Сучасні методи очищення стічних вод. Очищення побутових стічних вод: які методи використовуються.

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

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

Стічні води - це води, забруднені в результаті діяльності людини і відводяться з каналізаційного колектору в місце скупчення для подальшої переробки і очищення. Причому стічними вважаються води, що утворилися (забруднені) як на промислових підприємствах, так і сформовані згодом господарсько-побутової діяльності людини. Така вода містить масу патогенних мікроорганізмів, солі важких металів, пестициди, нітрати і нітрити, а також багато шкідливих хімічних і біологічних сполук. Тому з метою збереження водних ресурсів Землі була розроблена спеціальна схема очищення стічних вод, яка спрямована на те, щоб скидати у водойми і грунт вже нейтралізовану осветленную воду. Таке ставлення до екології дозволяє зберегти прісну воду на планеті для наступних поколінь.

Методи нейтралізації (очищення) стоків

Стічну воду в залежності від типу і виду домішок в ній сьогодні очищають кількома методами. Причому використовуватися може як просто конкретний метод, так і комбінована технологія очищення, якщо це необхідно для якісної нейтралізації стоків. Найчастіше використовують такі методи очистки:

• Механічна обробка води  (Відстоювання і фільтрування). Це найпростіший і недорогий спосіб очищення води.
• Хімічне очищення стоків  (Змішування стоків з хімічними нейтралізують речовинами). В результаті додавання реактивів в воду відбуваються реакції, які повністю або частково нейтралізують шкідливі домішки в стоках.
• Фізико-хімічна обробка забрудненої води  (Обробка ультрафіолетом або озонування стоків).
• Біологічний спосіб очищення стоків. В цьому випадку у водне середовище завантажується певну кількість бактерій, які харчуються конкретними патогенними мікроорганізму, зводячи їх кількість у воді до нуля.

Очисні споруди і спеціальні системи для очищення стічних вод

Найбільш дієвими і затребуваними в процесі нейтралізації стоків є такі установки і пристосування:

• УФС - установка фільтрувальна самоочищення.
• Пескоуловители.
• Жировловлювачі.
• Ставки-відстійники.
• Септики та мембранні споруди.

Розглянемо докладніше принцип дії кожного пристосування.

фільтруюча установка

Пристосування, яке пропускає через свої фільтри стічну воду і тим самим очищає її. Фільтри повинні самоочищатися, але на практиці на промислових підприємствах застосовуються замість самоочищаються фільтрів стандартні решітки та сита, які вимагають очищення грабельним методом вручну або з використанням спеціальних пристроїв.

Працює така установка за принципом відділення сміття і великих домішок від рідини. Причому решітки і фільтруючі сітки в такій установці можуть мати абсолютно різну будову (дробильное, шнекові, ступеневу, у вигляді пластин або стрижнів). Найменша фракція решітки такого пристосування дорівнює 2 см. Все сміття, зібраний на решітки або сітки, відразу ж вирушає на переробку або утилізацію. Якщо ж використовуються решітки з дробильної конструкцією, то домішки сміття нейтралізуються прямо в очищується воді.

Крім сіток і решіток в механічному очищенню стоків можуть брати участь барабанні сита. Фракція осередків у сита складає до декількох десятих міліметра. Ці пристрої мають більш дрібну фракцію в порівнянні з гратами і призначені для видалення з води домішок у вигляді гравію, піску, дрібних осколків скла тощо. Барабан, обертаючись у воді, вбирає в свою порожнину всі сторонні домішки.

песколовки

Наступний етап в очищенні вод механічним способом. Після того як вода пройде барабанні сита і решітки, стоки відправляються далі до пісковловлювача. Тут пристосування додатково відсівають найдрібніші частинки домішок у вигляді піску. У песколовках вода може рухатися як горизонтально, так і вертикально. Ефект очищення від цього не знижується. Пескоуловители працюють завдяки силі гравітації, яка осаджує на дно все дрібні частинки піску. При цьому варто знати, що чим вище швидкість потоку води, то менше сила гравітації. А це означає, що для якісної роботи пісколовки швидкість руху стоків потрібно знижувати.

Важливо: пісок, відокремлений від води таким чином, найчастіше використовується в подальшому при будівельних роботах.

Жировловлювач

Цей тип очисної споруди, як правило, встановлюється наступним за піскоуловлювачем. Жировловлювач має закриту форму і призначений для деякого охолодження стоків. В результаті зниження температури води все розчинні жири набувають певну форму і спливають на поверхню води. Далі стоки протікають в відстійники, а жири видаляються з жироуловителей.

відстійник

Такі неглибокі саморобні сучасні ставки призначені для подальшого відстоювання води. Тут стоки можуть відстоюватися до 3 годин. В результаті відстоювання все домішки і зважені частинки сміття, що залишилися в воді, додатково видаляються.

Важливо: ефективність відстоювання із застосуванням такої схеми очищення стічних вод дорівнює 50%. Ефективність можна і збільшити, якщо на порядок зменшити глибину ставка-відстійника і при цьому збільшити його площу.

Після відстоювання воду освітлюють з використанням спеціальних коагулянтів, які перетворюються в воді в пластівці, тим самим фільтруючи стоки, додатково висвітлюючи їх.

Додаткові установки для очищення стічної води

Крім перерахованих вище систем і пристроїв в очищенні стоків застосовуються і так звані мембранні пристосування. У конструкції таких установок є спеціальні мембранні листи, переливні труби і капіляри. Завдяки такій конструкції стоки діляться в мембранної установки на дві частини. При цьому їх тиск і склади різняться. Мембранні установки можуть бути виконані з полімерів або кераміки.

Гідроциклони і центрифуги

Ці сучасні пристрої також використовуються для осадження зважених часток у стоках. Завдяки відцентрової сили, в яку потрапляє стічна вода, все домішки відділяються від рідини і вода вважається пройшла етап механічної обробки.

Гідроциклони на відміну від центрифуг бувають відкритими (працюють з легкими домішками) і напірними (призначені для відділення важких частинок сміття від стоків). Така класифікація дозволяє використовувати установки в залежності від типу і ступеня забруднення стічних вод.

У свою чергу класифікація центрифуги виглядає так:

• відстійні;
• Фільтруючі.

У конструкції фільтруючих виробничих центрифуг передбачені тонкі металеві листи з перфорацією для більш якісного осадження частинок. Також апарати мають основні сітки з міді, алюмінію або сталі і тканинні щільні перегородки. Вид і тип фільтра повністю залежить від наміченого завдання, тобто від швидкості відділення домішок, їх величини, виду стоків, тиску рідини і концентрації сміття в стоках.

аеротенк

Водоочисне пристрій для біологічного очищення стоків. Тут вода обробляється спеціальним органічним мулом під впливом повітря, що нагнітається в установку кисню. В результаті відбувається поїдання бактеріями шкідливих домішок, що містяться у воді. Найчастіше такий основний метод очищення стічної води використовують в разі її забруднення органічним сміттям.

Принцип і схема очищення забрудненої стічної води сьогодні

Вивчивши всі діючі пристосування для нейтралізації стічних вод можна розглянути, як відбувається нейтралізація стоків. Складається вона з декількох етапів:

• Спочатку всі стоки з підприємств і житлових масивів міста потрапляють в спеціально змонтований водозбірник, звідки після транспортуються на очисну станцію.
• Перший основний етап нейтралізації виробничих (промислових) стоків - механічна очистка. Тобто проходження стоків через спеціальні фільтри, сітки і грати для відділення крупного сміття. Частинки сміття відправляються в шламосборник.
• Наступний етап (стадія) очищення води - її перекачування в спеціальний відстійник, де відбувається подальше осадження залишилися частинок сміття і їх видалення з води. У відстоюванні бере участь і пісковловлювач, яка пропускає через себе інформацію, що надходить в відстійний ставок воду.
• Далі відстояна вода проходить стадію освітлення з використанням коагулянтів і відправляється в прес-фільтри. Тут під великим тиском вода проходить крізь спеціальні фільтри, які вловлюють всі залишилися частинки. Ця стадія є завершальною при механічному очищенню стоків.
• Далі в залежності від початкового типу забруднення стоків вода відправляється для подальшої біологічної, хімічної або фізико-хімічної очистки. Тобто на воду будуть впливати або бактеріями, або хімічними речовинами, або ультрафіолетом або озоном.

Важливо: ефективність очищення стоків із застосуванням початкового механічного методу дорівнює 60%. Подальші маніпуляції з водою дозволяють очистити стоки на 90-98%.

Подальше знезараження стоків

Крім очищення стічної води необхідно провести і стадію її знезараження. Найпоширенішим методом вважається хлорування. Але згідно канадського «Акту про захист навколишнього середовища» цей метод є загрозою для екології, тому в Росії прийнято рішення про додаткове дехлорировании стоків перед їх скиданням у ставки, грунт або водойми.

Крім хлорування дуже ефективним способом дезінфекції стоків є озонування. Але цей метод досить дорогий. Використовується лише в країнах Європи.

Альтернативним і якісним способом очищення стоків є обробка води ультрафіолетом. Спеціальні УФ лампи впливають на поверхню води, знезаражуючи її і знищуючи залишкові патогенні мікроорганізми в рідині.

Варто відзначити, що при обробці води УФ-лампами вода не приймає участі в реакції. Між собою взаємодіють тільки бактерії і ультрафіолет. Ефективність такого очищення води дорівнює 90%.

Важливо: установки для дезінфекції стоків ультрафіолетом не займають багато місця і повністю автоматизовані. Крім того, вони не становлять загрози для людини.

МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

Мета роботи: вивчити існуючі методи очищення стічних вод.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Класифікація стічних вод

Стічні води промислових, комунальних, транспортних підприємств, поверхневі стічні води перед надходженням в природні водойми повинні бути очищені. Стічні води можуть бути розділені на три види:

• технологічні (або виробничі) - використані в технологічному процесі;

• господарсько-побутові  (Або комунальні) - з санітарних вузлів виробничих і невиробничих приміщень, душових, що утворилися при збиранні приміщень, в їдальнях, ресторанах, житлових будинках, підприємствах комунального господарства і т.п .;

• поверхневі - дощові (зливові), що утворилися при таненні снігу, і інші води, що пройшли забруднені території.

До складу стічних вод входять такі забруднюючі речовини: мінеральні (розчини мінеральних солей, лугів, кислот, шлаки, пісок, глина і т.д.); органічні (забруднення рослинного, тваринного і хімічного походження); бактеріальні (грибки, різні бактерії).

Екологічно і економічно оптимальна на виробництві тільки водооборотних система. Застосування оборотного водопостачання дозволяє в десятки разів зменшити споживання природної води, але через неминучих втрат у виробничому циклі повністю замкнутих водооборотних систем на сьогоднішній день не існує.

МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

Механічне очищення стічних вод

У стічних водах містяться зважені частинки нерозчинних і малорозчинних речовин. Тверді і рідкі зважені частинки утворюють з водою три типи дисперсних систем:

• грубодисперсні системи з частинками розміром більше 0,1 мкм (суспензії - розподілена фаза - тверді частинки; емульсії - розподілена фаза - рідкі частинки);

• колоїдні системи з частинками розмірами від 1 нм до 0,1 мкм;

• істинні розчини з розмірами частинок, порівнянними з розмірами окремих молекул і іонів.

Вибір типу обладнання для механічного очищення стічних вод залежить від розміру забруднюючих частинок, їх фізико-хімічних властивостей, концентрації частинок, витрати стічних вод, необхідного ступеня очищення.

Спочатку відбувається відділення найбільших частин забруднювача в процесі проціджування, для чого на початку очисних споруд встановлюють спеціальні грати і сита, які сприяють виділенню з стічних вод великих нерозчинних домішок розміром до 25 мм, а також більш дрібних забруднень, які в процесі подальшої обробки стоків перешкоджають нормальній роботі очисного обладнання.

Пісок вловлюють за допомогою песколовок. Песколовки виконують у вигляді збірних залізобетонних горизонтальних або вертикальних апаратів з прямокутним або круглий перетин. Глибина песколовок не перевищує 0,25 - 1 м, швидкість руху води становить близько 0,3 м / с. Осад з приямка видаляється гідроелеватором.

Основним спорудою механічного очищення стічних вод від осідають або спливають грубодисперсних домішок є відстійник. Залежно від напрямку руху потоку води розрізняють горизонтальні, вертикальні і радіальні відстійники. Ефективність відстійників становить 40 - 60%. Тривалість відстоювання - 1 - 1,5 год. Глибина відстійників 1,5 - 4 м, ширина 6 - 9 м. У горизонтальному відстійнику скребковий механізм зрушує осад до приямку. З приямку осад видаляється насосами, гідроелеваторами, грейферами.

Стічні води, що містять домішки з щільністю меншої щільності води (спливаючі домішки) - нафта і нафтопродукти, смоли, масла, жири

і ін., - очищаються відстоюванням в нефтеловушках, жиро і маслоуловітель. Їх конструкції аналогічні конструкціям відстійників. Скребковий транспортер пересуває осідає твердий осад до приямку, а спливає нафтопродукт до щілинним поворотним вакуумованим трубах. Товщина шару сплив нафтопродукту може досягати 0,1 м. Висота шару води в нефтеловушках становить 1,2 - 2 м, швидкість руху води - 4 - 6 мм / с, тривалість відстоювання - не менше 2 ч.

Для видалення із стічних вод нерозчинних, тонкодіспергірованних, погано піддаються відстоювання твердих або рідких домішок використовують фільтрування. Процес фільтрування проводять пропусканням рідини через пористі перегородки, що затримують дисперговані речовини. Процес йде за рахунок різниці тисків перед фільтруючим шаром і за ним. Як пористих перегородок застосовують металеві листи і сітки, тканини, різні зернисті матеріали - кварцовий пісок, антрацит, щебінь

і т.п. Після закінчення робочого циклу промивання (регенерацію) перегородки проводять, як правило, очищеною водою, подаючи її в напрямку, протилежному руху стоків в процесі очищення.

В внаслідок механічної очистки стічні води повинні бути очищені до стану, коли їх можна буде скидати в грунт.

Хімічні методи очищення

Хімічні методи очищення стічних вод використовують для видалення розчинених забруднюючих речовин. До хімічних методів очищення стоків належать нейтралізація, окислення і відновлення. Ці методи пов'язані з витратою різних реагентів і тому дороги.

Перед скиданням у природні водойми стічні води повинні бути нейтралізовані. Хімічно нейтральними вважаються води, що мають рН = 6,5 - 8,5. Нейтралізація стічної води може бути проведена наступним чином: змішанням кислих і лужних стоків, що утворилися на різних установках; додаванням реагентів; абсорбцією, кислих газів лужними стоками або абсорбцією аміаку кислими водами; фільтруванням кислих вод через нейтралізуючі матеріали.

Основним обладнанням для проведення процесу нейтралізації є ємність (реактор), оснащена пристроєм, або барботером для подачі повітря. В якості реагентів для нейтралізації використовують NaOH, КОН, NH4 OH, Са (ОН) 2 - вапняне молоко з 5 - 10% - ним вмістом активного вапна. Як нейтралізують матеріалів при фільтруванні використовують магнезит, доломіт, вапняк, тверді відходи (зола, шлак).

Окислення стічних вод проводять хлором, діоксидом хлору, перекисом водню, киснем повітря, діоксидом марганцю, перманганатом калію, озоном та ін. Найбільш поширеним окислювачем при очищенні стічних вод є хлор. В установці для очищення води хлоруванням одночасно з хімічної очищенням хлор дезінфікує стічну воду.

Для очищення стічної води від нафтопродуктів, фенолів, поверхнево речовин, ароматичних вуглеводнів, ціанідів та інших речовин перспективним вважається застосування озону. Озонування стічних вод дозволяє одночасно усунути присмаки і запахи, знезаразити і знебарвити воду. Чистий озон вибухонебезпечний і надзвичайно токсичний, тому озон подають в стічну воду у вигляді озоно-повітряної суміші. Для очищення газів, що відходять від залишків озону використовують адсорбцію, каталіз або термічні методи деструкції.

Відновлення застосовують для видалення зі стічних вод сполук ртуті, хрому, миш'яку, для чого в воду вводять сульфит заліза, гідросульфіт натрію, гідразин, сірководень або алюмінієву пудру.

Фізико-хімічні методи очищення

Процес укрупнення дрібних частинок (1-100 мкм) з подальшим видаленням їх під дією сили тяжіння називають коагуляцією. Якщо ж питома вага цих частинок нижче питомої ваги води (емульговані частки масел, жиру і т.д.), то процес називають флокуляцией. За аналогією з Відстійники і нафтоуловлювачі в Коагулятор і флокулятори видалення

домішок відбувається відповідно з нижньої чи верхньої частини апарату. При коагуляції в воду додають коагулянти (солі алюмінію, заліза або їх суміші), які утворюють пластівці гідроксидів металів, що воюють частки під дією сил тяжіння. Флокулянтами служать крохмаль, декстрин, ефір, діоксид кремнію.

Флотацію застосовують для видалення частинок, які погано відстоюються, а також для видалення розчинених речовин, в тому числі поверхнево-активних речовин, відходів нафтопереробки, виробництва штучного волокна і целюлозно-паперового виробництва.

Перевагами процесу флотації є безперервність процесу, невеликі витрати, простота апаратурного оформлення, селективність, високий ступінь очищення (95 98%), можливість рекуперації уловлених речовин. Недоліком флотації є застосування в процесі шкідливих речовин (наприклад, фенолів).

Сутність флотації полягає в наступному. Стічна вода насичується газом, найчастіше повітрям. Піднімаючись вгору, бульбашки повітря злипаються з дисперговані у воді твердими частинками, і на поверхні води виникає пінний шар з більш високою концентрацією часток, ніж у вихідній стічній воді. Розмір видаляються частинок становить 0,2- 1,5 мм. Як піноутворювачів в воду додають соснове масло, креозол, феноли. Потім шар піни видаляється з апарату, а стічна вода надходить на наступну стадію обробки.

Адсорбція використовується для глибокого очищення стічних вод в системах замкнутого водоспоживання і доочищення стічних вод від органічних речовин, в тому числі і від біологічно не розкладаються.

Адсорбція - це прилипання частинок, що знаходяться в очищується середовищі, до твердих речовин - сорбентів. В якості сорбентів застосовують активоване вугілля, синтетичні сорбенти, деякі відходи виробництва (золу, шлаки, тирса). Процес відбувається в адсорбційних установках при перемішуванні адсорбенту з водою, при фільтруванні її через шар адсорбенту або в киплячому шарі. При цьому розмір часток адсорбенту становить 0,1 мм. Серйозною проблемою є подальша очистка (регенерація) сорбенту. Цей метод має ряд переваг, в тому числі, високий ступінь очищення (80 - 95%), можливість уловлювання токсичних речовин при невисокій їх концентрації, очищення стічних вод, що містять кілька шкідливих речовин, а також їх рекуперації (Довикористання).

Іонообмінні методи очищення застосовують для вилучення зі стічних вод металів (мідь, нікель, свинець і т.д.), сполук фосфору, миш'яку, ціанистих сполук, радіоактивних речовин. Метод дозволяє утилізувати цінні речовини. Іонний обмін широко застосовують в процесах знесолення і підготовки води для потреб енергетики.

Іонний обмін являє собою процес взаємодії розчину з твердою фазою, здатної обмінювати містяться в ній іони на іони,

присутні в розчині. Тверді речовини, що обмінюють іони, називають іонітами. Іоніти, що поглинають з розчинів позитивні іони, називають катионитами, а негативні іони - аніонітами. Іонітами можуть бути природні речовини або речовини, отримані штучно. До неорганічних природних іонітів відносяться цеоліти, глинисті матеріали, польові шпати, слюди і т.п. Неорганічні синтетичні іоніти - силикагели, гідроксиди алюмінію, хрому, цирконію. Органічні природні іоніти - це гумінові кислоти грунтів, сульфоуглі. Найбільше практичне значення мають органічні штучні іоніти - іонообмінні смоли, які мають розвинену поверхню. Регенерацію адсорбенту і іонітів проводять хімічними методами. Перевагами процесу є можливість рекуперировать цінні речовини з забруднень, висока ступінь очищення, видалення високотоксичних речовин, у тому числі суперекотоксікантов. Це метод дорогий, він вимагає чіткої організації процесу і вирішення проблеми регенерації іонітів.

Екстракцію застосовують при відносно високій концентрації шкідливих речовин (фенолів, масел, органічних кислот, іонів металів); концентрація повинна становити не менше 3 -4 г / л. При меншій концентрації економічно вигідніше застосовувати адсорбцію. Процес екстракції складається з трьох стадій: інтенсивного змішування стічний води з екстрагентом (органічним розчинником), поділі чистої води і забруднень, регенерації забруднень. Цей метод застосовують тоді, коли вартість видаляються речовин (наприклад, цінних металів) компенсує витрати на проведення процесу.

Десорбція, дезодорація і дегазація - це процеси очищення стічних вод від летючих домішок (сірководню, аміаку, діоксиду вуглецю), що здійснюються продувкою води повітрям або інертним газом. Дезодорація очищає воду від меркаптанів, амінів, альдегідів; за допомогою дегазації з води видаляють речовини, які призводять до корозії.

Зворотний осмос - одностороння дифузія розчинника через напівпроникну мембрану, що відокремлює розчин від чистого розчинника або розчину меншої концентрації, при цьому мембрани пропускають молекули розчинника і затримують розчинені речовини. При зворотного осмосу затримуються частинки, розміри яких не перевищують розміри молекул розчинника (0,0001 - 0,001 мкм), при ультрафільтрації розміри затриманих частинок рівні 0,001 - 0,02 мкм. Необхідний тиск для проведення процесу зворотного осмосу становить 6 - 10 МПа, процесу ультрафільтрації - 0,1 - 0,5 МПа. Так як даний метод проходить на молекулярному рівні, то вимагає значних витрат, але забезпечує глибоке очищення від високотоксичних речовин.

Електрохімічні методи включають в себе анодное окислення і катодного відновлення, електрокоагуляцію, електрофлотаціі і електродіаліз. Перераховані процеси протікають на електродах при

пропущенні через воду постійного електричного струму. Електрохімічними методами проводять доочистку стічних вод, витягають ціаніди, роданіди, аміни, спирти, сульфіди, меркаптани, а також важкі метали без використання хімічних реагентів. Недоліком методу є висока енергоємність.

Пристрої, в яких проводять процеси електрохімічного впливу на водні розчини, називають електролізерами. В електролізері вода надходить в ємність з електродами, з'єднаними з джерелом струму. Під дією електричного поля позитивно заряджені іони рухаються до негативного електроду - катода, а негативно заряджені іони - до позитивного - анода. У прікатодном просторі протікають процеси відновлення, а в пріанодном - процеси окислення.

При електролізі оброблюваної води на електродах виділяються газоподібні продукти - водень і кисень. Завдяки бульбашок газів протікає процес електрофлотаціі. Використання розчинних сталевих чи алюмінієвих анодів (або попереднє додавання в стічну воду реагентів) дозволяє проводити процес електрокоагуляційної очищення.

Очищення стічних вод біологічним методом

Біохімічні методи застосовують для очищення стічних вод від розчинених органічних і деяких неорганічних (аміак, сірководень і ін.) Речовин. Метод очищення базується на здатності мікроорганізмів використовувати забруднюючі речовини для свого харчування.

Для проведення процесу очищення стічних вод використовують два типи мікроорганізмів:

− аеробні, для підтримки життєдіяльності яких необхідний кисень і температура не нижче 6 ° С (оптимальні температури 2040 ° С);

− анаеробні, для життєдіяльності яких доступ кисню не потрібен.

Анаеробні мікроорганізми використовують для очищення стічних вод з високою концентрацією забруднювачів (більше 5 г / л) або знешкодження осадів стічних вод.

Щоб Їх на біохімічну очистку стічні води характеризуються величинами БПК і ХПК.

БПК - біологічна потреба в кисні або кількість кисню, використаного в біохімічних процесах окислення органі-

чеських речовин за певний проміжок часу (2, 5, 8, 10, 20 діб) [мгО2 / дм3].

ГПК - хімічна потреба в кисні або кількість кисню, еквівалентну кількості витрачається окислювача,

необхідного для окислення всіх відновників, що містяться в стоках [мгО2 / дм3].

Приклади позначення: БПК8 - біологічна потреба в кисні за 8 діб; БПКпол - повна біологічна потреба в кисні до початку процесів нітрифікації. На біологічну очистку надходять стічні води з співвідношенням БПКпол / ГПК не менше 0,5.

При аеробного очищення мікроорганізми знаходяться в активному мулі або біоплівки. Активний мул складається з твердого неживого субстата і живих організмів - бактерій, цвілевих грибів, дріжджів, личинок комах, водоростей і т.п. Біоплівка утворюється на твердій поверхні біофільтрів і складається з бактерій, грибів, дріжджів найпростіших, коловерток, черв'яків. Вона являє собою слизової обростання завтовшки понад 1 мм. Кількість мікроорганізмів в біоплівки менше, ніж в активному мулі.

При анаеробних методах знешкодження використовують активний мул, що містить анаеробні бактерії, що викликають процеси бродіння. Для очищення стічних вод застосовують процес метанового бродіння.

Процеси біохімічного очищення проводять в природних умовах (полях фільтрації, біологічних ставках) або штучних спорудах (аеротенках, біофільтрах).

Поля фільтрації - це земельні ділянки, штучно розділені на секції, по яких рівномірно розподіляється стічна вода, фільтри через пори грунту. Профільтрована вода збирається в дренажних трубах і канавах і стікає в водойми. На поверхні грунту утворюється біологічна плівка з аеробних мікроорганізмів, здатних переробляти органічні речовини. Кисень може проникати в грунт на глибину до 30 см; глибше руйнування органіки здійснюється в результаті життєдіяльності анаеробних мікроорганізмів.

біологічні ставки- це спеціально створені водойми глибиною 1 3 м, де протікають природні біохімічні процеси самоочищення води в аеробних і анаеробних умовах. Ставки споруджуються як для первинної біологічної очистки, так і для доочищення стічних вод після біофільтрів і аеротенків. Насичення води киснем відбувається внаслідок природної атмосферної аерації і фотосинтезу, але може застосовуватися і штучна аерація.

Біофільтри - споруди, в яких створюються умови для інтенсифікації природних біохімічних процесів розкладання органічних речовин. Це резервуари з фільтруючим матеріалом, дренажем та пристроєм для розподілу води. Стічна вода за допомогою розподільних пристроїв періодично розливається по поверхні завантаження, профільтровивается і відводиться у вторинний відстійник. На поверхні фільтра поступово дозріває біоплівка з різних мікроорганізмів, які виконують ту ж функцію, що і на полях фільтрації, тобто минерализуют органічні речовини. Відмерла біоплівка змивається водою і затримується у вторинному відстійнику.

Аеротенки - це резервуари, в які надходять стічна вода після механічного очищення, активний мул і безперервно подається повітря. Пластівці активного мулу є біоценоз аеробних мікроорганізмовмінералізаторов (бактерій, найпростіших, хробаків та ін.). Для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів необхідна постійна аерація води. З аеротенках стічна вода в суміші з активним мулом надходить у вторинні відстійники, де мул осідає. Основна маса його повертається в аеротенк, а вода подається в контактні резервуари для хлорування - знезараження.

Сучасні схеми біологічного очищення включають первинні відстійники, де відбувається попереднє відділення зважених речовин, власне біологічне очищення за допомогою мікроорганізмів (аеротенки, біофільтри) і вторинні відстійники, в яких відбувається відділення мікроорганізмів (активного мулу) від очищеної води. З вторинних відстійників очищена вода прямує в природний водойму, надлишковий мул, що утворився в аеротенках - на мулові майданчики, а решті мул повертається в систему очищення.

Для виконання анаеробної очистки осаду, що утворює після освітлення стічних вод, застосовують спеціальний апарат - метантенк. Зброджування ведуть при температурах 30 - 55 ° С. В процесі зброджування стічної води або осаду утворюється біогаз, для збору якого у верхній частині апарату встановлюються газові ковпаки. Біогаз містить 60 - 65% метану і 30 - 35% вуглекислого газу, це обумовлює його можливість використання в якості палива. Вивантажуваний після зброджування осад є знешкодженим і біологічно неразлагающіеся.

знезараженнястічних вод, що пройшли стадію біологічного очищення, а також які не пройшли таку, проводять газоподібним хлором, хлорним вапном, а також гіпохлоритом натрію. При цьому способі (хлорування) знищуються патогенні бактерії, віруси, хвороботворні мікроорганізми. У системах очищення стічних вод біологічний метод є завершальним і після його застосування стічні води можна використовувати в оборотному водопостачанні або скидати в поверхневі водойми. Озонування не впливає на якісний склад розчинених мінеральних речовин, що містяться в стічній воді. Число бактерій після озонування зменшується в середньому на 99,9%. Спороутворюючі бактерії більш стійкі до озону, ніж вегетативні. Ефект знезараження ультрафіолетовими променями заснований на впливі їх на білкові колоїди і ферменти протоплазми мікробних клітин. Оброблювана ультрафіолетовим випромінюванням вода повинна мати достатню прозорість, оскільки в забруднених водах інтенсивність проникнення ультрафіолетових променів загасає. Важливе значення при обробці води бактерицидними лампами має опірність бактерій впливу випромінювання.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

1. Перерахуйте основні методи очищення стічних вод.

2. Розподіліть перераховане очисне обладнання по відповідним методам очищення:

Аеротенки, біологічні ставки, біофільтри, жироловки, маслоловушках, нейтралізатори, нефтеловушки, окислювальні установки з використанням активного хлору, озону; відстійники, пісколовки, поля фільтрації, решітки, сита, флотатори.

Очисне обладнання, яке використовується при

3. Вкажіть процеси, що відбуваються у відповідних методах очищення: Біохімічні процеси за участю мікроорганізмів, відновний метод, коагуляція, нейтралізація, окислювальний метод, відстоювання, проціджування, сорбція, фільтрування, флотація.

Процес очищення, який використовується при

Після перегляду фільму дайте відповідь на наступні питання:

4. До складу стічних вод входять:

1. ________________

2. ________________

3. ________________

4. ________________

5. ________________

5. Очищення стічних вод складається з декількох етапів (на прикладі м Хабаровська):

1. _________________

2. _________________

3. _________________

6. Підпишіть малюнок. До складу очисних споруд входить:

1. Приймальна камера

2. Грати тонкого очищення

3. аеріруемие пісколовки

4. Водовимірювальними лоток «Вентурі»

5. Первинні радіальні відстійники

6. Аеротенки - витискувачі

7. Вторинні радіальні відстійники

8. Випускна камера

9. радіальні ілоуплотнітелі

10.Насосние станції сирого осаду, мулоущільнювачів і насосновоздуходувная станція

11.Песковая майданчик

12.Іловие майданчики

13.Насосная станція мулових полів

14.Насосная станція господарсько - побутових стоків

15.Хлораторная

16.Лоток «Паршаля» (змішувач)

17.Метантенкі

7. Доповніть:

Після очищення стічних вод утворюються відходи:

1. Великі частинки затримуються на решітках. Після знезараження вони ___________________________________________________________.

2. Важкі дрібно-дисперсні нерозчинні в воді домішки вловлюються ___________________________________________________.

3. Сирий осад затримується в ________________________________.

4. Осів на дно ілоуплотнітелі надлишковий активний мул збирається скребками та потім насосами перекачується на _____________________.

склад звіту

1. Мета роботи

2. виконані завдання №1-7.

У річках та інших водоймах відбувається природний процес самоочищення води. Однак він протікає повільно. Поки промишленнобитовие скиди були невеликі, річки самі справлялися з ними. У наше індустріальне століття у зв'язку з різким збільшенням відходів водоймища вже не справляються з таким значним забрудненням. Виникла необхідність знешкоджувати, очищати стічні води і утилізувати їх.

Очищення стічних вод - обробка стічних вод з метою руйнування або видалення з них шкідливих речовин.  Звільнення стічних вод від загрязненіясложное виробництво. У ньому, як і в будь-якому іншому виробництві, є сировина (стічні води) та готова продукція (очищена вода)

Методи очищення стічних вод можна розділити на механічні, хімічні, фізико-хімічні та біологічні, коли ж вони застосовуються разом, то метод очищення і знешкодження стічних вод називається комбінованим. Застосування того чи іншого методу в кожному конкретному випадку визначається характером забруднення і ступенем шкідливості домішок.

Суть механічного методу полягає в тому, що із стічних вод шляхом відстоювання і фільтрації видаляються механічні домішки. Грубодисперсні частки в залежності від розмірів уловлюються гратами, ситами, песколовками, септиками, навозоуловітелямі різних конструкцій, а поверхневі забруднення - нефтеловушками, бензомаслоуловітелямі, відстійниками та ін. Механічне очищення дозволяє виділяти з побутових стічних вод до 60-75% нерозчинних домішок, а з промислових до 95%, багато з яких як цінні домішки, використовуються у виробництві.

Хімічний метод полягає в тому, що в стічні води додають різні хімічні реагенти, які вступають в реакцію із забруднювачами й облягають їх у вигляді нерозчинних опадів. Хімічним очищенням досягається зменшення нерозчинних домішок до 95% і розчинних до 25%.

При фізико-хімічному методі обробки із стічних вод видаляються тонко дисперсні і розчинені неорганічні домішки і руйнуються органічні і погано окислюються речовини, найчастіше з фізико-хімічних методів застосовується коагуляція, окислювання, сорбція, екстракція і т.д. Широке застосування знаходить також електроліз. Він полягає в руйнуванні органічних речовин у стічних водах і витяганні металів, кислот та інших неорганічних речовин. Електролітичне очищення здійснюється в особливих спорудах - електролізерах. Очищення стічних вод за допомогою електролізу ефективне на свинцевих і мідних підприємствах, в лакофарбової і деяких інших областях промисловості.

Забруднені стічні води очищають також за допомогою ультразвуку, озону, іонообмінних смол і високого тиску, добре зарекомендувала себе очищення шляхом хлорування.

Серед методів очищення стічних вод велику роль повинен зіграти біологічний метод, заснований на використанні закономірностей біохімічного і фізіологічного самоочищення річок та інших водойм. Є кілька типів біологічних пристроїв по очищенню стічних вод: біофільтри, біологічні ставки і аеротенки.

У біофільтрах стічні води пропускаються через шар крупнозернистого матеріалу, покритого тонкою бактеріальною плівкою. Завдяки цій плівці інтенсивно протікають процеси біологічного окислення. Саме вона служить діючим початком в біофільтрах.

У біологічних ставках в очищенні стічних вод беруть участь всі організми, що населяють водойму.

Аеротенки - величезні резервуари із залізобетону. Тут очищає початок - активний мул з бактерій і мікроскопічних тварин. Всі ці живі істоти бурхливо розвиваються в аеротенках, чому сприяють органічні речовини стічних вод і надлишок кисню, що надходить у спорудження потоком подаваного повітря. Бактерії склеюються в пластівці і виділяють ферменти, мінералізують органічні забруднення. Іл з пластівцями швидко осідає, відділяючись від очищеної води. Інфузорії, джгутикові, амеби, коловертки і інші дрібні тварини, пожираючи бактерії, несліпающіеся в пластівці, омолоджують бактеріальну масу мулу.

Стічні води перед біологічним очищенням піддають механічної, а після неї для видалення хвороботворних бактерій і хімічному очищенню, хлоруванню рідким хлором або хлорним вапном. Для дезінфекції використовують також інші фізико-хімічні прийоми (ультразвук, електроліз, озонування та ін.)

Біологічний метод дає великі результати при очищенні комунально-побутових стоків. Він застосовується також і при очищенні відходів підприємств нафтопереробної, целюлозно-паперової промисловості, виробництві штучного волокна.