Характеристики методів очищення стічних вод

Стічні води - це води, що використовуються на побутові і виробничі нестатки, забруднені домішками, що змінили їх первісний хімічний склад і фізичні властивості, а також води, що стікають з територій населених пунктів і промисло­вих підприємств у результаті випадіння атмосферних опадів чи поливання вулиць. Стічні води являють собою складні гетерогенні суміші, що містять домішки органі­чного і мінерального походження, що знаходяться в нерозчиненому, колоїдному і розчиненому стані. Ступінь їхнього забруднення оцінюється концентрацією, тобто масою домішок в одиниця об'єму мг/л чи г/м³, санітарно-хімічний стан визначаєть­ся ХПК (загальна концентрація органічних речовин), БПК (концентрація органічних сполук окислених біологічним шляхом). Забруднені стічні води попадають у природні водоймища.

З метою запобігання забруднення природних водоймищ при проектуванні промислових площадок і населених пунктів особлива увага приділяється розташуванню водовідводящих систем і споруджень, призначених для прийому і видалення по трубопроводах і каналам стічних вод, а також їхнього очищення, знезаражування перед скиданням у водойми чи утилізацією.

У зв'язку з цим при експертизі, експертною комісією, у першу чергу установлюється відповідність інженерних комунікацій діючих підприємств вимо­гам проектних рішень, їхній фізичний стан. При цьому особлива увага повинна бути приділена конструкції водовідводящих систем. Скидання стічних вод різного похо­дження повинно (по можливості) здійснюватися по окремому каналу (трубі), що спрощує контроль, а також забезпечує застосування більш ефективних методів очи­щення, і можливості повторного використання промислових стічних вод у системах оборотного водопостачання, де припустиме використання вод більш низької якості.

Очищення стічних вод- це чи руйнування видалення з них забруднювачів чи знищення в них хвороботворних мікробів. В даний час використовується два ос­новних способи. Очищення в штучних умовах (у спеціально створеному устаткуванні, установок), і в природних умовах (полях зрошення, фільтрації, біологічних ставках і т.д.).

У залежності від типу промислового об'єкта комісією встановлюється правова основа застосовуваної технологічної системи і методів очищення стічних вод, їхня ефективність, а також якість вод, що скидаються у водоймища.

Методи очищення, застосовані для стічних вод можна розділити на три гру­пи:

- механічні,

- фізико-хімічні,

- біологічні.

Механічне очищення застосовується для виділення зі стічних вод, не розчинених мінеральних і органічних домішок (піску, мулу, глини, жирів, нафто­продуктів, смол та ін.). Для цього застосовується наступне устаткування: ґрати піс­коловки, усреднителі, відстійники, а також спеціальні фільтри.

Первинна стадія обробки стічних вод проціджування - для виділення з них нерозчинних домішок розміром до 25 мм, а також волокнистих забруднювачів. Проціджування здійснюється через ґрати, що виготовляються з металевих стрижнів із зазором 5-25 мм, що встановлюють у колекторах стічних вод - вертика­льно під кутом 60-70°. Швидкість стічної води 0,8-1 м/сек. Типи ґрат випуску промисловістю: РММВ-100 (вертикальні), МГ 800/98 (наклонні). Для здрібнюван­ня домішок, ґрати, що витягаються не з води застосовують - дробарки типу РД-200, РД-600.

Пісколовкизастосовують для видалення важких нерозчинних домішок із середнім діаметром часток більш 250 мкм. У залежності від напрямку потоку сті­чних вод вони поділяються на вертикальні, горизонтальні і з круговим рухом. Для поділу забруднювачів по фракціях щільності застосовують аєруємі пісколовки. У який великі фракції осаджуються, а дрібні обволікаються пухирцями повітря, спливають нагору і шкребками віддаляються з поверхні. Час перебування стічних вод у пісколовках 30-90 з швидкість 0,1-0,2 м/с. Осад, що випав, збирається в приямок і видаляється в приймальні брекери.

З метою підвищення ефективності роботи очисних споруджень перед від­стійниками на станціях можуть установлюватися - усреднювачі.

Усреднювачі являють собою залізо - бетонні резервуари, призначені для диференціювання потоку стічних вод, або інтенсивного перемішування потоків.

Перемішування здійснюється за допомогою насосів, чи мішалок барботерів. Обсяг усреднювачів відповідає 4-12 годинному припливу стоків.

Відстійникизастосовуються для видалення зі стічних вод нерозчинних що осаджуються чи спливають часток розмірами менш 250 мкм. При витраті стічних вод 10000 м³/добу застосовують вертикальні відстійники 0 5-9 м, висотою до 3 м, при великих витратах застосовуються горизонтальні відстійники довжиною до 30 м або радіальні. Основна маса зважених часток 50-60 % випадає в осад через 1,5 години.

Для очищення стічних вод, що містять нафту і нафтопродукти при концен­трації більш 100 мг/л застосовуються нафтоуловлювачі- прямокутні резервуари, у яких відбувається поділ нафти і води за рахунок різниці їхньої щільності.

Нафтопродукти спливають на поверхню і відводяться на утилізації, аналогі­чні установки для очищення від жирів і смол.

Для очищення стічних вод утримуючих у великій кількості частки піску, окалини, скла, кераміки застосовують гідроциклони.Принцип дії гідроциклонів заснований на сепарації часток твердої фази в обертовому потоці рідини. Гідроци­клони в 8-10 разів продуктивніше відстійників. Для виділення зі стічних вод час­ток мінерального походження, щільність яких значно відрізняється від щільності во­ди, застосовують напірні гідроциклони, у яких стічна вода подається під тиском 0,15-0,4 МПа. Найбільше застосування вони знайшли в гірській, вуглевидобувній і хімічній промисловості. Основні переваги гідроциклонів: висока продуктивність, порівняно низькі капітальні витрати на будівництво, можливість автоматизації ро­боти. Недоліки: значна витрата електроенергії, швидкий знос стінок, у зв'язку з абразивністю речовин, що витягаються.

Ефективність використання механічних методів очищення стічних вод - 95 %.Після механічного очищення стічних вод роблять фізико-хімічне очищення.Цей спосіб припускає внесення в забруднену різними сполуками воду спеціальних речо­вин реагентів, що вступають у реакцію з забруднювачами й утворять нешкідливі сполуки, що випадають в осад і відводяться (нейтралізація, окислювання).

Нейтралізація- застосовується для обробки виробничих стічних вод, що містять луги і кислоти, з метою попередження корозії водовідливних споруджень і устаткування. Застосовують нейтралізацію реагентами (розчини кислот, вапно, кальцинована сода, аміак і ін.) і фільтрування через нейтралізуючі матеріали (вапно, вапняк, крейда, доломить і ін.).

Окисний методочищення застосовується для очищення вод від токсичних домішок (ціанідів, комплексних ціанідів міді і цинку, сірководню, сульфідів). Як окислювачі використовується: хлор, хлорне вапно, озон, технічний кисень і кисень повітря. Перспективно застосовувати озон, він має ряд переваг, виходить безпосе­редньо на очисних установках з технічного чи кисню повітря. У камеру реакції, ку­ди надходить оброблювана вода, озон уводять барботуванням через шар води. За­стосування озону ефективно при обробці стічних вод, що містять феноли, цикло­пентан, тетраэтилсвінець, ціаніди, креозоли й ін. Для видалення мілкодисперсних і колоїдних часток зі стічних вод застосовується метод коагуляції.При введенні в стічну воду коагулянтів порушується агрегатна стійкість, утворяться більш великі агрегати часток (пластівці), що відводяться механічним способом. Як коагулянти використовується: солі амонію, заліза, магнію, жужільні відходи і відпрацьовані розчини.

Сорбція- застосовується для очищення стічних вод від розчинених органі­чних речовин. Як сорбенти застосовують пористі матеріали: золу, коксовий дріб'я­зок, торф, обпилювання найбільш ефективні активовані вугілля.

Флотація- застосовується для очищення стічних вод що мають у собі повер­хнево-активні речовини: нафта, нафтопродукти, олії, волокнисті частки. Метод по­лягає в утворенні в товщі води газових пухирців, до яких прилипають частки забру­днювача, при вспливанні ці компоненти утворять пінний слон, що видаляється ме­ханічним шляхом. Найбільше широко застосовується напірна флотація. Стічні во­ди насосом подаються в напірний бак, насичуються повітрям, потім ця суміш над­ходить у флотаційну камеру, глибина камери не більш 3 м, час флотації 15-30 хви­лин. Продуктивність флотаторів до 1000 м³/ч.

Біологічний методвикористовують для очищення вод, оброблених меха­нічними і хімічними методами. Цей спосіб полягає у використанні природних і штучних водойм, у яких розводять спеціальні мікроорганізми (різні бактерії, водо­рості, грибки і т.д.), що харчуються органічними домішками, що знаходяться в сті­чних водах (білками, вуглеводнями, фенолами, органічними кислотами і т.д.) роз­кладаючи їх на прості не шкідливі сполуки (воду, вуглекислий газ, мінеральні солі).

Ефективність процесу залежить від багатьох факторів: температури води 20-30°, рН=6,5 - 7,5, крім того, в аеробних біологічних спорудженнях (аеротенках, біофільтрах, біологічних ставках) повинна підтримуватися концентрація розчиненого кис­ню не менш 2 мг/л. Біологічне очищення вважається повним, якщо БПК очищеної води складає менш 20 мг/л.

Слід зазначити, що деякі особливо токсичні води хімічних підприємств неможливо очистити сучасними методами, їх відправляють в спеціальні похо­вання в підземних укриттях.

Метод іонного обмінуміж іонами, що знаходяться в розчині й іонами, що присутні у твердій фазі (іоніті) дозволяє витягти й утилізувати зі стічних вод коштовні домішки (сполуки миш'яку, фосфору, хром, цинк, свинець, мідь, ртуть) і радіоактивні речовини. Після цього стічна вода вважається очищеною до гранич­них концентрацій, і використовуватися в технічних процесах.