Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Очистка сточных вод

Методы удаления из сточных вод отдельных компонентов


Методы удаления из сточных вод отдельных компонентов

Одними из самых эффективных способов удаления из сточных вод отдельных компонентов (тяжелые металлы, нефтепродукты, хлорорганика, СПАВ, фенолы) являются адсорбция и ультрафильтрация.

Углеродные сорбенты (активные угли) являются гидрофобными сорбентами с высокой степенью карбонизации (90…95%). Марка активного угля позволяет судить о его назначении или происхождении. Например, БАУ – березовый активный уголь, АГ – активный гранулированный, АР -активный рекуперационный, КАД – каменноугольный активный дробленый, ОУ – осветляющий уголь, СКТ – уголь сернистокалиевого активирования торфяной и т.д.

Сорбенты характеризуются пористостью, структурой пор и химическим составом. Пористость активных углей 57…75%, туфов – 30…55%, диатомитов – до 75%.

Для активных углей суммарный объем пор составляет обычно 0,76…0,88 см7г.

Пористость и суммарный объем пор лишь приближенно характеризуют сорбционную способность, так как не учитывают структуру пор, обусловливающую величины доступной поверхности и адсорбционного потенциала. По размерам поры делятся на микропоры, переходные поры (или мезопоры) и макропоры. Микропоры активных углей занимают поверхность:до 1000 м2/г, переходные – до 100 м2/г, макропоры – до 1…2 м2/г. Объемы микро, мезо- и макропор активных углей АГ-3 соответственно равны 0,27; 0,128 и 0,386 см3/г.

Другой характеристикой сорбентов является их химический состав или химическое сродство с извлекаемыми загрязнениями. Поэтому применение гидрофобных сорбентов (допустим, активных углей) целесообразно в гидрофильных средах (сточных водах) и, наоборот, гидрофильных сорбентов (например, силикагелей) в гидрофобных средах (в нефтепродуктах).

Между степенью адсорбции органического вещества и его растворимостью в воде (гидрофильностью) существует обратное соотношение.

С понижением температуры степень адсорбции снижается и снижение величины рН в большинстве случаев вызывает увеличение адсорбции типичных, органических веществ сточных вод.

Молекулы загрязнений образуют ассоциации, которые имеют значительно большую энергию поглощения, чем гидроксильные группы, и на первый план выступает величина работающих пор, а не химический состав сорбента. Поэтому становится возможным применение активных оксидов, природных и искусственных крупнопористых сорбентов для очистки сточных вод от углеводородов, находящихся в эмульгированном виде, и от высокомолекулярных веществ (например, хлоропрена, попадающего в сточные воды заводов синтетического каучука). Для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ наиболее эффективны углеродные сорбенты.

В комплекс технологического оборудования для проведения адсорбционной очистки сточных вод входят адсорбер, в зависимости от конструкции которого выбираются системы подачи и отвода сорбента на регенерацию, емкости для его хранения и отделения сорбента от очищенной воды (при необходимости), оборудование для подачи и отвода сточной воды.

Выбор конструкции адсорберов зависит от задач адсорбции (извлечение ценных веществ, глубокая очистка), свойств и расходов сточных вод (степень концентрации, дисперсность, сопутствующих примесей), свойств активного угля (крупность частиц, прочность, кинетические характеристики); характера процесса (периодический или непрерывный, причем адсорбция загрязнений сточных вод протекает непрерывно, а использование активного угля является периодическим). Для концентрирования и извлечения технически ценных веществ, т.е. при регенерационной очистке сточных вод, наилучшие условия создают аппараты с неподвижным слоем активного угля (насыпные фильтры). При этом для небольших расходов концентрированных вод в одном аппарате весьма удачно сочетаются адсорбция и десорбция, если десорбция производится паром или химическими растворителями, не требующими выгрузки сорбента, или низкотемпературная. На рис. 14.16 приведено конструктивное оформление процесса адсорбции применительно к очистке сточных вод от отдельных элементов.

Для очистки сточных в ФГУП НИИ ВОДГЕО была разработана конструкция очистного сооружения, технология которой основана на совмещении в специальном сооружении – биосорбере процессов адсорбции органических загрязнений из воды с их биологическим окислением микроорганизмами, иммобилизованными на поверхности и в микропористой структуре пористого гранулированного носителя. Это позволяет непрерывно осуществлять эффективное и глубокое удаление из воды органических трудноокисляемых и токсичных соединений без необходимости термической и химической регенерации или замены сорбента.

Биосорберы показали высокую эффективность применения био-сорбционного метода для глубокой очистки сточных вод. При коротком времени пребывания в биосорберах происходит интенсивное удаление органических веществ, в особенности таких консервативных, как СПАВ, нефтепродукты, вещества, определяющие высокие остаточные значения ХПК воды, очищенной в аэротенках. Одновременно осуществляется значительное удаление взвешенных веществ.
В результате доочистки на биосорберах биологически очищенных сточных вод их БПКП0ЛН снижается до 1,5-3 мг/л, ХПК – на 40-60%, практически полностью удаляются СПАВ и нефтепродукты, содержание взвешенных веществ не превышает 3 мг/л.

Рис. 14.16. Схема конструктивного оформления процессов адсорбции загрязнений сточных вод

Биосорбционная установка состоит из секций, попарно объединенных центральным эрлифтным каналом в блок. Секция биосорбера (рис. 14.17) представляет собой прямоугольный резервуар, загруженный активированным углем. У днища резервуара и в его средней части расположены водораспределительная и водосборная системы. В верхней части био-сорбера расположены лотки отвода очищенной воды и промывной воды. Между секциями биосорбера расположен общий эрлифтный канал.

Водосборная система (средний дренаж) присоединена к всасывающему коллектору эрлифтов, а водораспределительная нижняя система (нижний дренаж) соединена с напорным каналом эрлифтов.

Средний и нижний дренажи конструктивно выполнены аналогично и представляют собой сборно-распределительную систему низкого сопротивления с центральным коллектором и боковыми распределителями. Дырчатые распределители среднего дренажа оборудованы наклонными щитками с углом наклона к горизонту 60°. Щитки снабжены регулируемыми пластинами, обеспечивающими возможность изменения ширины щели между ними 12 в пределах 20 – 50 мм.

Козырьки нижней дренажной системы наклонены к горизонту под углом 70°. Нижние кромки козырьков уложены непосредственно на гладкое днище резервуара. В нижней части козырьков у самого днища устроены овальные отверстия. Средний дренаж разделяет активированный уголь на два слоя: нижний – псевдоожиженный и верхний – плотный.

Сточная вода подается в эрлифтный канал, откуда вместе с циркулирующей водой, подаваемой эрлифтами в напорный канал 8, поступает в нижнюю распределительную систему, которая равномерно распределяет весь поток по площади биосорбера. Поднимаясь вверх со скоростью около 30 м/ч, этот поток взвешивает нижний слой активированного угля, обеспечивая его псевдоожижение. При этом циркуляционный поток насыщается растворенным кислородом в эрлифтах при перекачке воды, что обеспечивает благоприятные условия для развития микроорганизмов, которые закрепляются на частицах активированного угля в псевдоожиженном слое. В результате многократных проходов через псевдоожиженный слой, где органические загрязнения сорбируются активированным углем и одновременно окисляются закрепленными на его поверхности микроорганизмами, сточная вода очищается.

Пройдя сквозь взвешенный слой, поток воды разделяется. Циркуляционный расход равномерно собирается средней дренажной системой и отводится во всасывающий коллектор эрлифтов, откуда подается эрлифтами в напорный канал 8 и вновь поступает в нижнюю распределительную систему.
Очищенная вода отделяется от циркуляционного потока, проходит через щели между козырьками среднего дренажа, профильтровывается сквозь плотный верхний слой активированного угля, освобождаясь от взвешенных веществ, поступает в верхние лотки отвода очищенной воды и отводится из сооружения.

По мере заиливания фильтрующего слоя задержанными взвешенными веществами осуществляется его гидравлическая промывка. Для этого открывается клапан лотка отвода промывной воды и закрывается клапан коллектора среднего дренажа.

Рис. 14.17. Биосорбер:
1 – прямоугольный резервуар; 2 – водораспределительная система; 3 – водосборная система; 4 – лотки отвода очищенной воды; 5 – то же, промывной воды; б – эрлифтный канал; 7 – всасывающий коллектор эрлифта; 8 – напорный канал эрлифта; 9 – центральный коллектор; 10 – боковой распределитель; 11 – наклонные щитки; 12 – регулируемые пластины; 13 – козырьки нижней дренажной системы; 14 – псевдоожиженный слой; 15 – плотный фильтрующий слой; 16 – эрлифт; 17 – клапан лотка отвода промывной воды; 18 – клапан коллектора среднего дренажа

При этом расход воды, подаваемой эрлифтами из соседних секций через нижнюю распределительную систему, проходит через щели между козырьками среднего дренажа и взвешивает плотный фильтрующий слой угля, в результате чего происходит отмывка задержанных загрязнений и их удаление с промывной водой через лотки. Для промывки используется очищенная вода из других секций биосорбера, накопленная над промывными лотками.





Похожие статьи:
Депонирование осадков сточных вод

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Очистка сточных вод

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум