Методы очистки сточных вод

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………… Методы очистки сточных вод…………………………………………………. 1.Гидромеханические методы очистки сточных вод………………………… 2.Химические методы………………………………………………………….. 3.Физико-химические методы………………………………………………… 4.Электрохимические методы…………………………………………………. 5.Биохимические методы……………………………………………………… Заключение……………………………………………………………………... Список литературы……………………………………………………………..

3 4 6 8 11 16 17 19 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Основными загрязнениями сточных вод являются физиологические выделения людей и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье продуктов питания, кухонной посуды, стирке белья, мытье помещений и поливке улиц, а также технологические потери, отходы и отбросы на промышленных предприятиях.

Бытовые и многие производственные сточные воды содержат значительные количества органических веществ, способных быстро загнивать. А это идеальная питательная среда для массового развития различных микроорганизмов, в том числе патогенных бактерий. Некоторые производственные сточные воды содержат токсические примеси, оказывающие пагубное действие на людей, животных и рыб. Все это представляет серьезную угрозу для населения и требует немедленного удаления сточных вод за пределы жилой зоны  и их очистки.

Выбор наилучших доступных технологий очистки воды является достаточно сложной задачей, обусловленной разнообразием загрязняющих веществ в сточной воде и высокими требованиями, предъявляемыми к качеству ее очистки. Поэтому технологии постоянно модернизируются, устаревшие процессы заменяются новыми, внедряются замкнутые производственные циклы (т.е. промывные воды, подвергшиеся очистке от примесей, возвращаются в технологический процесс, а извлеченные примеси – на захоронение или переработку).

Кардинальное решение проблемы загрязнения воды состоит в разработке экологически безопасных, малоотходных и безотходных процессов и производств, которые избавят природу и населенные пункты от вредного воздействия сточных вод.

Но на данный момент, очистка сточных вод является одной из актуальных тем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методы очистки сточных вод

 

Перед сбросом в водоемы или направлением в замкнутые системы водоснабжения сточные воды подвергаются очистке. Методы очистки сточных вод подразделяются на рекуперационные и деструктивные. Рекуперационные методы предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку всех ценных веществ. При использовании деструктивных методов вещества, загрязняющие воды, подвергаются разрушению путем окисления или восстановления. Продукты разрушения удаляются из воды в виде газов или осадков.

 

Очистные сооружения можно классифицировать следующим образом:

• по гидравлическим условиям работы: проточные, непроточные и комбинированные;
• по режиму работы: непрерывно работающие и периодически работающие;
• по степени разделения категории сточных вод: с полным разделением потоков (хромсодержащие, кислотно-щелочные, циансодержащие, содержащие комплексные соединения и др.), с частичным разделением потоков (общий сток и циансодержащие стоки), без разделения потоков (при отсутствии циансодержащих стоков);
• по характеру работы в системе водного хозяйства: работающие в прямоточной системе, работающие в оборотной (частично замкнутой) системе, работающие в прямоточной системе с повторным использованием воды и работающие в полностью замкнутой (бессточной) системе;
• по месту сброса очищенных сточных вод: со сбросом в производственную канализацию, со сбросом в городскую канализацию, со сбросом в водоем;
• по схеме очистки: одноступенчатые и многоступенчатые, с обессоливанием воды и без обессоливания воды, реагентные, малореагентные и безреагентные;
• по применяемой технологии очистки: нейтрализационные, химической очистки, физико-химической очистки, биологической очистки и комбинированные.

Выбор метода очистки и конструктивное оформление процесса производятся с учетом следующих факторов:

1. санитарных и технологических требований, предъявляемых к качеству очищенных вод с учетом дальнейшего их использования;
2. количества и качества сточных вод;
3. эффективности процесса обезвреживания. 
   

В процессе очистки сточных вод образуются большие массы осадков, которые подвергаются обезвреживанию, обеззараживанию, обезвоживанию, сушке и подготавливаются к дальнейшему использованию. 

Основными методами очистки кислотно-щелочных сточных вод являются:

• механический метод очистки (процеживание, отстаивание, фильтрование и т. д.);
• физико-химический метод очистки (коагуляция, флокуляция, ионный обмен и т. д.);
• химические и электрохимические методы;
• термические методы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гидромеханические методы очистки сточных вод

 

Промышленные и бытовые сточные воды содержат взвешенные частицы растворимых и нерастворимых веществ. Взвешенные примеси (твердые и жидкие) образуют с водой дисперсную систему.

Для удаления взвешенных частиц из сточных вод используют гидромеханические процессы (периодические и непрерывные) процеживания, отстаивания (гравитационное и центробежное), фильтрование. Выбор метода зависит от размера частиц примесей, физико-химических свойств и концентрации взвешенных частиц, расхода сточных вод и необходимой степени очистки.

 

Очистка сточных вод процеживанием и отстаиванием

 

Процеживание

 

Важной и обязательной мерой очистки и подготовки воды для последующей очистки является удаление из сточных вод крупных загрязнений. Для этого в составе всех очистных сооружений проектируются решетки. Они выполняются из ряда металлических стержней, расположенных параллельно друг другу и создающих плоскость с прозорами, через которую процеживается вода.

Для удаления более мелких взвешенных веществ, а также ценных продуктов, применяют сита, которые могут быть двух типов: барабанные или дисковые. Производительность сита зависит от диаметра барабана и его длины, а также от свойств примесей. Сита применяют в текстильной, целлюлозно-бумажной и кожевенной промышленности.

 

Отстаивание

 

Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц.

Как правило, сточные воды содержат взвешенные частицы различной формы и размера. Такие воды представляют собой полидис-персные гетерогенные агрегативно-неустойчивые системы. В процессе осаждения размер, плотность и форма частиц, а также физические свойства системы изменяются. Кроме того, при слиянии различных по химическому составу сточных вод могут образовываться твердые вещества, в том числе и коагулянты. Эти явления также оказывают влияние на форму и размеры частиц. Все это усложняет установление действительных закономерностей процесса осаждения.

Песколовки. Их применяют для предварительного выделения минеральных и органических загрязнений из сточных вод. Конструкцию песколовки выбирают в зависимости от количества сточных вод, концентрации взвешенных веществ. Наиболее часто используют горизонтальные песколовки.

Отстойники. Различают горизонтальные, вертикальные, радиальные, тонкослойные (трубчатые, пластинчатые). В отстойнике каждая частица движется с потоком воды под действием силы тяжести вниз. В отстойнике успеют осесть только те частицы, траектория которых пересекает дно отстойника в пределах его длины.

Осветлители. Их применяют для очистки природных вод и для предварительного осветления сточных вод некоторых производств. Используют, в частности, осветлители со взвешенным слоем осадка, через который пропускают воду, предварительно обработанную коагулянтом.

 

Очистка сточных вод фильтрованием

 

Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тонкодиспергированных твердых или жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки. Выбор перегородок зависит от свойств сточной воды, температуры, давления фильтрования и конструкции фильтра. Фильтровальные перегородки, задерживающие частицы, должны обладать минимальным гидравлическим сопротивлением, достаточной механической прочностью и гибкостью, химической стойкостью и не должны набухать и разрушаться при заданных условиях фильтрования. Для фильтрования используют различные по конструкции фильтры. Основные требования к ним: высокая эффективность выделения примесей и максимальная скорость фильтрования.

 

Процесс фильтрования состоит из трех стадий:

 

1) перенос частиц на  поверхность вещества, образующего  слой;

2) прикрепление к поверхности;

3) отрыв от поверхности.

 

По характеру механизма задерживания взвешенных частиц различают два вида фильтрования: 1) фильтрование через пленку (осадок) загрязнений, образующуюся на поверхности зерен загрузки; 2) фильтрование без образования пленки загрязнений. В первом случае задерживаются частицы, размер которых больше пор материала, а затем образуется слой загрязнений, который является также фильтрующим материалом. Во втором случае фильтрование происходит в толще слоя загрузки, где частицы загрязнений удерживаются на зернах фильтрующего материала адгезионными силами.

 

 

 

Химические методы

 

Основными методами химической очистки производственных сточных вод являются нейтрализация, окисление, восстановление и осаждение примесей.

Химическая очистка может применяться как самостоятельный метод перед подачей производственных сточных вод в систему оборотного водоснабжения, а также перед спуском их в водоем или в городскую канализационную сеть. Применение химической очистки в ряде случаев целесообразно (в качестве предварительной) перед биологической или, физико-химической очисткой. Химическая обработка находит применение также и как метод доочистки производственных сточных вод с целью их дезинфекции, обесцвечивания или извлечения из них различных компонентов. При локальной очистке производственных стоков в большинстве случаев предпочтение отдается химическим методам.

Производственные сточные воды от технологических процессов многих отраслей промышленности содержат щелочи и кислоты. В большинстве кислых стоков содержатся соли тяжелых металлов, которые необходимо выделять из сточных вод.

С целью предупреждения коррозии материалов канализационных очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и в водоемах, а также осаждения из сточных вод солей тяжелых металлов кислые и щелочные стоки подвергают нейтрализации.

Реакция нейтрализации - это химическая реакция между веществом, имеющим свойства кислоты, и основания, которая приводит потере характерных свойств обоих соединений.

При спуске производственных сточных вод в водоем или в городскую канализационную сеть практически нейтральными следу е считать смеси с рН = 6,5-8,5. Следовательно, подвергать нейтрализации следует сточные воды с рН менее 6,5 и более 8,5, при этом необходимо учитывать нейтрализующую способность водоема, а также щелочной резерв городских сточных вод. Из условий сброса производственных стоков в водоем или городскую канализацию следует, что большую опасность представляют кислые стоки, которые встречаются к тому же значительно чаще, чем щелочные (количество производственных сточных вод с рН более 8,5 невелико).