Классификация способов и оборудования рекуперации вторичных вод
Автор: Калашников Г.В., Атисков И.М.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Химическая технология
Статья в выпуске: 3 (73), 2017 года.
Бесплатный доступ
Вопросы очистки вторичных вод промышленного производства занимают важное место и являются актуальными в экологической деятельности всех предприятий пищевой и химической отраслей. Для очистки транспортерно-моечной воды свеклосахарного производства ключевую роль играет оборудование очистных сооружений. Большое многообразие оборудования очистки сточных вод классифицируется по различным способам. Применяемые типовые конструкции – это отстойники, гидроциклоны, сепараторы, центрифуги. В свою очередь они имеют разную степень очистки, производительность по поступающей суспензии и очищенной вторичной воде. Данное оборудование делится по конструкциям в зависимости от диапазона удаляемых частиц. Составлена общая классификация способов очистки транспортерно-моечной воды, а также соответствующего оборудования. На основе анализа процессов и аппаратурного оформления выделены основные способы очистки сточных вод: механический, физико-химический, комбинированный, биологический и дезинфекция. Для повышения степени очистки и снижения технико-экономических затрат широко используется комбинированный способ. Основная задача участка очистки транспортно-моечных вод свеклосахарного производства – обеспечение предприятия водой в необходимом количестве и соответствующего качества при экономном использовании водных ресурсов с учетом отсутствия загрязнения поверхностных и подземных вод производственными сточными водами. В сахарной промышленности в настоящее время широко применяются новые виды моечного оборудования зарубежного производства, требующие для нормальной работы высокое качество и большое количество очищенной транспортёрно-моечной воды. Предложенная классификация позволяет осуществить сравнительный технико-экономический анализ при выборе способов и оборудования рекуперации вторичных вод. Рассмотрено основное оборудование рекуперации вторичных вод, используемое на свеклосахарном заводе. Наиболее распространенным на свеклоперерабатывающем предприятии является радиальный отстойник.
Очистка, вода, оборудование, классификация, транспортерно-моечная вода сахарного производства
Короткий адрес: https://sciup.org/140229851
IDR: 140229851 | DOI: 10.20914/2310-1202-2017-3-154-158
Classification of methods and equipment recovery secondary waters
The issues of purification of secondary waters of industrial production have an important place and are relevant in the environmental activities of all food and chemical industries. For cleaning the transporter-washing water of beet-sugar production the key role is played by the equipment of treatment plants. A wide variety of wastewater treatment equipment is classified according to various methods. Typical structures used are sedimentation tanks, hydrocyclones, separators, centrifuges. In turn, they have a different degree of purification, productivity through the incoming suspension and purified secondary water. This is equipment is divided into designs, depending on the range of particles to be removed. A general classification of methods for cleaning the transporter-washing water, as well as the corresponding equipment, is made. Based on the analysis of processes and instrumentation, the main methods of wastewater treatment are identified: mechanical, physicochemical, combined, biological and disinfection. To increase the degree of purification and reduce technical and economic costs, a combined method is widely used. The main task of the site for cleaning the transporter-washing waters of sugar beet production is to provide the enterprise with water in the required quantity and quality, with economical use of water resources, taking into account the absence of pollution of surface and groundwater by industrial wastewater. In the sugar industry is currently new types of washing equipment of foreign production are widely used, which require high quality and a large amount of purified transporter-washing water for normal operation. The proposed classification makes it possible to carry out a comparative technical and economic analysis when choosing the methods and equipment for recuperation of secondary waters. The main equipment secondary water recovery used at the beet-sugar plant is considered. The most common beet processing plant is a radial settler.
Текст научной статьи Классификация способов и оборудования рекуперации вторичных вод
Вода занимает второе место по используемым ресурсам в мире. Для сохранения экологии окружающего мира и экономии используемой воды используются различные способы и оборудование очистки сточных вод. Для каждой промышленности используются свои способы очистки.
Очистка сточных бой (Wastewater treatment)
Механический (Mechanical)
Комбониробанныи (Combined)
Физико-химическии (Physico-chemical)
Биологический (Biological)
Дизенфекция (Dezinfekctja)
Гипрпциклпны (Hydrocyclones)
СоплоВые (Nozzle)
Батарейный (Battery)
^Мембранный (МетЬгапеД
Пресс-камерный фильтр (Press chamber filter)
Цилиндро-конический (The cylindrical-conical)
Решетки
Песколобушки (Pescoluse)
Тангенциальные (Tangential)
Аэрируемые (Aerated)
|
1 1 |
1 |
Декантерные (Decanter!
riipouanoo септической обработки (The device sept proses sirs!
Сбечной (Candlestick)
Фильтрующий колодец
(Filter well)
ВиитыВавщия траншея (Absorbent trench)
Фильтрующая траншея
(Filter french)
Фильтр доочистки (Filter purification)
Решетки-дробилки (Lattice-crusher) _
Отстойники (Septic tanks)
|
Горизонтальные (Horizonfall |
|
|
Вертикальные (Vertical) |
|
Периодического дейстбия (Periodic action) |
-H |
Земляной (Earthen) |
ItoiipiepUodiiHeamzo Лгите- (Hopentes action)
Непрерывного дейстбия (Continuous)
^Пирамидальный /Pyramid^
Радиальный (КадшО
Вертикальный (Vertical)
L-— | Тонкослойный (Thin-toyeri |
Рисунок 1. Классификация способов и оборудования очистки сточных вод
Figure 1. Classification of wastewater treatment methods and equipment
В данной работе систематизирована и обобщена информация по рекуперации отработанной воды промышленного производства на предприятиях пищевой и химической отраслей [1-3].
С целью обеспечения наиболее эффективного выбора способов и оборудования очистки вторичных вод предложена классификация очистки сточных вод по способам и видам оборудования очистки сточных вод (рис. 1).
В результате анализа процессов и их аппаратурного оформления выделены основные способы очистки сточных вод: механический, физико-химический, комбинированный, биологический и дезинфекция (рис. 1). В свою очередь они имеют разную степень очистки, производительность по поступающей суспензии и очищенной вторичной воде. Применяемые типовые конструкции – это отстойники, гидроциклоны, сепараторы, центрифуги. Данное оборудование делится по конструкциям в зависимости от диапазона удаляемых частиц.
На основе механического способа осуществляется, как правило, в начальный период очистки, задержание крупных нерастворимых примесей. Это достигается преимущественно вследствие использования в оборудование гравитационных сил.
Оборудование механической очистки подразделяется в зависимости от дисперсного состава частиц в воде для крупных, средних мелких и коллоидных частиц.
Биологический способ очистки предполагает растворение части загрязнений сточных вод (органические загрязнения – ХПК, БПК; биогенные вещества – азот и фосфор) за счет переработки специальными микроорганизмами (бактериями и простейшими) , которые называются активным илом или биопленкой.
Физико-химический способ очистки используют для выделения растворённых примесей и взвешенных частиц, отличающихся по их плотности. К физико-химическим методам очистки сточных вод относят коагуляцию, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию, ректификацию, выпаривание, дистилляцию, обратный осмос и ультрафильтрацию, кристаллизацию, десорбцию и др. Эти методы используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных твердых и жидких частиц, растворимых газов, минеральных и органических веществ [3]. Этот способ обладает рядом преимуществ:
-
- возможность удаления из сточных вод токсичных, биохимически неокисляемых органических загрязнений;
-
- достижение более глубокой и стабильной степени очистки;
-
- меньшие размеры очистных сооружений;
-
- меньшая чувствительность к изменениям степени загрязнения вторичных вод;
-
- возможность полной автоматизации;
-
- возможность рекуперации различных веществ.
Оборудование физико-химической очистки в некоторых случаях требует предварительное глубокое выделение из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используется процесс коагуляции [4].
Для более качественной очистки воды применяется дезинфекция, предусматривающая обеззараживание сточных вод, например, на основе установок ультрафиолетового облучения.
Кроме этого, можно выделить виды оборудования, которые применяют в отдельных специальных случаях: мобильные устройства очистки и термической утилизации.
Наряду со стационарными станциями очистки сточных вод в ситуациях, когда имеется потребность в очистке небольших их объёмов или временной работы с сезонным графиком, используются мобильные станции водоочистки. Как правило, они состоят из бар- ботёра, угольного фильтра, ёмкости обеззараживания и циркуляционного насоса [5].
Рисунок 2. Схема комбинированного способа очистки вторичных вод
Figure 2. Scheme of the combined method of secondary water purification
В последнее время для повышения степени очистки и снижения технико-экономических затрат широко используется комбинированный способ, осуществляемый компактно в одной установке, что повышает эффективность эксплуатации оборудования (рис. 2).
При комбинированном способе процесс намного эффективнее по степени очистки, чем по отдельности. Например, отстаивание и коагуляция дают высокую скорость осаждения частиц. При коагуляции осаждаемые частицы соединяются в агломераты большего размера и быстрее достигают дна. Но использование нескольких видов очистки предусматривает регламентированное строгое выполнение технологических режимов на производственных предприятиях [4].
Основная задача участка очистки транспортномоечных вод свеклосахарного производства – обеспечение предприятия водой в необходимом количестве и соответствующего качества при экономном использовании водных ресурсов с учетом отсутствия загрязнения поверхностных и подземных вод производственными сточными водами.
В сахарной промышленности в настоящее время широко применяются новые виды моечного оборудования зарубежного производства, требующие для нормальной работы высокое качество и большое количество очищенной транспортерно-моечной воды.
Основное оборудование для очистки транспортерно-моечной воды свеклосахарного производства на сахарных заводах – это отстойники.
Отстойники по режиму работы используют трех типов: периодического, полунепрерывного и непрерывного действия. В качестве конструкций применяются: периодического действия – земляные отстойники, полунепрерывного действия – пирамидальные, непрерывного действия – вертикальные, радиальные и тонкослойные.
Наиболее распространенным на свеклоперерабатывающем предприятии по соотношению
Список литературы Классификация способов и оборудования рекуперации вторичных вод
- Калашников Г.В., Атисков И.М. Модерни-зация линии рекуперации вторичных вод//Технологии пищевой и перерабатывающей про-мышленности АПК-продукты здорового питания. 2016. № 5. С. 105-109
- Arjen Y. Hoekstra Assessing and Measuring Environmental Impact and Sustainability. Elsevier, 2015. P. 221-254.
- Ветошкин А.Г., Таранцева К.Р. Технология за-щиты окружающей среды (теоретические основы). Учебное пособие. Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2004.
- Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Агропромиздат, 1985. 510 с. Розанов Н. П., Бочкарев Я. В., Лапшевни-ков В. С. и др Гидротехнические сооружения. М.: Агропромиздат, 1985. 432 с.
- Gratiot N., Manning A. J. An experimental in-vestigation of floc characteristics in a diffusive turbulent flow. Journal of Coastal Research. 2004. P. 105-113.
- Калашников Г.В., Атисков И.М. Гидромехани-ческая задача стесненного движения фаз при осаждении частиц//Физическая и коллоидная химия -основа новых технологий и современных методов анализа в химической и пищевой отраслях промышленности: материалы Все-российской научно-практ. конф. с международным участием, посвященной 120-летию со дня рождения С.Е. Харина. Воронеж: ФГБОУ ВО «ВГУИТ», 2016. С. 297-298
- Калашников Г.В., Атисков И.М. Гидродинамические особенности осаждения частиц процесса декантации при рекуперации вторичных вод//Вестник ВГУИТ. 2016. № 4 (70). С. 22-26
- Федоров Н. Е. Методы расчетов процессов и аппаратов пищевых производств. М.: ВНИИПП, 1966. 294 с.
- Калашников Г.В., Атисков И.М., Шацкий В.П., Оробинский В.И. Гидродинамическая характеристика стесненного движения при гравитационном осаждении частиц//Явления переноса в процессах и аппаратах химических и пищевых производств: материалы II Международной научно-практ. конф., посвящённой 100-летию со дня рождения М.Х. Кишиневского. Воронеж: ФГБОУ ВО «ВГУИТ», 2016. С. 154-158
