Методы очистки сточных вод

Вода играет важную роль в процессе жизнедеятельности человека. Она является необходимым ресурсом для сельскохозяйственной, химической, металлургической и других отраслей промышленности. Она служит средой обитания многих организмов, является источником жизни для всех живых существ. Поэтому так необходима ее тщательная очистка.

Очистка сточных вод – устранение опасных свойств, которые губительно воздействуют на окружающую среду.

В зависимости от источника образования и характера загрязнений, сточные воды подразделяют на бытовые, промышленные (производственные) и ливневые. Чаще всего загрязнения бывают минерального и органического происхождения.

Сточные воды
Сточные воды

Характеристики загрязняющих веществ в сточных водах

На каждом современном производственном предприятии состав сточных вод различен, и зависит от рода деятельности, от особенностей технологических процессов, условий отведения и дальнейшего их использования. Основные источники загрязнений нефть и нефтепродукты, они изменяют физико-химические свойства воды (уменьшают насыщение кислородом, увеличивают вязкость, вода приобретает токсические свойства).

Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности разрушают экосистему водоемов: дубильные вещества, выделяющиеся при гниении нерастворимой древесины, поглощают большое количество кислорода, что ведет к гибели рыб и беспозвоночных, засоряют дно, лишая рыб места для нереста.

Сброс радиоактивных веществ с атомных электростанций тщательно регламентирован «Санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений». Радиоизотопы биологически активны, они способны накапливаться на растениях и живых организмах водоема, а затем передаваться по пищевой цепочке, доходя и до человека.

Сточные воды

Хозяйственно-бытовые стоки городов и предприятий представляют не меньшую угрозу. Синтетические моющие вещества, болезнетворные бактерии, гельминты оказывают существенное влияние на микрофлору водоемов – уменьшается насыщение кислородом, парализуется деятельность жизнетворных бактерий.

Сточные воды сельскохозяйственных производств – причина органических загрязнений водоемов. Растительные волокна, жиры, остатки плодов и овощей, фекальные массы содержат большое количество вирусов, грибов, бактерий, которые пагубно влияют на экосистему, подрывая ее способность к самоочищению.

Пестициды, минеральные удобрения, попадающие в воду с полей во время таяния снега, судоходство, строительство гидроэлектростанций – все это, так же, колоссально загрязняет водоемы.

Применение на предприятиях оборотного водоснабжения и циклов многократного использования технологических растворов и сточных вод от отдельных установок приводит как к уменьшению общего количества сточных вод, так и к уменьшению сброса некоторых загрязняющих компонентов.

Подробнее о промстоках

Основные ограничения на сброс промышленных стоков:

  • увеличение заданных расходов и концентраций загрязняющих веществ
  • наличие веществ, засоряющих или разрушающих стенки трубопроводов
  • наличие в стоках горючих или растворенных газообразных веществ, вызывающих взрывы;
  • присутствие веществ, отравляющих микрофлору очистных сооружений
  • высокая температура (более 40°С)
  • рН вне пределов 6,5…9,0
  • опасность нарушения работы сетей, насосных станций, сооружений

Нормы очистки сточных вод

Условия спуска сточных вод в водоемы регулируются «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами». Утверждены нормативы качества воды: для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования и для водоемов рыбных хозяйств. При выпуске очищенных сточных вод необходимо учитывать категорию водного объекта и ПДК вредных загрязнений.

Сточные воды
Сточные воды

Запрещается спуск сточных вод, которые могут быть переведены на безводное производство или в оборотное пользование. Запрещается спуск сточных вод, содержащих радиоактивные вещества, в водоемы, определенные для разведения рыбы и водоплавающей птицы. При спуске сточных вод в непроточные водоемы необходимо учитывать не только степень разбавления, но и степень стабильности веществ в сточных водах.

«Правила» действуют для всех объектов водоотведения при обязательном согласовании с органами государственного санитарного надзора и рыбоохраны.

Перед сбросом очищенных сточных вод в водоем на очистных сооружениях определяют:

- долю взвешенных веществ

- величину БПК в смеси речной воды и стоков

- количество растворенного кислорода в сточных водах

- температуру воды

- окраску и запах воды

- солевой состав

- концентрацию токсичных примесей и других вредных веществ

Методы очистки сточных вод

Методы очистки условно делят на механические, биологические и физико-химические. Если они применяются вместе, то метод называют комбинированным. Применение каждого метода обусловлено характером загрязнения и вредностью примесей.

Механическая очистка

Сточные воды содержат взвеси, частицы дисперсной фазы которых образованы нерастворимыми в воде твердыми веществами. Для удаления таких частиц используют механический метод очистки, а именно процессы процеживания, отстаивания, фильтрования. Механическая очистка способна выделять из бытовых сточных вод порядка 75% нерастворимых примесей, а из промышленных – около 95%, многие из которых возвращаются в производства как ценные.

Сточные воды
Сточные воды

Процессы Решаемая задача Устройства (оборудование)
Процеживание Удаление крупных примесей
Удаление взвешенных частиц
- решетки (неподвижные и подвижные, совмещенные с дробилками);
- сита (барабанные, дисковые)
Отстаивание Осаждение грубодисперсных примесей
Выделение всплывающих примесей
- песколовки;
- отстойники (периодического и непрерывного действий);
- осветлители;
- нефтеловушки;
- жироловушки
Фильтрование Выделение тонко диспергированных твердых или жидких веществ - фильтры с зернистым слоем;
- микрофильтры;
- магнитные фильтры
Удаление взвешенных частиц под действием центробежных сил Выделение тонко диспергированных твердых или жидких веществ - гидроциклоны (напорные и открытые);

- центрифуги

Сточные воды
Сточные воды
Подробнее о песколовках

В настоящее время механическую очистку как самостоятельный метод почти не применяют. Самостоятельное ее использование возможно, если после нее по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое качество воды, либо вода соответствует требованиям возврата в технологический процесс.

В основном же механическую очистку используют как предварительный этап перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.

Биологическая очистка

Основа метода – естественная биохимическая и физиологическая очистка рек. Она заключается в переработке загрязнений микроорганизмами и последующем разъединении прореагировавшей смеси.

Подробнее о биологических очистных сооружениях

Биологическая очистка делится на аэробную и анаэробную.

Аэробная – очистка с помощью бактерий, для жизнедеятельности которых необходим свободный доступ кислорода. Такая очистка проводится в:

- биофильтрах (сточные воды фильтруют через слой материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой, что служит активатором процесса биологического окисления);

- аэротенках (вода смешивается с активным илом из бактерий и с большим количеством кислорода, благодаря чему болезнетворные бактерии связываются в хлопья и оседают вместе с илом, отделяясь от очищенной воды);

- в биологических прудах, где в очистке принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Узнать больше о биозагрузке

Анаэробная – очистка с помощью бактерий, для жизнедеятельности которых свободный доступ кислорода не требуется. Такая очистка проводится в метатенках. В них загружают иловый осадок из отстойников, и благодаря искусственному подогреву массы развиваются анаэробные бактерии, в результате жизнедеятельности которых происходит распад органических соединений с образованием углекислоты и горючих газов, которые, затем, используются для подогрева.

Сточные воды
Сточные воды

Биологической очистке отводится важнейшая роль в многообразии методов очистки стоков. С помощью нее вода очищается от органических и некоторых неорганических примесей, болезнетворных бактерий, вирусов, грибов. Операцию очистки ведет сложное сообщество микроорганизмов – от простейших до ряда высших организмов. Загрязнения сточных вод – питательная среда для бактерий, при использовании которых они получают необходимые для жизни энергию и материал для конструктивного обмена, а так же, очищают воду.

Подробнее о блоках биологической очистки

Процесс биологической очистки происходит в три стадии:

  1. загрязняющие вещества удаляются при помощи механического изъятии их активным илом
  2. продолжается биосорбция загрязняющих веществ и идет их окисление ферментами, выделяемыми активным илом
  3. происходит окисление загрязняющих веществ внутри клеток бактерий, доокисление сложноокисляемых соединений, превращение азота аммонийных солей в нитраты и нитриты, регенерация активного ила

Физико-химическая очистка

Метод подразумевает в себе деструкцию органических соединений, удаление неорганических и тонкодисперсных веществ. Применяется как сам по себе, так и совместно с другими методами очистки. Выделяют: коагуляцию, сорбцию, флотацию, экстракцию, ионный обмен, выпаривание, испарение, кристаллизацию, а также методы, сопряженные с наложением электрического поля – электрокоагуляцию и электрофлотацию.

Подробнее о реагентной установке

Коагуляция – объединение мелких диспергированных частиц при их соударении в процессе теплового движения, смешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. За счет этого частицы укрупняются, и уменьшается их число в объеме дисперсной среды.

Сорбция – поглощение вещества из окружающей среды твердым телом или жидкостью. Сорбат – это поглощаемое вещество, а поглощающее – сорбент. Адсорбция заключается в поглощении вещества поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента, а абсорбция представляет собой поглощение сорбата всей массой жидкого сорбента.

Флотация – процесс, основанный на молекулярном налипании взвешенных частиц к пузырькам воздуха и концентрации их на поверхности раздела фаз, как правило, газа и воды. Достоинства флотации: хорошая степень очистки – 95 %, высокая скорость процесса, аэрация сточных вод, при которой снижается концентрация ПАВ и различных вредоносных микроорганизмов.

Экстракция – извлечение загрязняющего вещества жидкостью (экстрагентом), не растворяющейся в среде, в которой находится загрязнитель. На выходе получается экстракт – экстрагент с примесью извлекаемого вещества, и рафинат – исходный раствор без растворимых веществ.

Гетерогенный ионный обмен – химическая реакция, при которой ионы твердого вещества (иониты) меняются местами с инами, находящимися в растворе (электролиты). Для данного метода применяют ионообменные смолы, которые загружают в аппараты очистки.

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. Метод основан на окислительно-восстановительных процессах. Окислитель вызывает увеличение проницаемости клеточной мембраны, в результате чего разрушаются белки ДНК и РНК бактерий, что приводит к остановке размножения вредоносных микроорганизмов.

Сточные воды
Сточные воды

Обеззараживание производится различными способами:

  • Хлорирование заключается в способности хлора повреждать клеточную оболочку, подавлять ферментную систему бактерий, разрушать нуклеиновые кислоты. Недостаток высокая токсичность хлора, которая влияет на здоровье животных и людей.
  • Озонирование основано на высоком окислительно-восстановительном потенциале, в результате которого разрушается протоплазма, стенки и цитоплазматические мембраны бактерий, протеиновые оболочки вирусов. Озон обеспечивает не только обеззараживание, но и уничтожение запахов и привкусов, он не изменяет кислотность воды и не уничтожает необходимые человеку вещества.
  • Обеззараживание ультрафиолетом (УФО) 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.
Подробнее об УФ-обеззараживании

Очистка сточных вод – сложный, но жизненно необходимый процесс. Благодаря ей, мы имеем возможность существовать, как-никак вода – главный источник жизни на земле. И проявляя заботу о ней, мы в первую очередь заботимся о себе, ведь как сказал И.С. Тургенев: «Природа не храм, а мастерская, а человек в ней – работник».

Автор: ООО "НПО "Агростройсервис"
Дата публикации: 06.02.2017
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.