Химические и физико-механические методы очистки

Системы механической очистки

Обработки осадков

Системы, методы и средства очистки сточных вод и

В зависимости от происхождения воды и состава сточных вод подразделяются на три основные категории:

– бытовые (воды от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань и т.д.);

– производственные (воды, используемые в технологических процессах);

– атмосферные (дождевые и талые).

Загрязненные производственные сточные воды подразделяются на три группы:

– загрязненные преимущественно минеральными примесями;

– загрязненные преимущественно органическими примесями;

– загрязненные преимущественно органическими и минеральными примесями.

Системы и методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод можно разделить на три группы:

– механические;

– химические и физико-механические;

– биологические

Системы механической очистки применяются для выделения из сточных вод нерастворимых минеральных и органических примесей (предварительная очистка), обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%, органических веществ до 20%.

Например: В состав сооружений и средств механической очистки входят:

– решетки с дробилками крупных фракций;

– уловители различного рода (песколовки улавливают тяжелых минеральных примеси и песок, усреднители регулируют состав и расход сточных вод);

– отстойники горизонтальные и вертикальные (взвешенное вещество под действием гравитационных сил оседает на дно отстойника или всплывает на его поверхность, например масло- и смолоотстойники, нефте- и жироловки);

– фильтры (гидроциклоны - принцип действия которых основан на сепарации частиц, твердой фазы во вращающемся потоке жидкости).

Гидроциклоны бывают двух видов:

а) безнапорные открытые гидроциклоны (для выделения из сточных вод оседающих и всплывающих веществ);

б) напорные закрытые гидроциклоны (для выделения и сточных вод примесей минерального происхождения, плотность которых значительно отличается от плотности воды).

Химические и физико-механические системы и методы очистки наиболее эффективны при локальной очистке сточных вод промышленных предприятий.

7.2.1. К химическим методам очистке сточных вод относятся:

а) метод нейтрализации (обработка сточных вод, содержащих кислоты и щелочи).

Например: – взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод;

– нейтрализация реагентами (растворы кислот, негашеная и гашеная известь);

– фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, магнезит, мел и др.)

б) окислительный метод (обеззараживание сточных вод, содержащих токсические примеси или соединения).

Например: в качестве окислителей используют хлор, хлорная известь, диоксид хлора, озон, технический кислород и кислород воздуха.

7.2.2. К физико-механические методам относятся:

– коагуляция (для мелкодисперсных и коллоидных частиц больше 10 мкм, для коагуляции используются соли аммония железа, магния, шламовые отходы и отработанные растворы, а также различные виды флокулянтов).

Например: В процессе коагуляции образуется значительный объем рыхлого хлопьевидного осадка;

– сорбция (метод очистки сточных вод от растворенных в них органических веществ и для извлечения ценных растворенных веществ). Например: В качестве сорбентов используют различные искусственные и пористые природные материалы, например золу, коксовую мелочь, торф, силикогель, алюмогель, активные глины, активированный уголь;

– флотация (используется для очистки производственных сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества, нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые частицы).

Например: Процесс флотации заключается в образовании в толще воды газовых пузырьков (воздушных), прилипании частиц к поверхности раздела газовой и жидкой фазы, всплывании этих комплексов на поверхность обрабатываемой сточной жидкости и удаление образовавшегося пенного слоя;

– экстракционный метод очистки (используется для улавливания в сточных водах растворах органических веществ, представляющих техническую ценность - фенолы, жирные кислоты, метод основан на распределение загрязненного вещества в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей соответственно его растворимости в них);

– метод ионного обмена (между ионами находящимся в растворе и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы, позволяет извлекать и утилизировать из сточных вод ценные примеси соединения мышьяка, фосфор, хром, цинк, свинец, медь, ртуть, радиоактивные вещества);

7.3. Системы и методы биологической очистки

Системы и методы биологической очистки основаны на процессах биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах.

Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающем множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов - водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложных взаимоотношений (метабиоза, симбиоза и антагонизма). Биологическую очистку называют полной, если биологический показатель кишечной палочки (БПК) очищенной воды составляет БПК ≤ 20 мг/л и неполной при БПК > 20 мг/л.

Для биологической очистки сточных вод применяются два метода:

– метод естественной очистки;

– метод искусственной очистки.

Естественные методы биологической очистки включает:

а) почвенные методы очистки предполагает использование сооружения почвенной очистки, которые делятся на:

– малые (фильтрационные колодцы, фильтрационные траншеи с естественным и искусственным слоем грунта, песчано-гравийные фильтры);

– средние (поля подземного орошения, поля подземной фильтрации);

– крупные (земледельческие поля орошения, коммунальные поля орошения, поля подземной фильтрации).

б) метод биологических прудов предполагает использование биологических полей очистки, которые делятся на:

– биологические поля естественной аэрации (поверхностная аэрация, не глубже 1 метра);

– биологические поля искусственной аэрации (продувка воздуха механическим аэраторами через толщу воды глубиной до 3 метров).

Недостатки биологических прудов:

– низкая окислительная способность;

– сезонность работы (летом большая эффективность);

– потребность в больших территориях.

Искусственные сооружения биологической очистки по признаку расположения в них активной биомассы можно разделить на две группы:

а) активная биомасса находится в обрабатываемой сточной воде во взвешенном состоянии, к нем относятся:

– аэротеки (сооружения или резервуары разделенные перегородками на отдельные коридоры). По структуре потока сточной жидкости аэротеки бывают: аэротеки – вытеснители и аэротеки – смесители, которые отличаются системой подачи обрабатываемой сточных вод и циркуляцией активного ила;

– циркуляционные окислительные каналы (для очистки небольшого количества сточных вод, объемом менее 700 м³/сут используют замкнутый кольцевой канал, в котором устанавливают аэраторы);

– окситенки (аэрационные сооружения с искусственной подачей технического кислорода для повышения его производительности).

б) активная биомасса закрепляется на неподвижном материале, а сточная вода обтекает его тонкий пленочный слоем, к ним относятся биофильтры (составная часть – загрузочный материал, по типу загрузочного материала их подразделяют на две категории):

– биофильтры объемной загрузки (состоит из гравия, керамзита, шлака крупностью отдельных фракций 15…80 мм, он засыпается навалом после сортировки фракций слоем 2…4 метра);

– биофильтры плоскостной загрузки (материал из пластмасс, асбестоцемента, керамики, металла, тканей, материал засыпают высотой слоя загрузки 4...8 метров).

7.4. Методы обработки осадков сточных вод

В процессе очистки сточных вод образуются осадки, объем которых обычно не превышает 0,5…2% объема очищаемой воды.

В общем виде технологическая схема обработки осадков включает следующие стадии:

– уплотнение (осуществляется гравитационным способом, центрифугированием, фильтрованием, флотацией);

– стабилизация (служит для предотвращения загнивания осадков и достигается минерализацией органических веществ с помощью анаэробного сбраживания, аэробного окисления, высушиванием);

– кондиционирования (подготовку осадков к обезвоживанию за счет изменения структуры осадка и форм связи воды, что увеличивает способность к водоотдаче – обработки минеральными коагулянтами, а также методы – тепловой обработки, жидкофазное окисление, замораживание и отстаивание);

– обезвоживание осадков (в естественных условиях на иловых площадках и в искусственных условиях на вакуум-фильтрах, центрифугах, виброфильтрах, фильтр-прессах, ленточных прессах);

– сжигание осадков (в том случае, если они содержат токсичные примеси или их утилизация нецелесообразна).

Дата добавления: 2014-12-27