41.Механические методы очистки сточных вод (Классификация гидроциклонов). Классификация гидроциклонов

• цилиндроконические гидроциклоны

• батарейные гидроциклоны

• стандартные гидроциклоны

42.Механические методы очистки сточных вод (Преимущества и недостатки открытых и напорных гидроциклонов).

В многоярусном гидроциклоне (рис. 4.), состоящем из конической 1 и цилиндрической 9 частей, рабочий объем разделен коническими диафрагмами 10 на отдельные ярусы (зоны), работающие независимо одна от другой. В основе работы такого аппарата лежит принцип тонкослойного отстаивания. Исходная смесь поступает в аванкамеры 3 с распределительными лопатками 16 и равномерно распределяется между ярусами 12. Вода из аванкамер 3 выводится через три щели 11, расположенные по окружности циклона через 120° и равномерно по его высоте. Поступающая сточная вода движется по нисходящей спирали к центру. Частицы тяжелее воды оседают на нижних диафрагмах ярусов, сползают к центру и, попав под шламозадерживающие козырьки 13, через кольцевую щель 2 опускаются в коническую часть. Масло с примесями, выделившееся в ярусах, всплывает к верхним коническим диафрагмам 10, задерживается перегородкой 6 и попадает в водосборник, откуда маслосборными воронками 7 через трубы 4 удаляется из гидроциклона. Осветленная вода выводится через три тангенциальных выпуска 14. В центральной части циклона жидкость поднимается вверх, через водослив 5 переливается в лоток 8 и удаляется из циклона. Осадок из конической части 1 удаляется через разгрузочное отверстие 15 под действием гидростатического напора.

Рис. 4. Многоярусный низконапорный гидроциклон (конструкция ВНИИВодГео):

1 и 9 - коническая и цилиндрическая части; 2 -кольцевая щель; 3-аван­камеры; 4 - труба; 5 - водослив; 6 - перегородки; 7 - маслосборные воронки; 8 - лоток; 10 - конические диафрагмы; 11 - щели; 12 - ярусы; 13 - шламозадерживающие козырьки; 14 - выпуски; 15- разгрузочное отверстие; 16-распределительная лопатка

43.Механические методы очистки сточных вод (Устройство и принцип работы гидроциклонов с винтовыми вставками. Преимущества и недостатки).

Рис. 5. Конструкции гидроциклона с винтовыми вставками (а), цилиндрического прямоточного гидроциклона со спиральными направляющими потока (б) и турбоциклона с вращающимся конусом (в).

Порядок расчета гидроциклона с винтовым входным устройством:

1. Задают диаметр D и по указанным соотношениям определяют остальные геометрические размеры. Общую производительность гидроциклона Q₀, производительность по осветленной жидкости и сгущенной суспензии Q_ж/Q_с определяют по формулам

Y* = 24*104(H_ц/D)0,1(d_ж/d_с) - 0,17

Q_ж/Q_с = 0,95 Q_с - 0,19 (d_ж/d_с)2,34,

где

Y* — условный коэффициент расхода;

d_в — эквивалентный диаметр винтового канала;

d_с — диаметр патрубка суспензии;

d_ж — диаметр патрубка жидкости;

Р₀ — давление на входе в гидроциклон;

D — диаметр гидроциклона;

H_ц — высота цилиндрической части;

с — плотность жидкой фазы (суспензии).

44.Физико-химические методы очистки сточных вод (коагуляция, флокуляция, флотация).

Биологическая и химическая флотация (автофлотация) происходят в результате взаимодействия пузырьков газа размером 5 – 50 мкм с поверхностью взвешенных в воде частиц, которые освобождаются от воды.

Наибольшую эффективность разделения достигают при соотношении между твердой и газовой фазами, равном 0,01-0,1, и определяют по формуле: G_воз/G_ч=1,3Y*(ƒ_HP-1)Q1/(C_чQ),

где

Gвоз, Gч — соответственно масса воздуха и частиц суспензии, г;

Y* — растворимость воздуха в воде при атмосферном давлении и рабочей температуре, см3/дм3;

ƒ_H = 0,5 - 0,8 — степень насыщения;

Р — давление насыщения воды воздухом, Па;

Q₁ — количество воды, насыщенное воздухом, м3/ч;

Сч — концентрация твердой фазы (частиц) в суспензии, г/см3;

Q — расход сточной воды, м3/ч.

Для глубокой очистки воды с успехом применяют озонирование, которое в ряде процессов может заменить коагуляцию с быстрым фильтрованием, адсорбцию на некоторых стадиях очистки сточных вод, а в сочетании с другими методами – биохимическую очистку.

Наиболее перспективно применение озона для очистки: воды – от СПАВ, нефтепродуктов, сливных вод – на стадии выработки стеклоизделий.

Озонирование используют в основном для доочистки стоков после флотации, дезинфекции, флокуляции, фильтрации на фильтрах песчаных и с активированным углем.

• Преимущества этих методов:

• Возможность ведения процесса при нормальной температуре (кроме процесса испарения через мембрану) без фазовых превращений и при меньших энергетических затратах, чем в других методах очистки;

• Простота оформления аппаратуры;

• Высокая степень разделения, позволяющая увеличить выход готового продукта.

Процессы обратного осмоса, ультра- и микрофильтрации ведут под избыточным давлениям и относят к группе баромембранных процессов, в которых молекулы или ионы растворенных веществ переносятся через полупроницаемую перегородку (мембрану) под давлением, превышающем осмотическое. Под осмосом понимается самопроизвольный перенос (молекулярная диффузия) растворителя через мембрану. Различие между обратным осмосом и ультрафильтрацией состоит в том, что при ультрафильтрации разделяются низкоосмотические растворы молекулярной массой больше 500, а при обратном осмосе разделяются растворы низкомолекулярных веществ с высоким осмотическим давлением.