3. Центрифугирование и сепарирование

Обезвоживание осадков можно также осуществлять методами центрифугирования и сепарирования.

При обработке осадков на центрифугах их влажность существенно снижается. Центрифугирование осадков проводят как с добавлением минеральных реагентов и флокулянтов, так и без них. В частности, при использовании флокулянтов увеличивается производительность центрифуги и снижается загрязненность образующегося фугата, а осадок после центрифугирования имеет меньшую влажность.

Для обработки осадков сточных вод в отечественной практике используют центрифуги типа ОГШ (схема центрифуги типа ОГШ представлена на рис. 3.13, а техническая характеристика этих центрифуг в табл. 7.4).

Следует отметить, что влажность обезвоженных после центрифугирования осадков и эффективность отделения твердой фазы существенно зависят от состава и свойств осадков, поступаемых на переработку. Эти положения могут быть проиллюстрированы данными табл. 7.10, в которой приведены технологические параметры работы осадительной центрифуги ОГШ-321к-5.

Существует ряд технологических схем обработки осадков на центрифугах. В качестве примера рассмотрим представленную на рис. 7.18 схему раздельного центрифугирования сырого осадка первичных отстойников и активного ила.

П ри использовании данной схемы из состава очистных сооружений исключаются илоуплотнители. На центрифугу подается весь активный ил или его часть. Фугат сырого осадка сбрасывается в первичные отстойники, а фугат активного ила используется в качестве возвратного ила в аэротенках.

Отечественные авторы рекомендуют применять центрифуги для обработки осадков сточных вод, если пропускная способность станций составляет 70 – 100 тыс. м3/сут.

Подбор центрифуг осуществляют либо исходя из их производительности (Пк), либо по количеству исходного осадка (Писх.). Производительности центрифуги по обезвоженному осадку могут быть рассчитаны по формуле (7.5).

Примером использования процесса сепарирования может служить обезвоживание активного ила влажностью 99,4 – 99,6 %. Для осуществления этого процесса использовали сепараторы с периодической и пульсирующей выгрузкой кека. Влажность обезвоженного этим способом активного ила снижалась до 88,1 – 91,4%.

32. Методы очистки воды от радиоактивных загрязнений.

Состояние радионуклидов в растворах в радиохимической практике решается на основании сопоставления результатов, полученных одновременно несколькими методами. Важнейшие из них: ионный обмен, сорбция, десорбция, диализ, ультрафильтрация, центрифугирование, диффузия, электрохимическое выделение, экстракция, радиография. Применение этих методов позволяет в первую очередь решить, находится ли радионуклид в грубодисперсном, коллоидном или истинно растворенном состоянии, а затем количественно охарактеризовать его формы. Эти методы выявления состояния радионуклидов могут оказаться полезными при дезактивации вод, т. е. их от очистки радиоактивных веществ.

Методы дезактивации поверхностных вод. В целях дезактивации поверхностных вод для использования их в качестве питьевой воды наибольшее распространение получили варианты осадительного способа очистки.

Метод осаждения солями железа и алюминия. Наиболее распространенные в водоподготовке процессы коагулирования питьевой воды солями железа или алюминия с последующим быстрым фильтрованием осветленной воды через песчаные фильтры (основные методы водоподготовки) относительно эффективны только для удаления из воды радионуклидов, ассоциированных с твердой фазой природных вод, а также радиоактивных протонов легкогидролизующихся элементов (циркония, ниобия, церия и др.). Коагуляция и фильтрация практически неэффективны для дезактивации воды от растворенных форм радиоактивности, к числу которых принадлежит наиболее радиотоксичные изотопы (стронций-90, йод-131, цезий-137 и др.). Поэтому эти методы не могут эффективно снижать суммарную активность поверхностных вод.

Метод химического осаждения. Суть метода состоит в том, что в воду добавляют реагенты для образования нерастворимого осадка, который, осаждаясь, захватывает с собой микроколичества радионуклидов, уменьшая тем самым содержание их в воде. К методам химического осаждения относят методы как используемые в процессах водоподготовки, например, содово-известковое умягчение, так и не используемое в технологии получения питьевой воды: фосфатная коагуляция, сульфидное осаждение, осаждение тяжелых металлов и т. д. (не основные методы водоподготовки).

Причины, вызывающие соосаждение радионуклидов с тем или иным нерастворимым осадком, а также механизм происходящих при этом процессов могут быть самыми различными. Чаще всего соосаждение обусловлено сокристаллизацией, адсорбцией, коллоидно-химическими причинами, окклюзией и прямым осаждением.

Сокристаллизация. Необходимым условием процесса сокристаллизации является способность микрокомпонента (т. е. радионуклида) образовывать твердые растворы с соответствующим соединением макрокомпонента.

Образование твердых растворов возможно в трех случаях:

1. Состав обоих компонентов можно представить одной общей формулой, при этом заряды катионов и анионов сокристаллизующихся соединений соответственно идентичны. Такие вещества называют истинно изоморфными, т. е. обладающими сходной кристаллической структурой, и процесс сокристаллизации происходит посредством замещения ионов, атомов и молекул в кристаллической решетке. Примером служит система

ВаSО4 — SrSО4 — Н2О

2. Состав обоих компонентов можно представить одной общей формулой, но заряд катионов и анионов различаются в сокристаллизующихся соединениях. Например, система SrSО4 — КСlО4 — Н2О. Сокристаллизация таких соединений происходит посредством замещения целых участков кристаллической решетки.

3. Соединения с различными типами химических формул способны образовывать твердые растворы или так называемые аномальные смешанные кристаллы (LaF3 — RaF2 — Н2О; NaCl — PbCl2 — Н2О). Природа этого типа сокристаллизации еще недостаточно изучена.