Отстаивание. Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц.
Как правило, сточные воды содержат взвешенные частицы различной формы и размера. Такие воды представляют собой полидис-персные гетерогенные агрегативно-неустойчивые системы. В процессе осаждения размер, плотность и форма частиц, а также физические свойства системы изменяются. Кроме того, при слиянии различных по химическому составу сточных вод могут образовываться твердые вещества, в том числе и коагулянты. Эти явления также оказывают влияние на форму и размеры частиц. Все это усложняет установление действительных закономерностей процесса осаждения.
Песколовки. Их применяют для предварительного выделения минеральных и органических загрязнений (0,20-0,25 мм) из сточных вод. Горизонтальные песколовки представляют собой резервуары с треугольным или трапецеидальным поперечным сечением. Глубина песколовок 0,25-1,00 м. Скорость движения воды в них не превышает 0.3 м/с. Разновидностью горизонтальных песколовок являются песколовки с круговым движением воды в виде круглого резервуара конической формы с периферийным лотком для протекания сточной воды. Осадок собирается в коническом днище, откуда его направляют на переработку или в отвал. Применяются при расходах до 7000 м?/сут. Вертикальные песколовки имеют прямоугольную или круглую форму, в них сточные воды движутся с вертикальным восходящим потоком со скоростью 0.05 м/с.
Конструкцию песколовки выбирают в зависимости от количества сточных вод, концентрации взвешенных веществ. Наиболее часто используют горизонтальные песколовки.
Отстойники. Различают отстойники: горизонтальные, вертикальные, радиальные, тонкослойные (трубчатые, пластинчатые).
Горизонтальные отстойники. Они представляют собой прямоугольные резервуары, имеющие два или более одновременно работающих отделения. Вода движется с одного конца отстойника к другому.
Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический (или квадратный в плане) резервуар с коническим днищем. Сточную воду подводят по центральной трубе. После поступления внутрь отстойника вода движется снизу вверх к желобу. Для лучшего ее распределения и предотвращения образования мути трубу делают с раструбом и распределительным щитом. Таким образом, осаждение происходит в восходящем потоке, скорость которого равна 0,5-0.6 м/с.
Радиальные отстойники. Они представляют собой круглые в плане резервуары. Вода в них движется от центра к периферии. При этом минимальная скорость наблюдается у периферии. Тонкослойные отстойники можно рекомендовать для эффективного выделения тонкодисперсных примесей. Их применяют для осветления слабо-концентрированных производственных сточных вод, содержащих тонко-диспергированные нерастворимые примеси, преимущественно небольшой плотности, или в качестве второй ступени при обработке концентрированных производственных стоков, особенно содержащих полидисперсные системы загрязнений.
В трубчатых отстойниках с большим наклоном вода проходит снизу вверх, а осадок непрерывно сползает по дну трубок в шламовое пространство. Такие отстойники используют для осветления сточных вод с небольшим содержанием взвешенных частиц при расходах 100-10000 м3/сут.. Непрерывное удаление осадка исключает необходимость промывки трубок. Отстойники этого типа могут быть изготовлены из пластмассовых блоков, которые устанавливают в корпусах обычных отстойников.
Пластинчатые отстойники. Они имеют в корпусе ряд параллельно установленных наклонных пластин. Вода движется между пластинами, а осадок сползает вниз, в шламоприемник. Отстойники могут быть прямоточными, в которых направление движения воды и осадка совпадают; противоточными – вода и осадок движутся навстречу друг другу; перекрестными, в которых вода движется перпендикулярно движению осадка.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ФИЛЬТРОВАНИЕМ
Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тонкодиспергированных твердых или жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки.
Фильтрование через фильтрующие перегородки. Выбор перегородок зависит от свойств сточной воды, температуры, давления фильтрования и конструкции фильтра.
Фильтровальные перегородки, задерживающие частицы, должны обладать минимальным гидравлическим сопротивлением, достаточной механической прочностью и гибкостью, химической стойкостью и не должны набухать и разрушаться при заданных условиях фильтрования.
Для фильтрования используют различные по конструкции фильтры. Основные требования к ним: высокая эффективность выделения примесей и максимальная скорость фильтрования.
Процесс фильтрования состоит из трех стадий: 1) перенос частиц на поверхность вещества, образующего слой; 2) прикрепление к поверхности и 3) отрыв от поверхности.
По характеру механизма задерживания взвешенных частиц различают два вида фильтрования: 1) фильтрование через пленку (осадок) загрязнений, образующуюся на поверхности зерен загрузки; 2) фильтрование без образования пленки загрязнений. В первом случае задерживаются частицы, размер которых больше пор материала, а затем образуется слой загрязнений, который является также фильтрующим материалом. Во втором случае фильтрование происходит в толще слоя загрузки, где частицы загрязнений удерживаются на зернах фильтрующего материала адгезионными силами.
Фильтры с зернистым слоем подразделяют на медленные и скоростные, открытые и закрытые. Высота слоя в открытых фильтрах равна 1 -2 м, в закрытых – 0,5-1,0 м. Напор воды в закрытых фильтрах создается насосами.
Медленные фильтры используют для фильтрования некоагулированных сточных вод. Они представляют собой бетонные или кирпичные резервуары с дренажным устройством, на котором расположен зернистый слой. Скорость фильтрования в них зависит от концентрации взвешенных частиц: до 25 мг/дм” принимают скорость фильтрования 0,2-0.3 м/ч; при 25-30 мг/дм – 0,1-0,2 м/ч. Достоинством фильтров является высокая степень очистки сточных вод. Недостатки: большие размеры, высокая стоимость и сложная очистка от осадка.
Скоростные фильтры могут быть двух типов: однослойные и многослойные (рис. 3, а). У однослойных фильтров фильтрующий слой состоит из одного и того же материала, у многослойных – из различных материалов.
В многослойных скоростных фильтрах фильтрующий слой состоит из зерен разных материалов, например, из слоя антрацита и песка. Верхние слои имеют зерна большего размера, чем нижние. Конструкция этих фильтров мало отличается от конструкции однослойных. Они имеют более высокую производительность и большую продолжительность фильтрования.
Микрофильтры. Процесс микрофильтрации заключается в процеживании сточной воды через сетки с отверстиями размером от 40 до 70 мкм. Барабанные сетки имеют ячейки размером от 0,3×0,3 до 0,5×0,5 мм. Микрофильтры применяют для очистки сточных вод от твердых и волокнистых материалов. Схема одного из микрофильтров показана на рис.4в.
Магнитные фильтры. Они нашли широкое распространение, обеспечивают степень очистки 80 %. Такие фильтры применяют для удаления мелких ферромагнитных частиц (0,5-5 мкм) из жидкостей. Помимо магнитных частиц фильтры улавливают абразивные частицы, песок и другие загрязнения. Этому способствует эффект электризации немагнитных частиц. Магнитные фильтры могут быть снабжены постоянным магнитом или электромагнитом, их производительность до 60 м /ч.
При прохождении сточных вод ламинарным потоком через магнитное поле ферромагнитные частицы размером 0,5-1 мкм намагничиваются и образуют агломераты размером до 50 мкм, которые удаляются фильтрованием, либо осаждаются под действием гравитационного поля. Направление потока жидкости должно совпадать с направлением магнитного поля, так как при этом создаются наиболее благоприятные условия осаждения.
Степень очистки фильтрованием зависит от напряженности магнитного поля, скорости течения жидкости, ее вязкости, расположения силовых полей относительно направления потока жидкости.
В целях обеспечения защиты основных производственных фондов, снижения возможных потерь и разрушений в чрезвычайных условиях предусматривается:
– внедрение технологических процессов и конструкций, обеспечивающих снижение опасности образования аварийных ситуаций, а также защиту уникального оборудования, аппаратуры и приборов в чрезвычайных условиях;
– размещение технологических установок и оборудования в тех случаях, когда это допустимо по условиям эксплуатации, на открытых площадках или под легкими огнестойкими навесами.
Ряд мероприятий по подготовке промышленного, в том числе автомобильного, производства к работе в чрезвычайных условиях проводится с целью уменьшения опасности возникновения вторичных очагов поражения от СДЯВ, ВВ, ЛВГЖ, количество которых на некоторых предприятиях достигает нескольких десятков и сотен тонн.
Кроме того, предусматриваются мероприятия на “особый период” по максимально возможному сокращению запасов таких веществ, находящихся на промежуточных складах и в технических емкостях, до минимума, необходимого в производственном процессе.
Для повышения пожаробезопасности внедряются автоматизированные системы сигнализации и пожаротушения, устраиваются искусственные водоемы, системы отключения и переключения газо-, топливо-, маслопроводов.
Важнейшим мероприятием на предприятиях с непрерывными технологическими процессами является разработка и строгое соблюдение графиков и инструкций по безаварийной остановке производства в случае внезапного отключения или прекращения подачи электроэнергии, воды, тепла; в каждой смене назначаются люди, которые должны отключить источники снабжения и технологические установки. Если по условиям технологического процесса остановить отдельные участки производства, агрегаты, печи и т.п. нельзя, их переводят на пониженный режим работы; наблюдающие за безостановочной работой этих элементов должны быть обеспечены индивидуальными укрытиями, сооруженными в непосредственной близости от рабочего места.
Кроме рассмотренных общих мероприятий на объектах и в отраслях промышленности, предусматриваются мероприятия исходя из особенностей конкретных объектов, а также той роли и места, которые они занимают в народном хозяйстве.
При размещении и установке оборудования обязательно необходимо учитывать возможное воздействие поражающих факторов ЧС. Тяжелое оборудование размещают на первых этажах зданий. Большое значение имеет прочное закрепление на фундаментах станков и установок, имеющих большую высоту и малую площадь опоры; использование растяжек и дополнительных опор повысит их устойчивость на опрокидывание. Приборы желательно устанавливать на закрепленных подставках или тумбах.