Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Очистка флотацией городских сточных вод

Флотация городских сточных вод довольно широко используется в зарубежной практике. Наиболее часто она применяется для предварительного осветления сточных вод (перед биологической очисткой), при этом флотаторы устраиваются либо самостоятельно (например, выполняющие одновременно и функции отстойников), либо в сочетании с отстойниками. Некоторые зарубежные авторы указывают также на возможность флотационного осветления при очистке сточных вод на биофильтрах и уплотнения осадка и активного ила. Флотация как первый этап очистки сточной жидкости представляет интерес, так как интенсифицирует и повышает эффект предварительной обработки стоков.

Эффективность работы современных конструкций первичных отстойников не превышает 60—65% при продолжительности отстаивания 1,5—2 ч, которая определяется присутствием в сточных водах частиц с малой гидравлической крупностью, что обуславливает и количество выносимой из отстойников взвеси. При насыщении сточной жидкости микропузырьками воздуха в пенный слой перейдут главным образом самые легкие частицы.

Некоторые авторы считают, что все оставшиеся после 10—15-минутного отстаивания взвеси могут быть сфлотированы, благодаря чему значительно повышается процент задержания нерастворенных примесей и сокращается время пребывания стоков в отстойниках. Общий объем отстойников и флотаторов не превышает, а иногда оказывается и меньше объема одних отстойников.

Несмотря на некоторые расхождения результатов, полученных различными исследователями, по-видимому, из-за неодинаковых состава сточных вод и режима проведения флотации, можно сделать вывод, что применение вакуумной флотации для очистки бытовых сточных вод имеет определенные технологические преимущества при соответствующем экономическом обосновании.

Более перспективным для очистки городских стоков является напорный способ флотации. Сообщается, например, об очистке сточных вод общесплавной и бытовой канализаций напорной флотацией. В одном из районов Сан-Франциско построена такая опытная станция производительностью 60 тыс. м3/сут.

Интересным вариантом предварительного осветления сточных вод общесплавной канализации является применение микропроцеживания с последующей напорной флотацией. Следует отметить, что преимуществом напорной флотации перед вакуумной при очистке бытовых стоков является насыщение стоков кислородом воздуха, тогда как при вакуумной флотации концентрация растворенного кислорода уменьшается, что, естественно, тормозит протекание биохимических процессов окисления.

Повышение эффективности флотационной обработки бытовых сточных вод как по взвешенным веществам, так и по БПК возможно при применении коагулянтов и флотореагентов. Используя различные флокулянты, можно получить эффект очистки по взвешенным веществам 90—95% при остаточной концентрации 7—20 мг/л. Удачно подобрав флотореагент, можно почти полностью задержать взвеси (98—99%) и значительно снизить БПК (40—60%). Так, например, флотацией в лабораторных условиях (реагент лауриламингидрохлорид, доза 60—80 мг/л) при 15 мин аэрации и предварительном отстаивании в течение 15 мин добивались снижения концентрации взвешенных веществ в смеси бытовых стоков с текстильными на 96,5—98,7% и снижения БПК на 57—65% (остаточное содержание взвешенных веществ 3—10 мг/л, БПК — 150—160 мг/л).

Существенное значение при подборе флотореагентов имеет их влияние на ход биохимической переработки загрязнений. Флотореагент не должен отрицательно воздействовать на последующую биологическую очистку или дополнительно загрязнять сточные воды. Наиболее приемлемы поверхностно-активные вещества, поддающиеся биохимическому разрушению.

В результате исследований были разработаны технологии уплотнения избыточного активного ила флотацией и биокоагуляции-флотации для первичного осветления сточных вод. Обычная биокоагуляция предусматривает использование ферментативной и сорбционной активности избыточного ила, который подается в сточную жидкость перед ее отстаиванием. Интенсификация процесса биокоагуляции достигается аэрацией (15—20 мин) смеси сточной жидкости и избыточного активного ила в специальных камерах. Такой прием позволяет повысить эффект отстаивания до 75% и соответственно уменьшить БПК за счет более полного извлечения из стока нерастворенной фазы.

Биокоагуляция-флотация — сочетание процесса биокоагуляции с напорной флотацией.

Конструктивно биокоагуляция-флотация может быть осуществлена по трем схемам:

первая — стоки в отстойниках пребывают 10—15 мин, в биокоагуляторах — 15—20 мин, в напорных флотационных установках — 20 мин считая на сточную и рециркуляционную или рабочую жидкости;

вторая — в отстойниках-биокоагуляторах — 20—25 мин, в напорных флотационных установках — 20 мин;

третья — в напорных флотационных установках — 25 мин; пребывания сточной и рециркуляционной жидкости.

Эффект очистки всех трех схем примерно одинаков. С точки зрения объема и компактности сооружений наиболее приемлема третья схема, однако она не совсем удобна в эксплуатации из-за проведения флотации и отстаивания вводном объеме, так как чистка осадочных бункеров может нарушать режим флотации. Поэтому при флотационных установках горизонтального типа рекомендуется применять вторую, а при вертикальных — третью схему.

Исследования, проводившиеся в лабораторных и производственных условиях, позволили установить основные технологические параметры процесса, на основании которых был разработан и осуществлен в натуре проект переоборудования горизонтальных отстойников в биокоагуляторы-флотаторы на очистных сооружениях льнокомбината г. Ровно с целью повышения производительности очистных сооружений. В очищаемую жидкость подается весь избыточный активный ил, что избавляет от необходимости отдельно уплотнять часть его. Смесь поступает в отделение биокоагуляции и отстаивания, куда подается воздух через дырчатые трубы или фильтросы в обычном для биокоагуляторов количестве . Тяжелый осадок, выпадающий в бункера, удаляется через трубопроводы для выпуска осадка 1 раз в смену. Из отделения биокоагуляции и отстаивания стоки поступают в отсек смешения, где смешиваются с рециркуляционной жидкостью, насыщенной воздухом, в напорном баке при давлении 3,5—4 ати и продолжительности насыщения 3 мин. Всплывание шлама происходит во флотационном отделении. Всплывший шлам скребками периодически сгоняется в шламоотводящий лоток. Оптимальный уровень воды во флотокамере при сгоне шлама регулируется шибером. Уборка шлама производится при влажности 94—95% через 4—6 часов его накопления. Практически можно при более длительном накоплении получать шлам с влажностью около 90%, однако при этом необходимо иное конструктивное решение способа уборки и транспортировки его. Возможность получения смеси осадка и активного ила с низкой влажностью имеет большое технико-экономическое значение, так как существенно влияет на объем сооружений по сбраживанию и обезвоживанию осадков.

Применение биокоагуляторов-флотаторов в технологических схемах биологической очистки стоков позволяет уменьшить объем метантенков и площадь иловых площадок.

При количестве рециркуляционной жидкости, равном по объему смеси стоков с активным илом (рециркуляционное отношение 1:1), снижение концентрации взвешенных веществ происходит на 55—75%, в зависимости от соотношения концентраций взвесей и активного ила, снижение ВПК на 35—40%. Объем же сооружений при этом уменьшается почти в два раза по сравнению с объемом обычных биокоагуляторов-отстойников и в полтора раза по сравнению с простым отстаиванием.

Переоборудование первичных отстойников в биокоагуляторы-флотаторы — эффективное средство интенсификации работы действующих очистных сооружений.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики