Другим приемом выделения из сточных вод нерастворенных загрязнений является фильтрование (применяют зернистые фильтры, а иногда микрофильтры).
Для выделения тонкодисперсных нерастворенных загрязнений с плотностью меньше плотности воды (чаще всего для выделения эмульгированных жидкостей) может быть использован метод флотации, при котором производится насыщение сточной воды пузырьками мелкодиспергированного воздуха. К последним прилипают частицы эмульгированных примесей, содержащихся в сточной воде, затем они всплывают на поверхность, образуя пену, которую затем удаляют вместе с флотируемыми веществами.
Выбор технологической схемы и типов очистных сооружений для механической очистки производственных сточных вод на химическом предприятии зависит от принятой схемы канализования, места механической очистки в общей системе очистных сооружений и требований, предъявляемых к очищенной воде, которая может быть повторно использована непосредственно после механической очистки пли должна подвергаться дополнительной очистке физико-химическими или биохимическими методами.
Иногда производственные сточные воды подвергаются перед сбросом в водоем очистке совместно с бытовыми сточными водами на централизованных очистных станциях (городских или районных). В этом случае очистке подвергаются большие количества сточных вод — до (200-300) • 103 м3/сутки, содержащих самые разнообразные нерастворенные загрязнения: песок и другие тяжелые минеральные примеси, органические вещества и крупные плавающие загрязнения (бумага, тряпье, щепки). В схеме механической очистки, сочетающейся с последующей биохимической очисткой, должны быть решетки для удаления крупных загрязнений, песколовки для удаления песка и других минеральных примесей и отстойники для выделения грубодисперсных взвешенных веществ.
На заводах, где превалирует один тип загрязнений (например, нефтепродукты), часто имеется общая промышленно-дождевая канализация, для которой также необходимы песколовки и большие отстойники.
На химических предприятиях с большим разнообразием сточных вод целесообразно иметь местные очистные сооружения (по типам загрязнений) для отдельных технологических установок или их групп. В этом случае другим методам предшествует механическая очистка в местных очистных сооружениях, которые, как правило, имеют отстойники. В некоторых случаях в схему механической очистки могут быть включены сита, фильтры, коагуляционные или флотационные установки. Непостоянство концентрации и расхода промышленных стоков отражается на работе очистных сооружений. Во избежание этого в их составе предусматривают усреднители, обеспечивающие равномерную подачу сточных вод на очистные сооружения.
Процеживание
Процеживание производится на решетках или ситах в зависимости от величины и гидравлических свойств выделяемых частиц.
Процеживание через решетки с прозорами 10—12 мм в большинстве случаев является только предварительной стадией очистки и применяется в тех случаях, когда в последующих очистных сооружениях наличие крупных нерастворенных примесей недопустимо по технологическим условиям или когда имеется опасность нарушения работы механизмов, например в отстойниках.
Процеживание через сита с прозорами 0,5—1,0 мм и более в большинстве случаев применяется в качестве предварительного способа очистки для задержания мелких взвешенных частиц.
Выделение песка и тяжелых минеральных примесей
Песок и тяжелые минеральные примеси, выделяясь в отстойниках вместе с осадком органического происхождения, затрудняют удаление осадка и дальнейшую его обработку сбраживанием в гнилостных камерах. В то же время минеральные загрязнения (как незагнивающие) можно легко выделить и использовать для планировки низких мест и пр. В связи с этим указанные примеси выделяют из сточных вод на специальных сооружениях — песколовках, которые устраиваются перед отстойниками. Песколовки — это сооружения непрерывного действия, устроенные так, чтобы в них выпадал песок, но не выпадал легкий осадок органического происхождения.
Для производственных сточных вод чаще всего применяют горизонтальные песколовки, так как они хорошо работают при переменном расходе воды. Выпадение песка из сточной воды в горизонтальных песколовках обеспечивается при скорости движения потока 0,15—0,3 м/сек (при минимальном и максимальном притоке). При наличии нескольких отделений песколовок в зависимости от притока необходимо включать столько отделений, чтобы скорость была близка к расчетной.
Отстаивание
Для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей и части органических загрязнений применяются отстойники различных типов: вертикальные, горизонтальные и радиальные. Особым типом отстойников являются осветлители. Необходимая степень очистки сточной воды и отстойниках определяется санитарными или технологическими требованиями, в соответствии с этим принимают расчетные нормы.
Основными исходными данными для гидравлического и технологического расчета отстойников всех типов служат данные о количестве сточных вод и концентрации в них нерастворенных примесей, а также экспериментальные данные о кинетике осаждения или всплывания этих примесей.
Продолжительность пребывания в отстойниках обычно составляет 1,5—2 ч. Однако имеются сточные воды, требующие значительно большего времени отстаивания, иногда в течение нескольких часов.
Различие в продолжительности отстаивания зависит также от свойств веществ, образующихся в процессе седиментации. Так, имеют значение склонность сточной воды к загниванию, образованию хлопьев, присутствие в ней жиров, масел или коллоидов.
Выбор длины, ширины и глубины отстойника производят, как правило, по типовым размерам сооружений с учетом скорости движения воды, продолжительности пребывания ее в отстойнике и эффекта очистки от нерастворенных примесей. Одним из основных условий нормальной работы отстойников является равномерное распределение между ними поступающей сточной воды.
Вертикальные отстойники
Для очистки промышленных сточных вод находят применение вертикальные отстойники с восходящим потоком.
Отстойники имеют цилиндрическую или прямоугольную форму. Сточная вода вводится в центре через трубу, а затем поднимается к верхним краям стенок и сборным лоткам. Вследствие увеличения поперечного сечения потока по выходе из центральной трубы движение воды замедляется и создается зона отстаивания со взвешенным слоем осадка. Благодаря такому характеру движения воды эти отстойники особенно пригодны для выделения хлопьевидного осадка, они снабжены простым устройством для выгрузки шлама и занимают мало места.
Продолжительность отстаивания сточных вод в отстойнике принимают в зависимости от скорости осаждения взвеси и по установленной норме выноса осадка. Наибольшая скорость протекания сточной воды через отстойник — 0,7 мм/сек. Скорость движения сточных вод в центральной/трубе не более 30 мм/сек.
При проектировании вертикальных отстойников для осветления бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод следует принимать:
а) диаметр не более 10 м;
б) глубину проточной части для первичных отстойников 2,7—3,8 м;
в) центральную трубу длиной, равной расчетной высоте отстойной зоны, с воронкой раструбом и неподвижным отражательным щитом внизу;
г) диаметр раструба и его высоту, равными 1,35 диаметра центральной трубы, а диаметр отражательного щита — 1,3 диаметра раструба воронки; угол наклона поверхности отражательного щита к горизонту 17°; высоту слоя между низом отражательного щита и поверхностью осадка 0,3 м.
Горизонтальные отстойники
Для выделения из сточной воды осаждающихся взвешенных веществ могут применяться горизонтальные отстойники, оборудованные механическими скребками, сдвигающими осадок к приямку. Для сдвига осадка применяются скребки с передвижной тележкой или скребки на бесконечных цепях. Такое же оборудование используется для удаления всплывающих примесей (нефти, масел и жира). Эти примеси собираются вращающимися трубами, установленными перед погружной стенкой у выходной части отстойника.
Горизонтальные отстойники с механизированной выгрузкой шлама имеют днище, повышающееся в сторону выпуска сточной воды. Шлам выпускается под напором столба воды не менее 1,5 м или его удаление должно быть механизировано (плунжерными насосами).
Отстойники такого типа делаются из сборного железобетона, затем их и соответствующее оборудование к ним доставляют на монтажную площадку в виде сборных элементов, и па месте остается лишь собрать и подключить отстойник к сети производственной канализации.
На заводах шинных, шиноремонтных, резинотехнических изделий, регенераторных, асбестотехнических изделий и резиновых изделий из латекса производственные сточные воды, загрязненные твердыми механическими примесями, очищаются на местных сооружениях при производственных цехах и после очистки (осветления) используются в системе оборотного водоснабжения.
В отстойниках следует устанавливать полупогруженные перегородки на входе и выходе воды и устройства для удаления всплывших механических примесей.
Для улавливания полиэтиленовой крошки и других механических примесей из сточных вод производства синтетического каучука на выпуске из цеха следует проектировать также горизонтальные отстойники.
На лакокрасочных заводах для очистки сточных вод от твердых примесей могут быть рекомендованы горизонтальные отстойники с механизированным удалением осадка.