Методы очистки сточных вод
Методы очистки сточных вод
Современные научные разработки в области очистки сточных воды направлены на активизацию применения методов биологической очистки. Наблюдается не менее интенсивное развитие физико-химических методов переработки, отличающихся особой эффективностью. Важное внимание уделяется поиску оптимальных комбинаций указанных методов, а также способам применения сточных вод, уже проходивших очистку. Данная статья посвящена методам очистки промышленных и хозяйственно-бытовых вод, а также типам очистных сооружений, используемым в зависимости от вида загрязнений.
Различают несколько способов очистки сточных вод:
· биологический,
· химический,
· механический.
Остановимся более подробно на каждом из них.
Механическая очистка стоков
Механическая очистка применяется в случаях, когда есть необходимость в избавлении от грубодисперсных веществ, не растворяющихся в воде. Для этого используются классические способы чистки: отстаивание, процеживание и фильтрование. Каждый из указанных способов переработки применим при наличии определенных типов загрязнений.
· Песок и взвеси из других минералов удаляются с помощью осаждения в специальных отстойниках – песколовках. Более легкие взвеси часто относятся к категории органических веществ и выделяются в отстойниках.
· Стоки, наполненные крупнофракционными загрязнениями и взвесями, очищают процеживанием, пропуская их через сита и решетки различных размеров.
· Нередко загрязнения оказываются легче воды. К таковым относят продукты нефтепереработки, жиры, смолы и прочие вещества. При отстаивании они оказываются на поверхности воды. Механическое удаление подобных загрязнений осуществляется с помощью смоло или маслоулавливателей, жиро или нефтеловушек. Указанные сооружения чаще всего применяются в переработки вод, загрязненных на промышленных производствах.
· Разделение на фракции используется в случаях, когда загрязнителями являются взвешенные в стоках вещества, имеющую плотность большего или меньшего значения по сравнению с водой. В процессе отстаивания тяжелая фракция оседает на дно, а более легкая оказывается на поверхности.
· Одним из частых загрязнителей промышленных вод являются суспензии. От суспензий, состоящих из мелкодисперсные частиц, равномерно распределенных по толще сточных вод, избавляются с помощью фильтров. В качестве фильтров используется слой ткани или зернистые материалы. Проходя через фильтры, стоки очищаются от взвеси, частицы которой остаются на поверхности и внутри фильтра.
Механическая чистка чаще используется в комбинации с другими способами очистки сточных вод, являясь первичным этапом переработки. На втором этапе проводится биологическая чистка стоков. Исключительно механическая обработка применяется в случае, если размеры и количество загрязнителей обеспечивают переработку воды до требуемой степени чистоты, позволяющей использовать ее в дальнейшем на производстве, а также осуществить спуск очищенных стоков в канализационную систему населенного пункта или в водоем. Последнее возможно только после получения соответствующего разрешения муниципальных органов.
Физико-химическая очистка стоков
Главными реагентами физико-химического способа очистки стоков являются специальные флокулянты и коагулянты. После их добавления в воду начинается химическая реакция. Использование этих веществ обеспечивает более быстрое и эффективное выделение загрязнителей, которыми могут быть:
· нерастворенные примеси,
· растворенные соединения,
· коллоиды.
В результате проведения химических реакций происходит сокращение концентрации загрязнителей в перерабатываемых сточных водах. Физико-химический метод применяют в основном для очистки стоков, поступающих от хозяйственно-бытовых и промышленных предприятий.
Использование химических средств позволяет не только выделять вещества, но и превращать вредные растворимые загрязнители в безвредные, либо выделять эти загрязнители в нерастворимом виде. Изменение кислотности стоков происходит путем нейтрализации.
Последние научные исследования показывают, что методы физико-химической переработки сточных вод повышают эффективность и глубину очистки во много раз.
Их можно использовать вместо биологических методов. Оптимальный вариант – сочетание механических и физико-химических способов очистки.
При переработке сточных вод промышленных предприятий рассматриваемые методы являются конечной или предварительной стадией очистки. Это определяется в каждом конкретном случае. Стадия физико-химической переработки считается предварительной, если уровень загрязнения еще достаточно высок, чтобы применять очищенные стоки повторно.
Метод биологической очистки стоков
В соответствии с названием действие метода основано на использовании специальных живых микроорганизмов. Их применяют для избавления от органических загрязнителей, присутствующих в сточных водах в виде суспензий, коллоидов или в растворенной форме. Являясь питательным материалом для микроорганизмов, загрязнители перерабатываются внутри них, претерпевая ряд окислительно-восстановительных превращений. Поглощение загрязнений микроорганизмами – главный принцип работы биологического способа очистки стоков.
Поскольку органические загрязнители есть в любых сточных водах, метод эффективен как для переработки промышленных и канализационных стоков, так и в случаях очистки стоков хозяйственно-бытовых предприятий, коттеджей, дач и частных домов.
Для биологической очистки применяют два типа сооружений:
- сооружения, в которых чистка осуществляется в искусственных условиях,
- сооружения, обеспечивающие максимально естественные условия очистки.
Для частного дома выбор очистительной системы, основанной на биологическом методе переработки, следует осуществлять на основании двух нюансов:
· создание естественных условий очистки стоков требует организации биопрудов, полей фильтрации и орошений, что весьма проблематично и сопряжено как с пространственными ограничениями (занимаемая площадь сооружений будет велика), так и со спецификой климатических условий;
· использование биологического метода очистки стоков искусственного типа считается более эффективным, поскольку почти не имеет ограничений и обеспечивает выделение до 99% загрязнений – показатель, невероятный для очистки в естественных условиях; недостаток – немалые финансовые затраты на покупку и обслуживание сооружений такого типа.
Самый простой вариант избавления от стоков – обычная откачка, которая позволит сохранить чистоту экосистемы. Но откачка – регулярная процедура, связанная с денежными затратами. Другой недостаток –запах, который обязательно остается на участке после откачки и сохраняется достаточно длительное время.
Государственные стандарты требуют, чтобы значение БКП полн. в стоках не превышало значения 15 мг/л, а количество взвесей было не более 20 мг/л.
Переработка осадка в стоках
Каждый способ очистки приводит к выпадению осадка, представляющего собой нерастворенные вещества. Образование осадка наблюдается как на первом механическом этапе чистки – в первых отстойниках, так и после биологической очистки, когда большое количество осадка появляется во вторых отстойниках.
Осадок – нерастворимые вещества, количество которых намного меньше количества воды. Так, в общем случае плотность осадка стоков колеблется в пределах 1,01-1,03 тонн/м.куб. Причем более 96% величины плотности приходится на воду. Подобный осадок, образующийся после переработки стоков промышленных предприятий, частных домой или коттеджей, не только несет неприятный запах, но крайне опасен с точки зрения санитарных норм. Причиной тому является большая концентрация яиц глист и болезнетворных бактерий.
Приведение сточных вод к приемлемым санитарным показателям и снижение концентрации веществ органического происхождения достигается путем сбраживания, проходящего под действием анаэробных бактерий (развивающихся при условиях отсутствия кислорода), и последующей аэробной стабилизации, осуществляемой в сооружениях специального типа.
Используются анаэробные сооружения трех типов:
1. септики,
2. двухъярусные отстойники,
3. метантенки.
В первых двух случаях протекают два процесса, заключающиеся в выделении осадка посредством обычного отстаивания и сбраживании выделенной нерастворимой массы. Матентенки предполагают только стадию сбраживания. Предварительная переработка в анаэробных условиях используется в качестве предварительного этапа очистки стоков с большим количеством загрязнений.
Снижение показателя влажности происходит в иловых прудах и площадках. Воду из осадка удаляют несколькими механическими методами (фильтрованием разных типов и центрифугированием), испаряют влагу в условиях сушки или сжигания осадка.
Все же переработка осадка проводится для получения из него органического удобрения или добавок белково-минерального типа, используемых в питании домашнего скота.
Выбирая метод очистки осадочной массы вод промышленных предприятий и частных домов, следует руководствоваться реальной возможностью применения переработанной массы в нужных целях, а также целесообразностью метода.
Очистка вод, загрязненных фенолсодержащими веществами
Фенол – органическое вещество, отличающееся высокой токсичностью. Нефтехимические и нефтеперерабатывающие предприятия - главные поставщики стоков с повышенной концентрацией фенола. Без правильной очистки повторное применение этих стоковых вод невозможно.
Для удаления фенола используют:
· озонирование,
· сорбцию,
· выпаривание,
· экстракцию.
Адсорбционная очистка стоков: преимущества, эффективность, виды сорбентов
Использование адсорбционного способа очистки сточных вод применяют при необходимости:
- выделения сильнотоксичных загрязнителей,
- выделения веществ, не поддающихся биологическим методам переработки,
- глубокой переработки стоковых вод для очистки от загрязнителей органического происхождения (используется дополнительно после биологической очистки).
Адсорбция будет эффективной при концентрации примесей в стоках в пределах от 5 до 1000 мг/л.
Следует обратить внимание на то, что установка локального очистного сооружения имеет смысл, если затраты адсорбента на поглощение больших количеств загрязнителя невелики, и концентрация загрязнителя имеет почти максимально допустимое методом значение. Адсорбция может применяться и в качестве доочистки, когда концентрация загрязнителя невелика.
Кроме всего прочего, адсорбционный метод позволяет избавить стоки от:
· пестицидов,
· поверхностно-активных веществ,
· нитросоединений ароматического типа,
· гербицидов,
· фенолсодержащих соединений,
· красителей и прочих загрязнителей.
Огромное преимущество метода заключается в высокой степени эффективности, достигающей 95%. Абсорбционная очистка применяется даже при наличии загрязнителей нескольких видов и дает возможность их последующей рекуперации.
Для переработки сточных вод используются сорбенты нескольких типов:
- минеральные (глины, силикагели, алюмогели),
- синтетические,
- отходы производств (зола, опилки и прочие)
- активные угли.
Таким образом, существует большое количество методов переработки стоков. Выбор метода осуществляется в каждом конкретном случае с учетом типа примесей и условий очистки.
