Файл: Левин, А. М. Очистка сточных вод огнеупорных заводов.pdf

го пребывания под метровым слоем воды осадок стано­ вился менее подвижным. Это говорит о том, что осадок влажностью менее 80% из отстойников можно удалять только механическим способом.

Данные по влажности и объему осадков смеси шамо­ та и глины, взятых в соотношении 7:3; 1: 1; 3 : 7, и одной глины, образовавшихся после вторичного отстаивания с коагуляцией осветленной воды известью (100 мг/л), при-

Рис. 51. Зависимость влажности осадка от времени его уплотнения под метровым слоем воды (после ча­ сового отстаивания загрязненной различными мате­ риалами сточной воды и затем коагуляции осветлен­

ведены на рис. 51. Осадок при содержании 7 ч. шамота и 3 ч. глины через 1 сутки имел влажность 86,9% и был слабо подвижным. Влажность осадка смеси шамота и глины (3:7) составляла 88% через 24 ч. Осадок такой влажности подвижен. После дальнейшего уплотнения осадка под водой его влажность уменьшалась и он ста­ новился неподвижным. Влажность осадка смеси шамота и глины (1 : 1) и глины через 24 ч была 87,2 и 88,8%. Оса­ док был подвижным.

Влажность смесей шамота и глины и одной глины приведена на рис. 52. Из приведенных данных видно, что осадок при содержании 7 ч. шамота и 3 ч. глины после 4 ч под водой имел влажность 70%, а при соотношении шамота и глины 3 :7 влажность осадка была 78%, при со­ отношении 1 : 1она составляла 75%, осадок очень быстро уплотнялся и транспортировать его насосами по трубам

152

было трудно. Осадок одной глины уплотнялся медленнее, через 24 ч его влажность была 85%, он был подвижным. Дальнейшее нахождение осадка глины под водой приво­ дило к уменьшению его влажности, он становился непод­ вижным. Исследования показали, что наиболее плотную структуру имеют осадки шамота, они довольно быстро уплотняются. Осадки, образованные из глинистой взвеси, уплотняются медленно, имеют рыхлую легко взмучивае­ мую структуру. Осадки, образованные из пылей магнези­ та и хромита, по уплотняемости занимают промежуточ­ ное положение, но более близкое к осадкам шамота.

Обобщенные данные по изменению влажности осад­ ков приведены в табл. 30. Из табл. 30 видно, что влаж­ ность осадка зависит от материала, из которого он состо-

Т й б л и ц а 30

Результаты исследования влажности осадков

ного при механо-химической очистке сточной воды. Доза извести 100 jar/л.

153

йт, и уменьшается с увеличением времени пребывания его под водой. Средние значения влажности составляют для шамота, глины, магнезита, хромита соответственно

Рис. 52. Зависимость влажности осадка от времени его уплотнения под метровым слоем воды:

/ — шамот и глина при соотношении 7 :3 ; 2 — то же, 3 :7 ; 3 — то же, 1:1: 4 — глина

через сутки 36,0/38,0; 70,0/82,0; 42,0 и 44,0%' и через 5 су­ ток 33,0; 59,0/80,0; 33,0 и 34,0% (в знаменателе указаны данные для осадка коагулированных сточных вод).

3. УДАЛЕНИЕ ОСАДКОВ ЗА ПРЕДЕЛЫ, ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

При очистке производственных сточных вод образу­ ются осадки, которые необходимо удалять и в некоторых случаях — обрабатывать. Как указывалось выше, они имеют различный состав и свойства. Способ удаления осадков из очистных сооружений, а также вид обработки принимают в зависимости от их состава и свойств. В обо­ их случаях важное значение имеет начальная влажность осадков, а также способность их отдавать воду. От этих показателей зависит экономика удаления, обработки и использования осадка. Наиболее совершенным способом удаления осадка за пределы очистных сооружений явля­ ется перекачка по напорным трубопроводам. Перед уда­ лением осадка из отстойника необходимо сливать освет­

154

ленную воду. При удалении осадка гидравлическим спо­ собом необходимо, кроме того, его предварительно пере­ мешивать. Осадок шамота, магнезита, хромита и смесей магнезита и хромита, шамота с глиной в соотношениях 7:3 и более можно удалять после 24-ч пребывания его в горизонтальном отстойнике механическим способом — грейферным краном или другими механизмами с выво­ зом на склад сырья.

На складе осадок следует перелопачивать с храня­ щимся сырьем. Осадки глины и смеси глины с шамотом

всоотношениях 7 : 3 (и более глины) коагулированных сточных вод, а также осадки глины некоагулированных сточных вод целесообразно удалять гидравлическим спо­ собом. Осадок коагулированных сточных вод, состоящий из шамота, магнезита и хромита, можно удалять также гидравлически способом. При этом его следует подавать

вмешалки технологического процесса. Когда осадок не может быть принят в технологический процесс, его необ­ ходимо перекачивать на обезвоживание, а полученный кек подавать на склад сырья.

Глава V

ОБРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОСАДКА1

1. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ

Наиболее простым и распространенным способом обезвоживания осадков бытовых сточных вод является естественная сушка на иловых площадках, которые пред­ ставляют собой спланированные дренированные участки земли. Земляные валики со всех сторон окружают эти участки земли (карты). Осадок из отстойников периоди­ чески наливается небольшим слоем на эти участки и под­ сушивается. Влага из осадка частично испаряется, а ча­ стично просачивается в грунт. При этом объем осадка и его объемная масса уменьшаются. Подсушенный осадок можно погружать на самосвал для транспортирования на сельскохозяйственные поля.

Аналогичные площадки в некоторых случаях можно устраивать и для обезвоживания осадков производствен­ ных сточных вод, например для осадков шамота. Обезво-

155

женный осадок вывозят на склад сырья или, если он не может быть использован в технологическом процессе, в отвал. Устраивают иловые площадки на естественном или искусственном основании. Когда почва обладает хорошей фильтрующей способностью (песок, супесь, легкий сугли­ нок) и уровень грунтовых вод находится на глубине бо­ лее 1,5 м от поверхности карты просачивающиеся дре­ нажные воды могут быть выпущены в грунт, т. е. иловые площадки имеют естественное основание. Если грунт плотный, слабофильтрующий, то площадки устраивают или на искусственном основании, или оборудуют трубча­ тым дренажем, который укладывают на естественное ос­ нование в канавы, заполненные щебнем или гравием. Расстояние между дренажными канавками рекомендует­ ся принимать 6—8 м, начальную глубину канавы 0,6 м с уклоном 0,003. Для въезда на площадку устраивают пан­ дусы шириной 4 м. Высота слоя одновременного напуска осадка в летнее время лежит в пределах 25—30 см. Ин­ тенсивная фильтрация идет первые сутки, влажность осадка при этом уменьшается. Площадки необходимо своевременно освобождать от подсушенного осадка.

К естественным способам обезвоживания осадка про­ изводственных сточных вод можно отнести также бороз­ ды, канавы. Обезвоженный осадок в этом случае или транспортируют на склад сырья, или закапывают.

Кроме того, минеральный осадок может быть склади­ рован на свободных территориях — отвалах. При этом необходимо учитывать возможность загрязнения грунто­ вых вод и водоемов. Приведенный способ может быть при­ менен в том случае, если имеются необходимые участки земли и только для осадков, состоящих из шамота, маг­ незита или хромита.

В последнее время получили распространение более прогрессивные способы обработки осадков — механичес­ кое их обезвоживание на фильтрпрессах, центрифугах и вакуум-фильтрах.

2. ИСКУССТВЕННОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ

О б е з в о ж и в а н и е ф и л ь т р п р е с с а м и

Искусственное механическое обезвоживание осадков сточных вод получает все большее распространение. Ин­ терес к искусственному обезвоживанию осадков объясня­ ется некоторыми преимуществами этого метода по срав­

156

нению с естественным обезвоживанием. К ним относятся: большая производительность, меньшая потребность в площади, меньшее число обслуживающего персонала, не­ зависимость обезвоживания от климатических факторов, возможность полной механизации и автоматизации, а также координации работы всего комплекса очистных сооружений.

Следует отметить, что механическое обезвоживание осадков является целесообразным, позволяющим пол­ ностью использовать уловленный материал в технологи­ ческих процессах производства огнеупорных изделий.

Институтом УкрНИИхиммаш разработана конструк­ ция фильтрпресса автоматического камерного без меха­ нического зажима плит и проведена работа по испыта­ нию его на каолиновых суспензиях. Испытания показали, что фильтрпресс указанной конструкции является рабо­ тоспособным аппаратом. При давлении 5 кгс/см2 и толщи­ не слоя осадка 5—6 мм производительность фильтрпрес­ са составила 24—25 кг/ч с 1 м2 фильтрующей поверхнос­ ти по сухому веществу, что в 2,5—3 раза выше произво­ дительности ручных фильтрпрессов, работающих при давлении 10 кгс/см2. После 1961 г. в УкрНИИхиммаше началась разработка более совершенного автоматическо­ го фильтрпресса с механическим зажимом плит ФПАКМ. Особенностью конструкции нового фильтрпресса являет­ ся то, что отжим осадка осуществляется механическим путем при помощи эластичной диафрагмы, что значи­ тельно сокращает расход воздуха при просушке осадка.

УкрНИИхиммаш указывает, что ФПАКМ предназна­ чен для фильтрации тонкодисперсных труднофильтруемых суспензий с содержанием твердой фазы от 10 до 500 г/л и температуре от 5 до 70° С. Для изучения процес­ са прессфильтрования осадков использовалась лабора­ торная напорная воронка, позволяющая моделировать работу автоматического фильтрпресса ФПАКМ.

Осадки для обезвоживания получали в цилиндрах ди­ аметром 200 мм и высотой 1 м путем отстаивания искус­ ственно приготовленных сточных вод, загрязненных пылями магнезита, хромита, глины, каолина, шамота раз­ личных заводов и смесями шамота и глины в соотношениях 4:1; 1:1; 1:4 и концентрацией взвешенных веществ

50г/л.

Конечной целью обработки опытных данных являлось

получение времени фильтрации суспензий при различных

157

давлениях. Работы проводились по методике, описание которой дано в статье Сибирко [83].

Зависимость времени фильтрации от давления для осадков состава 1 :4 (шамот, глина) приведена на рис. 53. В результате эксперимента, как видно из рис. 53, было установлено, что метод расчета может дать доволь­ но большие отклонения от времени фильтрации, получен­ ного при определенном давлении на опытной установке. Поэтому дальнейшие исследования по напорной фильт­ рации проводили с определением времени фильтрации для каждого давления из опыта. По опытным данным вы­ числяли производительность по сухому осадку и суспен­ зии [84, 85].

Результаты исследований по фильтрованию осадков сточных вод, содержащих магнезит, хромит Запорожско­ го огнеупорного завода и коалин, шамот, глину ВеликоАнадольского и Семилукского заводов, представлены на рис. 54 и 55.

Приведенные данные показывают, что время фильтро­ вания осадков магнезита и хромита колеблется от 45 с до 6 мин при давлении 1—2 кгс/см2. Поэтому обработка ко­ агулянтом сточной воды, содержащей указанные мате­ риалы, для улучшения процесса обезвоживания осадков не требуется. Время фильтрования осадков из различ­ ных огнеупорных материалов колебалось в очень широ­ ких пределах от 1 мин (коагулированный шамот Семи­ лукского завода) до 257 мин (латненская глина).

Наименьшее время фильтрования имеет осадок ша­ мота, наибольшее— осадок глины. При увеличении в осадке глины время фильтрования увеличивается. Обра­ ботка сточной воды коагулянтом — сернокислым алюми­ нием приводит к уменьшению времени фильтрования осадков. Осадок шамота Семилукского огнеупорного за­ вода фильтруется быстрее, чем осадок шамота ВеликоАнадольского завода. Осадки смеси шамота и каолина фильтруются лучше осадков смеси шамота и глины. Наи­ большее время фильтрования (257 мин) наблюдалось при давлении 2 кгс/см2 для осадков латненской глины. При увеличении давления время фильтрования этих осад­ ков уменьшалось и при давлении 6 кгс/см2 составило 88 мин. Изучение осадков шамота и глины состава 1 :4 для материалов различных месторождений является на­ иболее важным, так как такие осадки часто встречаются

, на заводах.

58

Врем» (рилътробания} мин

Рис. 54. Зависимость времени фильтрования от давления для сточ­ ных вод Велико-Анадольского завода:

159