Методы очистки сточных вод

Загрязненные сточные воды - это воды, которые в процессе использования засоряются различными компонентами и сбрасываются без очистки, а также те, которые проходят очистку при норме, ниже установленной органами Государственного комитета РФ по охране окружающей среды. Сброс таких вод вызывает ухудшение качества воды в водном объекте.

Очистка промышленных стоков - это комплекс различных методов. Наиболее широко используется комбинация механической, реагентной (химической) и биохимической очисток.

1. Механическая очистка стоков включает в себя: отстой сточных вод
в специальных отстойниках, в результате которого происходит осаждение взвешенных в воде частиц; сбор нефтепродуктов и других нерастворимых в воде жидкостей с поверхности воды в отстойниках; фильтрацию воды через слой песка толщиной 1,5 - 2 м.

2. Реагентная (химическая) очистка - химическая очистка сточных
вод путем обработки их реагентами, которые нейтрализуют
загрязняющие вещества и переводят их в нетоксичную или
малорастворимую форму.

3. Биохимическая очистка. Аэробная биохимическая очистка
заключается в минерализации органических веществ промышленных
или бытовых стоков окислением их в присутствии аэробных
микроорганизмов (минерализаторов). При этом микроорганизмы
используют загрязняющие воду вещества в качестве продуктов питания.
Процесс очистки проходит в условиях интенсивного потребления
микроорганизмами растворенного в воде кислорода. Чаще всего
источником аэробных бактерий служит так называемый активный ил.

В основе анаэробной биохимической очистки лежит метановое брожение, осуществляемое в присутствии метанообразующих бактерий. В качестве продуктов брожения получаются газ, состоящий из метана (65%) и СО₂ (33%), и осадок, который уплотняют, сушат и затем используют как удобрение или, если есть токсичные примеси, сжигают.

Эффективность биохимической очистки на самых современных установках 90% по органическим веществам и лишь 20 - 40% по неорганическим, так как в результате нее практически не снижается солесодержание воды.

4. Обеззараживание воды. Последней стадией подготовки воды
для питьевых нужд является ее обеззараживание - уничтожение
в ней болезнетворных микроорганизмов с помощью хлора, фтора
или озона. Через воду могут распространяться такие страшные
инфекционные заболевания, как холера, брюшной тиф, гепатит и
т.п. Долгие годы обеззараживание воды осуществляли
хлорированием. Однако при взаимодействии хлора с ароматическими соединениями, содержащимися в воде, образуются полихлорированные бифенилы. Окисляясь, они превращаются в| диоксины - яды. Учитывая этот факт, в 80-е гг. во многих странах перешли к обработке воды фтором, однако оказалось, что это не менее вредно, чем хлорирование. В настоящее время наиболее перспективным и безвредным считается обеззараживание воды озоном.

5. Очистка воды от солей (деминерализация воды).

Вода питьевого качества должна содержать солей не более 1000 мг в литре, из них: хлоридов не более 350 мг/л и сульфатов не более 500 мг/л. Существует несколько методов деминерализации природных и сточных вод:

- дистилляция (выпаривание); при кипячении сточной воды в пар
переходит вода и летучие органические вещества, а минеральные и
органические соли остаются в кубе. Основной недостаток этого метода -
большой расход энергии - 0,080 ГДж/т. По этой причине самые мощные
выпарные установки сооружают на предприятиях атомной энергетики,
имеющих дешевую тепловую энергию. Например, в г. Шевченко на базе
атомного реактора методом дистилляции производят опреснение
морской воды;

- вымораживание; при кристаллизации воды, содержащей соли, в
первую очередь выделяются кристаллы пресного льда. По сравнению
с дистилляцией вымораживание имеет энергетические,
технологические, конструкционные преимущества;

- мембранные методы основаны на свойстве полупроницаемых
мембран (синтетические полимерные пленки) избирательно пропускать
через себя молекулы воды, но задерживать растворенные в ней соли
и органические вещества. К ним относят электродиализ и
ультрафильтрацию (обратный осмос). Электродиализ - метод
деминерализации и концентрирования растворов, основанный на
направленном переносе ионов солей в поле постоянного тока через
полупроницаемую мембрану. За рубежом этот метод получил широкое
распространение для обессиливания морской воды. Например, в
Ливии функционирует установка производительностью 20 тыс. м³/сутки,
в США - 400 тыс. м³/сутки.

Метод обратного осмоса базируется на очистке водных растворов путем их фильтрации через полупроницаемую мембрану под давлением 6-8 МПа. Процесс характеризуется относительно небольшими затратами энергии. За рубежом освоено производство подобных установок производительностью до 1 тыс. м³/сутки;

- ионный обмен основан на избирательном поглощении ионов,
содержащихся в воде, в слое ионита и является основным для
приготовления глубоко обессоленной воды для АЭС и ТЭС с котлами
сверхвысокого и критического давления. Кроме того, он используется
в воодооборотных циклах на предприятиях для концентрирования и
извлечения из сточных вод ценных компонентов (например, ионов тяжелых металлов). Широкое применение этот метод нашел и в практике смягчения воды, т. е. избавления ее от солей постоянной жесткости.

6. Удаление остаточных органических веществ. После очистки в сточных водах могут остаться органические вещества. Лучший способ их удаления - адсорбция активированным углем. Для этого воду пропускают через колонки с активированным углем (время контакта 20 - 40 мин). Адсорбция эффективна для большинства органических соединений и используется для очистки бытовых стоков от жидких отходов перегонки нефти, фенолов и других ароматических соединений. Метод позволяет очистить сточные воды до биологической потребности в кислороде менее или равно 1 мг О₂/л (меньше нормы по ГОСТ).

Дата добавления: 2014-01-04