Механические методы очистки сточных вод.

Механические методы очистки сточных вод применяют для отделения нерастворимых органических и минеральных примесей. К механическим методам относятся: процеживание, отстаивание, фильтрование и центробежные методы.

1) Процеживание. Для очистки сточных вод от крупных примесей их процеживают через решетки и сита. Наибольшее распространение имеют неподвижные решетки, которые изготавливают из металлических стержней и устанавливают на пути движения сточных вод под углом 65-70⁰. Решетки очищают граблями, снятые с решеток загрязнения отправляют на переработку.

Рисунок 1 – Неподвижная решетка.

2) Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей под действием силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки и отстойники.

Песколовки представляют собой горизонтальные резервуары с прямоугольным или круглым поперечным сечением, глубиной 0,5-1м, выполненные из сборного или монолитного железобетона. В дне песколовок предусмотрен приямок, где собирается выпавший осадок. Осадок удаляется из приямка гидромеханическим способом и направляется на переработку (в большинстве случаев может использоваться в строительстве после обеззараживания).

Отстойники бывают горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Горизонтальные отстойники представляют собой прямоугольные резервуары, в которых вода движется от одного конца к другому. Глубина отстойников составляет Н=(1,5-4)м, длина – (8-12)Н, а ширина коридора – 3-6м. Горизонтальные отстойники применяют при расходе от 15 до 20 тыс.м³ в сутки. Эффективность очистки в любом типе отстойников – 60%.

1 – входной лоток; 2 – отстойная камера; 3 – выходной лоток; 4 – приямок.

Рисунок 2 – Горизонтальный отстойник.

Вертикальные отстойники представляют собой цилиндрические резервуары с коническим днищем. Сточные воды подводят по центральной трубе. После поступления внутрь отстойника вода движется снизу вверх к желобу, и осаждение происходит в восходящем потоке. Высота зонв осаждения – 4-5м. Вертикальные отстойники используют при расходе сточных вод до 10 тыс.м³ в сутки.

1 – цилиндрическая часть; 2 – центральная труба; 3 –желоб; 4 – коническая часть

Рисунок 3 – Вертикальный отстойник.

Радиальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары, вода в которых движется от центра к периферии. Их применяют при расходе сточных вод более 20 тыс.м³ в сутки. Глубина радиальных отстойников составляет Н=(1,5-5)м, диаметр – (6-30)Н.

1 – корпус; 2 – желоб; 3 – распределительное устройство; 4 – успокоительная камера; 5 – скребковый механизм.

Рисунок 4 – Радиальный отстойник.

3) Фильтрование применяют очистки сточных вод от тонкодиспергированных твердых и жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки.

Различают фильтрование через фильтрующие перегородки или через зернистый слой.

I. Фильтрование через фильтрующие перегородки. Выбор перегородки зависит от свойств сточных вод, температуры, давления и конструкции фильтра.

В качестве перегородки используют металлические перфорированные листы и сетки из нержавеющей стали, алюминия, никеля, меди, латуни, а также разнообразные тканевые перегородки (асбестовые, стеклянные, хлопчатобумажные, шерстяные, из синтетических волокон).

Для химически агрессивных сточных вод и вод с высокой температурой наиболее пригодны металлические перегородки.

Фильтры бывают: а)периодического действия (нутч-фильтры, фильтры-прессы) и б) непрерывного действия (барабанные вакуум фильтры).

Нутч-фильтры представляют собой емкости с ложным перфорированным днищем, на котором закреплена фильтровальная ткань. Нижняя часть фильтра подсоединена к вакуумной системе. Осадок, накапливающийся на ткани, удаляют вручную.

Фильтр-прессы по конструктивному исполнению сходны с нутч-фильтрами, однако в фильтр-прессах фильтрация происходит за счет давления, создаваемого над перегородкой.

Барабанные вакуум-фильтры используют для разделения труднофильтруемых суспензий. При вращении барабана жидкость поступает в его внутреннюю полость под действием вакуума и через распределительное устройство отводится из барабана. Твердая фаза собирается на поверхности полотна, от которого отделяется ножом. Регенерация ткани производится промывной жидкостью, подаваемой под давлением через систему насадок.

II. Фильтры с зернистой перегородкой представляют собой резервуары, в нижней части которых имеется дренажное устройство для отвода воды. На дренаж укладывается зернистый фильтрующий материал.

В качестве фильтрующего материала используется, например, кварцевый песок, дробленый антрацит, мрамор, доломит, полимерные материалы. Эффективность очистки в таких фильтрах невысокая, что связано с быстрым загрязнением фильтрующей насадки.

4)Осаждение взвешенных частиц под действиемцентробежной силы проводят в гидроциклонах и центрифугах.

Гидроциклоны по принципу действия сходны с циклонами. Сточные воды вводятся в гидроциклон по спирали, закручиваются вокруг центрального патрубка, в результате взвешенные частицы отбрасываются к стенкам и оседают под действием силы тяжести.

Гидроциклоны просты по устройству, компактны, просты в обслуживании, они отличаются высокой производительностью и невысокой стоимостью. Эффективность гидроциклонов около 70%. D=10-700мм

Центрифуги. Для удаления нерастворимых частиц из сточных вод используются фильтрующие и отстойные центрифуги.

Очистка в центрифугах достигается вращением в перфорированном барабане, обтянутом сеткой или фильтровальной тканью. Осадок остается на стенках барабана, откуда удаляется вручную или ножевым съемом.