Методы очистки сточных вод: обзор основных способов

Чистые сточные воды

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных сточных вод без предварительной очистки вызовет настоящую экологическую катастрофу.

По мере того, как химический состав отходов становится более разнообразным и агрессивным с развитием технологий, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Классификация

Из-за широкого спектра растворимых и нерастворимых загрязняющих веществ в сточных водах невозможно создать универсальный метод обезвреживания и удаления.

Поэтому на 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. Механический.
  2. Химический.
  3. Биологические и биохимические.
  4. Физические и химические.

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

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется утилизация отбросных масс. См ниже информацию о физико-химических 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 был разработан для нейтрализации кислот и щелочей путем их преобразования в безвредные вещества. С такими загрязнениями необходимо бороться 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 не могут быть обезврежены другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, дихромат 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 восстанавливаются. Реагенты: диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.
Читайте также:  Когда лучше бурить скважину на воду: особенности выбора сезона

Водоподготовка на предприятии

Промышленная очистка воды

Обеззараживание очищенной воды осуществляют при помощи газообразного хлора или хлорной извести.

Биохимические

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. Работа в естественных условиях: это могут быть водоемы (биопарды) или «наземные» сооружения (поля орошения и фильтрационные поля), где происходит почвенная доочистка сточных вод. Такие 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.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

  • аэротенки;
  • биофильтры;
  • воздушные фильтры.

Аэро танк

Система анаэробной очистки с последующей обработкой МБР

Биофильтр – это сооружение, в котором 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 производительность до 4 м и сделать процессы окисления намного интенсивнее.

В аэротенках полезная биомасса находится в виде активного ила, который с помощью различных механических приспособлений смешивается с поступающими сточными водами в однородную массу.

Биологические

Дистиллированная вода

Биологический метод применяется для очистки сточных вод, содержащих только органические загрязнители. Он отличается от биохимического только отсутствием химических веществ.

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

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

С целью повышения степени биологической фильтрации очищенные сточные воды подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого используются многослойные песочные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используются микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

Читайте также:  Ремонт глубинных насосов: диагностика и устранение неполадок

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

Если такую ​​воду сбросить в природный водоем, то эти элементы спровоцируют «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 на предприятии

Для удаления азота используются два метода:

  1. Физико-химические: вода подвергается кальцификации, из-за чего рН повышается до 10 – 11 единиц. Образовавшийся аммиак удаляют в градирнях с помощью воздушной отгонки.
  2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

  • Во-первых, с помощью специальных бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
  • Затем жидкость поступает в герметичную емкость — денитрификатор, где бактерии без доступа воздуха разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот), отщепляя необходимый для жизни кислород.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

Физико-химические методы очистки

В эту категорию входят следующие методы:

  1. Коагуляция: в сточные воды добавляются специальные реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнения могут превращаться в нерастворимые хлопья, которые удаляются при деформации; опасные компоненты разбиты на 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 добавляется воздух, образуя множество пузырьков. Частицы нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, в результате чего они появляются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить с помощью специальных скребков или подняв уровень воды – при этом сама пена стечет в приемный лоток.
Читайте также:  Насосная станция для дачи: как выбрать и установить агрегат?

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

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

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. При отстаивании на дне собираются примеси с большей плотностью, чем вода, а легкие всплывают. К последним относятся многие примеси, типичные для промышленных сточных вод: масла (отстойник называют маслоуловителем), жир (жироуловитель), масло (нефтеуловитель) и смолы (смолоуловитель). Раньше для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод использовались и отдельные жироуловители, но сегодня их функция возложена на специальные установки, оснащенные отстойниками.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют специальный тип отстойника — песколовку. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

Настройка воды

Гравитация оседает

В силу особенностей технологии только 80 % примесей, поддающихся такой очистке, удается выделить методом гравитационной очистки. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Для повышения эффективности отстаивания применяют такие методы, как осветление с помощью взвешенного фильтра, биокоагуляция и подготовка (иногда с избытком ила или без него).

Содержащий большое количество яиц гельминтов и болезнетворных бактерий осадок подвергают доочистке при помощи анаэробных микроорганизмов в септиках и метантенках.

Процеживание

Чтобы отфильтровать крупные взвешенные частицы (плотность почти равна плотности воды), сточные воды фильтруют через решетки и сита, установленные на их пути.

Фильтрование

Метод похож на просеивание, но направлен на удаление примесей из более мелких фракций.

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микрострейнеры, представляющие собой барабан, снабженный сеткой. Защищенные загрязнения смываются в сборной емкости струей воды, выходящей из специальных форсунок.

Видео на тему

Оцените статью
Сантехника в нашей жизни