Методи очищення стоків
Методи, які застосовуються для очищення виробничих і побутових стоків поділяють на три групи:
- механічні;
- фізико-хімічні;
- біологічні.
В комплекс очисних споруд, як правило входять спорудження механічного очищення, які в залежності від потрібного ступеня очищення можуть доповнюватися спорудженнями біологічного, чи фізико-хімічного очищення, а при більш високих вимогах до складу очисних споруд включають обладнання глибокого очищення. Перед скидом у водоймища очищені стоки знезаражують. Осади, які утворюються на всіх стадіях очищення та надлишок біомаси подаються на утилізацію. Очищені стоки можуть бути спрямовані в оборотні системи водопостачання підприємства, на потреби сільського господарства або у відкриті водоймища.
Механічне очищення застосовується для видалення із стоків нерозчинних мінеральних і органічних домішок. Це попереднє очищення і його завдання полягає в підготовці води до подальшого очищення. В результаті механічного очищення знижується вміст завислих речовин до 90%, а органічних до 20%.
До складу споруджень механічного очищення входять решітки, різного виду уловлювачі, відстійники, фільтри.
Пісковловлювачі застосовують для видалення із стоків піску. Обезводнений пісок знезаражують і використовують в будівництві доріг.
Більш дисперсні тверді частки вилучають із стоків у первинних відстійниках, де вони осаджуються під дією гравітіційних сил, або ж на піщаних фільтрах.
Для очищення стоків, що містять більше 100мг/дм3 нафти або нафтопродуктів, іншої легкої органіки використовують нафтовловлювачі. Це прямокутні зазвичай залізобетонні спорудження, в яких відбувається розділення нафти і води за рахунок різниці їх щільності. Нафта, або інша легка органіка, що сплила, шкребками збирається з поверхні пастки і подається на утилізацію, або спалюється.
Промислові стоки після механічного очищення здебільшого підлягають фізико-хімічному очищенню, якщо не містять значної кількості органічних домішків.
Вибір фізико-хімічного методу очищення залежить від кількості стоків, виду забруднень і вимог до очищеної води.
Найпоширенішими методами фізико-хімічного очищення стоків є коагуляція і флокуляція.
Здійснюються ці процеси у відстійниках. У потік забрудненої води дозується коагулянт чи флокулянт, де він добре змішується і рівномірно розподіляється по об’єму води. У відстійнику швидкість руху води дуже мала (~0,1см/хв і менше).при таких умовах частки забруднень під дією коагулянту чи флокулянту укрупнюються і осідають на дно відстійника (коагуляція), або спливають на поверхню (флокуляція), звідки видаляються мулососами чи шкребками і подаються на вакуум - чи прес-фільтри, де ущільнюються (обезводнюються) і передаються на утилізацію, або складуються.
Якщо стоки містять солі (в т.ч. і солі важких металів), при великих об’ємах стоків доцільно очищати їх іонообмінним методом. Якщо об’єми невеликі, то можна застосувати випарювання, ультрафільтрацію чи зворотний осмос.
Якщо стоки містять домішки товарних органічних речовин або цінних допоміжних продуктів, а об`єми стоків невеликі, доцільно застосовувати для їх вилучення екстракцію, абсорбція, ректифікацію чи перегонку.
Ці методи полягають в поглинанні речовинами (екстрагентами чи абсорбентами) органічних домішок з води не змішуючись із водою з подальшим розділенням води і органіки та розгонкою органічних складових при різних температурах у ректифікаційних колонах.
Після фізико-хімічних методів очищену воду спрямовують в оборотну систему водопостачання чи у відкриті водойми, якщо вона задовольняє вимогам.
Комунально-побутові стоки, стоки нафтопереробних заводів, стоки інших підприємств, що містять >200мг/дм3 органіки після механічного очищення доцільно очищувати біологічним методом.
В його основі лежить процес біологічного окислення органічних сполук, які містяться в стоках. Біологічне окислення здійснюється спільнотою мікроорганізмів (бактерій, найпростіших, грибків та ін.).
Ці методи можуть здійснюватись анаеробно (без доступу повітря у герметичних спорудах - септіктенках, емшерах чи метантенках). В цьому випадку розкладення органічних сполук відбувається за рахунок ферментації. В результаті виділяється біогіз (суміш метану, сірководню) який можна спалювати.
Цей метод використовують коли є невеликі об’єми стоків. Коли ж об`єми стоків великі, застосовують аеробні методи біологічного очищення, які можуть здійснюватись в аеротенках чи біофільтрах. Аеротенки - великі залізобетонні резервуари в які подається очищена вода, яка аерується стисненим повітрям для більш інтенсивного окислення органічних домішків мікроорганізмами - активним мулом, який перебуває в очищуваній воді в завислому стані завдяки аерації.
Біофільтри - це споруди, колонного типу з кількома перфорованими полицями по висоті колони. На полицях розміщується кускова насадка, на якій при пропусканні стічної води утворюється плівка з мікроорганізмів, які розкладають органічні сполуки, які надходять в біофільтр з наступними порціями води.
Після біологічного очищення стоки можуть підлягати обробці хлором, хлорним вапном чи озоном для знешкодження хвороботворних мікроорганізмів.