Основные методы очистки сточных вод.

Сточные воды подвергают очистке различными способами:

1) механической,

2) химической,

3) механохимической,

4) физико-химической,

5) биохимической (или биологической).

Механическую очистку применяют для удаления из сточных вод взвешенных веществ и частично загрязнений, находящихся в коллоидном состоянии. Для механической очистки используют решетки, песколовки, отстойники, жироловки, нефтеловушки, маслоотделителии, гидроциклоны, фильтры и другие сооружения. Решетки служат для улавливания крупных загрязнений (тряпья, мочалы, бумаги и др.), песколовки – для улавливания нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.), отстойники – для очистки сточных вод от взвешенных веществ.

Под действием силы тяжести частицы, удельный вес которых больше удельного веса воды, выпадают на дно сооружений, образуя осадок. В то же время частицы, удельный вес которых меньше удельного веса воды (жиры, масла, нефть), всплывают на поверхность. Осадок и всплывшие загрязнения удаляют из сооружений и направляют на обработку.

Решетки, песколовки и отстойники являются непременными составными частями комплекса сооружений, применяемых для очистки бытовых сточных вод.

Для очистки производственных сточных вод от большего количества жиров, нефти и масел используют жироловки, нефтеловушки и маслоотделители. Эти сооружения аналогичны отстойникам, но имеют оборудование для удаления большого количества всплывающих загрязнений. Одновременно они служат и для очистки воды от оседающих веществ.

Для очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, имеющих большой удельный вес (минеральные загрязнения), могут применяться гидроциклоны. Корпус их имеет цилиндроконическую форму. Вода проводится к корпусу аппарата по касательной с большими скоростями. Выделение взвесей происходит под действием центробежной силы. Для очистки производственных сточных вод от мелкодисперсных взвешенных веществ используются тканевые, сетчатые или песчаные фильтры.

Химическая очистка заключается в выделении из сточных вод загрязнений путем проведения реакций между ними и вводимыми в воду реагентами. Такими реакциями являются реакции окисления и восстановления, реакции образования соединений, выпадающих в осадок, и реакции, сопровождающиеся газовыделением. Химическая очистка применяется для очистки только некоторых производственных сточных вод.

Механохимическую очистку применяют для выделения из сточных вод нерастворенных загрязнений. Сущность ее состоит в том, что в воду добавляют коагулянты, которые способствуют удалению из нее загрязнений в процессе ее механической очистки.

К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся сорбция, экстракция, коагуляция, флотация, электролиз, ионный обмен, кристаллизация и др.

Биохимическая(биологическая) очистка заключается в окислении остающихся в воде после механической очистки органических загрязнений с помощью микроорганизмов, способных в процессе своей жизнедеятельности осуществлять минерализацию органических веществ. Биохимическая очистка сточных вод может происходить в условиях, близких к естественным (поля орошения, поля фильтрации и биологические пруды), и в искусственно созданных условиях (биологические фильтры). Очистка сточных вод на полях орошения, биоплато и полях фильтрации происходит довольно медленно. Значительно интенсивнее осуществляется она на биологических фильтрах и в аэротенках.

Для обеззараживания (дезинфекции) сточных вод их подвергают обработке хлорной известью или хлором. Для контакта хлорной извести или хлора с водой сооружают контактные резервуары, конструкция которых аналогична конструкции отстойников.

Обработка осадка, образующегося в процессе очистки сточных вод, заключается в сбраживании (перегнивании), обезвоживании и сушке. Сбраживание – биохимический процесс разложения твердой фазы осадка под действием анаэробных микроорганизмов без доступа кислорода. В процессе сбраживания разлагается до 30-40% органических веществ. Осадок теряет способность загнивать. При малых расходах сточных вод – до 10000 м³/сут – сооружения для сбраживания осадка совмещаются с отстойниками. К таким совмещенным сооружениям относятся септики и двухъярусные отстойники. При значительных расходах сточных вод – более 10000 м³/сут – для сбраживания осадка применяют самостоятельные сооружения – метатенки. Обезвоживают осадок или на иловых площадках, или механическим способом на вакуум-фильтрах, фильтрах-прессах или центрифугах. В ряде случаев осадок подвергают термической сушке.

Осадки бытовых и производственных сточных вод в некоторых отраслях промышленности являются хорошим удобрением и используются в сельском хозяйстве.

Биологическая очистка сточных вод. Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей химического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Биологический метод дает большие результаты при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

Методы, обеспечивающие приятный вкус и запах воды, можно разбить на 2 группы:

1) методы, предотвращающие рост и развитие водорослей и водных растений;

2) методы, устраняющие имеющиеся вкус и запах.

Вода, взятая из реки, озера или общественного колодца, в ходе очистки часто подвергается аэрации. Аэрация в виде разбрызгивания или пропускания через сетку способствует удалению из воды растворенных в ней газов (например, сероводорода). Удалив сероводород, можно считать, что вода уже не имеет запаха.

Хлорирование – обработка воды хлором и его соединениями. Наиболее распространенный способ обеззараживания питьевой воды; основан на способности свободного хлора и его соединений угнетать ферментные системы микробов, катализирующие окислительно-восстановительные процессы. Для обеззараживания питьевой воды применяют хлор, двуокись хлора, хлорамин и хлорную известь. Хлорирование воды применяют и для обеззараживания питьевой воды в полевых условиях, сточных вод, воды плавательных бассейнов, обесцвечивания, обезжелезивания производственных вод и пр.

Озонирование – применение озона для проведения реакций окисления, но главным образом для обработки воздуха и воды с целью их обеззараживания и устранения дурного запаха. Озонирование воздуха проводят с помощью озонаторов в помещениях для переработки и хранения скоропортящихся продуктов (консервные, мясоперерабатывающие и другие заводы), иногда – в местах большого скопления людей. Для стерилизации воды её насыщают озонированным воздухом в специальных резервуарах – стерилизаторах; большое достоинство метода – отсутствие каких-либо остаточных веществ в воде.