Виды очистки сточных вод


Вода – возобновляемый природный ресурс, сточные воды – главный источник пополнения водных резервов. При загрязнении окружающей среды сточными водами флоре и фауне грозит вымирание. Ливневые потоки, жидкие отходы предприятий, канализационные стоки необходимо очищать, чтобы сохранить биосферу планеты. Современная технология очистки сточных вод позволяет добиваться неплохих результатов.

Определение и классификация

Сточные воды – это все виды вод, стекающие в водоемы, впитывающиеся в землю с территории промышленных, сельскохозяйственных, городских территорий. Они классифицируются по нескольким критериям:

  • происхождению – объекту-источнику;
  • загрязняющим компонентам;
  • токсичности;
  • уровню рН.
Виды очистки сточных вод

Источники грязной воды подразделяют на три вида: производственные, поверхностные (ливневая канализация, самостекающие потоки), бытовые, образующиеся в результате жизнедеятельности человека. Все эти сточные воды содержат различные виды загрязнителей: органические, минерально-органические, минеральные, смешанные. Они содержатся в растворенном, взвешенном состоянии (суспензии), в виде осадка. По концентрации вредных веществ сточные воды делятся по уровню загрязнения от слабо-загрязненных до опасных. Степень токсичности и уровень рН тоже градируется.

Характеристика

Для оценки состава и свойства сточных вод определены три основных показателя:

ХПК – химическая потребность в кислороде, показатель, определяющий объем озона, необходимый для разрушения или окисления загрязнителей;

БПК – биологическое потребление кислорода, необходимое для существования анаэробных бактерий, пожирающих органические загрязнители;

ООУ – общее содержание органических веществ;

рН – показатель кислотности.

Виды очистки сточных вод

Это величины, определяемые лабораторно для каждого вида сточных вод. Они нужны для выбора метода очистки, определения объема реагентов.

Хозяйственно-бытовые стоки

Они содержат растворенные и загрязненные, взвеси, жесткий осадок. В составе бытовых сточных вод все то, что попадает в канализационные стоки. Это химические элементы, поверхностно-активные вещества, пищевые и промышленные кислоты. Сложный состав органических элементов, это пищевые отходы, биологические жидкости человека, фекальные массы. В составе загрязнителей присутствуют биологические – это патогенные микроорганизмы (микробы, вирусы, грибки).


Виды очистки сточных вод

Промышленные стоки

В их состав входят и хозяйственно-бытовые. Кроме этого присутствуют производственные загрязняющие компоненты: остатки горюче-смазочных материалов, реагентов, окислов металлов, отходов производства. Кроме этого есть атмосферные – это дождевые и талые воды, стекающие с промзоны. Очистку ливневых сточных вод осуществляют только при устройстве ливневой канализации. Основные типы загрязнителей:

  • минеральные примеси, образовавшиеся в процессе производственной деятельности;
  • органические примеси, характерны для предприятий переработки продуктов питания, фармакологии;
  • органоминеральные, это продукты переработки нефти, газа, растительного сырья.
Виды очистки сточных вод

В стоках могут содержаться токсины, кислоты, щелочи, многое другое.

Стоки поверхностного типа


Они возникают после атмосферных осадков. К ним приравниваются воды, образующиеся при мытье дорожного полотна, дренажные и фонтанные воды. Они собираются в ливневой канализации, содержат в основном минеральные загрязнители. Очистку поверхностных сточных вод обычно проводят в объеме общих канализационных стоков. Отдельно они не утилизируются, попадают в общие инженерные сети.

Канализация

Различают ливневую, хозяйственно-бытовую и промышленную канализацию. Иногда они замкнуты в единый комплекс. Одновременно поступают на очистные сооружения. В частных домах разрабатывается автономная система, позволяющая очищать хозяйственно-бытовые жидкие отходы в замкнутом цикле с последующим использованием технической воды.

Виды очистки сточных вод

Методы очистки и использование стоков

Среди способов очистки сточных вод выделяют тир основных вида:

  • механические, это удаление крупных частиц, например, при очистке ливневых вод;
  • физико-химическая, загрязнители разрушаются, блокируются или нейтрализуются;
  • биологическая, устраняются растительные компоненты, патогены. Эффективность этой очистки сточных вод достигает 98%.

Это примитивное деление, классификацию методов очистки сточных вод нужно рассматривать шире.

  1. Фильтрование сточных вод подразумевает механическую очистку от крупных примесей. При пропускании воды через сито они задерживаются. После этого применяются методы доочистки сточных вод.

  2. К озонированию воды прибегают, когда в ней есть биологические и химические загрязнители. Универсальный окислитель разрушает их, насыщая жидкость кислородом. Метод применяют для обеззараживания канализационных стоков, при очистке хозяйственно бытовых сточных вод.
  3. Суть ионообменной очистки сточных вод заключается в химическом удалении компонентов. Ионитами, в состав которых входят компоненты, связывающие ионы и катионы, производят очистку воды на предприятиях, обессоливают морскую воду, извлекают токсины из водоемов, подвергают глубокой очистке сточные воды от ПАВ.
  4. Термическая очистка сточных вод – это энергоемкий процесс, метод сжигания органических загрязнителей с получением нетоксичных продуктов горения в виде сухих веществ и безвредного пара. Воду предварительно упаривают под давлением.
  5. Флотация – эффективный метод очистки сточных вод от нефтепродуктов. В уловители подводят воздух, пузырьки подхватывают масла, бензин, другие нефтепродукты, выносят их на поверхность. После этого маслянистая пленка удаляется.
  6. Уровень сорбционной очистки воды достигает 95%. Метод заключается в фильтрации стоков через слой сорбирующего материала. На выходе образуется техническая вода, которую используют вторично.
  7. Физико-химический реагентный метод очистки выводит загрязнители в нерастворимый осадок, применяется в очистных сооружениях наряду с другими способами устранения загрязнителей. При обеззараживании токсичных стоков важно правильно подобрать реагенты.

  8. В городских сточных водах содержатся биологические отходы. При анаэробной очистке вод происходит заселение в жидкость микроорганизмов, поедающих органику, побочный продукт – метан. Для жизнеспособности бактериям нужен воздух. Установки, с камерами, содержащими полезные бактерии, устанавливают при очистке вод для частного дома.
  9. Способ очистки воды электролизом был открыт век назад. Было установлено, что под воздействием электрического поля в воде образуются обеззараживающие вещества. Сточные воды очищаются в потоке при пропускании через электролизер, потому что в воде образуются озон, кислород, активный хлор.
  10. Способ нейтрализации воды заключается в использовании присадок со щелочными и кислотными свойствами. Используется для устранения загрязнителей в промышленных стоках.

При выборе метода очищения воды важно выявить характер загрязнений. Эффективность многих методов достаточно высокая. Но чаще они применяются комплексно. На предприятиях разрабатываются замкнутые схемы использования водных ресурсов для технических целей, такая технология снижает объемы стоков, экономит природные ресурсы.

Источник: VodaVoMne.ru


Виды очистки сточных вод

Механический этап очистки сточных вод

Механический этап очистки сточных вод является самым простым и как правило эффективным способом очистки поступающих стоков на очистное оборудование.  На первоначальном этапе, производится предварительная очистка поступающих сточных вод на очистные сооружения с целью подготовки их к следующему этапу очистки. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых веществ (нефтепродукты, песок и грязь) поступающих ливневых сточных вод с территории. Сточные воды с производственных предприятий и промышленных заводов необходимо очистить,  прежде чем сбросить их в общесплавную канализацию или в водоем.

 

 

Виды водоочистного оборудования для механической очистки сточных вод:

  • Пескоуловители, песколовки;
  • маслобензоотделители, нефтеотделители;
  • первичные отстойники, аккумулирующие емкости;
  • Сорбционные блоки, угольные фильтры;
  • Фильтр-патроны, фильтрующие элементы сточных вод;

Для улавливания более крупных частиц применяются решетки или фильтр-патрон. Благодаря своей конструкции верхняя часть фильтр-патрона выполнена с отверстиями для улавливания крупных частиц и различного мусора (листва, бумага, строительный мусор) поступающего на очистку оборудования со сточными водами.  


Затем сточные воды поступают на песколовку, где происходит осаждение мелких частиц (песок, грязь) под действием силы тяжести.  При срабатывании сигнальной автоматики, песок из пескоуловителя утилизируется с помощью спец. техники через горловину обслуживания.

Вторичным этапом механической очистки сточных вод является маслобензоотделитель. В состав этого оборудования входят: коалестцентные модули из стеклопластика или пластика и микропористый фильтр глубокой очистки. Процесс очистки основан на отделении частиц масла и нефти от воды. При прохождении сточной воды через модули очистки, которые находятся внутри маслобензоотделителя, нефтесодержащие элементы отделяются от воды и всплывают на поверхность емкости, тем самым образую маслянистую пленку. Затем, сточная вода проходит через микропористый фильтр и поступает да завершающий этап очистки.

Завершающим этапом очистки является сорбционный блок или блок угольной очистки. Благодаря сорбентной засыпке, которая состоит из фильтрующих материалов таких как активированный уголь, керамзит и цеолит, сточные воды можно сбрасывать в водоем или на рельеф местности.

В последнее время моноблочная система очистки становится перспективным способом при очистке сточных вод. Эта технология применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврата их в производственный цикл.
Очищенная сточная вода после такого водоочистного оборудования может быть использована вторично


В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК снижается на 60 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

 

Биологический этап очистки сточных вод

Виды очистки сточных вод        Виды очистки сточных вод     Виды очистки сточных вод

Процесс биологической очистки заключается в следующем: происходит отделение органической составляющей сточных вод бактериями и микроорганизмами находящихся в сточной воде. На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК.

В данном виде очистки стоков используются как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.

С технической точки зрения существует несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются аэротенки, биофильтры и анаэробные.

Также в биологической очистке, после первичных отстойников и аэротенков существует вторая линия радиальных отстойников. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.

Дезинфекция сточных вод


Виды очистки сточных вод    Виды очистки сточных вод    Виды очистки сточных вод

Завершающим этапам очистки сточных вод, является обеззараживание воды установками ультрафиолетового облучения (УФ). После чего очищенная сточная вода может сбрасываться на рельеф местности или в водоем. Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором. Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных сооружениях в городах России.

Источник: incomtek.ru

Зачем чистить стоки?

Главной целью очищения является разрушение загрязнений различной природы и их удаление. Это сложный производственный процесс, готовая продукция которого представляет собой очищенную воду. Её параметры доведены до установленных нормативов. Причем требования, предъявляемые к воде для различных целей, существенно отличаются и неуклонно усиливаются.

Методы очистки

Выбор способа очистки зависит от типа загрязнений. Чаще всего максимальная фильтрация достигается комбинированием различных методов.

Из всего разнообразия существующих методов можно выделить основные виды:


  1. Механический — очистка сточных вод осуществляется от нерастворимых примесей.
  2. Химический. На этом этапе происходит обезвреживание кислот и щелочей.
  3. Биохимический. Вместе с химическими реагентами используются микроорганизмы, которые в качестве пищи употребляют загрязнения.
  4. Биологический. Водоочистка происходит без применения химикатов.
  5. Физико-химическая очистка сточных вод включает в себя несколько видов, каждый из которых будет рассмотрен ниже.

Механический

Используют для предварительного очищения стоков от нерастворимых загрязнений и применяют в комплексе с другими видами. Сама очистка осуществляется в несколько этапов.

Очищение

В процессе отстаивания частицы, с удельным весом большим, чем у воды, оседают на дно, а с меньшим — поднимаются на поверхность. К легким можно отнести масла, нефть, жиры, смолы. Подобные примеси присутствуют в производственных стоках. Впоследствии происходит их удаление из очистных сооружений и отправка на обработку.

Процеживание и фильтрация

Для отделения крупных загрязнений в виде бумаги, тряпок и пр. служат решетки. Для улавливания мелких частиц при механическом способе очищения воды используют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры. С этой же целью применяют микропроцеживатели, состоящие из барабана, снабженного сеткой. Смыв отделенных веществ в бункер-уловитель происходит под воздействием воды, которая подается через форсунки.

Биохимический

Система очистки сточных вод, которая в процессе работы вместе с химикатами использует специальные микроорганизмы, бывает двух видов:

Первые осуществляют водоочистку в естественных условиях. Это могут быть водоемы, поля орошения где необходима доочистка почвы. Для них характерна низкая эффективность, большая зависимость от условий климата и необходимо наличие больших площадей.

Вторые функционируют в обстановке искусственной среды, где для микроорганизмов создаются благоприятные условия. Это заметно повышает качество очистки. Такие станции можно поделить на три вида: аэротенки, био- и аэрофильтры.

  1. Аэротенки. Продуктивная биомасса представляет собой активный ил. При помощи специальных механизмов он смешивается с доставленными стоками в единую массу.
  2. Биофильтр — это устройство, где предусмотрена фильтрующая засыпка. Для неё используют такие материалы, как шлак, керамзитовый гравий.
  3. Аэрофильтр сооружен по такому же принципу, но в фильтрующий слой принудительно подается воздух.

Биологический

Биологические методы очистки сточных вод применяют тогда, когда имеются загрязнения органической природы. Больший эффект наблюдается при использовании аэробных бактерий. Но для обеспечения их жизнедеятельности требуется кислород. Поэтому при работе в искусственных условиях необходима закачка воздуха, что приводит к увеличению затрат.

Применение анаэробных микроорганизмов снижает расходы, однако уступает по эффективности. Для увеличения качества фильтрации производят доочистку ранее переработанных стоков. Наиболее часто с этой целью используются контактные осветлители, представляющие собой многослойный фильтр. Реже — микрофильтры.

Очистка сточных вод этим методом избавляет их от токсичных примесей, но одновременно происходит насыщение фосфором, азотом. Сброс такой воды нарушит экологическую систему водоема. Удаление азота осуществляется другими способами.

Физико-химический

Такой метод очистки позволяет выделять из стоков мелкодисперсные и растворенные смеси неорганических соединений и разрушать трудноокисляемые органические вещества. Существует несколько видов такой очистки, выбор которого зависит от объема воды и количества содержащихся в ней примесей.

Коагуляция

Этот вид предполагает внесение химических реактивов: солей аммония, железа и т.п. Вредные примеси оседают в виде хлопьев, после чего их изъятие не представляет трудностей. При коагуляции мелкие частицы слипаются в крупные соединения, что значительно повышает эффективность процесса осаждения. Подобный метод очистки выделяет из стоков основную часть нежелательных включений. Он находит применение при возведении промышленных очистных систем.

Флокуляция

Для ускорения процесса, при котором происходит образование осадка, дополнительно применяют флокуляцию. Молекулярные соединения флокулянта при контакте с вредными примесями объединяются в одну систему, что позволяет снизить количество коагулянта. Хлопья, выпавшие в осадок, удаляются механическим способом.

Флокулянты бывают различного происхождения: природного (диоксид кремния) и синтетического (полиакриламид). На скорость процесса флокуляции оказывают влияние порядок добавки реактивов, температура и уровень загрязнения воды, с какой частотой и силой происходит смешивание. Время нахождения стоков в смесителе — 2 мин, а контактирование с реагентами — до одного часа. После чего осуществляют осветление воды в отстойниках. Сократить затраты коагулянтов и флокулянтов позволяет двойная обработка сточных вод, когда первоначальное отстаивание проводят без применения реагентов.

Адсорбция

Очистка сточных вод этим способом дает высокую результативность, позволяет удалять различные виды загрязнений. Адсорбция бывает двух типов: регенеративная и деструктивная.

Первый вариант обусловлен удалением вредных примесей из реагента и лишь после этого происходит их утилизация. Во втором — они уничтожаются одновременно с адсорбентом.

Экстракционный

Вредные примеси помещают в смесь, состоящую из двух жидкостей, которые не растворяются одна в другой. Применяют тогда, когда необходимо удалить из стоков органические вещества.

Метод основан на добавлении определенного объема экстрагента. При этом вредные вещества оставляют воду и концентрируются в созданном слое. Когда их содержание достигает максимального значения, экстракт удаляется.

Метод ионного обмена

Благодаря обмену, происходящему между контактирующими фазами, можно выводить радиоактивные элементы: свинец, мышьяк, ртутные соединения и т.д. При высоком содержании токсичных веществ этот метод особенно эффективен.

Химический

Все химические методы очистки сточных вод основаны на добавлении реагентов, которые преобразуют растворенные вещества в состояние взвеси. После этого они удаляются без каких-либо трудностей.

В качестве реактивов применяют:

  • окислители (озон, хлор);
  • щелочи (сода, известь);
  • кислоты.

Нейтрализация

Очистка сточных вод подобным способом нейтрализует патогенные бактерии, выводит уровень рН на требуемый норматив (6,5-8,5). Для этого применяют следующие методы:

  • смешивают щелочи и кислоты в форме жидкостей;
  • вводят химические реагенты;
  • фильтруют стоки, содержащие кислоты;
  • нейтрализуют газы с помощью щелочей и кислоты — раствором аммиака.

Окисление

Когда не удалось удалить примеси механическим способом и отстаиванием, используют окисление. Реагентами в этом случае выступают озон, бихромат калия, хлор, пиролюзит и др. Озон применяется редко из-за высокой стоимости процесса и при большой концентрации он взрывоопасен.

Процесс восстановления

Когда необходимо произвести очищение от мышьяка, ртути, хрома используют этот метод.

Флотация

Это способ, при котором всплытие мусора на поверхность достигается добавлением в сточные воды вихревых потоков воздуха. Эффективность метода будет зависеть от гидрофобности частиц. Устойчивость воздушных пузырей к разрушению повышают добавкой реагентов.

Эффективность очистки сточных вод различными методами для наглядности можно представить в виде таблицы.

Способ Цель очистки Эффективность в %
Механический Устранение взвешенных веществ

Снижение уровня БПК

75-90

20-35

Биологические методы очистки сточных вод Обезвреживание органических веществ 70-95
Биохимический Окисление загрязнений органической природы

БПК

85-90

40

Физико-химический Разрушение трудноокисляемых органических соединений 95
Химический Освобождение от вредных веществ в растворенном состоянии 95
Ионный обмен Удаляет токсичные вещества 95
Экстракционный Очищает стоки от органических примесей 80-95

Переработанные осадки, которые являются результатом очистки бытовых сточных вод и некоторых промышленных отраслей могут быть использованы сельским хозяйством в качестве удобрений.

Alex, 20 мая 2017.

Источник: sistemyochistkivody.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.