Методы очистки сточных вод

Вода играет важную роль в условиях нормального функционирования человека. Она является важнейшим ресурсом для многих отраслей промышленности и служит источником жизни для всех существ. Поэтому тщательная очистка сточных вод так необходима. В зависимости от качественной характеристики загрязнений и сферы их образования существуют различные методы для их обработки.

Очистка сточных вод — это совокупность действий, направленных на удаление вредных примесей и веществ из стоков, нарушающих и загрязняющих экосистему, в результате которых происходит устранение или разрушение вредных веществ.

Существует большое разнообразие растворимых и нерастворимых загрязнителей, в связи с этим нет универсального способа обезвреживания и удаления их. Поэтому для реализации процессов по очистке стоков необходимо соблюдение различных методов.

Приведем технологии очистки сточных вод:

• механический способ
• химический способ
• физический способ
• физико-химический способ
• биохимический способ
• биологический способ

Классическая схема биологической очистки стоков

В большинстве случаев при очистке сточных вод требуется использование комбинации двух и более способов. Методы выбирают исходя из состава загрязнений, от требуемой степени очистки, грунтовых условий, пропускной способности очистной станции.

Характеристики загрязняющих веществ в сточных водах

Самыми распространенными причинами неудовлетворительного функционирования очистных реакторов являются:

1. Неправильный подбор метода обработки, который не обеспечивает удаление каких-либо специфических загрязнений, характерных для данного стока
2. Не достаточно хорошо организованная эксплуатация ОС
3. Использование неэффективных, устаревших с технологической точки зрения, процессов

Отходы по сферам деятельности

В различных сферах деятельности человека образуются разнообразные отходы. К каждому виду загрязнений необходим свой подход и технология очистки сточных вод для их исключения и дальнейшей переработки. Более подробно рассмотрим загрязняющие вещества некоторых отраслей промышленности.

• 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.

• 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 вредные для окружающей среды газы, такие как метан, сероводород, диоксид углерода. Доступ кислорода в водный бассейн затрудняется, что ведет к гибели живых организмов.

• Текстильная промышленность продуцирует стоки, содержащие в своем составе совокупность труднорастворимых органических 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 (медь, цинк, свинец, хром, никель, ионы тяжелых металлов). Накапливаясь в биоценозах, приводят к изменению всех ферментативных реакций в них. Пенообразующие вещества затормаживают аэрацию водной среды.

• 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 шкур, шерсти, биогенных элементов. А стоки 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.

• Рыбоперерабатывающие заводы тоже сбрасывают много органики, биологически легко окисляемой. Например, рыбий жир, включающий ненасыщенные жирные кислоты, а также небелковые азотистые группы и клетчатку, которые более устойчивы к биоокислению. Любое из пищевых производств также добавляет в стоки песок, частички глины, фосфаты и АПАВ от мойки оборудования или помещений.

• Сточные воды прачечных предприятий также являются загрязнителями. В ходе работы прачечного хозяйства образуется большое количество сточных вод. Основные объемы стоков дает сам процесс стирки. Большинство ПАВ практически не окисляются биохимическим путем, снижают окисляемость биологических очистных сооружений, тормозят развитие активного ила, замедляют процессы нитрификации. Пенообразование отрицательно сказывается и на других процессах очистки сточных вод. 

• Стоки от спиртзаводов имеют низкую активную реакцию среды, отличаются неравномерностью притока и колебаниями загрязненности вследствие залповых сбросов, а также содержат большое количество грубодисперсных, коллоидных и растворенных, легко загнивающих органических загрязнений.

• 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 колоссально загрязняет водоемы.

• Хозяйственно-бытовые стоки городов представляют не меньшую угрозу. Синтетические моющие препараты, болезнетворные бактерии, гельминты производят кардинальное воздействие на микрофлору акваторий.

Методы очистки сточных вод: достоинства и недостатки основных методов

Во всех выше перечисленных отраслях промышленной деятельности можно выделить две основные группы загрязняющих веществ: нерастворимые и растворимые. В первом варианте очищается механически, а во втором — физико-химически и биологически.

Сравнительная таблица методов очистки сточных вод:

Механический метод очищения сточных вод

Первоначальный этап — изъятие нерастворимых фракций различного происхождения. Для данного способа применяются сооружения различных видов – механизированные решетки, отстойники, жиромаслоотделители, нефтеловушки, песколовки, центрифуги.

Механизированные решетки

Этот тип сооружений предназначен для извлечения из поступающих на очистные сооружение производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод крупных загрязнителей с их дальнейшей выгрузкой в мусоросборник. Основные виды решеток, которые применяются для удаления крупного мусора:

• неподвижные
• шнековые
• решетки-дробилки
• ступенчатые

Отстаивание

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. Отстаивание применяется для выделения из сточных вод нерастворенных взвешенных частиц. Заключается в выпадении осадка под действием силы тяжести. Для отстаивания применяют отстойники. Существует три основных конструкционных типа – вертикальные, горизонтальные и радиальные.

Вертикальный отстойник

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 на поверхность пластин, вода же, наоборот, отталкивается. С целью повышения эффективности очистки желательно предусматривать ввод коагулянта, что позволяет создать 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.

Очистка в гидроциклонах

Принцип действия основан на центробежной силе, которая возникает при поступлении воды по касательной, в результате создается вращательное движение и происходит отделение тяжелых примесей.

Более легкая фаза движется во внутреннем спиральном потоке, направленном вверх, и выбрасывается из гидроциклона через сливное отверстие.

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

Гидроциклон

Условные обозначения: 1. Конус 2. Цилиндрическая часть 3.Питающий патрубок, куда подается сточная вода 4. Сливное отверстие для очищенной воды 5. Насадка, через которую происходит разгрузка.

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.

Центрифугирование

Центрифугирование — отделение взвешенных частиц в жидкости под действием центробежных сил, которые возникают при вращении центрифуги и жидкости в ней.

Различают два вида центрифугирования: центробежное осаждение и фильтрование. При осаждении движение твердых частиц происходит под действием центробежной силы с образованием или без образования осадка на фильтровальной перегородке, а также при одновременном протекании в ее зонах обоих процессов.

Схема устройства центрифуги шнекового типа

Условные обозначения: 1. Труба подачи осадка 2. Полый шнек 3. Проходные отверстия 4. Ротор 5. Сливные отверстия 6. Сливная труба 7. Разгрузочный бункер

Фильтрация

Технология фильтрации основана на разделении дисперсных систем с помощью перегородок, которые пропускают дисперсную среду и задерживают твердую фазу.

В качестве фильтрующего материала используют природные (кварцевый песок, дробленый гравий, керамзит, бурый уголь и т.д.) или синтетические (пенополиуретан, полистирол, полипропитен и др.) материалы. Различают фильтры с восходящим и нисходящим потоком. В последних дренажная система защищена от воздействия загрязнений и работает более надежно. На фильтрах с восходящим потоком может наблюдаться заиливание дренажа, что приводит к серьезным осложнениям в работе.

Фильтр механический горизонтальный однокамерный ОГ-5,5

Условные обозначения: 1. Подача воды на фильтрование 2. Выход обработанной воды 3. Подача воды на нижнюю промывку 4. Сброс промывной воды 5. Вантуз 6.Верхнее распределительное устройство 7. Фильтрующий материал 8. Дренаж 9. Опорожнение

Микрофильтрация

Микрофильтрация — мембранное разделение, основанное на просеивании, которое дает возможность отделять частицы размером 0,1-1 мкм, а также очищать стоки от опасных биогенных элементов.

Мембраны изготавливают из органических и неорганических материалов: полимеры, керамика, стекло, металл и др.

Химический метод

Позволяет выделять из сточных вод растворенные вещества, пагубно влияющие на окружающую среду. Ведется с добавлением реагентов.

Окисление и восстановление

Окисление применяют для обезвреживания от токсичных примесей: цианидов, комплексов меди и цинка, сульфидов и сереводорода.

Используют различные окислители: озон, хлор, фтор, пероксид водорода, перманганат калия и др. Самым эффективным является озон. Он разрушает органические и неорганические вещества и примеси, обесцвечивает воду, устраняет запахи и привкусы, уничтожает бактерии. Недостаток – дороговизна. Для окисления требуется большое количество химических реагентов и складов их хранения.

Контактный аппарат для озонирования воды

Восстановление применяют, когда в воде содержатся легко восстанавливаемые вещества: соединения ртути, хрома, мышьяка. Например, соединения ртути восстанавливаются до металлической ртути, которая удаляется отстаиванием или фильтрованием. В качестве восстановителей используют сульфит железа, гидросульфит натрия, сероводород, активный уголь, диоксид серы и др.

Схема установки восстановления хрома непрерывного действия

Условные обозначения: 1. Усреднитель 2. Смеситель 3. Емкость для нейтрализации и отстаивания

Нейтрализация

Данный метод используют для очистки от кислот и щелочей.

Самый распространенный способ — смешение кислых и щелочных стоков. Также применяют фильтрование кислых вод с использованием нейтрализующих реагентов. Для нейтрализации используют следующие реагенты: гидроксид кальция (известковое молоко), соду, доломит, различные щелочные соединения.

Нейтрализация сточных вод

Условные обозначения: 1. Коллектор 2. Ручная решетка 3. Мешалка 4. Дозатор 5. Центральная труба для подачи раствора 6. Нейтрализатор, 7, 10, 12. Промежуточные отстойники 8. Сеть труб для подачи сточных вод 9. Поверхностное биоплато 11. Биопруд 13. Резервуар для очищенных вод 14. Насосная станция 15. Труба для подачи очищенных вод

Осаждение

Метод заключается в осаждении нерастворимых кристаллических осадков, на которых задерживаются загрязнения.

Проводится за счет ввода специальных реагентов. Недостатками метода являются низкий коэффициент очистки, образование большого количества шлама, увеличение токсичности и солесодержания.

Физический метод

Основан на физических эффектах воздействия на воду или загрязнитель. Позволяет очистить стоки практически от всех видов загрязнений, а также обеззаразить воду.

Магнитная обработка

Магнитная обработка воды ускоряет процесс кристаллизации накипеобразующих солей, уменьшает концентрацию ионов кальция и магния, ускоряет коагуляцию с последующим выпадением мелкодисперсного осадка.

Это предотвращает образование накипи в трубопроводах и аппаратах, улучшая их дальнейшую работу, значительно уменьшает отложения органических веществ, например, парафинов. Магнитная обработка промышленных стоков позволяет достаточно быстро и эффективно осаждать мелкодисперсные загрязнения.

Электромагнитная обработка

Принцип работы такой же, как и при магнитной обработке. Но существует ряд отличий и преимуществ. Вода имеет свойство «привыкать» к магнитному воздействию – эффект релаксации – омагниченная вода сохраняет свои свойства не более суток.

Электромагнитная обработка позволяет устранить данный эффект, а также сохраняет кальций и магний, что немаловажно при очистке питьевой воды.

Ультразвуковая и ультрафиолетовая обработка

Применяются для обработии от бактерий и микроорганизмов.

Принцип основан на эффекте кавитации. Ультразвук вызывает образование множества мелких пузырьков (внутри находится газ под высоким давлением и температурой), которые, лопаясь, создают большой перепад давления и, тем самым, разрушают клеточную оболочку микроорганизма.

Ультрафиолет также уничтожает бактерии и вредоносные микроорганизмы, но за счет светового спектра. Фотохимические реакции, проходящие в структуре ДНК за счет облучения, разрушают их и предотвращают дальнейшее размножение бактерий. В настоящее время эти два метода комбинируют, улучшая степень очистки.

Ультразвуковая и ультрафиолетовая обработка

 

Ионизирующее облучение

Применяется для обработки от ядов и токсинов, а также от бактерий и микроорганизмов.

Энергия излучения ниже порога ядерных реакций, очищенная вода не будет радиоактивной, и ее можно сбрасывать в водоем или использовать в оборотном цикле.

Часто этот метод комбинируют с флотацией или адсорбционной очисткой. В первом случае степень очистки достигает 99%.

Физико-химическая очистка сточных вод

Используется для очистки стоков от взвешенных и мелкодисперсных загрязнений и примесей, частиц растворенных газов, минеральных и органических веществ.

Очистка реагентами (коагуляция и флокуляция)

Ввод коагулянтов в систему позволяет производить агрегацию мелких частичек, которые адсорбируются на образующихся нерастворимых хлопках гидроксида и с большой скоростью выпадают на дно очистных сооружений.

Коагуляция — физико-химический процесс укрупнения мельчайших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил молекулярного притяжения. В результате коагулирования устраняется мутность воды. Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами (в качестве которых выступают, как правило, хлорид железа, сульфат железа, добавки на основе гипохлорита), в камерах, после которых вода направляется в отстойник.

Для снижения расхода дорогостоящих препаратов необходимо добавление флокулянта. При этом уменьшается продолжительность коагуляции. При флокуляции образуются не частицы, а хлопья, на которых адсорбируются загрязняющие вещества.

Флокуляция ускоряет процесс образования и осаждения хлопьев при коагуляции, а при сильных загрязнениях могут обеспечить осаждение частиц без ввода коагулянта.

Большинство загрязнителей в производственных сливах имеют устойчивую молекулярно-гидратную оболочку и прочно связаны с водой. Для разрушения связей необходимо изменить заряд частиц. АL- и Fe - содержащие соединения обладают положительным зарядом, 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 трудноокисляемых веществ. Эффект обесцвечивания может достигать при этом до 95%.

Коагуляция — физико-химический процесс укрупнения мельчайших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил молекулярного притяжения. В результате коагулирования устраняется мутность воды. Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами (в качестве коагулянтов применяют содержащие алюминий вещества, хлорид железа, сульфат железа и др.) в камерах, откуда вода направляется в отстойники.

Флотация и электрофлотация

Для исключения из стоков тонкоэмульгированных нефтепродуктов, жировых эмульсий, АПАВ, а также части растворенных в воде органосоединений применяется напорная флотация совместно с реагентной установкой.

Процесс основан на молекулярном налипании взвешенных частиц к пузырькам воздуха и концентрации их на поверхности раздела фаз. Степень очистки достигает 85-95%.

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 примесей 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%.

Метод электрофлотации основан на электролизе воды.

В процессе загрязняющие вещества поднимаются на поверхность с помощью микропузырьков электролитических газов.

Схема электрофлотатора

Сравнительная характеристика аэробной и анаэробной очистки

Очистка методом деструкции

Биологический процесс относится к числу экологически безопасных методов деструкции (разложения) органических соединений. Они также предпочтительны по сравнению с физическими и химическими процессами, которые обусловлены способностью биологических процессов обрабатывать широкий спектр органических соединений с более низкими эксплуатационными затратами. Однако на биологические процессы обычно влияет изменение качества и количества поступающих вод. Чтобы исследовать производительность водоочистных сооружений, необходимо измерить различные параметры качества сточных вод, такие как ХПК, БПК и другие. Микроорганизмы в биореакторах используют различные ферменты для разложения органических загрязнителей. Более высокая токсическая органическая нагрузка на биологический процесс может привести к ухудшению производительности процесса из-за снижения микробной активности биомассы.

Фермент дегидрогеназа, образующийся в данных процессах, может использоваться в качестве индикатора для биологической очистки сточных вод. ООО НПО «Агростройсервис» были изучены эффективные параметры, такие как время инкубации и другие методы, и разработана лучшая процедура для измерения активности дегидрогеназы в процессе биологической очистки сточных вод. Настоящее исследование представляет простой и модифицированный метод оценки процесса биологической очистки сточных вод с помощью измерения активности дегидрогеназы.

В биореакторах много ферментов, занимающихся окислением органических соединений. Ферменты оксидоредуктазы ускоряют окислительно-восстановительные реакции, другими словами, они помогают переносить электроны от одного донора к конечному акцептору электронов. Эта группа ферментов имеет 6 подгрупп: оксигеназа, редуктаза, пероксидаза, оксидаза, гидроксилаза и дегидрогеназа.

Фермент межклеточной дегидрогеназы — один из основных ферментов оксидоредуктазы, который можно рассматривать как индикатор микробной активности.

Этот фермент играет важную роль в биологическом окислении органических соединений и вызывает перенос водорода от органического субстрата к неорганическому акцептору. Окисление субстрата достигается за счет реакции восстановления и удаления одного или двух атомов водорода с субстрата и его передачи акцептору электронов.

Условные обозначения: 1. Приемная камера 2. Блок песколовок 3. КНС 4. Распределительная камера 5. Блок анаэробного ректора 6. Блок биологической очистки 7. Блок доочистки 8. Смеситель 9. Блок глубокой доочистки 10. Установка УФ-обеззараживания 11. Усреднитель 12. Установка механического обезвоживания осадка 13. Реагентное хозяйство 14. Установка промывки с насосами

Следовательно, фермент дегидрогеназа является одним из видов ферментативной активности, если биомасса напрямую зависит от характеристик входящей сточной воды. Характеристики сточных вод могут стимулировать или подавлять активность организма. Соответственно, изменение микробного содержания биореактора можно рассматривать как индикатор производительности процесса.

Данные процессы вод относятся к числу приемлемых и экологически безопасных для разложения органических загрязнителей. Однако существует множество операционных факторов, влияющих на производительность процесса. С другой стороны, микробный состав активного ила в биореакторах является основным разрушителем в биологических процессах, и окисление органических соединений происходит за счет генерируемых микроорганизмами ферментов. Таким образом, измерение ферментативной активности биологических процессов может быть многообещающим параметром для исследования производительности.

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.

Обеззараживание стоков ультразвуковым и ультрафиолетовым облучением

Дезинфекция 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.

Гиперфильтрация

Гиперфильтрация (обратный осмос) – процесс разделения растворов фильтрованием через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающим осмотическое.

Полупроницаемые мембраны пропускают молекулы воды, но задерживают ионы солей. В результате получают чистую воду и концентрированный раствор, который направляют на утилизацию. Гиперфильтрацию проводят в фильтр-прессных, рулонных, трубчатых и аппаратах с полым волокном.

Процесс гиперфильтрации

Условные обозначения: 1. Подача солоноватой воды или сточных вод на установку 2. Соли 3. Взвешенные вещества 4. Бактерии 5. Вирусы 6. Красящие вещества 7. Вещества, придающие привкус 8. Полупроницаемая мембрана 9. Поддерживающая мембрану конструкция 10. Очищенная вода 11. Сброс концентрированного стока

Электрохимическая очистка

Включает в себя множество методов, основанных на воздействии электрического тока на сточные воды с применением растворимых и нерастворимых электродов.

Электрокоагуляция используется для очищения сточных вод от коллоидных и взвешенных частиц, от частиц с высокой адсорбционной способностью к коагулянту: масла, жиры, нефтепродукты, фенолы, ПАВ, красители и др.

Электрофлотация основана на налипании загрязняющих веществ к пузырькам воздуха, образующимся в процессе электролиза. Позволяет очищать сточные воды от нефтепродуктов, жиров, взвешенных веществ.

Электрохимическая деструкция позволяет расщеплять сложные химические вещества на более простые и безвредные. Данный метод позволяет обеззараживать воду от вредоносных бактерий благодаря образующимся в процессе ионам гипохлорита. Целесообразно применять его при очистке стоков инфекционных больниц и фармацевтических производств.

Оборудование для очистки сточных вод

Механическая очистка

Решётки – механические устройства, с помощью которых удаляется крупный плавающий мусор путём пропускания сточных вод через стержни, установленные с прозорами. В зависимости от производительности и количества загрязнений решётки бывают стационарные, дробилки и самоочищающиеся.

Основные функции решёток:

• снижение нагрузки со стадии биологической очистки
• удаление крупного мусора
• защита оборудования

Песколовки — оборудование очистки сточных вод, удаляющее тяжёлые, твёрдые примеси минерального и органического происхождения, такие как песок, гравий, бой стекла, осколки костей, шлак, частицы бетона и т.д. Удаление происходит за счёт разных плотностей загрязнений и воды с полеинерционной, центробежной или гравитационной сил.

По направлению потоков песколовки подразделяются на:

• вертикальные
• горизонтальные
• центробежные
• аэрируемые

Назначение песколовок — накопительный аппарат для проведения процесса осаждения взвешенных веществ и механических примесей.

По направлению потоков разделяют типы отстойников:

• горизонтальные. Стоки движутся параллельно поверхности земли
• вертикальные. Стоки вводятся в нижнюю часть отстойника, тяжёлый осадок остаётся в нижней части, а лёгкая осветлённая вода поднимается наверх, где удаляется через переливные карманы
• радиальные. Конструкция сходная с вертикальными, только есть перемешивающее устройство, которое придаёт вращательное движение стокам и направляет скребками осадок в центральную часть для выведения
• отстойники с тонкослойными элементами. В аппарате установлены ламели, которые увеличивают поверхность осаждения, повышая эффективность осаждения

Назначение отстойников — это удаление органических веществ и коллоидов, снижение нагрузки на биологическую очистку за счёт уменьшения показателей ХПК и БПК.

Гидроциклоны — аппараты для удаления мелких твёрдых загрязнений во вращающемся потоке под действием центробежных сил.

Отличие гидроциклонов от песколовок и радиальных отстойников в скоростях разделения, которые достигаются высоким давлением на входе и острым углом основания аппарата.

Наибольшее применение гидроциклоны получили на сильно загрязнённых песком стоках и пульпах, поскольку позволяют удалять большие количества взвесей.

Сетчатые фильтры — аппарат, где очистка достигается путём пропускания стоков через сетчатые элементы разнообразных конструкций. Наиболее часто применяют плетёные сетки из металлической проволоки или полимерного волокна. Материалы и размер ячейки выбирается в зависимости от технологических параметров.

Дисковые фильтры. Рабочим элементом является наборный картридж из комплекта пластиковых дисков, имеющих на своей поверхности насечку разного размера. При пересечении каналов диски образуют поры, где и происходит задерживание механических примесей.    

Засыпные фильтры — вертикальный цилиндрический аппарат с внутренними распределительными устройствами (ложным дном или системой «паук»). На внутреннее устройство насыпается мелкодисперсная загрузка (песок, гравий, активированные угли, цеолиты и т. д.). Фильтрование происходит в порах и каналах, образованных частицами засыпных материалов.

Преимущества данных фильтров в том, что при изменении засыпок на ионообменные смолы, угли есть возможность селективно удалять растворённые газы, ионы или специфические вещества.

Мешочные фильтры – фильтрующим элементом является тканный фильтровальный мешок. Нашли широкое применение для обезвоживания осадка.

Блоки биологической очистки (аэротенк) — емкостной аппарат, в котором происходят биологические реакции очистки под действием активного ила. Для интенсификации процессов применяют аэрацию, которая имеет двойное назначение: обогащение стоков кислородом для дыхания и поддержания жизнедеятельности микроорганизмов, а также для взмучивания и перемешивания стоков с активным илом.

Аэрация — это основная движущая сила работы аэротенка. Именно подбор правильной системы и рабочих параметров аэрации повышает качество очистки и уменьшает необходимое время пребывания. Наша компания разработала и внедрила аэротенки собственной разработки, которые доказали свою долговечность и эффективность.

Блок доочистки — аппарат, совмещающий в себе отстойник с тонкослойными модулями и фильтрующую часть, где происходит пропускание через зернистую загрузку (кварцевый песок и гравий разных фракций), где происходит окончательное удаление взвешенных веществ и остатков активного ила, уносимых со стадии биологической.

Данное оборудование обладает преимуществами:

• высокое качество очистки
• в результате работы на выходе получается уплотнённый ил
• длительный срок службы оборудования

Обезвоживатели осадка — оборудование, служащее для увеличения содержания твёрдых веществ в осадке за счёт удаления жидкости. На практике применяется два типа оборудования:

• Шнековый – аппарат с сетчатым фильтрующим элементом, продавливание через который осуществляется шнеком, совершающим одновременно перемешивание и перемещение в зону выгрузки. Преимущество данного оборудования в том, что оно обеспечивает меньшую влажность осадка и работает в непрерывном режиме, поэтому применяются на высокопроизводительных очистных сооружениях.

• Мешочный – установка, на которой устанавливается фильтровальный мешок, в который поступает уплотнённый осадок. Поры в мешке задерживают твёрдый осадок, а жидкость, просачиваясь, собирается в ёмкость для отведения. Преимущество мешочных илоуплотнителей – простота эксплуатации и обслуживания. После заполнения мешка осадок помещается в контейнер для ТБО и отправляется на полигон для захоронения. Наиболее широкое применение данный вид обезвоживателей на КОС производительностью менее 50 м³/сут.

Данные конструкции получили проверку временем и применяются на различных очистных сооружениях.

Заключение

Таким образом, в данной статье были рассмотрены и изложены характеристики загрязняющих веществ в сточных водах по видам деятельности предприятий. Мы выделили такие загрязнители как нефтепродукты, фенолы, АПАВ, тяжелые металлы, волокно, красители, лигнин,  труднорастворимые органо- и минеральные комплексы, песок, частицы глины, фосфаты, вирусы, грибы, бактерии, гельминты.

Кроме того, мы разобрали основные методы очистки сточных вод, а именно рассмотрели механический, химический, физический и биологический методы.  Механический способ включает в себя использование механизированных решеток, отстаивание стоков, очистку в гидроциклонах, использование песколовок, центрифугирование, фильтрацию и микрофильтрацию. Химический способ подразумевает под собой окисление и восстановление, нейтрализацию, осаждение взвещенных веществ. При физическом методе используется магнитная и электромагнитная обработка, ультразвуковая и ультрафиолетовая обработка, ионизирующее излучение. Отдельно выделяют комбинированный метод – физико-химическую очистку стоков. Здесь применимы очистка реагентами – коагуляция и флокуляция, флотация и электрофлотация, ионный обмен, сорбция, экстракция, электролиз. Биологический и биохимический метод представлены анаэробной и аэробной очисткой, обеззараживанием сточных вод, биологическими прудами. Ну и заключительным методом является комбинированная очистка сточных вод – здесь используется гиперфильтрация, электрохимическая очистка стоков.

В заключение хочется сказать несколько слов о наилучших доступных технологиях (НДТ). НДТ – это современные технологии, главная задача которых – решение наиболее актуальных экологических проблем, с которыми сталкиваются предприятия. Ключевым моментом НДТ является минимизация использования при очистке стоков опасных и не разлагающихся со временем веществ. В рамках реализации необходимо отказаться от применения хлора и иных опасных реагентов во время осуществления производственных процессов, организовать раздельный сбор и удаление остатков используемых веществ, а также внедрять в производство безопасные для экологии реактивы. Среди относительно новых технологий особо востребованы озонирование и радиационная очистка воды.

Таким образом, очистка сточных вод – это непростая, но обязательная процедура. Качественная реализация этой задачи обеспечивается грамотным выбором метода очистки или совокупностью методов. В ходе очистки сточных вод происходит устранение патогенных микроорганизмов, наносящих вред человеку и окружающей среде.

Компания «Агростройсервис» уже более тридцати лет занимается очисткой сточных вод. Мы выполняем все виды работ – от проекта до изготовления и установки. Мы применяем уникальное, созданное нашими инженерами оборудование, разрабатываем новые технологии и к каждому клиенту находим свой индивидуальный подход. Выбирая нас, Вы можете быть уверены в качестве и надежности используемых технологий и оборудования.

Напоследок посмотрите небольшое видео про работу и устройство биологических очистных сооружений.