Анализ механическая очистка сточных вод

Деятельность человека, как и любого другого живого существа, всенепременно сопровождается выделением немалого количества отходов жизнедеятельности. В современных условиях практически все из них уносятся вдаль водами канализационных рек. Наконец, нашу цивилизацию практически невозможно себе представить без огромного количества заводов и прочих предприятий, которые также во множестве продуцируют сточные воды.

Очистка сточных вод является процессом, после прохождения которого стоки пригодны для использования в технических целях или же возврата в окружающую среду без ущерба для последней. Словом, способ зависит от дальнейшего использования жидкости. К примеру, сточные воды от раковин – не то же самое, что содержимое сливных ям, куда спускается содержимое унитаза.

В апреле 1993 года более 400 тысяч человек в Милуоки оказались на больничной койке в результате попадания в питьевую воду криптоспоридии. После этого случая, который получил мощный резонанс в ВОЗ, мировая общественность стала намного осторожнее относиться к той жидкости, которая течет из-под кранов под видом «питьевой воды». Это мнение только окрепло после обнародования некоторых случаев эпидемий в Индии, в результате которых сотни человек умерли. А ведь дело было в обычной кишечной палочке, попавшей в водопровод из плохо очищенных стоков! Так что очистка сточных вод – чрезвычайно важный процесс, который сохраняет жизнь и здоровье людей.

Любые загрязнители коренным образом меняют вкус, цвет и запах жидкости, не говоря уже о ее пригодности для использования в пищевых или технических целях. Наиболее опасными являются промышленные стоки, так как в них нередко содержатся такие концентрации тяжелых металлов и иных веществ, которые в десятки и сотни раз превышают самые «оптимистичные» ПДК. Конечно, в этом случае все зависит от конкретного производства, которое сбрасывает сточные воды. Канализация среднестатистического города по сравнению с ними может показаться «родником», так как в ней, по крайней мере, не бывает радиоактивных изотопов или огромного количества тяжелых металлов.

Опасные загрязнения, которые делают воду непригодной для питья и использования в бытовых целях, можно квалифицировать как физические, химические, биологические факторы. Особняком стоит выброс радиоактивных изотопов. Соответственно, классификация загрязнений будет идентична причинам, которые их вызывают:

• Механические факторы. Характеризуются резким увеличением мельчайшей механической взвеси в жидкости.
• Химические. В воде повышено содержание любых химических соединений. При этом не имеет значения, могут ли эти вещества оказывать негативное влияние на здоровье человеческого организма.
• Биологические и бактериологические (бытовые сточные воды). Очень опасный вид загрязнений, так как в этом случае в воде превышено содержание микроорганизмов. В самом начале статьи мы уже говорили, чем это чревато.
• Тепловые загрязнения. Так называется сброс в реки и другие водоемы воды из прудов-охладителей при ТЭЦ и АЭС. Не стоит относиться к этой разновидности легкомысленно, так как подобные явления приводят к массовой гибели эндемиков, приспособленных к низким температурам воды, которые характерны именно для нашей местности.
• Радиоактивные. В воде и донных осадках обнаруживаются радиоактивные изотопы. Такое бывает, когда неисправна система сточных вод на некоторых промышленных предприятиях или АЭС.

В наших условиях наиболее распространены стоки трех типов:

• Примеси неорганического происхождения, включая даже нетоксические соединения.
• Вещества органического происхождения.
• Смешанные стоки.

Очень опасны отходы металлургических производств, так как в них содержится огромное количество тяжелых металлов и прочих токсичных соединений. Они изменяют физические свойства воды. В тех водоемах, куда попадает эта отрава, погибает все живое, включая деревья и прочую растительность по берегам. Органику же сбрасывают нефтеперерабатывающие комплексы и подобные производства. В стоках есть не только сравнительно безопасная нефть, но и предельно ядовитые фенолы и подобные им вещества. Кроме того, не следует сбрасывать со счетов предприятия животноводческого типа.

Они выбрасывают гигантское количество органики. Последний вызывает резкое ухудшение органолептических свойств воды. В водоемах, куда попадают сточные воды предприятий, происходит резкое развитие микроскопических водорослей, цветение, в жидкости до минимума падает содержание кислорода. Рыбы и прочие гидробионты погибают. Производство электроники, в том числе травление печатных плат и выпуск радиотехнической продукции различных типов, дает стоки смешанного типа. В их составе имеются красители, тяжелые металлы, ацетон, фенолы и прочие соединения.

В настоящее время ученые всего мира бьют тревогу, так как в Мировой океан попадает гигантское количество нефти. Она образует на поверхности воды тончайшую пленку, которую порой можно заметить только по радужным разводам. Это не только приводит к значительному ухудшению органолептических свойств жидкости, но и к резкому снижению поступления кислорода, который попадает в океан путем диффузии. Опять-таки страдают гидробионты, причем особенно бьет нехватка этого вещества по кораллам, численность которых в морях и океанах катастрофически падает с каждым годом. Всего лишь 10 мг нефти и нефтепродуктов делают воду абсолютно непригодной для питья и жизни живых существ.

Чрезвычайно опасны фенолы, о которых мы неоднократно упоминали выше. Они присутствуют в стоках практически всех промышленных предприятий. Особенно это относится к тем из них, которые занимаются производством кокса. В присутствии этих веществ происходит массовая гибель обитателей прудов, рек, морей и океанов, а сама вода приобретает крайне неприятный, гнилостный запах.

На очистные сооружения сточных вод попадают стоки следующего состава:

• Белки – 28%.
• Углеводы – 17,5%.
• Жирные кислоты – 10%.
• Масла, жиры – 27%.
• Детергенты – 7%.

Как можно заметить, основная доля загрязняющих веществ – органика. В промышленных условиях обсуждать какой-то состав сточных вод бессмысленно, так как в каждом случае он свой. В частности в некоторых случаях прямо в реку (!) сбрасывается якобы очищенная «вода», которая по внешнему виду и составу напоминает использованное моторное масло.

Как правило, в загрязнении среды виноваты промышленные и социальные объекты, а также животноводческие и птицеводческие фермы. Очень опасны твердые отходы, которые образуются при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, а также стоки, образующиеся в процессе деревопереработки. Водный и железнодорожный транспорт дают немало отходов биологического происхождения. При попадании в водные источники они вызывают их обсеменение кишечной палочкой или яйцами глистов. Особенно опасно, когда выше по течению реки стоит какое-то медицинское учреждение.

Обработка включает в себя следующие способы:

• Механические. Сюда относится фильтрация, которую используют все очистные сооружения сточных вод, а также отстаивание.
• Физические. Это электролиз, аэрация, обработка стоков ультрафиолетовым излучением.
• Химические методы. Применяются специальные составы для осаждения и обеззараживания веществ, которые могут содержаться в стоках.
• Биологическая очистка сточных вод. В этом случае используются растения, усваивающие органику, а также некоторые виды простейших, улиток и рыб.

Перед началом обработки проводится подготовительная работа. Точнее, анализ сточных вод. Специалисты химических лабораторий определяют, какие именно загрязнители в них содержатся. Это помогает выбрать лучшую стратегию по их нейтрализации. Общая процедура очистки сточных вод включает отсеивание: твердых частиц, бактерий, морских водорослей, растений, неорганических примесей и органических веществ. Удаление твердых частиц – самый простой этап. Он включает в себя фильтрацию и осаждение путем отстаивания. Куда сложнее очистить сточные воды от тонких взвесей, которые обычными фильтрующими материалами не задерживаются.

Одним из наиболее простых и дешевых методов, который, тем не менее, обеспечивает высокую степень очистки, является использование активированного угля. Фильтры с этим материалом используются практически на всех предприятиях, руководство которых серьезно относится к защите окружающей среды.

Главным преимуществом угля является его высокая способность к абсорбции. Проще говоря, на поверхности частичек этого вещества имеется такое количество пор, что они могут задержать такое количество загрязняющих воду соединений, которое в несколько раз превышает объем самого угля. Именно процесс улавливания, связывания загрязняющих реагентов и называется абсорбцией. Следует отметить, что с целью очистки питьевой воды уголь использовался еще до нашей эры. Активное исследование и производство этого материала началось во время двух мировых войн. Факторами, влияющими на поглощение, являются размер частицы, площадь поверхности, структура связываемого вещества, кислотность среды (pH-фактор), температура, которую имеют сточные воды.

Древесный уголь поглощает много веществ, начиная от цветных металлов и заканчивая сложными органическими соединениями (к примеру, фенолами). Конечно, от радиоактивных соединений он не защитит, но основные виды неорганических и органических примесей с его помощью удалить можно.

В некоторых случаях для очистки могут быть использованы специальные жидкости, в состав которых входят частицы коллоидных веществ. Для чего они нужны? Все просто – микроскопические частицы, объединяясь с молекулами загрязняющих веществ, заставляют их выпадать в осадок. Явление известно как коагуляция. В некоторых очистных сооружениях используется также метод электролиза. Метод схож с предыдущим, так как ионы, образующиеся при этом процессе, также способствуют осаждению загрязняющих примесей.

Напротив, современные исследователи все чаще предлагают методы, при которых используются массивные молекулы, которые с большей эффективностью могут связывать и осаждать загрязнители. Такой процесс называют флокуляцией.

Как мы уже и говорили, очистка сточных вод может предусматривать использование отрицательно заряженных ионов. Исторически для этих целей используется сульфат алюминия, а также известь. Эти соединения вызывают резкое изменение рН воды, что приводит к гибели патогенных микроорганизмов, которые во множестве содержатся в стоках. В некоторых случаях могут использоваться вещества на основе трехвалентного железа. Некоторые химики считают, что подобные методы могли использовать еще египтяне за две тысячи лет до нашей эры. Отлично осаждает органику также перманганат калия.

Как бы там ни было, но связанная органика выпадает в виде хлопьев или геля. Эти осадки сточных вод могут быть с легкостью отловлены при помощи простейшего механического фильтра. Данный метод работает лучше всего с относительно плотными частицами (например, илом и прочими тяжелыми органическими примесями), в то же время более легкие частицы (например, микроскопические морские водоросли) лучше удаляются при помощи отстаивания. Осадительный чан должен быть достаточно большим, дабы заполнение его шло как можно медленнее. Связано это с тем, что для нормального протекания процесса требуется не менее четырех часов. После того как органические и неорганические примеси осядут на дно, воду можно считать условно очищенной, годной для использования в технических целях. Этот метод чаще используется при предварительной обработке стоков.

Затем приходит черед аэрации. Вода поступает в гигантские чаны, куда попадает сжатый воздух под большим давлением, выводимый в жидкость посредством распылителей. Вы когда-нибудь видели, как работает компрессор в обычном аквариуме? В этом случае происходит практически то же самое. Аэрация позволяет насытить воду кислородом и вывести в осадок оставшиеся органические примеси. После такой обработки жидкость чаще всего подается в специальные пруды, засаженные высшей водной растительностью (биологическая очистка сточных вод). И только потом вода считается пригодной для использования в технических целях. Ею можно поливать посадки овощей и фруктов, а также сбрасывать в природные водоемы.

источник

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

1. Механические.
2. Химические.
3. Биологические и биохимические.
4. Физико-химические.

Каждая из перечисленных технологий очистки включает в себя несколько ступеней, требующих применения определенных технических устройств, химикатов и биологически активных препаратов.

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

1. Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
2. Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
3. Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

1. Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
2. Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Согласно СанПиН, санитарные зоны должны быть организованы на всех водопроводов в целью сохранения водных ресурсов. Что такое охранная зона водопровода и какие требования предъявляются по защите источников водозабора, читайте далее.

Как сделать песчаный фильтр для бассейна своими руками, читайте тут.

А в этой статье http://aquacomm.ru/vodosnabzenie/zagorodnyie-doma-v/avtonomnoe-vodosnabzhenie/istochniki/skvazhina-ne-glubokaya/ot-zheleza.html вы можете ознакомиться с методами очистки воды от железа. А также вы узнаете, как определить наличие железа в воде.

Для переработки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. От биохимического он отличается только отсутствием химикатов.

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.

Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

1. Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

• Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
• Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

В данную категорию входят следующие способы:

1. Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
2. Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.

Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.

Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Здоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают фильтры для воды. Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в этом материале.

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители). Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Содержащий большое количество яиц гельминтов и болезнетворных бактерий осадок подвергают доочистке при помощи анаэробных микроорганизмов в септиках и метантенках.

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

источник

Сточная вода и в городских стоках, и в производственных условиях склонна изменять свои первоначальные свойства – она становится мутной, изменяет химический состав и цвет, насыщается вредными или даже опасными для здоровья патогенными микроорганизмами. Механическая очистка сточных вод направлена на выделение из сточных вод органических и минеральных включений. Главная ее задача – подготовка стоков к другим методам очистки (обычно физическим, химическим или биологическим).

Механическая очистка сточных вод направлена на очищение бытовых жидкостей от взвешенных частиц примерно на 60%, от грубодисперсных нерастворимых элементов до 95%. Данная методика является высокоэффективной и при этом одной из самых дешевых.

Методы механической очистки сточных вод. Сооружения и системы для механической и биологической очистки стоков

Рассмотрим основные механические методы очистки сточных вод:

1. Процеживание – осуществляется с применением сит и решеток, которые отлавливают крупные загрязняющие элементы и взвешенные частицы. Выглядит процесс следующим образом. Стоки проходят через сетку, та задерживает волокнистые соединения и крупные вещества, после чего вода поступает к мелкому ситу – он отлавливает уже более крупные загрязняющие компоненты. На выходе системы часто стоят микропроцеживатели, которые дополнительно задерживают нерастворенные элементы микроскопических размеров.
2. Отстаивание – метод, используемый для выделения взвешенных частиц с различной плотностью. Для механической очистки данным способом задействуют специальные отстойники. Отстаивание обычно используется для улучшения качества воды в системах водоснабжения замкнутого типа. Такие можно встретить, например, на объектах металлургической, рудной, химической промышленности. Для очистки сточных вод отстаиванием применяют жироловки, песколовки, маслоуловители, нефтеловушки, смолоуловители, сгустители, шлакоотстойники и прочие приспособления.
3. Фильтрование – данная методика нужна для удаления из стоков мелких включений различного происхождения. Главный очищающий элемент в данном случае – фильтры. Стоки, приходя через них, очищаются от лишних взвесей. Фильтр выбирается с учетом направления деятельности предприятия. В бумажной промышленности высоко востребованы вакуумные и сетчатые фильтры, для более «грязных» отраслей нужны уже гидроциклоны и центрифуги, осуществляющие более глубокую очистку.

Механическая очистка сточных вод: современные методики и инструменты. Сооружения для механической очистки сточных вод

Для механической очистки сточных вод применяются такие инструменты и методики:

1. Решетки – они задерживают достаточно крупные элементы, которые содержатся в сточных водах. Решетки устанавливают по направлению тока жидкости. Они представляют собой стержни из различных металлических сплавов, закрепленные на рамке. Устанавливаться стержни могут как вертикально, так и в наклонном положении. В пазухах решетки располагаются подвижные зубцы граблей. Их закрепляют на пластинчато-шарнирной цепи. Цепь в движение приводит привод с передачей шестеренчатого типа. Со стенки решетки отбросы снимают грабли, которые затем поднимают загрязняющие вещества на подвижную ленту. Взвешенные частицы направляются в дробилку, где размельчаются. Есть решетки-дробилки, которые задерживают твердые вещества и сразу перемалывают их. Установка монтируется в камеры с круговой подачей стоков. Электродвигатель через коробку передач сообщает вращение барабану решетчато-дробильной установки. Он же задерживает отходы, которые есть в стоках, и отвечает за их передачу к режущим гребням. Последние перемалывают твердые элементы, и те опять поступают в сточные воды.
   
2. Песколовки – данные устройства нужны для отсеивания и удаления минеральных примесей. Удельная масса частиц всегда больше удельной массы воды, благодаря чему минеральные компоненты по мере перемещения жидкости в резервуаре начинают выпадать на дно. Во многом работа песколовки зависит от скорости движения водных масс. В среднем такие устройства рассчитаны на удержание частиц 0.25 мм и более. Допускать оседания мелких минеральных частичек нежелательно. Поэтому скорость тока воды должна быть большой – 0,15-0,3 м/с. Горизонтальные песколовки монтируются в тех местах, где сточные воды перемещаются в горизонтальном направлении, по кругу либо прямолинейно. В состав таких песколовок входит два элемента – рабочий и осадочный. Очищаются агрегаты гидроэлеватором либо насосом. В среднем они задерживают до 75% всех содержащихся в стоках минеральных примесей.
   
3. Отстойники – они нужны для выделения механических частичек из сточных вод. Отстойники делятся на несколько категорий с учетом их назначения и конструктивных особенностей. Основные виды – вторичные и первичные, радиальные, горизонтальные и вертикальные.
   
4. Иловые площадки – применяются для осушения влажного осадка, который сбрасывается из метатенков, отстойников и других аналогичных сооружений. Иловая площадка подсушивается до отметки в 75% (речь идет о влажности), и объем отбросов снижается (от 3 до 8 раз). Чисто визуально иловая площадка – это выделенный участок земли, который окружают земляные валки. Осадок на нее наливается слоями, происходит испарение части жидкости, другая часть попадает в грунт. Подсушенный осадок погружается на машины и вывозится. Иловая вода перекачивается на очистные сооружения.
   

Мы назвали все основные сооружения, которые используются для механической очистки сточных вод. Возможно применение и других установок – они подбираются с учетом количества сточных вод, типа загрязнений и прочих факторов.

Зная о том, какие сооружения и устройства устанавливаются на станциях очистки, можно понять и схему их взаимодействия. Так с разных точек объекта все стоки подаются в водосборник, из которого направляются на очистную станцию. Там первичное удаление примесей производится с применением процеживающих решеток. Отходы, которые остались на них, подаются в шламосборник, а вода, прошедшая предварительную обработку и уже лишенная крупных частиц, поступает в секцию для отстаивания. Там она очищается песколовкой и отстаивается.

Следующий этап очистки стоков – осветление в осветлителе. В него направляется сток с гидрокрекинга, который выполняет роль коагулянта. После осветления водные массы подаются на пресс-фильтр. Там из них извлекаются частички с минимальным диаметром, а собранный шлак направляется в специальную емкость для дальнейшей переработки. Весь шлак отправляется в специальную емкость для переработки.

Таким образом, все механические методы очистки стоков делятся на несколько категорий:

• фильтрование;
• процеживание;
• отстаивание;
• флотация;
• дисковая фильтрация;
• центрифугирование (гидроциклоны).

Соответственно, разными будут и принципы очистки стоков. Подробнее о применении различных очистных приспособлений мы писали выше.

Пройдя систему физического очищения, стоки самотоком переходят к следующим методам очистки – биологическому, химическому либо комбинированному. Рассмотрим их виды.

К физико-химическим методам относят:

Биологические методики очистки воды – это:

• биологические пруды;
• аэротенки;
• биофильтры.

Мембранный способ предполагает прохождение стоков через особый фильтр – мембрану. Тип и принципы очистки подбираются с учетом состава водных масс и особенностей их дальнейшего применения.

Механический способ очистки воды (очищение сточных вод механическим методом) и его развитие благодаря нанотехнологиям

Нанотехнологии сегодня активно используются в том числе для очистки воды. Метод СВР был разработан В.И. Петриком – именно он синтезировал особое химическое соединение, способное в взрывообразному разложению. УСВР химически инертен, не боится агрессивных сред, электропроводен и гидрофобен, экологически чист. Данное вещество представляет собой уникальный сорбент, применяемый для очистки питьевой воды и промостоков.

При смачивании УСВР создает массу с очень высоким гидравлическим сопротивлением – намного более высоким, чем у того же активированного угля. В данной массе взвеси запутываются и фиксируются. То есть УСВР – нанотехологичное вещество – выполняет роль сорбента. Главные его преимущества – очень высокая скорость и максимальная эффективность очистки.

Механический способ очистки стоков – самый старый, но по-прежнему актуальный. Как правило, он используется для подготовки водных масс к последующей более глубокой очистке, но может выполнять роль и самостоятельной метода. Стандартная механическая очистка имеет минимальную цену. Также для данного способа удаления взвесей в последние годы стали использоваться нанотехнологии.

источник

Механическая очистка сточных вод – один из способов очистки и переработки бытовых сточных жидкостей. Технологии и устройства направлены на удаление нерастворимых примесей. Этот способ может применяться как самостоятельно, так и в виде первой ступени очистки. Если после механической очистки воды могут быть спущены в водоемы без нарушения экологического равновесия или использованы в производственном процессе, то дополнительные методы очистки не требуются.

Механическая очистка сточных вод очищает бытовые жидкости от взвешенных частиц на 60-65%, от нерастворимых грубодисперсных элементов на 90-95%. Это один из самых незатратных способов очистки.

Механические методы очистки сточных вод:

Основные приспособления – различные решетки и сита для задержания крупных элементов и некоторого количества взвешенных частиц.

Технологическая схема очистки сточных вод методом процеживания элементарна:

• сначала стоит специальная сетка, задерживающая крупные вещества и волокнистые соединения;
• предварительно очищенная вода попадает к мелкому ситу, останавливающему более маленькие частицы;
• на выходе могут стоять микропроцеживатели, которые задерживают микроскопические нерастворенные элементы.

Метод выделения из сточных вод взвешенных частиц с большей или меньшей плотностью. Для механической очистки данным способом оборудуют специальные объекты – отстойники. Отстаивание чаще всего используют с целью улучшения воды в замкнутой системе водоснабжения. Поэтому этот способ активно применяется в химической, рудной и металлургической промышленности.

Существуют различные установки очистки сточных вод методом отстаивания:

• песколовки («собирают» тяжелые частицы);
• жироловки;
• маслоуловители;
• нефтеловушки;
• смолоуловители;
• шлакоотстойники;
• сгустители и другие.

Активно применяется для очистки воды от мельчайших частиц разной природы. Основное приспособление – фильтры. Сточные воды, проходя через фильтрующий материал, оставляют в нем все ненужные взвеси.

Для различных предприятий необходимы различные виды фильтров. Так, в бумажной промышленности широко используются сетчатые и вакуумные фильтры. Для более активной очистки подходят центрифуги и гидроциклоны. Последние представляют собой конические сосуды из железа, на стенках которых под влиянием центробежной силы скапливаются тяжелые частицы.

Задерживают крупные элементы, содержащиеся в сточной воде. Их устанавливают по направлению тока жидкости. Решетки представляют собой укрепленные на металлической рамке металлические стержни, наклонно или вертикально установленные. В пазухах решетки – подвижные зубцы граблей. Они закреплены на шарнирно-пластинчатой цепи, которая приводится в движение через привод с шестеренчатой передачей.

Грабли снимают с металлической стенки решетки отбросы и поднимают их на подвижную ленту. Далее взвешенные частицы направляются для размельчения в специальную дробилку.

Существуют также решетки-дробилки, задерживающие твердые элементы и одновременно перемалывающие их. Эту установку монтируют в камеру с круговым движением сточных вод. Электродвигатель через коробку передач приводит в движение барабан решетки-дробилки. Он задерживает отходы, содержащиеся в сточной воде, и передает их к режущим гребням. Последние перемалывают твердые элементы, которые после такой обработки вновь поступают в сточную воду.

Задерживают минеральные примеси. Удельный вес частиц больше удельного веса воды. Поэтому по мере движения жидкости в резервуаре минеральные элементы выпадают на дно. Работа песколовок зависит от скорости движения воды. Обычно установки рассчитаны на задержание частиц более 0,25 мм. Оседание более мелких минеральных загрязнений крайне нежелательно. По этой причине важна скорость движения воды.

Оптимальная скорость при горизонтальном токе – от 0,15 до 0,3 м/с. Горизонтальные установки монтируются там, где сточные воды движутся в горизонтальном направлении, прямолинейно или по кругу. Такие песколовки состоят из двух основных элементов:

• рабочего, через который движется поток;
• осадочного, который собирает и хранит выпавший песок.

Способы очищения песколовок:

• насосом (при незначительном расходе сточных вод);
• гидроэлеватором, шнеками, скребками и т.п. (на специальных очистных станциях).

Песколовки способны задерживать до 75% минеральных примесей, содержащихся в сточной воде.

Используются для выделения механических примесей из сточных вод. Существуют несколько видов отстойников.

• первичные (устанавливаются перед станциями биологической очистки);
• вторичные (устанавливаются после сооружений биологической обработки).

По конструктивным особенностям:

• горизонтальные;
• вертикальные;
• радиальные (разновидность горизонтальных отстойников).

Используются для сушки влажного осадка, сбрасываемого из отстойников, метантенков и других подобных сооружений (на выходе из них осадок имеет влажность до 97%). Иловая площадка подсушивает до влажности 75% (средняя величина). В результате объем отбросов уменьшается в 3-8 раз.

Иловая площадка представляет собой участок земли, окруженный земляными валками. Осадок наливается слоями. Часть жидкости испаряется, а часть попадает в грунт. Подсушенный осадок погружают на машины и вывозят. Иловую воду перекачивают на очистные сооружения.

Перечислены основные сооружения для механической очистки сточных вод. В зависимости от вида деятельности, количества сточных вод, типа загрязнений предприятие может использовать и другие установки.

Одним из видов переработки бытовых стоков является механическая очистка. Этот метод позволяет удалить из жидкости различные твердые вещества. Очень часто технологическая схема механической очистки сточных вод предшествует другим способам очистки, но иногда она выступает самостоятельным средством. Чтобы узнать, есть ли необходимость в дополнительной очистке стоков после механической, проводится анализ степени загрязнения воды, и при отрицательном результате устанавливается только один метод очистки.

Использование механической очистки позволяет удалять из стоков около 60-65% взвешенных частиц и почти 95% твердых нерастворимых элементов. Механическая очистка промышленных сточных вод является самым дешевым способом извлечения загрязнений из жидкости.

К механическим методам очистки стоков относятся следующие:

1. Процеживание. Чтобы процедить жидкость, система оборудуется решетками или ситами, которые могут уловить крупные фракции загрязнений и небольшое количество взвешенных частиц.

Технология такой очистки выглядит крайне просто: в начале конструкции устанавливается фильтрующий элемент, который блокирует дальнейшее движение твердых фракций и волокон. Далее по системе устанавливается мелкое сито, препятствующее движению веществ меньших размеров. Ближе к концу или на выходном канале могут устанавливаться дополнительные процеживатели с еще меньшим размером ячеек, за счет которых задерживаются практически все нерастворимые загрязнения.

Отстаивание. Работа данного метода заключается в разделении веществ разной плотности, содержащихся в стоках. Для работы этого способа очистки используются специальные устройства, называемые отстойниками.
Очистка сточных вод от механических примесей отстаиванием обычно осуществляется в закрытых системах водоснабжения. Из-за этого метод часто используется в различных видах промышленности, например, в химической или металлургической. Для отстаивания используются самые разные устройства: песколовки, маслоуловители, шлакоотстойники и пр.

Фильтрование. Оптимальный вариант для удаления из воды микроскопических частиц самого разного происхождения. Основным рабочим элементом конструкции являются фильтры. При прохождении через них стоки теряют большую часть лишних примесей, в результате чего вода становится намного чище.

Существует много видов фильтров, и каждому из них находится применение в своей сфере. Например, бумажная промышленность использует сетчатые и вакуумные фильтрующие элементы. Для увеличения степени очистки можно использовать устройства вроде центрифуг и гидроциклонов (гидроциклоны – металлические устройства конической формы, в которых удаление лишних частиц происходит за счет центробежной силы).

Существует несколько видов устройств, позволяющих реализовать механические методы очистки сточных вод:

1. Решетки. Эти устройства обеспечивают блокировку дальнейшего движения крупных частиц, которые находятся в стоках. Решетки устанавливаются по направлению движения воды. Конструктивно решетка – это металлический каркас, на котором закреплено определенное количество металлических стержней, причем они могут располагаться не только вертикально, но и под наклоном.

В пазухах решеток находятся зубцы граблей. Они работают при помощи шарнирно-пластинчатой цепи, которая двигается за счет шестеренчатого привода. Грабли нужны для извлечения отходов с решетки и их подачи в дробилку посредством подвижной ленты. В дробилке частицы измельчаются.

Иногда в системе устанавливаются механические решетки для очистки сточных вод, совмещенные с дробилками, т.е. пропуская стоки, устройство одновременно измельчает крупные фракции. Такая конструкция устанавливается в камеру, где стоки двигаются по кругу. Работа такой решетки обеспечивается электродвигателем, находящимся снаружи конструкции и передающим энергию за счет передачи. Вращающийся барабан устройства направляет отходы в сторону режущих элементов, которые и обеспечивают измельчения примесей, находящихся в сточных водах. После переработки все вещества снова попадают в систему и двигаются дальше.

Песколовки. Это оборудование для механической очистки сточных вод хорошо справляется с задерживанием минеральных веществ. Поскольку их плотность выше, чем у воды, примеси могут оседать на дно. Песколовки могут работать только в определенных условиях: например, если вода будет двигаться слишком медленно, то из нее будут оседать более мелкие частицы – а это нежелательно. Подходящая скорость движения жидкости составляет около 15-30 см в секунду.
Конструкция песколовок, устанавливающихся на горизонтальных участках, включает два элемента: рабочий, пропускающий через себя стоки, и осадочный, являющийся элементом, предназначенным для сбора выпавших частиц. Песколовки можно очищать при помощи насоса, гидроэлеватора или других средств – все зависит от объема стоков. Хорошая песколовка может обеспечить очистку от 75% загрязнений.

Отстойники. Позволяют удалить из стоков механические частицы. С точки зрения расположения, отстойники делятся на горизонтальные, вертикальные и радиальные. Существует и классификация, зависящая от назначения устройства: отстойник может располагаться как перед очистительным сооружением, так и после него (такие устройства будут первичными или вторичными соответственно).

Иловые площадки. Устройство представляет собой конструкцию, обеспечивающую высушивание влажных осадков, попадающих в систему после прохождения отстойника. Влажность стоков в таком случае приближается к 100%, а иловая площадка позволяет снизить этот показатель примерно до 75%, после чего количество отходов снижается в несколько раз. Схема механической очистки сточных вод в данном случае выглядит следующим образом: есть участок земли, вокруг которого располагаются земляные валы. Осадок выпадает в несколько слоев, поэтому определенная часть жидкости выпаривается, а другая проходит в грунт. Высушенные остатки вывозятся вручную, а иловая вода переносится к очистным сооружениям.

В этой статье были описаны основные механические методы очистки сточных вод. Иногда на предприятиях могут использоваться и другие конструкции, но описанные выше устройства все же пользуются гораздо большим спросом. Читайте также: «Очистные сооружения ливневых сточных вод — расчет и установка «.

Промышленные сточные воды в своем составе содержат взвешенные вещества растворимых и нерастворимых соединений: твердые и жидкие, которые можно разделить на три группы в зависимости от размеров частиц.

1. Грубодисперсные системы с размером частиц более 0,1мкм. (суспензии и эмульсии)

2. Коллоидные системы с размерами частиц 0,1мкм –1,0 мм

3. истинные частицы размеры, которых соответствуют размерам отдельных молекул или ионов.

Для удаления или снижения концентрации загрязняющих веществ применяют следующие методы очистки: механические, физико-химические, химические и биологические

Для удаления взвешенных частиц из сточных вод используют механические процессы периодического или непрерывного действия — процеживание, отстаивание (гравитационное или центробежное), фильтрование.

1. Процеживание — Первичная стадия очистки сточных вод, предназначенная для выделения из сточных вод крупнокусковых и волокнистых материалов и нерастворимых примесей. Сточные воды пропускают через решетки и сита, которые устанавливают в коллекторах сточных вод перед отстойниками с целью извлечения крупных примесей, которые приводят к засорению труб и насосов. Решетки устанавливаются в неподвижном состоянии так и съемными, а также совмещенные с дробилками (коммутаторами). Устанавливаются они как вертикально так и под углом 60 -70 к горизонтали и постоянно должны очищаться от примесей. Сита используют для удаления частиц размером менее чем 0,5мм.

2. Отстаивание – Этот метод основан на осаждении из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести и осуществляется в песколовках, отстойниках и осветлителях. Песколовки – происходит удаление минеральных примесей (в основном, песка) время прохождения СВ через песколовки составляет 0,5-2,0 минут. Первичные отстойники – под действием гравитационных и центробежных сил происходит оседание твердых частиц на дно отстойника или всплывают на поверхность (метод флотации). Оседающие твердые частицы поступают в шламосборник или оседают на дне песколовки. Шлам удаляют ежесуточно. Оборудование, которое применяют для удаления тв. частиц: открытые гидроциклоны, напорные гидроциклоны и в центрифугах. В пищевой промышленности использую жироловки, маслоотстойники, смолоотстойники и осветлители.

3. Фильтрование – Применяют для удаления тонкодиспергированных примесей жидких и твердых веществ, когда удаление отстаиванием затруднено. Процесс фильтрования основан на пропускании жидкости через пористые или зернистые перегородки, которые задерживают диспергированную фазу Т.Ф. или Ж.Ф. под действием повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки. В качестве перегородок применяют: 1. Перфорированные листы и сетки из нержавеющей стали, алюминия, никеля, меди, латуни и др. 2. Тканевые перегородки (асбестовые, стеклянные, шерстяные, хлопчатобумажные, из искусственного и синтетического волокна. 3. Зернистые материалы (антрацит, песок, гравий, гранитный щебень и т.п.). После фильтрования осадок удаляют сжатым воздухом, либо промывают жидкостью под давлением.

Выбор того или иного метода зависит от размера частиц примесей, физических свойств, концентрации взвешенных частиц, расхода вод и необходимой степени очистки

Физико-химическая очистка состоит в добавлении к сточным водам химических реагентов, вступающих в реакцию З.В. и способствующих выпадению нерастворимых или частично растворимых веществ: флотация, сорбция, коагуляция, хлорирование, флокуляция, экстракция, ионный обмен, диализ

Диализ – процесс сепарации ионов солей в мембранном аппарате

Электродиализ процесс сепарации ионов солей в мембранном аппарате под действием постоянного электрического тока, обычно этот метод используют для минерализации сточных вод.

Флотация основана на всплывании дисперсных частиц вместе с пузырьками. Молекулы нерастворенных частиц прилипают к пузырькам воздуха и всплывают вместе с ними на поверхность воды. Воздух подают компрессами.

Сорбция – основана на пропусканиисточных вод через слой естественных или искусственных сорбентов

Коагуляция — введение коагулянтов (сульфат алюминия, железа, магния, шламовые отходы) в сточные воды агрегативная устойчивость нарушается, образуются более крупные частицы (хлопья), которые удаляются механическими методами, эффективная очистка может достигать 90-95%

Флокуляция- процесс агрегации мелких частиц загрязнений в воде за счет образования мостиков между ними и молекулами флокулянтов (крахмал, целлюлоза, синтетические органические полимеры, эфир). Процесс осветления сточных вод ускоряется.

Экстракция – очистка сточных вод основана на распределении З.В. в смеси двух взаимно нерастворимых жидкости в зависимости от его растворимости в них. В процессе экстракции экстрагент вводят в обрабатываемую воду. После достижения равновесия концентрация экстрагируемого вещества в экстрагенте значительно превышает остаточную концентрацию в сточной воде, и экстракт отделяется от обработанной сточной воды. Его отделяют различными способами и утилизируют экстрагируемое вещество, экстрагент вновь используют в технологическом процессе

Биологические методы очистки сточных вод

Этот метод основан на способности микроорганизмов использовать органические и некоторых неорганические (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитритов и др.) соединения для питания в процессе жизнедеятельности. При этом микроорганизмы частично разрушают вещества, превращая их в воду, диоксид углерода, нитрат-, сульфат- ионы. Существует два способа биоокисления веществ: аэробный и анаэробный.

· Аэробный метод – основан на использовании аэробных групп организмов (бактерий, водорослей, грибков) для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и температура 20-40 С, концентрация растворенного кислорода не менее 2мг/дм, оптимальная среда обитания при рН воды равной 6,5-7,5. При изменении кислородного, температурного режимов и рН среды меняется состав и количество микроорганизмов, а также происходит снижение скорости утилизации органических веществ.

Анаэробный метод – основан на использовании анаэробных групп бактерий для жизнедеятельности которых необязателен приток кислорода. Данный метод применяют для обезвреживания осадков, образующихся при биологической очистке производственных сточных вод, а также как первую ступень очистки очень концентрированных промышленных С.В. (БПК 4-5 г/дм³), содержащих органические вещества, которые разрушаются анаэробными бактериями в процессе брожения. Виды брожения. спиртовое, пропионовокислое, молочнокислое, метановое и др. продуктами, которого являются: спирты, кислоты, ацетон, газы брожения диоксид углерода, водород, метан. Для очистки сточных вод обычно используют метановое брожение, процесс осуществляется герметически закрытых резервуарах, оборудованных приспособлением для ввода несброженного и отвода сброженного осадка (метатенки). Реакция, протекающая в резервуаре:

(4H₂ A – органическое вещество, содержащее водород).

Естественные и искусственные методы биоочистки

К естественным методам биологической очистки относятся почвенные методы и очистка сточных вод в биопрудах.

1.1. Поля орошения: это специально подготовленные земельные участки, которые одновременно используются для очищения сточных вод и агрокультурных целей: очистка происходит под действием солнца, почвенной микрофлоры, воздуха и под влиянием жизнедеятельности растений.

1.2. Поля фильтрации –предназначены для биоочистки: фильтрующий слой почвы в котором задерживаются взвешенные и коллоидные вещества, образуя в порах грунта микробиальную пленку, которая адсорбирует коллоидные частицы и раствор в сточных водах вещества. Проникающий из воздуха в поры кислород окисляет органические вещества, превращая их в минеральные соединения. 1.3.

1.3. Биологические пруды – в прудах осуществляется, как простая очистка так и более глубокая очистка бытовых и производственных сточных вод. Существуют пруды, как с естественной аэрацией, так и с искусственной. При естественной глубина прудов 1м, они хорошо прогреваются солнцем и заселены водными организмами. При искусственной аэрации происходит продувка воздуха через толщину воду при помощи механических аэраторов и глубина пруда увеличивается до 3м. Применение искусственной аэрации позволяет ускорить процесс очистки сточных вод.

2. Сооружения искусственной биологической очистки

Сооружения искусственной биологической очистки можно разделить на две группы: аэротенки и биофильтры

2.1. Аэротенки – Это- железобетонные аэрируемые резервуары. Активная биомасса в которых находится обрабатываемой сточной воде во взвешенном состоянии. Процесс очистки идет по мере протекания через него аэрируемой смеси сточной воды и активного ила. Аэрация необходима для насыщения воды кислородом и поддержания ила во взвешенном состоянии. Комплексы в состав которых входят аэротенки имеют производительность от нескольких десятков м³ сточных вод в сутки до 2-3млн.м³/сут.

2.2. Биофильтры – сооружения в корпусе которых размещается кусковая насадка (загрузка) и предусмотрены распределительные устройства для сточной воды и воздуха. В биофильтрах фильтрация сточных вод осуществляется через слой загрузки, покрытый пленкой из микроорганизмов. Микроорганизмы биопленки окисляют органические вещества, используя их как источники питания и энергии. Биофильтры целесообразно применять при суточных расходах до 20-30тыс.куб.м./сут.

Типовые схемы очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности

На пивоваренных и солодовенных предприятиях очистка осуществляется в несколько стадий:

· Механическая очистка. Сооружения механической чистки включают решетки для задержания грубых примесей, песколовушки для удаления тяжелых минеральных взвешенных веществ и отстойники различных конструкции для улавливания взвешенных веществ.

· Предусматривает раздельное отведение стоков навозо-, каныго содержащих и жира и инфекционных вод санитарной бойни с обязательной локальной очисткой каждого потока.

· После очистки данные воды сбрасываются в сеть для хозяйственно-бытовых и малозагрязненных вод и поступают на станцию очистки, где проходят механическую очистку ( решетки, песколовки, осветлители-перегниватели ).

· Биоочистка – аэротенки, после дезинфекции сбрасываются в водоем.

· Механическая чистка ( решетки, песколовки, первичные отстойники)

· Камеры для ферментации ила и площадок для его обезвоживания

· Механическая очистка ( двух-, трехкамерные отстойники для жира ). После предварительной очистки сточные воды направляются в центральный жироуловитель (трехкамерного типа ), если жиры сильно эмульгированы, необходимо применять аэрируемые маслотделители. Сточные воды после прохождения центрального жироуловителя еще сильно концентрированны, поэтому их отправляют

· На биологическую очистку – поля орошения, окислительные каналы, активный ил.

В процессе производства образуется большое количество отходов, которые делят жидкие, твердожидкие и твердые:

1. Ж и ТЖ отходы (осадки СВ после обработки, шламы пыли минерального и органического происхождения в системах мокрой очистки газов).

2. Т. отходы ( это отходы металлов, дерева, пластмасс и других материалов, пыли минерального и органического происхождения от очистных сооружений в системах чистки газовых выбросов промышленных предприятий, также промышленный мусор, состоящий из различных минеральных и органических веществ – резина, бумага, песок, ткань, шлак и т.д.

Обработка жидких отходов – осадков сточных вод

В процессе очистки сточных вод образуются осадки объемом 10-40% объема обрабатываемых вод, образующиеся при этом осадки делят на три группы:

1. Осадки минерального состава

2. Осадки органического происхождения

Контролируемые параметры осадков: содержание сухого вещества, содержание беззольного вещества, элементный состав, кажущейся вязкостью и текучестью и гранулометрический состав.

Технологический цикл обработки осадков

Уплотнение — уменьшение влагосодержания осадка, что позволяет снизить затраты при последующей обработке. При уплотнении в среднем удаляется до 60% влаги и масса осадка сокращается в2,5 раза. Для уплотнения используют гравитационный, флотационный, центробежный и вибрационный методы.

Стабилизация – предотвращение загнивания осадков. Достигается минерализацией органического вещества с помощью метанового сбраживания, аэробного окисления, изменения активной реакции среды (подщелачивание), высушиванием.

Кондиционирование – осуществляется реагентным (флотация, коагуляция ) и безреагентным (тепловая обработка, замораживание с последующим оттаиванием, жидкофазное окисление, электрокоагуляция, облучение) методами

Обезвоживание – осуществляется в вакуум-фильтрах, центрифугах, виброфильтрах, фильтр-прессах. Заключительной стадией является термическая сушка.

· Сжигание – (ликвидация) осуществляют в том случае когда сточные воды содержат токсичные вещества или их утилизация нецелесообразна. Процесс сжигания состоит из следующих стадий:

· Сжигание горючей органической части

· Прокаливание остатков углерода

Осадки сжигают в печах кипящего слоя, многоподовых, барабанных, циклонных, и распылительных. К временным мероприятиям по ликвидации осадков относятся сброс жидких осадков в накопители и закачка в земляные пустоты.

Обработка твердых отходов

В подавляющим большинстве случаев твердые отходы должны вывозятся на полигоны, места специально подготовленные (глинистый грунт, глубина 1,5 м). Токсичные промышленные отходы могут складироваться, перерабатываться и нейтрализовываться. Существуют 2 вида специальных полигонов для обезвреживания одного вида (захоронением или химическим способом или комплексные – для обезвреживания различных видов отходов. Переработка твердых отходов на компост.

Выходом из сложившегося положения может стать вторичная переработка отходов – рециклизация. Наиболее широко применяемые технологии: дробление, измельчение (макулатура, текстиль), грохочение, окускование, термическая обработка, обогащение, флотацию, экстрагирование и кристаллизацию, плавление (металл, пластмасс, покрышки) и т.д.

источник

Промышленные сточные воды часто содержат загрязнения, которые образуют гетерогенные системы с различной степенью дисперсности загрязняющих веществ – взвеси, частицы дисперсной фазы которых образованы нерастворимыми в воде твердыми веществами. Для удаления таких частиц из воды используют процессы процеживания, отстаивания, фильтрования, которые составляют сущность методов механической очистки промышленных сточных вод. Механическую очистку как самостоятельный метод применяют в тех случаях, когда получаемую очищенную воду можно использовать в производстве или спускать в природные водоемы. Во всех других случаях механическая очистка служит предварительной стадией перед другими видами очистки сточных вод.

Процессы и устройства механической

Процеживание представляет собой процесс пропускания загрязненной сточной воды через решетки и сита с целью улавливания крупных примесей. Неподвижная решетка выполняется в виде металлической рамы, внутри которой устанавливается ряд параллельных стержней. Решетку ставят на пути движения сточных вод под углом 60 – 75 О . Вода со скоростью 0,8 – 1,0 м/с проходит между стержнями решетки, крупные загрязнения задерживаются на решетке и затем снимаются специальными механическими устройствами. Полученные твердые отходы подлежат дальнейшей переработке. Один из способов их утилизации — обезвоживание на механическом прессе с последующим сжиганием с примесью дешевого топлива.

Для удаления взвешенных частиц с размерами порядка 0,5 – 1 мм применяют сита(барабанные и дисковые). Частицы задерживаются на поверхности сита, затем смываются с нее водой и отводятся в специальный желоб.

Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей и выделения всплывающих примесей. Песколовки, отстойники, осветлители – аппараты для осаждения грубодисперсных примесей.

Песколовки предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей, главным образом песка, с крупностью частиц 0,2 – 0,25 мм. Их устанавливают перед отстойниками. Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали тяжелые минеральные частицы, но не выпадал легкий осадок органического происхождения. По характеру движения воды песколовки разделяются на горизонтальные – с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные – с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым движением воды. Конструкцию песколовок выбирают в зависимости от количества сточных вод, концентрации загрязнений. Наиболее часто используют горизонтальные песколовки. Они представляют собой лоток, состоящий из одной или нескольких секций шириной от 0,8 до 8 м, глубиной до 1,2м. Длина (в метрах) проточной части песколовки равна:

(13)

где — скорость потока при максимальном расходе сточных вод ( не более 0,3 м/с),

— глубина проточной части песколовки, м,

— средняя скорость осаждения частиц песка заданной крупности, которые должны быть выделены в песколовке, м/с.

Определяемая по формуле (13) длина песколовки является рабочей. Для создания равномерных скоростей в песколовке вход в нее выполняют в виде плавного расширения, а выход – в виде плавного сужения. Глубина слоя осадка в песколовке зависит от количества выпадающего песка и от времени между очистками (не более двух дней во избежание загнивания осадка).

Отстойники представляют собой сооружения, в которых из большого объема сточной воды осаждаются или всплывают грубодисперсные примеси. В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они делятся на первичные и вторичные. Первичными называют отстойники перед сооружениями для биохимической очистки сточных вод, вторичными — отстойники, используемые для осветления сточных вод, прошедших биохимическую очистку. По режиму работы различают отстойники периодического действия и отстойники непрерывного действия. По направлению движения основного потока воды различают отстойники горизонтальные, вертикальные, радиальные. В промышленности применяют различные конструкции отстойников.

Горизонтальные отстойники представляют собой прямоугольные резервуары, имеющие два или более одновременно работающих отделения .

Схема горизонтального отстойника.

Вода движется от одной стороны отстойника к другой стороне. Глубина отстойника 1,5 – 4м, длина в 8-12 раз больше глубины, ширина коридора 3-6 м. Поперечный лоток предназначен для обеспечения равномерного распределения сточной воды в отстойнике. Эффективность отстаивания достигает 60%. Получаемый в отстойнике осадок необходимо удалять и обезвреживать. При залеживании осадка в отстойниках в течение длительного периода он загнивает с выделением газов и всплывает.

Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический (или квадратный в плане) резервуар с коническим днищем. Сточная вода подводится по трубе вниз отстойника и движется затем снизу вверх. Осаждение проходит в восходящем потоке жидкости, скорость которого составляет 0,5-0,6 м/с. Высота зоны осаждения 4-5 м.

Сточная вода

Очищенная вода

шлам

Схема вертикального отстойника.

Осветлители применяются для очистки природных вод и для предварительного осветления сточных вод некоторых производств. Используют осветлители со взвешенным слоем осадка, через который пропускается вода, предварительно обработанная коагулянтом. Воду с коагулянтом подают в нижнюю часть осветлителя. Агрегаты коагулянта в виде рыхлых хлопьев захватывают частицы взвеси и поднимаются восходящим током воды на некоторую высоту, образуется слой взвешенного осадка, через который фильтруется вода. Осадок удаляется в осадкоуплотнитель, а осветленная вода поступает на дальнейшую очистку. Конструкции осветлителей весьма разнообразны.

Нефтеловушки и жироловушки. Для выделения из сточных вод всплывающих примесей — нефти, масел, жиров в промышленности используют нефтеловушки и жироловушки. По сути эти приспособления являются также отстойниками, но примеси здесь концентрируются на поверхности водного зеркала, собираются и удаляются из верхней части такого отстойника.

Нефтеловушки применяют для очистки сточных вод, содержащих грубодиспергированные нефть и нефтепродукты при концентрации более 100 мг/л. Нефтеловушки представляют собой прямоугольные вытянутые в длину резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разницы в их плотностях. Остаточное содержание нефтепродуктов в сточной воде 100 мг/л. Для улавливания жиров применяют жироловушки, имеющие конструкцию, по основным элементам подобную конструкции нефтеловушек.

Фильтрованиеприменяют для выделения из сточных вод тонкодиспергированныхтвердых или жидких веществ. Основной конструкционный элемент очистных установок – фильтр, представляющий собой пористую перегородку, проницаемую для воды, но задерживающую частицы дисперсной фазы. В качестве фильтров используют металлические перфорированные листы и сетки из коррозионно стойкой стали или других металлов и сплавов, ткани, керамику. Роль пористой перегородки (фильтра) может выполнять слой зернистого материала – песка, гравия, кокса и др. Материал фильтра должен быть устойчив к воздействию очищаемой воды, термически стоек, механически прочен.

Фильтр с зернистым слоем представляет собой резервуар с дренажным устройством , на котором расположен зернистый слой, через который пропускается очищаемая сточная вода. Загрязнения задерживаются фильтрующим слоем. По конструкции фильтры с зернистым слоем могут быть медленные и скоростные (однослойные и многослойные), открытые и закрытые. Скоростные многослойные фильтры характеризуются большей производительностью и степенью очистки сточных вод. Промывка фильтра проводится чистой водой при подаче ее снизу вверх.

Сточная вода

коагулянт

очищенная вода

Схема очистки сточной воды в скоростном

Микрофильтры представляют собой слой сеток с отверстиями диаметра 40 – 70 мкм. Применяют для очистки сточных вод от волокнистых материалов.В магнитных фильтрах роль фильтрующей перегородки выполняется магнитом, который позволяет удалять из сточных вод ферромагнитные частицы размером 0,5 – 5 мкм.

К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся: коагуляция, флокуляция, сорбция, флотация, экстракция, ионный обмен. Меньше используются такие методы, как диализ, эвапорация, выпаривание, кристаллизация, магнитная обработка, электрокоагуляция, электрофлотация. Физико-химические методы находят наибольшее распространение при очистке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельно, так и в сочетании с другими методами.

Коагуляционная очистка– это метод очистки сточных вод от коллоидных частиц, основанный на свойстве коллоидной системы в определенных условиях терять агрегативную устойчивость. Одним из видов коагуляции является флокуляция, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии , под влиянием специально добавляемых веществ (флокулянтов) образуют интенсивно оседающие рыхлые хлопьевидные скопления (агрегаты).Метод флокуляции применим к очистке производственных сточных вод, содержащих коллоидные частицы размером 0,001 – 0,1 мкм. Сточную воду, содержащую такие частицы, можно рассматривать как устойчивую коллоидную систему, состоящую из дисперсионной среды (жидкость) и частиц дисперсной фазы, несущих определенный электрический заряд. Агрегативная устойчивость обусловлена, главным образом, взаимным отталкиванием частиц, несущих электрические заряды одного знака. Добавление в сточную воду электролита приводит к коагуляции – слипанию – частиц дисперсной фазы с образованием агрегатов, оседающих в поле силы тяжести. Эффективность коагуляционной очистки зависит от многих факторов: состава сточных вод, вида коллоидных частиц, их концентрации и степени дисперсности. Основным процессом коагуляционной очистки производственных сточных вод является взаимодействие коллоидных и мелкодисперсных частиц загрязнений с агрегатами, образующимися при введении в сточную воду коагулянтов. В промышленности находят применение различные коагулянты:

— соли алюминия: cульфат алюминия (глинозем) Al₂(SO₄)₃ ·18H₂O, алюминат натрия NaAlO₂, оксихлорид алюминия Al₂ (OH)₅Cl, алюмокалиевые квасцы [Al K(SO₄)₂·18H₂O ], алюмоамонийные квасцы [Al (NH₄)(SO₄)₂·12H₂O ];

— соли магния: хлорид магния MgCl₃·6H₂O , сульфат магния MgSO₄·7H₂O,

— шламовые отходы и отработанные растворы отдельных производств.

Для очистки интенсивно окрашенных сточных вод расходы коагулянта достигают 1-4 кг/м 3 , объем образующегося при коагуляции осадка достигает 10 – 20% объема обрабатываемой сточной воды. Коагуляционный метод очистки применяется в основном при небольших расходах сточных вод и при наличии дешевых коагулянтов.

Флокулянты – вещества, используемые при коагуляционном методе очистки для повышения плотности и прочности образующихся хлопьев, снижения расхода коагулянтов. В качестве флокулянтов в промышленности применяются оксиэтилцеллюлоза, поливиниловый спирт, кремниевая кислота, полиакриламид, белки и др. Процесс проводят в осветлителях.

Сорбционная очистка – это метод очистки, основанный на поглощении загрязняющих веществ из сточных вод твердым телом или жидкостью. Поглощающее тело называют сорбентом, а поглощаемое вещество – сорбатом.Абсорбция – поглощение вещества всем объемом жидкого сорбента. Адсорбция – поглощение вещества поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента. Сорбция, сопровождающаяся химичесим взаимодействием сорбента с поглощаемым веществом, называется хемосорбцией. Сорбционная очистка может применяться сомостоятельно или совместно с другими методами очистки для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ, а также в целях последующего использования очищенной воды в системах оборотного водоснабжения. Метод применим для очистки сточных вод от ароматических соединений, красителей, углеводородов, слабых электролитов. При содержании в сточных водах только неорганических соединений, а также низших одноатомных спиртов этот метод неприменим. В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные глины, уголь и др. Активность сорбента характеризуется массой поглощаемого вещества на единицу объема или массы сорбента (кг/м 3 , кг/кг).

Процесс сорбции может проводиться в статических и динамических условиях. В соответствии с этим различают статическую и динамическую активность сорбента. Статическая активность сорбента характеризуется максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы сорбента к моменту достижения равновесия при постоянных температуре жидкости и начальной концентрации вещества. Динамическая активность сорбента характеризуется максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы сорбента до момента появления сорбируемого вещества в фильтрате или при пропуске сточной воды через слой сорбента.

Сорбция – процесс обратимый. Сорбат (загрязнение) может переходить из сорбента обратно в раствор (очищаемую сточную воду). Скорости протекания прямого (сорбция) и обратного (десорбция) процессов пропорциональны концентрации вещества в растворе и на поверхности сорбента. Когда скорости этих процессов станут равными, в системе устанавливается равновесие, характеризующееся константой равновесия – адсорбционной константой распределения сорбата между сорбентом и раствором , ее величина при прочих равных условиях зависит от температуры. Одним из основных критериев оценки адсорбционных свойств сорбента является изотерма адсорбции, которая аналитически описывается уравнением Фрейндлиха или Ленгмюра. Обычно изотерму адсорбции для вещества, находящегося в сточной воде, определяют экспериментально. Пример изотермы адсорбции:.

— удельная адсорбция,

– концентрация сорбируемого вещества ,

— равновесная концентрация сорбируемого вещества на сорбенте,

— адсорбционная константа распределения сорбата между сорбентом и раствором.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9949 — | 7468 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник