Методы очистки сточных вод: обзор основных способов

Водоснабжение

Чистые сточные воды

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной очистки был бы настоящей экологической катастрофой.

Поскольку химический состав отходов с развитием технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Классификация

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязняющих веществ в сточных водах невозможно создать универсальный метод их обезвреживания и удаления.

Поэтому в очистных сооружениях используется целый комплекс методов, каждый из которых ориентирован на работу с той или иной группой веществ.

Все эти техники можно разделить на несколько категорий:

  1. Механик.
  2. Химический.
  3. Биологические и биохимические.
  4. Физика и химия.

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

Методы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется утилизация отбросных масс. См ниже информацию о физико-химических методах и других методах очистки сточных вод.

Химические методы очистки сточных вод

Основан на использовании химических веществ, в результате чего происходит один из трех процессов:

  1. Нейтрализация: Этот метод предназначен для нейтрализации кислот и щелочей в безвредные вещества. Эти загрязняющие вещества необходимо очищать при очистке сточных вод промышленных предприятий. Если имеются как кислотные, так и щелочные стоки, их можно нейтрализовать простым смешиванием. Для нейтрализации кислых вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации этого метода компании устанавливают фильтры и различные приспособления.
  2. Окисление: Окислению подвергаются те виды загрязнений, которые невозможно нейтрализовать каким-либо другим способом. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
  3. Восстановление: с помощью этого метода можно нейтрализовать соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые легко извлекаются. Реагентами являются диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.
Интересно:  Винтовой насос: принцип работы и область применения

Водоподготовка в доме

Промышленная очистка воды

Обеззараживание очищенной воды проводят газообразным хлором или хлорной известью.

Биохимический

В рамках этой методики, помимо химических реагентов, используются различные микроорганизмы, потребляющие в качестве пищи органические загрязнители. Очистные сооружения по этому принципу можно разделить на две группы:

  1. Работающие в естественных условиях: это могут быть резервуары (биопарды), либо «земные» сооружения (поля орошения и поля фильтрации), в которых осуществляется доочистка грунта сточных вод. Эти станции имеют низкий КПД, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
  2. Работа в искусственных условиях – искусственно создавая более комфортные условия для микроорганизмов можно значительно повысить эффективность очистки.

Структуры, включенные в эту последнюю категорию, делятся на три типа:

  • аэротенки;
  • биофильтры;
  • воздушные фильтры.

Парящий танк

Система анаэробной очистки с последующей обработкой МБР

Биофильтр представляет собой установку, в которой имеется фильтрующий слой из керамзита, шлака, гравия или подобного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Воздушный фильтр устроен аналогично, но обеспечивает принудительную подачу воздуха к фильтрующему слою. Это позволяет увеличить его вместимость до 4 м и сделать процессы окисления значительно интенсивнее.

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

Биологический

Дистиллированная вода

Для очистки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. Она отличается от биохимии только отсутствием химических веществ.

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

Если они работают в здании с искусственными условиями, или в биопруде, воздух в канализацию необходимо накачивать с помощью компрессора. Менее дорогими, но и менее продуктивными являются анаэробные бактерии, не использующие кислород.

Для повышения степени биологической фильтрации очищенные стоки проходят доочистку. В большинстве случаев используются многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используются микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно фильтровать активированным углем или другим сорбентом, либо использовать химическое окисление, например, озоном.

Интересно:  Кладка кирпичных колодцев

При биологической очистке вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфорным и аммонийным азотом.

Если такую ​​воду залить в природный водоем, то эти элементы вызовут «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг дает появление 115 мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Процесс биологической очистки

Биологическая очистка воды в компании

Для удаления азота используются два метода:

  1. Физико-химические: вода подвергается известкованию, за счет чего ее рН повышается до 10 — 11 единиц. Образовавшийся аммиак удаляют в градирнях отдувкой воздухом.
  2. Биологический.

Биологический метод проводится поэтапно:

  • Сначала с помощью специальных бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
  • Затем жидкость поступает в герметичную емкость-денитрификатор, где бактерии, не имеющие доступа к воздуху, разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот), выделяя необходимый для жизни кислород.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор реагирует с образованием осажденных соединений.

Физические и химические методы очистки

В эту категорию входят следующие методы:

  1. Коагуляция – в сточные воды добавляются специальные реагенты, так называемые коагулянты и флокулянты. Его действие сопровождается рядом эффектов: растворимые загрязнения могут превращаться в нерастворимые хлопья, которые удаляются процеживанием; опасные компоненты разбиты на другие безопасные; изменяется реакция массы отходов, например, с кислой на нейтральную.
  2. Метод ионного обмена: чаще всего используется для смягчения воды. Суть метода заключается в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения магния и кальция) «безвредными», например, натрия.
  3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В массу отходов подается воздух, образуя множество пузырьков. Частицы нефтепродуктов имеют свойство прилипать к этим пузырькам, из-за чего они появляются на поверхности в виде пены. Его можно удалить с помощью специальных скребков или подняв уровень воды, при этом сама пена будет стекать в приемный лоток.
Интересно:  Угольный фильтр своими руками: порядок изготовления

Очистка воды

Процесс физико-химической обработки воды

Если загрязнения не обладают достаточной «липкостью», ее стимулируют введением специальных реагентов.

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

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

Механические и физические методы

Механически избавиться от нерастворимых включений. В большинстве случаев этот этап является предварительным и применяется в комплексе с другими видами лечения. Данная методика включает три этапа.

Поселок

Также известна как гравитационная очистка. При отстаивании на дне скапливаются примеси с плотностью большей, чем у воды, а легкие всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для промышленных сточных вод: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироуловители), масло (нефтеуловители), смолы (смолоуловители). Раньше для очистки хозяйственно-бытовых стоков использовались и отдельные жироуловители, но сегодня их роль возложена на специальные устройства, которые оснащены отстойниками.

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

Осаждение воды

Гравитационный отстойник

В силу особенностей технологии только 80% примесей, поддающихся такой очистке, удается выделить гравитационным методом очистки. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать осаждение более эффективным, используются такие методы, как интенсивная очистка фильтров, биокоагуляция и предварительная аэрация (иногда с избытком ила или без него).

Осадок, содержащий большое количество яиц гельминтов и патогенных бактерий, подвергают дальнейшей обработке анаэробными микроорганизмами в септиках и метантенках.

Тугой

Для фильтрации крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки фильтруют через решетки и экраны, установленные на его пути.

Фильтрация

Метод аналогичен процеживанию, но направлен на удаление примесей из более мелких фракций.

Вместо сит применяют матерчатые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микрофильтры, представляющие собой барабан, оснащенный сеткой. Отфильтрованные примеси промываются в улавливающем бункере струей воды, поступающей из специальных форсунок.

Связанное видео

Оцените статью
SV-Aqua.ru