Очистка сточных вод

сточные водыСкопление в окружающей среде бытовых и промышленных стоков без обработки привело бы к тяжелым экологическим последствиям. Химический состав сточных вод с развитием технологий становится все более угрожающим, однако, очистка стоков непрерывно совершенствуются. Чистота и безопасность — вот для чего нужны очистные сооружения при взаимодействии человека с природой.

Очистные сооружения: общая схема работы

Канализационные стоки несут много загрязнителей, включая фекальные массы и поверхностно активные элементы. Поэтому в качестве очистки сточных вод применяется механический и биологический способы перед введением их в водоем.

Стадии очистки сточных вод:

Подготовка стоков для очистки выглядит следующим образом:

• усреднение: заполнение резервуаров загрязненной водой различной плотности в течение суток;

• нейтрализация: в кислую среду добавляют известь, в щелочную – хлороводород, сульфатные кислоты;

• снижение температуры стоков, обезвреживание газов.

В качестве следующего этапа очистки сточных вод осуществляется механическое извлечение взвесей:

• Осаждение;

• Центрифугирование;

• очищение от жира, масел, нефти;

• фильтрация нейтрализующими сорбентами;

• обработка стоков реагентами и коагулянтами;

• аэрация с целью расслоения элементов: аммиака, сероводорода, диоксида серы, углекислого газа;

• фильтрование мембранами.подготовка сточных

Деструктивные методы предполагают разъединение загрязняющих веществ на безопасные компоненты. Составные элементы комплекса очистки сточных вод:

• окисление, восстановление, трансформация, изменение структуры органичных веществ организмами аэробного и анаэробного вида;

• окисление при помощи хлора, восстановление водородом, окисление электрохимическое или фотокаталитическое;

• термическая деструкция – процесс сжигания.

В завершение перечисленных процессов практикуется качественная очистка: удаление загрязнений физическим, химическим, биологическим путями:

• доведение до прозрачности;

• фильтрация сквозь зернистые взвеси;

• микроскопическая фильтрация;

• дезинфекция.

На завершающей стадии очистки воды готовы к возвращению в производственный цикл, к выпуску в водоем. Доочистку привлекать необязательно при незначительных сбросах стоков в водоем большой мощности.

Разница между очищением и обеззараживанием

Очищение подразумевает удаление химических и механических частиц. Обеззараживание – это процесс удаления живых микроорганизмов, которые представляют опасность для здоровья.

Вредные организмы – патогенные и условно-патогенные, гельминты и их яйца.

Обеззараживание воды производится следующими способами:

бактерии1. Химическими: озонирование, диоксидирование хлором, обработка гипохлоритом натрия, антисептиками с полимерами в составе, благодаря которым патогены утрачивают способность к размножению.

2. Физическими: очищение при помощи ультразвука и ультрафиолетовых лучей.

3. Комплексными: объединение химических и физических способов.

В соответствии с требованиями документов, система очистки сточной воды должна работать на уровне ОДУ или ПДК, особенно это касается случаев, когда вода возвращается в объекты рыбного хозяйства. В нормативах прописан допустимый процент примесей для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования.

Система очистки сточных вод

Работа любого учреждения не обходится без сточных вод, в составе которых содержатся соединения минерального и органического происхождения, патогенная микрофлора. Отработанные воды должны быть очищены во избежание вреда окружающей среде и человечеству. Очистка сточных вод — предмет регулирования законом; она невозможна естественным путем: загрязнения проникнут в почву, водоемы, по пищевой цепи попадут в организмы животных и человека.

Очистные сооружения представляют собой оборудованные комплексы, функция которых заключается в очищении и обеззараживании стоков. В их составе – специальные фильтры, посредством которых происходит поэтапное очищение. В сооружениях задействованы реагенты, применимые к различным методам очистки.

Стоки бытовых и промышленных учреждений могут объединяться. Их взаимопроникновение регулирует процентное соотношение карбона и натрия, благодаря чему улучшается эффективность очистки сточной воды биологическими способами.

Комплекс мер выполняется на городских и производственных очистных сооружениях. Без подключения к центральной канализации для очистки используются бытовые локальные сооружения. Производственные – актуальны при наличии в стоках агрессивных и битоксических элементов. После удаления основных примесей вода поступает на сооружения производства.

Очищение различных стоков

Отличия технологий очистки сточных вод зависят от состава сбросов: преобладание органики, ионов тяжелых металлов и прочих частиц.

Промышленные

Воды, задействованные в производственном процессе, нуждаются в очистке, учитывая нагрузку на городские сооружения. Для очистки промышленных сточных вод применяют следующие методы:

• технологии, обеспечивающие общее количество взвешенных частиц, насчитывающих десятки сотен мг/л, при уровне кислотности более 6;

• технологии, обеспечивающие результаты очистки перед сбросом в городскую систему по БПК5 — до 400 мг/л; PH снижают до показателя от 6 до 9.

Для очистки сточных вод применяют методы, перечисленные выше, которые комбинируются в различной последовательности, некоторые — отвергаются.

Бытовые

К хозяйственным принадлежат воды из кухни, санузла, 58% из которых – органические, остальная часть – минерального происхождения. Бытовые стоки перенасыщены моющими средствами и возбудителями болезней.

Для очистки бытовых сточных вод используются биологические методы. Обязательно применение обеззараживателей и дезинфицирующих реактивов.

Поверхностные

Поверхностные стоки подразделяются на дождевые, талые, после поливов, промышленных моек. Вода проникает сквозь дренажные системы в канализацию, в отстойник.

Примеси осаживаются, и на следующем этапе основными способами очистки поверхностных сточных вод является извлечение нефтепродуктов и применение механических и сорбционных фильтров. Обеззараженные стоки возвращаются в водоемы.

Способы очистки сточных вод

методыМножество видов загрязнителей, растворимых и нерастворимых, обусловливают соблюдение нескольких методов очистки природных и сточных вод. Обычно требуется объединение двух и более способов в зависимости от характера загрязнений, степени очищения, условий грунта, технологических особенностей сооружений.

Среди необходимых способов присутствуют: механический, химический, физический, биологический, биохимический.

Химические методы очистки сточных вод

Химические методы очистки сточных вод основаны на применении веществ, конечным результатом чего становятся следующие процессы:

1. Нейтрализация: преобразование кислот и щелочей в безопасные вещества, что актуально для производственных стоков (если имеются кислые и щелочные среды – допустимо их смешивание).

2. Окисление: процессу подвергаются загрязнения, которые невозможно обезопасить иными методами. Окисляющими средствами выступают: бихромат, перманганат калия, гипохлорид натрия и кальция, хлорная известь.

3. Восстановление: метод уместен при обезвреживании хрома, ртути, мышьяка. В качестве реагентов используются: диоксид серы, сульфат железа, водород, гидросульфид натрия.

При химических методах очистки сточных вод неизбежны побочные эффекты от использования реагентов: в частности, воду приходится чистить от хлора. Поэтому некоторые виды обработки сточных вод применимы исключительно в промышленности.

Биохимические

Аэробное и анаэробное очищение, обеззараживание стоков, биологические пруды – способы очистки сточных вод, представленные биологическими и биохимическими методами. Очистные станции представляют собой биопруды или поля фильтрации, за счет которых происходит почвенная доочистка стоков. Сооружения не отличаются высокой эффективностью, могут зависеть от климатических факторов и размера площадей. Повысить КПД удается посредством более комфортных условий для микроорганизмов.

Сооружения, представленные сравнительно большей эффективностью:

• аэротенки – в них активный ил перемешивается под влиянием стоков в однородную жидкость;

• биофильтры – установки с фильтрующей засыпкой из керамзита, гравия, шлака и их аналогов;

• аэрофильтры – установки с принудительной подачей воздуха в слой фильтра, что позволяет повысить мощность сооружения и сделать процессы более интенсивными.

Биологические

От биохимического метод отличается только отсутствием химических реагентов. Аэробные механизмы являются наиболее производительными: их закачивают при помощи воздушного компрессора для обработки стоков. Анаэробные бактерии – менее производительные, не использующие кислород.

С целью улучшения фильтрации стоки доочищают многослойными песчаными фильтрами, контактными осветлителями, реже – микрофильтрами.

Трудноокисляемые вещества преобразуют с помощью активированного угля или иного сорбента. Альтернативой служит озонирование.

Физико-химические методы очистки

При комбинированном методе физико-химической очистки сточных вод применяют коагуляцию и флокуляцию посредством реагентов, сорбцию, электролиз, экстракцию, ионный обмен.

Химическая очистка сточных вод происходит с использованием оборудования вида:

• флотаторов — резервуаров, генерирующих газ с помощью электронасоса или посредством электролиза, вращающихся турбин;

• флокуляторов – системы труб, внутри которых происходит смешивание стоков с коагулянтами в завершение с химической реакцией.

Механические и физические

В качестве механического метода применяют виды очистки сточных вод: применение механизированных решеток, песколовок; отстаивание стоков; отделение примесей в гидроциклонах, центрифугах, использование фильтрации и микрофильтрации.

Физический метод предполагает магнитную и электромагнитную обработку, ультразвуковое и ультрафиолетовое очищение, ионизирующее излучение.

Отстаивание

отстаиваниеОтстаивание сточных вод также называют гравитационной очисткой. Каким образом происходит очистка воды в отстойнике — вода поступает в резервуар, где она движется очень медленно, в результате чего тяжелые примеси оседают на дно под влиянием земного притяжения; более легкие – масла, жиры, нефть, смолы – всплывают.
Частицы, не выпавшие в осадок, удаляются с помощью пескоуловителей: статических, трубчатых, динамических. Гравитационный способ позволяет удалить до 80% примесей. Улучшение качества стоков возлагается на биокоагуляцию и преарэрацию.
Кислород для очистки воды имеет значение в окислительно-восстановительном процессе, от его концентрации зависит скорость химического и биохимического окисления соединений (органического, неорганического происхождения). В промышленных объемах наиболее распространен электрохимический способ насыщения.

Процеживание

Оборудование для очистки сточных вод от примесей представляет собой нефтеловушки и нефтепескоуловители в виде трех или четырех камер, соединенных между собой. Отсеивание крупных частиц происходит на этапе прохождения жидкости сквозь решетки и сита.

Фильтрование

Метод, аналогичный процеживанию, направленный на удаление мелкофракционных частиц. Аналогами сит здесь выступают тканевые, мелкозернистые фильтры.

К сооружениям механической очистки сточных вод относят фильтрующее полотно из металлических стержней, расположенных с интервалами от 2 до 8 миллиметров друг от друга. Стержни задерживают относительно крупные частицы, пропуская воду.

Фильтрование также может выступать в качестве метода очистки воды от органических соединений, образовавшихся в процессе.

В качестве комбинированной системы используется гиперфильтрация, электрохимическая очистка.

Возможные проблемы

задумайсяНормы загрязнений в прошедших обработку стоках запланировано приравнять к мировым, в то время как оборудование на многих предприятиях страны вышло из строя. Технологии прошлого столетия не обеспечивает очищения с нужными показателями. Оборудование, необходимое для реализации идеи, дорогостоящее. Техника УФ-обеззараживания имеется только в некоторых крупных городах.

Населенные пункты иногда сбрасывают стоки без очистки в связи с устаревшим оборудованием. Не все частные предприниматели поддерживают строительство очистных сооружений. Они его не используют.

В числе следующих проблем очищения стоков является выбор недостаточно эффективной технологической схемы; отсутствие возможностей утилизации отходов; дефицит средств на электроэнергию, ремонт оборудования, транспортировку.

Перечисленные проблемы могут быть решены на законодательном уровне: увеличением штрафов за нарушения, обеспечением городских очистных систем, стимулированием развития новых технологий и введением на льготных условиях. Существует необходимость в честных спонтанных проверках.

Ссылка на основную публикацию