Методы очистки воды

                            Методы очистки сточной жидкости.

Очистка бытовой сточной жидкости производится механическими, биологическими и химическими методами.

  Производственные сточные воды очищают физико-химическими и химическими методами, из которых наиболее часто применяют нейтрализацию, экстракцию и эвапарацию.

  При механической очистке из сточной жидкости удаляют загрязнения, находящиеся в ней в нерастворенном и частично коллоидальном состоянии. Содержащиеся в сточной жидкости отбросы (бумаги, тряпки, кости, очистки от овощей, различные производственные отходы) предварительно задерживаются решетками.

  Загрязнения минерального происхождения (песок, шлак и др.) осаждаются в сооружениях, называемых песколовками.

  Основную массу загрязнения органического происхождения, находящихся во взвешенном состоянии, осаждают из сточной жидкости в отстойниках, которые по своей конструкции и по характеру движения в них сточной жидкости бывают горизонтальные, вертикальные и радиальные.

  Выпадающие в отстойниках  нерастворенные вещества (осадок) периодически  удаляют для последующей обработки.

  Для очистки малых (до 25м/сут) количеств сточной  жидкости  применяют                     также   гнилостные    резервуары    (септики), представляющие собой горизонтальные отстойники, в которых выпадающий осадок  накапливается в течение длительного периода и перегнивает. Кроме того, применяют двухъярусные отстойники, являющиеся комбинацией горизонтального отстойника (верхняя часть) и гнилостной камеры для сбраживания выпадающего осадка (нижняя часть).

  Осадок из горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников с преобладающим содержанием веществ органического происхождения подвергается сбраживанию (разложению) в специальных сооружениях, называемых   метантенками.

    После  сбраживания осадок из септиков, двухъярусных отстойников и метантенков подвергается обезвоживанию, которое осуществляется  путем естественной сушки осадка на открытом воздухе на специальных иловых площадках или искусственными методами – вакуум- фильтрацией, термической сушкой. После отделения воды (обезвоживания) сброженный осадок можно использовать как удобрение.

    Механический метод позволяет выделить из сточной жидкости 60 – 80% нерастворенных загрязнений.

    Типовые схемы сооружений для механической очистки сточной жидкости приведены на рис.

    На схеме 1 изображены септик, иловые площадки, обеззараживание; на схеме 2 – двухъярусные  отстойники, иловые площадки, обеззараживание; на схеме 3 – отстойники, метантенки, иловые площадки, обеззараживание.

    Двухъярусные отстойники целесообразно применять для очистки сточных вод небольших и средних населенных мест при количестве сточной жидкости до 10 тыс. м³/сут.

    При биологической очистке удаляют из сточной жидкости  наиболее мелкие  взвешенные вещества, оставшиеся после механической очистки, и основную часть коллоидальных и растворенных веществ. В результате аэробных биохимических процессов, протекающих при биологических методах очистки, органическая часть указанных веществ минерализуется. В итоге полной биологической очистки получается незагнивающая жидкость, содержащая растворенный кислород и нитраты.

    Биологическую очистку ведут либо в условиях, близких к естественным, либо в искусственно созданных. В первом случае естественная биологическая очистка  сточной жидкости происходит на полях орошения, полях фильтрации и в биологических прудах.

    Во втором случае искусственная биологическая очистка производится на таких сооружениях, как биологические фильтры и аэротенки.

    Осветленную сточную жидкость, получающуюся  в процессе очистки, выпускают в водоем (реку, озеро и пр.) после ее обеззараживания посредством хлорирования.

    В процессе биологической очистки, так же как и механической, получаются большие количества осадка (ила), который направляется в метантенк для сбраживания.

    Для естественной биологической очистки отводят и специально оборудуют поля орошения или поля фильтрации (схема 1). Очистные станции с биофильтрами ( схема 2) сооружают для средних и малых населенных пунктов.

    Очистные станции аэрации с аэротенками (схема 3) строят для отчистки сточных вод крупных городах.

    Обработку осадка из первичных и вторичных отстойников производят в метантенках; затем осадок обезвоживают, т. е. Подсушивают на иловых площадках или в ваккум – фильтрах.

    При химическом методе очистки в сточные воды вводят реагент, способствующий коагуляции и увеличивающий процент задержания нерастворенных веществ. Применяют также нейтрализацию и флотацию. При флотации в сточную жидкость добавляют флотореагенты и воздух, способствующие всплыванию загрязнений.

    Схема 1

                                                                                                                  Выпуск                                                                                                                           

Хлора –

      торная

Контактный

         резервуар

Иловые

     площадки

Схема 2

  Хлора –

   торная

  Контактный

    резервуар

                                                                                                                                             Выпуск

   Решетка и

   песколовка

   Двухъярусные

       отстойники

         Иловые

       площадки

Схема 3                                

                                                                                                         Выпуск

Отстойники

Хлоратор-ная

Контактный

резервуар

Метантенки

Иловые

площадки

Схемы очистки сооружений для механической очистки сточной жидкости

Схема 1                                                                                           Выпуск

Отстойники

поля орошения

          или

поля фильтрации

Решетка и

песколовка

Иловые

площадки

Вторичный

отстойник,

контактный резервуар

Схема 2                                                                                                                               Выпуск

Решетка и

песколовка

Первичные

отстойники

Био-

фильтры

Хлора-

торная

                                                                                           ил

Метантенки

Иловые

площадки

Схема3                                                                                                                                     Выпуск

Решетка и

песколовка

Первичные

отстойники

Аэротенки

на полную

очистку

Вторич-

ные от-

стойники

Хлора-

торная

Контакт-

ные резер-

вуары

Иловая

насосная

станция

                                    Илопровод циркулирующего ила

                             Илопровод избыточного ила 

                                Иловая вода

Механическое

обезвоживание

ила на ваккуум-

фильтрах

Метан-

тенки

Схемы очистных сооружений для биологической очистки сточных жидкостей

Производственные сточные воды в зависимости от вида производства бывают различного состава. Чтобы правильно выбрать метод их очистки, предварительно нужно определить кислотность, щелочность, БПК и другие свойства сточной жидкости.

  Некоторые сточные воды можно очищать теми же методами, которые были описаны выше. Так, механическую очистку предусматривают в тех случаях, когда сточные воды содержат в основном минеральные примеси, биологическую – при наличии примесей органического происхождения.

  Если указанные методы не эффективны, прибегают к химическим или физико-химическим методам очистки.

Химические методы очистки сточной жидкости.

  Химические методы очистки заключаются в выделении загрязнений путем химических реакций между загрязнениями сточных вод и реагентами. К таким реакциям относятся: реакции окисления и восстановления, в результате которых происходит перевод загрязнений в новые соединения, обладающие способностью выпадать в осадок, выделяться в виде газов. Наиболее часто применяют нейтрализацию, иногда в сочетании с коагуляцией.

  Процесс коагулирования состоит в добавлении к сточной жидкости реагента, способствующего быстрому выделению из нее мелких взвешенных веществ, которые при простом отстаивании не осаждаются. Реагент (коагулянт) обычно добавляют в сточную жидкость  до ее направления в отстойники.

  В качестве коагулянта применяют полиакриламид, железный купорос FeSO4, сернокислый глинозем Al2(SO4)3. Коагулянт вводят в виде раствора крепостью 6-10%. Сточная жидкость, смешанная с раствором коагулянта в смесителе ершового или перегородчатого типа, направляется в отстойник, в котором происходит осаждение взвешенных веществ.

  В качестве стимулятора процессов коагуляции применяют полиакриламид.

  Нейтрализация сточной жидкости происходит при ее химическом взаимодействии с веществами, при дающими воде нейтральную реакцию. Производственные сточные жидкости от шахт, химических, машиностроительных, металлургических, нефтеобрабатывающих и других заводов содержат повышенное количество кислот или щелочей.

  Спускать эти жидкости в водоемы разрешается при условии снижений кислотных или щелочных загрязнений до допустимых концентраций водородных ионов рH. При нейтральной реакции рH = 7, при кислотной рH ≤ 7, и щелочной рH > 7.

  При нейтрализации производственных сточных вод следует учитывать количество взаимно нейтрализующих кислот и щелочей, а также щелочной резерв или водоемов, в которые эти воды сбрасываются.

  Нейтрализацию кислых или щелочных вод можно осуществлять следующими способами: 1)смешиванием кислых и щелочных сточных вод перед спуском их в канализационные сети;

                    2)смешиванием сточных вод с реагентом в пропорциях, необходимых для нейтрализации;

                    3)фильтрацией сточных жидкостей через нейтрализующие материалы;

                    4)использованием активной реакции городских сточных жидкостей или водоемов.

  Если нейтрализацию  жидкостей производят путем фильтрации, то в качестве фильтрующего материала применяют известняк, мрамор и доломит. Обычно этот способ используют для нейтрализации солянокислых  и азотнокислых, а также сернокислых вод при содержании в сточной жидкости не более 5 г/л серной кислоты.

  Для перемешивания кислых и щелочных сточных жидкостей строят специальные резервуары – усреднители, в которых происходит взаимная нейтрализация сточных жидкостей. В качестве усреднителей могут быть использованы пруды, рассчитанные не менее чем на суточное пребывание в них сточной жидкости.

   Нейтрализацию путем добавления реагента производят тогда, когда смешивание сточных жидкостей и использование активной щелочности водоема не приводят к необходимым результатам, т. е. сточная жидкость остается кислой или щелочной. В этом случае окончательную нейтрализацию осуществляют путем добавление реагента.

  Контакт реагента со сточной жидкостью, необходимый для завершения реакции, осуществляется в специальных камерах реакции – нейтрализаторах. Нейтрализатор может быть совмещен с отстойником.

Физико-химические методы очистки сточной жидкости

   К физико-химическим методам очистки сточной жидкости относятся: экстракция,  сорбция, эвапорация, кристаллизация, флотация, ионный обмен, электролиз, электродиализ, использование гидроэлектрического эффекта и т. д.