Методы очистки сточных вод

Сточные воды в силу своей загрязненности нуждаются в дополнительной очистке перед попаданием в водоемные системы. Различают несколько степеней и методов очистки сточных вод. Об их характеристике, преимуществах и недостатках поговорим далее.

Оглавление:

1. Химические методы очистки сточных вод и особенности их проведения
2. Биологические методы очистки сточных вод и их характеристика
3. Свойства и описание физико-химических методов очистки сточных вод
4. Механические методы очистки сточных вод и их применение

Химические методы очистки сточных вод и особенности их проведения

Различают несколько вариантов очистки сточных вод с помощью применения химии. Среди них отметим:

• обеспечение нейтрализации;
• окислительное воздействие или метод химиоэлектрической обработки;
• способ восстановления.

Чаще всего химический способ очистки является актуальным перед использованием биологического метода или перед выполнением очистительных мероприятий.

Предлагаем ознакомиться со способом нейтрализации, используемым для очистки воды. Так как в сточных водах содержится большое количество минеральных компонентов, перед началом сбрасывания их в водоем, производится нейтрализация данных веществ.

Различают несколько вариантов проведения этого процесса. Прежде всего, это комбинация между собой кислой и щелочной среды. Также в данные составы добавляют реагенты, кислые газы или щелочи. Однако, следует учесть тот факт, что нейтрализация является процессом, в следствие проведения которого существует риск образования осадков.

Чтобы нейтрализовать сточные воды, рекомендуется использование цемента, доломита, гидроксида кальция, известняка. Кроме того, в процессе нейтрализации используются отходы от металлургической промышленности в виде разного рода шлаков.

Для выбора того или иного реагента следует тщательно изучить состав воды, и определить количество тех или иных веществ в ее составе. Чаще всего, сточные воды, после изучения их состава, разделяют на такие группы:

• среда, в которой содержится слабая кислота;
• наличие сильной кислоты в водах;
• наличие серной или сернистой кислоты.

Если для нейтрализации используется известковые молочные вещества, то в процессе обработки вод серной кислотой, в осадке остаются вещества на гипсовой основе. Для того, чтобы нейтрализовать щелочные воды, следует использовать кислоту, она помогает провести тщательную очистку вод не только от загрязнителей, но и от газообразных составов.

Для того, чтобы сократить использование свежей воды и использовать воду еще раз, используется ее нейтрализация с помощью дымового газа.

Вторым методом очистки сточных вод является окисление. С помощью данного метода удается обезвредить промышленные сточные воды и избавиться от токсичных примесей, находящихся в их составе. Другие способы очистки не способны избавиться от данных веществ, таких как сероводород или сульфид.

Для того, чтобы произвести очистку вод, потребуется наличие окислителей в виде газообразного хлора, диоксида хлора или гипохлоритов. При проведении очистительных работ образуются вещества с низкой степенью токсичности, которые после, удаляются из воды.

Для того, чтобы определить активность окислителей, следует вычислить окислительный потенциал. Одним из самых эффективных окислителей - вещество на основе фтора, однако он отличается высокой агрессивностью и практически не применяется в современной очистке.

Довольно распространенным способом является применение активного хлора. С их помощью удается очистить воду от сероводородных, гидросульфидных, цианидовых или фенолаовых веществ. После контактирования хлора с водой происходит образование хлорноватистой и соляной кислот. Цианиды актуальны лишь в том случае, если среда отличается высоким уровнем щелочности.

Если сточные воды характеризуются высоким уровнем аммиака в их составе, то для их очистки также используется хлор.

Еще одним вариантом химического окисления является введение озона. Данное вещество отличается высокой силой и способно разрушить в водной среде большинство естественных соединений, веществ и примесей. Кроме того, с помощью окисления озоном удается обесцветить воду, устранить неприятный ее запах и улучшить вкусовые качества. С помощью озона удается окислить вещества как природной, так и неорганической природы. С помощью озонирования удается избавиться от таких элементов как фенол, мышьяк, цианид, красители, пестициды. В процессе обработки сточных вод с помощью озона, она обеззараживается за считанные минуты времени, в отличии от обработки хлорсодержащими составами.

Для того, чтобы повысить качество очистки сточных вод с применением химических методов используется комбинация тех или иных способов очистки. Так, например, озон используется вместе с ультразвуком или ультрафиолета. Применение ультрафиолета увеличивает действие на воду озона в несколько десятков раз.

Если планируется очистка небольшого количество воды от соединений неорганической и органической породы, то целесообразно использовать метод электрохимии. В данном случае, используются вещества в виде угля, графита, магния. Электрохимия и качество очистки воды определяется плотностью подаваемого тока. Для того, чтобы продукты электролиза между собой в дальнейшем не смешивались, следует использовать диафрагму, выполненную из керамики, асбеста или полиэтилена.

При использовании очистки анодного типа природные вещества удаляются из воды. Для того, чтобы достигнуть большего результата в окислении, следует также использовать минеральную соль. Кроме того, самым эффективным станет хлорид натрия, который позволяет быстро выполнить окисление.

Окисление радиационного типа предполагает выполнение радиолиза, который позволяет быстро очистить сточные воды от природных соединений. Однако, применение данных веществ довольно опасно, поэтому данный метод очистки используется редко.

Биологические методы очистки сточных вод и их характеристика

В местах проживания людей, то есть в жилых районах, чаще всего применяется биологический способ очистки сточных вод. Данный метод способен перерабатывать сточные воды как от одного или нескольких частных домов, так и от густонаселенных районов города.

В процессе биологического воздействия на сточные воды происходит образование активного ила. Именно в данном веществе находится очень много микроорганизмов. На вид данные вещества имеют форму хлопьев белого цвета и состоят из неорганических частиц.

В составе сточных вод наблюдается наличие неоднородных компонентов. Чаще всего, в сточных водах можно наблюдать вещества природного происхождения, жировые кислоты, ПАВы, которые являются основным составляющим бытовой химии. Вода, в которой присутствуют органические вещества является отличным местом для размножения разного рода микроорганизмов.

Очищение воды с применением биологических методов основываются на систем, которая принудительно нагнетает воздух. При этом, насыщение сточных вод кислородом приводит к стимуляции и росту бактерий аэробного типа. Далее с помощью данных микроорганизмов происходит окисление отходов и природных веществ, имеющихся в воде. Таким образом, вода избавляется от гнили и неприятного запаха.

Существует несколько основных этапов очищения сточных вод с помощью биологического метода:

1. Начальный этап очистки. Попадание сточных вод в специальный отсек - обеспечение механической и биологической очистки. Фильтрация от крупных частиц.

2. Комбинация с иловыми компонентами. Специальный насос обеспечивает взаимодействие вод с илом и их окисление. В таком случае, удается полностью избавиться от природных компонентов в составе воды.

3. Процесс отделения иловых веществ. Далее следует процесс поступления воды в отдельно отведенное для нее место. Данный резервуар напоминает перевернутую пирамиду. При этом, происходит оседание массы на дне и выведение чистой воды. Ранее образованный ил используется повторно для очистки следующей партии воды.

В результате системы очистки сточных вод биологическим методом образуются такие вещества:

• технические воды - вещество, которое образовалось в результате воздействия на сточные воды иловых компонентов, при этом степень очистки воды составляет около девяносто девяти процентов, вода в итоге отличается прозрачной и чистой структурой, в ней полностью отсутствует неприятный запах, вода в дальнейшем используется при поливе растений, для дренажа;
• образование стабилизированного ила позволяет использовать его еще несколько раз для очистки воды, далее ил удаляется из очистной системы и применяется в качестве биологического удобрения.

Свойства и описание физико-химических методов очистки сточных вод

Применение данного метода очистки сточных вод позволяет удалить из нее твердо- и жидковзвешенные вещества. Различают несколько вариантов технологии очистки сточных вод данными методами, предлагаем с ними ознакомиться:

1. Метод коагулятивной очистки - в данном случае, в сточные воды вводятся специальные вещества, такие как крупицы железа, аммоний, медные составляющие и т.д. После этого в воде образуются осадочные вещесвтва в виде хлопьев, далее следует процесс их удаления. С помощью данного метода удается очистить сточные воды промышленных отраслей, связанных с химией, нефтепереработкой, целлюлозой и текстилем. Сточные воды, которые очистили с помощью данного метода, отличаются высокой стойкостью к загрязнениям. Результативность очистки составляет до девяносто пяти процентов. В некоторых случаях, в воду вводят железные или алюминиевые электроды. Таким образом, удается ионизировать воду.

2. Способы очистки сточных вод флокулятивным способом- это взаимодействие между флокулянтами и частицами, находящимися в воде. С помощью данного способа удается интенсифицировать процесс хлопьеобразования. Кроме того, флокулянты значительно повышают степень очистки воды и сроки ее проведения. Для выполнения данного процесса следует пройти несколько этапов:

• дозировать сточные воды;
• добавить реагенты;
• избавиться от хлопьев.

3. Схема очистки сточных вод адсорбцией - процесс поглощения определенными веществами других веществ, которые загрязняют воду. Для использования данного способа используют вещества в виде активированного угля, торфяного вещества, силикагеля. Данный метод очистки позволяет очистить воду от содержания в ней фенольных веществ, красителей или разного рода нитратных соединений. Использование адсорбции имеет такие преимущества:

• очистка воды от разного рода веществ;
• быстрота проведения работ;
• возможность рекуперации;
• высокое качество очистки.

Различают два варианта адсорбционной очистки, при выполнении первого вещества с помощью которых проводили очистку также безвозвратно уничтожаются, как и вещества, загрязняющие воду. Во втором варианте: вещества для очистки воды отделяются от загрязнителей и используются в дальнейшей очистке. Уровень очистки воды составляет от восьмидесяти до девяносто пяти процентов. Самым распространенным очистительным веществом является активированный уголь, вода фильтруется через слой из данного материала.

4. Для того, чтобы избавиться от поверхностно активных веществ используется метод флотации. Внутри воды образуются пузырьки воздуха, которые выдвигают данные вещества к верху, там и проходит их удаление.

Механические методы очистки сточных вод и их применение

Данный вариант очистки уместен в том случае, если техническая вода будет поддаваться повторному использованию. С помощью механического дистиллирования воды удается избавиться от химических веществ различного состава. Среди методов очистки сточных вод следует выделить:

1. Способ процеживания.

Вода поддается прохождению через поверхность решеток ячейкоообразного типа. С помощью стальных решеток удается задержать вещества химического и биологического происхождения, находящиеся в воде. Для повышения производительности очистительных сооружений, вода в них подается под давлением.

2. Выполнение фильтрования.

Пропускание воды напорного или безнапорного типа через систему фильтров в основе которой лежит использование пористых материалов. В качестве наполнителей выступают вещества в виде активированного угля, песка, гравия мелких металлических частей, стекло-пластиковых изделий. Фильтрация бывает двух видов: тонко и грубой очистки.

3. Способ отстаивания.

Суть данного метода состоит в разделении воды в определенных камерах, в которых происходит оседание мелких и крупных частиц воды. Камеру наполняют водой далее ее отстаивают. В качестве отстойника чаще всего используют песколовку. Процесс отстаивания занимает от нескольких часов до нескольких дней.

4. Применение дисковых фильтров.

В таком случае, удается образовать целую фильтрационную систему, с более высокой производительностью, нежели применение обычных фильтров. Кроме того, дисковые фильтры более прочны в работе, легко очищаются и имеют более длительный срок эксплуатации.