Методы очистки сточной жидкости.
Очистка бытовой сточной жидкости производится механическими,
биологическими и химическими методами.
Производственные сточные воды очищают физико-химическими и химическими
методами, из которых наиболее часто применяют нейтрализацию, экстракцию
и эвапарацию.
При механической очистке из сточной жидкости удаляют загрязнения,
находящиеся в ней в нерастворенном и частично коллоидальном состоянии.
Содержащиеся в сточной жидкости отбросы (бумаги, тряпки, кости, очистки
от овощей, различные производственные отходы) предварительно
задерживаются решетками.
Загрязнения минерального происхождения (песок, шлак и др.) осаждаются
в сооружениях, называемых песколовками.
Основную массу загрязнения органического происхождения, находящихся во
взвешенном состоянии, осаждают из сточной жидкости в отстойниках,
которые по своей конструкции и по характеру движения в них сточной
жидкости бывают горизонтальные, вертикальные и радиальные.
Выпадающие в отстойниках нерастворенные вещества (осадок)
периодически удаляют для последующей обработки.
Для очистки малых (до 25м/сут) количеств сточной жидкости применяют
также гнилостные резервуары (септики),
представляющие собой горизонтальные отстойники, в которых выпадающий
осадок накапливается в течение длительного периода и перегнивает. Кроме
того, применяют двухъярусные отстойники, являющиеся комбинацией
горизонтального отстойника (верхняя часть) и гнилостной камеры для
сбраживания выпадающего осадка (нижняя часть).
Осадок из горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников с
преобладающим содержанием веществ органического происхождения
подвергается сбраживанию (разложению) в специальных сооружениях,
называемых метантенками.
После сбраживания осадок из септиков, двухъярусных отстойников и
метантенков подвергается обезвоживанию, которое осуществляется путем
естественной сушки осадка на открытом воздухе на специальных иловых
площадках или искусственными методами – вакуум- фильтрацией, термической
сушкой. После отделения воды (обезвоживания) сброженный осадок можно
использовать как удобрение.
Механический метод позволяет выделить из сточной жидкости 60 – 80%
нерастворенных загрязнений.
Типовые схемы сооружений для механической очистки сточной жидкости
приведены на рис.
На схеме 1 изображены септик, иловые площадки, обеззараживание; на
схеме 2 – двухъярусные отстойники, иловые площадки, обеззараживание; на
схеме 3 – отстойники, метантенки, иловые площадки, обеззараживание.
Двухъярусные отстойники целесообразно применять для очистки сточных
вод небольших и средних населенных мест при количестве сточной жидкости
до 10 тыс. м?/сут.
При биологической очистке удаляют из сточной жидкости наиболее
мелкие взвешенные вещества, оставшиеся после механической очистки, и
основную часть коллоидальных и растворенных веществ. В результате
аэробных биохимических процессов, протекающих при биологических методах
очистки, органическая часть указанных веществ минерализуется. В итоге
полной биологической очистки получается незагнивающая жидкость,
содержащая растворенный кислород и нитраты.
Биологическую очистку ведут либо в условиях, близких к естественным,
либо в искусственно созданных. В первом случае естественная
биологическая очистка сточной жидкости происходит на полях орошения,
полях фильтрации и в биологических прудах.
Во втором случае искусственная биологическая очистка производится на
таких сооружениях, как биологические фильтры и аэротенки.
Осветленную сточную жидкость, получающуюся в процессе очистки,
выпускают в водоем (реку, озеро и пр.) после ее обеззараживания
посредством хлорирования.
В процессе биологической очистки, так же как и механической,
получаются большие количества осадка (ила), который направляется в
метантенк для сбраживания.
Для естественной биологической очистки отводят и специально
оборудуют поля орошения или поля фильтрации (схема 1). Очистные станции
с биофильтрами ( схема 2) сооружают для средних и малых населенных
пунктов.
Очистные станции аэрации с аэротенками (схема 3) строят для отчистки
сточных вод крупных городах.
Обработку осадка из первичных и вторичных отстойников производят в
метантенках; затем осадок обезвоживают, т. е. Подсушивают на иловых
площадках или в ваккум – фильтрах.
При химическом методе очистки в сточные воды вводят реагент,
способствующий коагуляции и увеличивающий процент задержания
нерастворенных веществ. Применяют также нейтрализацию и флотацию. При
флотации в сточную жидкость добавляют флотореагенты и воздух,
способствующие всплыванию загрязнений.
Схема 1
Выпуск
Хлора –
торная
Контактный
резервуар
Отстойники
(септики)
Иловые
площадки
Схема 2
Хлора –
торная
Контактный
резервуар
Выпуск
Решетка и
песколовка
Двухъярусные
отстойники
Иловые
площадки
Схема 3
Выпуск
Отстойники
Хлоратор-ная
Контактный
резервуар
Решетка и
Метантенки
Иловые
площадки
Схемы очистки сооружений для механической очистки сточной жидкости
Схема 1
Выпуск
Отстойники
поля орошения
или
поля фильтрации
Решетка и
песколовка
Иловые
площадки
Вторичный
отстойник,
контактный резервуар
Схема 2
Выпуск
Решетка и
песколовка
Первичные
отстойники
Био-
фильтры
Хлора-
торная
ил
Метантенки
Иловые
площадки
Схема3
Выпуск
Решетка и
песколовка
Первичные
отстойники
Аэротенки
на полную
очистку
Вторич-
ные от-
стойники
Хлора-
торная
Контакт-
ные резер-
вуары
Иловая
насосная
станция
Илопровод циркулирующего ила
Илопровод избыточного ила
Иловая вода
Механическое
обезвоживание
ила на ваккуум-
фильтрах
Метан-
тенки
Схемы очистных сооружений для биологической очистки сточных жидкостей
Производственные сточные воды в зависимости от вида производства бывают
различного состава. Чтобы правильно выбрать метод их очистки,
предварительно нужно определить кислотность, щелочность, БПК и другие
свойства сточной жидкости.
Некоторые сточные воды можно очищать теми же методами, которые были
описаны выше. Так, механическую очистку предусматривают в тех случаях,
когда сточные воды содержат в основном минеральные примеси,
биологическую – при наличии примесей органического происхождения.
Если указанные методы не эффективны, прибегают к химическим или
физико-химическим методам очистки.
Химические методы очистки сточной жидкости.
Химические методы очистки заключаются в выделении загрязнений путем
химических реакций между загрязнениями сточных вод и реагентами. К таким
реакциям относятся: реакции окисления и восстановления, в результате
которых происходит перевод загрязнений в новые соединения, обладающие
способностью выпадать в осадок, выделяться в виде газов. Наиболее часто
применяют нейтрализацию, иногда в сочетании с коагуляцией.
Процесс коагулирования состоит в добавлении к сточной жидкости
реагента, способствующего быстрому выделению из нее мелких взвешенных
веществ, которые при простом отстаивании не осаждаются. Реагент
(коагулянт) обычно добавляют в сточную жидкость до ее направления в
отстойники.
В качестве коагулянта применяют полиакриламид, железный купорос FeSO4,
сернокислый глинозем Al2(SO4)3. Коагулянт вводят в виде раствора
крепостью 6-10%. Сточная жидкость, смешанная с раствором коагулянта в
смесителе ершового или перегородчатого типа, направляется в отстойник, в
котором происходит осаждение взвешенных веществ.
В качестве стимулятора процессов коагуляции применяют полиакриламид.
Нейтрализация сточной жидкости происходит при ее химическом
взаимодействии с веществами, при дающими воде нейтральную реакцию.
Производственные сточные жидкости от шахт, химических,
машиностроительных, металлургических, нефтеобрабатывающих и других
заводов содержат повышенное количество кислот или щелочей.
Спускать эти жидкости в водоемы разрешается при условии снижений
кислотных или щелочных загрязнений до допустимых концентраций водородных
ионов рH. При нейтральной реакции рH = 7, при кислотной рH ? 7, и
щелочной рH > 7.
При нейтрализации производственных сточных вод следует учитывать
количество взаимно нейтрализующих кислот и щелочей, а также щелочной
резерв или водоемов, в которые эти воды сбрасываются.
Нейтрализацию кислых или щелочных вод можно осуществлять следующими
способами: 1)смешиванием кислых и щелочных сточных вод перед спуском их
в канализационные сети;
2)смешиванием сточных вод с реагентом в пропорциях,
необходимых для нейтрализации;
3)фильтрацией сточных жидкостей через нейтрализующие
материалы;
4)использованием активной реакции городских сточных
жидкостей или водоемов.
Если нейтрализацию жидкостей производят путем фильтрации, то в
качестве фильтрующего материала применяют известняк, мрамор и доломит.
Обычно этот способ используют для нейтрализации солянокислых и
азотнокислых, а также сернокислых вод при содержании в сточной жидкости
не более 5 г/л серной кислоты.
Для перемешивания кислых и щелочных сточных жидкостей строят
специальные резервуары – усреднители, в которых происходит взаимная
нейтрализация сточных жидкостей. В качестве усреднителей могут быть
использованы пруды, рассчитанные не менее чем на суточное пребывание в
них сточной жидкости.
Нейтрализацию путем добавления реагента производят тогда, когда
смешивание сточных жидкостей и использование активной щелочности водоема
не приводят к необходимым результатам, т. е. сточная жидкость остается
кислой или щелочной. В этом случае окончательную нейтрализацию
осуществляют путем добавление реагента.
Контакт реагента со сточной жидкостью, необходимый для завершения
реакции, осуществляется в специальных камерах реакции – нейтрализаторах.
Нейтрализатор может быть совмещен с отстойником.
Физико-химические методы очистки сточной жидкости
К физико-химическим методам очистки сточной жидкости относятся:
экстракция, сорбция, эвапорация, кристаллизация, флотация, ионный
обмен, электролиз, электродиализ, использование гидроэлектрического
эффекта и т. д.
При экстракции сточную жидкость смешивают с растворителем, в котором
данный вид загрязнения растворяется в большей степени (например, для
удаления фенола из сточной жидкости в нее вводят бензол). Растворитель
подают снизу. Вследствие того, что его удельный вес меньше удельного
веса сточной жидкости, растворитель поднимается вверх.
Загрязненная вода, которую подводят сверху, встречает на своем пути
растворитель и отдает ему загрязняющие вещества. Очищенная вода
отводится снизу, загрязненный растворитель поднимается вверх.
При сорбции загрязняющие сточную жидкость вещества либо поглащаются
телами твердых веществ (абсорбция), либо осаждаются на его активно
развитой поверхности (адсорбция). В третьем случае (химсорбция)
происходит химическое взаимодействие загрязненного вещества с твердым
телом.
Для очистки производственной сточной жидкости чаще всего пользуются
адсорбцией. Для этого к очищаемой сточной жидкости добавляют сорбент
(твердое тело) в размельченном виде и перемешивают их. Сорбент,
насыщенный загрязнениями, отделяют путем отстаивания или фильтрации. В
качестве сорбента применяют золу, торф, каолин, коксовую мелочь,
активированный уголь и др.
Эвапорацией называют отгонку водяным паром летучих веществ, которые
загрязняют сточную жидкость. Эвапорация производит в периодически
действующем аппарате или в непрерывно действующих дистилляционных
колонках.
Сточная жидкость, нагретая в теплообменнике, поступает в колонну,
через которую навстречу движению сточной жидкости пропускают острый пар.
Летучие загрязнения сточной жидкости переходят в пар. Насыщенный
загрязнениями пар поступает в поглотительную колонну, где он очищает от
загрязнений.
Если сточную жидкость нужно очистить от фенола, то пар освобождают от
него пропускаем через нагретый до 100? раствор щелочи.
При флотации происходит процесс, основанный на всплывании дисперсных
частиц вместе с пузырьками воздуха. Всплывание происходит за счет
создание пены, обволакивающей частички примесей и удаляемой из воды
вместе с ними. Для создания пены воду насыщают пузырьками
мелкодиспергированного воздуха.
Твердые частицы взаимодействуют с пузырьками воздуха на границе
раздела трех фаз: частица-воздух, частица-вода, вода-воздух.
Частицы, содержащиеся в сточной воде, прилипают к поверхности раздела
вода-пузырек воздуха и всплывают на поверхность воды.
При кристаллизации производственные сточные воды очищают путем
выделения из нее загрязнений в виде кристаллов. Кристаллизация обычно
происходит в естественных прудах и водоемах выпариванием, так как
процесс возможен при повышенной концентрации загрязнений.
Механическая очистка производственных сточных вод
При механической очистке сточных вод из них выделяют нерастворимые и
частично коллоидные примеси. К механической очистке относят следующие
методы: процеживание, отстаивание, фильтрование, удаление нерастворенных
примесей гидроциклонами и в центрефугах.
Процеживание воды производят на ситах или решетках в зависимости от
величины и гидравлических свойств выделяемых частиц. Крупные вещества
задерживаются при помощи решеток, более мелкие – при помощи сит.
Процеживанием выделяют из сточных вод плавающие вещества, в основном
волокнистые загрязнения.
Для удаления из сточной жидкости микроскопических твердых частиц
применяют микропроцеживатели. В этом случае обычно требуется
предварительная очистка сточных вод.
Способом отстаивания из производственных сточных вод выделяют
нерастворенные и частично коллоидальные загрязнения минерального и
органического происхождения.
Для очистки вод от нерастворенных примесей используют отстойники
специального назначения: шламоотстойники, нефтеловушки, смолоуловители,
сгустители и др.
Отстаивание целесообразно применять в рудной, углеобогатительной,
химической, металлургической промышленности для осветления сточных вод
при использовании их в системе оборотного водоснабжения.
Для отстаивания сооружают преимущественно горизонтальные и радиальные
отстойники с механизированным удалением осадка.
Для очистки сточных вод, содержащих всплывающие примеси (нефть, смолы,
жиры и др.) также применяют отстаивание. Для очистки сточных вод,
содержащих нефтепродукты, используют нефтеловушки; при большом
количестве жиров для их удаления устраивают жироловки.
В сточных водах коксохимических заводов и газогенераторных станциях
содержат смолы и различные смолообразователи. Грубодиспергированные
смолы выделяют из вод путем простого отстаивания; тонкодиспегированные
же смолы – отстаиванием с коагулированием и фильтрованием.
Способом фильтрования задерживают нерастворенные примеси, не осевшие
при отстаивании. Для этой цели используют песчаные, диатомитовые и
сетчатые фильтры с фильтрующим слоем. Песчаные фильтры применяют при
очистке производствнных сточных вод в тех случаях, когда отстаивание не
дает нужного эффекта. Иногда используют двухслойные фильтры: в нижнем
слое загружается песок, в верхнем – антранцитовая крошка. На
предприятиях бумажной промышленности для улавливания волокон применяют
сетчатые и вакуумные фильтры.
Центрифуги и гидроциклоны используют для осветления производственных
сточных вод и сгущения осадка. Гидроциклон представляет собой
металлический сосуд конической формы. Под влиянием центробежной силы при
вращательном движении частицы взвешенных веществ скапливаются у стенок и
сползают вниз. Гидроциклоны бывают двух видов: напорные и безнапорные.
Обеззараживание сточной жидкости и выпуск ее в водоемы
Обеззараживание сточной жидкости. После очистки сточной жидкости тем
или иным способом содержание бактерий в ней резко уменьшается. Однако
число бактерий, остающихся в сточной жидкости, прошедшей механическую и
даже эффективную биологическую очистку, может достигать нескольких
миллионов в 1 см?.
Полностью уничтожить болезнетворные бактерии в сточной жидкости можно
лишь путем обеззараживания ее. С этой целью обычно производят
хлорирование сточной жидкости.
В зависимости от степени очистки сточной жидкости в последующем ее
хлорируют непрерывно или периодически.
Количество активного хлора, вводимого на единицу объема сточной
жидкости, называют дозой хлора; она исчисляется в граммах на 1 м?
(г/м?).
Ориентировочная доза хлора для осветленной сточной жидкости, прошедшей
механическую очистку, – 30г/м?; для сточной жидкости, прошедшей
биологическую очистку, доза составляет всего 10-15 г/м?. Концентрация
хлора в растворе должна быть 2,5%.
После введения раствора хлора необходимо тщательно перемешать его с
очищенной сточной жидкостью. Продолжительность контакта хлора с
жидкостью должна быть не менее 30 мин. Хлорирование сточной жидкости
производится в специальных контактных резервуарах, устраиваемых по типу
горизонтальных или вертикальных отстойников. В тех случаях, когда
очищенная вода проходит по трубам, каналам или лоткам от станции очистки
до водоема в течение 30 мин, контактных резервуаров можно не устраивать.
Наличие остаточного хлора в очищенной сточной жидкости после
30-минутного контакта в количестве 0,2-1 мг/л служит показателем
эффективности обеззараживания. Обеззараженная вода спускается в водоем.
Выпуск сточной жидкости в водоемы. Сооружения для сбрасывания
очищенной сточной жидкости в водоемы называют выпусками. Приемниками
очищенной сточной жидкости в большинстве случаев являются реки. Чтобы
предохранить реки от загрязнения сточной жидкостью, необходимо создать
хорошие условия для более полного смешивания выпускаемой очищенной
сточной жидкости со всей массой воды, протекающей в реке, поэтому выпуск
сточной жидкости следует устраивать на некотором расстоянии от берега
реки.
В зависимости от скорости течения воды в водоеме, наличия притоков,
глубины водоема, рельефа дна полное смешивание сточной жидкости с водой
водоема может произойти на том или ином расстоянии от их выпуска.
Выпуски сточной жидкости в водоем устраивают береговые или русловые.
Лучшее смешивание сточной жидкости с водой водоема обеспечивают
рассеивающие выпуски, располагаемые в фарватере реки, где скорости
течения наибольшие
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
