Очистка сточных вод. Очистные сооружения промышленных стоков.

Хозяйственно-бытовые сточные воды образуются в процессе жизнедеятельности человека. Это могут быть сточные воды бытового характера (то есть с содержанием фекальных масс, остатков пищи, моющих веществ, частиц грунта, бытового мусора и так далее), производственного (обусловлены загрязнением хозяйственно-бытовых сточных вод технологическими отходами, остатками сырья и так далее).

Состав бытовых сточных вод в большинстве населенных пунктах примерно одинаков. В результате изучения типов и количества сточных вод было выяснено, что на кухонные потребности (например, на приготовление еды и мытье посуды) приходится около 20-ти процентов сточных вод от одной семьи, душ и ванну – 25-ти процентов, туалетные смывы – 35-ти процентов, стирку белья – 20-ти процентов. Туалетные и кухонные стоки – источники 75-ти процентов загрязнения сточных вод бытового характера.

Загрязнения в сточной воде представляют собой взвеси, коллоиды и растворы. Стоит отметить, что 40 процентов загрязнений приходится на минеральные вещества. Речь идет о частицах грунта, пыли и минеральных солей (фосфатов, азота аммонийного, хлоридов, сульфатов и так далее).

Органические загрязнения весьма разнообразны и образуются в результате того, что в воду поступают отходы жизнедеятельности людей и животных, остатки пищевых продуктов и сырья. Органические загрязнения состоят из жиров, белков, углеводов, клетчатки, спиртов, органических кислот и некоторых других веществ.

Содержание загрязнений органического характера в воде отражают косвенные показатели. Речь идет о химической потребности в кислороде (то есть ХПК) и биологической потребности в кислороде (БПК). ХПК является величиной, показывающей количество кислорода, которое необходимо для полного химического окисления органических веществ, находящихся в сточной воде. БПК является выражением количества кислорода, необходимого для биологического окисления органических веществ в аэробных условиях.

Бактериальное загрязнение - особый вид загрязнения сточных вод бытового характера. В сточных водах содержится огромное количество бактерий (речь идет и о патогенных бактериях) и вирусов различного происхождения. Что касается патогенных бактерий, то они могут существовать в организме людей, животных, птиц. При попадании в сточные воды (или же в водоемы) некоторые бактерии погибают, вследствие отсутствия специфического субстрата или же неподходящей для их жизнедеятельности температуры. Однако некоторые бактерии сохраняют свою активность. В сточных водах может быть определенное количество туберкулезных бактерий, лептоспиров, бруцелл, бактерий туляремии, вибрионов холеры и так далее. Различные бактерии сохраняются в водах в течение различных периодов времени. Именно поэтому кишечная палочка является индикаторным показателем фекального загрязнения вод. Количество клеток бактерий этой кишечной палочки в водах определяет, насколько загрязнена вода бактериями, пригодна ли она для питья и можно ли использовать ее в культурно-бытовых целях.

Требования к эффективности очищения сточной воды основаны на общем состоянии окружающей среды и на качестве воды в водоеме.

Каждый водоем в своем естественном состоянии имеет в составе различные организмы. На интенсивность энергетического обмена этих организмов влияют климатические и биотические факторы. Сообщество организмов не может быть абсолютно стабильным на протяжении долгого времени. Организмы, которые отмирают, постепенно заменяются другими. Вследствие воздействий извне в биоценозе могут появиться другие виды, которые более приспособлены к новым условиям. Поскольку среда в значительной степени влияет на видовой состав ее обитателей, то в идентичных местах обитания существуют идентичные сообщества, а при изменении среды разные виды подменяют друг друга в определенной последовательности. Такая постепенная смена биоценозов на определенном участке среды именуется сукцессией.

В результате сукцессии количество воды в водоеме имеет тенденцию к сокращению. Данный процесс ускоряется по мере того, как уменьшается глубина водоема. Жизнедеятельность биоценоза приводит к наращиванию дна за счет откладывания остатков отмирающих организмов. При разложении органических остатков в воде повышается концентрация органических соединений, а также биогенных элементов (азот и фосфор). В результате этого увеличивается синтез новых органических веществ, и водоем начинает мелеть. Процесс сукцессии начинается в центре водоема, а его развитие приводит к образованию сперва болота, а затем и леса на его территории.

При естественных условиях процесс сукцессии происходит довольно медленно. При интенсивном антропогенном воздействии сукцессия водоемов осуществляется в течение нескольких десятков лет, вместо целых веков их эвтрофикации. Эвтрофикация – это явление, при котором повышается продуктивность водных экологических систем. Кроме того при этом процессе изменяется видовой состав гидробионтов.

Биоценоз обладает способностью усваивать и перерабатывать различные химические вещества, в том числе и сточные воды, привносимые в него, то есть самоочищаться. Самоочищение представляет собой физические, химические, биологические и другие процессы, которые приводят к тому, что качество воды восстанавливается до уровня, соответствующего тем водоемам, которые не подверглись загрязнению. Иными словами, самоочищение является частью общеприродного процесса изменения веществ и энергии. Данный процесс приводит к распаду загрязняющих веществ на соединения, участвующие в круговороте веществ. Если их концентрация снижается при простом разбавлении или переносе в другой район, то это не является самоочищением.

Что касается самоочищающей способности рек и озер, то она достаточно ограничена. Поэтому увеличение объема сточных вод сверх порогового значения будет приводить к быстрому накоплению загрязнений, что может привести водоем к полной потере возможности самоочищения.

Для того чтобы оценить самоочищающую способность водоемов при незначительном загрязнении легкоразлагаемыми органическими веществами при рассредоточенном выпуске сточных вод, достаточно изучить обычные санитарно-гигиенические показатели, определить разбавление сточных вод и изучить кислородный режим водоема. Учитывая современные масштабы загрязнения вод, плотность распределения источников загрязнения, увеличение числа загрязняющих веществ, можно сделать вывод, что проблема самоочищения вод существенно обострена.

Основной фактор естественного процесса изменения вещества в биосфере, а, значит, и процесса самоочищения – это живые организмы. Формирование биологически чистых вод, в которых не содержатся токсические и радиоактивные вещества, а также патогенные организмы и которые имеют все нужные соли и микроэлементы, происходит под влиянием гидробионтов.

Основная роль в самоочищении водоема отводится бактериям, имеющим огромное разнообразие метаболических форм и развивающихся при разнообразных условиях окружающей среды (температура, кислотно-щелочной баланс, концентрация кислорода и так далее). Благодаря широким метаболическим возможностям бактерий могут вовлекать в круговорот любые вещества естественного происхождения, а также вещества, синтезированные человеком.

В наши дни при круговороте веществ огромное значение отводится потреблению воды для питья и хозяйственных нужд, а также очистке сточных вод и сброс очищенных вод в водоемы. Еще пятьдесят лет назад перед тем, как осуществить сброс в водоемы, просто снижали концентрацию взвешенных веществ, а также обеззараживали сточные воды. Затем требования к сбросу сточных вод стали ужесточаться. Кроме того, предъявляются дополнительные требования касаемо удаления фосфора и азота.

Требования к отведению сточных вод в поверхностный водоем касаются существующих выпусков вод производственного и хозяйственно-бытового значения, а также поверхностного стока с населенных территорий и сточных вод, которые относятся к отдельно стоящим домам и производственным зданиям.

Если учесть, что практически все водоемы в России на данный момент отнесены к источникам вод рыбохозяйственного значения, то разрабатывая технологии и сооружения для очистки сточной воды, необходимо ориентироваться именно на те требования, которые предъявляются к данной категории водоемов.

Стоит отметить, что в России, в отличие от других стран, к качеству очищенной сточной воды предъявляются более высокие (в некоторых случаях и чрезмерно жесткие) требования.

При сбросах вод в черте населенных пунктов требования, касающиеся состава и свойств вод водоема, относятся и к сточной воде. Если в водоем поступает несколько веществ, которые имеют одинаковые лимитирующие показатели вредности, сумма отношения концентрации каждого веществ в водоеме к ПДК не должна быть больше 1:

∑ⁿ_i=1[С_i/ПДК_i] ≤ 1

где n – общее число загрязняющих веществ, C – концентрация компонента i в водоеме, ПДК – предельная допустимая концентрация для i компонента i.

Если сопоставить требования по удалению из сточной воды органических и химических загрязнений, можно выявить ингредиенты, которые нужно удалить в первую очередь. Удаление остальных загрязнений будет происходить в качестве сопутствующего эффекта.

Благодаря научно-техническим достижениям в настоящее время разрабатываются технологии очистки, которые позволяют получать высококачественную воду. Для этого применяются механические, физико-химические и биологические методы очистки.

Требования, касающиеся качества очищенной сточной воды, должны быть основаны на таких показателях как экологическая необходимость, экономическая целесообразность и технологические возможности.

Дефицит природных ресурсов заставляет бережнее относиться к расходованию воды, поэтому задача очистки сточных вод, повторного использования воды и организации замкнутых циклов водоснабжения становится приоритетной в различных отраслях производства. Нефтехимия, металлургия, целлюлозно-бумажная и горнорудная промышленность являются наибольшими потребителями пресной воды и ее загрязнителями, поэтому они являются приоритетными при внедрении передовых технологий очистки воды.

Очищение сточной воды осуществляется с целью снижения концентрации загрязнений, сбрасываемых в водоемы. Что касается критериев очистки сточной воды, то на них в значительной степени влияет способность водоема, куда происходит сброс, к самоочищению. Биологическая очистка проводится с помощью биофильтров или аэротенков. Физико-химические методы предполагают использование коагуляции с помощью химических реагентов с последующим отстаиванием и фильтрованием. Качество бытовой сточной воды после физико-химических и биологических очисток не сильно отличается по показателям БПК_полн и ХПК. Различие можно заметить по таким показателям, как аммонийный азот, фосфаты, ПАВ и взвешенные вещества.

Сегодня фильтровальное оборудование получило широкое применение в системах очистки бытовых и производственных стоков при очистке воды и водоподготовке в оборотной системе водоснабжения промышленных предприятий.

Во всех фильтровальных процессах принимают участие две основных группы:

• установки с неподвижной фильтрующей перегородкой;
• установки с зернистым, то есть несвязным фильтрующим слоем.

Фильтры первой группы служат своего рода уловителями каких-либо полезных элементов, содержащихся в сточных водах предприятия. Так же они могут использоваться для получения осадков небольшой влажности.

Установки второй группы - фильтры с зернистым, то есть несвязным фильтрующим слоем, применяются на производстве для очистки достаточно большого количества сточных вод. Кроме того, они нередко используются в системе водоснабжения промышленных предприятий.

В системах очистки стоков на предприятиях среди фильтрующего оборудования с неподвижной фильтрующей перегородкой используются:

• барабанные вакуум-фильтры с исходящим полотном;
• дисковые фильтры;
• картриджные фильтры патронного типа;
• ленточные вакуумные фильтры;
• листовые (пластинчатые) фильтры;
• фильтры-прессы

В очистке сточных производственных вод на предприятии среди фильтров с зернистым (несвязным) фильтрующим слоем используются:

• фильтры напорные;
• безнапорные фильтры.

Стоки также разнородны, как и выпускаемая предприятиями продукция. Поэтому наряду с отстойниками на очистных сооружениях используются:

• Гидроциклоны – для очистки стоков химических производств;
• Скрубберы, выпарные и другие термические аппараты – для радиоактивных, содержащих сульфаты и некоторые другие вещества стоков;
• Гидравлические или механические смесители – для нейтрализации кислот;
• Адсорберы и десорберы – для связывания или выделения органических и летучих неорганических веществ, включая газы, и другие устройства.

Другими словами, выбор способа первичной очистки сточных вод происходит исходя из особенностей и вида производства.

Все установки на производстве используются, главным образом, для очистки стоков от твердых механических частиц, различных смол, масел и нефтепродуктов.

Чтобы свести загрязнения окружающей среды к минимуму, при проектировании очистных сооружений стремятся использовать получаемые в ходе очистки отходы в качестве сырья для получения ценных продуктов, а сточные воды очищаются для повторного использования.

Установки механической очистки сточных вод – это фильтры, решетки, отстойники, песколовки, флотаторы. Данные сооружения удаляют, как правило, только грубодисперсные примеси. К сооружениям биологической очистки относятся биологические фильтры и треды, аэротенки. В процессе доочистки используются такие процессы, как фильтрование, ионный обмен, флотация, обратный осмос и абсорбция. В процессе создания бессточных химических производств значение доочистки сильно возрастает.

Для выполнения биологической очистки используются сооружения, которые выполнены в виде одного компактного блока, включающие в себя несколько ярусов отстойников и секционированные аэротенки, которые рассчитаны на большой процент ила. Производительность такого сооружения составляет 100 тыс. м³ в сутки. Данный блок выполняет полную очистку, в также тепловую обработку промышленных и бытовых сточных вод.

Биологическая очистка проходит в два этапа, между которыми проходит озонирование, а также включает в себя использование физико-химических методов доочистки сточных вод.

Сточные воды, которые загрязнены химически, должны проходить биологическую очистку, а после этого смешиваться с бытовыми и хозяйственными сточными водами и направляться на вторичную биологическую очистку. После этого проводится озонирование, хлорирования и обработка ингибитором. И только потом очищенная вода может направляться в систему оборотного водоснабжения.

Чтобы произвести очистку тонкодисперсных суспензий, может использоваться центробежный сепаратор, имеющий функцию выгрузки осадка на ходу. Данный сепаратор представляет собой барабан, оснащенный набором тарелок, вращающихся от электродвигателя через фрикционную центробежную муфту и винтовую зубчатую передачу.

В процессе очистки сточных вод на химических производствах имеет смысл применять гидроциклоны, позволяющие регулировать процессы осветления, классификации, сгущивания, а также повышать эффективность разделения суспензий и пульп.

Для того чтобы термически обезвредить сточные воды путем концентрирования и получения сухого остатка с последующим его сжиганием, используются выпарные аппараты, печи, распылительные сушилки, скрубберы (Вентури), аппараты с кипящим слоем материала и клисталлизаторы.

В том случае, если необходимо концентрирование сточных вод, используются выпарные одноярусные и многоярусные аппараты, которые могут иметь принудительную или естественную циркуляцию. С помощью таких аппаратов можно концентрировать радиоактивные сточные воды или сульфатные щелоки.

При обезвреживании сточных вод, содержащих свободные кислоты, применяется нейтрализация гашеной известью, содержащей 5-10% активной извести. Для того чтобы смешать сточные воды с известковым молоком, используются гидравлические смесители, а также смесители, оснащенные барботированием сжатым воздухом и механическими мешалками.

Адсорберы, имеющие подвижный и неподвижный слой адсорбента, применяются для удаления минеральный и органических соединений со сточных вод.

В случае, когда необходимо удалить из сточных вод растворенные органические жидкости, используются перегонные аппараты и ректификационные колонны.

Сточные воды большинства химических производств содержат летучие неорганические вещества, такие как аммиак, сероуглерод, сероводород и другие. Для выделения растворенных в сточных водах газов применяют десорберы, которые могут быть пенными, насадочными, барботажными или распылительными.

Аппараты воздушного охлаждения применяются в установках для охлаждения сточных вод.

Для обезвоживания осадка используются пассивные и активные технологии – фильтрование и центрифугирование соответственно. Фильтры обезвоживания могут быть поверхностными (сетчатые или тканевые) или донными из зернистых материалов (песок, гравий, щебень). Поверхностные фильтры не так стабильны, как донные, эффективность которых выше. Однако обезвоживание осадка донными фильтрами идет медленно, происходит быстрое заиливание фильтров, а сами фильтры требуют больших площадей.

Механизмы активного обезвоживания осадка (центрифуги) на порядок производительнее и эффективнее фильтров. Горизонтальные центрифуги быстро отжимают влагу, образуя осадок низкой влажности, который легко удаляется шнеком. Скорость вращения шнека регулируется в соответствии со свойствами осадка. Для тонкодисперсных загрязнителей используется такая разновидность центрифуги, как сепаратор. За счет разделения жидкости и взвешенных частиц по их плотности происходит непрерывная выгрузка осадка на ходу.

Очистные сооружения являются обязательным подразделением каждого промышленного предприятия. Они разделены на локальные (цеховые) и общезаводские. Локальные сооружения, как правило, являются продолжением технологических линий. На этой стадии из сточных вод различными способами извлекаются ценные компоненты, которые могут быть возвращены в производство или использоваться в другом месте:

• Флотация – сбор веществ, чей удельный вес меньше, чем у воды (нефтепродукты, жиры и т. д.);
• Абсорбция и адсорбция – извлечение ценных компонентов происходит за счет их связывание со специальными реагентами с последующим разделением;
• Ректификация – разделение жидких смесей, основанное на различной упругости паров компонентов;
• Ионный обмен и другие способы регенерации сточных вод.

После подобной обработки вода может быть использована повторно или отправлена на общезаводские сооружения для дальнейшей очистки, которые в свою очередь могут обеспечивать первичную, вторичную и третичную обработку стоков.

Стадия первичной или механической очистки заключается в удалении крупнодисперсных загрязнений. К числу устройств, обеспечивающих эту функцию, относятся решетки, песколовки, ильные отстойники, флотационные установки. Вторичная или биологическая очистка предполагает обеззараживание воды на аэротенках, биофильтрах и биопрудах. После этой стадии обработки стоков их можно сливать в естественные водоемы. В замкнутых (бессточных) системах водоснабжения используется также третичная очистка или доочистка сточных вод с использованием фильтров тонкой очистки, обратного осмоса и т.д.

Характеристика стадии биологической очистки стоков

Очистные сооружения промышленного предприятия могут занимать значительные площади и оснащаются сложным оборудованием и коммуникациями. В зависимости от характера загрязнений сточные воды могут поступать сразу на соответствующую стадию очистки. Если они свободны от механических загрязнений, процесс начинается со стадии биологической очистки, являющейся основным элементом очистных сооружений, минуя первичную очистку.

Процесс биологической очистки осуществляется в два этапа с промежуточным обеззараживанием (озонирование, хлорирование, ингибирование) для того, чтобы избежать ударных доз реагентов. Современные станции биологической очистки достаточно компактны, что достигается созданием многоярусной системы отстойников и секционных аэротенков, но при этом способны справляться с большим количеством ила.

Коалесценция, коагуляция

Практически все дисперсные системы являются неустойчивыми, потому что в них имеется тенденция к укрепнению частиц. Коалесценция – это укрупнение капель или пузырей в следствии их слияния.

Коагуляция является процессом, при котором нейтрализуется отрицательный заряд коллоидных частиц, присутствующих в водах, и образуются относительно крупные частицы (хлопья), имеющие способность к осаждению. В процессе обработки воды используются такие коагулянты, как соли алюминия или известь.

Если ввести в воду соли алюминия или же железа, то они переходят в гидроокись через промежуточные соединения в процессе полимеризации. Промежуточные продукты гидролиза более эффективно удаляют загрязнения, нежели конечные продукты. Промежуточные продукты существуют очень непродолжительное время. Поэтому необходимо обеспечение интенсивного (быстрого) перемешивания, для того чтобы в контакт с коагулянтов вступило как можно большее количество загрязнений. Этого можно добиться с помощью распределения коагулянта в сточной воде в месте наибольшей турбулентности потока.

В настоящее время реагентная обработка – это основной способ, с помощью которого из воды удаляются соединения фосфора. Если ввести традиционные минеральные коагулянты (соли алюминия или же известь), то растворенные соли ортофосфорной кислоты образуют соединения, выпадающие в осадок.

Процессы, которые связанны с разделением неоднородных систем, очень важны в химической технологии для подготовки сырья, а также очистки готовых продуктов, сточных вод и выделения из них ценных компонентов.

Для санитарной очистки сточных вод постоянно осваиваются новые эффективные технологии, позволяющие создавать современные очистные сооружения. Из-за постоянного роста химической и нефтяной промышленности возникает необходимость в снижении потребления чистой воды, и снижении образующихся стоков, не пригодных для повторного использования, что диктует разработку замкнутых циклов водоснабжения, обеспечивающих бессточный технологический процесс.

Сорбция

Адсорбция является поглощением загрязнения поверхностью твердых тел. Она осуществляется за счет диффузии молекул органического вещества через пленку, которая окружает частицы адсорбента. Сорбция, как правило, применяется в том случае, если концентрация загрязнения достаточно мала, то есть при глубокой очистке. В данном случае возможно получить практически нулевую концентрацию остаточных загрязнений.

Что касается скорости и эффективности адсорбции, то на эти показатели влияет структура самого сорбента, химическая природа загрязнения, а также активная реакция среды. Стоит отметить, что степень адсорбции снижается с ростом температуры, несмотря на то, что скорость диффузии увеличивается. При помощи сорбции возможно извлечение из воды биологически стойких органических веществ.

Одними из лучших сорбентов, применяемых для удаления их воды растворенных органических веществ, являются активированные угли. Их эффективность определяется наличием в них микропор. Суммарный объем микропор – основная характеристика активного угля, которая приводится для каждой его марки. Активные угли могут адсорбировать вещества, имеющие неприродное происхождение: фенолы, спирты, эфиры, кетоны, нефтепродукты, «жесткие» поверхностно-активные вещества, органические красители, хлорамины и т.д. С помощью данного метода возможно снижение концентрации органических соединений на 99 процентов.

В процессе сорбции на угли не должна попадать вода, которая содержит взвешенные вещества, способные экранировать поры активного угля. Уголь, который исчерпал свою сорбционную емкость, необходимо полностью заменить.

Если добавить окислители (озон или хлор) перед тем, как подать воду на угольный фильтр, то возможно увеличение срока службы активного угля и улучшение качества очищенных вод. Если совместно проводить сорбцию и озонирование, то можно добиться синергического эффекта. Благодаря сочетанию сорбции и озонирования возможно снижение в несколько раз расходов озона и угля, а, следовательно, и снижение стоимости самой очистки.

Совмещение хлорирования воды сорбции позволяет удалять аммонийный азот. Недостатком этого способа является увеличение концентрации хлоридов в очищенных водах. Однако есть и преимущество: увеличивается срок службы угля до его замены или же регенерации, вода полностью обеззараживается, органические вещества удаляются из воды более эффективно.

Если в качестве сорбентов также используются оксиды алюминия, природные минералы, содержащие кальций и магний. Они позволяют удалять из воды соединения фосфора. Эффективность этого способа иногда достигает 100 процентов. Тем не менее, данная методика разработана слабо.

Технологическая схема двухступенчатой доочистки сточных вод

Примером организации процесса очистки сточных вод может служить нижеприведенная технологическая схема, где реализован двухступенчатый вариант очистки:

Первая ступень фильтра загружается песком, диаметр зерен которого составляет 1,8 мм. Фильтрование осуществляется со скоростью 10 м/ч. Продолжительность промывки фильтра водой составляет 5 минут. Объем промывных вод составляет 4 процента от величины очищенных вод. Для фильтра первой ступени используется водовоздушная промывка. Продолжительность этой промывки достигает 5 минут.

Вторая ступень фильтрации происходит в сорбционном фильтре, загруженном сорбентом на 3,0 метра. Диаметр зерен загрузки – 1 мм. Продолжительность промывки составляет 5 минут. Ее необходимо уточнять при использовании фильтров. Длительность фильтроцикла – 24 часа. Сорбционные фильтры могут работать до регенерации около 4-х суток.

Проведение фильтрации в две стадии позволяет не нагружать излишне более дорогой сорбционный фильтр, отделяя грубые примеси в более дешевом и простом песчаном фильтре. Этим достигается экономия средств и оптимизация процесса.

Химическое окисление

Остаточные растворенные органические загрязнения из сточных вод могут удаляться с использованием сильных окислителей (озон, хлор, перманганат калия и так далее).

Озон – это сильный окислитель, молекула которого состоит из трех атомов кислорода (0₃), который может разрушать в водном растворе при нормальном температурном режиме различные органические вещества.

В процессе озонирования происходит окисление многих устойчивых к биологическому разрушению органических веществ, в том числе и «биологически жестких» ПАВ. Наиболее интенсивно ПАВ окисляются при высоких температурах. При озонировании возможно окисление как растворенных, так и взвешенных органических веществ, присутствующих в сточных водах. Поскольку взвешенные вещества возможно удалить из вод с помощью более простых технических средств, то для того, чтобы снизить расход озона, озонирование применяется на заключительном этапе глубокой очистки сточной воды после того, как из воды максимально удалены взвеси.

В отличие от других окислителей (например, хлора) озон обладает рядом весомых преимуществ. Он может быть получен прямо на очистном сооружении. При этом в качестве сырья для получения выступает технический кислород или же атмосферный воздух. Кроме того, процесс получения озона полностью автоматизирован. Озонирование применяется из-за своей высокой реакционной способности и сильного бактерицидного действия. Именно поэтому озон – это перспективный окислитель в технологиях глубокой очистки сточной воды.

Окисление органического загрязнения с помощью активного хлора не может быть рекомендовано как самостоятельный метод, поскольку в процессе этого окисления образуются токсические и канцерогенные хлорорганические соединения.

Фильтрующая центрифуга представляет собой аппарат периодического действия. Основной ее частью является перфорированный барабан, насаженный на вращающийся вал. На этом барабане находится фильтровальная ткань. Между тканью и барабаном, как правило, помещают дренажную сетку.

Суспензия загружается в барабан сверху, после чего он приводится во вращение. Фильтрат при помощи центробежной силы проход через осадок, а также через фильтрованную перегородку и перфорацию барабана. После этого он попадает на кожух и выводится из системы. После того как процесс фильтрации окончен, происходит выгрузка осадка из барабана вручную.

Центрифуги не так часто используются для очистки сточных вод, как фильтры или методы осаждения. Их непопулярность связана с тем, что это электроемкий процесс.

Центрифуги разделяются на фильтрующие и отстойные. При очистке сточных вод для грубодисперских систем применяются фильтрующие центрифуги, а для разделения суспензий по размеру и плотности используются отстойные центрифуги. Для того, чтобы очищать сточную воду на производстве, применяются отстойные центрифуги.

Самой важной характеристикой центрифуги является продолжительность процесса центрифугирования, а также фактор разделения.

Фактор разделения вычисляется по формуле:

Ф_Р = (ω²·r)/g

где ω – является угловой скоростью вращения (рад/с),
r – радиус вращения (м).

Для того чтобы выделить из сточных вод средне- и тонкодиспергированные примеси, используются центрифуги, имеющие фактор разделения более 2500. Если говорить про экономическую целесообразность, то рекомендуется применять центрифуги для локальной очистки сточных вод, особенно в том случае, если выделяемый осадок является ценным, то есть его можно рекупировать. В таком случае применение реагентов невозможно, так как будет происходить загрязнение рекупированного осадка.

Центрифуги периодического действия рекомендуется использовать в том случае, если концентрация нерастворимых примесей в сточной воде меньше, чем 2-3 г/л, а также в том случае, если образующиеся осадки не цементируются.

Общим конструктивным признаком типовой противоточной центрифуги, изображенной на рисунке, приведенном ниже, является то, что ось цилиндроконического ротора расположена горизонтально, а внутри него расположен шнек. Шнек с ротором вращаются в одном направлении, однако имеют различную частоту. Благодаря этому шнек транспортирует осадок, который образовывается вдоль ротора, к выгрузочным окнам, расположенным в узкой половине ротора.

Центрифуга

Ротор центрифуги, расположенный на опорах, вращается при помощи электродвигателя благодаря клиноременной передаче. Привод шнека приводится в действие через редуктор от ротора центрифуги. Ротор закрывается кожухом, снабженным перегородками. Кожух отделяет камеру, которая необходима для выгрузки осадка, от камеры, где происходит отвода фугата. В случае перегрузки аппарата защитное устройство останавливает работу центрифуги и подает звуковые и световые сигналы.

Во время работы центрифуги суспензия подается по питающей трубе во внутреннюю полость шнека. Отсюда суспензия поступает в ротор. Под воздействием центробежной силы происходит ее разделение, при этом на стенках ротора осаждаются твердые частицы. Жидкость после осветления выбрасывается из ротора, переливаясь через порог слива. Диаметр этого порога регулируется при помощи сменных заслонок или поворотных шайб. Для изменения технологического режима в центрифугах используется изменение скорости подачи суспензии, а также частота вращения ротора. Помимо этого технологический режим регулируется изменением величины диаметра сливного порога.

Фильтрующие центрифуги применяются при разделении суспензий на мелко- и среднезернистые, то есть для тех суспензий, размер частиц которых не превышает 30 мкм и с объемной концентрации до 10%. В том случае, если обрабатывается суспензия, концентрация твердых веществ в которой меньше, цикл ее разделения значительно удлиняется. Также центрифуги такого типа предназначены для работы с короткими циклами, в отличие от других центрифуг периодического действия.

Основными устройствами для очистки стоков от крупнодисперсных загрязнений являются отстойники. Происходящий в них процесс называется осветлением стоков, после которого можно переходить к стадиям более тонкой очистки и обеззараживания. Все отстойники делятся на три больших группы: горизонтального, вертикального и радиального типа периодического или непрерывного действия.

Для того чтобы выделить вещества, которые находятся в сточных водах в виде грубодисперсных смесей, используются отстойники, имеющие различные конструкции.

В том случае, если сточные воды поступают периодически или при небольших расходах, то применяются отстойники периодического действия, которые представляют собой железобетонные или металлические резервуары с коническим днищем.

Если расход сточных вод достаточно большой, то используются отстойники непрерывного действия. Они разделяются на вертикальные, горизонтальные и радиальные. Вертикальные отстойники – это квадратные или цилиндрические резервуары, имеющие коническое днище, производительность которых достигает 3000 м³/сутки. Однако производительность таких отстойников составляет на 10-20 процентов меньше, чем соответствующих радиальных или горизонтальных. Вертикальные отстойники используются на общезаводских очистных сооружениях.

Горизонтальные отстойники - это прямоугольные резервуары, имеющие глубину от 1,5 до 4 метров и длину от 8 до 12 метров.

Радиальные отстойники – это резервуары, имеющие диаметр 60-100 метров. Вода в таки отстойниках движется по радиусу к периферии.

Возможности отстойников разного типа и принцип их работы

Вертикальные и горизонтальные гравитационные отстойники используют силу тяготения для естественного выпадения загрязнителей в осадок. У вертикальных отстойников резервуары круглой или квадратной формы с коническим днищем до 10 метров диаметром или в поперечнике. Суточная производительность отстойников этого типа может достигать 4000 м³, но по своей эффективности они уступают другим типам устройств. 

Отстойники горизонтального типа – это прямоугольные резервуары длиной до 15 и глубиной до 5 метров. За счет большей площади поверхности производительность горизонтальных отстойников примерно на 10% выше, чем у вертикальных.

Наиболее эффективными являются радиальные отстойники, в которых стоки движутся по принципу сливной воронки – от периферии к центру, используя дополнительно центробежный эффект. При этом диаметр резервуаров может быть более 100 метров. После осветления стоки поступают на последующие стадии обработки, а образовавшийся осадок подлежит обезвоживанию.

Решетки применяются для очистки сточных вод от механических загрязнителей больших размеров. Для этих целей выбирают решетки с прутьями, имеющими круглое, квадратное, прямоугольное или другое сечение и со стороной ячеек 16-19 мм. На насосных станциях устанавливают решетки с еще более крупными ячейками в зависимости от объема обрабатываемой воды.

В системе решетки устанавливаются неподвижно или могут иметь возможность перемещения. Очистка ячеек от осевших загрязнителей может осуществляться как вручную, так и механически. Ручная очистка целесообразна при небольшом количестве крупных частиц, как правило, если их объем не превышает 0,1 м³/сут. При большем содержании твердых примесей в воде для очистки решетки используются механические грабли. Также в помещении устанавливаются грузоподъемные механизмы для уноса отделенных примесей.

Решетки могут монтироваться вертикально или наклонно. При этом значения не имеет напорная эта система или нет. Для более легкой очистки решетки от мусора угол наклона выставляют равным 60⁰ к горизонтальной плоскости.

При выборе решетки учитывают объем и скорость потока. Так чем выше скорость потока, тем меньше могут быть размеры ячеек решетки. При увеличении расхода воды ячейки должны быть более крупными. Также необходимо принимать во внимание потери напора в решетке, зависящие от толщины и формы стержней, величины ячеек и угла наклона установленной решетки.

Выбор решетки, как правило, ведется по заданному расходу сточных вод, подлежащих очистке. В таком случае определяют необходимую суммарную площадь зазоров решетки по формуле:

F = Q_max/v

F – суммарная площадь зазоров решетки, м²;
Qmax – максимальный расход сточной воды, м³/с;
v – скорость потока в зазорах решетки, принимается равной 0,8-1 м/с.

1. Введение. Общее описание

Установка, включающая в себя:

• установку физико-химической очистки
• установку ультрафильтрации
• установку обратного осмоса
• установка обработки шлама

Установка рассчитывалась на основе анализа сточной воды и требования к очищенной воде.
Предлагаемое нами решение уже имеет подтвержденный положительный промышленный опыт.
Рассматриваемый расход установки очистки сточных вод по этому проекту равен 14 м³/час.
В целом же производительность установки может варьироваться как в большую, так и в меньшую сторону и зависит от количества часов работы установки в сутки и дней в неделю.

Пример:
Для 5500 м³ - месячного объема:
Если завод сливает воду 5 дней в неделю, установка должна работать около 20 часов в день.
Если завод сливает воду 6 дней в неделю, установка должна работать около 16 часов в день.
Если завод сливает воду 7 дней в неделю, установка должна работать около 14 часов в день.
В любом случае, это зависит от часов работы установки.
Чем выше объем, подлежащий очистке, тем большее количество часов установка должна работать.
Комплексная установка очистки воды будет включать в себя несколько последовательных стадий очистки, на основе следующих процессов:

• химико-физическая очистка;
• физическая очистка;
• ультрафильтрация;
• обратный осмос

Выходные качества воды выходящей с очистки будет полностью соответствовать предъявляемым требованиям, к очищенной воде.

2. Цикл очистки

Линия для сточной воды, содержащей CR⁶⁺

Вода будет храниться в накопительных резервуарах из PE (полимер), объемом 3 м³ и будет поступать с различных производственных линий. Центробежный горизонтальный насос будет подавать воду в реактор для сокращения (концентрации) хрома при среднем расходе 1000 литров / час.

Реактор уменьшения концентрации хрома

Сточная вода, содержащая хром, будет поступать в цилиндрический реактор со средним объемом 500 литров, сделанным из FRPV (полимер).
Реактор будет предоставлен с электрической мешалкой.
Внутри реактора будет производиться дозировка следующих химреагентов:

• бисульфит натрия (хром ⁶⁺ + уменьшение (концентрации));
• серная кислота (стабилизация pH).

Бисульфит будет контролироваться цифровым прибором измерения окислительно-восстановительного потенциала, в то время как серная кислота будет контролироваться pH-метром.
Вода после очистки будет поступать самотеком в другой реактор установки большего размера.

Линия для сточных вод, несодержащих CR⁶⁺

Резервуар хранения сточных вод

Вода, подлежащая очистке, должна быть в наличии в подземном резервуаре хранения / накопительном резервуаре воды.
Объем резервуара будет в среднем 200 м³.
Предоставляемый резервуар будет оснащен воздухораспределителями и воздуходувкой, которые будут обеспечивать должное смешивание сточной воды.
Центробежный насос будет подавать воду на первую ступень очистки.

Реактор нейтрализации и флокуляции

Вода под давлением будет поступать в реактор, где будет происходить ее смешивание с флокулирующими химреагентами. Этими флокулирующими агентами будут являться: флокулянт для превращения загрязняющих веществ в хлопья осадка, регулятор pH для нейтрализации пульпы (как кислотной, так и основной), коагулянт флокуляции для утяжеления осадка и улучшения осаждения, агент осаживания свинца (сульфид натрия).
Дозировочные станции регулируются цифровым регулятором pH.
Реактор сделан из PRFV(полимер), средний объем 5000 литров и предоставляется с электрической мешалкой.

Очистка шлама - тонкослойный отстойник
Образованная в реакторе пульпа самотеком поступает в тонкослойный отстойник, в котором происходит осаждение основной массы мехвзвесей и обработанных реагентами трудно осаждаемых веществ.
Отстойник сделан из нержавеющей стали.
Образуемый в тонкослойном отстойнике осадок будет поступать в реактор - сгуститель на установку фильтр пресса, а осветленная вода на следующую ступень очистки.

Очистка осветленной воды
После очистки и осветления, вода поступает самотеком в промежуточный резервуар усреднитель, откуда центробежным насосом подается на многокомпонентное фильтрование.
Устройство контроля уровня будет контролировать работу насоса;
когда будет достигнут максимальный уровень заполнения резервуара, устройство остановит подающий насос установки.
Резервуар усреднитель будет цилиндрическим вертикальным, сделан из PE (полимер), объем 10 м³.

Фильтрование через многокомпонентные песочные фильтры
Фильтровальная станция состоит из 3 электросварных колонн, сделанных из углеродистой стали. Колонны наполнены аккуратно просеянным фильтрующим материалом c разным размером гранул (кварцевый песок). Это ступень необходима для удаления всех взвешенных частиц из очищаемой воды.
Когда датчик показывает, что фильтр забит, его правильное функционирование восстанавливается путем обратной промывки осветленной водой. Эта операция производится автоматически при помощи автоматических клапанов с пневматическим приводом.
Сжатый воздух необходим для работы пневматических клапанов.
Вода обратной промывки потом подается в резервуар хранения воды, подлежащей очистке. После фильтрации, вода, вытекающая под давлением, подается в накопительный резервуар, сделанный из PE, средний объем 15 м³.

Дозировка химреагентов
Дозировка групп химреагентов будет полностью автоматической, и будет состоять из следующего:

Ультрафильтрация
Система обратного осмоса
Вода, вытекающая из резервуара хранения фильтрованной воды, отправляется в систему ультрафильтрации, состоящую из серии мембран работающих под давлением.
Установка получает сточную воду, направляемую центробежным горизонтальным насосом подачи с рабочим расходом 17 м³/ч.
После прохождения мембран образуются пермеат и концентрат.
Чистый расход составляет 14 м³/ час.
Считается, что средний расход концентрата 3 м³/час, который направляется в канализационные коллекторы.
Узел ультрафильтрации состоит из 8 параллельно работающих резервуаров, в каждом из которых содержится одна ультрафильтровальная мембрана.

Система поставляется со следующим оборудованием:

• насос обратной промывки очищенной водой и соответствующей автоматизацией;
• установка химической очистки, предоставляется вместе с насосом (химводо)очистки, рабочим резервуаром и соответствующими станциями дозирования химреагентов.

Фаза химической очистки будет произведена, когда рабочий расход упадет ниже средних 10-15 %.
Очищенная вода, вытекающая под давлением из системы, хранится в резервуаре - хранения очищенной воды, объемом 15 м³.

Система обратного осмоса
Очищенная на установке ультрафильтрации вода подается насосом на установку обратного осмоса. Насос будет работать при рабочем расходе 17 м³/ч

Предочистка

включает в себя:

Мешочный фильтр
Вода с фильтрации поступает в два мешочных параллельно работающих фильтра, с тонкостью фильтрации 1 микрон. Крышка с зажимом V-образной формы позволяет быстро производить ТО и заменять мешки фильтра, которые могут промываться и повторно использоваться много раз в зависимости от характеристик воды на входе.

Станция дозирования антискаланта
Дозировочная станция предназначена для добавления антискаланта (гексаметафосфат натрия), который использоваться для контроля образования карбонатных, сульфатных отложений, а также отложений фтористого кальция. Эта станция предоставляется с насосом и резервуаром хранения.

Доочистка

Станция регулировки основного pH
Станция дозирования предназначена для добавления регулятора основного pH, (гидроксид натрия) для того, чтобы поднять значение pH до требуемых пределов.
Дозировка pH будет контролироваться цифровым pH-метром.
Станция предоставляется в комплекте с насосом и резервуаром хранения.
Очищенная, вытекающая под давлением из системы обратного осмоса вода, направляется в резервуар хранения для дальнейшего использования.

Химическая линия шлама

Сгущение шлама
Шлам, который собирается на дне тонкослойного отстойника, будет периодически откачиваться специальным центробежным насосом и автоматически направляться в резервуар - сгуститель.
Процесс извлечения шлама происходит автоматически, ход процесса контролируется электронным контролером, который калибруется во время испытания установки.
Контроллер дает команду открыть пневмоклапан и запустить насос установленный на узле вывода шлама с тонкослойного отстойника.
Сгуститель шлама, представляет собой цилиндрический резервуар объемом 4000 литров, изготовленный из PRFV (волокнистый полимер), оснащенный специальной низкоскоростной мешалкой со специально разработанным пропеллером шиберного типа.

Обезвоживание шлама
Из сгустителя шлам направляется на фильтр пресс.
Фильтр-пресс полуавтоматического типа, с автоматическим открыванием и закрыванием пластин. Когда обезвоженный шлам удаляется с фильтр-пресса, он собирается на ленточном транспортере, который транспортирует его приемный резервуар-контейнер.

3. Отдельные компоненты установки

3.1 Многослойное многокомпонентное фильтрование
Станция фильтрации состоит из трех фильтров, работающих параллельно.
Предложена технология напорной фильтрации.
Многослойные фильтры широко используются по всему миру для фильтрации обычного нисходящего потока воды. Многослойные фильтры обычно состоят из 4-х слоев мелкозернистого песка, с гранулами различного размера. Многослойные фильтры были разработаны для более дальнего проникновения взвешенных частиц, находящихся в жидкости, в фильтрующий слой, с целью использовать больше рабочего пространства фильтрующего слоя.
Более глубокое проникновение твердых частиц в фильтрующий слой также позволяет дольше эксплуатировать фильтр, поскольку сокращается потеря напора.
Для сравнения, в тонких однослойных наполнителях, извлечение большинства взвешенных частиц происходит в верхних миллиметрах слоя, вызывая быстрое засорение фильтра.
Фильтры предоставляются с автоматической промывкой, которая может быть произведена с помощью программируемого реле времени.
Клапаны - поворотная заслонка автоматического типа, с пневматическим приводом.
Когда фильтры забиты, промывка осветленной водой будет произведена при помощи насоса, который будет работать с расходом 15м³/ч.
Загрязнение, извлеченное из фильтра, направляется в резервуар хранения воды, подлежащей очистке.

3.2 Фильтр-пресс
Предложенный пресс-фильтр является наиболее широко использующимся техническим решением для обработки шлама.
Фильтр оснащен радиоуправлением.

Главными компонентами фильтр-пресса являются:

• Электросварная стальная несущая рама обработанная кислотоупорной, антикоррозионной краской и двумя слоями специальной эпоксидной краски.
• Гидравлическая станция контроля закрытия и открытия фильтра, закрепленная на раме, и предоставляемая в комплекте с двухступенчатым насосом с автоматическим выключателем; электродвигатель 2,2 кВт; предохранительными клапанами, датчиком микропереключателя.
• Подающая установка, состоящая из поршневого двухцилиндрового насоса двойного действия для непрерывного наполнения фильтра и для того, чтобы гарантировать максимальное рабочее давление 15 бар; 24 литровый компенсационный фильтр, сделан согласно из AISI 304 (нержавеющая сталь), оснащен диафрагменным переключателем давления с рабочим диапазоном 15 бар, контролируется датчиком с помощью предохранительного микропереключателя.
• Электрический щиток, шкафного типа, со встроенной сигналом окончания фильтрации.
• Боковые защитные панели металлической решетки для обеспечения безопасности оператора.
• Комплект фильтровальных тканей, сделанных из полипропиленовой мононити или многофиламентной нити с армированным впускным отверстием жидкости по середине.

Предлагаемый фильтр-пресс оснащен s-образным конвейером из нержавеющей стали для удавления кека, образующегося в процессе фильтрации.

3.3 Автоматическая станция приготовления и дозирования полиэлектролита
Станция приготовления и дозирования полиэлектролита является полностью автоматической.
Система приготовления раствора состоит из механизма шнековго микродозирования порошка, предоставляется комплекте с бункером для дозировки порошка, который должен быть растворен в воде.

Эта установка разделяется на две секции:
В первой секции раствор полиэлектролита приготавливается и будет поступать самотеком во вторую секцию, где к нему будет добавляться раствор порошка, и где он хранится для дозировки на установке.
Дозирование осуществляется посредством дозировочного диафрагменного насоса.
Обе секции установки оснащены электрической мешалкой для улучшения смешивания.
Установка сделана из AISI 304 (нержавеющая сталь).
Автоматическое повторное заполнение производится с помощью датчиков уровня, установленных в секциях.

4.0 Технические характеристики установки

Номинальный расход 14 м³ /час

Установке требуется сжатый воздух (при 3,5 бар) для осуществления открытия и закрытия автоматических клапанов

Производительность:

Требуемые энергоресурсы

• Сеть: 400 В+ N+G 50 Гц
• Химико-физическая установка: 17,0 кВт
• Ультрафильтрация: 3,0 кВт
• Обратный осмос: 48,0 кВт
• Общая требуемая мощность: 68,0 кВт
• Сжатый воздух: 6 бар
• Техническая вода P=2,5 бар для подготовки полиэлектролита

КИП

Следующие приборы КИП и А предоставляются для осуществления контроля за работой установки:

• цифровые pH-метры для химико-физических реакторов - 2 шт.
• прибор для измерения окислительно-восстановительного потенциала для химико-физических реакторов; - 1 шт.
• цифровые расходомеры турбинного типа для следующих линий: - 7 шт.
  на выходе линии многослойного фильтрования
  на входе линии ультрафильтрации
  на выходной линии очищенной воды с установки ультрафильтрации
  на выпуске линии концентрата с установки ультрафильтрации
  на входе установки обратного осмоса
  на выходе пермиата с установки обратного осмоса
• цифровой расходомер электромагнитного на линии входа сточной воды в физико-химическую стадию очистки - 1 шт.
• цифровой pH-метр для системы обратного осмоса - 1 шт.
• манометры, где требуется;

Инжиниринг
Мы предоставим на русском языке детальные чертежи гидравлических и гражданских строений / конструкций, которые нужны для монтажа установки.
Для того чтобы правильно разместить и произвести монтаж установки, Заказчик должен обеспечить некоторые бетонные сооружения, такие как бетонные плиты установки, резервуар хранения и т.д.

Отгрузка и сборка на объекте
В целях транспортировки химико-физическая установка предоставляется в частично разобранном виде.
Фильтры поставляются пустыми, но полностью собранными.
Фильтрующий материал будет предоставлен отдельно, упакован в 25 килограммовые мешки, фильтры должны быть заполнены после установки.
Ультрафильтрационная установка полностью собрана на скиде.
Система обратного осмоса полностью собрана на скиде.
Инструкция по сборке будет предоставлена на русском языке.

Заводские испытания
Предварительная сборка будет произведена специализированным персоналом завода и будет следующего типа: механическая и электрическая.
По окончанию сборки технический специалист будет контролировать испытания в сухом состоянии / испытания на герметичность каждой фазы.
После испытаний фаз, установка будет частично разобрана и подготовлена к транспортировке.
Будут также, проводится гидравлические испытания установок ультрафильтрации и обратного осмоса.

Гарантия и инструкция
Установка будет продана с сертификатом соответствия Европейским стандартом.
Инструкция по техническому обслуживанию будет предоставлена на русском языке.

Инструкция будет содержать следующую информацию:

• схема электропроводки
• стандартные инструкции по техническому обслуживанию
• перечень электромеханических компонентов и инструкции для пользователя
• схему потока
• теория очистки
• подтверждение соответствия стандартам Европейского Сообщества

5.0 Опции

После проведенного совещания по утверждению технической стороны проекта, в случае необходимости дополнительно может быть предложено:

• запчасти
• резервные насосы
• другое дополнительное оборудование

6.0 Краткое описание объема поставки

Химико-физическая установка

• 2 шт. погружные насосы подачи сточной воды, 1,1 кВт, сделаны из стали CF-8M (нержавеющая сталь);
• 2шт. горизонтальные насосы подачи сточной воды 0,55 кВт, сделаны из AISI 316 (нержавеющая сталь);
• 1 шт.реактор из FRPV (полимер), объем 500 литров в комплекте с мешалкой,
• 1 шт. реактор из FRPV(полимер), объем 5000 литров в комплекте с мешалкой,
• тонкослойный отстойник из нержавеющей стали AISI 304, в комплекте с 2 шт. автоматическими клапанами спуска осадка;
• 1шт. насос откачки шлам, сделан из чугуна, 1,1 кВт;
• 1 шт. резервуар хранения, цилиндрический вертикальный, объем 10 м³,
• 1 шт. подающий горизонтальный насос фильтров, 3,0 кВт, сделан из нержавеющей стали AISI 316,
• 3 шт. цилиндрические вертикальные многослойные песочные фильтры, сделаны из углеродистой стали, в комплекте с трубами из PVC (полимер) и автоматическими клапанами, автоматические клапаны будут предоставлены с пневматическим приводом двойного действия;
  Диаметр фильтров 950 мм, высота 2300 мм, будут работать параллельно.
  В фильтрах имеется 2 смотровых люка, корпус скида сделан из оцинкованной углеродистой стали;
• КИП согласно соответствующей главе;
• рама из оцинкованной углеродистой стали в комплекте с лестницей, мостиком;
• электрический щит управления по IP55;
• 1 шт. станция приготовления полиэлектролита в комплекте со станцией дозировки порошка, 2 шт. реакторов с электромешалками.
• 3 шт. цилиндрические вертикальные резервуары-хранения закрытого типа (промежуточная емкость), объем каждого 15 м³.

Ультрафильтрация

• 8 шт. модулей ультрафильтрации, спиральная навивка, диаметр 8 дюймов, в комплекте с кожухами для установки в вертикальном положении.
• скид, гидравлические и электрические подсоединения для модулей ультрафильтрации;
• 3 шт. дозировочных станций, каждая в комплекте с насосами пропорционального электронного дозирования объема, производительность 10 л / час и 500 литровым резервуаром из PE (полимер);
• 1 шт. центробежный подающий насос ультрафильтрации, мощность 3,0 кВт;
• 1 шт. центробежный промывочный насос ультрафильтрации, мощность 3,0 кВт;
• 1 шт. рабочий резервуар на 2000 литров (химическая очистка ультрафильтрации);
• КИП согласно соответствующей главе;
• электрический щит управления, исполнение по IP55.

Установка обратного осмоса

• 18 шт. мембран обратного осмоса, спиральная навивка, диаметр 8 дюймов, в комплекте с кожухами для установки в вертикальном положении.
• скид, гидравлические и электрические подсоединения для модулей ультрафильтрации;
• 2 шт. дозировочных станций (антискалант, гидроксид натрия), каждая в комплекте с насосами пропорционального электронного дозирования объема, производительность 5 л/ час и 500 литровым резервуаром из PE (полимер);
• 1 шт. центробежный подающий насос обратного осмоса, мощность 3,0 кВт;
• 1 шт. высоконапорный многоступенчатый вертикальный насос обратного осмоса, 37 бар, 45 кВт
• 1 шт. насос промывки, многоступенчатый вертикальный насос обратного осмоса, 4 бар, 3 кВт;
• 1 шт. рабочий резервуар на 2000 литров (промывка и химическая очистка);
• КИП согласно соответствующей главе;
• 2 шт. напорный мешковый фильтр с тонкостью фильтрации 1 микрон, нержавеющая сталь, работают параллельно;
• электрический щит управления, защищен по IP55.

Обработка шлама

• сгуститель шлама, сделан из FRPV (полимер), в комплекте с низкоскоростной мешалкой, объем 4000 литров;
• пресс-фильтр, в комплекте с 30 шт. пластинами размером 600 x 600, автоматическим закрытием, предоставляется с подающим насосом 2,2 кВт, в комплекте с дополнительным электрическим щитом управления;
• конвейером S-образной формы, 0,55 кВт;

Установка включает следующие компоненты:

А. Система для удаления нефти и смазки, состоящая из:

• статического маслоуловителя

B. Мембранный биологический реактор, состоящий из:

• системы сверхтонкой фильтрации
• системы распределения воздуха
• зонда растворенного кислорода
• датчика окисления-восстановления
• воздушного компрессора
• системы промывки мембранного биологического реактора
• циркуляционного шламового насоса

С. Переработка шлама, состоящая из:

• цилиндрического загустителя
• центробежного отстойника
• полиэлектролитной станции
• насоса для извлечения шлама

В объем поставки также включены:

• электрический шкаф управления
• автоматическое программное обеспечение

Описание процесса:

Входящая грязная вода поступает в статический маслоуловитель, используемый как систему для удаления нефти и смазки, а затем в процесс, который происходит в мембранном биореакторе периодического действия. В этом процессе изменение аэробных и аноксических фаз в биореакторе дает возможность лучшего использования связанного с азотом кислорода для химического окисления (ХПК).

Система состоит из:

• Модуля ультрафильтрации
• Системы распределения воздуха
• Воздушного компрессора
• Система промывки биореактора
• Рециркуляционного шламового насоса
• Датчика растворенного кислорода
• Датчика окисления-восстановления

Часть шлама (определенная биомасса) рециркулирует в мембранном биореакторе для того, чтобы добиться восстановления (уменьшения) шлама с использованием бактерий.

Обработка шлама состоит из:

• Цилиндрический загуститель
• Полиэлектролитная станция
• Центробежный фильтр-отстойник
• Насос для извлечения шлама

Другая часть шлама, поступает в загуститель, где он сгущается в течение длительного времени. От этой установки остаток шлама, с добавлением полиэлектролита подается для обезвоживания.

Два потока всплывающей жидкости от загустителя и центробежного фильтра поступают в мембранный биологический реактор, а обезвоженный шлам, идущий от центробежного обезвоживания, подается в дренаж.

Кроме того, очищенный поток, поступающий от мембранного биореактора, идет в конечный сборочный резервуар (часть потока используется для обратного течения ультрафильтрации, а другая часть используется как поверхностная вода).

Схема процесса очистки сточных вод

Для решения подобной задачи нами предлагается два возможных варианта.

Исходные данные, принимавшиеся за основу для расчета:

Вариант 1

2 отдельных гидроциклонных блока

каждый блок состоит из 22 циклонов диаметром 165 мм расположенных периферийно от центрального распределителя (размеры и внешний вид см. на чертеже)
производительность одного блока 900 м³/ч
гарантированная граница разделения до 20 мкм при D50
Коллекторы верхнего и нижнего продукта изготовлены из углеродистой стали, центральный распределитель изготовлен из высокопрочной стали в комплекте с задвижками из нержавеющей стали между распределителем и циклоном
Давление необходимое на входе в установку 1,75 бар

Стальная конструкция будет подвергнута пескоструйной обработке до класса 2.5 и покрыта 2 слоями качественной краски.

Вариант 2

Модульная система циклонов, состоящая из 12 циклонных модулей, каждый из которых включает в себя 28 мини циклонов.

Общий поток в 1800 м³/ч будет распределяться посредством радиального подающего распределителя по модулям циклонов, нижний продукт выпускается в желоб для нижнего продукта, верхний продукт в желоб для верхнего продукта.

Дополнительно при расчете принимались следующие данные:

Описание

Система состоит из двенадцати 12 циклонных модулей, в каждом 28 мини циклонов, лотка верхнего продукта, лотка нижнего продукта и радиального подающего распределителя.

Циклонный модуль:

• Съемная крышка и внутренняя разделяющая плита для легкого доступа к циклонам.
• Обычное подсоединение для верхнего продукта, боковое
• Обычное подсоединении для подачи, снизу
• Опоры из углеродистой стали (мягкая низкоуглеродистая сталь)
• Смачиваемые участки имеют футеровку из 6 мм ненаполненной резины (вулканизована горячим способом)
• Несмачиваемые участки окрашены RAL5023 (синий)
• Конструкция для низкого давления
• Метрические крепежные элементы, оцинкованные

Мини циклоны:

• Формованный полиуретан, черный

Желоб для нижнего продукта:

• Из углеродистой стали (мягкая низкоуглеродистая сталь)
• Смачиваемые участки имеют футеровку из 6 мм ненаполненной резины (вулканизована горячим способом)
• Несмачиваемые участки окрашены, RAL5023 (синий)

Желоб для верхнего продукта

• Из углеродистой стали (мягкая низкоуглеродистая сталь)
• Смачиваемые участки имеют футеровку из 6 мм ненаполненной резины (вулканизована горячим способом)
• Несмачиваемые участки окрашены, RAL5023 (синий)

Радиальный подающий распределитель

• Из углеродистой стали (мягкая низкоуглеродистая сталь)
• Смачиваемые участки имеют футеровку из 6 мм ненаполненной резины (вулканизована горячим способом)
• Несмачиваемые участки окрашены, RAL5023 (синий)

Промывка фильтрующего материала

Перемешивание Как только манометр показывает избыточное давление в волоконном фильтре смеситель начинает перемешивает фильтрующий материал	Промывка фильтрующего материала После короткого перемешивания начинается промывка фильтрующего материала, при которой подача чистой воды или отфильтрованного материала осуществляется с верхней части корпуса как промывочная жидкость	Возобновление фильтрации После промывки фильтрующего материала смеситель останавливается, чистая вода или фильтрат удаляет все твердые частицы, оставшиеся во взвешенном состоянии в корпусе и восстанавливает фильтрующий слой, после чего фильрация возобновляется

Быстродействующий фильтр тонкой очистки

Сферы применения:

• Промышленная вода
• Сточные воды
• Очистка сточных вод
• Морская вода (сельское хозяйство)
• Вода для бассейна
• Аквариумы и зоопарки
• Водоемы и фонтаны
• Горное дело
• Химическая промышленность

Характеристики

Погружная установка обработки сточных вод представляет собой модульную систему обработки сточных вод, предназначенную для очистки бытовых сточных вод или вод с аналогичными органическими характеристиками. Идеально подходит для обработки сточных вод на участках жилой застройки, в гостиницах, школах, на заводах и морских судах.

В этой системе обработки используется передовая технология био-фильтрации. Обработанная вода соответствует стандартам очищенной воды, применяемым в большинстве стран и регионов планеты.

Преимущества и конструктивные особенности

Конструктивные особенности

• Возможна установка в заглубленном положении.
• В процессе обработки не образуется осадок.
• Отсутствует вредное воздействие на окружающую среду.
• Полностью автоматическая работа в автономном режиме.
• Простота эксплуатации и неприхотливость в техническом обслуживании.
• Новые технологии и высокая производительность.
• Длительный срок эксплуатации.

Типовые установки

• Система обычно устанавливается в заглубленном положении и может располагаться на поверхности, на зеленом поясе оборудования, на парковке или дороге.
• Возможен монтаж в полузаглубленном положении на глубине, установленной в соответствии с заданными требованиями.
• Возможна установка системного оборудования на поверхности почвы вне здания.
• Если предполагается использование оборудования в зонах холодного климата, его можно расположить на значительной глубине, под слоем вечной мерзлоты, при этом смотровое окно может быть выведено наверх.
• Системное оборудование можно скомпоновать и разместить в соответствии с имеющимся пространством без учета стандартных планов и компоновки.

Материалы и конструкция

1. Используемые материалы:
   • Все части и компоненты из нержавеющей стали
   • Пластина из углеродистой стали
   • Конструкция из углеродистой стали и АС (армированного стеклопластика).
   • Полностью из АС
   • Цементно-бетонная конструкция
   • Конструкция полностью из ПВХ
2. Возможна конструкция системы двух типов: Модульные установки или цилиндры
3. Специальные требования: По запросу система может быть разработана для удаления NH3-N и повышенного содержания азота из различных типов органических отходов.

Технические характеристики

Примечания:
1) BOD₅ (биологическая потребность в кислороде) на выходе = 30 мг/л, если на входе BOD₅ = 200 мг/л
2) Технические характеристики установок мощностью более 30 м³/ч предоставляются по запросу
3) Спецификации могут изменяться без предварительного уведомления

Габаритные размеры

Н: Высота (мм)
Н₁: Высота от основания до впускного трубопровода
Н₂: Высота от основания до выпускного трубопровода
DN₁: Номинальный диаметр впускного трубопровода
DN₂: Номинальный диаметр выпускного трубопровода

Примечания:

1. Высота смотрового окна: 200 мм
2. Вентиляционный трубопровод на 150 мм выше Н.

Примечания:

1. Расстояние между блоками: 600 мм
2. Впускной трубопровод расположен посередине
3. Выпускной трубопровод – с правой стороны
4. Габаритные размеры могут быть разработаны с учетом специальных требований.

Использование передовой технологии биофильтрации повысило качество системы до нового уровня в области очистки сточных вод.

Технические характеристики

Технические характеристики

В оборудовании предусмотрено устройство для сбора волос в целях очистки и используется микронабивка для ускоренной фильтрации большого объема воды в плавательном бассейне в связи с высокими требованиями к качеству воды. Раствор для дезинфекции подлежит подготовке на месте, обработанная вода должна соответствовать Государственному стандарту качества воды плавательных бассейнов. Полный комплект оборудования включает устройство для сбора волос, двухканальное очищающее устройство с двойным слоем трехкомпонентного материала, устройство подачи химикатов, устройство для изготовления раствора и т.д., различные унифицированные приспособления для бассейнов различной конструкции. Оборудование может производить большое количество воды, имеет низкое водопотребление. Данное оборудование просто в эксплуатации, занимает мало места, отсутствует необходимость в постоянной промывке насоса. Оно обеспечивает качество обработанной воды, экономит воду на промывке, легко контролируемо. Обладая стабильным качеством, это оборудование идеально подходит для очистки оборотной воды в плавательных бассейнах, при этом его можно также использовать для обеспечения циркуляции и очистки других соответствующих типов воды.

Технические характеристики

Габаритные размеры

Исходные данные

Производительность: 300 м³/сутки

Состав сточных вод, поступающих на очистку:

Требования к качеству очищенной воды:

Цель процесса

Очистка промышленных стоков до нормативных показателей, позволяющих сбрасывать их в городскую канализационную сеть.

Описание процесса

Предлагаемые локальные очистные сооружения включают в себя 4 этапа очистки:

I Этап. Предварительная фильтрация.

Система предварительной фильтрации на основе плоского фильтра необходима для удаления взвешенных частиц из сточных вод, поступающих на очистку. Данная предварительная обработка позволяет оптимизировать эффективность работы установки обратного осмоса (II этап) и вакуумного испарителя (III этап), а также избежать проблем с их загрязнением.

Плоский фильтр устанавливается на резервуаре для воды на уровне, обеспечивающим отделение твердых частиц от воды.

Полностью автоматический режим работы (рабочий цикл 24 часа в сутки).

Технические характеристики

II Этап. Обратный осмос

Обратный осмос - это тип мембранной фильтрации, который работает с использованием насоса высокого давления, заставляющего воду проходить через полупроницаемую мембрану. Необходимое давление зависит от концентрации солей в исходной воде. Чем более концентрирована исходная вода, тем большее давление требуется для преодоления осмотического давления.

Поры мембран установки обратного осмоса достаточно малы, чтобы пропускать воду, не пропуская растворенных солей и других примесей. В системе обратного осмоса получаются два потока с разной концентрацией солей: поток с высокой соленостью (концентрат) и поток с очень низкой соленостью (пермеат).

Предлагаемые мембраны обратного осмоса, представляют собой мембраны с тангенциальной фильтрацией, то есть фильтрация производится перпендикулярно направлению потока.

Технические характеристики

Основные показатели:

• Полностью автоматическое оборудование, выполненное из нержавеющей стали.
• Включает в себя все элементы, необходимые для правильной работы оборудования обратного осмоса:
  • защитная фильтрация (тонкость фильтрации 5 мкм)
  • мембраны обратного осмоса.
  • Электрическая панель управления с ПЛК.
  • Измеритель проводимости пермеата.
  • Ротаметр.
  • Регулирующие клапаны.
  • Насос высокого давления из нержавеющей стали AISI 316.
  • Трубки высокого давления из нержавеющей стали AISI 316.
  • Промывка и химическая очистка состоят из бака определенного объема для рециркуляции воды через мембраны, дозирующего насоса и чистящих реагентов (кислотных и основных).

III Этап. Вакуумная испарительная система

Вакуумная испарительная система представляет собой трехступенчатый термический испаритель для обработки концентрата, образующегося в установке обратного осмоса.

Предлагаемая испарительная установка, выполнена из нержавеющей стали AISI 316.

Подача в сосуды испарителя будет осуществляться параллельно. На этом этапе концентрат, образующийся в установке обратного осмоса, еще больше сгущается в испарителе и, далее, должен быть отправлен на специализированные предприятия для утилизации.

Оборудование работает с использованием насыщенного пара или другой среды (по запросу) для нагрева и охлаждающей воды для конденсации.

Полностью автоматический режим работы (рабочий цикл 24 часа в сутки).

Технические характеристики

Примечание:

Производство дистиллята рассчитывается при непрерывной работе в стандартных условиях (T=20°C, P=1013 мбар). Приведены ориентировочные размеры и характеристики, которые могут быть уточнены на этапе детального проектирования.

IV Этап. Система доочистки

Система доочистки основана на процессе десорбции в испарительной колонне с предшествующей проточной регулировкой рН, с целью удаления аммония (NH₄) из пермеата, образующегося в процессе обратного осмоса, и дистиллята, образующегося в вакуумном испарителе, для обеспечения соблюдения ограничений на сброс сточных вод.

Комплектация

Пресс-фильтр 630 x 630 мм :
изготовлен из окрашенной низкоуглеродистой стали;
предназначен для работы при 7 бар;
подходит для кека толщиной 30 мм;
включает в себя блок фильтровальных пластин, состоящий из 19 камерных фильтровальных пластин;
ручная смена пластин;
включает в себя гидравлический блок питания и цилиндр.

Технические характеристики

Промывка полотна

Для таких маленьких пресс-фильтров (630 х 630) не предлагается автомат промывки полотна, это нецелесообразно. Достаточно промыть водой из шланга под высоким давлением, когда необходима промывка полотна.
Пластины можно переместить вручную во время выгрузки кека.

Продувка воздухом

Опция продувки воздухом включена в предоставленное предложение, компрессор и воздушный ресивер не включены.

• Запрошенная продувка воздухом (400 кПа), является нормальной для предложенного пресс-фильтров 630 x 630 мм.
• Рекомендуется проводить продувку воздухом вытеснением, где влага в кеке вытесняется воздухом.
• Для пятиминутной продувки происходит вытеснение в пятикратном размере.
• До продувки воздухом влага в пресс-фильтре составляет 100 литров, таким образом, используется объем вытеснения 500 литров (2.5Нм³ воздуха при 4 бар (400 кПа)).
• Продолжительность цикла составляет 30 минут, которые включают 5 минут продувки воздухом.
• Не рекомендует проводить продувку воздухом в течение 1 часа. Нормальная продолжительность продувки воздухом составляет 5 минут.

Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым установкам и системам очистки сточных вод.