XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Использование современного оборудования в процессах очистки воды является залогом успешного решения достаточно сложных экологических задач. В этой связи разработчики технологий очистки воды выбору оборудования придают большое значение. В первую очередь это относится к оценке эффективности очистки того оборудования, которое будет использовано. Кроме того, анализируются вопросы возможной многофункциональности применяемого оборудования и максимальной его автоматизации. При этом оценивается также стоимость выбранного оборудования. В последнее время в практике очистки воды дискутируется долговечность устанавливаемого оборудования.

Одним из часто использованных оборудований для очистки вод являются отстойники, флотаторы и осветлители. Помимо данного оборудования используют также сетчатые фильтры и фильтры с загрузкой. Каждое оборудование используют как для крупных, так и для мелких частиц [1, 2].

Произведем анализ оборудования и рассмотрим, что они из себя представляют.

Отстойники

Принцип работы отстойников основан на гравитационном осаждении взвешенных частиц водной суспензии. Так называемые песколовки – обычно упрощенный вариант конусной ловушки, хотя бывают и других конструкций. Кроме гравитационных, большую роль в их работе обычно играет центробежная сила. Песколовки устанавливают обычно в начале вне площадных очистных сооружений и ориентированы они в основном на удаление в крупных частиц (песка и других минеральных примесей). Скорость движения воды в горизонтальных песколовках должна быть в пределах 0,15...0,3 м/с, в аэрируемых – не более 0,08...0,12 м/с.

Собственно отстойники бывают нескольких типов, наиболее распространены горизонтальные, радиальные и вертикальные. В России отстойники выпускаются диаметром до 54 м, в США – до 100 м. Обычно это врытые в землю железобетонные конструкции. Эффективность отстойника возрастает с увеличением его размеров и в среднем составляет 60-80 % для предприятий ЛПК (без использования реагентов). С реагентами их эффективность может быть увеличена до 90 %.

Горизонтальные отстойники на предприятиях ЛПК используются сравнительно редко и в основном для внутрицеховой очистки воды. Их преимуществом является сравнительно удобная эксплуатация и простота обслуживания. У них простая гидродинамика, в некоторых случаях более высокая эффективность по сравнению с отстойниками других типов при меньших габаритах. Их использование экономит производственные площади.

Радиальные отстойники на предприятиях ЛПК чаще всего используются для первичной очистки воды на внеплощадных очистных сооружениях. На крупных предприятиях их диаметр доходит до 54 м. Радиальные отстойники по сравнению с другими типами имеют наиболее высокую единичную производительность.

Одним из самых распространенных видов отстойников на предприятиях ЛПК являются конусные ловушки.

Конусные ловушки эффективны для очистки воды при переработке как первичного (целлюлоза, полуцеллюлоза, древесная масса), так и вторичного (макулатура) волокнистого сырья.

Конструкции отстойников постоянно совершенствуются. Недостатком всех видов отстойников является их громоздкость и большие капитальные вложения, необходимые при их монтаже. Поэтому для действующих предприятий наиболее выгодны модернизация и интенсификация работы уже использующихся там отстойников.

Флотаторы

Процесс флотации основан на физико-химических свойствах поверхностей взвешенных в воде частиц загрязнений образовывать так называемые флотокомплексы с пузырьками воздуха, которые всплывают на поверхность воды. В основе этих процессов лежат силы поверхностного натяжения на границе раздела фаз «твердое тело (частица) – вода – воздух (пузырек газа)».

Наибольшее распространение получила напорная флотация, принцип которой состоит в том, что в очищаемую воду под давлением нагнетается воздух.

В России флотационные установки не столь распространены, как в Европе, однако применяются для внутриплощадной очистки воды и для доочистки воды на внеплощадных сооружениях.

Флотация в однонаправленном потоке работает на стадии предварительной очистки, позволяет удалить максимальное количество взвешенных веществ, но является малоэффективной при выделении мелкодисперсной взвеси. Флотация во встречном потоке эффективна для удаления мелкодисперсной взвеси, но малоэффективна при высокой концентрации взвешенных веществ.

К преимуществам флотационных установок следует отнести компактность, высокую эффективность (обычно не меньше 95%). Установки подходят для очистки воды от большинства видов загрязнений, но не очень крупных, которые лучше сначала удалить в конусной ловушке.

К недостаткам метода очистки воды с помощью флотации относится то, что система работает при перепаде давления с использованием нескольких насосов и компрессора, к которым предъявляются повышенные 41 требования по эффективности и надежности. На их работу тратится большое количество электроэнергии. Наиболее эффективны флотаторы для внутриплощадной очистки воды или для ее доочистки для внеплощадной очистки. Во втором случае они применяются редко из-за дороговизны процесса очистки в них. Перед подачей воды в камеру давления она разбавляется осветленной водой и в нее вводятся реагенты, которые не должны препятствовать работе сил поверхностного натяжения. Флотаторы широко применяются на европейских предприятиях ввиду своей высокой эффективности и ограниченности производственных площадей, там распространены флотаторы вакуумного типа [3. 4].

Осветлители

Данные аппараты обеспечивают наиболее полное протекание процессов коагуляции и флокуляции в очищаемой воде, что часто бывает невозможным в других аппаратах механической очистки. При общих равных условиях использование осветлителей в схеме очистных сооружений позволяет существенно экономить реагенты.

Наибольшее распространение получили осветлители со слоем взвешенных частиц, принцип работы которых состоит в создании в их рабочей камере аппарата постоянно находящегося там слоя взвешенных в воде частиц загрязнений, размер и количество которых поддерживается на постоянном уровне

В первом случае очищаемую воду перед поступлением на осветлители необходимо разбавлять осветленной водой, так как данные аппараты рассчитаны на работу при сравнительно невысокой концентрации взвешенных веществ в очищаемой воде.

Во втором случае осветлители целесообразно использовать для доочистки воды, например, после вторичных отстойников.

Эффективность очистки воды от взвешенных веществ в осветлителях при использовании добавок коагулянтов и флокулянтов достигает 100 %. В эксплуатации эти аппараты намного дешевле, чем флотаторы, так как не требуют использования компрессоров и многочисленных насосов. Однако при использовании осветлителей со взвешенным слоем необходимо строгое соблюдение технологии их использовании, так как они очень чувствительны к изменениям технологических факторов [5].

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 

Оборудование для механической очистки воды [Электронный ресурс]. URL: https://studref.com/313251/tehnika/obzor_oborudovaniya_ochistki_stochnyh

Тарасов С.М. Очистка и рекурерация промышленных выбросов. Москва 2016г. Глава 3 стр. 33-41

Родионов, А. И., Клушин, В. Н., Торочешников, Н. С. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. – М.: Химия, 1989. – 340 с.

Оборудование и сооружения для защиты биосферы от промышленных выбросов. Учебное пособие для вузов /А. И. Родионов и др. – М.: Химия, 1985. – 128 с.

Романов, Г. А., Семенов, В. П. Механическая очистка сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий. – М.: Лесная промышленность, 1985. – 203 с.

Код для цитирования: Скопировать