Характеристика способов очистки сточны

Очистка сточных вод это совокупность мероприятий, направленных на ликвидацию загрязнений антропогенного происхождения в целях повышения качества воды в естественных водотоках и водоёмах. Сооружения для очистки называются очистными сооружениями.

Сточные воды классифицируют по составу загрязняющих веществ, их концентрации, уровню токсикологической опасности, величине pH, по характеру сточных вод (бытовые, ливневые, промышленные и т. д.).

Часть загрязняющих веществ удаляется в ходе естественной природной очистки, однако более стойкие химические загрязнители способны накапливаться в течение длительного времени. Наличие таких соединений делает очистку сточных вод обязательной процедурой.

Содержание

Методы очистки сточных вод

Для очистки воды существуют несколько методов и их комбинаций. Для лучшей эффективности очистки рекомендуется использовать их поэтапно в следующей последовательности:

механическая очистка;
очистка с использованием биотехнологий;
химические и физико-химические методы очистки;
удаление болезнетворных микроорганизмов.

Механическая очистка

Является наиболее грубым способом очистки сточных вод и часто используется как подготовительный этап перед более тщательной очисткой. Она позволяет задерживать частицы и взвешенные в воде вещества. Для очищения вод механическими способами применяют следующие конструкции:

отстойники;
сита и решётки;
фильтры;
устройства для улавливания мелких частиц;
устройства для флотации.

Сита и решётки используют на начальном этапе механической очистки. Они задерживают крупные частицы. Решётки являются препятствием для прохождения только наиболее массивных из них. Ширина отверстий может достигать 1,6 см. Скапливающиеся под ними отвалы периодически извлекают и далее направляют на полигоны для хранения или переработки. Либо измельчают и смешивают с более мелкими частицами, выделяющимися на следующих этапах очистки, а затем также отправляют на хранение и/или переработку.

Сита позволяют осадить относительно мелкие фракции грубодисперсных примесей и, таким образом, могут быть установлены за решёткой для более полной очистки от крупных примесей.

Мелкие частицы песка, шлаков, стекольной массы улавливается в так называемых песколовках. Их функционирование основано на действии силы тяжести. Выделившийся песок накапливают на складах, а затем используют при проведении дорожных работ.

Для отделения твёрдых или более плотных компонентов от воды может быть использован метод центрифугирования. Этим методом можно удалять примеси песка и веществ, находящихся в гелеобразном состоянии.

Для изъятия из стоков жира и жироподобных веществ используют метод флотации.

Главным же элементом конструкции для механической чистки стоков являются отстойники. Они представляют собой искусственные водоёмы, чаще прямоугольной формы, с железобетонными стенами и дном, 3 – 5 м глубиной. На дне отстойника сооружаются скребки для сбора осевших взвесей; другое устройство собирает лёгкий всплывающий материал в специальный бункер.

При механической очистке удаляется большая часть минеральных загрязнителей. Также, отстойники позволяют регулировать сток загрязнённых вод и сделать его более равномерным.

Для частных домовладений, при отсутствии подключения к центральной канализации, разработано компактное устройство для первичной очистки, которое называется септик. При его сооружении сначала выкапывается яма необходимой глубины, на которую кладётся бетонная плита. Расстояние от неё до строения составляет несколько метров. На плиту устанавливают пластиковую ёмкость, которую закрепляют тросами, а затем засыпают. Попадающие в неё загрязнители оседают на дно в виде осадка, а биологические примеси удаляются при помощи колоний анаэробных бактерий. Образующийся при этом метан выходит через специальную трубу.

Очищенные таким образом стоки направляют в грунт, где происходит более полная очистка. Это, конечно, не гарантирует возможности загрязнения грунтовых вод, но всё же гораздо лучше, чем прямой слив загрязнённой воды в грунтовые ямы. Септик требует периодической очистки, в остальном же это устройство может использоваться без каких-либо проблем.

Биологическая очистка сточных вод

При этом способе очистки используются определённые микроорганизмы, либо дождевые черви. С их помощью воду очищают от биологических примесей и некоторых минеральных элементов, которые могут стать причиной «цветения водоёмов» (фосфор и азот). Микроорганизмы могут быть аэробными или анаэробными.

Очистка проводится в резервуарах, которые, в зависимости от видов микроорганизмов и способов очистки, называют аэротанки, метантанки, илососы, биофильтры.

При использовании анаэробных методов биологической очистки образуется побочный продукт — метан. Он считается загрязнителем, поэтому, в идеале, должен улавливаться для производства энергии. Образующийся на дне отстойников ил можно использовать как удобрение.

Физико-химические и химические методы очистки

Такие методы эффективны для очистки стоков от растворённых веществ и некоторых взвешенных примесей.

Одним из таких методов является флотация. Этот способ является одновременно и физико-химическим, и механическим. Он позволяет извлечь частицы, которые плохо смачиваются водой (гидрофобные) и поднять их на поверхность вместе с пузырьками газа или жиров. Он применяется в различных областях, а при очистке воды позволяет уменьшить содержание некоторых твёрдых и органических примесей. Метод считается довольно эффективным, так как с его помощью удаляют 9/10 всех примесей.

Применение сорбентов также может использоваться для очистки загрязнённых вод. Адсорбция может быть физической и химической. В качестве сорбентов используют высокопористые материалы: торф, глины, золу и другие.

Коагуляция представляет собой процесс укрупнения частиц за счёт их слипания друг с другом. При этом мельчайшие коллоидные взвеси, которые не удалось удалить механическими способами, превращаются в более крупные частицы, оседающие на дно. Коагуляция может начаться при введении в раствор специальных реагентов (флокуляция, гетерокоагуляция), либо под действием электрического тока (электрокоагуляция).

Метод ионного обмена. Он основан на взаимодействии между ионами загрязняющих веществ и твёрдого вещества – ионита. При очистке сточных вод иногда применяются ионообменные фильтры. Одним из видов ионного обмена является электродиализ. В данном случае вещества перемещаются под влиянием электрического поля, а сам ионный обмен происходит на ионообменных мембранах.

Иногда для очистки вод применяется выпаривание. Оно позволяет увеличить концентрацию растворённых веществ, после чего происходит кристаллизация. Такую очистку можно проводить только при высоких концентрациях загрязняющих веществ.

Химические методы очистки сточных вод

Химическая очистка сточных вод часто применяется на предприятиях. Существуют 2 основных метода: нейтрализация и окисление. Нейтрализация включает в себя: применение реагентов, химических фильтров, кислот и щелочей.

Реагентами могут быть: кальцинированная сода, известь, аммиак и другие соединения. Известь используют для удаления жирных кислот. В качестве фильтров для нейтрализации применяют известь, доломит, мел, карбонат магния. Кислоты и щелочи могут взаимно нейтрализовать друг друга, если выделяются совместно. Однако сброс этих веществ на предприятии может происходить в разное время, поэтому для регулировки процесса смешивания устанавливают резервуары, где данные вещества временно накапливаются, а затем сбрасываются одновременно в один стокоотвод.

Окисление используется для токсичных стоков, а так же для выделения ценных компонентов из сточных вод. Для этого используют такие вещества, как хлор и его соединения, озон, кислород, иногда оксид марганца, пекись водорода и соединения калия.

Хлор используется для удаления из загрязненных вод сероводорода и цианидов. Кислород применяется для очистки вод от продуктов нефтепереработки, а также стоков, содержащих сульфиды и продукты нефтехимии.

Озон можно использовать для очистки от бытовых и промышленных загрязнителей. При этом получать озон можно практически в «комнатных» условиях, прямо на очистных сооружениях. Его недостатком является высокая химическая агрессивность, что ведёт к появлению на поверхности металлических стен коррозии.

Для очистки вод применяют и электрохимическое окисление. Таким способом можно эффективно удалять фенолы, цианиды, амины, спирты, альдегиды и другие соединения.

Способы дезинфекции очищенных вод

Дезинфекция применяется на последнем этапе комплексной очистки воды. Самое популярное применение имеет обработка её УФ излучением и хлором. Хлор традиционно используется на большинстве очистных сооружений. Но, поскольку он сам является токсичным загрязнителем, во многих странах от него стали отказываться, отдавая предпочтение таким соединениям, как гипохлорит и озон.

Пирогенная очистка

Такой способ очистки сточных вод применяется в случае образования стойких химических соединений. Для этого используют специальные печи и факелы. Печи больше распространены в развитых странах, но этот способ довольно дорогой. В России используют факельный метод, который обходится гораздо дешевле. Для этого загрязненные стоки вводятся в зону горения факела и обезвреживаются термическим методом.

Мобильные средства очистки воды

Если необходимость очистки возникает лишь периодически, а объём стоков не велик, то бывает целесообразно использовать не стационарные, а передвижные конструкции для очищения вод. Они включают в себя угольный фильтр, барботёры, насос и обеззараживающую ёмкость.

Что нужно учесть при выборе очистных систем

На современном рынке существует большое количество разных установок для очистки воды. Что бы выбрать из них оптимальную, необходимо обратить внимание на следующие моменты:

Технология, используемая для очистки. Её эффективность и производительность.
Срок эксплуатации.
Из каких материалов выполнена конструкция очистных.
Безопасность и лёгкость в эксплуатации.
Наличие у производителя гигиенического заключения.

Помимо этого важно будет учесть и географические особенности местности, размеры участка, структуру почвы, уровень грунтовых вод, сезонность или круглогодичность пользования.

Источник

Способы очистки сточных вод

Химические способы

Выделяют три метода очистки стоков с использованием химии:

нейтрализация;
окисление либо способ химиоэлектрической обработки;
восстановление.

Химический метод очистки актуален перед применением биологического способа либо же перед проведением очистительных мероприятий.

Метод нейтрализации

Поскольку в стоках имеется множество минеральных элементов, перед сбросом в водоемные системы они нейтрализуются. Есть несколько способов выполнения указанного процесса. Самым популярным выступает комбинация кислой, а также щелочной среды. Кроме этого в указанные составы для большей эффективности возможно добавление реагентов, кислых газов и т.д. Помните, что при нейтрализации есть риск формирования осадков.

Для нейтрализации стоков применяют цемент, доломит, известняк, а также шлаки. Чтобы выбрать подходящий реагент, надо предварительно изучить состав воды, установив содержание веществ в ней. Стоки после анализа состава делят на три категории:

стоки со слабым содержанием кислоты;
стоки с сильным содержанием кислоты;
стоки с содержанием серной либо сернистой кислоты.

Окисление

Этот способ позволяет обезвредить промышленные стоки и освободиться от токсичных примесей в составе таких сточных вод. Нередко окисление выступает единственным возможным решением, поскольку прочие методы очистки не способны избавиться от сероводорода, сульфида и прочих подобных веществ.

Чтобы очистить стоки, понадобится использование окислителей. Это может быть газообразный хлор, гипохлориты и т.д. В процессе очистки формируются вещества с незначительным уровнем токсичности. После проведения работы они удаляются из воды.

Для определения активности окислителей рассчитайте окислительный потенциал. Среди эффективных окислителей выделяется вещество на базе фтора, но по причине повышенной агрессивности сегодня в очистке почти не находит применение.

Использование активного хлора более популярно. Позволяет очистить жидкость от сероводородных, гидросульфидных, а также цианидовых либо фенолаовых элементов. После контакта хлора с водой формируются хлорноватистая, а также соляная кислота. Применение рационально лишь при повышенном уровне щелочности. В случае высокого содержания аммиака в стоках тоже применяется хлор.

Введение озона

Обладает повышенной мощностью и разрушает в воде большую часть натуральных соединений, веществ, а также примесей. Плюс ко всему благодаря окислению озоном обесцвечивается водная среда, ликвидируется неприятный аромат, а также улучшается вкус. Озон окисляет вещества натурального и неорганического происхождения. Позволяет избавиться от фенола, мышьяка, а также цианида, разнообразных красителей и целого ряда пестицидов. При очистке стоков озоном жидкость обеззараживается за пару минут, что выгодно отличается от обработки средствами на основе хлора.

Другие химические способы очистки

Для увеличения качества очистки стоков с использованием химических способов рациональным выступает применение комплекса разных методов очистки. К примеру, озон хорошо сочетается с ультразвуком либо ультрафиолетом, поскольку последний значительно повышает эффект воздействия на водную среду озона.

При обработке незначительного объема жидкости от натуральных и ненатуральных соединений интересным выступает способ электрической химии (применяются уголь, графит, а также магний). Качество очистки водной среды устанавливается плотностью тока, который подается. Чтобы продукты электролиза не смешивались, надо применять диафрагму из керамики, асбеста либо же полиэтилена.

В случае применения анодной очистки вещества натурального происхождения удаляются из воды. Для достижения максимальной эффективности окисления стоит дополнительно применять минеральную соль. Хорошим помощником выступает хлорид натрия, позволяющий ускорить окисление.

Радиационное окисление предусматривает проведение радиолиза, позволяющего оперативно очистить стоки от натуральных соединений. Но использование указанных выше веществ обладает опасностью, из-за чего этот способ очистки применяется нечасто.

Источник