Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о бетонных и металлических отстойниках, включая непрерывное механизированное удаление твердых частиц. Описание более простых отстойников без оборудования для удаления твердых частиц см. В Отстойник .

Осветлители - это отстойники, построенные с механическими средствами для непрерывного удаления твердых частиц, осаждаемых в результате осаждения . [1] Осветлитель обычно используется для удаления твердых частиц или взвешенных частиц из жидкости с целью осветления и / или загущения. Концентрированные примеси, сливаемые со дна резервуара, известны как шлам, а частицы, всплывающие на поверхность жидкости, называются пеной.

Три очистителя сточных вод / сточных вод на станции очистки сточных вод Айкахи на Гавайях. Кажется, что у них есть плавающая крышка, чтобы уменьшить запах, потому что растение находится очень близко к жилой зоне.
Круглый осветлитель с поверхностным скиммером виден в правом нижнем углу. По мере того как скиммер медленно вращается вокруг осветлителя, снятый плавающий материал выталкивается в ловушку, видимую над огражденным помещением в нижнем левом углу.

Приложения [ править ]

Предварительная обработка [ править ]

Перед тем как вода поступает в осветлителе, коагуляцию и флокуляции реагенты, такие как полиэлектролиты и сульфат железа , [2] может быть добавлено. Эти реагенты заставляют мелко взвешенные частицы слипаться и образовывать более крупные и плотные частицы, называемые хлопьями, которые оседают быстрее и стабильнее. Это позволяет более эффективно и легко разделить твердые частицы в осветлителе; помощь в сохранении энергии. [2] Первоначальное выделение компонентов частиц с использованием этих процессов может уменьшить объем последующих процессов очистки воды, таких как фильтрация.

Очистка питьевой воды [ править ]

Вода быть очищена для потребления человека, обрабатывают коагуляцию реагентов, затем направляют в отстойник , где удаление хлопьевидного сгустка происходит производство осветленной воды. Осветлитель работает, позволяя более тяжелым и крупным частицам оседать на дно осветлителя. Затем частицы образуют нижний слой ила, требующий регулярного удаления и утилизации. Затем осветленная вода проходит еще несколько этапов перед отправкой на хранение и использование. [2]

Очистка сточных вод [ править ]

Отстойники использовались для очистки сточных вод на протяжении тысячелетий. [3]

Первичная обработка из сточных вод является удаление плавающих и твердых веществ через к осаждению осадка. [4] Первичные осветлители снижают содержание взвешенных твердых частиц и загрязняющих веществ, содержащихся в этих взвешенных твердых частицах. [5] : 5–9 Из-за большого количества реагента, необходимого для очистки бытовых сточных вод, предварительная химическая коагуляция и флокуляция обычно не используются, оставшиеся взвешенные твердые частицы уменьшаются на следующих стадиях системы. Однако коагуляция и флокуляция могут использоваться для строительства компактной очистной установки (также называемой «комплексной очистной установкой») или для дальнейшей очистки очищенной воды. [6]

Отстойники, называемые вторичными осветлителями, удаляют хлопья биологического роста, образовавшиеся при некоторых методах вторичной обработки, включая активный ил , капельные фильтры и вращающиеся биологические контакторы . [5] : 13

Горное дело [ править ]

Методы, используемые для обработки взвешенных твердых частиц в горнодобывающих сточных водах, включают осаждение, осветление и фильтрацию хлопьевидного слоя. [7] Рио Тинто Минералз использует седиментацию для переработки сырой руды в очищенные бораты. После растворения руды насыщенный раствор бората перекачивается в большой отстойник. Бораты плавают на поверхности жидкости, а камни и глина оседают на ее дне. [8]

Технология [ править ]

Прямоугольные отстойники с водосливом, видимым над поверхностью жидкости.
Осушенный круглый отстойник с центральными впускными перегородками справа со скребком для твердых частиц и рычагами скиммера, видимыми под вращающейся перемычкой.

Хотя осаждение может происходить в резервуарах другой формы, удаление накопившихся твердых частиц проще всего с помощью конвейерных лент в прямоугольных резервуарах или с помощью скребков, вращающихся вокруг центральной оси круглых резервуаров. [9] Устройства для механического удаления твердых частиц перемещаются настолько медленно, насколько это возможно, чтобы свести к минимуму повторное суспендирование осевших твердых частиц. Размеры резервуаров обеспечивают оптимальное время пребывания воды в резервуаре. Экономия способствует использованию небольших резервуаров; но если скорость потока через резервуар слишком высока, большинство частиц не успевают осесть и уносятся с очищенной водой. Значительное внимание уделяется снижению скорости воды на входе и выходе, чтобы минимизировать турбулентность и способствовать эффективному осаждению во всем доступном объеме резервуара. Перегородкииспользуются для предотвращения распространения в резервуар скоростей жидкости на входе в резервуар; а сливные перегородки используются для равномерного распределения потока жидкости, выходящей из резервуара, по широкой площади поверхности, чтобы минимизировать повторное суспендирование осаждающихся частиц. [10]

Поселенцы труб [ править ]

Основная статья: осветлитель ламелей

Трубчатые отстойники обычно используются в прямоугольных осветлителях для увеличения оседающей способности за счет уменьшения вертикального расстояния, которое должна пройти взвешенная частица. Высокоэффективные трубчатые отстойники используют набор параллельных трубок, прямоугольников или плоских частей, разделенных несколькими дюймами (несколькими сантиметрами) и наклоненных вверх в направлении потока. Эта структура создает большое количество узких параллельных каналов потока, способствующих равномерному ламинарному потоку, как моделируется законом Стокса . [11] Эти структуры работают двумя способами:

  1. Они обеспечивают очень большую площадь поверхности, на которую частицы могут упасть и стабилизироваться.
  2. Поскольку поток между пластинами временно ускоряется, а затем сразу замедляется, это помогает агрегировать очень мелкие частицы, которые могут оседать, когда поток выходит из пластин.

Конструкции с наклоном от 45 ° до 60 ° могут позволить гравитационный дренаж накопившихся твердых частиц, но более мелкие углы наклона обычно требуют периодического дренажа и очистки. Пробирочные отстойники могут позволить использовать осветлитель меньшего размера и могут позволить отделить более мелкие частицы со временем пребывания менее 10 минут. [11] Обычно такие структуры используются для воды, трудно поддающейся очистке, особенно содержащей коллоидные материалы.

Трубчатые отстойники улавливают мелкие частицы, позволяя более крупным частицам перемещаться на дно осветлителя в более однородной форме. Затем мелкие частицы накапливаются в более крупную массу, которая затем скользит по каналам трубок. Уменьшение количества твердых частиц, присутствующих на выходе, позволяет уменьшить занимаемую очистителем площадь при проектировании. Трубки из ПВХ- пластика не требуют больших затрат при усовершенствовании конструкции осветлителя и могут привести к увеличению производительности в 2–4 раза. [12] [13]

Операция [ править ]

Чтобы поддерживать и способствовать правильной обработке осветлителя, важно сначала удалить любой коррозионный, реактивный и полимеризуемый компонент или любой материал, который может загрязнять выходящий поток воды, чтобы избежать любых нежелательных побочных реакций, изменений в продукте или вызвать повреждение любого водоочистного оборудования. Это осуществляется путем регулярных проверок и частой очистки зон покоя, а также входных и выходных зон осветлителя, чтобы определить степень накопления осадка, а также очистить и удалить любые загрязнения, мусор, сорняки или мусор, которые могли накопиться. через некоторое время. [14]

Воду, вводимую в отстойник, следует контролировать, чтобы снизить скорость входящего потока. Уменьшение скорости максимизирует время гидравлического удерживания внутри осветлителя для седиментации и помогает избежать чрезмерной турбулентности и перемешивания; тем самым способствуя эффективному осаждению взвешенных частиц. Чтобы еще больше препятствовать явному перемешиванию в осветлителе и увеличить время удерживания, позволяющее частицам осесть, входной поток также должен быть равномерно распределен по всему поперечному сечению зоны осаждения внутри осветлителя, где объем поддерживается на уровне 37,7%. емкость.

Ил, образовавшийся из осевших частиц на дне каждого осветлителя, если оставить его на длительный период времени, может стать липким и вязким, что затруднит его удаление. Это образование ила способствует анаэробным условиям и созданию здоровой среды для роста бактерий. Это может вызвать повторное суспендирование частиц газами и высвобождение растворенных питательных веществ в водной жидкости, снижая эффективность осветлителя. Серьезные проблемы и проблемы со здоровьем могут также возникать дальше по ходу системы очистки воды или ухудшать здоровье рыб, обнаруженных ниже по потоку от осветлителя.

Новая разработка [ править ]

Были внесены улучшения и модификации для повышения производительности осветлителя в зависимости от ограничений вещества, подвергающегося разделению.

Добавление флокулянтов является обычным делом для облегчения разделения в осветлителях, но разница в плотности концентрата флокулянта может привести к чрезмерной концентрации флокулянта в очищенной воде. Равномерная концентрация флокулянта может быть улучшена, а дозировка флокулянта может быть уменьшена путем установки промежуточной диффузионной стенки, перпендикулярной потоку в отстойнике. [15]

Двумя доминирующими силами, действующими на твердые частицы в осветлителях, являются гравитация и взаимодействие частиц. Непропорциональный поток может привести к турбулентной и гидравлической нестабильности и потенциальному короткому замыканию потока. Установка перфорированных перегородок в современных осветлителях способствует равномерному потоку через бассейн. Прямоугольные осветлители обычно используются для обеспечения высокой эффективности и низких эксплуатационных расходов. Эти осветлители были усовершенствованы для стабилизации потока за счет удлинения и сужения резервуара.

См. Также [ править ]

  • Сепаратор масла и воды API
  • Флотация растворенного воздуха
  • Перечень технологий очистки сточных вод
  • Всего взвешенных твердых частиц
  • Очистки сточных вод

Ссылки [ править ]

  1. ^ Хаммер, Марк Дж. Вода и технология очистки сточных вод. John Wiley & Sons (1975) ISBN  0-471-34726-4 , стр. 223–225.
  2. ^ a b c Brentwood Industries, Inc. (2013). «Трубные отстойники для разъяснения». Архивировано 29 октября 2013 года на Wayback Machine, доступ осуществлен 14 октября 2013 года.
  3. ^ Chatzakis, MK, Lyrintzis, AG, Мара, DD, и Angelakis, AN (2006). «Отстойники сквозь века». Материалы 1-го Международного симпозиума IWA по технологиям водоснабжения и водоотведения в древних цивилизациях, Ираклион, Греция, 28–30 октября 2006 г., стр. 757–762.
  4. ^ Steel, EW & McGhee, Теренс Дж. Водоснабжение и канализация. (5-е изд.) Макгроу-Хилл (1979). ISBN 0-07-060929-2 , стр. 469–475 
  5. ^ a b Праймер для муниципальных систем очистки сточных вод (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). 2004. EPA 832-R-04-001.
  6. ^ Упаковочные заводы (PDF) (Отчет). Информационный бюллетень по технологии очистки сточных вод. EPA. 2000. EPA 832-F-00-016.
  7. ^ Горшков В.А., Kharionovsky А.А., «Основные методы и методики очистки шахтных вод в США», Международный журнал по шахтной воды, 4 (1983), Испания. С. 27-34.
  8. ^ Рио Тинто Минералс. «Горное дело и переработка боратов». По состоянию на 13 октября 2013 г.
  9. ^ Меткалф и Эдди. Разработка сточных вод McGraw-Hill (1972). С. 449–453.
  10. ^ Вебер, стр. 128-131.
  11. ^ a b Вебер, стр. 130.
  12. ^ SBS Enviro Concepts (2008). «Трубные поселенцы». Архивировано 29октября 2013 г.в Wayback Machine, доступ осуществлен 14 октября 2013 г.
  13. ^ Foroozan, Л. (2001). «Гидрологический анализ и проектирование управления потоком / BMP». Архивировано 3 марта 2011 года в Руководстве по управлению ливневыми водами Wayback Machine для Западного Вашингтона, Vol. III. Департамент экологии штата Вашингтон. Публикация 9913. стр. 93. По состоянию на 14 октября 2013 г.
  14. ^ Западный региональный центр аквакультуры, Вашингтонский университет. Сиэтл, Вашингтон (2001). «Проект отстойника». Публикация WRAC № 106.
  15. ^ Зитнер, Ричард Г. «Разделение твердых тел». Школа инженерии, Университет Гвельфа, Онтарио, Канада. По состоянию на 14 октября 2013 г.

Библиография [ править ]

  • Вебер, Вальтер Дж., Младший. Физико-химические процессы для контроля качества воды. Джон Вили и сыновья (1972). ISBN 0-471-92435-0