Методи очистки господарчо-побутових, дощових та виробничих стічних вод

Окиснення застосовується для знезараження стічних вод від токсичних домішок (мідь, цинк, сірководень, сульфіди), а також від органічних сполук. Як окислювачі використовуються хлор, озон, кисень, хлорне вапно, гіпохлорид кальції тощо.

Коагуляція - процес з'єднання дрібних частинок забруднювачів у більші за допомогою спеціальних речовин (коагулянтів). Як коагулянти використовуються вапняне молоко, солі амонію, заліза, магнію, цинку тощо.

Одним із видів коагуляції є флокуляція - процес агрегації дрібних частинок забруднювачів у воді за рахунок утворення містків між ними та молекулами флокулянтів. Як флокулянти використовують активну кремнієву кислоту, ефіри, крохмаль, целюлозу, синтетичні органічні полімери.

Для освітлення води одночасно використовуються коагулянти і флокулянти, під впливом яких утворюються інтенсивно осідаючі великі пухкі пласгівцеподібні агломерати, які легко видаляються із стічних вод механічними способами.

Після механічних, хімічних та фізико-хімічних методів очищення у стічних водах можуть знаходитися різноманітні віруси та бактерії. Тому для запобігання захворюванням стічні води перед повторним використанням для побутових потре біологічно очищують.

Стерилізація води здійснюється шляхом нагрівання, хлорування, озонування, обробки ультрафіолетовими променями, біообробки, електролізу срібла, коли як анод використовується срібний електрод, а як катод вугілля. Іони срібла мають бактерицидну дію.

Біологічне очищення здійснюється комплексом мікроорганізмів (біоценозом), який містить багато різних бактерій, найпростіших і низку більш використовуваних організмів -водоростей, грибів тощо, які зв'язані між собою в єдиний комплекс складними взаємовідносинами (метабіозу, симбіозу і антагонізму).

Біологічне очищення здійснюється в штучних умовах: в біофільтрах, в аеротенках, в окислювальних каналах, в біотенках, в аеротенках з заповнювачем.

Біологічне очищування може здійснюватися і в природних умовах на полях зрошення, полях фільтрації, біологічних водоймах.

Залежно від виду мікроорганізмів, котрі беруть участь у руйнуванні органічних речовин, розрізняють аеробне (окислювальне) та анаеробне (відновлювальне) біологічне очищення стічних вод.

У виробничих умовах часто доводиться використовувати комплексні методи очищення, котрі базуються на механічних, хімічних, фізико-хімічних, біологічних способах та пристроях для вилучення забруднень.

2.3. Методи  очищення дощових стічних вод.

Найбільш універсальним способом обробки стічних вод є обробка активним мулом. Мул являє собою величезну популяцію різних бактерій, грибків та іншої флори, додавання якої до стічних вод призводить до швидкого встановлення рівноваги, сприяючого розкладанню органічних речовин, в результаті якого утворюються і . Бактерії, що входять до складу активного мулу, здатні переробляти лише ті стічні води, з яких сформувався цей активний мул. Тому, якщо до складу очисних промислових стоків будуть введені нові речовини, наприклад при зміні технології виробництва, то буде потрібно час, щоб бактерії, здатні окислити саме ці речовини, розмножилися в достатній кількості і змогли забезпечити найкраще очищення [3]. Іноді навіть доводиться завозити на знову створюване підприємство активний мул з іншого підприємства, де очищаються аналогічні за складом води і де в активному мулі поширені потрібні види бактерій. Зазвичай концентрацію активного мулу підтримують рівною 2–4 г/л. У ході очищення активний мул час від часу виводять з очисних споруд, так як його кількість зростає. Частину його при цьому використовують як цінне добриво, якщо немає важких металів, частину стабілізують, тобто обробляють надлишком кисню для видалення всілякої органіки, запобігаючи таким чином гниття. Частина надходить на анаеробне розкладання.

Аеротенки являють собою резервуари, в яких очищається стічна вода і активний мул насичуються повітрям і перемішуються. Для забезпечення нормального ходу безперервно подається повітря.

Біологічне очищення полягає в мінералізації органічних забруднень стічних вод, які окислюються мікроорганізмами. У природних умовах таке очищення проводиться на спеціальних полігонах, званих полями фільтрації або полями зрошення. На цих полях стічні води розливаються по системам каналів, де очищення їх від забруднень здійснюється шляхом фільтрації вод в шарах грунту товщиною не менше 0,8 м.

Біологічне очищення води - процес, притаманний природі, що виробила в ході еволюції на Землі стійкий механізм екологічної рівноваги. На основі знань про складні взаємозв'язки живих організмів в біосфері людина створила різні очисні споруди, що працюють на принципі біологічного очищення: біологічні ставки, що представляють самостійні екологічні системи; біологічні фільтри, що використовують як робочого ланки тонку бактеріальну плівку або аеротенки - штучні споруди в вигляді великих бетонних резервуарів, в яких стічні води продуваються сильними струменями найдрібніших бульбашок повітря знизу вгору. У таких пристроях "робочим тілом" служить маса, що складається з двох компонентів: мікроскопічних рослин і тварин. Цей біологічний механізм очищення - плід творчої фантазії людини, втілення в реальні біофільтри, яких в природі не існує.

Процес так званої мінералізації органічних речовин стає інтенсивним в умовах, коли є надлишок кисню у вигляді пухирців повітря і приплив органічних речовин із стічними водами. Тоді в мулі біологічного очисного пристрою бурхливо розвиваються бактерії і різні мікроорганізми, бактерії злипаються в грудки химерної форми, утворюючи величезну активну поверхню, що виділяє ферменти, що розщеплюють органічні речовини, які випадають в осад у вигляді мінералів. Сутність біологічної очистки мало чим відрізняється від процесів, що відбуваються на полях зрошення і фільтрації, хоча біохімічне окислення в першому випадку відбувається значно швидше.

Інтенсивне використання перерахованих пристроїв з біохімічним способом очищення, природно, призводить до скупчення величезної кількості опадів, які можна рекуперованих в цінні продукти. Так, з активного мулу успішно отримують білково-вітамінні корми (продукти белвітамін), вітаміни В12. Активні вугілля або опади, одержувані при обробці та очистці стічних вод гідролізної та паперової промисловості, переробляють у продукти, що використовуються в сільськогосподарському виробництві в якості добрив. Поля фільтрації – це земельні ділянки, штучно розділені на секції, по яких рівномірно розподіляється стічна вода, що фільтрується через пори ґрунту. Профільтрована вода збирається в дренажних трубах і канавах і стікає у водоймища. На поверхні ґрунту утворюється біологічна плівка з аеробних мікроорганізмів, здатних мінералізувати органічні речовини. Кисень може проникати до ґрунту на глибину біля 30 см; глибше мінералізація здійснюється внаслідок життєдіяльності анаеробних мікроорганізмів.

Біологічні ставки – це спеціально створені неглибокі водоймища, де протікають природні біохімічні процеси самоочищення води в аеробних і анаеробних умовах. Ставки споруджуються як для первинної біологічної очистки, так і для доочистки стічних вод після біофільтрів і аеротенків. Насичення води киснем відбувається внаслідок природної атмосферної аерації і фотосинтезу, але може застосовуватися і штучна аерація.

Біофільтри – споруди, в яких створюються умови для інтенсифікації природних біохімічних процесів. Це резервуари з фільтруючим матеріалом, дренажем і пристроями для розподілу води. Стічна вода за допомогою розподільних пристроїв періодично розливається по поверхні завантаження, профільтровується і відводиться у вторинний відстійник. На поверхні фільтра поступово дозріває біоплівка з різних мікроорганізмів, які виконують ту ж функцію, що і на полях фільтрації, тобто мінералізують органічні речовини. Відмерла біоплівка змивається водою і затримується у вторинному відстійнику.

Аеротенк – це резервуар, в який поступає стічна вода після механічної очистки, активний мул і безперервно повітря. Пластівці активного мула являють собою біоценоз аеробних мікроорганізмів-мінералізаторів (бактерій, найпростіших, червів і ін.). Для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів необхідна постійна аерація води. З аеротенка стічна вода в суміші з активним мулом поступає у вторинні відстійники, де мул осаджується. Основна маса його повертається в аеротенк, а вода подається в контактні резервуари  хлорування для обеззараження.

 

 

 

 

 

 

ВИСНОВКИ:

Вода є важливим ресурсом для промислових підприємств. Вона є сировиною і середовищем для проведення багатьох промислових процесів. Але в ракурсі промислової екології її можна розглядати і як відхід – стічну воду. В залежності від того, в яких процесах та на яких етапах промислового виробництва утворюються стічні води, їх поділяють на групи. Крім того на класифікацію впливає склад домішок.

Для очищення стічних вод використовують методи, що базуються на різних хімічних, фізичних, біологічних процесах чи їх комбінації. Вибір методу диктується екологічною, технологічною доцільністю та  економічними показниками методу.

Поширеними способами підвищення ефективності процесу біохімічного очищення стічних вод є попередня їх підготовка чи обробка; регулювання значень основних факторів очищення стоків; конструкційні зміни у біологічних реакторах; контроль за коливанням кількості активного мулу; покращення процесів нітрифікації/денітрифікації; використання коагулянтів, флокулянтів, сорбентів та інших активуючих речовин; вплив на мікроорганізми магнітного, електричного полів та ультразвуку; використання систем автоматичного управління та контролю біохімічним процесом; хімічний мутагенез та ін.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ:

1. Гуляєв В. М. Екологічна біотехнологія / В. М. Гуляєв, М. Д. Волошин. –Дніпропетровськ: Системні технології, 2002. – 127 с.

2. Поруцкий Г. В. Биохимическая очистка сточных вод органических производств / Г. В. Поруцкий. – М.: Химия, 1975. – 256 с.

3.Яковлев С. В. Очистка производственных сточных вод / [С. В. Яковлев, Я. А. Карелин, Ю. М. Ласков, Ю. В. Воронов]. – М.: Стройиздат, 1985. – 335 с.

4. Богданов М.В. Використання міських стічних вод для технічного водопостачання: Оглядова інформація. - М.: НДІ економіки та житлово-комунального господарства АКХ ім. К.Д. Памфілова, 1992. - 44 с

5.. Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки

производственных сточных вод. (Справ. пособие) Под ред. А.И. Жукова. М.: Стройиздат, 1977. – 204с.

6.Канализация населенных мест и промышленных предприятий. / Под ред. В.Н. Самохина. Изд. 2-е. М.: Стройиздат, 1981.-639с

7. Долина Л.Ф. Проектирование и расчет сооружений и установок для

механической очистки производственных сточных вод: Учеб. пос. -

Днепропетровск: Континент, - 2004.-93с.

8. Долина Л.Ф. Проектирование и расчет сооружений и установок для

физико-химической очистки производственных сточных вод: Учеб. пос. -

Днепропетровск: Континент, 2004.-127с.

9. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической

промышленности. – Л.: Химия, 1977. – 464с.

городов промышленных площадок. – М.: Стройиздат, 1977. – 104с.

10. Соколов Л.И. Ресурсосберегающие технологии в системах водного

хозяйства промышленных предприятий М.: Изд-во АСВ, 1997.-256с.

 

 

 

 

ДОДАТОК 1

Рис. 1. Аеротенк очисних споруд м. Дніпродзержинськ

Рис.2. Схема очищенні дощових стічних вод

 

 

ДОДАТОК 2

Рис. 3 біологічна схема очищення господарчо-побутових стічних вод.

 

 

 

 

 

ДОДАТОК 3