ГИДРОСФЕРА

Физико-химические методы очистки

 

Для обессоливания воды используют дистилляторы мощностью от 15 до 40 тыс. м3/сут. Основной их недостаток – большой расход энергии. Весьма перспективными для удаления неорганических примесей из водных растворов являются установки вымораживания, а также электродиализа и обратного осмоса. Электродиализ основан на направленном переносе ионов диссоциированных солей в поле постоянного тока через селективные мембраны из натуральных или синтетических материалов. Метод позволяет разделять не только сточные воды на обессоленную чистую воду и концентрированный раствор солей, но и раствор солей на кислоты, щелочи и другие вещества, образующиеся в результате электролиза. Мощность установок, как правило, составляет 150–250 м3/сут, но выпускают и аппараты производительностью 20 и даже 400 м3/сут.

Установки обратного осмоса (гиперфильтрации) просты в изготовлении, монтаже и эксплуатации, имеют малые габариты и, соответственно, малы энергозатраты. Гиперфильтрация – это процесс разделения водных растворов их фильтрацией через полупроницаемые мембраны под давлением много выше осмотического.

Ионообменные аппараты используются для получения высоко-чистой воды для электронной, химической и других отраслей промышленности, а также для АЭС и ТЭС с паровыми котлами высокого, сверхвысокого и критического давления. Основной их недостаток – большой расход воды на регенерацию ионообменных фильтров (до 60 % от номинальной производительности), а также необходимость предварительной очистки от органических веществ.

Адсорберы применяются для адсорбционной очистки воды от токсичных веществ. Адсорбентом может быть, например, активированный уголь. Установка работает в непрерывном режиме. Основная часть установки – реактор кипящего слоя в котором происходит адсорбция токсичных и взвешенных веществ на адсорбенте. В качестве адсорбента можно использовать и твердые восстановители. Производительность реактора 3600 м3/ч, диаметр входной ступени около 2,3 м; диаметр разделительной ступени около 5 м. Очищенная вода поступает на водоснабжение, насыщенный адсорбент – на регенерацию. В процессе можно использовать растворимые в воде восстановители.

Коагуляционные установки представляют собой отстойники, в которые подается (дозируется) коагулянт или флокулянт. В качестве коагулянтов используют гидраты солей: сульфаты или хлориды алюминия, железа, магния, а также известь. Флокулянты, как правило, высокомолекулярные органические вещества неионогенного или ионогенного характера. Неионогенные – полимеры, содержащие окси- и/или кетогруппы (крахмал, оксиэтилцеллюлоза, поливиниловый спирт, полиакрилонитрил и др.) Анионные флокулянты содержат кислотные функциональные группы или их натриевые (калиевые) соли, например, активная кремниевая кислота, полиакрилат натрия, альгинат натрия, лигносульфонаты и др. Катионные флокулянты содержат аминогруппы (полиэтиленамин, сополимеры винилпиридина и др.) Амфотерные флокулянты – это полимеры, в молекулах которых одновременно содержатся анионные и катионные группы, например, белки, полиакриламид и др. Широко применяются электрокоагуляторы. Компактность установок, отсутствие реагентного и складского хозяйства, простота обслуживания являются достоинством метода электрохимической коагуляции. Однако энергетические затраты, расход металла электродов, а также нагревание обрабатываемой воды ограничивают применение этого метода очистки сточных вод. Сточная вода, содержащая эмульгированные частицы загрязнений (нефть, жиры, нефтепродукты), поступает в электрокоагулятор и пропускается через систему плоских электродов, установленных на расстоянии 10 мм друг от друга. Концентрация жира и взвешенных веществ на входе составляет 0,3–7,5 и 0,5–8,0 мг/л, соответственно. Напряжение на электролизере 10–18 В, плотность постоянного тока на электродах составляют 0,6 А/дм2. Пропускная способность электрокоагулятора около 3 м3/ч на 1 м2 электродов одного полюса, время обработки стока в межэлектродном пространстве 15–30 с.

Флотационные установки могут состоять из одной или двух камер. В однокамерных установках в одном и том же отделении происходит одновременно насыщение стоков пузырьками воздуха и всплывание флотирующихся загрязнений. Двухкамерная установка состоит из приемного и отстойного отделений. В первом происходит образование пузырьков воздуха и агрегатов «пузырек – частица», а во втором – всплывание пены (шлама) и осветление воды. По принципу насыщения жидкости пузырьками воздуха определенной крупности и способу их образования флотационные установки классифицируют:

1) вакуумные, напорные, эрлифтные, в которых происходит флотация с выделением воздуха из раствора;

2) импеллерные, безнапорные и пневматические, в которых используют механическое диспергирование воздуха;

3) с подачей воздуха через пористые материалы;

4) электрофлотационные;

5) установки биологической и химической флотации.

Экстракция целесообразна при концентрации органических загрязнений не менее 2 г/л. При этом возникает проблема утилизации экстрагента.

Термоокислительные методы обезвреживания сточных вод подразделяют на парофазное, жидкофазное и парофазное каталитическое окисление. Печи для сжигания сточных вод требуют больших энергетических затрат для полного окисления органических загрязнений, содержащихся в сточных водах. При неполном окислении возможно образование диоксинов.

Магнитная обработка стоков находит применение в системах оборотного водоснабжения для предупреждения образования накипи в теплообменных аппаратах.

Озонаторы и хлораторы используют как для окисления органических загрязнений, содержащихся в стоках, так и для их обеззараживания. В присутствии хлоридов натрия иногда целесообразно использовать для этих целей электролизеры различных типов.

Для очистки сточных вод в промышленных условиях разработан комплекс (модули) очистных аппаратов полного заводского изготовления: механизированные решетки, первичные отстойники, аэрируемые жироловки, флотаторы, сатураторы, комбинированные установки реагентной флотоседиментации, напорные патронные фильтры, уплотнители-декантаторы шламов и отходов, водо-воздушные эжекторы, специальные игольчатые вентили, комплекс оборудования и устройств по хранению, приготовлению и дозированию растворов реагентов, обратноосмотические (мембранные) установки различной производительности и т.д. Работу очистных комплексов обеспечивают по заданному алгоритму средства автоматизации в соответствии с данными контрольно-измерительных приборов и требованиями оптимальных технологических режимов.

Для интенсификации очистки сточных вод используют дисковые вращающиеся биофильтры, флотационные установки, гальвано–коагуляторы, гиперфильтрационные установки и др. Эффективность работы аппаратов очистки сточных вод зависит от природы и концентрации загрязнений, а также конструктивных особенностей аппаратов.

 

Таблица. Эффективность работы очистного оборудования

Тип
оборудования

Степень очистки, %, по

Влажность
осадка, %

БПКполн

жиру

взвешенным
веществам

Решетки

3 – 5

3

3 – 7

95

Песколовки

3 – 5

20 – 30

85 – 95

Жироловки

10

60 – 70

20 – 30

96 – 98

Отстойники
первичные

10 – 25

30 – 60

20 – 70

92 – 96

Отстойники
вторичные

15 – 30

90 – 99

97 – 98

Фильтры

80 – 90

94 – 97

Отстойники-коагуляторы

10 – 30

50 – 70

50 – 80

94 – 99

Гальванокоагуляторы

20 – 40

71,8 – 82,5

15,1 – 22,3

94 – 98

Механический
флотатор

25 – 40

36 – 70

16,6 – 40

97 – 98

Механический реагентный флотатор

до 30

до 80

20 – 45

96 – 98

Флотогальванокоагулятор

20 – 50

81 – 90

33 – 45

96 – 98

Электрофлотатор

до 20

до 90

до 30

97 – 99

Сепараторы трехфазные

75 – 93

Аэротенки-смесители

75 – 95

96 – 99

Аэротенки-вытес-нители

65 – 90

96 – 99

Метантенки

50 – 80

97 – 99

Аэробно-анаэробная очистка

80 – 99

97 – 99

 

 


iTunes Gift Card (Россия) 500 рублей
iTunes Gift Card (Россия) 500 рублей


6000 рублей Карта iTunes Gift Card Россия СКИДКА ОТЗЫВ
6000 рублей Карта iTunes Gift Card Россия СКИДКА ОТЗЫВ


Промокод купон Яндекс Директ 3000/3000 р. Баланс 6000 р.
Промокод купон Яндекс Директ 3000/3000 р. Баланс 6000 р.