Охрана природных ресурсов

м3/с (5.26)

Рис.5.17. Принципиальная схема вертикального отстойника: 1 - водосборный канал; 2 - гаситель; 3 - труба для удаления осадка

Повышение эффективности отстаивания взвесей в воде достигается за счет увеличения площади отпаиван

ия и проведения процесса осаждения частиц в тонком слое жидкости. На практике применяют наклонные модули с прямоточным, противоточным и перекрестным движением воды и осадка. Рабочими элементами таких модулей являются трубки (для трубчатых модулей) диаметром 25-50 мм и длиной 0,6-1 м или параллельные пластины (для пластинчатых модулей), расстояние между которыми 10-15 мм. Трубки или пластины устанавливают с малым (до 5°) или большим (45-60°) наклоном. Благодаря многопластинчатой структуре модуля поток воды разбивается на ряд упорядоченных струек, в результате чего при неизменной скорости движения уменьшается гидравлический радиус в каждом канале, формируется ламинарная структура потока и тем самым создаются благоприятные условия для осаждения частиц. Осадок под действием сил тяжести постоянно сползает по наклонной поверхности в илонакопи-тель.

При одинаковой гидравлической крупности осаждаемых частиц удельная нагрузка на рабочую площадь наклонных модулей при принятых параметрах почти в 50 раз больше, чем горизонтальных отстойников. Благодаря высокой производительности отстойники с наклонными модулями имеют небольшие габариты. В связи с этим они получают все большее распространение. Их используют для осветления сточных вод с небольшим содержанием взвешенных веществ при расходах от 100 до 10000 м3/сут. Гидравлическая нагрузка у отстойников 2,4-10 м3/ч на 1 м2 входного сечения трубок. Эффективность очистки 80-85%.

Прогрессивным направлением является удаление взвешенных веществ под действием центробежных сил. Силы, действующие на выделяемые частицы в центробежных устройствах, больше сил тяжести, действующих в отстойниках. Вследствие этого повышается в несколько раз их производительность, уменьшаются их размеры. Поэтому применение таких устройств наиболее целесообразно для очистки карьерных и дренажных вод, содержащих большое количество крупных тяжелых взвесей, а также в условиях стесненных производственных площадей (например, в подземных дренажных выработках).

К устройствам центробежного типа относятся гидроциклоны и центрифуги. На горных предприятиях широко распространены напорные гидроциклоны, из которых наиболее распространен конический гидроциклон (рис.5.18). Загрязненная вода подается под давлением 0,05-0,3 МПа внутрь гидроциклона, поступает в цилиндрическую часть и вращательно движется в ней вместе с примесями. Крупные примеси отжимаются возникающей центробежной силой к стенкам и вместе с жидкостью по винтовой спирали поступают к сливу. Осветленная вода движется вверх по оси гидроциклона. Из-за возникновения в потоках гидроциклона радиальных и замкнутых циркуляционных токов, вызывающих турбулентное перемешивание жидкости, эффективность гидроциклонов составляет в среднем 70-80% (в отдельных случаях достигает 100%).

в)

Рис.5.18. Гидроциклоны: а - напорный; б - с внутренним цилиндром и конической диафрагмой; 1 - корпус; 2 - внутренний цилиндр; 3 - кольцевой лоток; 4 - диафрагма; в - блок напорных гидроциклонов; г - многоярусный гидроциклон с наклонными патрубками для отвода очищенной воды; 1 - конические диафрагмы; 2 - лоток; 3 - водослив; 4 - маслосборная воронка; 5 - распределительные лотки; 6 - шламоотводящая щель.

На эффективность работы напорных гидроциклонов влияют скорость движения воды на входе, масса частицы, физические свойства воды, конструктивные параметры (диаметр гидроциклона, выпускных и сливных патрубков). Производительность напорных гидроциклонов определяется по формуле:

м3/с (5.27)

где k - безразмерный коэффициент;

D - диаметр гидроциклона, м;

DBX - диаметр впускного патрубка, м;

Н - перепад давления между сливом и впуском воды, Па;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Для удаления из воды тонкодисперсных примесей применяют также гидроциклоны малого диаметра (10, 15,20 мм), устанавливаемые параллельно в большом количестве. Установки такого типа называются мультициклонами. Повышение эффективности эффективности достигается за счет увеличения величины центробежной силы при уменьшении диаметра аппаратов.

Пруды-осветлители принимают в тех случаях, когда рельеф местности создает необходимые условия для сооружения пруда, а содержание взвешенных веществ в очищенной воде не превышает 30 мг/л. Содержание частиц с гидравлической крупностью менее 0,1 мм/с не превышает 50 мг/л. Процесс очистки сточных вод от взвешенных веществ заключается в следующем.

Рис.5.19. Пруд-отстойник трехкаскадный: 1 - первый каскад; 2 - второй каскад; 3 - третий каскад; 4 - плотина; 5 - хлораторная

Сточная вода поступает в первый каскад пруда 1 (рис.5.19), где происходит отставание основной массы взвешенных веществ. Предварительно осветленная вода через регулируемый водослив поступает во второй каскад 2, где также продолжается процесс отстаивания. При выпуске воды через регулируемый водослив второго каскада в нее вводят обеззараживающий реагент - хлорную воду. Третий каскад 3 выполняет роль контактного резервуара и осветлителя. Объем пруда-отстойника принимают таким, чтобы периодичность его очистки от осадка была не менее 10 лет. В период очистки первого каскада сточная вода подается непосредственно во второй каскад. На период очистки второго или третьего каскадов предусматриваются обводные водоводы (трубопроводы). Основным недостатком прудов-осветлителей является необходимость занятия больших площадей земли и неуправляемость процесса осветления.

Для очистки дренажных и карьерных вод, когда количество взвешенных веществ в исходной воде не лимитируется, отстаивание может осуществляться в горизонтальном отстойнике и в пруде-отстойнике (рис.5.20). Сточная вода подается в регулирующую емкость 1, откуда самотеком поступает в горизонтальный отстойник 2. Предварительно очищенная вода проходит хлорирование при выходе из горизонтального отстойника и далее поступает в пруд-отстойник.

Осадок удаляют с помощью шламовых насосов с предварительной размывкой его гидромонитором.

Для очистки вод, загрязненных мелкодисперсной взвесью, в данную схему вводят реагентную обработку. Вода из резервуара (усреднителя) поступает в смеситель, куда вводится раствор коагулянта. На выходе из смесителя вода смешивается с флокулянтом и самотеком через камеру хлопьеобразования подается в отстойник. Достоинством данных схем очистки является простота конструктивных решений и обслуживания, надежность работы. К недостаткам можно отнести необходимость выключения из работы секции остойника в период очистки от осадка. Этот недостаток может быть устранен в случае замены горизонтального отстойника на вертикальный, радиальный или наклонный отстойники.

 Скачать реферат