Осветлители. 
Процессы и аппараты защиты окружающей среды

Осветлители применяют для очистки природных вод и для предварительного осветления сточных вод некоторых производств. Используют, в частности, осветлители со взвешенным слоем осадка, через который пропускают воду, предварительно обработанную коагулянтом.

Принципиальная схема осветлителя показана на рис. 11.7. Воду с коагулянтом подают в нижнюю часть осветлителя. Хлопья коагулянта и увлекаемые им частицы взвеси поднимаются восходящим потоком воды до тех пор, пока скорость выпадения их не станет равной скорости восходящего потока — сечение I—I. Выше этого сечения образуется слой взвешенного осадка, через который фильтруется осветленная вода.

При этом наблюдается процесс прилипания частиц взвеси к хлопьям коагулянта. Осадок удаляется в осадкоуплотни;

Рыс. 11.7. Блок осветлителя.

тель, а осветленная вода поступает в желоб, из которого ее направляют на дальнейшую очистку.

Удаление всплывающих примесей

Процесс отстаивания используют и для очистки производственных сточных вод от нефти, масел, смол, жиров и др. Очистка от всплывающих примесей аналогична осаждению твердых веществ. Различие заключается в том, что плотность всплывающих частиц меньше, чем плотность воды. Для улавливания частичек нефти используют нефтеловушки. Для улавливания жиров применяют жироловушки.

Схема горизонтальной прямоугольной нефтеловушки показана на рис. 11.8, а. Всплывание нефти на поверхность воды происходит в отстойной камере. При помощи скребкового транспорта нефть подают к нефтесборным трубам, через которые она удаляется. Скорость движения воды в нефтеловушке изменяется в пределах 0,005—0,01 м/с. Для частичек нефти диаметром 80—100 мкм скорость всплывания равна 1—4 мм/с. При этом всплывает 96—98% нефти. Горизонтальные нефтеловушки имеют не менее двух секций. Ширина секций 2—3 м, глубина отстаиваемого слоя воды 1,2—1,5 м; продолжительность отстаивания не менее 2 ч.

Имеются также радиальные и полочные тонкослойные нефтеловушки, представляющие собой (рис. 11.8, б) усовершенствованные конструкции горизонтальных нефтеловушек. Они имеют меньшие габариты и более экономичны. Расстояние между полками равняется 50 мм, угол наклона.

Рис. 11.8. Нефтеловушки:

а — горизонтальная: 1 — корпус; 2 — гидроэлеватор; 3 — слой нефти; 4 — нсфтссборная труба; 5 — нефтеудерживающая перегородка; 6 — скребковый транспортер; 7 — приямок для осадка; 6 — тонкослойная: 1 — вывод очищенной воды; 2 — нефтесборная труба; 3 — перегородка; 4 — плавающий пенопласт; 5 — слой нефти; 6 — ввод сточной воды; 7 — секция из гофрированных пластин; 8 — осадок полок 45°, время пребывания сточных вод в зоне отстаивания 2—4 мин, толщина слоя всплывающих нефтепродуктов 0,1 м; остаточное содержание их в воде 100 мг/л.

Сточные воды маслозаводов, фабрик первичной обработки шерсти, мясокомбинатов, столовых содержат жиры. Для их улавливания используют жироловушки, которые устроены аналогично нефтеловушкам. Для увеличения эффективности удаления из вод жира применяют аэрированные жироловушки.

Скорость подъема частиц w легкой жидкости зависит от раз;

w_ocdp

мера частиц, плотности и вязкости, т. е. от числа Ке =-.

Ро В области Re < 0,25 всплывание происходит по закону Стокса.

Движение частицы легкой фазы вверх вызывает в сточной воде вторичные потоки, тормозящие подъем. Скорость подъема с учетом торможения равна:

где w_BC — скорость всплывания легкой жидкости, м/с; р_л — коэффициент динамической вязкости всплывающей жидкости.

На процесс разделения оказывают влияние турбулентность, коагуляция и гидродинамическое комплексообразование. При вводе сточной воды может произойти измельчение легкой жидкости, особенно при ударе струи о поверхность, что сопровождается изменением давления. Начальный размер

Aw

частиц поддерживается капиллярным давлением (Р_к = —-).

а

При ударе струи возникает результирующее давление Р Если Р > Р_к, то происходит измельчение капель. Отношение числа отстоявшихся частиц легкой жидкости определенного размера к общему числу частиц легкой жидкости называют эффектом отстаивания Ф. При условии равномерного распределения легкой жидкости в сточной воде (реальным условиям соответствует более сложный механизм процесса) он равен:

где L — длина нефтеловушки; w — скорость сточной воды в нефтеловушке; h — высота слоя легкой жидкости от дна нефтеловушки.