Механічна чистка стічних вод та повітря

1. Механічна чистка стічних вод (відстоювання) 3

2. Очищення повітря від пилу (очищення під дією відцентрових сил циклони) 7

Список використаної литературы 12

1. Механічна чистка стічних вод (відстоювання)

Як правило, механічне очищення стічних вод проводиться на першому етапі. Таке очищення є своєрідною підготовкою перед застосуванням біологічних чи фізико-хімічних методів.

Для затримання великих забруднень та частково завислих речовин застосовують проціджування води через різні грати та сита. Для виділення зі стічної води завислих речовин, що мають більшу або меншу щільність по відношенню до густини води, використовують відстоювання. При цьому важкі частки осідають, а легені спливають.

Споруди, в яких при відстоюванні стічних вод випадають важкі частки, називаються пісковловлювачами.

Споруди, в яких при відстоюванні забруднених промислових вод спливають більш легкі частки, називаються залежно від спливаючих речовин жироловками, маслоуловітелями, нафтовик і ін.

Фільтрування застосовують для затримання дрібніших частинок. У фільтрах для цього використовують фільтрувальні матеріали у вигляді тканин (сіток), шару зернистого матеріалу або хімічних матеріалів, що мають певну пористість. При проходженні стічних вод через фільтруючий матеріал на поверхні або в поровому просторі затримується виділення зі стічної води завись.

Механічне очищення як самостійний метод застосовують тоді, коли освітлена вода після цього способу очищення може бути використана в технологічних процесах виробництва або спущена у водойми без порушення їх екологічного стану. У всіх інших випадках механічне очищення служитьпершим щаблем очищення стічних вод.

До механічних способів чищення відносять гравітаційне відстоювання, проціджування та фільтрування. Кожен із названих методів може бути застосований залежно від типу присутніх у стоках забруднення.

1. Стоки, у яких можуть бути великі забруднення (наприклад, листя гілки тощо), очищаються шляхом проціджування. На шляху руху стічних вод встановлюють грати чи сита.
2. Пісок і різні суспензії мінеральних включень видаляються у спеціальних відстійниках. Такі відстійники називають пісковловлювачі для очищення стічних вод, вони обов'язково включаються до схеми зливової каналізації, так як у зливових стоках завжди багато піску, частинок ґрунту та інших забруднення, що знаходяться у зваженому стані.
3. Гравітаційне відстоювання застосовується і в тому випадку, якщо у стоках знаходяться забруднення, що мають більшу або меншу щільність у порівнянні з водою. У цьому випадку, під дією сил тяжіння більш важкі включення випадають в осад, а легші виявляються нагорі.
4. Для відділення забруднень, які легше за воду застосовуються спеціальні споруди механічного очищення стічних вод. Це жиро- і смоловловлювачі, нафто- та маслоловушки.
5. Ще один вид забруднювачів стоків - суспензії. Вони складаються з найдрібніших частинок, які поступово розподілені у воді. Для рятування від суспензій застосовують фільтри для очищення стічних вод. Як фільтруючий шар використовуються зернисті або тканинні матеріали. В результаті фільтрування вода очищається від найдрібніших частинок, які затримуються на поверхні або всередині фільтра.

Відстоювання, саме собою, є процесом одночасно і простим і водночас дієвим; цей процес дозволяє виділити грубі фракції зводи, а відбувається це під впливом гравітаційних сил, які змушують важчі частки опускатися на дно резервуарів. Щодо легших частинок, то вони залишаються на поверхні.

1) Технологічна схема очищення стічних вод визначає і класифікацію відстійників. Так, їх можна поділити на первинні та вторинні.

2) Залежно від режиму роботи, відстійники поділяються на:

1. Періодичної дії (контактні)-в них водяні маси надходять через рівні певні проміжки часу, а сам процес відстоювання відбувається у стані спокою.
2. Безперервної дії (проточні) – відстоювання відбувається за допомогою безперервного (дуже повільного) руху водяних мас.

В даний час найчастіше використовуються саме проточні відстійники; це пояснюється великою кількістю води, внаслідок чого затримки в часі вкрай небажані.

3) Залежно від напрямку руху водяних мас, відстійники прийнято ділити на:

1. Горизонтальні. Такі типи характеризуються горизонтальною течією чи рухом води.
2. Вертикальні (підвидом вертикальних відстійників, своєю чергою, є радіальні відстійники). У вертикальних відстійниках вода рухається знизу нагору. А в радіальних за напрямом від центру до периферійних областей.

Крім відстійників, для цілей відстоювання води застосовуються і так звані освітлювачі, споруди, в яких крім відстоювання, вода також позбавляється сторонніх речовин. Цей процес подібний до процесу фільтрації.

Після відстоювання, настає момент, коли необхідно фільтрувати воду

Відстоювання води у вертикальних резервуарах може протікати в динамічному та непроточному режимах.

При динамічному режимі наповнення тавипорожнення резервуара відбуваються одночасно.

При статичному (непроточному) режимі резервуари працюють за трьома циклами: наповнення, відстоювання, спорожнення. Тому для відстоювання води число резервуарів має бути більше двох, а їх обсяг дещо більше, ніж обсяг резервуарів при динамічному режимі.

Резервуари повинні бути обладнані засобами автоматики, що здійснюють автоматичне перемикання резервуарів, що стежать за рівнем води в резервуарі і не допускають попадання нафти у трубопровід, що відводить.

Перед відкачуванням відстояної води з резервуара спочатку відводять нафту, що випливла, і осад, що випав, після чого відкачують освітлену воду. Для видалення осаду на дні резервуару влаштовують дренаж із перфорованих труб.

Відстоювання - найпростіший і найчастіше застосовуваний спосіб виділення зі стічних вод грубо дисперсних домішок, які під дією гравітаційної сили осідають на дні відстійника або спливають з його поверхні.

Для додаткового очищення стічних вод часто використовують ставки додаткового відстою, що є водойми глибиною до 4 м і площею дзеркала води в залежності від пропускної здатності стічних вод. Зазвичай такі ставки мають кілька секцій, кожна з яких обладнана пристроєм для розосередженого введення та випуску води.

Ставки додаткового відстоювання мають такі істотні недоліки: необхідність великих територій, висока вартість, забруднення атмосфери нафтопродуктами, що випаровуються, вплив вітрового навантаження на ефективність очищення, труднощі при зборі нафти і осаду та ін.

2. Очищення повітря від пилу (очищення під дією відцентрових сил циклони)

Існує кілька технологій очищення повітря від пилу: механічне очищення відбувається за рахунокосадження частинок під впливом зовнішніх сил, зокрема. очищення повітря у циклонах, під дією відцентрових сил;

мокре очищення забезпечує осадження частинок, за рахунок їхньої взаємодії з рідиною;

очищення за допомогою фільтрів здійснюється за рахунок затримування частинок у матеріалі, що фільтрує;

очищення під впливом електричного поля.

Повсюдно поширене циклонне очищення промислових викидів від суспензій має вартість на порядок нижче за їх мокре очищення, а також очищення в рукавних фільтрах та електрофільтрах. Однак циклони, що використовуються у виробничих умовах, не завжди забезпечують необхідну якість очищення і мають інші недоліки.

Історія очищення повітря за допомогою циклонів бере свій початок у 19 столітті. Цій проблемі присвячено багато теоретичних та експериментальних досліджень. За півтора століття "циклонобудування" техніка газоочищення використовувала безліч варіантів конструкцій циклонів.

Наприклад, зазвичай, проводиться розрахунок лише сумарної (інтегральної) ефективності циклону, не враховуючи ефективності очищення з кожної фракції. Крім того, якщо виконується розрахунок мінімального діаметра d min частинок, осаджених у циклоні повністю, то не враховується часткове осадження частинок, діаметром менше d min , яке робить значний внесок у значення ефективності циклону. Тому актуальним питанням є розробка методики більш детального теоретичного розрахунку пиловловлювання частинок у циклоні.

Створення математичної моделі руху частинки пилу в закрученому потоці дозволить оцінити вплив різних факторів на ефективність уловлювання пилу в циклонах, а також створити методику оцінки ефективності пиловловлювача.

Циклонні апарати найпоширеніші у промисловості.

Мал. 1 Інерційні пиловловлювачі: а з перегородкою; б з плавним поворотом газового потоку; в - з конусом, що розширюється.

Мал. 2 Жалюзійний пиловловлювач (1 корпус; 2 грати)

За способом підведення газів в апарат їх поділяють на циклони зі спіральними, тангенціальним і гвинтоподібним, а також осьовим підведенням. (рис. 3) Циклони з осьовим підведенням газів працюють як із поверненням газів у верхню частину апарату, так і без нього.

Газ обертається всередині циклону, рухаючись зверху донизу, а потім рухається вгору. Частинки пилу відкидаються відцентровою силою до стінки. Зазвичай в циклонах відцентрове прискорення в кілька сотень, а то й тисячу разів більше прискорення сили тяжіння, тому навіть дуже маленькі частинки пилу не в змозі йти за газом, а під впливом відцентрової сили рухаються до стінки. (Рис. 4)

У промисловості циклони поділяються на високоефективні та високопродуктивні.

При великих витратах газів, що очищаються, застосовують групове компонування апаратів. Це дозволяє не збільшувати діаметр циклону, що позитивно впливає на ефективність очищення. Запилений газ входить через загальний колектор, потім розподіляється між циклонами.

Батарейні циклони - об'єднання великої кількості малих циклонів у групу. Зниження діаметра циклонного елемента має на меті збільшення ефективності очищення.

Вихрові пиловловлювачі. Відмінністю вихрових пиловловлювачів від циклонів є наявність допоміжного газового потоку, що закручує.

В апараті соплового типу запилений газовий потік закручується лопатковим завихрювачем і рухається вгору, піддаючись при цьому впливу трьох струменів вторинного газу, що випливають із тангенціально розташованих сопел. Під дією відцентрових сил часткивідкидаються до периферії, а звідти в спіральний потік вторинного газу, що збуджується струменями, що направляє їх вниз, в кільцеве міжтрубне простір. Вторинний газ у ході спірального обтікання потоку газу, що очищається, поступово повністю проникає в нього. Кільцевий простір навколо вхідного патрубка оснащений шайбою, що забезпечує безповоротний спуск пилу в бункер. Вихровий пиловловлювач лопаткового типу відрізняється тим, що вторинний газ відбирається з периферії очищеного газу і подається кільцевим направляючим апаратом з похилими лопатками. (рис. 5)

Мал. 3 Основні види циклонів (з підведення газів): а спіральний; б тангенціальний; в-гвинтоподібний; г, д осьові

Мал. 4. Циклон: 1 | вхідний патрубок; 2 | вихлопна труба; 3 циліндрична камера; 4 | конічна камера; 5 ¦ пилоосаджувальна камера

Як вторинний газ у вихрових пиловловлювачах може бути використаний свіже атмосферне повітря, частина очищеного газу або запилені гази. Найбільш вигідним в економічному відношенні є використання як вторинного газу запилених газів.

Як і в циклонів, ефективність вихрових апаратів із збільшенням діаметра падає. Можуть бути батарейні установки, які з окремих мультиелементів діаметром 40 мм.

Список використаної літератури

1. Дитнерський Ю.І. Процеси та апарати хімічної технології: Підручник для вузів. Вид.2-е. У 2-х кН: Частина 1. Теоретичні основи процесів хімічної технології. Гідромеханічні та теплові процеси та апарати. М.: Хімія, 1995. – 400 с.

2. Гельперін Н.І. Основні процеси та апарати хімічної технології. У двох книжках. - М: Хімія, 1981 - 812 с.

3. Іоффе І.Л. Проектування процесів та апаратів хімічноїтехнології: Підручник для технікумів. – Л.: Хімія, 1991. – 352 с.

4. Касаткін А.Г. Основні процеси та апарати хімічної технології.М., "Хімія", 1973. - 752 с.

5. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Приклади та завдання з курсу процесів та апаратів хімічної технології - Л: Хімія 1981. - 560 с.

---