Методы очистки сточных вод

Сточные воды
Сточные воды

Характеристики загрязняющих веществ в сточных водах

Самыми распространенными причинами неудовлетворительного функционирования очистных реакторов являются:

  • неправильный подбор метода обработки, который не обеспечивает удаление каких либо специфических загрязнений, характерных для данного стока
  • не достаточно хорошо организованная эксплуатация ОС
  • использование неэффективных, устаревших с технологической точки зрения, процессов. В различных сферах деятельности человека образуется перечень самых разнообразных отходов
  • К каждому необходим свой подход для их исключения и дальнейшей переработки. Более подробно рассмотрим загрязняющие вещества некоторых отраслей промышленности.

    Сточные воды
    Сточные воды
    1. Нефтехимические предприятия добавляют значительное количество плавающих веществ – нефтепродуктов, фенолов, АПАВ, а также тяжелых металлов, взвешенных веществ. Данные соединения меняют структуру воды, уменьшая насыщение ее кислородом, увеличивая вязкость.
    2. Целлюлозно-бумажное производство сбрасывает древесное волокно, красители, фенолы, лигнин, кроме этого характеризуются высоким содержанием взвешенных веществ. Попадающие в водные акватории древесные компоненты постепенно там разлагаются, выделяя при этом нездоровые газы, такие как метан, сероводород, диоксид углерода. Доступ кислорода в водный бассейн затрудняется, что ведет к гибели живых организмов.
    3. Текстильная промышленность продуцирует стоки, содержащие в своем составе совокупность труднорастворимых органо и минеральных комплексов. В них находятся натуральные и синтетические волокна, краски и т.п., которые характеризуются высокими цветностью и щелочностью. В химический состав красителей входят токсичные элементы (Cu, Zn, Pb, Cr, Ni, ионы твердых металлов) накапливаясь в биоценозах, приводят к изменению всех ферментативных реакций в них. Пенообразующие вещества затормаживают аэрацию водной среды.
    4. Пищевая отрасль характеризуется высоким содержанием органических веществ, как в растворимом виде, так и в форме взвесей. Так, сбрасываемые убойными цехами мясных фабрик стоки характеризуются значительным присутствием кровяных масс, жирных частиц, остатков шкуры, шерстяных покровов, биогенных элементов. А сливы с молочного и маслосыродельного производства не стабильны по составу и включают белковые вещества, углеводы, жиры, которые легко загнивают и закисают, понижая щелочность сред. Для них характерно наличие мутности, которую дают творожистые взвеси и сырные крошки. Так же присутствуют различные соли, в основном хлориды. На птицефабриках же часто наблюдается присутствие пера и пуха, имеющих в составе растворенные кератины, а также нитратные и фосфатные группы.
    5. Рыбоперерабатывающие заводы тоже сбрасывают много органики биологически легко окисляемой. Например, рыбий жир, включающий ненасыщенные жирные кислоты, а так же небелковые азотистые группы и клетчатку, которые более устойчивы к биоокислению. Любое из пищевых производств так же добавляет в стоки песок, частички глины, фосфаты и АПАВ от мойки оборудования или помещений. Сточные воды от спирт заводов имеют низкую активную реакцию среды, отличаются неравномерностью притока и колебаниями загрязненности вследствие залповых сбросов, а так же содержат большое количество грубодисперсных, коллоидных и растворенных легко загнивающих органических загрязнений.
    6. Сточные воды сельскохозяйственных производств – причина органических загрязнений водоемов растительными волокнами, остатками плодов и овощей, фекальными массами, которые содержат большое количество вирусов, грибов, бактерий и пагубно влияют на экосистему, подрывая ее способность к самоочищению. Ядохимикаты, минеральные удобрения, попадающие в воду с полей во время межсезонных процессов, – все это, так же, колоссально загрязняет водоемы.
    7. Хозяйственно-бытовые стоки городов представляют не меньшую угрозу. Синтетические моющие препараты, болезнетворные бактерии, гельминты производят кардинальное воздействие на микрофлору акваторий.
    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами

    Методы очистки сточных вод

    Во всех выше перечисленных отраслях промышленной деятельности можно выделить две основные группы загрязняющих веществ: нерастворимая и растворимая. Первая очищается механически, а вторая физико-химически и биологически. Рассмотрим эти способы.

    Механический метод очистки

    Первоначальный этап - изъятие нерастворимых фракций различного происхождения. Для мех очистки применяются отстойники различных видов – механизированные решетки, жиро маслоотделители, нефтеловушки, песколовки, центрифуги.

    Механизированные решетки

    На них задерживаются пух, перо, частички тушек животных, волокна, чешуя, сгустки крови, кора и т.п. Причем для различного рода СВ существует разделение по установке конкретного типа решеток. Барабанные решетки из трехгранного профиля применяются в «пищевке», которая отличается наличием жировых компонентов. Тонкая фракция отлично отделяется из дисперсионной среды, при предварительном удалении крупных отбросов на решетках с прозорами 10-16 мм. Жировая пленка смывается при помощи разбрызгивания на нее горячей воды из специальных форсунок. Отделение мех примесей деревообработки, хозбытовых сливов достигается на ступенчатых решетках за счет небольших отверстий, а также создания на ступенях дополнительного фильтровального слоя из пойманных отбросов. Принцип действия состоит в пропуске стока через комплект ступенчатых пластин. Благодаря круговым движениям подвижных конструкций, задержанный шлам постепенно поднимается по ступеням вверх и сбрасывается в мусорный контейнер.

    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами

    Отстойники

    Процесс отстаивания предполагает расслаивание дисперсионной среды на определенные слои – верхний (плавающие пленки), средний – водная среда, нижний – тяжелая масса (оседающие частички). Бывают вертикальные и горизонтальные отстойники, применяемые для выделения основной массы взвешенных и коллоидных элементов.

    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами

    Осаждение и удаление механических включений на стадии отстаивания предотвращает их гидролитическое разложение, загнивание и дополнительное загрязнение растворенными и коллоидными ОВ на дальнейших этапах очистки. Отстойные резервуары часто усовершенствуют путем установки в них тонкослойных модулей, позволяющих перемещать образующиеся хлопья осадка под действием силы тяжести в межплоскостном пространстве к коническому днищу. Из осадочной части шлам откачивается с помощью насосного оборудования на его механическое обезвоживание.

    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами

    Удаление нефти, жиров и масел происходит в отстойниках специального назначения. Их принцип действия основывается на разности удельных масс и коалесцентном принципе, который заключается в устройстве пластин из специальных материалов, обладающих олеофильными свойствами. Таким образом, взвешенные фракции нефти притягиваются поверхность пластин, вода же, наоборот, отталкивается. С целью повышения эффективности очистки желательно предусматривать ввод коагулянта, что создает наиболее благоприятные условия для удаления основной массы нерастворенных компонентов. При этом с осадком удаляется и часть нефтепродуктов.

    Гравитационный принцип разделения фаз, когда частицы масла и жира поднимаются на поверхность, используется в жироуловителях. Они состоят из нескольких отсеков. В первом - происходит осаждение тяжелых составляющих, а во втором – всплытие легких масс.

    Песколовки

    Используются для выделения минеральных составляющих. Так широко применяемые тангенциальные песколовки имеют касательный подвод воды, что обеспечивает вращательное движение (на периферии вода движется вниз, а в центре - вверх). Скорость его невелика, поэтому песок осаждается в конусе и периодически выгружается на песковую площадку или в песковой бункер с последующей утилизацией. Осветленная вода отводится на следующую стадию очистки.

    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами

    Центрифуги

    В основе процесса заложен принцип отделения частиц от жидкой фазы под действием центробежных сил, образующиеся при вращательном движении потока в аппарате.
    Центрифуга

    Физико-химический метод обработки

    Реагентное направление

    Ввод коагулянтов в систему позволяет производить агрегацию мелких частичек, которые адсорбируются на образующихся нерастворимых хлопках гидроксида и с большой скоростью выпадают на дно ОС. Для снижения расхода дорогостоящих препаратов необходима добавка флокулянта. При этом уменьшается продолжительность коагуляции.

    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами

    Большинство загрязнителей в производственных сливах имеют устойчивую молекулярно-гидратную оболочку и прочно связаны с водой. Для разрушения связей необходимо изменить заряд частиц. АL- и F e - содержащие соед-ия обладают положительным, а коллоиды – отрицательным, что приводит к нейтрализации заряда и их взаимодействию. С помощью данных препаратов из жидкости убирается мутность и цветность. Особенно актуален этот процесс для стоков текстильных и целлюлозно-бумажных заводов, содержащих множество красителей-токсичных и биохимически трудно окисляемых веществ. Эффект обесцвечивания может достигать при этом до 95%

    Центрифуга

    Напорная флотация

    Для исключения из стоков тонкоэмульгированных нефтепродуктов, жировых эмульсий, АПАВ, а также части растворенных в воде органо соединений применяется напорная флотация совместно с реагентной установкой. Способ основывается на возникновении сочетания «пузырек газа-частичка». В зависимости от структуры отделяемого вещества, можно распределить их на три группы:

  • Твердая фаза с гидрофобными свойствами(капельки масла, жир и т.п.), отделяется уже при создании в водной среде крупных пузырьков
  • углеводы, белки с гидрофильной поверхностью – выводятся при помощи сжатого воздуха, т.е мельчайших образований газа
  • хлопьевидные примеси – удаление их происходит, только при условии воздействия СВ на разветвленную систему хлопьев. При введении в систему очистки воздуха загрязнения удаляются не только путем соединения с газовыми образованиями, но и при биологическом разложении.
  • При флотации хорошо зарекомендовали себя следующие реагенты: коагулянт «Аква-Аурат18» и флокулянт «ВПК-402». Эффективность при этом по БПКп и ХПК составляет ориентировочно 40-50%, жирам – 80-85%.

    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами

    Сорбция

    Необходима для глубокого изъятия из воды нефтепродуктов, присутствующих в тонкоэмульгированной и растворенной формах, а также для устойчивых ОС, характеризующиеся показателем ХПК, катионов Мет. На сегодняшний момент используют самые разнообразные материалы: уголь, керамзит, цеолиты. Сорбирующий элемент загружается в специальные блоки в один или несколько слоев. Наиболее часто для доочистки сточных вод НПЗ применяют ГАУ.

    Центрифуга

    Он имеет высокую химическую стойкость и механическую прочность, обладает высоким коэффициентом фильтрации. В процессе восстановления сорбционной емкости сорбента «МИУ-С» по нефтепродуктам с помощью щелочной регенерации одновременно частично восстанавливается его сорбционная емкость по ионам металлов. Для дополнительной регенерации обменной емкости по ионам Ме при технологической необходимости может использоваться раствор NaCl.

    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами

    Биологическая очистка

    Она заключается в переработке загрязнений микроорганизмами активного ила и последующем разъединении прореагировавшей смеси. Механизм процесса состоит из нескольких стадий:

    • сорбционное накопление ЗВ на поверхности биомассы
    • расщепление высокомолекулярных ОВ за счет внешних ферментативных воздействий до молекул небольших размеров и проникновение их внутрь клетки
    • реакции с внутренними ферментами клетки, сопровождающиеся окислением НМВ до Н2О, СО2 и синтезом новых КВ

    Анаэробные реакторы

    Анаэробные процессы необходимы для перевода трудно окисляемых веществ до легко усваиваемых на следующей аэробной зоне. Часть органики подвергается деструкции, а остальная используется на прирост биомассы. Часто такие аппараты проектируются в две ступени. В первую, цилиндрическую емкость, организуется рецикл иловой смеси, для наращивания концентрации биоценоза. Перемешивание организуется мешалками или насосным оборудованием. Вторая, оборудована, конусным днищем, где происходит накопление осадка. На этой ступени наблюдается до окисление ОВ, а также осаждение и уплотнение скопления микроорганизмов.

    Анаэробные реакторы

    Аэробные сооружения

    В ходе аэробной очистки растворенные органо комплексы, а также не осаждающиеся ТД составляющие переходят в биомассу АИ. В таких сооружениях обычно устанавливается загрузка, на которой непрерывно развиваются прикрепленные аэробно-факультативные микроорганизмы, обеспечивающие совместно с рециркулируемым активным илом деструкцию органических загрязнений. Для протекания биоокислительных процессов и перемешивания СВ с активным илом в зоны аэрации блоков биоочистки постоянно должен подаваться сжатый воздух.

    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами

    Обеззараживание сточных вод

    Сточная вода – источник болезнетворных микроорганизмов и вирусов, поэтому так важно обеззараживать ее на заключительных этапах очистки. С точки зрения эпидемиологии самыми опасными являются: хозяйственно-бытовые, промышленно-бытовые, сточные воды инфекционных больниц, животноводческих и птицеводческих фабрик, стоки мясокомбинатов, поверхностно-ливневые стоки. Обеззараживание – дезактивация болезнетворных микроорганизмов, обитающих в сточных водах.

    Анаэробные реакторы

    Обеззараживание ультрафиолетом происходит при помощи бактерицидного излучения (длина волны 200-400 нм), которое, проникая в структуру ДНК бактерии, разрушает ее способность к делению и размножению. При использовании УФО токсичных веществ не образуется, и сток, сбрасываемый в водоем, не оказывает вредного воздействия на водные биоценозы.

    Бытовые стоки
    Загрязнение бытовыми сточными водами
    Автор: ООО "НПО "Агростройсервис"
    Дата публикации: 06.02.2017
    Оставьте заявку на оборудование
    Заказать обратный звонок

    Введите свои контактные данные и наши менеджеры вам перезвонят!
    Мы работаем в будни с 8.00 до 17.00.

    Заказать оборудование

    Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время!

    Отправить сообщение

    Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.