Методы
Очистка сточных вод – комплекс мероприятий, в результате которых происходит разрушение или устранение вредных веществ. В соответствии с количеством сточных вод и типом загрязнителей прибегают к конкретным методам очистки – биологическим, биохимическим, механическим или физико-химическим.
Иногда требуется комбинированный метод (совокупность нескольких). Ниже подробно рассмотрены основные пути очистки сточных вод.
Содержание
Биологические и биохимические способы очистки сточных вод
Чтобы избавиться от загрязнений органического происхождения, прибегают к биохимическим способам. Их сущность заключается в применении специальных микроорганизмов, которые способны расщеплять органические соединения на простые компоненты:
- воду;
- углекислый газ;
- минеральный осадок.
Такие бактерии находятся в воде регулярно, однако их концентрация невысока, поэтому естественное очищение происходит не быстро.
При биохимической очистке прибегают к воздействию аэробных или анаэробных микроорганизмов.
Ниже приведена их сравнительная характеристика.
| Аэробные микроорганизмы | Анаэробные микроорганизмы |
| Они способны переработать сложные соединения органического происхождения. На фоне окисления они распадаются на углекислый газ, воду и минеральный осадок.
Аэробным микроорганизмам требуется кислород, поэтому конструкции оборудуют специальными аэраторами и компрессорами. |
Они присутствуют в стоках в малых количества. Им не требуется кислород, но для нормальной жизнедеятельности необходим углекислый газ и нитраты.
Конструкция должна быть оснащена системой вентиляции, поскольку эти бактерии выделяют метан. |
Очистка может осуществляться в естественных или искусственно созданных условиях. Ниже рассмотрены основные способы.
Биологические пруды
Биологические пруды – искусственно созданные резервуары малой глубины. Они предназначены для очистки и доочистки сточных вод в совокупности сооружениями.
Технологическая схема процесса следующая:
- Микроорганизмы применяют для окисления загрязнений кислород, который образуется в результате фотосинтеза.
- Поскольку водоросли потребляют двуокись углерода и аммонийный азот, который выделяется в результате разложении органических веществ, требуется придерживаться оптимальных условий – температуры и рН.
- Пруды обустраивают в несколько ступеней, общая продолжительность пребывания в них составляет несколько дней.
Высокая результативность достигается летом. Различают несколько видов прудов:
| Наименование | Специфика |
| Проточные пруды | Их особенность заключается в том, что стоки не разбавляются речной водой |
| Анаэробные пруды | Они подразумевают применение анаэробных методик. Глубина прудов – 2-3 метра |
| Проточные водоемы | В отличие от проточных прудов, стоки разбавляют посредством речной воды |
| Контактные водоемы | Сущность очистки заключается в том, что в стоячей воде биохимическое окисление происходит значительно быстрее. |
Конструкции с аэробным разложением
Сооружения по локализации в них биомассы подразделяются на две основные группы:
- Аэротенки (биомасса локализируется во взвешенном состоянии). Они представляют собой железобетонные конструкции прямоугольной формы, разделенные перегородками.
- Биофильтры (биомасса фиксируется на неподвижном материале, который сточная вода обтекает тонким слоем). Это резервуары, заполненные крупнозернистым материалом, бывают с одной или двумя ступенями очистки.
Конструкции с анаэробным разложением
Анаэробное разложение происходит с выделением метана, воды и углекислого газа.
Наиболее распространены следующие типы очистных сооружений:
- Септики. Сооружения могут быть с одной, двумя или тремя камерами, они используются для обслуживания небольших объектов. Подходят только для предварительной очистки стоков, после чего требуется доочистка.
- Отстойники. В отличие от септиков, разложение органических примесей протекает эффективно и быстро.
- Метантенки. Они представляют собой закрытые резервуары, где процесс минерализации органического вещества выполняется при искусственном подогреве.
Механические виды
Механические способы являются самыми простыми, позволяют устранить около 85% нерастворимых примесей различной дисперсии (в частности, песок). Для их осуществления используют различные сооружения:
- решетки;
- песколовки;
- септики;
- песчаные фильтры.
Механические способы, как правило, предварительные перед биологической очисткой.
Существует три главных метода:
- Процеживание. Сточные воды пропускают сквозь решетки из стали, после чего извлекают крупные нерастворимые примеси. Решетки очищают от осадка, а очищенные воды направляют на следующий этап.
- Отстаивание. На этом этапе происходит устранение взвешенных частиц. Первоначально частицы оседают на дне (гравитация), а за счет выталкивающих сил оказываются на поверхности. В процессе выделяются вещества фракцией менее 0,25 мм.
- Фильтрование. Осуществляется очищение сточных вод с большим содержанием тонкодисперсных примесей. В роли фильтровального материала может выступать песок или гравий.
Химические
Сущность химических способов заключается в ведении специальных веществ. При осуществлении нейтрализации кислот и щелочей вводят специальные реагенты (известь, аммиак), а при осуществлении окисления — различные окислители (перманганат калия, газообразный и сжиженный хлор).
Это позволяет устранить токсичные соединения. К этим мероприятиям прибегают с целью устранения растворимых веществ в замкнутых системах водоснабжения.
Основные физико-химические методы
При проведении физико-химических методик происходит устранение примесей неорганического происхождение и разрушение примесей органического происхождения.
К ним относятся следующие методы:
- Флотация. Через сточные воды пропускается воздух. Газовые пузырьки захватывают поверхностно-активные вещества (ПАВ), масла и ряд иных загрязнений, формируя на поверхности пенообразный слой, который с легкостью устраняется;
- Коагуляция. Этот способ подразумевает введение коагулянтов (к примеру, солей аммония или меди) с целью формирования осадков в виде хлопьев, которые, как и пенообразный слой, без проблем устраняются;
- Сорбция. С помощью данной методики происходит извлечение ценных растворимых веществ с дальнейшей утилизацией. Для ее проведения используют вещества, способные поглощать загрязнения (например, силикагель или активированный уголь).
Комбинированные типы
Комбинированные способы подразумевают одновременное проведение сразу нескольких методик. Это позволяет добиться максимального эффекта.
Выбор методик напрямую зависит от специфики промышленных стоков и водоема, в который сливается вода. Чаще всего проводят механическую очистку, затем биологическую и в самом конце и физико-химическую.
Дезинфекция
Практически во всех типах сточных вод находятся опасные патогенные микроорганизмы, поэтому нельзя пренебрегать мероприятиями по дезинфекции.
Посредством специальных установок ультрафиолетового облучения осуществляется окончательное обеззараживание стоков. Эта методика является наиболее безопасной. Кроме нее прибегают к электролизу и хлорированию.
Наилучшие доступные технологии (НДТ)
НДТ – современные технологии, основная задача которых заключается в решении актуальных экологические проблем различных промышленных предприятий. Наилучшие доступные технологии подразумевают значительное снижение внедрения в сточные воды, как опасных веществ, так и тех, которые не разлагаются со временем.
С этой целью может потребоваться:
- отказаться от применения хлора и особо опасных реактивов во время осуществления технологического процесса;
- организовать отдельный сбор и устранение остатков используемых веществ;
- внедрить в производство безопасные для окружающей среды реагенты (вместо химикатов, которые не разлагаются).
Особой эффективностью обладает устранение загрязняющих веществ в зависимости от фазово-дисперсного состава. Для этого предложено отделение твердой фазы сточных вод посредством фильтрации, отделение быстрооседающих частиц в песколовках и гидроциклонах и глубокая очистка от взвешенных веществ посредством мембран.
С помощью радиационной методики удается подвергнуть загрязняющие вещества окислению и разложению за короткий промежуток времени. При озонировании не образуются вредные для окружающей среды вещества.
Заключение
К качеству воды предусмотрены высокие требования, поэтому выбор наиболее подходящей схемы ее очистки – не простая задача. Очистка сточных вод – обязательная процедура.
В ходе нее устраняются различные патогенные микроорганизмы, наносящие вред здоровью человека и состоянию окружающей среды. Благодаря многообразию способов удается подобрать наиболее эффективную методику для конкретного типа загрязнителей.
