Смекни!
smekni.com

по дисциплине «Экология» Тема: «Очистка сточных вод предприятий железнодорожного транспорта» (стр. 6 из 9)

Химическая флотация основана на введении в сточную воду реагентов, в результате действия которых происходят химические процессы с выделением О2, СО2, Н2 и др. Пу­зырьки этих газов могут прилипать к нерастворимым взве­шенным частицам и выносить их в пенный слой. Во избе­жание дегазации время пребывания сточной воды во флота­ционной камере должно быть минимальным.

Для очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей применяются также процессы электрокоагуляции, электрофлотации и другие, протекаю­щие на электродах при пропускании через сточную воду по­стоянного электрического тока. Электрохимические методы позволяют извлекать из сточных вод ценные продукты по относительно простой автоматизированной технологической схеме очистки без использования химических реагентов. Ос­новным недостатком этих методов является большой расход электроэнергии.

При электрокоагуляционной очистке сточных вод от -таких высокоустойчивых загрязнений, как эмульсии нефте­продуктов, масел и жиров проводят электролиз с использованием стальных и алюминиевых анодов (рис. 5.21). Под действием тока происходит растворение металла, в ре­зультате чего в воду переходят катионы железа и алюминия, которые, гидролизуясь, образуют гидроксилы металлов в виде хлопьев. Наступает коагуляция и происходит очистка воды. Электрокоагуляцию рекомендуют проводить в нейт­ральной или слабощелочной среде при плотности тока не более 10 А/м2, расстояние между электродами не более 20 мм и скорость движения воды не менее 0,5 м/с.

Достоинствами метода электрокоагуляции являются ком­пактность установок, простота управления процессом очист­ки, отсутствие потребности в реагентах, малая чувствитель­ность к изменениям условий проведения процесса очистки и получение шлама с хорошими структурно-механически­ми свойствами. Недостатки метода -- повышенный расход металла и электроэнергии. Наиболее широко используют безнапорные пластинчатые электрокоагуляторы, направле­ние движения жидкости в которых может быть горизон­тальным и вертикальным. Электрокоагуляция применяет­ся также для очистки сточных вод от ионов тяжелых ме­таллов.

При электрофлотации процесс очистки сточных вод от взвешенных частиц и нефтепродуктов проходит при помощи пузырьков газа, образующихся при электролизе воды. На аноде возникают пузырьки кислорода, а на катоде - во­дорода. Поднимаясь в сточной воде, эти пузырьки фло­тируют взвешенные частицы. При использовании раст­воримых электродов происходит образование хлопьев коа­гулянтов и пузырьков газа, что способствует более эффек­тивной флотации. Основную роль при электрофлотации играют пузырьки, образующиеся на катоде. Размер пу­зырьков водорода значительно меньше, чем при других ме­тодах флотации. Мелкие пузырьки обладают большей раст­воримостью, чем крупные, и, тем самым, способствуют большему эффекту флотации. При больших объемах сточ­ных вод применяются двухкамерные установки. Они состоят из электродного отделения и отстойной части и могут быть горизонтальными и вертикальными.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Эти методы связаны с расходом различных реагентов и поэтому доро­ги. Их применяют для удаления растворенных веществ, а также в замкнутых системах водоснабжения. Химическую очистку проводят по мере необходимости, как предва­рительную перед биологической очисткой или после нес для доочистки сточных вод. Для химической очистки сточ­ные воды, содержащие нефтепродукты, хлорируют и озо­нируют. Эти методы глубокой очистки основаны на окис­лении органических примесей атомарным хлором и озоном при одновременном дезодорировании и обеззараживании сточной воды. Хлор применяется для очистки сточных вод от сероводорода, гидросульфида, метилссрнистых сое­динений, фенолов, цианидов и др. Озонирование позво­ляет очищать сточные воды от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов, пестицидов и др.

2.3. Биохимические методы.

После механической и физико-химической очистки сточ­ные воды, содержащие нефтепродукты и другие раство­ренные загрязнения (например, фенолы), направляются на биологическую очистку, сущность которой заключается в окислении органических загрязнений микроорганизмами.

Биологическое окисление проводят как в естественных условиях на полях фильтрации, орошения и в биологических прудах, так и в искусственно созданных условиях на био­фильтрах и в аэротанках. Поля фильтрации, орошения и биофильтры функционируют за счет почвенных биоценозов, биологические пруды и аэротанки — за счет биоценозов этих водоемов. Биоценоз состоит из множества различных бактерий, простейших и более высокоорганизованных орга­низмов — водорослей и т.д., связанных между собой в единый комплекс. На объектах, где происходит утечка неф­тепродуктов, используют капельные и высоконагруженные биофильтры.

В капельных биофильтрах в качестве фильтрующего материала используют шлак, гранитный щебень, кокс, из­вестняк, антрацит и другие водоустойчивые материалы. Обмен воздуха в биофильтре происходит путем естест­венной вентиляции (при высоте загрузки 1,5—2 м) и при­нудительной вентиляции (при высоте загрузки более 2 м). Для обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов сточ­ная вода, поступающая на фильтр, должна содержать не более 25 мг/л нефтепродуктов и не более 10 г/л растворенных солей. На каждые 100 мг/л сточных вод должно содержаться не менее 5 мг азота и не менее 1 мг фосфора.

Процесс очистки протекает следующим образом. Нерастворимые загрязнения образуют на поверхности био­фильтра биологическую пленку, густо заселенную микро­организмами. В процессе работы биофильтра пленка от­мирает. Очищенную в биофильтре воду хлорируют, и она поступает во вторичных отстойник, где отмершая пленка задерживается. Очищенную воду спускают в водоем. Для обеспечения нормальной работы в биофильтр первоначально подают хозяйственно-бытовые стоки слабой концентрации. В фильтр вводят биогенные элементы в виде солей азота и фосфора и по мере образования биопленки постепенно до­бавляют нефтесодержащие сточные воды. Период адаптации микроорганизмов длится 2—4 недели. В течение этого вре­мени объемное содержание нефтесодержащих и хозяйствен­но-бытовых стоков доводят до соотношения 1:1. Для обеспе­чения нормальной жизнедеятельности микроорганизмов био­логические фильтры вводят в эксплуатацию при температуре около 20°С.

Наряду с капельными биофильтрами используются высо­конагруженные фильтры. Они отличаются от капельных биофильтров более высокой окислительной мощностью, ко­торая достигается за счет увеличения крупности зерен за­грузки и изменения конструкции биофильтра. Особая кон­струкция днища и дренажа обеспечивает искусственную продувку сооружения воздухом. Сравнительно большая ско­рость движения сточной жидкости в биофильтре обеспечи­вает постоянный вынос из него задержанных трудноокис­ляемых нерастворимых веществ и отмершей биологической пленки.

Аэротенки применяются для очистки сточных вод шпалопропиточных заводов, дезинфекционно-промывочных стан­ций и при совместной доочистке бытовых и производ­ственных вод других предприятий. Допустимые концентра­ции загрязнений в воде, поступающей в аэротенк, состав­ляют 100мг/л по фенолам, 25 мг/л по веществам, экстра­гируемым эфиром, и ВПК — 500 мг О2/л, ХПК -- 1000 мг О2/л. В основу работы аэротенков положена деятельность микроорганизмов, обитающих в природных водоемах. Они носят название активного ила. Аэротенки подразделяются на аэротенки с регенерацией и без регенерации активного ила, аэротенки-смесители, аэротенки-вытеснители и аэротенки-отстойники. В зависимости от применяемых аэрационных устройств имеются аэротенки с механической, пневматичес­кой и пневмомеханической аэрацией.

По степени очистки аэротенки подразделяются на вы­соконагруженные, с частичной очисткой (остаточное БПКПОЛН > 10—15 мг/л), нормальнонагруженные с полной биоочисткой (БПК = 10—15 мг/л) и низконагруженные (с частичной и полной очисткой).

Промышленность выпускает аэротенки низкой нагрузки, среди которых наибольшее применение нашли установки мар­ки КУ производительностью от 12 до 200 м3/сут. Для очист­ки сточных вод при относительно высокой концентрации активного ила используют комбинированные сооружения, выполняющие функции аэротенка и вторичного отстойника. К ним относятся аэроакселераторы, оксидаторы, циклейторы, реактиваторы и др., в которых в разных комбинациях сочетаются процессы биокоагуляции, отстаивания, освет­ления во взвешенном слое осадка и аэробного биохими­ческого окисления. Одной из модификаций комбинирован­ных сооружений является противоточный аэротенк, разра­ботанный ВНИИ ВОДГЕО. В этом аэротенке обеспечивается длительный контакт иловой смеси с пузырьками движу­щегося навстречу потока воды, что повышает эффективность использования кислорода. ВНИИЖТом разработана более простая и надежная струйная система аэрации на базе цент­робежного насоса, позволяющая путем несложного переобо­рудования увеличить производительность эксплуатируемых аэротенков на 30—50% без дополнительных капитальных затрат. Особого внимания заслуживают получившие большое распространение акселераторы, которые в зависимости от концентрации загрязнений, характера сточной воды и периода аэрации могут работать на полную или неполную биологическую очистку бытовых и производственных сточ­ных вод.