч, циана требуется 2,73 ч. активного хлора (это число показывает необходимое по реакции количество активного хлора для окисления растворимого ядовитого циан-иона до цианат-иона). Следовательно, если в сточной воде концентрация цианидов равна В мг/л, то требуемое теоретически по реакции количество активного хлора Ха равно:

д;с1 = 5-2,73. (5.20)

Из второй реакции видно, что на 6 комплексных циан-ионов меди требуется 7 гипохлорит-ионов, откуда искомый коэффициент равен 71 - 7 : 26-6=3,18. Следовательно, если в сточной воде содержится С мг/л комплексных цианидов меди в пересчете на циан, то требуемое теоретически по реакции количество активного хлора Ха равно:

л:, =С-3,18. (5.21)

Для комплексных цианидов цинка из третьей реакции следует, что для окисления 4 циан-ионов необходимо 4 гипохлорит-иона, т. е. коэффициент пропорциональности, так же как и для простых ядовитых растворимых цианидов, равен 2,73.

При наличии в сточной воде простых цианидов в концентрации В мг/л, комплексных цианидов меди в концентрации С мг/л теоретически необходимое на 1 циан количество активного хлора для окисления их до цианатов равно сумме:

лгс, = 5-2,73-ЬСЗ, 18. (5.22)

Товарная хлорная известь содержит около 20-257о активного хлора, а гипохлорит кальция - до 60%. Требуемое количество реагента X, кг/сутки, определяют по формуле

xciQn хсу Qn-100 ----а. 1000

где Xci - количество активного хлора, необходимое для окисления цианидов и подсчитанное по ранее приведенным формулам, мг/л или г/м;

Q- количество цианосодержащих сточных вод, м/сутки; п - коэффициент избытка реагента, принимаемый обычно равным 1,2-1,3;

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 [ 175 ] 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209