Описание технологической очистки сточных вод

По всем веществам, сбрасываемым со сточными водами, устанавливается класс их опасности. Санитарные нормы и правила охраны поверхностных вод от загрязнения подразделяют все вещества на 4 класса опасности:

1-й класс – чрезвычайно опасные;

2-й класс – высокоопасные;

3-й класс – опасные;

4-й класс – умеренно опасные.

Сложный состав сточных вод не позволяет чётко систематизировать примеси, исходя из источников их образования и последующего использования очищенных сточных вод и осадков из них.

Технологические схемы – достаточно сложная задача, что обусловлено преимущественным многообразием находящихся в воде примесей и высокими требованиями, предъявляемыми к качеству очистки воды. Изложенная классификация позволяет выбрать наилучший способ очистки воды.

Для очистки сточных вод используются практически все достижения современной науки и техники. В зависимости от сущности процессов, протекающих в водоочистных сооружениях, наиболее часто используют методы механической, физико-химической и биологической очистки воды. Выбор метода и соответствующего оборудования определяется характеристиками загрязнений, их концентрацией, физическими и химическими свойствами, а также требованиями эффективности очистки сбросов.

Механическая очистка сточных вод

Механическая очистка воды предназначена для задержания нерастворимых примесей. Взвешенные в воде нерастворимые примеси имеют различные размеры, а их удаление часто требует нескольких степеней очистки. К сооружениям механической очистки относятся решетки, песколовки, отстойники, фильтры и гидроциклоны. Самые крупные примеси отделяются путем процеживания воды через решетки и сита. Последующая очистка проводится методом отстаивания, т.е. осаждения. Для этого используют песколовки и отстойники.

Песколовки используют для улавливания механических примесей минерального происхождения, главным образом песка геометрической крупности 0, 15 мм и выше.

Для удаления всплывающих и оседающих частиц из загрязненной воды используют отстойники. Он представляет собой круглый железобетонный резервуар, высота которого невелика по сравнению с его диаметром. Всплывающие загрязнения (пленка нефтепродуктов и жиров) удаляется специальным скребком, который медленно движется по поверхности воды. Оседающие примеси периодически удаляют со дна.

Удаление взвешенных примесей под действием центробежных сил осуществляют в гидроциклонах. Первый поток жидкости с крупными частицами движется у стенок по винтовой спирали вниз к сливному отверстию. Обусловленная вращением потока центробежная сила вблизи оси гидроциклона настолько значительна, что жидкость в центральной части гидроциклона разрывается, в результате чего образуется воздушный столб в виде вихревого шнура, вдоль которого движется восходящий поток, выносящий в слив через сливной патрубок очищенную воду.

Окончательной стадией механической очистки воды является применение фильтров. Фильтрование – удаление взвешенного вещества из воды путем пропускания ее через слой пористого материала. С помощью этого метода очищают сточные воды, содержащие тонкодисперсные примеси в небольшой концентрации.

Исходная вода по трубопроводу через распределитель поступает в аппарат и, пройдя через фильтрующий слой и дренажную систему покидает аппарат. В качестве фильтрующего слоя чаще всего применяют песок, в дренажной системе используют керамзит.

Физико-химические методы очистки сточных вод

Для удаления из сточных вод плохо отстаивающихся нерастворимых примесей (нефти, нефтепродуктов, масел, жиров, волокнистых частиц) применяют метод флотации. При флотации проводят аэрацию (продувание воздухом) очищаемой воды.. В ходе флотации в толще воды образуются воздушные пузырьки, происходит прилипание частиц примеси к воздушным пузырькам и всплывание их на поверхность. Данный процесс осуществляют в специальном аппарате – флотаторе.

Трудноудаляемые коллоидные примеси удаляют методами коагуляции и флокуляции. Суть этих методов заключается во введении в очищаемую воду постороннего вещества, которое образует хлопьевидный осадок с сильно развитой поверхностью, к которой прилипают даже мельчайшие частицы загрязнений, находящихся в очищаемой воде. Хлопья вместе с поглощенными загрязнениями быстро 6оседают на дно.

Ионный обмен применяется для извлечения из сточных вод растворенных неорганических примесей, таких как ионы тяжелых металлов, а также соединений мышьяка, фосфора, цианидов и радиоактивных веществ.

Адсорбцию применяют при глубокой очистке сточных вод от растворенных органических примесей (фенолов, поверхностно активных веществ, гербицидов, пестицидов, красителей, ароматических соединений и др.) в случае если концентрация примесей невелика, а сами они биологически не разлагаются или сильно токсичны. Осуществляют адсорбцию в колоннах, аналогичных ионообменным. Самым распространенным и эффективным адсорбентом является активированный уголь.

Биологическая очистка сточных вод

Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать многие растворенные в сточных водах органические и неорганические вещества для питания в процессе жизнедеятельности. Известны аэробные и анаэробные методы биохимической очистки.

Аэробные методы основаны на использовании организмов, для жизнедеятельности которых необходим дополнительный приток кислорода при температурах 20 – 40˚ С. Анаэробные методы реализуются без доступа воздуха и применяются реже. Аэробная очистка сточных вод проводится в специальных сооружениях – аэротанках, которые представляют собой железобетонные резервуары, разделенные перегородками на отдельные коридоры. Для поддержания активного ила во взвешенном состоянии, интенсивного его перемешивания и насыщения обрабатываемой смеси кислородом в аэротенках осуществляют продувку воздуха – аэрацию. В ходе биологической очистки микроорганизмы разрушают загрязняющие вещества, превращая их в CO2, H2O, нитрат- и сульфат-ионы.