Очистка сточных вод

В зависимости от типа процессов, протекающих в очистных сооружениях, различают механичес­кую, физико-химическую и биологическую очистку сточных вод. На очистных сооружениях образуются большие массы осадков, которые подготавливают к дальнейшему использованию: обезво­живают, сушат, обезвреживают и обеззараживают. При необходи­мости сточные воды, прошедшие сооружения полной биологичес­кой очистки, подвергают доочистке. После очистки, перед сбросом в водоемы, сточные воды должны обеззараживаться с целью уничтожения патогенных микроорганизмов.

Механическая очистке предназначена для задержания не­растворенных примесей. К сооружениям для механической очи­стки относятся: решетки и сита (для задержания крупных приме­сей), песколовки (для улавливания минеральных примесей, пес­ка), отстойники (для медленно оседающих и плавающих приме­сей) и фильтры (для мелких нерастворенных примесей). Специ­фические загрязнения производственных сточных вод удаляются с помощью жироловок, нефтеловушек, масло - и смолоуловителей и др. Очистные сооружения располагаются по высоте обычно та­ким образом, чтобы вода из одного в другое поступала самоте­ком. Механическая очистка - это, как правило, предварительная ступень перед биологической очисткой. В некоторых случая можно ограничиться механической очисткой: например, если небольшое количество сточных вод сбрасывается в очень мощный водоем, или, если вода после механической очистки повторно используется на предприятии. При механической очистке удает­ся задерживать до 60 % нерастворенных примесей.

Физико-химические методы применяются, в основном, для очистки производственных сточных вод (в случае бытовых стоков их применение ограничено по экономическим соображениям). К этим методам относятся: реагентная очистка (нейтрализация, коагуляция, озонирование, хлорирование и др.), сорбция, экстрак­ция (лат. extrahere - извлекать), эвапорация (лат. evaporatio - выпаривание), флотация, электродиализ и др.

Наибольшее распространение находят методы реагентной очист­ки с применением коагулянтов, в качестве которых используют сернокислый алюминий AI₂(SO₄)₃, хлорное железо FeCl₃, серно­кислое железо Fe₂(SO₄)₃, известь СаСО₃ и др. Соли-коагулянты способствуют укрупнению частиц, образуя хлопья, что делает возможным дальнейшее осаждение и фильтрование мелких нерастворенных, коллоидных и частично растворенных примесей. В ряде случаев физико-химическая очистка обеспечивает такое глубокое удаление загрязнений, что последующая биологическая очистка не требуется.

Биологическая очистка сточных вод основана на биохими­ческих процессах с участием микроорганизмов, которые в про­цессе своей жизнедеятельности разрушают органические соеди­нения и минерализуют их. Микроорганизмы используют органи­ческие вещества в качестве источника питательных веществ и энергии. Сооружения биологической очистки условно делят на два типа: сооружения, в которых процессы протекают в услови­ях, близких к естественным, и те, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях. К первым относятся поля фильтрации и биологические пруды, ко вторым - биофильтры и аэротенки.

Поля фильтрации - это земельные участки, искусственно раз­деленные на секции, по которым равномерно распределяется сточная вода, фильтрующаяся через поры грунта. Профильтрован­ная вода собирается в дренажных трубах и канавах и стекает в водоемы. На поверхности почвы образуется биологическая плен­ка из аэробных микроорганизмов, способных перерабатывать органические вещества. Кислород может проникать в грунт на глубину до 30 см; глубже разрушение органики осуществляется в результате жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов.

Биологические пруды - это специально созданные неглубокие водоемы, где протекают естественные биохимические процессы самоочищения воды в аэробных и анаэробных условиях. Пруды сооружаются как для первичной биологической очистки, так и для доочистки сточных вод после биофильтров и аэротенков. Насыщение воды кислородом происходит вследствие естествен­ной атмосферной аэрации и фотосинтеза, но может применять­ся и искусственная аэрация.

Биофильтры - сооружения, в которых создаются условия для интенсификации естественных биохимических процессов разло­жения органических веществ. Это резервуары с фильтрующим материалом, дренажем и устройством для распределения воды. Сточная вода с помощью распределительных устройств периоди­чески разливается по поверхности загрузки, профильтровывает­ся и отводится во вторичный отстойник. На поверхности фильтра постепенно созревает биопленка из различных микроорганиз­мов, которые выполняют ту же функцию, что и на полях филь­трации, т. е. минерализуют органические вещества. Отмершая биопленка смывается водой и задерживается во вторичном от­стойнике.

Аэротенки - это резервуары, в которые поступают сточная вода после механической очистки, активный ил и непрерывно подается воздух. Хлопья активного ила представляют собой био­ценоз аэробных микроорганизмов-минерализаторов (бактерий, простейших, червей и др.). Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов необходима постоянная аэрация воды. Из аэротенка сточная вода в смеси с активным илом поступает во вторичные отстойники, где ил осаждается. Основная масса его возвращается в аэротенк, а вода подается в контактные резерву­ары для хлорирования - обеззараживания.

Доочистка сточных вод требуется, если по условиям водоотведения перед сбросом в водоем необходимо дополнительно снизить концентрацию взвешенных веществ, азота, фосфора, БПК и др. Кроме того, доочистка необходима при повторном исполь­зовании сточных вод в технологических процессах. Для доочистки от взвешенных веществ применяют: микрофильтры, фильтры с пла­вающей загрузкой, установки для пенной флотации и др. Для снижения БПК используют коагуляционные, сорбционные и озонаторные установки в сочетании с фильтрамиДоочистку от азота и фосфора применяют для предотвращения эвтрофирования водо­емов и обрастания трубопроводов и аппаратов водорослями.

Для удаления фосфора широко практикуют реагентныи метод с ис­пользованием извести, сульфатов алюминия и железа. Минераль­ные соединения азота (нитриты, нитраты и соли аммония) удаляют с помощью физико-химических методов: отдувки аммиака, ионно­го обмена, адсорбции, электролиза, озонирования, обратного осмоса, электродиализа, дистилляции и др. В последнее время все чаще используют биологические методы: нитрификацию с после­дующей денитрификацией и биофиксацию фосфора.

Обеззараживание является заключительным этапом обра­ботки сточных вод перед сбросом в водоем. Наибольшее распространение получил способ дезинфекции воды путем хло­рирования газообразным хлором Cl₂ или хлорной известью CaCl(OCl). Применяют также электролизные установки для полу­чения гипохлорита натрия NaCIO из поваренной соли NaCl. Возможно обеззараживание и другими бактерицидными веще­ствами, ультразвуком и ультрафиолетовыми лучами.

Дата добавления: 2014-01-06