Очистка сточных вод. Технологические процессы и

Установки

Сточные и хозяйственно-бытовые воды, образующиеся на МБУ в процессе жизнедеятельности людей, служат одним из источников загрязнения окружающей среды. Считается, что хозяйственно-быто­вые воды менее опасны в эпидемиологическом отношении, чем сточ­ные. Поэтому, согласно Конвенции МАРПОЛ—73/78, обработке с целью обеззараживания и очистки должны подвергаться только сточные воды. Однако в России действуют более жесткие нормы, тре­бующие подвергать очистке и обеззараживанию как сточные, так и хозяйственно-бытовые воды. Качество сточных и хозяйственно-быто­вых вод определяют следующие основные показатели: коли-индекс; взвешенные вещества; биохимическое потребление кислорода за 5 сут (БПК-); содержание свободного активного хлора.

Коли-индекс является показателем содержания болезнетворных бактерий в сточных водах, он указывает количество бактерий груп­пы «коли» (кишечная палочка), содержащееся в 1 л стоков (шт./л). Взвешенные вещества служат мерой оценки загрязненности сточных вод нерастворимыми соединениями (мг/л) и характеризуют качество очистки вод от нерастворимых и минеральных веществ. БПК. опреде­ляется количеством кислорода, необходимого для биохимического раз­ложения органических загрязнений, содержащихся в 1 л воды, в тече-

пне 5 сут при температуре 20 °С без доступа воздуха и света (мг/л). Содержание свободного активного хлора характеризует наличие в удаляемой за борт воде остаточного хлора в случае применения хлор-содержащего вещества в качестве обеззараживающего.

Сточные и хозяйственно-бытовые воды по физико-химическому составу загрязнений весьма разнообразны. В них входят минераль­ные и биологические загрязнения в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии (табл. 13.5).

По своему составу сточные и хозяйственно-бытовые воды МБУ значительно отличаются от береговых коммунальных стоков. Концен­трация загрязнений в стоках МБУ в 2—3 раза выше, чем в комму­нальных (табл. 13.6).

Это объясняется небольшой протяженностью трубопроводов МБУ, что не позволяет загрязнениям претерпевать значительные физико-химические изменения; более высокой концентрацией загряз­нений из-за применения раздельного отвода сточных, хозяйственно-бытовых вод и стоков из медицинских помещений и большей нерав­номерностью поступления в течение суток; более низкой нормой водоснабжения. Количество сточных вод на МБУ на одного челове­ка составляет примерно 50 л/чел в сутки, а вместе с хозяйственно-бытовыми водами 250—300 л/чел. В соответствии с требованиями «Правил по предотвращению загрязнения с судов» PC 1993 г., Меж­дународной конвенции МАРПОЛ-73/78 и санитарным правилам для ПБУ качество сбрасываемых за борт сточных вод должно соответ­ствовать следующим параметрам:

коли-индекс — не более 1000 шт./л;

взвешенные вещества — не более 50 мг/л;

БПК₅ — не более 50 мг/л;

остаточный активный хлор — не более 5 мг/л.

Очистку сточных и хозяйственно-бытовых вод осуществляют чаще всего физическими, химическими или биологическими метода­ми. В судостроительной практике обычно применяют различные их комбинации, например физико-химические, биохимические, исполь­зующие элементы химической обработки, электрохимические и др.

Биологический метод очистки является наиболее приемлемым. Он заключается в воздействии на загрязнения в стоках различными аэробными микроорганизмами, образующими активный ил. Процесс очистки включает в себя измельчение отходов, аэрирование жидко­сти, отстаивание ее от активного ила, химическое обеззараживание путем хлорирования. Обеззараживанию подвергаются также хозяй-

 

32 Зак. 724

Таблица 135 Физико-химический состав загрязнений в сточных и хозяйственно-бытовых водах

 

Загрязняющее	Содержание загрязнений, мг/л
вещество	в сточных водах	в хозяйственно-бытовых водах
Минеральные	600-700	100-400
Органические	800-1400	100-400
Биологические	108—1014	103-10б

Таблица 13.6 Загрязненность судовых и коммунальных сточных вод при использовании гравитационной сточной системы

Контролируемый показатель	Судовые сточные	Коммунальные
	______ воды_____	сточные воды
Коли-индекс, шт/л	10и-1016	10, 0-1014
Взвешенные вещества, мг/л	500-1000	200-400
Биохимическая потребность	500-800	200-400
кислорода за 5 сут, мг 02 /л

ственно-бытовые воды, не подвергавшиеся до этого предварительной очистке. Отработавший активный ил, содержащий бактерии, собира­ется и возвращается в аэрационную цистерну.

Преимуществами таких установок являются простота конструк­ций и обслуживания; они, как правило, полностью автоматизирова­ны и требуют малого расхода химических реагентов и затрат труда. Существенным недостатком служит длительность запуска установки в действие после значительных перерывов в работе. Как правило, в течение первых 7—14 сут после запуска в установке развивается ак­тивный ил, и очистка не производится. Процесс ввода можно уско­рить за счет введения в аэрационную емкость активного ила, приня­того с береговых очистных сооружений. Кроме того, химический состав ила очень сложен и может значительно меняться в зависимости от концентрации стоков и равномерности их поступления, солености и температуры. Ил чувствителен к наличию в стоках поверхностно-ак­тивных веществ, а при прекращении подачи стоков он через 20—30 ч погибает.

К установкам биохимического действия относятся установки «Трайдент» (Япония), «Фаст» (США), «Био Компакт» (ФРГ), «Унекс-Био» и «Унекс-Симултан-15» (Финляндия) и др. Типичной

установкой с биохимической очисткой воды является установка типа «Трайдент», схема которой приведена на рис. 13.2. Основой ее слу­жат четыре блока: / — приема и сбора сточных вод; II — аэрации; III — отстоя ила; IV — обеззараживания. Сточные воды поступают в блок I через сетку 5, на которой задерживаются, а затем измельчаются потоком крупные фракции. По мере накопления в блоке / сточные воды переливаются в блок аэрации II, куда с помощью воздуходувок 10, через воздухораспределитель 8 непрерывно поступает воздух. Благода­ря этому обеспечивается перемешивание сточных вод с активным илом и начинается биологическое разложение загрязнений, размельчение оставшихся крупных частиц и окисление органических веществ, нахо­дящихся в сточных водах. Углекислый газ при этом выводится через вентиляционный канал 4. Далее очищенная вода поступает вместе с активным илом в блок отстоя III, выполненный в виде конического бункера, чтобы облегчить сползание активного ила на дно. Для интен­сификации процесса отстоя и снижения влияния качки на работу ус­тановки внутри бункера размещены наклонные пластины 2.

Рис. 13.2. Схема установки типа «Трайдент»

Очищенные и отстоявшиеся сточные воды перетекают в блок IV, а осевший на дно бункера активный ил с помощью специального устрой­ства — эрлифта 3 вновь направляется в блок II для последующего цикла процесса очистки. Работу эрлифта 3 обеспечивает воздух от воздухо­дувок 10. Вместе со сточными водами в блок обеззараживания IV по-

ступают и хозяйственно-бытовые. Обеззараживание осуществляется гипохлоритом кальция Са(СlO)₂, который подается при помощи дози­рующего устройства 1. Уровень воды в блоке IV регулируется датчи­ками нижнего 13 и верхнего 14 уровней. Откачка очищенной и обез­зараженной воды осуществляется с помощью насоса 12 осушительного трубопровода 9 и клапана 11. При необходимости можно осушать и блоки I и II используя клапаны 6 и 7. Вентиляция установки осуще­ствляется по воздуховоду 4.

Установки с физико-химическим принципом действия, как пра­вило, очищают и обеззараживают одновременно как сточные, так и хозяйственно-бытовые воды, образующиеся на судах. Для этой цели используются химическая обработка, реагентная коагуляция, осажде­ние взвешенных и скоагулированных загрязнений, флотация, фильт­рование, окисление загрязнений и др. Установки физико-химической обработки имеют более сложные технологические схемы и конструк­цию по сравнению с установками биологической очистки. Однако скорость процессов обработки стоков в них в 10—20 раз выше, что обусловливает меньшие габариты и массу. Технологическая схема обработки судовых сточных и хозяйственно-бытовых вод с исполь­зованием физико-химических методов приведена на рис. 13.3. Эти установки обеспечивают быстрое включение в работу, высокую про­изводительность, незначительную зависимость от солености и темпе ратуры стоков, возможность автоматизации. Они не имеют ограни­чений по минимальной производительности. Если на судне используется установка с производительностью, превышающей тре­буемую для данного судна, то качество очистки не ухудшается,

 

Рис. 13.3. Технологическая схема физико-химической обработки сточных и хозяйственно-бытовых вод

1 — поступление сточных и хозяйственно-бытовых вод; 2 — подача раствора коагулян­та; 3 — подача обеззараживающего агента; 4 - сброс за борт или на рециркуляцию

а уменьшается лишь время работы установки в сутки. К недостаткам таких установок относятся наличие большого количества вспомога­тельных механизмов, более низкое качество очистки, чем в биологи­ческих установках, значительное количество шлама (2-5 % от объе­ма сбрасываемых за борт очищенных вод).

Физико-химический принцип действия используется в установ­ках «Нептуматик-МОХ» (Швеция), «Пуритек» и «Омнипурс» (США), «Аква-Санз» (Япония), «Атлас» (Дания), ЭОС (Россия) и др. Наиболее известны установки «Нептуматик» типа МОХ (М — механическая, О — окислительная, X — химическая обработка). Принцип их работы основан на применении реагентной напорной флотации с последующим обеззараживанием хлорсодержащими реа­гентами. Эти установки предназначены для обработки всех судовых сточных и хозяйственно-бытовых вод. Принципиальная схема установ­ки представлена на рис. 13.4.

Первый этап обработки вод (механический) заключается в следу­ющем. Сточные и хозяйственно-бытовые воды 1 подаются в усредни-тельную емкость I. При этом крупные загрязнения задерживаются на решетке 17, а воздух выходит через отверстие 2. По мере заполнения емкости I срабатывает датчик 16 верхнего уровня и включается по­гружной насос 14, подающий стоки через самоочищающееся сито 3 в расширительную емкость II. Отключается насос при срабатывании дат­чика нижнего уровня 15. При наполнении емкости II часть стоков че­рез сито 3 вновь перетекает в емкость I. С помощью насоса 14 стоки перемешиваются и измельчаются.

На втором этапе (окисления) грязная вода подается циркуляцион­ным насосом 4 в резервуар III, где создается повышенное давление для образования перенасыщения раствора воздухом. Из резервуара III часть жидкости через эжектор 5, подающий в обрабатываемые стоки воздух через патрубок 6, возвращается в расширительную емкость II (вторая ступень циркуляции). Интенсивное перемешивание воздуха с загряз­ненной водой в эжекторе в сочетании с обработкой в насыщенной кислородной среде под давлением обеспечивает быстрое биологичес­кое разложение органических загрязнений, в результате чего обеспечи­вается значительное снижение БПК₅.

На последнем этапе (химическая обработка и сепарация дозиру­ющими насосами) в стоки, поступающие из резервуара III во флота­ционную емкость IV, вспрыскивается реактив 12 для коагуляции коллоидных загрязнений, например, хлорное железо, и обеззаражи­вающий реактив 13 (гипохлорид кальция или гипохлорид натрия).

Рис. 13.4. Схема установки для очистки сточных и хозяйственно-бытовых вод типа «Нептуматик-МОХ»

Под влиянием хлорного железа происходит прилипание загрязнений и образование крупных хлопьев. Во флотационной емкости IV при снижении давления происходит процесс флотации скоагулированных коллоидных и взвешенных загрязнений пузырьками воздуха, выде­ляющимися из перенасыщенного раствора. При этом одновременно осуществляется процесс обеззараживания стоков (снижение до мини­мума коли-индекса).

Выделяемые из стоков загрязнения образуют на поверхности флотационной емкости IV пену, которая скребковым транспортером 7 направляется к отверстию 11, ведущему в шламовую емкость, а ос­вободившиеся объемы флотационной емкости IV заполняются возду­хом через отверстие 8. Очищенная вода скапливается в емкости V, из которой насосом 9 по трубопроводу 10 поступает за борт.

Типоразмерный ряд установок «Нептуматик-МОХ» обеспечива­ет пропускную способность в пределах от 4, 0 до 28, 0 м³/сут.

В отечественном судостроении разработаны установки типа ЭОС, основанные на электрохимическом принципе действия. Установки способны обрабатывать и сточные, и хозяйственно-бытовые воды. Принципиальная схема установки приведена на рис. 13.5.

Сточные и хозяйственно-бытовые воды от соответствующих сис­тем поступают по трубопроводу через сетку 9 отделения крупнофрак-

 

Рис. 13.5. Схема установки для очистки сточных и хозяйственно-бытовых вод типа ЭОС

ционных загрязнений и специальную воронку в усреднителъную емкость II, где накапливаются до определенного уровня. Регенерация решетки 9 осуществляется путем вращения со скоростью 1000 об/мин электродви­гателем 7. Кроме того, загрязнения с сетки 9 удаляются путем промыв­ки забортной водой. Загрязнения, выделенные из стоков и сброшенные с сетки, образуют шлам, скапливающийся в емкости I и осушаемый от воды судовыми средствами. После осушки, пройдя дробилку 10, шлам откачивается насосом 11 в судовую сборную цистерну Воздухообмен в емкости I осуществляется вентилятором 8.

По мере накопления стоков в усреднительной емкости II сраба­тывает датчик верхнего уровня 4, включается насос 1, подающий жидкость в узел тонкой очистки III (электрохимической очистки и обеззараживания), в котором расположены блок 6 алюминиевых элек­тродов коагулятора и три блока 5 графитовых электродов. Проходя последовательно через блоки электродов, на которые подается посто­янное напряжение, обеспечивающее номинальный ток, стоки подвер­гаются электрохимической очистке коагуляцией коллоидных загряз­нений на растворимых электродах 6 и электрофлотацией коллоидных и взвешенных веществ на нерастворимых электродах 5.

Одновременно с процессом электрохимической флотации проис­ходит процесс обеззараживания сточных вод. Обеззараживание сточ­ных вод обусловлено совместным действием следующих процессов: обработки воды с помощью активного хлора, электрохимически вы­деляющегося на электродах в результате окисления хлоридов; изме­нения рН в анодном и катодном пространствах блоков электродов; прямой инактивации бактерий на электродах; воздействия электри­ческого поля в межэлектродном пространстве. Очищенные и обезза­раженные стоки поступают в сборную емкость IV, откуда насосом 2 откачиваются за борт судна. Качество откачиваемой воды контроли­руется прибором 3.

Установки типа ЭОС нашли широкое применение на отече­ственных СПБУ и ППБУ. В частности, на СПБУ «Арктическая» в состав системы сточных вод входит установка ЭОС-15 произво­дительностью 15 м³/сут. Так как производительности установки не хватает для обработки всех стоков, хотя при перегрузке она может переработать до 18 м³ стоков в сутки, то на СПБУ предусмотрена сточная цистерна емкостью 40 м³, что вполне достаточно для задан­ной автономности СПБУ, равной 30 сут. Сточная система предус­матривает автоматическую подачу стоков из цистерны сточных вод в установку ЭОС-15 насосом ФГС-25/14, с дозировкой по сигналу

заполненности учредительной емкости установки. В процессе рабо­ты установки ЭОС - 15 образуется шлам, количество которого состав-

ляет порядка 1%, от общего количества сточных и хозяйственно-бытовых вод

V_шл = qnA 

где q — расчетное количество сточных вод на 1 чел./сут, равное 0, 2 м³; п — численность экипажа, чел.; А — автономность СПБУ, сут;  — доля шлама, образующегося при работе установки ЭОС-15 и со­ставляющего около 1 % от общего количества сточных и хозяйствен­но-бытовых вод, равное 200 л. Тогда

V_шл =0, 2*84*30*0, 01 = 5, 04 м³.

Шлам в системе отводится в сборную цистерну емкостью 10 м³, способную обеспечить накопление шлама за всю автономность СПБУ.

На открытой палубе СПБУ предусмотрены патрубки с фланца­ми международного образца и шланг для выдачи шлама или сточных вод на суда-сборщики насосами сточной системы за время, не пре­вышающее 1 ч.

Установка ЭОС-15 автоматизирована. Она предусматривает авто­матическое опорожнение сточной цистерны в усреднительную ем­кость с учетом заполнения и опорожнения последней. Установка имеет возможность аварийной остановки насосов с ВП. В ЦПУ по­ступает сигнал о заполнении на 80 % цистерн сточной водой и шла­мом, об отсутствии электропитания и возникновении аварийной си­туации.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. ІІ. Политические процессы в 1980—1990-е гг.
2. Алгебраическая сумма всех электрических зарядов любой замкнутой системы остается неизменной (какие бы процессы ни происходили внутри этой системы).
3. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МЯСНОГО СЫРЬЯ
4. Биохимические и физико-химические процессы при производстве кисломолочных продуктов и мороженого
5. Биохимические и физико-химические процессы при производстве сыра
6. Введение в психологию. Психические процессы.
7. Введенное формализованное описание сложной системы как условно/событийной системы позволяет не только описывать ее структуру, но и анализировать динамические процессы, происходящие в ней.
8. Влияние ксенобиотиков на физико-химические свойства цитоплазмы, транспортные функции биологических мембран и метаболические процессы в клетке.
9. Влияние лидерства на организационные процессы. Теоретические концепции лидерства. Формальное и неформальное лидерство. Источники власти в организации. Формирование системы лидерства в организации.
10. Влияние экономического кризиса на организационные процессы
11. Вопрос 31. Судебно-психологическая экспертиза. Предмет, основания, повод.
12. ВЫВОД. В тексте все предложения связаны между собой по смыслу, т. е. рассказывается не о разном, а об одном и том