ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
Механическая очистка сточных вод
Данный способ в основном используется для первичной очистки. На этом этапе отделяются грубые нерастворимые фракции. Так как сточные воды образуются в самых различных областях человеческой деятельности — от производства стали до стирки белья — и могут содержать очень разные типы загрязнений, то под каждую задачу были разработаны свои методы очистки.
Основные типы механической очистки сточных вод: процеживание, фильтрация, отстаивание (осаждение), центрифугирование, флотация. Каждый метод в свою очередь имеет различные варианты исполнения, что позволяет подобрать лучший способ фильтрования для конкретной задачи — учитывается тип загрязнения, необходимая степень очистки, продолжительность и скорость процесса и т.д.
Методы механической очистки чрезвычайно разнообразны — можно отделить частицы как органического, так и минерального происхождения. Поэтому область применения методов механической очистки стоков очень широка — городские очистные станции, промышленные обрабатывающие и производственные предприятия, добыча полезных ископаемых, автономная канализация для загородного дома и многое другое.
Процеживание
Процеживание — это вариант общего метода фильтрации, когда из раствора устраняются крупные посторонние примеси. Часто такие примеси могут иметь повышенную твердость — например, при промывке руды. Поэтому для процеживания используются не тонкие фильтры-сетки, а решетки и сита, которые устанавливаются непосредственно перед отстойником.
Из-за простоты и надежности наибольшее распространение получили неподвижные решетки, хотя иногда используются подвижные. Изготавливаются решетки из стальных стержней, которые могут иметь круглое или квадратное сечение. Предпочтительнее стержни с квадратным сечением, так как они засоряются меньше круглых. Ширина прозоров между стержнями составляет 1,5-50 мм, ширина рабочей зоны решетки от 30 мм до 1200 мм. Движущаяся решетка может быть сделана в виде бесконечного гибкого привода (типа гусеницы танка) или спирального шнека. Находясь в постоянном движении, привод и шнек зачерпывают решетками очищаемую массу, вода уходит, оставшиеся на прутьях твердые фрагменты сбрасываются на транспортерную ленту.
Очень часто процеживающее устройство совмещается с дробилкой, чтобы отделенные решеткой полезные фракции (или загрязнения) измельчались и сразу шли в дальнейшую переработку. При необходимости режим процеживания может быть изменен на режим фильтрации. То есть искомые частицы будут не задерживаться на решетке, а проходить сквозь и накапливаться в сборнике.
Сита используются для извлечения более мелких (0,5-1,0 мм) частиц загрязнений или полезных веществ. Сита подразделяются на плоские вибрационные или качающиеся, и на барабанные вращающиеся. Сито для процеживания может быть использовано при обогащении полезных ископаемых, на заводах по производству муки, круп, комбикорма и т.п.
Фильтрация
фильтрация
Вода пропускается сквозь пористый или сетчатый материал с отверстиями определенного размера, при этом посторонние частицы задерживаются. Вместо единого фильтрующего блока может быть применена засыпка из гранул нужного размера и форм. Засыпной вариант иногда удобнее тем, что забитый фильтр можно просто промыть и снова использовать, тогда как неразъемный фильтр часто приходиться выбрасывать при невозможности очистить.
Метод фильтрации является наиболее популярным за счет своей простоты и эффективности. Огромное разнообразие типов фильтров позволяет решать не менее разнообразный круг задач. Фильтрование может быть многоступенчатым, при этом на каждом этапе отсеиваются частицы определенного размера. Если загрязнение носит исключительно механический характер — например, различные фракции песка — то многоступенчатое фильтрование способно обеспечить практически полную очистку воды от посторонних примесей.
Гравитационное отстаивание
отстаивание
Наиболее распространен статичный вариант отстаивания — под действием естественных гравитационных сил часть загрязнений оседает на дно, после чего удаляется. Другое название — седиментация. Такой метод называется статичным отстаиванием, является наиболее простым и дешевым, но и самым продолжительным по времени. Отстаиванию подвергаются различные объекты — от грубых взвесей до различных суспензий и эмульсий. В зависимости от размеров частиц, их плотности и структуры, а также от характеристик жидкости (вода, масло и т.д.), механическое отстаивание может длиться от нескольких секунд до нескольких недель.
На методе отстаивания основано осветление хозяйственно-бытовых стоков в анаэробном септике. За счет поэтапного отстаивания в каждой камере стоки разделяются по плотности: на дно оседают тяжелые фракции, легкие фракции всплывают, образуя пленку на поверхности, а в следующую камеру септика переливается частично осветленная вода.
Динамическое отстаивание
Существуют настолько мелкие и легкие пылевидные, тонкодисперсные частицы, что механическое гравитационное отстаивание будет неэффективным, особенно в плотной жидкости. Возможно, для полного статичного осаждения пришлось бы ждать месяцы или годы. Для такой ситуации был разработан динамический (проточный) вариант механического отстаивания. Данный метод более сложен в исполнении. В конструкции отстойника используется постоянное горизонтальное или вертикальное движение потоков очищаемой жидкости. Последовательная работа резервуаров в этом режиме более эффективна, чем параллельная.
Существуют различные виды динамического отстаивания — периодическое и непрерывное. Для этого используются, соответственно, отстойники разных конструкций для периодического или непрерывного действия. Основное различие методов в том, что уловленный продукт (частицы, жидкость) отводятся периодически, либо в течение всего процесса.
Два режима отстаивания — периодический и непрерывный — могут применяться попеременно, что повышает конечную эффективность. Например, таким методом очищаются пластовые или сточные воды, из которых выделяется нефтепродукты.
Центрифугирование
центрифугирование
По своему физическому принципу данный метод очистки очень похож на гравитационное отстаивание. Используется принцип разделения неоднородной системы (в нашем случае это "жидкость-твердые частицы") на фракции. При вращении центрифуги возникающая центробежная сила заменяет силу гравитации, заставляя крупные и средние твердые частицы загрязнения в зависимости от массы и плотности смещаться и скапливаться в разных зонах, где они затем будут отделены от основной массы воды. Центрифугирование удобно тем, что можно в очень широких пределах менять скорость вращения, создавая центробежную силу, во много раз превышающую силу гравитации при статичном отстаивании. Например, ультрацентрифуги, работающие в вакууме для снижения трения и сопротивления воздуха, создают центробежную силу до 500 000 g. Другими словами, на фильтруемый объект действует ускорение в 500 000 раз превышающее ускорение свободного падения на уровне земли. При таком мощнейшем воздействии даже имеющие небольшие различия в плотности масса тонкодисперсных частиц разделяется на слои.
Флотация
флотация
В отличие от седиментации, то есть осаждения, флотация представляет собой обратный процесс. Вещество, отделяемое от раствора или водной суспензии (пульпы), поднимается и скапливается в верхнем слое жидкости. Процесс подъема организуется с помощью подачи воздуха или другого газа, подходящего по химическому составу и физическим свойствам. Пузырьки газа, проходя сквозь слой очищаемой жидкости, захватывают и поднимают к поверхности посторонние частицы. В зависимости от физических свойств частицы делятся на гидрофобные и гидрофильные. Это различие проявляется в разной степени смачиваемости, благодаря которой частицы разделяются. На поверхности жидкости из пузырьков с прилипшими к ним частицами образуется пена, которая легко удаляется.
Очистные установки, использующие данный метод, называются флотаторами. В зависимости от поставленной задачи, флотация, как и все остальные методы механической очистки, позволяет очищать жидкость от посторонних включений, либо добывать частицы полезного сырья из растворов. Обогащение полезных ископаемых часто происходит методом флотации. Из-за огромного количества модификаций метод флотации активно используют разные отрасли промышленности: горноперерабатывающая, химическая, пищевая и др.
Дополнительная информация
Что делают с накопившимися загрязнениями после процедуры механической очистки? Прежде всего скопившийся осадок обезвоживают. Для этого используют центрифуги, гидроциклоны, фильтрпрессование и вакуумфильтрацию. Если осадок представляет ценность как сырье, его можно вторично использовать на производстве. Этим достигается не только экономия сырья, но и меньше загрязняется окружающая среда, так как производство частично переходит на замкнутый цикл.
Популярные модели
АСТРА 3
- Проживание: 3 чел.
- Производительность: 0,6 м 3
- Вес: 120 кг
АСТРА 5
- Проживание: 5 чел.
- Производительность: 1,0 м 3
- Вес: 250 кг
АСТРА 5 миди
- Проживание: 5 чел.
- Производительность: 1,0 м 3
- Вес: 225 кг
