Файл: Проблемы охраны природных и использования сточных вод межведомственный сборник..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 94
Скачиваний: 0
Влияние осадка на качество стока1: — динамика изменения |
содер |
|
жания N H 4; 2 — Р 0 4 |
; 3 — p H в стоке, находящемся в |
контакте |
с осадком; 4 — динамика изменения содержания N H 4;5 — |
Р 0 4 |
|
6 — pH |
в стоке, хранившемся без осадка |
|
Результаты анализов, представленные на рисунке, свидетельствуют о зависимости концентрации минераль ного азота и фосфора от величины pH. С повышением pH увеличивается концентрация ионов аммония и пони жается концентрация фосфат-ионов.
Полученные результаты показали возможность ис пользования осадков на сельскохозяйственных угодиях. Особенно пригоден для этого осадок, образующийся при длительном выдерживании стоков. Кроме того, удаление осадка содействует процессу очистки сточных вод при аккумулировании.
Литература
1. Вода и сточные воды в пищевой промышленности. М ., 1972 2. Д у б о в и к К - В.,С и л и н а Т. Г., А н д р и а н о в а Я.
Х и л ь к о А. А. Характеристика состава сточных вод крахмальны заводов. В сб. «Проблемы использования и охраны водных ресурсов».
Минск, 1972.
3.Л о р е н ц В. Л . Очистка сточных вод предприятий пищевой
промышленности. Киев, 1972.
4. Справочник по удобрениям, М ., 1964,
К. В. ДУБОВИК
(ЦНИИ комплексного использования водных ресурсов)
М И К Р О Э Л Е М Е Н Т Ы В С Т О Ч Н Ы Х |
В О Д А Х |
К Р А Х М А Л Ь Н Ы Х З А В О Д О В |
|
1ЛАЛЛЛАЛАЛАЛЛЛЛЛЛЛ/и>У\АЛЛАЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛАЛАЛАЛА/'У\АЛАЛАЛЛАЛАЛЛААЛЛАЛЛЛЛ
Сточные воды крахмального производства имеют вы сокий удобрительный потенциал [1]. Например, по экви валентности содержания биогенных элементов суточный объем (1000 и*3) соково-промывных вод равноценен 50 г навоза или соответственно 20 ц азотных, 10 ц фосфорных
и10 ц калийных удобрений. Использование этих вод для полива сельскохозяйственных культур, как показывает опыт земледельческих полей орошения, приводит к замет ному увеличению их урожайности [2]. Микрокомпонентный состав стоков крахмального производства не изучен,
ив литературе этот вопрос практически не рассматри вался.
Учитывая отсутствие данных о содержании микроэле
ментов, была выполнена работа по определению концент рации некоторых биологически активных и распростра ненных примесных элементов в различных категориях сточных вод.
Для определения микроэлементов применен метод эмиссионного спектрального анализа [3]. В целях повы шения чувствительности проводилось концентрирование примесей в пробах путем упаривания сточных вод ( 100— 500 мл) до сухого остатка. Порошкообразная проба сжи галась в дуге переменного тока (генератор ДГ-2) до пол ного испарения. Спектры регистрировались на спектраль ных пластинках (тип II), в работе » использован спектрограф ИСП-28. Анализу подвергались сточные воды крахмальных заводов различной степени загрязненности. Коэффицнены вариации для определяемых элементов из менялись в пределах 10—15%. В таблице приведены ре зультаты спектральных определений микроэлементов и указаны интервалы колебания их концентраций.
135
Характеристика микроэлементного состава
Концентрация
Вид стока |
Мп |
Г-н |
Сг |
N1 |
|
||||
Стоково-промывные воды |
1500—4000 |
50—60 |
20—50 |
30—50 |
Транспортно-моечные воды 3400—3500 |
30—40 |
240 |
30 |
|
Общий сток |
1760—8800 |
20—60 |
70—150 |
20-50 |
При |
переработке картофельных клубней |
в сточные |
|
воды переходят в относительно больших |
количествах |
||
такие элементы, как марганец, |
титан, стронций, барий, |
||
порядок |
содержания которых |
составляет 1,0— 15,0 лгг/л. |
|
Остальные рассматриваемые |
элементы присутствуют в |
концентрациях 0,01—0,10 мг/л. Проведенное концентриро вание проб оказалось недостаточным для спектрального определения таких важных для жизни растений микро элементов, как бор, молибден, кобальт, цпик.
Для нечерноземной полосы, куда относится и террито рия Белоруссии, характерно пониженное содержание в почве меди, а концентрация марганца н стронция оказы вается повышенной [4]. Для подзолистых почв соотно шение между марганцем и медью составляет 109, в клубцях картофеля — 0,9. Это показывает, что культурой медь поглощается более интенсивно, чем марганец. В резуль тате создается еще больший дефицит этого микроэлемен та в пахотных слоях. Соотношение марганца и меди в сточных водах, рекомендуемых для орошения, колеблется в пределах значений 30—80, что указывает на повышен ное содержание в них по сравнению с почвами количест ва меди.
Следует учесть также, что в сточных водах кон центрация микроэлементов примерно в 80—100 раз выше, чем в речной воде.
Таким образом, использование сточных вод крахмаль ных заводов для орошения сельскохозяйственных культур позволит компенсировать недостаток ряда микроэлемен тов, в частности меди.
Учитывая, что рассматриваемые микроэлементы на ходятся в подвижной форме, отметим ценность этих вод как микроудобрений.
сточных |
вод крахмального производства |
|
|
|
|
|
||||||
элементов, |
м к г-л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
РЬ |
|
|
Sr |
Ва |
|
V |
|
TI |
|
Zr |
Ga |
|
30 |
100—150 |
1000—2000 |
10 |
4000—5000 |
2000 |
10—40 |
||||||
70 |
|
|
340 |
13600 |
30 |
|
7000 |
|
3400 |
170 |
|
|
40 |
110—340 |
4400—11000 20—30 |
4400—17000 3300—6600 110—180 |
|||||||||
|
|
|
|
|
Литература |
|
|
л |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1. Д у б о в и к К. |
В., |
С и л и н а Т. |
Г., |
А н д р и а н о в а Я. А |
||||||||
Х и л ь к о |
А. А. |
Характеристика состава сточных вод крахмальных |
||||||||||
заводов. В сб. «Проблемы использования и охраны водных ресурсов». |
||||||||||||
М инск, |
1972. |
Я. Очистка |
сточных |
вод |
при |
использовании |
их в |
|||||
2. |
К у т е р а |
|||||||||||
сельском хозяйстве. В сб. «Сельскохозяйственное использование сточ |
||||||||||||
ных вод». М ., 1972. |
|
|
|
|
|
|
поисках |
руд |
||||
3. |
Л |
о н н и х |
С. В. и др. Спектральный анализ при |
|||||||||
ных месторождений. Л ., |
1969. |
|
|
и эффективность |
микроудоб- |
|||||||
4. |
Микроэлементы |
в почвах БСС Р |
||||||||||
реиий. |
М инск, 1970. |
|
|
|
|
|
|
|
|
136
Э. П. ШПАКОВСКПИ
(ЦНИИ комплексного использования водных ресурсов)
П О В Ы Ш Е Н И Е Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т И О С В Е Т Л Е Н И Я Н Е Й Т Р А Л И З О В А Н Н Ы Х П Р О М Ы В Н Ы Х В О Д
Т Р А В И Л Ь Н Ы Х О Т Д Е Л Е Н И Й
АЛАЛЛ/\ЛЛЛЛЛЛЛЛАЛЛАЛЛАЛАЛЛЛАЛАААЛЛЛАЛ,ЛЛЛА»',\/Л/'У\»\ЛА<\ААЛАЛЛАЛАЛАЛЛАЛЛ
Травление металлов н ' металлоизделий в растворах кислот как способ химической очистки их поверхности от окислов широко применяется на металлургических, маши ностроительных и металлообрабатывающих предприяти ях. Основное количество образующихся при этом сточных вод составляют промывные воды, на долю которых при ходится 80—90% от всего объема сточных вод травиль ных отделений. В зависимости от объема производства и местных условий количество промывных вод колеблется в больших пределах, достигая на крупных предприятиях нескольких десятков тысяч кубометров в сутки. Несмот ря на сравнительно невысокие концентрации кислот и соответствующих солей (0,5—5,0 г/л), промывные воды как перед сбросом в водоемы пли системы канализации, так и при повторном использовании нуждаются в предва рительной подготовке, обеспечивающей обезвреживание содержащихся в сточных водах загрязнений.
Единственным применяемым на практике способом обработки промывных вод является их нейтрализация, осуществляемая преимущественно известью, используе мой в виде водной суспензии — известкового молока. Надлежащей дозировкой реагента и тщательным пере мешиванием его с ’ промывными водами обеспечивается полная нейтрализация свободных кислот и растворенных солей железа.
Образующиеся в результате нейтрализации наиболее распространенных видов промывных вод и подлежащие удалению взвешенные вещества представлены при соля но-азотнокислых водах гидратами окислов железа соот ветственно Fe(OH)2 и Fe(OH)3, а при сернокислых во-, дах — гидратом закиси железа и гипсом С а 5 0 4-2Нг0.
138
Эти взвешенные вещества обладают рядом |
специфиче |
|
ских свойств, непосредственно влияющих на |
осветление |
|
.нейтрализованных промывных вод. |
|
|
Гипс, имеющий мелкокристаллическую структуру, от |
||
носительно хорошо осаждается в |
воде, и его |
удаление |
не вызывает особых затруднений.' |
Гидраты же окислов |
железа имеют рыхлую сетчатую структуру и чрезвычай но насыщены водой. Поэтому удельный вес агрегата гидрат закиси (окиси) железа — вода мало отличается от удельного веса воды-и скорость его осаждения оказы вается весьма низкой. По исследованиям авторов, основ ное количество взвешенных веществ (90—92.%) нейтра лизованных промывных вод имеет гидравлическую крупность не более 0,2—0,3 мм/сек. Отрицательное влияние на процесс осветления сточных вод оказывают также чрезвычайно малая прочность, большая подвиж ность и взмучиваемость хлопьев гидроокислов железа.
Опыт эксплуатации показал, что отстойники обычной конструкции при осветлении нейтрализованных промыв ных вод работают недостаточно эффективно. Основной причиной низкой степени осветления стоков, кроме ука занных свойств взвешенных веществ, являются неравно мерное распределение и турбулентность потока воды в отстойниках [ 1—4, 7, 9— 12]. Вследствие этих факторов объем отстойников используется только на 50—60% и их длину приходится увеличивать против расчетной в -1,5—_ 3 раза [2, 10].
В ряде исследований [1, 7, 12] указывается на зави
симость эффективности |
работы |
отстойных сооружений |
|
от температуры жидкости, которая |
по длине и глубине |
||
отстойников может отличаться |
на |
несколько градусов. |
|
По экспериментальным |
данным |
|
В. Н. Дроздова [5], |
разница температуры воды только на 1° на входе' в со оружение и в самом сооружении ведет к потере устойчи вости потока и увеличению скорости движения воды в нижней части отстойника. Нарушение гидравлическо го режима в отстойных сооружениях происходит и под влиянием разных плотностей поступающей и находящей
ся в отстойнике жидкостей. |
Подлежащая осветлению |
жидкость, имеющая более |
высокую концентрацию за |
грязнений и более низкую температуру, имеет и большую плотность и может «транзитом» пройти по дну отстой ника [5]. Таким образом, под влиянием температурных
139
н плотностных токов происходят взмучивание осадка и подъем части его в поверхностные слои, что ухудшает условия седиментации взвешенных частиц и снижает степень осветления стоков.
Турбулентность движения в отстойниках вызывает дополнительные затруднения в очистке сточной жидкости за счет' появления вертикальной составляющей пульса
ции потока жидкости. Поэтому скорость |
седиментации |
частиц в отстойнике ио будет меньше |
гидравлической |
крупности их и на величину этого влияния w |
|
и0 = и — w. |
(1) |
Экспериментальное определение величины w доста точно сложно. Поэтому авторы, пользуясь опубликован
ными данными по расчетам |
отстойников [1,7, |
9— 12], |
попытались оценить ее значение в зависимости |
от гид |
|
равлической крупности и |
нашли, что w может |
состав |
лять от 0,17 до 0,67 и. |
|
|
Если жидкость загрязнена тяжелыми быстро осажда ющимися частицами, то влияние w на скорость седимен тации п эффект очистки незначительно. Если же отстаи ваемая жидкость содержит частицы с малой гидравличе ской крупностью (нейтрализованные промывные воды), эффект осветления резко снижается. Препятству ющие осаждению взвешенных частиц силы уравновеши вают значительную часть гидравлической крупности взвеси, н она не «успевает» осесть за период пребывания в отстойных сооружениях. Увеличением продолжитель ности отстаивания, т. е. увеличением объемов отстой ников, можно лишь незначительно, в ограниченных пре делах, повысить эффект очистки [ 10, 11].
Значительные преимущества по сравнению с обычны ми имеют тонкослойные отстойники, получившие в
последние годы достаточно широкое |
распространение |
||
[5, |
6, 8, |
13]. |
|
|
В тонкослойных отстойниках поток |
жидкости при |
помощи пластин (пли трубчатых элементов) делится на ряд неглубоких — высотой -в несколько сантиметров — слоев. Как известно, продолжительность отстаивания и
объем отстойного сооружения могут быть |
определены |
из соотношений |
|
|
(2) |
Wp = QT, |
(3) |
но |
|
где Т — продолжительность отстаивания; |
Н0— рабочая |
|||||
высота отстаивания; и0 — скорость |
осаждения взвешен |
|||||
ных частиц в отстойнике; |
№р — расчетный объем отстой |
|||||
ника; Q — расход сточных вод. |
|
|
|
|||
Из приведенных выражений видно, что уменьшение |
||||||
высоты отстаивания, |
обеспечиваемое в |
тонкослойных |
||||
отстойниках, |
позволяет |
сократить |
продолжительность |
|||
отстаивания |
и соответственно |
требуемый |
объем соору |
|||
жения, благодаря чему они |
значительно |
экономичнее |
||||
обычных отстойников. |
|
|
|
|
|
|
Конструктивные особенности тонкослойных отстойни |
||||||
ков приводят к тому, что |
каждый |
слой |
отстаиваемой |
|||
жидкости оказывается |
термостатированным соседними |
слоями, чем обеспечивается более равномерная темпера тура в пределах данного слоя жидкости. Небольшая высота отдельных слоев уменьшает до минимума и воз действие разности плотностей жидкости, поэтому в тон кослойных отстойниках резко ограничиваются возмож ности возникновения и влияния на процессы, осветления жидкости конвекционных и плотностных токов.
Более благоприятным при отстаивании в тонком слое оказывается и гидравлический режим, определяемый
критерием Рейнольдса |
(Re): |
|
|||
Re |
мо |
v |
(4) |
||
v% |
V |
||||
|
|
||||
где v — скорость движения отстаиваемой |
жидкости; |
||||
v — кинематический |
|
коэффициент вязкости; |
ш = /-/6 — |
площадь живого сечения потока; х = 2Н + Ь — смоченный' периметр; H u b — соответственно высота и ширина по тока жидкости.
Уменьшение рабочей высоты отстаивания, как видно из выражения (4), обеспечивает уменьшение величины критерия Re, а следовательно, снижение турбулентности и величины' вертикальной составляющей пульсации потока жидкости.
Приведенные данные показывают, что отстаивание в тонком слое, позволяя сократить объемы отстойных со оружений, с успехом может обеспечить эффективное ~ осветление жидкостей, содержащих, как нейтрализован ные промывные воды, медленно осаждающиеся взвешен ные вещества.
141