Методи знезараження стічних вод

Навігація:
Головна → всі категорії → Очищення стічних вод

З практики очищення стічних вод відомо, що при первинному відстоюванні кількість бактерій групи кишкової палички (БГКП) скорочується на 30-40%, а після вторинних відстійників на 90-95%. Отже, для повного звільнення стічних вод від патогенних бактерій і вірусів необхідне застосування спеціальних методів знезараження.

Для дезінфекції стічних вод застосовуються хлорування, озонування, ультрафіолетове опромінення.

Хлорування. Для знезараження стічної води хлоруванням використовують хлорне вапно, хлор і його похідні, під дією яких бактерії, що знаходяться в стічній воді, гинуть в результаті окислення речовин, що входять до складу протоплазми клітин.

Незважаючи на високу ефективність по відношенню до патогенних бактерій, хлорування при дозі залишкового хлору 1,5 мг / л не забезпечує необхідної епідемічної безпеки по відношенню до вірусів. Іншим негативним властивістю хлорування є утворення хлорорга-нічних сполук і хлораминов. Хлорорганічні сполуки мають високу токсичність, мутагенністю і канцерогенність, здатні акумулюватися в донних відкладеннях, тканинах гідробіонтів і в кінцевому рахунку потрапляти в організм людини.

Для каналізаційних очисних споруд, розташованих в приморських населених пунктах, можуть бути рекомендовані електролізних установки для отримання дезінфікуючих з'єднань з морської води. Висока бактерицидна дія активного хлору, одержуваного електролізом води Каспійського моря, є результатом наявності в морській воді значної кількості сульфат-іонів, внаслідок чого, крім гіпохлориту натрію, утворюються сірковмісні сполуки, також мають бактерицидну дію. При електролізі цієї води оптимальною є температура 60-80 ° С. При отриманні гіпохлориту натрію з морської води, витрата якої становить 4 л на 1 м3 стічної води, витрачається до 3 кВт-год електроенергії.

Обробка стічної води гіпохлоритом натрію за вартістю практично рівноцінна обробці хлором і в 1,5-2 рази дешевше, ніж знезараження хлорним вапном.

Вибір методу знезараження стічної води виробляють, керуючись витратою і якістю оброблюваної води, ефективністю її попереднього очищення, умовами поставки, транспорту і зберігання реагентів, можливістю автоматизації процесів і механізації трудомістких робіт.

Кількість активного хлору, що вводиться на одиницю об'єму стічної води, називається дозою хлору і виражається в грамах (г / м3).

Для зниження Coli-форм на 99,9% потрібні такі дози хлору, г / м3: - після механічного очищення 10; - після хімічного очищення 3-10; - після повної і неповної біологічного очищення З-5 - після фільтрування на піщаних фільтрах 2-5

Хлор, доданий до стічній воді, повинен бути ретельно перемішаний з нею, а потім перебувати в контакті зі стічною водою не менше ніж 30 хв, після чого кількість залишкового хлору повинно бути не менше 1,5 г / м3.

Установка для хлорування газоподібним хлором має хлору-битий, змішувач, контактні резервуари. Після випарника газоподібний хлор проходить грязевик, фільтр і потім підводиться через хлоратори ЛОНІІ-СТО (рис. 14.18) до ежектора індивідуального виготовлення, в які насосами-підвищувачів подається водопровідна вода. Після цього хлорне вода відводиться з хлораторної споживачеві. Для знезараження стічних вод хлорне вода подається в одну точку. Передбачено також варіант подачі споживачеві газоподібного хлору.

Мал. 14.18. Хлоратор ЛОНІІ - СТО:
1 - запірний вентиль; 2 - фільтр; 3 - мембранна камера; 4 і 7 - манометри; 5 - редуктор тиску; б - трійник; 8 - регулюючий вентиль; 9 і 11 - з'єднувальні трубки; 10 - ротаметр; 12 - змішувач хлоргаза з водою

У ВАТ ЦНДІЕП інженерного обладнання розроблений проект хлораторної для знезараження стічних вод продуктивністю 25 кг / год товарного хлору. Установку для хлорування стічної ВОДИ хлорним вапном застосовують на невеликих станціях при витраті стічних вод до 1000м3 / сут.

ВАТ НДІ комунального водопостачання та очистки води спільно з ПКБ АКХ розроблені електролізних установки для отримання знезаражуючого хлорагента гіпохлориту натрію на місці споживання зі звичайної технічної солі (табл. 14.3), який заснований на отриманні хлору і його взаємодії з лугом в одному і тому ж апараті - електролізері.

Серійно випускаються електролізних установки ЕН непротічні з графітовими електродами пропускною спроможністю до 100 кг / сут за активним хлором (рис. 14.19).

Мал. 14.19. Схема електролізної установки непротічних типу:
1 - розчинний бак для солі; 2 - електролізер; 3 - бак-накопичувач гіпохлориту натрію; 4 - випрямна установка; 6 - розподільна решітка; 7 - поплавок; 8 - трубопровід для подачі розсолу; ВГВ2 - вентилі

Достатня ефективність знезараження очищеної стічної води гіпохлоритом натрію настає зазвичай при його концентрації 1,5-3,5 мг / л (в залежності від хлоропоглощаемості); утримання надлишкового хлору при цьому становить 0,3-0,5 мг / л. Ефективність знезараження стічної води залежить від температури лише при введенні малих доз гіпохлориту натрію. Продукти електролізу в деякій мірі сприяють прискоренню процесів коагулирования і осадження зважених речовин. В даний час цей метод застосовують для обробки невеликих обсягів стічних вод на станціях, віддалених від місць виробництва хлору.

При проектуванні електролізної установки можна використовувати проекти, розроблені Гіпрокоммунводоканалом для очисних споруд з витратою хлору 1 -200 кг / сут.

Контактні резервуари (рис. 14.20) призначені для забезпечення розрахункової тривалості контакту очищених стічних вод з хлором або гіпохлоритом натрію, їх слід проектувати як первинні відстійники без скребків; число резервуарів приймається не менше 2. Допускається барботаж води стисненим повітрям при інтенсивності 0,5 м / м ч.

При знезараженні стічних вод після біологічних ставків допускається виділяти відсік для контакту стічних вод з хлором.

Мал. 14.20. Контактні резервуари шириною 6 м (дві секції):
1 - розподільна камера; 2 - впускний лоток; 3 - струменеспрямовуючою щит; 4 - приямок осаду; 5 - збірний лоток; 6 - трубопровід спорожнення; 7 - повітропровід

Осад видаляється періодично після зливу отстоенной води. Розміри типових контактних резервуарів приведені в табл. 14.4.

Крім сполук хлору, для очищення стічних вод можуть бути використані сполуки брому і йоду, наприклад, хлорид брому. Взаємодія хлориду брому у воді схоже з поведінкою хлору. Йод також не знаходить застосування в процесах очищення стічної води через високу вартість: при порівнянні ефективності дезінфекції однакових стічних вод дезінфекція йодом варто в 15-20 разів дорожче, ніж дезінфекція хлором.

Озонування. Найбільш поширеним хімічним методом знезараження води з використанням з'єднань кисню є озонування (озон-аллотропная модифікація кисню). Озон має високу бактерицидну активність і забезпечує надійне знезараження води навіть по відношенню до спороутворюючих бактерій. Завдяки сильній окислювальної здатності озон руйнує клітинні мембрани і стінки. Обробка стічних вод озоном на заключному етапі дозволяє отримати більш високу ступінь очищення і знешкодити різні токсичні сполуки.

Дослідження з токсикологічної оцінці озонування показали відсутність негативного впливу обеззараженной води на організм теплокровних тварин і людини.

Ефект озонофлотаціі дозволяє відмовитися від застосування фільтрів доочистки перед озонуванням і знизити витрати на проведення процесу.

В даний час у вітчизняній практиці застосовуються трубчасті озонатори різної конструкції (озонатори типу ОПТ виготовляються Курганським заводом хімічного машинобудування). Вони працюють при частоті струму 50 Гц. Озонатори комплектуються необхідними засобами управління і контролю, автоматичними блоками компримування повітря, осушувачами повітря, водороздільники, автоматичними блоками з озоном або з його водними розчинами, які виготовлені зі стійких протикорозійних матеріалів - нержавіючої сталі, алюмінію або пластичних мас.

Основні фактори, що стримують і ускладнюють широке використання озону, обумовлені відносно високою його собівартістю, що визначається невисокою якістю озонаторних установок промислового типу, пропускною спроможністю 10-50 кг / год і малим ступенем використання (50 - 70%) озону в існуючих конструкціях змішувачів з водою .

Ультрафіолетове знезараження. Пропонований спосіб не вимагає введення в воду хімічних реагентів, не впливає на смак і запах води і діє не тільки на бактеріальну флору, але і бактеріальні спори. Бактерицидну опромінення діє майже миттєво і, отже, вода, що пройшла через установку, може відразу ж надходити безпосередньо в систему оборотного водопостачання або у водойму. З числа можливих альтернатив хлорування в технологічній схемі очищення стічних вод перевагу можна віддати застосування ультрафіолетових променів, так як дезінфекція з їх допомогою не чинить токсичного впливу на водні організми і не призводить до утворення шкідливих для здоров'я хімічних сполук.

Ефект знезараження грунтується на дії ультрафіолетових променів з довжиною хвилі 200-300 нм на білкові колоїди і ферменти протоплазми мікробних клітин. Бактерицидний ефект залежить від прямого впливу ультрафіолетових променів на кожну бактерію. Оброблена ультрафіолетовим випромінюванням вода повинна мати достатню прозорість, оскільки в забруднених водах інтенсивність проникнення УФ-променів швидко згасає, що обмежує використання УФ установок для знезараження стічних вод. Знезараження води відбувається внаслідок фотохімічного впливу на бактерії ультрафіолетової бактерицидної енергією, що випромінюється спеціальними лампами.

Установки УФ-знезараження комплектуються ртутними лампами двох типів: високого і низького тиску. Гідність аргон-ртутних ламп низького тиску полягає в тому, що основне випромінювання їх збігається з енергією максимального бактерицидного дії. У ртутному розряді низького тиску (3-4 мм рт ст.) Близько 70% всієї випромінюваної потужності доводиться на область ультрафіолетових променів.

Однак відносно невелика споживана електрична потужність (15-60 Вт) обмежує їх застосування в установках невеликої продуктивності для знезараження води (до 20-30 м3 / год).

Дослідження показали, що для знезараження води можуть бути використані аргон-ртутні лампи низького тиску (так звані "бактерицидні") і ртутно-кварцові лампи високого тиску.

Лампи високого тиску (в порівнянні з лампами низького тиску) мають більш високу потужність УФ-випромінювання, але і більш низьким енергетичним коефіцієнтом корисної використання випромінювання. Вплив УФ-установок на стічні води залежить від типу ламп. Лампи з високою енергією випромінювання і "розмитим" спектром випромінюваних хвиль поряд з антибактеріальним ефектом володіють ефектом окисного впливу. Механізм такого впливу полягає в освіті вільних радикалів і пероксиду водню при фотоліз. Розпад пероксиду водню в стічній воді супроводжується утворенням вторинних вільних радикалів, залученням кисню і розчинених у воді іонів металів в процеси окислення забруднюючих речовин. Негативним наслідком "розмитого" спектра є процес інтенсивного потемніння кварцових чохлів під дією випромінювання, що знижує ККД і термін використання ламп.

Ртутно-кварцові лампи високого тиску (400-800 мм рт. Ст.) Мають споживану потужність 1000-2500 Вт і випромінюють велика кількість концентрованої бактерицидної енергії, тому вони цілком можна застосувати для знешкодження великих мас води, що має невелику бактеріальне забруднення і хороші санітарно-хімічні показники. Максимально допустимий термін служби ламп встановлений 4500-5000 годин фактичної тривалості горіння.

На рис. 14.21 приведена установка ультрафіолетового знезараження. Конструкція установки, що отримала назву «Літ», розроблена для знезараження води спільним впливом Уф-опромінення і фо-толітіческого озону. Установка складається з ежектора спеціальної конструкції, встановленого на вході в блок знезараження, трубопроводів з запірною арматурою і пускорегулювальної апаратури.

Мал. 14.21. Установка ультрафіолетової дезінфекції стічних вод

При розрахунку установок для знезараження води інтенсивність бактерицидного випромінювання необхідно визначати на відстані 1 м від центру ламп. Розрахункова величина бактерицидного потоку ламп повинна прийматися на 30% нижче номіналу, так як саме на цю величину відбувається ослаблення потоку в кінці терміну служби ламп. Треба враховувати коефіцієнт поглинання водою бактерицидного випромінювання а, який залежить від санітарно-хімічних показників оброблюваної води. Найбільше поглинання викликає кольоровість води, тоді як вміст у воді солей жорсткості надає на поглинання малий вплив при обробці питної води. Те ж можна віднести і до стічній воді, чим вище забрудненість по зважених речовинах і БПК, тим менше коеффіці-ент поглинання, який слід в кожному конкретному випадку визначати експериментально.

Наприклад, для питної води, що відповідає прийнятому ГОСТу, коефіцієнт поглинання облучаемой води приймається для підземних глибоких вод - 0,1 см-1, для джерельної, грунтової, інфільтраційної -0,15 см-4, для обробленої води поверхневих джерел - 0,3 см-1.

Важливе значення при обробці води бактерицидними лампами є опірність бактерій впливу випромінювання. Знаходяться У воді мікроорганізми виявляють різну опірність дії бактерицидних променів. Критерієм стійкості різних видів мікроорганізмів може служити кількість бактерицидної енергії, необхідної для заданого ступеня знезараження води, вираженої ставленням кінцевого кількості бактерій Р до їх початкової кількості Р ° в одиниці об'єму води. Це відношення називається ступенем знезараження.

Коефіцієнт опірності опромінюються бактерій характеризує кількість бактерицидної енергії і залежить від виду бактерій. Ефект знезараження води визначається за кількістю залишилися в живих бактерій кишкової палички, тому що вони мають підвищену опірність впливу бактерицидних променів в порівнянні з патогенними неспороутворюючих бактеріями. Коефіцієнт опірності опромінюються бактерій в мкВт-с / см2 - приймається дорівнює 2500.

Застосування джерел бактерицидного випромінювання для знезараження води можливо як при розміщенні їх в повітрі над вільною поверхнею опромінюється води, так і при зануренні у воду в кварцових чохлах, що захищають лампи від впливу температури води.

Досвід експлуатації УФ установок за кордоном показав, що найзначніші експлуатаційні витрати обумовлюються необхідністю заміни ультрафіолетових ламп і можливої ​​їх чистки в період роботи.

Інші методи знезараження. Перманганат калію. Цей реагент взаємодіє з органічними і неорганічними речовинами, що перешкоджає його дезінфікуючій дії, в результаті воно виявляється набагато нижче, ніж у хлору і озону. Дезинфікуючу дію пі-роксіда водню також проявляється при високих дозах.

Вапно. Вапнування застосовується зазвичай у поєднанні з видаленням амонійного азоту із стічних вод отдувкой. Необхідний гігієнічний ефект при обробці стічних вод досягається при використанні великих доз реагентів, що супроводжується утворенням величезної кількості осаду. Цей факт, так само як і висока вартість знезараження цим методом, істотно обмежує застосування вапнування і робить його неприйнятним для використання на малих, середніх і великих станціях аерації.

Ферит натрію. Тверда сіль, яка містить залізо в ступені окислення (+6), служить одночасно окислювачем і коагулянтом. Це один з найефективніших неорганічних дезінфектантів, проте його використання пов'язане з проблемами синтезування реагенту і не вийшло зі стадії лабораторних випробувань. Мало поширеним реагентом є перуксусной кислота. Дослідно-промислові випробування в Англії показали її ефективність.

Радіаційний знезараження. Гамма-установки типу РХУНД працюють за такою схемою: стічна вода надходить у порожнину сітчастого циліндра приймально-розподільного апарату, де тверді включення (бинти, вата, папір і т.п.) захоплюються вгору шнеком, віджимаються в дифузорі і направляються в бункер-збірник . Потім стічні води розбавляються умовно чистою водою до певної концентрації і подаються в апарат гамма-установки, в якому під дією гамма-випромінювання ізотопу С60 відбувається процес знезараження. Оброблена вода скидається в каналізаційну систему міських стічних вод.

Схожі статті:
Депонування осадів стічних вод

Навігація:
Головна → всі категорії → Очищення стічних вод

Головна → Довідник → Статті → Блог → Форум