Методи очищення стічних вод. Очищення побутових стічних вод: які методи використовуються.
Всепоглинаючий технічний прогрес, на жаль, не завжди з кращого боку відбивається на нашому житті. Так в даний час все більшої актуальності набуває дефіцит питної, та й взагалі чистої води, викликаний тотальним забрудненням навколишнього середовища. Хоча справедливості заради варто помітити, що людство намагається вирішувати це питання, в тому числі і шляхом очищення стічних вод. Якщо в умовах міста подібні завдання покладені на міську централізовану систему, то в приватних володіннях за територіями великих населених пунктів власникам приватних будинків доводиться розраховувати виключно на себе.
Очищення стічних вод в сучасно ключі дозволяє дуже ефективно виконати очисні операції, починаючи усуненням запаху і закінчуючи відкачуванням або повторним використанням каналізаційних вод. На даному часовому етапі технології пропонують різні методи очищення стічних вод, які розрізняються і за способом очищення, і за ціною. Якщо говорити конкретно, то найбільш ефективні способи очищення стічних вод поділяються на 3 види:
- Механічний.
- Біологічний.
- Фізико-хімічний.
Особливості механічного способу очищення
Механічне очищення стічних вод визначається як початковий етап очисних заходів. Головне його завдання полягає у видаленні крупнодисперсних домішок шляхом використання фільтрів грубої очистки. Діапазон можливостей механічного очищення досить великий, у разі застосування в системі очищення побутових стічних вод вдається видалити до 60% домішок. А при використанні в промислових масштабах можлива очищення стічних вод на 90%. Саме таким чином проводиться очищення стічних вод від нафтопродуктів на автомийках або НПЗ. Крім цього варто сказати, що механічні способи очищення є найдешевшими. Існують 3 ключових технологічних способу механічного очищення каналізаційних вод:
- відстоювання;
- проціджування;
- фільтрування.
Процес механічного очищення шляхом проціджування на спеціальній станції
В ході механічного очищення із стічних вод видаляються пісок і гідроокис заліза (іржа). Для цих цілей застосовується фільтр освітлення води, що складається з корпусу зі скловолокна, фільтруючого завантаження і блоку управління, що дозволяє в автоматичному режимі проводити стадії розпушуванні, а також відмивання завантаження.
Бактеріальна і біологічна очистка
У зв'язку з цим дуже часто застосовується таке поняття, як анаеробна очистка стічних вод. Справа в тому, що на англійській мові слово «аnaerobic» є визначальним для процесу розкладання стічних вод і відходів, при якому головний акцент робиться на відсутності, а вірніше дефіциті кисню.
У своїй основі цей метод базується на функціонуванні системи стічна вода-«активні мул» і відрізняється включенням складної багаторівневої структури. Біологічне очищення стічних вод на увазі принцип біологічного окислення, які включається внаслідок цілого комплексу пов'язаних один з одним процесів різної складності. В даному випадку мова йде і про механізм обміну електронів, що належать взаємодіючим компонентами, і про складному взаємодії біоценозу з зовнішнім середовищем.
У звичайний септик також завантажуються спеціальні «бактерії-переробники», які переробляють стоки
Як показують результати наукових досліджень в даній області, характерна особливість складних многовидових популяцій, і зокрема активного мулу, полягає у встановленні динамічної рівноваги в системі, досягнення якого забезпечується за рахунок додавання множинних відносно невеликих відхилень активності і кількісного складу окремих видів від їх середнього рівня. Виконуватися така очистка може як в природних умовах, так і в штучних. До природним спорудам та апаратів біологічної очистки відносяться:
- Фільтруючий колодязь, який використовується при витраті 1 м 3 і менше, а також фільтрує касета - витрата дорівнює 0,5-6 м 3 за добу.
- Поле підземної фільтрації - витрата складає близько 15 м 3 за добу і більше.
- Фільтруюча траншея, піщано-гравійний фільтр, який використовується при витраті 15 м 3 за добу і більше. Зрошувально-дренажна мережа цих споруд прокладається в шарі фільтруючого штучного завантаження, виконаної з привізного грунту. Вона влаштовується в разі водонепроникності або слабкою фільтрації грунтів.
- Фільтруюча касета - пропускна здатність 0,5-6,0 м 3 за добу, призначені для експлуатації в слaбoфільтрующіх грунтaх (суглінкaх) з характерним коефіцієнтом фільтрації не менше 0,1 м 3 / добу.
- Ціркуляціoнний oкіслітельний кaнaл (ЦOК) - витрата 100-1400 м 3 / добу.
- Біологічний ставок зі штучною або природною аерацією - витрата 1400 м 3 на добу.
Аеробна ж очищення передбачає і застосування технології, при якій використовуються так званих біофільтри для очищення стічних вод. Йдеться про очисні споруди, заповнених завантажувальним матеріалом, призначеним для фільтрації. Згідно технології на поверхні цього шару розвивається біологічна плівка. Завдяки різниці температур між атмосферним повітрям і стічними водами забезпечується безперервна вентиляція повітряних мас через завантаження фільтру, що сприяє постійної достатньою для життєдіяльності мікроорганізмів концентрації кисню.
Ключовим елементів біофільтра є завантажувальний матеріал. Відповідно до типу цієї частини фільтра біологічні фільтри підрозділяються на 2 категорії:
- з плоскою завантаженням;
- з об'ємною завантаженням.
Одна з можливих конструкцій біофільтра
- щебеню міцних порід;
- шлаку;
- гальки;
- керамзиту.
Метод фізико-хімічної очистки
Грунтується на взаємній реакції між оброблюваної рідиною і спеціальним реагентом: коауглянтом або флокулянтом. Цей компонент вступає у взаємодію з розчинними сполуками, які потім піддаються фільтрації в ході механічного очищення стічних вод. Забруднювачі ж, що залишаються в розчинній формі, в результаті застосування методу фізико-хімічної очистки трансформуються в нешкідливу форму. В даному випадку має місце очищення води від залізовмісних компонентів і солей жорсткості. Однак далеко не завжди цей спосіб очищення дозволяє видалити всі шкідливі домішки.
Фізико-хімічне очищення дозволяє позбавитися від заліза і різних солей
Сподіваємося, що описані методи і етапи очищення стічних вод допоможуть вам правильно оцінити ситуацію і створити універсальну очисну систему на вашій території.
УДК 628.33, 628.34, 628.35
СУЧАСНІ МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД
Ілюшина Вікторія Володимирівна
Калузький філія Московського державного технічного університету імені Н. Е. Баумана
студент кафедри «Промислова екологія
анотація
У статті розглянута природа стічних вод, проведена оцінка ступеня їх забруднення, а також запропоновано ряд методів з водоочищення, що стала однією з лідируючих і найбільш актуальних проблем нашого часу.
MODERN METHODS OF WASTEWATER TREATMENT
Ilyushina Viktoria Vladimirovna
Kaluga Branch Moscow State Technical University named after N.E. Bauman
Student of the Department of Industrial Ecology
Abstract
The article describes the nature of waste water, it's degree of pollution was assessed and the number of waste water purification methods were offered which has become one of the leading and the most pressing problems of our time.
У зв'язку з ситуацією, що склалася в даний час: бурхливий розвиток різних галузей промисловості (металургійних, нафтопереробних, хімічних), сільського господарства, транспортної інфраструктури та інших видів антропогенної діяльності, водоочищення стічних вод є однією з лідируючих і актуальних проблем нашого часу. Необхідність в очищенні стічних вод від різних типів забруднень виникає, якщо якість досліджуваної води не відповідає загальноприйнятим регламентованим вимогам.
Стічні води
Стічні води - це прісні води, що надійшли з різних видів антропогенної діяльності і в результаті зазнали деякі зміни своїх фізико-хімічних властивостей. Основна характеристика, за якою виробляють класифікацію стічних вод, - їх походження. За цим критерієм стічні води поділяють на великі 3 групи:
1) побутові;
2) виробничі;
3) атмосферні.
Побутові стічні води - це стічні води, які утворюються в житлових, адміністративних та інших приміщеннях і надходять в водовідвідну мережу від різних санітарних об'єктів. У побутових водах містяться забруднювачі мінерального і органічного характеру, останні з яких є найбільш небезпечними з санітарної точки зору. Побутові води мають БПК = 100-400 мг / л; ГПК = 150-600 мг / л, в результаті чого їх розцінюють як сильно забруднені стічні води.
Виробничі стічні води - це стічні води, які утворюються в результаті виробництва всіляких видів продукції (використані технічні рідини, технологічні і промивні води і ін.). Залежно від типу даної сфери промисловості в стічних водах можуть бути присутнім як органічні види забруднювачів, так і неорганічні, розчинні і нерозчинні.
Атмосферні (дощові) стічні води - це стічні води, які утворюються в процесі випадання опадів на житлових, промислових територіях, АЗС і т.д. В атмосферних водах переважно містяться нерозчинені мінеральні забруднення і домішки органічного походження. БПК даних стічних вод дорівнює 50-60 мг / л.
Очищення стічних вод
Перейдемо безпосередньо до самого процесу водоочищення. Методи очищення стічних вод піддаються класифікації і бувають 3 видів:
1) механічні;
2) фізико-хімічні;
3) біохімічні.
Механічна водоочищення - це, як правило, попередня стадія перед наступною біологічним очищенням. До елементів механічного очищення стічних вод відносять: решітки, сита, пісколовки, відстійники, фільтри різних конструкцій. При необхідності зниження концентрації зважених речовин у стічних водах на 40-50% і БПК повн - на 20-30% обмежуються механічним очищенням.
Малюнок 1. Технологічна схема очисної станції з механічним очищенням стічних вод
Така схема (рис. 1) застосовується при витраті стічних вод не більше 10 тис. М 3 / сут. При механічному методі водоочистки також використовують комплексні установки, що поєднують в собі всі вище викладені технологічні операції. Яскравим прикладом такої установки є пластинчастий фільтр (рис. 2). Робота з пластинчастими фільтрами значно знижує енерговитрати, шумове забруднення, трудомісткість процесу водоочищення і скорочує час очищення на 20%, що робить установку один з найбільш ефективних обладнань нашого часу.
Малюнок 2. Пластинчастий фільтр
Основна область застосування методів фізико-хімічної водоочистки - очищення виробничих стічних вод. Даний вид очищення застосовується для водних витрат - 10-20 тис. М 3 / сут. Схема технологічного процесу даного виду очищення представлена нижче (рис.3).
Малюнок 3. Технологічна схема очисної станції з фізико-хімічної очищенням стічних вод
Фізико-хімічне очищення видаляє з стічних вод тонкодисперсні і розчинені неорганічні речовини, знищує трудноокісляемие і органічні сполуки. До методів даної очищення відносять: адсорбцію, коагуляцію, флотацію, і ін. Одними з найбільш ефективних методів знезараження стічних вод є: термічний метод (рис.4), електрокаталітичні (рис.5), плазмохімічний (рис.6).
Малюнок 4. Термічний метод очищення стічних вод тому.
Малюнок 5. електрокаталітичні метод очищення стічних вод
Малюнок 6. плазмохімічним метод очищення стічних вод
Термічний метод застосовують до продуктивності 50 м 3 / сут., Електрокаталітичні - до 200 м 3 / добу., Плазмохімічний - від 100 м 3 / добу. і вище. Всі перераховані види водоочищення досить широко використовуються на практиці і мають ряд переваг перед іншими методами фізико-хімічної водоочистки: можливість повної автоматизації процесу очищення стічних вод, зниження енерговитрат, споруди водоочищення швидко виходять на режим.
Біологічні ж методи очищення стічних вод ґрунтуються на життєдіяльності мікроорганізмів, які минерализуют розчинені органічні сполуки, що є для мікроорганізмів джерелами живлення. Споруди з очищення даним методом можна розділити на два напрямки. До першого виду відносять споруди, в яких процес біологічного очищення протікає в умовах близьких до природних. До другого ж - споруди, де аналогічна очищення здійснюється в штучно створених умовах (в аеротенках та биофильтрах). Останній вид очищення (штучний) є найбільш ефективним і часто вживаним в наш час.
Малюнок 7. Технологічна схема очисної станції з біологічним очищенням стічних вод на біофільтрах
Такі схеми (рис. 7) використовуються для витрат стічних вод близько 10-20 тис. М 3 / сут. При біологічному очищенню використовують активний мул, що представляє собою сукупність різних мікроорганізмів. В даний час використання активного мулу стало широко застосовуватися при обробці стоків, через що вважається одним з найбільш актуальних методів сучасної очищення стічних вод. На основі проведених досліджень в сфері водоочистки була проведена модернізація споруд штучної біологічної очистки стічних вод за рахунок переобладнання діючих аеротенків в режим нітріденітріфікаціі.
Малюнок 8. Схема традиційної штучної біологічної очистки стічних вод
Малюнок 9. Схема модернізованої штучної біологічної очистки стічних вод
Впровадження подібної технології (рис.9) значно підвищить ефективність процесу очищення стічних вод від сполук азоту, скоротить експлуатаційні витрати, зменшить масу забруднюючих речовин.
З огляду на стрімко розвиваються галузей промисловості, зростання населених пунктів, чисельності населення споживання водних ресурсів неминуче зростає, також в результаті процесу водокористування збільшуються обсяги стічних вод. Саме тому особливе значення має розвиток сучасної системи водовідведення побутових і виробничих стічних вод, що забезпечують високий ступінь захисту навколишнього нас середовища від всіляких забруднень. Передумовами успішного вирішення цих завдань є розробки, що виконуються висококваліфікованими фахівцями, які використовують новітні досягнення науки і техніки в галузі будівництва і реконструкції водовідвідних мереж і очисних споруд. Таким чином, ефективне видалення всіляких видів забруднень із стічних вод дозволить забезпечити найбільш сприятливі умови використання водних ресурсів в усіх сферах антропогенної діяльності.
бібліографічний список
- Яковлєв С.В., Воронов Ю.В. Водовідведення та очистка стічних вод. 2004.
- Яковлєв С.В., Ласків Ю.М. Каналізація. 1978. № 6.
- Мешалкин А.В., Дмитрієва Т.В., Шемель І.Г .. Екологічний стан гідросфери. під редакцією д.т.н., проф., академіка РАПН Коржавому А.П. 2007.
- Інформаційно-технічний довідник по найкращим доступним технологіям. Очищення стічних вод при виробництві продукції (товарів), виконання робіт та надання послуг на великих підприємствах. Бюро НТД. 2015.
- Вісник Поволзької державного технологічного університету. Серія: Ліс. Екологія. Природокористування. 2013. №1 (17). Журкин М.М., Алібеков С.Я. Удосконалення механічної очистки стічних вод.
- Бєлов С.В. Безпека життєдіяльності та захист навколишнього середовища (техносферной безпеку). 2010 року.
- . 2007. №4. Т.14. Назаров В.Д., Гараев І.Ф., Назаров М.В. Фізико-хімічні методи очищення і знезараження стічних вод туберкульозних та інфекційних лікарень.
- . 2010. №2. Зайцева І.С., Зайцева Н.А., Вороніна А.С. Методи інтенсифікації біологічної очистки стічних вод в аеротенках.
- Вісник МГСУ. 2012. №11. Гогін Е.С., Кулаков А.А. Розробка технології модернізації споруд штучної біологічної очистки стічних вод.
Стадії очистки стічних вод промислових підприємств
Процес очищення стічних вод виробничого підприємства, як правило, включає декілька стадій, на кожній з яких можливе застосування різні методів очищення стічних вод і відповідного технологічного устаткування. Дана ситуація зумовлена в першу чергу тим, що багато методів, особливо тонкого очищення стічних вод можна використовувати, якщо в них присутні завислі речовини і емульсії. Крім цього, більшість методів очищення стоків має верхню межу концентрацій по забруднюючих речовинах, від яких даний метод повинен очищати стік. Отже виникає необхідність попередньої обробки стоків перед застосуванням основних методів їх очищення. Застосування стадийной очищення стічних вод промислових підприємств обумовлено також тим, що комбінуванням декількох типів процесів обробки можливо досягти необхідного ступеня очищення з мінімальними витратами.
На різних промислових виробництвах використовується різна кількість стадій очищення води. Це залежить від організації очисних споруд, що використовуються методів очищення і складу стоків. Для розробки інформаційної системи процеси очищення стоків слід розглядати на основі більш узагальненого підходу.
Найбільш раціональним, очевидно, буде поділ процесу очищення стоків на чотири етапи, відповідно до розподілу забруднюючих речовин на основі їх агрегатного стану за класифікацією академіка Кульського.
На першій стадії очищення стічних вод необхідно витягти великі частки зважених речовин і грубодисперсних домішок, нейтралізувати токсини і видалити зі стічних вод масла. Якщо дані забруднення в стічних водах відсутні, слід почати очищення стічних вод з другої стадії, на якій відбувається вилучення практично всіх механічних домішок, а також проводиться підготовка стоків до подальшої очищенню, а саме, зниження агресивності стічних вод, зниження неприйнятних концентрацій окремих забруднюючих речовин. На третій стадії очистки стоків проіводіт вилучення всіх забруднюючих речовин до певного заданого рівня. Якщо ступінь очищення недостатня, потрібно четверта стадія очищення стічних вод, на якій іспользубтся методи, що дозволяють отримувати з'єднання, що знаходяться в розчинній стані.
Застосування конкретних способів очищення стічних вод або їх комбінування на кожному етапі обробки визначається хімічним складом і фізичними властивостями стічних вод. Залежно від наявності або відсутності певних класів забруднюючих речовин в стоці можливо виключати деякі стадії водоочищення. Не важко виявити, що друга і третя стадії очистки є невід'ємною частиною будь-якої технологічної схеми очищення стічних вод. Дані стадії очищення - перша і друга стадії обробки стічних вод це основа будь-якого технологічного процесу очищення. Перша стадія є попередньою обробкою, а остання - глибоким очищенням стічної води. Всі стадії техпроцесу обробки стічних вод виробничого підприємства представлені на рисунку:
Попередня стадія обробки стічних вод. Коли стоки промислового підприємства містять великі частки зважених речовин або волокна (як у виробництві керамічних і силікатних матеріалів), а також нафтопродукти, потрібна ретельна попередня очистка стічних вод, що включає в себе:
Відстоювання стічних вод з використанням або без використання хімічних реагентів в залежності від складу стоків,
Фільтрація через решітки або сітчасті фільтри,
Подача стоків на гравійні фільтри (груба очистка),
Коагуляція (дозування розчинів солей заліза або алюмінію),
Витяг з стічних вод шкідливих речовин спеціальними методами,
Застосування нефтеловушек для очищення стічних вод від нафти і масла.
При певних умовах необхідно дозувати в стічну воду флокулянт для укрупнення зважених і колоїдних частинок і процесу утворення пластівців.
Перша стадія обробки стічних вод. Існує безліч різних способів первинної обробки стоків, з різною ефективністю:
Механічна первинна очищення стічних вод,
Посилена реагентно первинна обробка з низьким дозуванням хімікатів,
Первинна обробка зважених речовин,
Біологічне очищення стічних вод
Мета первинної обробки стічних вод - перш за все механічне очищення, а також значне зниження кількості забруднень. Даний етап є неоднозначним. Використовувані в ньому методи можуть сильно відрізнятися за принципом очищення стічних вод.
Друга стадія обробки стічних вод. Друга стадія є основною стадією очищення стоків, на якій відбувається вилучення більшості забруднюючих речовин. При обробці на даному Етам поряд з фізико-хімічними методами нерідко застосовують процеси біологічної деградації відходів. Застосовуваних при вторинній обробці методів, як правило, буває досить для очищення стоків. Проте очищення стічних вод до жорстких вимог ГДК іноді досягається лише після стадії глибокого очищення води. На даному етапі застосовуються більш ефективні фізико-хімічні методи очищення та знесолення води такі, як, нанофільтрація і.
Для того, щоб співробітники РХТУ ім. Д.І. Менделєєва підготували для Вас техніко-комерційну пропозицію, просимо Вас заповнити наступний опитувальний лист:
Заповнений опитувальний лист просимо надіслати на адресу електронної пошти
Продукти життєдіяльності людини і відходи промислових підприємств мають дуже агресивну складову, тому необхідно перед їх скиданням або коли застосовуєте очистити від шкідливих речовин і домішок.
З причини того, що в стічних водах містяться складні суміші твердих і розчинених речовин, їх видалення і нейтралізація відбуваються в кілька етапів. Для цього застосовуються очисні станції, де в залежності від специфіки забруднень використовують різноманітні методи очищення.
Основними методами очищення стічних вод, за допомогою яких йде видалення забруднень і шкідливих речовин, вважаються: механічні, хімічні, біохімічні і біологічні.
Кожне з перерахованих очисних заходів включає в себе безліч різних етапів, в ході яких застосовується спеціальне обладнання і хімічні реагенти.
Хімічні методи очищення стічних вод
Хімічне очищення включає в себе процеси нейтралізації, окислення і відновлення.
Для очищення стічних вод від різних кислот і лугів застосовують метод нейтралізації. Цей процес може мати кілька типів очищення.
Найпоширенішими вважаються методи змішування кислотних і лужних стоків, фільтрування кислих вод з використанням нейтралізують матеріалів, різних реагентів і т. Д.
У більшості випадків нейтралізації піддають кислотні та лужні стічні води виробничих підприємств, які не можна без попередньої обробки зливати в каналізаційну магістраль.
Важливо! У процесі нейтралізації кислот в стічних водах застосовують вапняк, крейда, соду, їдкий натр, а також лужні відходи. Для цього на багатьох підприємствах встановлюються спеціальні механізми і фільтри.
Фото: процес нейтралізації кислот в стічних водах Метод окислення підходить в разі, коли всі інші способи очищення не призводять до належного результату. Використовують хлорне вапно СаС1 (С1О), гіпохлорит кальцію (Сa (ClO) 2) і натрію (NaOCl), перманганат калію (KMnO4), біхромат калію (K2Cr2O7), кисень і ін.
Якщо в стічних водах присутні легко відновлювані речовини, застосовують очистку відновленням: з стоків видаляються сполуки миш'яку, ртуті, хрому.
Для цього використовуються сульфат заліза, водень, гідросульфіт натрію, діоксид сірки та інші хімічні елементи.
біохімічні
Біохімічне очищення (окислення) застосовується як для промислових стоків, так і для стічних вод побутового характеру.
Цей метод добре підходить для видалення зі стоків розчинених органічних і неорганічних сполук. Для такого способу окислення споруджуються спеціальні очисні споруди.
Аеробні - включають в себе біологічні ставки, поля фільтрації і зрошення.
Анаеробні - до складу таких споруд входять різні септики, відстійники, пристрої для анаеробного бродіння - метантенки.
Фото: пристрій для анаеробного бродіння Біофільтри - споруди, в яких стоки проходять через фільтруючі елементи, що складаються з гравію, шлаку, керамзиту та інших матеріалів.
Плівка, що покриває весь завантажувальний матеріал, складається з колоній мікроорганізмів, що окислюють органічні речовини.
Фото: биофильтр Аерофільтри і аеротенки. На відміну від біологічного аналога, аерофільтрах може мати фільтруючий шар до 4-х метрів і має в своїй конструкції пристрій подачі повітря, що дозволяє в кілька разів підвищити окислювальний процес.
Фото: аерофільтрах В аеротенках процес окислення речовин органічного походження відбувається в середовищі активного мулу, який утворюють колонії мікроорганізмів.
біологічні
Метод полягає в руйнуванні небезпечних сполук в зливних стоках за допомогою мікроорганізмів, які переробляють забруднення в нешкідливі речовини.
При цьому утворюється активний мул, в якому є всі умови для підтримки життєдіяльності бактерій. Варто відзначити, що при цьому методі досягається найбільш ефективний і високий рівень очищення.
В застосовують аеробний і анаеробний процеси, принцип яких заснований на поєднанні різних мікроорганізмів.
У випадках, коли стічні води мають органічну складову, дуже часто застосовується метод біологічного окислення. Для цього процесу будують спеціальні аеротенки.
Важливо! У цих спорудах використовується велика кількість активного мулу, а в деяких модифікаціях - кисень. У зв'язку з тим, що аеротенки здатні очистити стічні води до 98%, немає необхідності в додаткових заходах.
Очищена вода може прямо з цієї споруди надходити на полив і інші господарські потреби.
Принцип роботи аеротенках полягає в змішуванні активного мулу і стічної рідини в спеціальних резервуарах. Для більш активного процесу змішування (аерації) компонентів, застосовуються різні пристосування або стиснене повітря.
Фото: поля фільтрації Для біологічного очищення стоків існують спеціально створені ставки і поля фільтрації, де під впливом все тих же мікроорганізмів і протікає процес очищення.
Але мінусом таких споруд є сезонний принцип роботи, небезпека потрапляння забруднень в грунтові води і, звичайно ж, необхідність у великих земельних площах.
Фізико-хімічні методи очищення
Фізико-хімічні методи грають важливу роль в процесі очищення стічних вод виробничих підприємств. З кожним роком сфера застосування даних способів розширюється.
Всі процеси можуть проводитися як самостійно, так і в сукупності з іншими методами очищення - хімічними, біологічними та механічними.
Найпоширеніші методи фізико-хімічної очистки - це коагуляція, іонний обмін, флотація, екстракція, випарювання, зворотний осмос та ін.
1 - ємність; 2 - дозатор; 3 - змішувач; 4 - КХЗ; 5 - відстійник
Для процесу очищення методами коагуляції готують спеціальні розчини, які містять коагулянти і флокулянти.
Водний розчин, отриманий в ході цього змішування, додають в оброблювану стічну воду певними дозами. В ході хімічної реакції утворюються пластівці, які видаляються механічним шляхом.
Суть ионообменного методу полягає у відборі з розчину електроліту іонів в обмін на аналогічну кількість іонів іоніту.
Як «забирає» сторони виступають іонообмінні матеріали. Сам обмінний процес є оборотним і в основному застосовується для пом'якшення води.
Фото: іонообмінний метод Метод флотації застосовують для очищення стоків, в складі яких присутні домішки нафтопродуктів.
Суть методу полягає в здібності прилипання частинок до повітряних бульбашок, які подаються безпосередньо в стічну воду.
Фото: метод флотації В результаті відбувається утворення поверхневого шару піни. Якщо ж частки не мають властивостей прилипання до бульбашок повітря або ж ця здатність дуже мала, в процес флотації включають реагенти, що підвищують їх гідрофобність - несмачиваемость водою.
Надалі шар піни видаляють методом підняття рівня води: піна відводиться через спеціальні лотки, або механічним шляхом - скребки (пеногони) відводять піну до тих же лотках.
Метод флотації має кілька видів: механічну, пневматичну, пінну, напірну, біологічну та ін.
Механічні та фізичні методи
Механічні методи очищення застосовуються для видалення із стічних вод нерозчинених домішок і великих плаваючих забруднень.
У більшості випадків цей спосіб є попередніми заходом, в процесі якого видаляються найбільші і зважені речовини. Для механічного типу очищення стоків використовують проціджування, фільтрування і відстоювання.
Метод проціджування застосовується для видалення з стоків великих і частково зважених забруднень. Для цієї процедури існують спеціальні решітки і сита, що вбудовуються в канал або резервуар з переробляються стоками.
Фільтрування використовується для уловлювання найбільш дрібних частинок в стічній воді. Фільтрами можуть бути тканинні матеріали (сітки), пористі і дрібнозернисті матеріали.
Також для фільтрації застосовують барабани, звані мікропроцежівателямі, в яких відбувається затримка забруднень фільтрує сіткою. Частинки, які не пройшли фільтрацію, змиваються в бункер за допомогою спеціально обладнаних насадок.
Для видалення з стоків мінеральних і органічних забруднень існує метод відстоювання. Для цього створюють пісколовки і відстійники різних модифікацій - динамічні, трубчасті, статичні і т. Д.
Фото: пісковловлювач Принцип роботи песколовок заснований на дії сили тяжіння і швидкості потоку. Застосування відстійників характерно для великих виробничих підприємств і служить для уловлювання як осідають, так і спливаючих забруднень.
У сучасному світі, коли екологічна безпека займає одне з пріоритетних місць, правильно і грамотно організовані заходи з очищення стічних вод мають велике значення.
Застосування новітніх технологій та методів з видалення забруднень дозволяє досягти максимального ефекту в сфері переробки та утилізації відходів.
Відео: Методи і споруди
Стан екології на сьогоднішній день, на жаль, залишає бажати кращого. Це результат безладного використання природних ресурсів. Споживання людством води стає дедалі більше, а запаси чистої води в природі з кожним роком зменшуються. Використання миючих засобів і різної побутової хімії дуже сильно забруднює стічні води сучасних міст, що істотно ускладнює очистку стоків. Стічні води містять масу різних забруднюючих речовин, від механічних компонентів до складних хімічних сполук, тому очищення стічних вод - процес складний і багаторівневий.
Всі методи очищення стоків можна умовно розділити на деструктивні і рекупераціонние. Результатом деструктивних методів очищення буде розкладання складних забруднюючих сполук на прості, вони виведуться з води у вигляді газів, або випадуть в осад, або залишаться розчиненими у воді, але знешкоджених. Результатом рекупераційних методів очищення буде витяг із стічних вод всіх цінних речовин для подальшої переробки.
Способи очищення стічних вод
- механічний
- біологічний
- Фізико-хімічний
- Дезінфекція стічних вод
- термічна утилізація
1. Механічний метод найпростіший. Механічним очищенням з стічних вод видаляються нерозчинні компоненти забруднюють воду, як тверді, так і поверхневі жирові забруднення. Стічні води спочатку проходять через решітки, далі через сита і відстійники. Більш дрібні компоненти осідають песколовками. Очищення стічних вод від нафтопродуктів здійснюється за допомогою жіроловок і бензомаслоуловітелямі. Вдосконалений метод механічного очищення - мембранний - використовується разом з традиційними методами та дозволяє виробляти більш ретельне очищення. Механічне очищення стічних вод є підготовкою до біологічної очистки та дозволяє видаляти з побутових стоків до 70% домішок, а з промислових - до 95%.
2. Біологічне очищення стічних вод відбувається завдяки життєдіяльності мікроорганізмів здатних окисляти органічні речовини. Основою розвитку цього методу є природне очищення річок і водойм населяє їх мікрофлорою. Таким чином, стоки звільняються від органічного азоту і фосфору. Біологічне очищення буває аеробне і анаеробна.
Спорудження для аеробного очищення стічних вод за рахунок життєдіяльності бактерій
- Аеробне очищення стічних вод здійснюється за допомогою аеробних бактерій, для життєдіяльності яких потрібен кисень. При виконанні цієї застосовуються біофільтри і аеротенки з активним мулом. Аеротенки мають високу ступінь очищення і більш ефективні, ніж біофільтри для очищення стічних вод. В аеротенках проводиться аерація води і її глибока біологічна очистка. Крім того, в результаті виходить активний мул, що є хорошим добривом.
- Анаеробна очищення стічних вод здійснюється без доступу кисню. При впливі анаеробних бактерій відбувається процес бродіння і перетворення органіки в метан і вуглекислий газ. Для цього методу використовуються метатенка. Анаеробна очищення вимагає менших витрат, ніж аеробне, так як при цьому не потрібна аерація.
3. Фізико-хімічний метод включає в себе електроліз, коагуляцію і осадження фосфору солями заліза і алюмінію.
4. Дезінфекція стічних вод відбувається ультрафіолетовим опроміненням, обробкою хлором або озонуванням. Застосовується для знезараження перед скиданням у водні об'єкти.
- Дезінфекція ультрафіолетовим опроміненням - більш ефективний і безпечний метод в порівнянні з хлоруванням, так як при цьому не утворюється шкідливих токсичних речовин. Ультрафіолетове випромінювання згубно діє на практично всі мікроорганізми і ефективно знищує збудників холери, дизентерії, тифу, вірусного гепатиту, поліомієліту та інших хвороб.
- Хлорування засноване на здатності активного хлору згубно впливати на мікроорганізми. Істотним недоліком даного методу є утворення хлоровмісних токсинів і канцерогенних речовин.
- Озонування - знезараження стоків озоном. Озон - газ, що складається з трьохатомних молекул кисню, сильний окислювач, що вбиває бактерій. Це досить дорогий метод дезінфекції, при якому відбувається виділення шкідливих речовин: альдегідів і кетонів.
5. Термічна утилізація застосовується для технологічних стічних вод, коли інші методи неефективні. Суть її в тому, що розпорошені стоки знезаражуються в факелі палива, що спалюється.
На сучасних очисних спорудах стічні води проходять поетапну очистку, при цьому послідовно застосовуються описані вище методи.
Термічна утилізація стічних вод полягає в знезараженні стоків в полум'ї згоряє палива
Етапи очищення стоків на очисних спорудах
- попередня механічна очистка;
- біологічне очищення;
- доочищення;
- дезінфекція.
Устаткування для механічного очищення
- решітки - стрижні прямокутної форми з прозора до 16мм;
- пісколовки (встановлюються при очищенні більш 100м3 на добу);
- усреднители (встановлюються, якщо необхідно усереднення складу);
- відстійники (бувають горизонтальні, вертикальні, радіальні, двоярусні);
- септики (застосовують для очищення стоків, що прямують в фільтруючі траншеї, колодязі і на поля підземної фільтрації);
- гідроциклони (потрібні для очищення стоків від зважених речовин);
- центрифуги (виділяють дрібнодисперсні речовини, коли не можна застосовувати реагенти);
- флотаційні установки (використовуються для виділення масел, жирів, нафтопродуктів);
- дегазатори (видаляють розчинені у воді гази).
Мулосос - спорудження для очищення стічних вод активним мулом
Споруди для біологічної очистки
- преаератори і біокоагулятори (знижують концентрацію іонів важких металів та інших забруднюючих речовин);
- біологічні фільтри;
- аеротенки, Ілососи, метатенка (споруди для очищення аеробних і анаеробних способом);
- вторинні відстійники, ілоотделітеля і поля фільтрації (призначені для повної біологічної очистки стоків);
- біологічні ставки (призначаються для глибокого очищення стоків містять багато органічних речовин).
При доочищення стічних вод застосовується їх нейтралізація і фільтрація. Дезінфекція або знезараження проводиться хлором (необхідно хлорне господарство) або електролізом (необхідне спорудження електролізних установок).
Бажаючим докладно ознайомитися з пристроєм і принципом роботи станції біологічного очищення допоможе перегляд відео.
Як бачите, очищення стічних вод - процес багатоетапний, що вимагає наукового підходу і дотримання всіх правил і санітарних норм. Розглянуті способи очищення стічних вод застосовуються в комплексі. Вибір методу залежить від характеру стоків, їх кількості, виду, а також від концентрації забруднюючих речовин.
