Методи очищення стічних вод

У всіх вище перерахованих галузях промислової діяльності можна виділити дві основні групи забруднюючих речовин: нерозчинні і розчинні. Перша очищається механічно, а друга фізико-хімічно і біологічно. Розглянемо ці способи.

МЕХАНІЧНИЙ МЕТОД ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

Початковий етап - вилучення нерозчинних фракцій різного походження. Для хутро. очищення застосовуються споруди різних видів - механізовані решітки, відстійники, жиро-масловіддільники, нефтеловушки, пісколовки, центрифуги.

механізовані решітки

Цей тип споруд призначений для вилучення з вступників на очисні спорудження виробничих та господарсько-побутових стічних вод великих забруднювачів з їх подальшою вивантаженням в сміттєзбірник.

Бувають вертикальні і горизонтальні відстійники, що застосовуються для виділення основної маси зважених і колоїдних елементів. Відстоювання застосовується для виділення зі стічних вод нерозчинених зважених часток. Полягає в випаданні осаду під дією сили тяжіння. Для відстоювання застосовують відстійники. Існує три основних конструкційних типу - вертикальні, горизонтальні і радіальні.

відстоювання

Процес відстоювання передбачає розшарування дисперсійного середовища на певні верстви - верхній (плаваючі плівки), середній - водне середовище, нижній - важка маса (осідають частинки). Бувають вертикальні і горизонтальні відстійники, що застосовуються для виділення основної маси зважених і колоїдних елементів.

вертикальний відстійник

вертикальний відстійник

Осадження і видалення механічних включень на стадії відстоювання запобігає їх гидролитическое розкладання, загнивання і додаткове забруднення розчиненими і колоїдними ОВ на подальших етапах очистки. Відстійні резервуари часто вдосконалять шляхом установки в них тонкошарових модулів, що дозволяють переміщати утворюються пластівці осаду під дією сили тяжіння в межплоскостним просторі до коническому днища. З осадової частини шлам відкачується за допомогою насосного обладнання на його механічне зневоднення.

З осадової частини шлам відкачується за допомогою насосного обладнання на його механічне зневоднення

Видалення нафти, жирів і масел відбувається в відстійниках спеціального призначення. Їх принцип дії грунтується на різниці питомих мас і коалесцентном принципі, який полягає в пристрої пластин зі спеціальних матеріалів, що володіють олеофільний властивостями. Таким чином, зважені фракції нафти притягуються поверхню пластин, вода ж, навпаки, відштовхується. З метою підвищення ефективності очищення бажано передбачати введення коагулянту, що створює найбільш сприятливі умови для видалення основної маси нерозчинених компонентів. При цьому з осадом видаляється і частина нафтопродуктів. Гравітаційний принцип поділу фаз, коли частинки масла і жиру піднімаються на поверхню, використовується в жироуловлювачах. Вони складаються з декількох відсіків. У першому відбувається осадження важких складових, а в другому - спливання легких мас.

Очищення в гидроциклонах

Принцип дії заснований на відцентрової сили, яка виникає під час вступу води по дотичній, в результаті створюється обертальний рух і відбувається відділення важких домішок.

Більш легка фаза рухається у внутрішньому спіральному потоці, направленому вгору, і викидається з гидроциклона через зливний отвір.

В основі процесу закладений принцип відділення частинок від рідкої фази під дією відцентрових сил, що утворюються при обертальному русі потоку в апараті.

Мал.2 - Гидроциклон: а - загальний вигляд;б - схема потоків.

1 - конус; 2 - циліндрична частина; 3 - живильний патрубок, куди подається стічна вода; 4 - зливний отвір для очищеної води; 5 - насадка, через яку відбувається розвантаження.

песколовки

Використовуються для виділення мінеральних складових.

Так широко застосовуються тангенціальні пісколовки мають дотичний підведення води, що забезпечує обертальний рух (на периферії вода рухається вниз, а в центрі - вгору). Швидкість його невелика, тому пісок осідає в конусі і періодично вивантажується на піскові майданчик або в піскові бункер з подальшою утилізацією. Освітлена вода відводиться на наступну стадію очищення.

центрифугування

Центрифугування - відділення зважених часток в рідині під дією відцентрових сил, які виникають при обертанні центрифуги і рідини в ній.

Розрізняють два види центрифугування: відцентрове осадження і фільтрування. При осадженні рух твердих частинок відбувається під дією відцентрової сили з утворенням або без утворення осаду на фільтрувальної перегородки, а також при одночасному протіканні в її зонах обох процесів.

При осадженні рух твердих частинок відбувається під дією відцентрової сили з утворенням або без утворення осаду на фільтрувальної перегородки, а також при одночасному протіканні в її зонах обох процесів

Мал.3 Схема пристрою центрифуги шнекового типу

1 - труба подачі осаду; 2 - порожнистий шнек; 3 - прохідні отвори; 4 - paтор: 5 - зливні отвори 6 - зливна труба; 7 - розвантажувальний бункер

фільтрація

Технологія фільтрації заснована на поділі дисперсних систем за допомогою перегородок, які пропускають дисперсне середовище і затримують тверду фазу.

В якості фільтруючого матеріалу використовують природні (кварцовий пісок, подрібнений гравій, керамзит, буре вугілля і т.д.) або синтетичні (пінополіуретан, полістирол, поліпропітен і ін.) Матеріали. Розрізняють фільтри з висхідним і низхідним потоком. В останніх дренажна система захищена від впливу забруднень і працює більш надійно. На фільтрах з висхідним потоком може спостерігатися замулювання дренажу, що призводить до серйозних ускладнень в роботі.

Однокамерний механічний фільтр горизонтальний

Мал.4 - Фільтр механічний горизонтальний однокамерний ОГ-5,5

1 - подача води на фільтрування; 2 - вихід обробленої води; 3 - подача води на нижню промивку; 4 - скидання промивної води; 5 вантуз; 6 - верхнє розподільний пристрій; 7 - фільтруючий матеріал; 8 - дренаж; 9 - спорожнення

мікрофільтрація

Мікрофільтрація - мембранне розділення, засноване на просіюванні, яке дає можливість відокремлювати частинки розміром 0,1-1 мкм, а так само очищати стоки від небезпечних біогенних елементів.

Мембрани виготовляють з органічних і неорганічних матеріалів - полімери, кераміка, скло, метал та ін.

Мембрани виготовляють з органічних і неорганічних матеріалів - полімери, кераміка, скло, метал та ін

ХІМІЧНИЙ МЕТОД ОЧИСТКИ СТІЧНИХ ВОД

Дозволяє виділяти з стічних вод розчинені речовини, які згубно впливають на навколишнє середовище. Ведеться з додаванням реагентів.

Окислення і відновлення

Окислення застосовують для знешкодження від токсичних домішок - ціанідів, комплексів міді та цинку, сульфідів і сереводорода.

Використовують різні окислювачі - озон, хлор, фтор, пероксид водню, перманганат калію та ін. Найефективнішим є озон. Він руйнує органічні і неорганічні речовини і домішки, знебарвлює воду, усуває запахи і присмаки, знищує бактерії. Недолік - дорожнеча. Для окислення потрібна велика кількість хімічних реагентів і складів їх зберігання.

Для окислення потрібна велика кількість хімічних реагентів і складів їх зберігання

Мал. 5 - Контактний апарат для озонування води

Відновлення застосовують, коли у воді містяться легко відновлювані речовини - сполуки ртуті, хрому, миш'яку. Наприклад, сполуки ртуті відновлюються до металевої ртуті, яка віддаляється відстоюванням або фільтруванням. Як відновники використовують сульфіт заліза, гідросульфіт натрію, сірководень, активне вугілля, діоксид сірки та ін.

Мал. 6 - Схема установки відновлення хрому безперервної дії:

1 - усреднітель; 2 - змішувач; 3 - ємність для нейтралізації і відстоювання

нейтралізація

Даний метод використовують для очищення від кислот і лугів.

Найпоширеніший спосіб - змішання кислих і лужних стоків. Так само застосовують фільтрування кислих вод з використанням нейтралізують реагентів. Для нейтралізації використовують такі реагенти - гідроксид кальцію (вапняне молоко), соду, доломіт, різні лужні сполуки.

Для нейтралізації використовують такі реагенти - гідроксид кальцію (вапняне молоко), соду, доломіт, різні лужні сполуки

Рис.7 - Нейтралізація стічних вод

1 - колектор; 2 - ручна решітка; 3 - мішалка; 4 - дозатор; 5 - центральна труба для подачі розчину; 6 - нейтралізатор; 7, 10, 12 - проміжні відстійники; 8 - мережа труб для подачі стічних вод; 9 - поверхневе біоплато; 11 - біопрудах; 13 - резервуар для очищених вод; 14 - насосна станція; 15 - труба для подачі очищених вод

осадження

Метод полягає в осадженні нерозчинних кристалічних опадів, на яких затримуються забруднення.

Проводиться за рахунок введення спеціальних реагентів. Недоліками методу є низький коефіцієнт очищення, утворення великої кількості шламу, збільшення токсичності і солевмісту.

Недоліками методу є низький коефіцієнт очищення, утворення великої кількості шламу, збільшення токсичності і солевмісту

Мал. 8 - Процес осадження

Фізичний МЕТОД ОЧИСТКИ СТІЧНИХ ВОД

Заснований на фізичних ефектах впливу на воду або забруднювач.

Дозволяє очистити стоки практично від усіх видів забруднень, а також знезаразити воду.

магнітна обробка

Магнітна обробка води прискорює процес кристалізації накипеобразующих солей, зменшує концентрацію іонів кальцію і магнію, прискорює коагуляцію з подальшим випаданням дрібнодисперсного осаду.

Це запобігає утворенню накипу в трубопроводах і апаратах, покращуючи їх подальшу роботу, значно зменшує відкладення органічних речовин, наприклад, парафінів. Магнітна обробка промислових стоків дозволяє досить швидко і ефективно осаджувати дрібнодисперсні забруднення.

Магнітна обробка промислових стоків дозволяє досить швидко і ефективно осаджувати дрібнодисперсні забруднення

електромагнітна обробка

Принцип роботи такий же, як і при магнітній обробці. Але існує ряд відмінностей і переваг. Вода має властивість «звикати» до магнітного впливу - ефект релаксації - омагніченная вода зберігає свої властивості не більше доби.

Електромагнітна обробка дозволяє усунути цей ефект, а так само зберігає кальцій і магній, що важливо при очищенні питної води.

Ультразвукова і ультрафіолетова обробка

Застосовуються для обробки від бактерій і мікроорганізмів.

Принцип заснований на ефекті кавітації. Ультразвук викликає утворення безлічі дрібних бульбашок (всередині знаходиться газ під високим тиском і температурою), які, лопаючись, створюють великий перепад тиску і, тим самим, руйнують клітинну оболонку мікроорганізму.

Очищення ультрафіолетом, так само, знищує бактерії і шкідливі мікроорганізми, але за рахунок світлового спектру. Фотохімічні реакції, що проходять в структурі ДНК за рахунок опромінення, руйнують їх і запобігають подальше розмноження бактерій. В даний час ці два методи комбінують, покращуючи ступінь очищення.

іонізуюче опромінення

Застосовується для очищення стічної води від отрут і токсинів, а так само від бактерій і мікроорганізмів.

Енергія випромінювання нижче порога ядерних реакцій, очищена вода не буде радіоактивної, і її можна скидати у водоймище або використовувати в оборотному циклі.

Часто цей метод комбінують з флотацією або адсорбційної очищенням. У першому випадку ступінь очищення досягає 99%.

ФІЗИКО-ХІМІЧНА ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

Використовується для очищення стоків від зважених і дрібнодисперсних забруднень і домішок, частинок розчинених газів, мінеральних та органічних речовин.

Очищення реагентами (Коагуляція і флокуляція)

Введення коагулянтів в систему дозволяє виробляти агрегацію дрібних частинок, які адсорбуються на що утворюються нерозчинних оплесках гідроксиду і з великою швидкістю випадають на дно ОС.

При коагуляції відбувається укрупнення частинок, за рахунок введення спеціальних реагентів, і осадження їх разом із забруднюючими речовинами. Коагулянтами виступають, як правило, солі заліза і алюмінію, солі сильних кислот, коагулянти на основі гіпсохлоріда.

Для зниження витрати дорогих препаратів необхідна добавка флокулянта. При цьому зменшується тривалість коагуляції. При флокуляції утворюються не частки, а пластівці, на яких адсорбуються забруднюючі речовини.

Флокуляція прискорює процес утворення і осадження пластівців при коагуляції, а при сильних забрудненнях можуть забезпечити осадження частинок без введення коагулянту.

Більшість забруднювачів в виробничих сливах мають стійку молекулярно-гідрадну оболонку і міцно пов'язані з водою. Для руйнування зв'язків необхідно змінити заряд частинок. АL- і F e - містять сполуки-ия мають позитивний, а колоїди - негативним, що призводить до нейтралізації заряду і їх взаємодії. За допомогою даних препаратів з рідини забирається мутність і кольоровість. Особливо актуальний цей процес для стоків текстильних і целюлозно-паперових заводів, що містять безліч барвників-токсичних і біохімічно важко окисляються речовин. Ефект знебарвлення може досягати при цьому до 95%.

Флотація и електрофлотація

Для виключення зі стоків тонкоемульгірованних нафтопродуктів, жирових емульсій, АПАВ, а також частини розчинених у воді органо сполук застосовується напірна флотація спільно з реагентної установкою.

Контроль здійснюється шляхом молекулярному налипання зважених часток до бульбашок повітря і концентрації їх на поверхні розділу фаз. Ступінь очищення досягає 85-95%.

Залежно від структури виділень речовини, можна розподілити їх на три групи:

Тверда фаза з гідрофобними властивостями (крапельки масла, жир і т.п.), відокремлюється вже при створенні у водному середовищі великих бульбашок.
Вуглеводи, білки з гідрофільної поверхнею виводяться за допомогою стиснутого повітря, тобто найдрібніших утворень газу.
Пухкі домішки - видалення їх відбувається тільки за умови впливу СВ на розгалужену систему пластівців. При введенні в систему очищення повітря забруднення видаляються не тільки шляхом з'єднання з газовими утвореннями, а й при біологічному розкладанні.

При флотації добре зарекомендували себе такі реагенти: коагулянт «Аква-Аурат18» і флокулянт «ВПК-402». Ефективність при цьому по БПКп і ГПК становить орієнтовно 40-50%, жирів - 80-85%.

Метод електрофлотаціі заснований на електролізі води.

В процесі забруднюючі речовини піднімаються на поверхню за допомогою мікропухирців електролітичних газів.

Мал. 10 - Схема електрофлотатора

1 - камера флокуляції (грубої очистки); 2 - патрубки для подачі стічної води; 3 - патрубки для дренажу (технологічного слива); 4 - патрубок для відведення шламу; 5 - камера для збору шламу; 6 - пеносборное пристрій; 7 - рівень води в апараті; 8 - перегородки; 9 - електродвигун; 10 - патрубок для відведення очищеної води; 11 - гідрозатвор; 12 - камера флотації (тонкої очистки); 13 - електродні блоки; 14 - струмопідведення. Потоки: I - стічна вода, II - очищена вода, III - флотошлам.

іонній обмін

Метод застосовують для знесолення та очистки стічних вод від іонів металів та інших забруднень.

Очищення роблять за допомогою іонітів - синтетичних іонообмінних смол в вигляді гранул, які завантажуються в фільтри.

Очищення роблять за допомогою іонітів - синтетичних іонообмінних смол в вигляді гранул, які завантажуються в фільтри

Мал. 11 Принципова схема проведення процесу іонного обміну

сорбція

Сорбційна очищення являє собою процес поглинання забруднюючих речовин твердими речовинами - сорбентами.

Дозволяє очистити воду від органічних домішок, в тому числі і від що не видаляються іншими методами.

Необхідна для глибокого вилучення з води нафтопродуктів, присутніх в тонкоемульгірованной і розчиненої формах, а також для стійких ОС, що характеризуються показником ГПК, катіонів Мет. На сьогоднішній момент використовують найрізноманітніші матеріали: вугілля, керамзит, цеоліти. Сорбирующие елемент завантажується в спеціальні блоки в один або кілька шарів. Найбільш часто для доочищення стічних вод НПЗ застосовують ГАУ.

Мал.12 - Схема установки для сорбції з води нітропродуктов активним вугіллям

1 - збірник стічних вод; 2 - подача стічної води; 3 - напірна місткість; 4 - регулятор швидкості напору; 5 - очищена вода; 6 - колона; 7 - подача охолоджувальної води; 8 - конденсатор; 9 - конденсат; 10 - розчинник; 11 - збірник розчинника; 12 - збірник екстракту; 13 - екстракт на ректифікацію; 14 - гострий пар

Він має високу хімічну стійкість і механічну міцність, володіє високим коефіцієнтом фільтрації. В процесі відновлення сорбційної ємності сорбенту «МІУ-С» по нафтопродуктах за допомогою лужної регенерації одночасно частково відновлюється його сорбційна ємність по іонів металів. Для додаткової регенерації обмінної ємності по іонів Ме при технологічній необхідності може використовуватися розчин NaCl.

екстракція

При екстракції відбувається вилучення з стічних вод розчинених домішок, з переходом їх в іншу, не змішується з водою, рідина - екстрагент.

В результаті взаємодії отримують екстракт (розчин витягнутих речовин в екстрагенті) і рафінат (залишковий водний розчин), з якого видалені забруднюючі компоненти. Як екстрагентів застосовують найчастіше органічні розчинники - бензол, бутилацетат, чотирихлористий вуглець.

Як екстрагентів застосовують найчастіше органічні розчинники - бензол, бутилацетат, чотирихлористий вуглець

1 - вихідні стічні води; 2 - екстрактор; 3 - відстійник; 4 - очищені стічні води (рафінат); 5 - екстрагент; 6 - кінцевий екстракт

електроліз

Метод електролізу полягає в проходженні електричного струму через забруднену воду.

В результаті цього утворюються сильні окислювачі, або при наявності у воді хлоридів, хлор і його сполуки, здатні очистити і знезаразити воду.

БІОЛОГІЧНИЙ І БІОХІМІЧНИЙ МЕТОД ОЧИСТКИ СТІЧНИХ ВОД

Метод дозволяє очистити воду від домішок заліза, сірководню, амонію, марганцю, зменшити жорсткість води, видалити присмаки і колір, знезаразити від бактерій.

Метод полягає в переробці забруднень мікроорганізмами активного мулу і подальшому роз'єднання прореагировавшей суміші. Механізм процесу складається з декількох стадій:

Сорбционное накопичення ЗВ на поверхні біомаси.
Розщеплення високомолекулярних ОВ за рахунок зовнішніх ферментативних впливів до молекул невеликих розмірів і проникнення їх усередину клітини.
Реакції з внутрішніми ферментами клітини, що супроводжуються окисленням НМВ до Н2О, СО2 і синтезом нових КВ

Детальніше про біологічну очистку

анаеробна очистка

Такий процес очищення ведеться за допомогою бактерій, яким для життєдіяльності не потрібний кисень. Його прийнято називати бродінням.

Анаеробні процеси необхідні для перекладу важко окисляються, до легко засвоюваних наступного аеробного зоні. Частина органіки піддається деструкції, а решта використовується на приріст біомаси. Часто такі апарати проектуються в два ступені. На першій - в циліндричну ємність організовується рецикл мулової суміші, для нарощування концентрації біоценозу. Перемішування організовується мішалками або насосним обладнанням. Друга обладнана конусним днищем, де відбувається накопичення осаду. На цьому ступені спостерігається доокисление ОВ, а також осадження та ущільнення скупчення мікроорганізмів.

Очищення проводять в метантанк - закритий резервуар з трубою для відведення біогазу, що утворюється в результаті бродіння. Ступінь очищення становить 85%.

аеробне очищення

Відбувається в результаті життєдіяльності мікроорганізмів активного мулу в присутності кисню.

При анаеробної очистки стічних вод протікають два процеси - сорбція забруднень активним мулом і їх внутрішньоклітинне окиснення мікроорганізмами.

В ході аеробного очищення розчинені органо комплекси, а також не осідають ТД складові переходять в біомасу АІ. У таких спорудах зазвичай встановлюється завантаження, на якій безперервно розвиваються прикріплені аеробно-факультативні мікроорганізми, що забезпечують спільно з реціркуліруемих активним мулом деструкцію органічних забруднень. Для протікання біоокіслітельних процесів і перемішування СВ з активним мулом в зони аерації блоків біоочищення постійно повинен подаватися стиснене повітря.

Очищення проводять в аеротенках та биофильтрах. Ступінь очищення досягає 99%.

Знезараження стічних вод

Стічна вода - джерело хвороботворних мікроорганізмів і вірусів, тому так важливо знезаражувати її на заключних етапах очистки. З точки зору епідеміології найнебезпечнішими є: господарсько-побутові, промислово-побутові, стічні води інфекційних лікарень, тваринницьких і птахівницьких фабрик, стоки м'ясокомбінатів, поверхнево-зливові стоки.

Знезараження - дезактивація хвороботворних мікроорганізмів, що мешкають в стічних водах.

Знезараження - дезактивація хвороботворних мікроорганізмів, що мешкають в стічних водах

Знезараження ультрафіолетом відбувається за допомогою бактерицидного випромінювання (довжина хвилі 200-400 нм), яке, проникаючи в структуру ДНК бактерії, руйнує її здатність до поділу і розмноження. При використанні УФО токсичних речовин не утворюється, і стік, що скидається у водойму, не робить шкідливого впливу на водні біоценози.

Комбінована ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

гіперфільтрація

Гіперфільтрація (зворотний осмос) - процес поділу розчинів фільтруванням через напівпроникні мембрани під тиском, що перевищує осмотичний.

Напівпроникні мембрани пропускають молекули води, але затримують іони солей. В результаті отримують чисту воду і концентрований розчин, який направляють на утилізацію. Гиперфильтрацию проводять в фільтр-прісних, рулонних, трубчастих і апаратах з порожнистим волокном.

Гиперфильтрацию проводять в фільтр-прісних, рулонних, трубчастих і апаратах з порожнистим волокном

1 - подача солоноватой води або стічних вод на установку; 2 - солі; 3 - зважені речовини; 4 - бактерії; 5 - віруси; 6 - барвники; 7 - речовини, що додають присмак; 8 - напівпроникна мембрана; 9 - підтримуюча мембрану конструкція; 10 - очищена вода; 11 - скидання концентрованого стоку

Електрохімічній очищення

Включає в себе безліч методів очищення, заснованої на дії електричного струму на стічні води із застосуванням розчинних і нерозчинних електродів.

Електрокоагуляція використовується для очищення стічних вод від колоїдних і зважених часток, від частинок з високою адсорбційною здатністю до Коагулянти - масла, жири, нафтопродукти, феноли, ПАР, барвники та ін.

Електрофлотація заснована на налипання забруднюючих речовин до бульбашок повітря, що утворюється в процесі електролізу. Дозволяє очищати стічні води від нафтопродуктів, жирів, зважених речовин.

Електрохімічний деструкція дозволяє розщеплювати складні хімічні речовини на більш прості і нешкідливі. Даний метод дозволяє знезаражувати воду від шкідливих бактерій завдяки утворюється в процесі іонів гіпохлориту. Доцільно застосовувати його при очищенні стоків інфекційних лікарень і фармацевтичних виробництв.

Компанія «Агросторойсервіс» вже більше двадцяти років займається очищенням стічних вод. Ми виконуємо всі види робіт - від проекту до виготовлення та встановлення. Ми застосовуємо унікальне, створене нашими інженерами обладнання, розробляємо нові технології і до кожного клієнта знаходимо свій індивідуальний підхід. Вибираючи нас, Ви можете бути впевнені в якості та надійності обладнання.

Автор: ТОВ "НВО" Агробудсервіс "
Дата публікації: 27.04.2018

Методи очищення стічних вод

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН У СТІЧНИХ ВОДАХ