Методы очистки сточных вод

 

Сточные воды характеризуются широким диапазоном загрязнений. Санитарными нормами установлены предельные концентрации вредных веществ в воде, сбрасываемой в канализацию. Поэтому возникает необходимость очистки воды перед сбросом.

Под очисткой отработанных сточных вод подразумевается извлечение из них загрязнений до предельно допустимых концентраций (ПДК).

Существует значительное количество различных методов очистки и в связи с этим разработаны несколько классификаций этих методов.

 

Рис. Классификация методов очистки сточных вод в соответствии с их фазово-дискретным состоянием

 

На основе систематизации примесей по их фазово-дисперсному состоянию (табл. 1) академиком Л.А. Кульским разработана классификация методов удаления из воды веществ в соответствии с их фазово-дискретным состоянием (ФДС) (табл. 2).

 

Таблица 1. Систематизация примесей по их ФДС

Группа

Степень дисперсности, см-1

Размер частиц, см

Краткая характеристика примесей

Гетерогенные системы

1-взвеси

105

10-5

Суспензии и эмульсии, обусловливающие мутность воды, а также микроорганизмы и планктон

2-коллоидные растворы

10-5…10-6

10-5…10-6

Коллоиды и высокомолекулярные соединения, обусловливающие окисляемость и цветность воды, а также вирусы

Гомогенные системы

3-молекулярные растворы

10-6…10-7

10-6…10-7

Газы, растворимые в воде, органические вещества, придающие ей запах и привкус

4-ионные растворы

107

10-7

Соли, основания, кислоты, обусловливающие минерализованность, жёсткость, щёлочность или кислотность воды

 

В таком виде классификация уже не только помогает определить, к какой категории загрязнения относится сточная вода, но и помогает сориентироваться в выборе очистных устройств.

 

Таблица 2. Методы удаления веществ из воды в соответствии с ФДС

Процесс

Рекомендуемый технический способ обработки воды

Область применения по загрязнителям

Состав очистных сооружений

Степень очистки, %

Вещества I группы

Механическое безреагентное разделение

Отстаивание

Грубодисперсные примеси (500 мг/л), цветность до 50 град

Отстойники

50…70

Фильтрование

Взвешенные вещества (до 50…100 мг/л), цветность до 50 град

Медленные предварительные фильтры

60…99

Центрифугирование

Грубо- и тонкодисперсные примеси

Непрерывно действующие центрифуги, гидроциклоны

80…90

Флотация

Безреагентная флотация

Нефть и масла

(50…150 г/м3)

Флотаторы и устройства для диспергирования воздуха до пузырьков Æ=15…30 мкм

(при содержании нефти не более 0…15 г/м3)

Вещества II группы

Агрегация при помощи флокулянтов катионного типа

Обработка воды катионными флокулянтами

Коллоидные и высокомолекулярные вещества, обусловливающие цветность воды (35…150 град) при малой мутности воды

Устройства для приготовления растворов и их дозирования; смесители, камеры хлопьеобразования

Вода стандартного качества

Вещества III группы

Десорбция газов и летучих органических соединений

Аэрирование

Газы и летучие органические соединения, придающие воде неприятный привкус и запах

Брызгательные бассейны, аэраторы и дегазаторы различных типов

Углекислота 65…80 %, сероводород до 0,3…0,5 мг/л

Электролиз

Электро-обработка воды

Для удаления кислорода

Установка для электрохимической очистки воды

80…95

Биохимический распад

Разложение микроорганизмами: аэробное; анаэробное

Загрязнение сточных вод концентрированными стоками, осадками

Аэротенки, биофильтры, отстойники, метатенки и др.

90…98

Вещества IV группы

Гиперфильтрация

Отделение ионов обратным осмосом

Общее содержание 20…35 г/л

Установки с полупроницаемыми мембранами

90…98

Использование подвижности ионов в электрическом поле

Электродиализ

Общее содержание 3…10 г/л, мутность до 2 мг/л, содержание железа до 0,3 мг/л

Установки для электрохимического обессоливания воды

90…99

Электрообработка

Для частичного и грубого обезжелезивания воды

Установка для электрохимической очистки воды

80…90

 

Механическую очистку сточных вод применяют при выделении нерастворимых примесей методами процеживания, отстаивания и фильтрования. Обычно эти методы применяют в качестве предварительной очистки сточных вод. Процеживание с помощью разнообразных приспособлений типа решеток, сит, сеток и самоулавливателей позволяет избавиться от грубодисперсных примесей, а мелкие твердые частицы удаляются методом отстаивания и фильтрования. Тяжелые частицы примесей осаждаются, легкие же вещества всплывают на поверхность воды отстойника, откуда могут быть легко удалены. При необходимости очистки вод, содержащих нефтепродукты, применяют широко распространенные маслоловушки, жироловушки, нефтеловушки, которые, однако, малоэффективны, так как процесс очистки в них малоинтенсивен и требует специальных устройств для отвода нефти.

К более эффективным устройствам для очистки нефтесодержащих сточных вод относятся усовершенствованные, весьма простые, но дающие большой эффект очистки технические комплексы.

Для интенсификации процессов отстаивания и фильтрации в сточные воды обычно добавляют коагулянты и флокулянты или используют гидроциклоны и центрифуги, которые повышают скорость очистки действием центробежных сил. Использование современных устройств для механической очистки позволяет достигнуть выделения из бытовых сточных вод до 60% нерастворенных веществ, а из производственных - до 90–95%.

Химические методы очистки основаны на добавлении в сточные воды таких реагентов, которые, вступая в химическую реакцию с загрязняющими веществами, способствуют получению малотоксичных веществ, а также выпадению в осадок (нерастворенных коллоидных или частично растворенных водных примесей). Среди химических методов очистки широко распространены нейтрализация и окисление (активным хлором, кислородом воздуха, озоном и другими веществами), способствующие уменьшению количества нерастворенных примесей сточных вод до 95% и растворенных - до 25%.

Физико-химическую очистку применяют для удаления из вод суспензированных и эмульгированных примесей, а также органических и неорганических веществ, растворенных в сточной воде с помощью коагуляции, отдувки, ионного обмена, адсорбции, экстракции, ультрафильтрации, кристаллизации, дистилляции, дезодорации и других методов.

Термическая очистка сточных вод применяется в тех случаях, когда промышленные сточные воды не поддаются очистке перечисленными методами. В этом случае загрязненную воду подвергают термическому обезвреживанию или же перекачивают ее в глубинные скважины.

Биологическая очистка состоит в минерализации органических загрязнений сточных вод, которые окисляются микроорганизмами. В естественных условиях такая очистка проводится на специальных полигонах, называемых полями фильтрации или полями орошения. На этих полях сточные воды разливаются по системам каналов, где очистка их от загрязнений осуществляется путем фильтрации вод в слоях почвы толщиной не менее 0,8 м.

Биологическая очистка воды - процесс, присущий природе, выработавшей в ходе эволюции на Земле устойчивый механизм экологического равновесия. На основе знаний о сложных взаимосвязях живых организмов в биосфере человек создал различные очистные сооружения, работающие на принципе биологической очистки: биологические пруды, представляющие самостоятельные экологические системы; биологические фильтры, использующие в качестве рабочего звена тонкую бактериальную пленку или аэротенки - искусственные сооружения в виде больших бетонных резервуаров, в которых сточные воды продуваются сильными струями мельчайших пузырьков воздуха снизу вверх. В таких устройствах "рабочим телом" служит масса, состоящая из двух компонентов: микроскопических растений и животных. Этот биологический механизм очистки - плод творческой фантазии человека, претворенный в реальные биофильтры, каких в природе не существует.

Процесс так называемой минерализации органических веществ становится интенсивным в условиях, когда имеется избыток кислорода в виде пузырьков воздуха и приток органических веществ со сточными водами. Тогда в иле биологического очистного устройства бурно развиваются бактерии и различные микроорганизмы, бактерии слипаются в комья причудливой формы, образуя огромную активную поверхность, выделяющую ферменты, расщепляющие органические вещества, которые выпадают в осадок в виде минералов. Сущность биологической очистки мало чем отличается от процессов, происходящих на полях орошения и фильтрации, хотя биохимическое окисление в первом случае происходит значительно быстрее.

Интенсивное использование перечисленных устройств с биохимическим способом очистки, естественно, приводит к скоплению огромного количества осадков, которые можно рекуперировать в ценные продукты. Так, из активного ила успешно получают белково-витаминные корма (продукты белвитамин), витамины В12. Активные угли или осадки, получаемые при обработке и очистке сточных вод гидролизной и бумажной промышленности, перерабатывают в продукты, используемые в сельскохозяйственном производстве в качестве удобрений.

 


7 VISA VIRTUAL (RUS BANK)
7 VISA VIRTUAL (RUS BANK)


14 VISA VIRTUAL (RUS BANK)
14 VISA VIRTUAL (RUS BANK)


iTunes Gift Card (РОССИЯ) - 1000 руб
iTunes Gift Card (РОССИЯ) - 1000 руб