Файл: Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений.pdf

В случае возникновения трудности с доставкой соот­ ветственного количества воды, или с отводом сточных вод, а также когда вода, питающая гальванические ван­ ны, подвергается деминерализации, выгодно применять установки для полной очистки сточной воды и повторно их использовать в замкнутой системе оборота воды.

Хозяйственное использование осадков

Независимо от применяемых способов очистки сточ­ ных вод гальванических отделений необходимо прово­ дить химическую нейтрализацию той их части, которая не используется в дальнейшем.

В результате химических реакций получают взвеси выделенных веществ, которые следует отделить от жид­ кости и удалить из района станции очистки сточных вод.

Отделение взвеси от жидкости наиболее часто прово­ дят в проточных отстойниках, из которых концентриро­ ванный осадок насосами перекачивается к фильтрацион­ ным прессам или вакуумным фильтрам (рис. 20) для обезвоживания.

Скорость седиментации взвесей и их концентрация зависят от многих физико-химических факторов. Особен-

Рис. 20 БарабаіИный вакуумный фильтр

80

но медленно осаждаются Fe (ОН)2 и Сг (ОН)3. Можно значительно ускорить этот процесс добавкой к сточным водам небольшого количества флокулянтов, способст­ вующих образованию больших агломератов взвесей, легко осаждаемых и хорошо сгущающихся [35].

В последние годы исследуют возможность отделения взвеси от жидкости без применения осадителей, роль которых выполняют специальные сепараторы непрерыв­ ного действия или гидроциклоны. Вследствие малой раз­ ницы в плотности гидрированных взвесей и жидкой среды, в которой они находятся, возникают большие трудности в подборе концентрации выделяемой взвеси.

Эти затруднения в определенной мере устраняют до­ бавкой к сточным водам соответствующих утяжелите­ лей (кварцевый песок), которые в присутствии флоку­ лянтов и вспомогательных веществ образуют тяжелые зерна, легко выделяемые из жидкости гидрокинетичес­ кими методами.

Обезвоженные осадки, не имеющие практического значения, вывозят за пределы гальванического отделе­ ния на предназначенный для этой цели отвал, который должен отвечать определенным требованиям, связан­ ным с предупреждением утечки солей тяжелых метал­ лов или других ядовитых химических соединений в под­ почвенные воды, а также в водохранилища питьевой воды.

Г л а в а V

УСТРОЙСТВА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД1

1. Р Е А К Ц И О Н Н Ы Е Р Е З Е Р В У А Р Ы

К группе устройств, называемых реакционными ре­ зервуарами, относятся подземные и надземные конст­ рукции, в которых накапливаются сточные воды. Обычно их делят на усредняющие резервуары, резервуары пе­ риодического действия и проточные резервуары. Каж­ дый из этих типов резервуаров выполняет различные технологические функции и требует индивидуального способа расчета.

81

Усредняющие резервуары

■В станциях очистки сточных вод, работающих непре­ рывным способом (проточным), в которых химические процессы контролируются и регулируются автомати­ чески, важное значение имеет поддержание минималь­ ной амплитуды колебаний концентраций отдельных ви­ дов загрязнений. Так как в промышленном процессе (в травильном или гальваническом отделении) существует много факторов, оказывающих влияние на структуру сточных вод, то нецелесообразно принимать специальные меры для поддержания концентраций и категорий заг­ рязнений в заданных границах. Практически эту проб­ лему решают с помощью усредняющих резервуаров. Добавочным фактором в пользу применения усредняю­ щих резервуаров является необходимость поддержания постоянного давления сточных вод, подводимых к стан­ ции очистки. Таким образом, усредняющие резервуары должны выполнять двойную роль: выравнивать расход и усреднять химический состав сточных вод.

Усредняющие резервуары можно разделить на: а) пе­ риодически действующие; б) проточные без перемешива­ ния; в) проточные с перемешиванием. Наилучшие ре­ зультаты по усреднению химического состава сточных вод достигаются в резервуарах периодического действия, но тогда необходимо по крайней мере два резервуара, работающих по очереди, что, естественно, увеличивает размеры станции.

Хорошие результаты по усреднению химического со­ става сточных вод получают также в проточных резер­ вуарах с перемешиванием, если они рассчитаны пра­ вильно.

Обычно емкость усредняющего резервуара рассчи­ тывают исходя из необходимого выравнивания задан­ ного количества и химического состава сточных вод. Расчет емкости резервуара, служащего для усреднения определенного количества сточных вод, при постоянной интенсивности их подачи давно известен и приведен з литературе по проектированию и строительству водо­ проводов и канализации [36]. В то же время не сущест­ вует общего метода подсчета оптимальной емкости про­ точных резервуаров, служащих для усреднения химичес­ кого состава сточных вод. Предложенные уравнения [16, '37] содержат эмпирические коэффициенты, позво-

82

ляющие получить правильные результаты только в част­ ных случаях. Интересный метод определения емкости усредняющих резервуаров предложили Седзиковский и Квасик [38]. Он основан на знании качественных и ко­ личественных характеристик сточных вод для данного промышленного цикла. За цикл следует принимать вре­ мя, в течение которого все машины и устройства загру­ жены максимально при использовании самых неэконо­ мичных химикатов и технологии.

Характеристика сточных вод может быть составлена на основании непосредственных измерений в соответст­ вующих условиях, либо теоретически на основе оценки данных отдельных технологических операций. Теорети­ ческий способ позволяет определить характеристики различных сточных вод на основе экспериментальных данных.

Частота отбора проб сточных вод и определение ин­ тенсивности протекания вод, как и разделение техноло­ гических операций по времени при теоретическом опре­ делении характеристики сточных вод, зависят от вида и величины промышленного объекта. Обычно заборы проб и замеры проводят через 16—30 мин.

После определения качественной и количественной характеристики сточных вод следует подсчитать отдель­ ные показатели загрязнения в принятых временных пе­ риодах, а затем определить сумму показателей от на­ чала цикла (для вычерчивания кривых суммирования отдельных показателей загрязнения) [38].

Кривая суммирования показателей загрязнения в координатах у — І1 Ь (показатель), %=2!Q= K (количе­ ство сточных вод) позволяет вычертить кривую колеба­ ний концентраций данного показателя в виде функции емкости усреднительного резервуара. Кривая колебаний концентраций позволяет установить оптимальную вели­ чину усреднительного резервуара исходя из наиболее полного перемешивания сточных вод. Оптимальная ве­ личина усредняющего резервуара определяется графи­ чески с учетом соответствующих пределов колебаний концентраций.

Обычно усредняющие резервуары строят под землей и рассчитывают на самотечную подачу сточных вод. Равномерный отвод сточных вод обеспечивается с по­ мощью насосов. Сточные воды в резервуаре чаще всего перемешиваются с помощью сжатого воздуха, подавае­

83

насосом 5 перекачиваются периодически по трубе 7 на обезвоживающую площадку или к другим соответст­ вующим механическим устройствам для обезвожива­ ния осадка. Очищенная сточная вода из отстойника 6 отводится по трубе 8 .

Камеры реакции вместе с насосом, а в некоторых случаях и с отстойником строят в виде общей железо­ бетонной конструкции.

Поверхность «мокрых» камер, подвергаемая корро­ дирующему воздействию сточных вод, защищается хи­ мически стойким изоляционным слоем. Для этой цели применяют керамическую облицовку на химически стой­ кой замазке, оппаноловую фольгу, фольгу из игеилита, или полиэтилен, приклеенный к бетонной поверхности конструкции.

Рис. 21. Станция периодической очистки сточных вод травиль­ ного отделения

85

Очень часто для изоляции между двумя слоями керамической футеровки применяют фольгу из пласт­ масс. Существуют также методы непосредственного по­ крытия бетонных поверхностей пластмассами (полиэти­ леном, поливинилхлоридом) напылением с помощью пистолета-распылителя.

В изоляционных работах особое значение имеет предохранение бетонной конструкции от коррозии в мес­ тах перехода трубопроводов через стены [39].

В надземном строении должны находиться помеще­ ния, предназначенные для установки дозаторов реаген­ тов и контрольно-измерительной аппаратуры, а также устройств, служащих для механического обезвоживания осадков, бытовые помещения обслуживающего персона­ ла, подсобные помещения для небольшого запаса реа­ гентов и место для проведения необходимых химиче­ ских анализов.

Подобным образом может быть построена станция для очистки сточных вод гальванического отделения, ра­ ботающая по периодическому циклу (рис. 22). Три кате-

Рис. 22. Станция периодической очистки стачных вод гальваниче­ ских отделений:

I — осадок; II — отстойник

гории сточных вод подаются к отстойным колодцам: (хромовые сточные воды); — (цианистые сточные воды); S3 — (кислые и основные сточные воды), из ко­ торых насосами 1 —3 они перекачиваются в камеры ре­

86

акции Ru R2 (хромистые сточные воды), R3, R4 (цианис­ тые сточные воды) и Re (кислые и основные сточные воды).

После восстановления Сг6+ до Сг3+ сточные воды из камер Ri или R2 насосом 4 подаются к реакционной ка­ мере Re. К этой же камере насос 5 после удаления циа­ нидов подает сточные воды из камеры R3 или Ru а на­ сос 6 кислые и основные сточные воды из камеры Re-

Сточные воды, собранные в камере Re, подвергаются нейтрализации и подаются насосом 7 в отстойник для отделения осажденной взвеси, которая после обезвожи­ вания перекачивается насосом 8 к устройствам, служа­ щим для обезвоживания осадков.

Перемешивание сточных вод в камерах реакции про­ изводится сжатым воздухом или механическими мешал­ ками. Камеры реакции должны Иметь химически стой­ кую изоляцию. Над подземной частью станции строят помещение, предназначенное для установки дозаторов, контрольно-измерительных устройств и другого необхо­ димого оборудования.

Такое расположение станций для очистки сточных вод гальванических и травильных отделений с примене­ нием двухэтажных строительных конструкций, при кото­ ром железобетонные камеры реакции заглублены в зем­ лю, часто встречается в старых объектах. Несмотря на высокую стоимость строительства, такие станции рабо­ тают хорошо при условии непрерывной подачи опти­ мального количества сточных вод, подвергаемых очист­ ке. Такие станции можно модернизировать с помощью автоматического управления процессами. Однако преи­ мущественно станции этой категории обслуживают вручную, хотя в них и устанавливают соответствующую сигнальную систему уровня раствора в камерах и про­ текания химических реакций, контролируемую электро­ метрическими датчиками.

В случае небольших количеств сточных вод гальва­ нических отделений иногда применяют стальные реак­ ционные резервуары, установленные под крышей или на открытой площадке [40], назначение которых такое же, как и у вышерассмотренных подземных реакционных камер.

Несмотря на простоту процессов химической очист­ ки сточных вод с помощью системы периодического действия и большую надежность, эта система часто за­

87