87354

Механическая чистка сточных вод и воздуха

Контрольная

Экология и защита окружающей среды

Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда когда осветленная вода после этого способа очистки может быть использована в технологических процессах производства или спущена в водоемы без нарушения их экологического состояния.

Русский

2015-04-19

84.05 KB

0 чел.

Содержание

1. Механическая чистка сточных вод (отстаивание) 3

2. Очистка воздуха от пыли (очистка под действием центробежных сил – циклоны) 7

Список использованной литературы 12


1. Механическая чистка сточных вод (отстаивание) 

Как правило, механическая очистка сточных вод проводится на самом первом этапе. Такая очистка является своеобразной подготовкой перед применением биологических или физико-химических методов.

Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различные решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, имеющих большую или меньшую плотность по отношению к плотности воды, используют отстаивание. При этом тяжелые частицы оседают, а легкие всплывают.

Сооружения, в которых при отстаивании сточных вод выпадают тяжелые частицы, называются песколовками.

Сооружения, в которых при отстаивании загрязненных промышленных вод всплывают более легкие частицы, называются в зависимости от всплывающих веществ жироловками, маслоуловителями, нефтеловушками и др.

Фильтрование применяют для задержания более мелких частиц. В фильтрах для этих целей используют фильтровальные материалы в виде тканей (сеток), слоя зернистого материала или химических материалов, имеющих определенную пористость. При прохождении сточных вод через фильтрующий материал на его поверхности или в поровом пространстве задерживается выделенная из сточной воды взвесь.

Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда, когда осветленная вода после этого способа очистки может быть использована в технологических процессах производства или спущена в водоемы без нарушения их экологического состояния. Во всех других случаях механическая очистка служит первой ступенью очистки сточных вод.

К механическим способам чистки относят гравитационное отстаивание, процеживание и фильтрование. Каждый из названных методов может быть применен в зависимости от типа присутствующих в стоках загрязнения.

  1.  Стоки, в которых могут присутствовать крупные загрязнения (например, листья ветки и пр.), очищаются путем процеживания. На пути движения сточных вод устанавливают решетки или сита.
  2.  Песок и различные взвеси минеральных включений удаляются в специальных отстойниках. Такие отстойники называют песколовки для очистки сточных вод, они обязательно включаются в схему ливневой канализации, так как в ливневых стоках всегда много песка, частиц грунта и других загрязнении, находящихся во взвешенном состоянии.
  3.  Гравитационное отстаивание применяется и в том случае, если в стоках находятся загрязнения, имеющие большую или меньшую плотность по сравнению с водой. В этом случае, под действием сил тяжести более тяжелые включения выпадают в осадок, а более легкие – оказываются наверху.
  4.  Для отделения загрязнений, которые легче воды применяются специальные сооружения механической очистки сточных вод. Это жиро- и смолоулавливатели, нефте- и маслоловушки.
  5.  Еще один вид загрязнителей стоков – суспензии. Они состоят из мельчайших частиц, которые равномерно распределены в воде. Для избавления от суспензий применяют фильтры для очистки сточных вод. В качестве фильтрующего слоя используются зернистые или тканевые материалы. В результате фильтрования вода очищается от мельчайших частиц, которые задерживаются на поверхности или внутри фильтра.

Отстаивание, само по себе, является процессом одновременно и простым и в то же самое время, действенным; этот процесс позволяет выделить грубые фракции из воды, а происходит это под воздействием гравитационных сил, которые заставляют более тяжелые частицы опускаться на дно резервуаров. Что касается более легких частиц, то они остаются на поверхности.

Классификация отстойников:

1)Технологическая схема очистки сточных вод определяет и классификацию отстойников. Так, их можно разделить на первичные и вторичные.

2)В зависимости от режима работы, отстойники делятся на:

  1.  Периодического действия (контактные)- в них водяные массы поступают через равные определенные промежутки времени, а сам процесс отстаивания происходит в состоянии покоя.
  2.  Непрерывного действия (проточные)- отстаивание происходит посредством непрерывного (очень медленного) движения водяных масс.

В настоящее время чаще всего используются именно проточные отстойники; это объясняется большим количеством воды, вследствие чего, задержки во времени крайне нежелательны.

3) В зависимости от направления движения водяных масс, отстойники принято делить на:

  1.  Горизонтальные. Такие типы характеризуются горизонтальным течением или движением воды.
  2.  Вертикальные (подвидом вертикальных отстойников, в свою очередь, являются радиальные отстойники). В вертикальных отстойниках вода движется снизу вверх. А в радиальных — по направлению от центра к периферийным областям.

Помимо отстойников, для целей отстаивания воды применяются и так называемые осветлители, — сооружения, в которых помимо отстаивания, вода также избавляется от инородных веществ. Этот процесс подобен процессу фильтрации.

После отстаивания, приходит момент, когда необходимо фильтровать воду

Отстаивание воды в вертикальных резервуарах может протекать в динамическом и непроточном режимах.

При динамическом режиме наполнение и опорожнение резервуара происходят одновременно.

При статическом (непроточном) режиме резервуары работают по трем циклам: наполнение, отстаивание, опорожнение. Поэтому для отстаивания воды число резервуаров должно быть более двух, а объем их несколько больше, чем объем резервуаров при динамическом режиме.

Резервуары должны быть оборудованы средствами автоматики, осуществляющими автоматическое переключение резервуаров, следящими за уровнем воды в резервуаре и не допускающими попадания нефти в отводящий трубопровод.

Перед откачкой отстоявшейся воды из резервуара сначала отводят всплывшую нефть и выпавший осадок, после чего откачивают осветленную воду. Для удаления осадка на дне резервуара устраивают дренаж из перфорированных труб.

Отстаивание - наиболее простой и часто применяемый способ выделения из сточных вод грубо дисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дне отстойника или всплывают на его поверхности.

Для дополнительной очистки сточных вод часто используют пруды дополнительного отстоя, представляющие собой водоемы глубиной до 4 м и площадью зеркала воды в зависимости от пропускной способности сточных вод. Обычно такие пруды имеют несколько секций, каждая из которых оборудована устройством для рассредоточенного ввода и выпуска воды.

Пруды дополнительного отстаивания имеют следующие существенные недостатки: необходимость больших территорий, высокая стоимость, загрязнение атмосферы испаряющимися нефтепродуктами, влияние ветровой нагрузки на эффективность очистки, трудности при сборе нефти и осадка и др.


2. Очистка воздуха от пыли (очистка под действием центробежных сил – циклоны)

Существует несколько технологий очистки воздуха от пыли: механическая очистка происходит за счет осаждения частиц под действием внешних сил, в т.ч. очистка воздуха в циклонах, под действием центробежных сил;

мокрая очистка обеспечивает осаждение частиц, за счет их взаимодействия с жидкостью;

очистка при помощи фильтров осуществляется за счет задерживания частиц в фильтрующем материале;

очистка под действием электрического поля.

Повсеместно распространенная циклонная очистка промышленных выбросов от взвесей имеет стоимость на порядок ниже их мокрой очистки, а также очистки в рукавных фильтрах и электрофильтрах. Однако используемые в производственных условиях циклоны не всегда обеспечивают требуемое качество очистки и имеют другие недостатки.

История очистки воздуха при помощи циклонов берет свое начало в 19 веке. Этой проблеме посвящено много теоретических и экспериментальных исследований. За полтора века «циклоностроения» техника газоочистки использовала множество вариантов конструкций циклонов.

Для расчета эффективности циклона используются методики, основанные на теоретических и экспериментальных исследованиях. Наиболее полные и достоверные результаты дают экспериментальные исследования циклонов, которые проводятся главным образом в физических моделях, выполненных из прозрачных материалов, с использованием подкрашивания струй, лазерной техники, видеосъемки и т.п. Эти дорогостоящие опыты могут дать исчерпывающую информацию о процессах, происходящих в циклоне, но они относятся лишь к конкретной исследуемой конструкции циклона, а другие конструкции следует исследовать вновь в полном объеме.

Значительно более общие результаты и рекомендации можно получить, используя математические модели гидромеханических процессов в циклоне. К настоящему времени в литературе опубликованы различные варианты математических моделей процесса осаждения частиц пыли в циклонах. Однако, многие вопросы, возникающие при оценке эффективности циклонов, остаются не исследованными.

Например, как правило, проводится расчет только суммарной (интегральной) эффективности циклона, без учета эффективности очистки по каждой фракции. Кроме того, если выполняется расчет минимального диаметра d min частиц, осажденных в циклоне полностью, то не учитывается частичное осаждение частиц, диаметром меньше d min , которое вносит значительный вклад в значение эффективности циклона. Поэтому, актуальным вопросом является разработка методики более детального теоретического расчета пылеулавливания частиц в циклоне.

Создание математической модели движения частицы пыли в закрученном потоке позволит оценить влияние различных факторов на эффективность улавливания пыли в циклонах, а также создать методику оценки эффективности пылеуловителя.

Циклонные аппараты наиболее распространены в промышленности.

Рис. 1 Инерционные пылеуловители: а – с перегородкой; б – с плавным поворотом газового потока; в - с расширяющимся конусом.

Рис. 2 Жалюзийный пылеуловитель (1 – корпус; 2 – решетка)

По способу подвода газов в аппарат их подразделяют на циклоны со спиральными, тангенциальным и винтообразным, а также осевым подводом. (рис. 3) Циклоны с осевым подводом газов работают как с возвратом газов в верхнюю часть аппарата, так и без него.

Газ вращается внутри циклона, двигаясь сверху вниз, а затем движется вверх. Частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке. Обычно в циклонах центробежное ускорение в несколько сот, а то и тысячу раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом, а под влиянием центробежной силы движутся к стенке. (рис. 4)

В промышленности циклоны подразделяются на высокоэффективные и высокопроизводительные.

При больших расходах очищаемых газов применяют групповую компоновку аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр циклона, что положительно сказывается на эффективности очистки. Запыленный газ входит через общий коллектор, а затем распределяется между циклонами.

Батарейные циклоны – объединение большого числа малых циклонов в группу. Снижение диаметра циклонного элемента преследует цель увеличения эффективности очистки.

Вихревые пылеуловители. Отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока.

В аппарате соплового типа запыленный газовый поток закручивается лопаточным завихрителем и движется вверх, подвергаясь при этом воздействию трех струй вторичного газа, вытекающих из тангенциально расположенных сопел. Под действием центробежных сил частицы отбрасываются к периферии, а оттуда в возбуждаемый струями спиральный поток вторичного газа, направляющий их вниз, в кольцевое межтрубное пространство. Вторичный газ в ходе спирального обтекания потока очищаемого газа постепенно полностью проникает в него. Кольцевое пространство вокруг входного патрубка оснащено подпорной шайбой, обеспечивающей безвозвратный спуск пыли в бункер. Вихревой пылеуловитель лопаточного типа отличается тем, что вторичный газ отбирается с периферии очищенного газа и подается кольцевым направляющим аппаратом с наклонными лопатками. (рис. 5)

Рис. 3 Основные виды циклонов (по подводу газов): а – спиральный; б – тангенциальный; в-винтообразный; г, д – осевые

Рис. 4. Циклон: 1 – входной патрубок; 2 – выхлопная труба; 3 – цилиндрическая камера; 4 – коническая камера; 5 – пылеосадительная камера

В качестве вторичного газа в вихревых пылеуловителях может быть использован свежий атмосферный воздух, часть очищенного газа или запыленные газы. Наиболее выгодным в экономическом отношении является использование в качестве вторичного газа запыленных газов.

Как и у циклонов, эффективность вихревых аппаратов с увеличением диаметра падает. Могут быть батарейные установки, состоящие из отдельных мультиэлементов диаметром 40 мм.


Список использованной литературы

1. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд.2-е. В 2-х кН.: Часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. М.: Химия, 1995. - 400 с.

2. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. - М.: Химия, 1981 - 812 с.

3. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. - Л.: Химия, 1991. - 352 с.

4. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.М., "Химия", 1973. - 752 с.

5. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии - Л: Химия 1981. - 560 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21897. АС и ДНР. Спасательные работы в очагах поражения включают 30.5 KB
  Спасательные работы в очагах поражения включают: разведку маршрутов движения и участков объектов работ; локализацию и тушение пожаров на маршрутах движения и участках объектах работ; розыск пораженных и извлечение их из поврежденных и горящих зданий загазованных и задымленных помещений завалов; вскрытие разрушенных поврежденных и заваленных защитных сооружений и спасение находящихся в них людей; подачу воздуха в заваленные защитные сооружения с поврежденной фильтровентиляционной системой; оказание первой медицинской и первой врачебной...
21898. ДЕКЛАРИРОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА 35 KB
  Обязательному декларированию безопасности подлежат проектируемые и действующие: промышленные объекты имеющие в составе особо опасные производства; гидротехнические сооружения хвостохранилища и шламонакопители 1 2 3 классов на которых возможны гидродинамические аварии. Отнесение к особо опасным производствам входящим в подлежащий декларированию безопасности промышленный объект основывается на: величине пороговых количеств потенциально опасных веществ определенных для конкретных веществ или различных категорий веществ; количестве...
21899. Аварии на гидротехнических сооружениях 540 KB
  Масштабы последствий гидродинамических аварий зависят от параметров и технического состояния гидроузла характера и степени разрушения плотины объемов запасов воды в водохранилище характеристик волны прорыва и катастрофического наводнения рельефа местности сезона и времени суток происшествия и многих других факторов. 160 227 СаяноШушенская 47 120 Красноярская 68 986 Основными поражающими факторами затопления при аварии на ГТС являются: волна прорыва высота волны скорость движения и длительность затопления. Начало волны называется...
21900. Современные техногенные опасности мирного и военного времени 324.5 KB
  Определение степени и масштабов разрушений при производственных авариях и авариях на транспорте связанных с взрывами взрывчатых веществ. Именно в ХХ столетии происходило: интенсивное развитие малоотходной ядерной энергетики; бурное развитие химической промышленности; стремительное освоение космического пространства; появление новых видов современного оружия: ОМП ядерное термоядерное нейтронное химическое биологическое геофизическое оружие; современные средства поражения ССП зажигательные кассетные боеприпасы боеприпасы объемного...
21901. ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЕ НАСЕЛЕНИЯ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ 40 KB
  ЖОН в ЧС совокупность согласованных и взаимосвязанных по цели задачам месту и времени действий территориальных и ведомственных органов управления сил средств и соответствующих служб направленных на создание условий необходимых для сохранения жизни и поддержания здоровья людей в зоне ЧС на маршрутах эвакуации и в местах отселения пострадавшего населения. Первоочередные виды ЖОН в ЧС жизненно важные материальные средства и услуги сгруппированные по функциональному предназначению и сходным свойствам используемые...
21902. ХАРАКТЕРИСТИКА ЧС ПРИРОДНОГО ХАРАКТЕРА 676.5 KB
  Землетрясения Землетрясения это подземные толчки и колебания земной поверхности возникающие в основном в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней мантии и передающиеся на большие расстояния. Колебания земной поверхности при землетрясениях носят волновой характер. Сейсмическая опасность при землетрясениях определяется не только колебаниями грунта но и возможными вторичными факторами к которым следует отнести лавины оползни обвалы опускание просадку и перекосы земной поверхности разрушение грунта...
21903. Номенклатура и разграфка топографических карт 164.5 KB
  Общегеографические карты делятся на три вида: обзорные масштаб 1:I 000000 и мельче; обзорнотопографические масштаб 1:100000 1:1000000; топографические масштаб 1:100000 и крупнее. Обзорнотопографические карты составляются по картам более крупных масштабов. Топографические карты составляются по результатам съемок территорий и отличаются детальностью изображения местности. Это многолистные карты т.
21904. Атрибутивное описание. Векторная модель. Топологическая модель 121 KB
  Атрибутивное описание Одних координатных данных недостаточно для описания картографической или сложной графической информации. Атрибуты соответствующие тематической форме данных и определяющие различные признаки объектов также хранятся в таблицах. Применение атрибутов позволяет осуществлять анализ объектов базы данных с использованием стандартных форм запросов и разного рода фильтров а также выражений математической логики. Кроме того с помощью атрибутов можно типизировать данные и упорядочивать описание для широкого набора некоординатных...
21905. Растровая модель. Оверлейные структуры. Трехмерные модели 158 KB
  Трехмерные модели. При этом каждой ячейке растровой модели соответствует одинаковый по размерам но разный по характеристикам цвет плотность участок поверхности объекта. В ячейке модели содержится одно значение усредняющее характеристику участка поверхности объекта. В растровых моделях в качестве атомарной модели используют двухмерный элемент пространства пиксель ячейка.