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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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