Предварительная обработка сточных вод

Характер примесей, их количество в сточных водах предприятий пищевой промышленности весьма разнообразно.

Для установившегося технологического режима по переработке определенного вида сырья состав сточных вод относительно постоянный. Изменения его могут происходить в зависимости от вида используемого сырья, технологического режима переработки. Колебание размеров стока сопровождается колебанием концентрации загрязнений. Эти изменения могут происходить в короткие промежутки времени (в пределах до одной рабочей смены).

Непостоянные количество и состав загрязнений сточных вод усложняют работу очистных сооружений, поэтому необходимо усреднение расходов и концентраций загрязнений на специальных сооружениях — усреднителях. Технологический принцип работы усреднителя предусматривает прием и смешение отдельных порций сточных вод с отличными от расчетных размеров расходов и концентраций загрязнениями в сторону увеличения в течение расчетного периода усреднения и выпуск их на очистные сооружения с выравненным расходом и концентрацией. Усреднители устраивают в специальных резервуарах или же для них могут быть использованы емкости технических водоемов.

Характерные случаи работы усреднителей, исходя из практики эксплуатации очистных сооружений на предприятиях пищевой промышленности, могут быть сведены к следующему:

а) кратковременное, периодическое поступление небольших количеств сточных вод с максимальным размером концентрации загрязнений. В таком случае усреднение обеспечивается смешением поступающих стоков с относительно небольшим объемом сточных вод, находящихся в усреднителе;

б) кратковременное, периодическое поступление максимальных количеств сточных вод с максимальным размером концентрации загрязнений. В этом случае усреднение обеспечивается смешением поступающих стоков с общим объемом усреднителя. Поэтому рабочий объем усреднителя должен обеспечивать прием и обработку наибольшей нагрузки по расходу сточных вод и по концентрации их загрязнений со снижением этих показателен до размеров, допускающих их дальнейшую обработку на очистных сооружениях.

Для очистных сооружений пищевой промышленности можно рекомендовать усреднитель конструкции Д. М. Ванякина (рис. 7).

Рис. 7. Схема усреднителя сточных вода—план, б — боковая стенка; в — диагональная перегородка, 1 — водоподающий лоток или трубопровод; 2 — распределительные желоба, 3 — водоотводящий лоток или трубопровод; 4 — продольные вертикальные перегородки, 5 — глухая диагональная перегородка, 6 — сборные желоба.

Емкость усреднителя W можно определить из уравнения

где q — приток сточных вод, м3/ч;

t — расчетная продолжительность усреднения, ч;

К — постоянный коэффициент, рекомендуемый 1,4.

Конструктивно усреднители предусматриваются с учетом особенностей усредненных сточных вод, в частности, большое значение имеет содержание в стоках взвешенных веществ, их способность к осаждению. Исходя из условий недопустимости осаждения взвешенных веществ в усреднителе скорость протока сточных вод при минимальном расходе должна быть не менее скорости в канале или лотке, подводящем сточную воду, и составлять 0,7—1,0 м/сек.

Интенсификацию работы усреднителей можно достичь в результате перемешивания механическими мешалками поступающей и находящейся в резервуаре-усреднителе жидкости, а также барботирования сжатым воздухом. При этом скорость оборота воды вокруг пропеллера не должна превышать 0,7— 1,0 м/сек, а при перемешивании воздухом в зависимости от концентрации взвешенных веществ и от гидравлической крупности их расход воздуха рекомендуется применять от 2,0 до 10,0 м3/ч на 1 м2 дна усреднителя, в среднем 5,0—6,0 м3/м2 в 1 ч.

К предварительной относится также реагентная обработка: нейтрализация, коагуляция, обогащение биогенными элементами (солями аммония и фосфора).

Нейтрализация среды сточных вод, направляемых на очистные сооружения, производится при помощи известкования, что изменяет активную реакцию среды рН в сторону щелочной. При этом Са(ОН)2, растворенный в воде, является электролитом, что способствует коагуляции коллоидов и их осаждению. Известь на очистные сооружения поступает негашеная, комовая с содержанием 30—50% активной СаО. Перед дозированием ее следует гасить. Пушонку (сухой порошок Са(ОН)2) получают добавлением 0,7 м3 воды на 1 т извести; известковое тесто — 2,0—3,5 м3 годы на 1 г извести; молоко — при расходе воды более 3,5 м3 cоответственно.

Растворимость извести в воде очень слаба и зависит от температуры, что видно из данных, представленных ниже:

Предварительная обработка растворами, содержащими Zn2+, Са2+, Fe2+, Al3+, Fe3+, Si41-, позволяет удалить коллоидные и тонкодисперсные примеси, не поддающиеся биологической (биохимической) очистке.

Для эффективной коагуляции грубодисперсных примесей хозяйственно-бытовых сточных вод рекомендуется добавлять к ним один из следующих коагулянтов: Аl2(SО4)3 — 20 мг/л при рН 6,5—7,0; FeCl3 —30 мг/л при рН 7—8; Са(ОН)2 — 200 мг/л при рН — 8—10; FeCl3 — 6 мг/л при рН 8—10, а к производственным сточным водам Fe34, Zn2+ —0,5 г/л, Са(ОН)2— 1 г/л.

Реагенты, принимающие участие в процессе очистки сточных вод, вводят в виде раствора (мокрое дозирование) или в сухом, порошкообразном виде (сухое дозирование). Наиболее целесообразно мокрое дозирование. Установка для приготовления раствора состоит из растворных и расходных баков (их должно быть не менее двух). Внутренняя поверхность баков должна быть защищена от корродирующего действия растворов.

Емкость растворного бака Vpacт.б определяется по формуле

где Q — расчетный расход сточных вод, м3/ч;

Dк — расчетная доза коагулянта по безводному продукту, г/м3;

п — число часов, на которое заготавливается раствор;

bр — концентрация раствора реагента не более 10% по безводному продукту;

у — объемный вес раствора реагента, т/м3.

Емкость расходного бака VраСх.б определяется по формуле

где b — концентрация рабочего раствора в расходном баке от 5 до 10% по безводному продукту. Предварительная аэрация и биокоагуляция. Предварительная аэрация с последующим двухчасовым отстаиванием обеспечивает снижение взвешенных веществ (табл. 39).

Таблица 39. Снижение взвешенных веществ, проц., в зависимости от продолжительности аэрации

В отдельных случаях при очистке малоконцентрированных сточных вод продолжительная по времени (8—9 ч) простая аэрация обеспечивает коагуляцию загрязнений по БПК5 до 20 мг/л, и, таким образом, может являться окончательной ступенью очистки.

Аэрация производится в подводящих каналах или в специальных сооружениях — преаэраторах. Процесс преаэрации заключается в интенсивном продувании сточной жидкости воздухом, в результате, чего происходит флокуляцпя и коагуляция мельчайших нерастворенных примесей, удельный вес которых близок к удельному весу воды. Изменяя свою гидравлическую крупность, частицы подвержены более интенсивному оседанию при последующем отстаивании. Эффект работы первичных отстойников после преаэраторов улучшается по взвешенным веществам и БПК20 на 5—8%.

Расчет преаэраторов производится по формуле

где W — объем рабочей части, .ад3; Qp — расчетный расход, м3/ч; t — продолжительность аэрации, 10—20 мин. Расход воздуха рекомендуется в размере 0,5 мъ на 1,0 м3 аэрируемой сточной жидкости, а площадь преаэратора F определяется по формуле

где Н — высота преаэратора, равная глубине проточной части.

Длина преаэратора L определяется исходя из предположения, что ширина коридора принимается в пределах Н-1,5Н,

L =(F/B)м, (60) где В — ширина коридора, м.