Дипломная работа: Очистка условно-чистых стоков на моделях по разработанной технологии

3.3. Процесс фильтрации.

Фильтрование применяют для выделения из сточных вод в основном грубо- и мелкодисперсных примесей удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение  фаз ведут при помощт пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу, под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления до перегородки и вакуума после перегородки. Выбор перегородок зависит от свойств сточной воды, температуры, давления фильтрования и конструкции фильтра.

По характеру механизма задерживания взвешенных частиц различают два вида фильтрования: фильтрование через пленку (осадок) загрязнений, образующегося на поверхности фильтрующего   зернистого слоя, называемого загрузкой; фильтрование без образования пленки загрязнений. В первом случае задерживаются частицы размер которых больше пор материала, а затем образуется слой загрязнений, который является также фильтрующим материалом. Такой процесс характерен для так называемых медленных фильтров, которые работают на малых скоростях фильтрования. Во втором случае фильтрование происходит в толще  фильтрующего материала силами прилипания. Такой процесс характерен для скоростных фильтров.

Процесс фильтрации проводили на модели кварцевого фильтра. В качестве загрузочного  материала  использовали  кварцевый песок. Высоту рабочего слоя определили 100 см. Фильтрации подвергли осветленные стоки и смесь фильтрата и речной воды.

Программа испытаний.

1.         Фильтрат УЧС + ЩС. Скорость фильтрации 3 мм/с; 6 мм/с; 9 мм/с.

2.         Смесь фильтрата  УЧС + ЩС с РВ. Пропорции 1:1. Скорость фильтрации 3 мм/с; 6 мм/с; 9 мм/с.

Результаты лабораторных данных по исследованию процесса фильтрации смеси условно-чистые стоки и щелочные стоки  при рН =10 представлены в таблице 7.

Фильтрации подвергалась смесь  после 60 мин. отстаивания со скоростью фильтрации 3 мм/сек; 6 мм/сек; 9 мм/сек. Как видно по результатам анализов фильтрация дает на выходе высокое качество очистки. При фильтрации происходит незначительное снижение рН.  Зарегистрировано снижение общей жесткости в среднем на 21,4%, кальциевой жесткости на 23,9%, снижение ХПК в среднем на 67%, щелочности на 10%.  Показатели по сульфатам, хлоридам, общей жесткости, кальциевой жесткости меняются незначительно. Концентрация взвешенных веществ менее 3 мг/л. Оптимальная скорость фильтрации смеси условно-очищенных и щелочных стоков – 6 мм/сек.

Результаты лабораторных данных процесса фильтрации смеси фильтрата и речной воды приведены в таблице 8.  Испытания были выполнены в пропорциях 1:1, рН смеси 8,9.  По отношению к речной воде наблюдается увеличение сульфатов на 18%, жесткость общая снижается на 23,5%, жесткость кальциевая снижается на 26,4%, хлориды уменьшаются на 6,0%, общее солесодержание увеличивается на 14,6%. При фильтровании смеси фильтрата и речной воды скорости фильтрации 6 мм/сек. Качественные показатели: рН, сульфаты, жесткость общая, жесткость кальциевая, хлориды, общее солесодержание меняются не значительно. Взвешенные вещества отсутствуют.

Процесс восстановления параметра рН очищенной смеси  условно-очищенных стоков и щелочных стоков после процесса фильтрации приведен в таблице 9. Восстановление рН путем добавления серной кислоты  0,2 н. раствора приводит к некоторому увеличению сульфатов примерно на 10,7% и снижению общей жесткости на 25,74%, кальциевой жесткости на 25,7%.

Таблица 7

Результаты лабораторных данных процесса фильтрации смеси условно-чистых и щелочных стоков

Скорость Фильтрации Смеси УЧС + ЩС	Наименование показателей качества
	ХПК мг/л	рН	Щелоч ность мг-экв/л	Суль- фаты мг/л	Жест- кость мг-экв/л	Жесткость кальциевая мг-экв/л	Нефте- прод. мг/л	Взвешен. в-ва мг/л	Хлори- ды мг/л	Общее соле- содер. мг/л
Исходная Смесь УЧС + ЩС (отстаивание 60 миню)	100	10,0	8,0	168,4	4,30	2,30	0,1	< 3	60,97	926
3 мм/сек.	54,0	9,45	7,4	160,5	3,60	2,30	0,0095	< 3	60,97	926
6 мм/сек.	43,0	9,20	7,0	156.6	3,38	1,75	0,008	< 3	60,84	920
9 мм/сек.	43,7	9,10	7,2	156,0	3,45	1,70	0,0083	< 3	60,94	920

Таблица 8

Результаты лабораторных данных процесса фильтрации смеси фильтратов и речной воды

Наименование процесса	Наименование показателей качества
	ХПК мг/л	рН	Щелоч ность мг-экв/л	Суль- фаты мг/л	Жест- кость мг-экв/л	Жесткость кальциевая мг-экв/л	Нефте- прод. мг/л	Взвешен. в-ва мг/л	Хлори- ды мг/л	Общее соле- содер. мг/л
Фильтрат (УЧС + ЩС ) при  V= 6 мм/сек.	20,00	9,70	-	168,4	3,09	1,44	0,315	< 3	60,97	920,0
Фильтрат + РВ Пропорция 1:1	22,0	8,87	-	126,3	5,40	3,74	0,155	< 3	55,3	710,0
Скорость фильтрации 6 мм/сек.	18,0	8,86	-	126,0	5,00	3,70	0,18	< 3	55,3	710,0

Таблица 9

Восстановление рН очищенных условно-чистых и щелочных стоков после процесса фильтрации.

№ пробы	Доза кислоты	Наименование показателей качества
		ХПК мг/л	рН	Щелоч ность мг-экв/л	Суль- фаты мг/л	Жест- кость мг-экв/л	Жесткость кальциевая мг-экв/л	Нефте- прод. мг/л
1	1,8	44,0	8,20	7,2	212,0	2,77	1,44	-
2	1,9	48,0	7,90	6,8	236,0	1,62	1,08	-
3	0,5	38,5	7,90	6,8	278,0	2,88	1,38	-
4	0,5	41,5	8,20	6,4	236,8	2,75	1,30	-
Среднее значение		43,0	8,05	6,8	240,9	2,51	1,30	-

3.4. Процесс сгущения и центрифугирования.

Сгущению подвергается осадок после отстаивания сточных вод. Сгущение происходит путем дополнительного отстаивания в стандартном  мерном цилиндре, высота слоя- 50 см. Для определения полноты осаждения определяли влажность исходного осадка и сгущенного осадка.

Программа испытаний.

- осадок после 30 мин. отстаивания. Сгущение осадка в течение  4 час.; с.

- осадок после 60 мин. Отстаивания,  Сгущение осадка в течение  4 час.

- осадок после 90 мин. Отстаивания,  Сгущение осадка в течение  4 час.

Результаты экспериментальных данных по исследованию осадка условно-чистых стоков  и смеси условно-чистых  и щелочных стоков показали (табл.10) , что содержание взвешенных веществ в осадке отстоя смеси условно-чистых и щелочных стоков в течение 60 мин. Составляет 243,0 мг/л., эфироизвлекаемых- 22,1 мг/л.

Далее осадок подвергался сгущению в течение 4 часов. Осадок мелкодисперсный  с небольшим содержанием углеводородов. Влажность осадка условно-чистых вод составляет 96,1%; влажность осадка смеси условно-чистых и щелочных составляет 95,5%.

Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводится в гидроциклонах и центрифугах. Для очистки сточных вод, как правило, используют напорные и открытые гидроциклоны.

При вращении жидкости в гидроциклонах на частицы действуют центробежные силы, отбрасывающие тяжелые частицы к периферии потока; силы сопротивления движущегося потока, гравитационные силы и силы инерции.

Процесс центрифугирования проводился в течение 3 мин. Со скоростью вращения 300 об/мин. на лабораторной центрифуге. Осадок достаточно хорошо уплотняется и отдает воду при центрифугировании. Так влажность кека после сгущения осадка условно-чистых стоков в течение 4 часов составила 88,0%, смеси условно-чистых и щелочных стоков- 85,6%. При этом влажность осадка Условно-чистых стоков уменьшается на 7,76%, смеси условно-чистых и щелочных стоков- 9,90%.

Объем осадка, в результате сгущения и центрифугирования уменьшился в 600 раз ( в 187,5 раза -сгущение, центрифугирование по отношению к сгущению еще в 3,2 раза).

Таблица 10

Результаты экспериментальных данных по исследованию осадка.

Наименование потока	Наименование показателей осадка
	Взвешенные вещества мг/л	Эфироизвле каемые мг/л	Влажность %
Осадок после отстоя УЧС (60 мин)	233,0	19,8
Осадок после отстоя УЧС + ЩС (60 мин)	223,0	22,1
Осадок после отстоя УЧС + ЩС (90 мин)	200,0	200,0
Осадок после отстоя УЧС (60 мин) повторное отстаивание в течение 4 час.			96,1
Осадок после отстоя УЧС + ЩС ( 60 мин.) повторное отстаивание в течение 4 час.			95,5
УЧС (60 мин) повторное отстаивание в течение 4 час. Центрифугирование 3 мин. со скоростью 3000 об/мин.			88,0
Осадок после отстоя УЧС и ЩС (60 мин) Повторное отстаивание в течение 4 час. Центрифугирование 3 мин. со скоростью 3000 об/мин.			85,6

3.5 Обобщение результатов исследований.

Обобщенные результаты изменения содержания взвешенных веществ, жесткости общей, жесткости кальциевой, ХПК в потоках: условно-чистых стоков; щелочных стоков, речной воды; смеси Условно-чистых  щелочных стоков при рН=8,4 и 10,0; отстаивание условно-чистых стоков; отстаивание  смеси условно-чистых и щелочных стоков при рН=8,4 и 10,0; фильтрование смеси условно-чистых и щелочных стоков при рН=10, скорости фильтрации 6 мм/сек.; повторное фильтрование фильтрата и речной воды в соотношении 1:1 приведены в таблице 11.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9