Методы очистки сточных вод и состав очистных сооружений

Для обработки сточных вод применяют механическую, физико-химическую и биологическую очистку. Очищенную сточную жидкость перед спуском в водоем подвергают дезинфекции для уничтожения болезнетворных бактерий.

Технология очистки сточных вод в настоящее время развивается в направлении интенсификации процессов биологической очистки, проведения последовательно процессов биологической и физико-химической очистки в целях возможности повторного использования глубоко очищенных сточных вод на промышленных предприятиях.

В результате механической очистки из сточной жидкости удаляются нерастворенные и частично коллоидные загрязнения. Крупные загрязнения (тряпки, бумаги, остатки овощей и фруктов) задерживаются решетками. Загрязнения минерального происхождения (песок, шлак и др.) улавливаются песколовками. Основная масса нерастворенных загрязнений органического происхождения задерживается в отстойниках. При этом частицы с плотностью, большей плотности сточной жидкости, выпадают на дно, а частицы с меньшей плотностью (жиры, масла, нефть) всплывают на поверхность. Для удаления плавающих загрязнений в зависимости от их характера применяют жироловки, нефтеловушки, маслоотделители и пр. С помощью этих сооружений осуществляют очистку производственных сточных вод.

Для обработки производственных сточных вод применяют также флотацию, вводя в сточную жидкость воздух и пенообразующие вещества (поверхностно-активные вещества, глинозем, животный клей и пр.). Всплывающие пузырьки воздуха и частицы пенообразующих веществ сорбируют загрязнения и поднимают их на поверхность жидкости в виде пены, которая непрерывно удаляется.

К сооружениям механической очистки относятся также септики, двухъярусные отстойники и осветлители, в которых осветляется жидкость и обрабатывается выпавший осадок.

Для удаления из производственных сточных вод взвешенных веществ большой плотности используют гидроциклоны.

Физико-химическую очистку применяют главным образом для обработки некоторых видов производственных сточных вод. К физико-химическим методам очистки относятся сорбция, экстракция, эвапорация, электролиз, ионный обмен и др.

Сущность биологической очистки состоит в окислении органических веществ микроорганизмами. Различают биологическую очистку сточных вод в искусственно созданных условиях (биологические фильтры и аэротенки) и в условиях, близких к естественным (поля фильтрации и биологические пруды).

Для дезинфекции очищенных сточных вод чаще всего применяют хлорирование. В последнее время широко внедряется бактерицидное облучение.

В настоящее время требования к степени очистки сточных вод повышаются. В связи с этим их подвергают доочистке, для чего применяют песчаные фильтры, контактные осветлители, микрофильтры, биологические пруды.

Для снижения концентрации органических загрязнений биологически очищенных сточных вод можно применять сорбцию на активированных углях или химическое окисление озоном.

В последнее время большое внимание уделяется удалению из сточных вод биогенных элементов - азота и фосфора, которые, попадая в водоем, способствуют усиленному развитию водной растительности. Азот удаляют физико-химическими и биологическими методами, фосфор обычно удаляют химическим осаждением с применением солей железа и алюминия или извести.

Накапливаемые в очистных сооружениях большие массы осадка обрабатывают не только в септиках, двухъярусных отстойниках и осветлителях-перегнивателях, но и в метантенках. Септики, двухъярусные отстойники и осветлители-перегниватели предназначены для осветления сточной жидкости и сбраживания осадка. Метантенки служат только для сбраживания осадка.

Обработка осадка заключается в разложении (сбраживании) его органической части с помощью анаэробных, т. е. живущих без кислорода, микроорганизмов. В последние годы наряду с анаэробным сбраживанием осадка применяют аэробную стабилизацию его, сущность которой состоит в продувке осадка в течение длительного времени воздухом в сооружениях, устраиваемых по типу аэротенков.

На большинстве очистных станций осадок образуется в первичных и вторичных отстойниках. Этот осадок обладает высокой влажностью, плохо отдает воду и опасен в санитарном отношении. Для его обработки используют, как правило, метантенки. Сброженный в метантенках осадок хорошо отдает воду, менее опасен в санитарном отношении и содержит в значительных количествах азот, фосфор и калий, т. е. является хорошим удобрением. Для обезвоживания его используют иловые площадки, вакуум-фильтры, центрифуги, фильтр-прессы. Нередко осадок, обезвоженный на вакуум-фильтрах, подвергают термической сушке. Некоторые виды осадков производственных сточных вод, содержащие вредные загрязнения, после предварительной подсушки сжигают. При сжигании полностью окисляются органические вещества осадков и образуется стерильный остаток - зола.

Сточные воды обычно очищают на сооружениях механической и биологической очистки, располагаемых последовательно. Сооружения механической очистки (решетки, песколовки и отстойники) предназначены для задержания основной массы нерастворенных загрязнений. В сооружениях биологической очистки окисляются оставшиеся нерастворенные и растворенные органические загрязнения. Метод очистки и состав очистных сооружений выбирают в зависимости от требуемой степени очистки, состава загрязнений сточной жидкости, пропускной способности очистной станции, грунтовых условий и мощности водоема с соответствующим технико-экономическим обоснованием.

Рис. К-22. Схема станции с биологической очисткой сточных вод на аэротенках

В схеме рис. К-22 механическая очистка сточных вод производится на решетках, в песколовках, преаэраторах и отстойниках. Преаэраторы служат для предварительной аэрации сточной жидкости с целью улучшения условий последующего осветления ее в отстойниках. Биологическая очистка осуществляется в аэротенках. Во вторичных отстойниках происходит выпадение активного ила. Одна часть активного ила (циркулирующий активный ил) из вторичных отстойников перекачивается в аэротенки, а другая часть (избыточный активный ил) направляется в илоуплотнители. После илоуплотнителей ил поступает в метантенки, где сбраживается вместе с осадком из первичных отстойников. Сточные воды после дезинфекции сбрасывают в водоем.

Кроме приведенных схем станций применяют и другие, например схему с очисткой сточных вод на биологических фильтрах. Схемы станций очистки производственных сточных вод зависят от вида вод и весьма разнообразны.