Вопрос 64

Классификация сточных вод. Методы контроля состава сточных вод. Очистные сооружения.

Ответ:

Сточные воды от населенных мест и промышленных предприятий могут быть классифицированы по трем признакам:

по месту образования;

по виду содержащихся в стоках веществ;

по фазово-дисперсному состоянию загрязнений.

Для анализа вод применяют химические физико-химические и бактериологические методы, а определение их органолептических свойств основывается на использовании органов чувств исследователя.

Из органолептических показателей воды при анализе состава сточных вод контролируют два: цвет и запах. Цвет воды устанавливают измерением ее оптической плотности на спектрофотометре при различных длинах волн проходящего света. Отобранная проба сточной воды предварительно отстаивается в течение двух часов, отфильтровывается и затем заливается в специальную кювету высотой слоя 10 мм. Цвет можно установить с помощью фотометра или электрофотоколориметра. Контроль запаха носит качественный характер, проводят этот анализ при комнатной температуре или при нагревании сточной воды в колбе до температуры 320-340 К.

Величина рН в сточных водах определяется электрометрическим способом, основанным на том, что при изменении величины рН в жидкости на единицу потенциал стеклянного электрода, опущенного в эту жидкость, изменяется на постоянную для данной температуры величину.

При определении грубодисперсных примесей в сточной воде измеряют массовую концентрацию механических примесей и фракционный состав частиц, для чего применяют фильтрование пробы сточной воды через специальные фильтроэлементы, а также измерение количества «сухого» осадка. Кроме этих характеристик периодически вычисляют скорости всплывания (осаждения) механических примесей.

Измерение концентрации вредных веществ, для которых установлены ПДК, производится на различных ступенях технологической схемы очистки сточных вод, обязательно измерение на заключительной ступени очистки перед выпуском сточной воды в водоем. Для измерения концентрации вредных веществ применяют оптические, хроматографические, полярографические, электрометрические и другие методы анализа.

Очистные сооружения – это единый комплекс разнообразных устройств, арматуры и трубопроводов, создаваемый с целью очистки сточных вод и отвода их за пределы определенной территории.

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов применяют следующие методы:

механические;

физико-химические;

химические;

биологические методы.

Из механических практическое значение имеют отстаивание, центрифугирование и фильтрование; из физико-механических – флотация, коагуляция и сорбция; из химических – хлорирование и озонирование, из биологических – биофильтрация, обработка в биореакторах, обработка в аэротенках.

Вопрос 65

Хлорирование и озонирование воды. Устройство и применение хлораторов и озонаторов. Технико-экономические показатели.

Ответ:

Хлорирование – самый распространенный способ обеззараживания воды. При нем используют хлорную известь, хлор и его производные, под действием которых бактерии и вирусы, находящиеся в воде, погибают в результате окисления веществ. Далее хлор, известь и попутные вещества задерживают в слое фильтрующего материала на специальных фильтрах.

Метод озонирования воды основан на свойстве озона разлагаться в воде с образованием атомарного кислорода, разрушающего микробные клетки и окисляющего некоторые соединения, придающие воде неприятный запах. При этом происходит полное уничтожение бактерий, вирусов и простейших микроорганизмов.

Ввиду малой растворимости жидкого хлора поступающий реагент предварительно испаряется. Затем хлор-газ растворяют в малом количестве воды, получаемую хлорную воду перемешивают с обрабатываемой водой. Дозировка хлора происходит в фазе газообразного вещества, соответствующие газодозаторы называются хлораторами. На практике применяют как напорные, так и вакуумные хлораторы.

Для испарения хлора баллон или контейнер устанавливают на весы и открывают вентиль. Объем хлор-газа из одного баллона при комнатной температуре составит 0,5-0,7 кг/ч, с одного контейнера - 3 кг/ч на 1 м² его поверхности. Съем хлора можно значительно увеличить подогревом баллонов теплой водой или воздухом. Поэтому на крупных станциях используют специальные испарители хлора в виде бокса, куда устанавливают баллон или контейнер и подается теплая вода или подогретый воздух.

Хлор-газ поступает в промежуточный баллон, где задерживаются капли воды и прочие примеси. Более полная очистка газа происходит в фильтре, который заполнен стекловатой, замоченной в серной кислоте. Редуктор обеспечивает постоянное давление в системе; измерительное устройство в виде диафрагмы и ротаметра обеспечивает контроль и регулировку количества подаваемого хлора.

Приготовление хлорной воды происходит в смесителе. Необходимый вакуум создается эжектором, при помощи которого хлорная вода подается в обрабатываемую воду. Включением в схему регулирования анализатора остаточного хлора можно автоматически поддерживать заданную концентрацию хлора в очищенной воде в условиях изменения свойств поступающей воды.

Хлорированием обрабатывается вода для питьевых, сельскохозяйственных, производственных целей, а также вода в бассейнах и на объектах бытового обслуживания (бани, прачечные). Озонаторы могут использоваться как в барботажных, так и в эжекторных схемах смешения озона с водой. Поток питающего газа (осушенный воздух или кислород) через озонатор обеспечивается внешним побудителем расхода (эжектор, компрессор или кислородная магистраль).

В озонаторах используется традиционный способ получения озона в газовом разряде барьерного типа. Газоразрядный реактор озонаторов имеет классическое трубчатое исполнение и выдерживает давления газа без разрушения элементов конструкции от 0 до 400 кПа.

Охлаждение газоразрядного реактора осуществляется окружающим воздухом. В большинстве озонаторов применяются источники питания, поддерживающие оптимальную газоразрядную мощность в широком диапазоне расходов и давлений питающего газа.

Управление работой озонаторов полностью автоматизировано и осуществляется по уровню газового потока. аварийных ситуациях (попадание воды в газоразрядный реактор, электрический пробой газоразрядного реактора и т. п.) устройство управления обеспечивает безопасное выключение высоковольтного источника электропитания озонатора.

Озонирование воды применяется на предприятиях пищевой и химической промышленности, а также для обработки небольших объемов питьевой воды, при условии, что эта вода будет употреблена в течение относительно небольшого периода времени.

Обеззараживание питьевой воды хлорированием используется наиболее часто как наиболее экономичный и эффективный метод в сравнении с любыми другими известными методами. В США 98,6% воды (подавляющее количество) подвергается хлорированию. Аналогичная картина имеет место и в России, и в других странах, т.е. в мире 99 из 100 случаев для дезинфекции используют либо чистый хлор, либо хлорсодержащие продукты. В США для этих целей в среднем в год используют около 500 тыс. тонн хлора, в России – до 100 тыс. тонн. Такая популярность хлорирования связана с и тем, что это единственный способ, обеспечивающий микробиологическую безопасность воды в любой точке распределительной сети в любой момент времени благодаря эффекту последействия.

С экономической точки зрения озонирование является самым дорогостоящим методом обеззараживания воды. Это относится в равной степени как к стоимости строительства и оборудования, так и к эксплуатационным расходам