центральный офис
Москва

Документация

Сооружения для адсорбционной очистки сточных вод

Общие указания
Расчетные расходы
Схемы и системы канализации населенных пунктов
Канализационные сети и сооружения на них
Насосные и воздуходувные станции
Очистные сооружения
Сооружения для механической очистки сточных вод
Двухъярусные отстойники и осветлители-перегниватели
Сооружения для биологической очистки сточных вод
Биологические фильтры
Высоконагружаемые биологические фильтры Сооружения для насыщения очищенных сточных вод кислородом Сооружения для глубокой очистки сточных вод Сооружения для физико-химической очистки сточных вод

Общие указания

 

 

6.281. Для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических загрязняющих веществ методом адсорбции в качестве сорбента надлежит применять активные угли.

 

6.282. Активный уголь следует применять в виде слоя загрузки плотного (движущегося или неподвижного), намытого на подложку из другого материала или суспензии в сточной воде.

 

Адсорберы с плотным слоем

загрузки активного угля

 

 

6.283. В качестве адсорберов надлежит применять конструкции безнапорных открытых и напорных фильтров с загрузкой в виде плотного слоя гранулированного угля крупностью 0,8-5 мм.

 

6.284. Содержание взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на адсорберы, не должно превышать 5 мг/л.

 

6.285. Площадь загрузки адсорбционной установки , кв.м, надлежит определять по формуле    

 

,                                                                                   (82)

 

где  - среднечасовой расход сточных вод, куб.м/ч;

 

 - скорость потока, принимаемая не более 12 м/ч.

 

При выключении одного адсорбера скорость фильтрования на остальных не должна увеличиваться более чем на 20%.

 

6.286. Число последовательно работающих адсорберов  надлежит рассчитывать по формуле

 

 

,                                                                                 (83)

 

где  - высота сорбционной загрузки одного фильтра, м, принимаемая конструктивно;

 

 - общая высота сорбционного слоя, м, определяемая по формуле    

 

,                                                                 (84)

 

здесь  - высота сорбционного слоя, м, в котором за период  адсорбционная емкость сорбента исчерпывается до степени , рассчитываемая по формуле    

 

,                                                                (85)

 

где  - насыпной вес активного угля, г/куб.м, принимаемый по справочным данным;

 

 - минимальная доза активного угля, г/л, выгружаемого из адсорбера при коэффициенте исчерпания емкости , определяемая по формуле    

 

,                                                                  (86)

 

здесь  - концентрации сорбируемого вещества до и после очистки, мг/л;

 

 - принимается равным 0,6-0,8;

 

 - максимальная сорбционная емкость активного угля, мг/л, определяемая экспериментально;

 

 - высота загрузки сорбционного слоя, обеспечивающая работу установки до концентрации  в течение времени , принимаемого по условиям эксплуатации, и определяемая по формуле    

 

,                                                        (87)

 

где  - максимальная доза активного угля, г/л, определяемая по формуле

 

 

,                                                              (88)

 

здесь  - минимальная сорбционная емкость активного угля, мг/л, определяемая экспериментально;

 

 - резервный слой сорбента, рассчитанный на продолжительность работы установки в течение времени перегрузки или регенерации слоя сорбента высотой , м.

 

6.287. Потери напора в слое гранулированного угля при крупности частиц загрузки 0,8-5 мм надлежит принимать не более 0,5 м на 1 м  слоя загрузки.

 

6.288. Выгрузку активного угля из адсорбера следует предусматривать насосом, гидроэлеватором, эрлифтом и шнеком при относительном расширении загрузки на 20-25%, создаваемом восходящим потоком воды со скоростью 40-45 м/ч.

 

В напорных адсорберах допускается предусматривать выгрузку угля под давлением не менее 0,3 МПа (3 кгс/кв.см).

 

6.289. Металлические конструкции, трубопроводы, арматура и емкости, соприкасающиеся с влажным углем, должны быть защищены от коррозии.

Адсорберы с псевдоожиженным слоем

активного угля

 

   

6.290. Сточные воды, поступающие в адсорберы с псевдоожиженным слоем, не должны содержать взвешенных веществ свыше 1 г/л при гидравлической крупности не более 0,3 мм/с. Взвешенные вещества, выносимые из адсорберов, и мелкие частицы угля надлежит удалять после адсорбционных аппаратов.    

 

6.291. Адсорбенты с насыпным весом свыше 0,7 т/куб.м допускается дозировать в мокром или сухом виде, а менее 0,7 т/куб.м -только в мокром виде.

 

6.292. По высоте адсорберов 0,5-1,0 м следует устанавливать секционирующие решетки с круглой перфорацией диаметром 10-20 мм и долей живого сечения 10-15%. Оптимальное число секций -три-четыре.

 

6.293. Скорость восходящего потока воды в адсорбере надлежит принимать 30-40 м/ч размерами частиц 1-2,5 мм для активных углей и 10-20 м/ч для углей размерами частиц 0,25-1 мм.

 

6.294. Дозу активного угля для очистки воды следует определять экспериментально.

 

 

Сооружения для ионообменной

очистки сточных вод

 

 

6.295. Ионообменные установки следует применять для глубокой очистки сточных вод от минеральных и органических ионизированных соединений и образования очищенной воды в производстве и утилизации ценных компонентов.

 

6.296. Сточные воды, подаваемые на установку, не должны содержать: солей - свыше 3000 мг/л; взвешенных веществ -свыше 8 мг/л; ХПК не должна превышать 8 мг/л.

 

При большем содержании в сточной воде взвешенных веществ и большей ХПК необходимо предусматривать ее предварительную очистку.

 

6.297. Объем катионита , куб.м, в водородкатионитовых фильтрах следует определять по формуле    

 

,                                               (89)

 

где  - расход обрабатываемой воды, куб.м/ч;

 

 - суммарная концентрация катионов в обрабатываемой воде, г · экв/куб.м;

 

 - допустимая суммарная концентрация катионов в очищенной воде, г · экв/куб.м;

 

 - число регенераций каждого фильтра в сутки (выбирается в зависимости от конкретных условий, но не более двух);

 

 - рабочая обменная емкость катионита по наименее сорбируемому катиону, г · экв/куб.м:   

 

,                                       (90)

 

здесь  - коэффициент эффективности регенерации, учитывающий неполноту регенерации и принимаемый равным 0,8-0,9;

 

 - полная обменная емкость катионита, г · экв/куб.м, определяемая по заводским паспортным данным, по каталогу на иониты или по экспериментальным данным;

 

 - удельный расход воды на отмывку катионита после регенерации, куб.м на 1 куб.м катионита, принимаемый равным 3-4;

 

 - коэффициент, учитывающий тип ионита; для катионита принимается равным 0,5;

 

 - суммарная концентрация катионов в отмывочной воде (при отмывке катионита ионированной водой).

 

6.298. Площадь катионитовых фильтров , кв.м, надлежит определять по формулам:

 

 

;                                                                                     (91)

 

 

,                                                                                      (92)

 

где  - высота слоя катионита в фильтре, принимаемая по каталогу ионообменных фильтров от 2 до 3 м;

 

 - расход воды, куб.м/ч;

 

 - скорость фильтрования, м/ч, принимаемая по п.6.299.

 

При значительных отклонениях площадей, рассчитанных по формулам (91) и (92), следует в формуле (89) проводить корректировку числа регенераций .

 

6.299. Скорость фильтрования воды , м/ч, для напорных фильтров первой ступени не должна превышать при общем солесодержании воды:

#G1    

  до 5 мг · экв./л - 20;

    

  5-15     “       - 15;

    

  15-20    “       - 10;

    

  свыше 20 “       - 8.

#G0

6.300. Число катионитовых фильтров первой ступени следует принимать: рабочих - не менее двух, резервных - один.

 

6.301. Потери напора в напорных катионитовых фильтрах надлежит принимать по табл. 56.

Таблица 56

 

#G0

 

 

Потери напора в фильтре, м, при размере зерен ионита, мм

 

 

Скорость фильтрования

 

0,3-0,8

 

0,5-1,2

 

 

, м/ч

 

 

при высоте слоя загрузки, м

 

 

 

2

 

2,5

 

4

 

2,5

 

5

 

5

 

5,5

 

4

 

4,5

 

10

 

5,5

 

6

 

5

 

5,5

 

15

 

6

 

6,5

 

5,5

 

6

 

20

 

6,5

 

7

 

6

 

6,5

 

25

 

9

 

10

 

7

 

7,5

 

 

 

6.302. Интенсивность подачи воды при взрыхлении катионита следует принимать 3-4 л/(с · кв.м), продолжительность взрыхления - 0,25 ч. Для взрыхления катионита перед регенерацией следует использовать последние фракции воды от отмывки катионита.

 

6.303. Регенерацию катионитовых фильтров первой ступени надлежит производить 7-10%-ными растворами кислот (соляной, серной). Скорость пропуска регенерационного раствора кислоты через слой катионита не должна превышать 2 м/ч. Последующая отмывка катионита осуществляется ионированной водой, пропускаемой через слой катионита сверху вниз со скоростью 6-8 м/ч. Удельный расход составляет 2,5-3 м на 1 куб.м загрузки фильтра.

 

Первая половина объема отмывочной воды сбрасывается в бак для приготовления регенерирующего раствора кислоты, вторая половина - в бак воды для взрыхления катионита.

 

6.304. Водород-катионитовые фильтры второй ступени следует рассчитывать согласно пп.6.297-6.301 и исходя из концентрации катионов щелочных металлов и аммония.

 

6.305. Регенерацию катионитовых фильтров второй ступени следует производить 7-10%-ным раствором серной кислоты. Удельный расход кислоты составляет 2,5 мг · экв на 1 мг · экв. рабочей обменной емкости катионита.

 

6.306. Объем анионита , куб.м, в анионитовых фильтрах надлежит определять по формуле    

 

,                                                   (93)

 

где  - расход обрабатываемой воды, куб.м/ч;

 

 - суммарная концентрация анионов в обрабатываемой воде, мг · экв/л;

 

 - допустимая суммарная концентрация анионов в очищенной воде, мг · экв /л;

 

 - число регенераций каждого фильтра в сутки (не более двух);

 

 - рабочая обменная емкость анионта, мг · экв /л:    

 

,                                       (94)

 

где  - коэффициент эффективности регенерации анионита, принимаемый для слабоосновных анионитов равным 0,9;

 

 - полная обменная емкость анионита, мг · экв /л, определяемая на основании паспортных данных, по каталогу на иониты или экспериментальным данным;

 

 - удельный расход воды на отмывку анионита после регенерации смолы, принимаемый равным 3-4 куб.м на 1 куб.м смолы;

 

 - коэффициент, учитывающий тип ионита; для анионита принимается равным 0,8;

 

 - суммарная концентрация анионов в отмывочной воде, мг · экв /куб.м.

 

6.307. Площадь фильтрации , кв.м, анионитовых фильтров первой ступни надлежит определять по формуле    

 

,                                                              (95)

 

где  - расход обрабатываемой воды, куб.м/ч;

 

 - число регенераций анионитовых фильтров в сутки, принимаемое не более двух;

 

 - продолжительность работы каждого фильтра, ч, между регенерациями, определяемая по формуле    

 

,                                                        (96)

 

здесь  - продолжительность взрыхления анионита, принимаемая равной 0,25 ч;

 

 - продолжительность пропускания регенерирующего раствора, определяемая исходя из количества регенерирующего раствора и скорости его пропускания (1,5-2 м/ч);

 

 - продолжительность отмывки анионита после регенерации, определяемая исходя из количества промывочной воды и скорости отмывки (5-6 м/ч);

 

 - скорость фильтрования воды, м/ч, принимаемая в пределах 8-20 м/ч.

 

6.308. Регенерацию анионитовых фильтров первой ступени надлежит производить 4-6%-ными растворами едкого натра, кальцинированной соды или аммиака; удельный расход реагента на регенерацию равен 2,5-3 мг · экв на 1 мг · экв сорбированных анионов (на 1 мг · экв рабочей обменной емкости анионита).

 

В установках с двухступенчатым анионированием для регенерации анионитовых фильтров первой ступени следует использовать отработанные растворы едкого натра от регенерации анионитовых фильтров второй ступени.

 

6.309. Загрузку анионитовых фильтров второй ступени следует производить сильноосновным анионитом, высота загрузки 1,5-2 м. Расчет анионитовых фильтров второй ступени следует производить согласно пп.6.306 и 6.307.

 

Скорость фильтрования обрабатываемой воды следует принимать 12-20 м/ч.

 

6.310. Регенерацию анионитовых фильтров второй ступени надлежит производить 6-8%-ным раствором едкого натра. Скорость пропускания регенерирующего раствора должна составлять 1-1,5 м/ч Удельный расход едкого натра на регенерацию 7-8 г · экв на 1 г · экв сорбированных ионов (на 1 г · экв рабочей обменной емкости анионита).

 

6.311. Фильтры смешанного действия (ФСД) следует предусматривать после одно- или двухступенчатого ионирования воды для глубокой очистки воды и регулирования величины  ионированной воды.

 

6.312. Расчет ФСД производится в соответствии с пп.6.297-6.301, 6.306 и 6.307. Скорость фильтрования - до 50 м/ч.

 

6.313. Регенерацию катионита следует производить 7-10%-ным раствором серной кислоты, анионита - 6-8%-ным раствором едкого натра. Скорость пропускания регенерирующих растворов должна составлять 1-1,5 м/ч. Отмывку ионитов в фильтрах необходимо производить обессоленной водой. В процессе отмывки иониты следует перемешивать сжатым воздухом.

 

6.314. Аппараты, трубопроводы и арматура установок ионообменной очистки и обессоливания сточных вод должны изготавливаться в антикоррозионном исполнении.

 

6.315. Регенерацию ионитов следует производить с фракционным отбором элюатов. Элюат следует делить на 2-3 фракции.

 

Наиболее концентрированные по извлекаемым компонентам фракции элюата следует направлять на обезвреживание, переработку, утилизацию, наименее концентрированные по извлекаемым компонентам фракции - направлять на повторное использование в последующих циклах регенерации.

 

 

Сооружения для электрохимической

 очистки сточных вод

 

 

6.316. Аппараты для электрохимической очистки сточных вод могут быть как с не подвергающимися (электролизеры), так и с подвергающимися электролитическому растворению анодами (электрокоагуляторы).

Электролизеры для обработки

циансодержащих сточных вод

 

 

6.317. Для обработки циансодержащих сточных вод надлежит применять электролизеры с анодами, не подвергающимися электролитическому растворению (графит, титан с металлооксидным покрытием и др.), и стальными катодами.   

 

6.318. Электролизеры следует применять при расходе сточных вод до 10 куб.м/ч и исходной концентрации цианидов не менее 100 мг/л.

 

6.319. Корпус электролизера должен быть защищен изнутри материалами, стойкими к воздействию хлора и его кислородных соединений, оборудован вентиляционным устройством для удаления выделяющегося газообразного водорода.     

 

6.320. Величину рабочего тока , А, при работе электролизеров непрерывного и периодического действия надлежит определять по формуле    

 

 

 

 или ,                        (97)

 

где  -исходная концентрация цианидов в сточных водах, г/куб.м;

 

 - объем сточных вод в электролизере, куб.м;

 

 - выход по току, принимаемый равным 0,6-0,8;

 

 - время пребывания сточных вод в электролизере, ч;

 

2,06 - коэффициент удельного расхода электричества, А · ч/г;

 

 - расход сточных вод, куб.м/ч

 

6.321. Общую поверхность анодов , кв.м, следует определять по формуле    

 

,                                                                                     (98)

 

где  - анодная плотность тока, принимаемая равной 100-150 А/кв.м.

 

Общее число анодов  следует определять по формуле    

 

 

,                                                                                    (99)

 

где  - поверхность одного анода, кв.м.

 

 

Электрокоагуляторы с алюминиевыми электродами

 

 

6.322. Электрокоагуляторы с алюминиевыми пластинчатыми электродами следует применять для очистки концентрированных маслосодержащих сточных вод (отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей), образующихся при обработке металлов резанием и давлением, с концентрацией масел не более 10 г/л.

 

При обработке сточных вод с более высоким содержанием масел необходимо предварительное разбавление предпочтительно кислыми сточными водами. Остаточная концентрация масел в очищенных сточных водах должна быть не более 25 мг/л.

 

6.323. При проектировании электрокоагуляторов необходимо определять:

 

площадь электродов, , кв.м, по формуле    

 

,                                                                     (100)

 

где  - производительность аппарата, куб.м/ч;

 

 - удельный расход электричества, А · ч/куб.м, допускается принимать по табл. 57;

 

 - электродная плотность тока, А/кв.м;    = 80-120 А/кв.м;

 

токовую нагрузку , А, по формуле    

 

;                                                                            (101)

 

длину ребра электродного блока , м, по формуле    

 

,                                                         (102)

 

где  - толщина электродных пластин, мм;    = 4-8 мм;

 

 - величина межэлектродного пространства, мм;    = 12-15 мм.

 

Удельный расход алюминия на очистку сточной воды  , г/куб.м, следует принимать по табл. 57.

 

6.324. После электрохимической обработки сточные воды следует отстаивать не менее 60 мин.

 

6.325. Предварительное подкисление сточных вод следует производить соляной (предпочтительно) или серной кислотой до величины  4,5-5,5.

 

6.326. Пластинчатые электроды следует собирать в виде блока. Электрокоагулятор должен быть снабжен водораспределительным устройством, приспособлением для удаления пенного продукта, устройствами для выпуска очищенной воды и шлама, прибором для контроля уровня воды, устройством для реверсирования тока.    

 

#G1  Примечание. Электрокоагулятор снабжается устройством для реверсирования тока

лишь в случае его отсутствия в источнике постоянного тока.

#G0

6.327. В качестве электродного материала следует применять алюминий или его сплавы, за исключением сплавов, содержащих медь.

 

6.328. Расчет производительности вытяжной вентиляционной системы следует производить исходя из количества выделяющегося водорода, при этом производительность вентилятора , куб.м/ч, надлежит определять по формуле    

 

,                                                  (103)

 

где  - удельный объем выделяющегося водорода, л/куб.м, допускается принимать по табл. 57.

 

Таблица 57

 

 

#G0Технологический параметр

 

Содержание масел, г/куб.м

 

 

 

 

2000

 

2500

 

3000

 

3500

 

4000

 

4500

 

5000

 

5500

 

6000

 

8000

 

10000

 

, А · ч/куб.м

 

180

 

225

 

270

 

315

 

360

 

405

 

430

 

495

 

540

 

720

 

860

 

, г/куб.м

 

60

 

75

 

92

 

106

 

121

 

136

 

151

 

166

 

182

 

242

 

302

 

, л/куб.м

 

85

 

95

 

113

 

132

 

151

 

170

 

184

 

208

 

227

 

303

 

368

 

Электрокоагуляторы со стальными электродами

 

 

6.329. Электрокоагуляторы со стальными электродами следует применять для очистки сточных вод предприятий различных отраслей промышленности от шестивалентного хрома и других металлов при расходе сточных вод не более 50 куб.м/ч, концентрации шестивалентного хрома до 100 мг/л, исходном общем содержании ионов цветных металлов (цинка, меди, никеля, кадмия, трехвалентного хрома) до 100 мг/л, при концентрации каждого из ионов металлов до 30 мг/л, минимальном общем солесодержании сточной воды 300 мг/л, концентрации взвешенных веществ до 50 мг/л.

 

6.330. Величина  сточных вод должна составлять при наличии в сточных водах одновременно:

 

шестивалентного хрома, ионов меди и цинка:

 

4-6 при концентрации хрома 50-100 мг/л;    

 

#G1  5-6 "     "       "  20-50 ";

    

  6-7 "     "       " менее 20 ";

#G0

шестивалентного хрома, никеля и кадмия:

 

5-6 при концентрации хрома свыше 50 мг/л;    

 

#G1  6-7 "     "       " менее 50 ";

#G0

ионов меди, цинка и кадмия (при отсутствии шестивалентного хрома) - свыше 4,5;

 

ионов никеля (при отсутствии шестивалентного хрома) - свыше 7.

 

6.331. Корпус электрокоагулятора должен быть защищен изнутри кислотостойкой изоляцией и оборудован вентиляционным устройством.

 

6.332. При проектировании электрокоагуляторов надлежит принимать:

 

анодную плотность тока - 150-250 А/кв.м;

 

время пребывания сточных вод в электрокоагуляторе - до 3 мин;

 

расстояние между соседними электродами - 5-10 мм;

 

скорость движения сточных вод в межэлектродном пространстве - не менее 0,03 м/с;

 

удельный расход электричества для удаления из сточных вод 1 г  при наличии в сточных водах только одного компонента - соответственно 3,1; 2-2,5; 4,5-5; 6-6,5 и 3-3,5 А · ч;

 

удельный расход металлического железа для удаления из сточных вод 1 г шестивалентного хрома - 2-2,5 г; удельный расход металлического железа для удаления 1 г никеля, цинка, меди, кадмия - соответственно 5,5-6; 2,5-3; 3-3,5 и 4-4,5 г.

 

6.333. При наличии в сточных водах одного компонента величину тока , А, надлежит определять по формуле

 

 

,                                                         (104)

 

где  - производительность аппарата, куб.м/ч;

 

 - исходная концентрация удаляемого компонента в сточных водах, г/куб.м;

 

 - удельный расход электричества, необходимый для удаления из сточных вод 1 г иона металла, А · ч/г.

 

При наличии в сточных водах нескольких компонентов и суммарной концентрации ионов тяжелых металлов менее 50% концентрации шестивалентного хрома величину тока надлежит определять по формуле (104), причем в формулу подставлять значения  и  для шестивалентного хрома. При суммарной концентрации ионов тяжелых металлов свыше 50% концентрации шестивалентного хрома величину тока, определяемую по формуле (104), следует увеличивать в 1,2 раза, а величины  и принимать для одного из компонентов, для которого произведение этих величин является наибольшим.

 

6.334. Общую поверхность анодов , кв.м, надлежит определять по формуле    

 

,                                                                           (105)

 

где  - анодная плотность тока, А/кв.м.

 

При суммарной концентрации шестивалентного хрома и ионов тяжелых металлов в сточных водах до 80 мг/л, в интервалах 80-100, 100-150 и 150-200 мг/л анодную плотность тока следует принимать соответственно 150, 200, 250 и 300 А/кв.м.

 

6.335. Поверхность одного электрода , кв.м, следует определять по формуле    

 

,                                                                (106)

 

где  - ширина электродной пластины, м;

 

 - рабочая высота электродной пластины (высота части электродной пластины, погруженной в жидкость), м.

 

6.336. Общее необходимое число электродных пластин  надлежит определять по формуле    

 

.                                                                        (107)

 

Общее число электродных пластин в одном электродном блоке должно быть не более 30. При большем расчетном числе пластин необходимо предусмотреть несколько электродных блоков.

 

6.337. Рабочий объем электрокоагулятора , куб.м, следует определять по формуле    

 

,                                                                   (108)

 

где  - расстояние между соседними электродами, м.

 

Расход металлического железа для обработки сточных вод , кг/сут, при наличии в них только одного компонента надлежит определять по формуле    

 

,                                                             (109)

 

где  - удельный расход металлического железа, г, для удаления 1 г одного из компонентов сточных вод;

 

 - коэффициент использования материала электродов, в зависимости от толщины электродных пластин принимаемый равным 0,6-0,8;

 

 -  расход сточных вод, куб.м/сут.

 

При одновременном присутствии в сточных водах нескольких компонентов и суммарной концентрации ионов тяжелых металлов менее 50% концентрации шестивалентного хрома расход металлического железа для обработки сточных вод надлежит определять по формуле (109), в которую подставляются значения  и  для шестивалентного хрома.

 

При одновременном присутствии в сточных водах нескольких компонентов и суммарной концентрации ионов тяжелых металлов свыше 50% концентрации шестивалентного хрома расход металлического железа надлежит определять по формуле (109) с коэффициентом 1,2, а  и  относить к одному из компонентов сточных вод, для которого произведение этих величин является наибольшим.

 

 

 

Сооружения для обработки осадка сточных вод
Электрооборудование, технологический контроль, автоматизация и системы оперативного управления
Требования к строительным решениям и конструкциям зданий и сооружений
Дополнительные требования к системам канализации в особых природных и климатических условиях