Развития очистных сооружений предприятия ООО «Промводоканал»

Фильтрование.

Фильтрованием называют процесс разделения суспензий и эмульсий с использованием пористых перегородок или зернистых слоев, которые задерживают диспергированную фазу и пропускают жидкость. [4]

 

2. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

 

К химическим методам очистки сточных вод относят следующие: нейтрализация, окисление, восстановление, реагентные методы выделения загрязняющих веществ в виде малорастворимых и нерастворимых соединений.

Химическая очистка сточных вод производится перед их подачей в систему водоснабжения, а также перед спуском их в водоем или городскую канализационную сеть. Кроме того, указанный метод применяется для предварительной очистки сточных вод перед биологической и физико-химической очисткой, а также в системах локальной очистки производственных сточных вод и является вторым этапом после механической очистки. Химическая обработка находит применение и как метод глубокой очистки сточных вод с целью их дезинфекции или обесцвечения.[8]

Нейтрализация.

Производственные сточные воды могут быть нейтрализованы перед сбросом их в водоемы или перед дальнейшим использованием в технологических процессах. Практически нейтральными следует считать смеси с рН = 6,5-8,5. Виды нейтрализации, используемые для очистки сточных вод: нейтрализация смешением (смешение нейтрализации кислых и щелочных сточных вод в стехиометрическом соотношении, которое производят в устройстве, называемом нейтрализатор смешения); реагентная нейтрализация (реагенты для нейтрализации кислых сточных вод выбирают в зависимости от вида кислот и их концентрации); нейтрализация щелочных сточных вод кислыми газами (в данном процессе используют отходящие газы, содержащие CO2, SO2, NO2 и другие).[8]

Процесс нейтрализации может быть проведен в реакторах с мешалкой, в распылительных, пленочных и тарельчатых колоннах.

Окисление.

Этот метод очистки используют для обезвреживания производственных сточных вод от цианидов, сероводорода, сульфидов и других веществ. Сточные воды, включающие перечисленные соединения, встречаются в машиностроительной (цехи гальванических покрытий), горно-добывающей (обогатительные фабрики свинцово-цинковых и медных руд), нефтехимической (нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы), целлюлозно-бумажной (цехи варки целлюлозы) и в других отраслях промышленности.

Наиболее часто в практике очистки сточных вод используют следующие окислители: хлор, гипохлорит кальция, хлорную известь, диоксид хлора, озон, технический кислород и кислород воздуха. Реже используется пероксид водорода, оксиды марганца, перманганат и биохромат калия. [8]

Для очистки производственных сточных вод возможно также использование процесса радиационного окисления, загрязняющий вещества (обычно органического происхождения) под действием излучений высоких энергий.

Метод окисления подразделяется на несколько видов: окисление реагентов, содержащих активный хлор (используется для обезвреживания циансодержащих стоков различных объемов и концентраций, а также от таких органических и неорганических соединений, как сероводород, сульфид, метилмеркаптан и другие); окисление пероксидом водорода (его используют для окисления нитритов, альдегидов, фенолов, активных красителей, а также цианидов); окисление кислородом воздуха (используется для очистки сточных вод целлюлозных, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов); озонирование (процессы озонирования применяют для очистки сточных вод от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, мышьяка, ПАВ, цианидов и других); окисление перманганатом калия (может быть использован для очистки вод от катионов двухвалентного железа и марганца); радиационное окисление (данный метод может быть использован для очистки сточных вод от фенолов, цианидов, красителей, лигнина и других). [8]

Восстановление.

При содержании в сточных водах легко восстанавливаемых соединений меди, хрома, мышьяка, ртути применяют методы восстановительной очистки. При восстановительной очистке сточных вод от соединений ртути их восстанавливают до металлического состояния, а образовавшуюся ртуть отделяют от воды (отстаиванием, фильтрованием или флотацией). В качестве реагента-восстановителя используют алюминиевую пудру, железный порошок, гидросульфид натрия, гидразин, сульфид железа и другие.

При выделении мышьяка из концентрированных растворов (до 110 г/л) используют диоксид серы, который восстанавливает мышьяковую кислоту до мышьяковистой. Последняя имеет малую растворимость в кислой и нейтральной среде и осаждается в виде триоксида мышьяка. [8]

Реагентные методы выделения загрязняющих веществ в виде малорастворимых и нерастворимых соединений.

Для очистки производственных сточных вод от соединений тяжелых цветных металлов и в первую очередь от соединений Cu, Ni, Co, Zn, Pb, Cd, Hg их осаждают  в виде соответствующих гидроксидов, сульфатов либо карбонатов. Растворимость вышеуказанных соединений может быть охарактеризована также произведением растворимости.

3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

 

Физико-химические методы играют существенную роль при обработке производственных сточных вод. К ним относятся следующие: коагуляция и флокуляция, сорбция, ионный обмен, экстракция, электрохимические методы, мембранные методы и другие. Эти методы используют как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, биологическими и химическими методами очистки. В настоящее время область применения физико-химических методов очистки расширяется. Наиболее эффективное применение физико-химических методов достигается в локальных системах очистки сточных вод промышленных предприятий.

Коагуляция.

Коагуляция – это процесс укрупнения дисперсных частиц за счет их взаимодействия и объединения в агрегаты. Мелкие (первичные) частицы в таких агрегатах соединены силами межмолекулярного взаимодействия. Слипание однородных частиц называется гомокоагуляцией, а разнородных – гетерокоагуляцией. Вещества, способные вызвать коагуляцию частиц, называют в общем случае коагуляторами, а в водоподготовке –коагулянтами или гидролизующимися коагулянтами. Последние не только вызывают коагуляцию частиц загрязнений, но и образуют, гидролизуясь, малорастворимые продукты способны объединяться в крупные хлопья.

При очистке производственных сточных вод основное применение нашел процесс гетерокоагуляции, который можно определить, как взаимодействие коллоидных и мелкодисперсных частиц сточных вод с агрегатами, образующимися при введении в сточную воду коагулянтов. В практике очистки сточных вод часто используют коагулянты, такие как соли алюминия и железа. [8]

Флокуляция.

Флокуляцией называют процесс агрегации дисперсных частиц под действием высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами.

Флокулянты используют для расширения оптимальных диапазонов коагуляции (по рН и по температуре), а также для повышения плотности и прочности образующихся хлопьев и снижения расхода коагулянтов, в результате чего повышается надежность работы и пропускная способность очистных сооружений.

Сорбция.

Сорбция – это процесс поглощения вещества из окружающей среды твердым телом или жидкостью, называемыми сорбентами. Поглощаемое вещество именуется сорбатом. При абсорбции вещества (абсорбата) поглощение последнего происходит во всем объеме жидкого или твердого абсорбента. Абсорбция обусловлена как процессом диффузии абсорбента в абсорбат, так и процессами растворения. Под адсорбцией понимают процесс поглощения веществ (адсорбатов), находящихся в газах и жидкостях, происходящий на поверхности твердых тел (адсорбентов). Сорбция, сопровождающаяся химическим взаимодействием сорбента с поглощаемым веществом, называется хемосорбцией.[8]

Сорбционная очистка рекомендуется для сточных вод, загрязненных ароматическими соединениями, слабыми электролитами или неэлектролитами, красителями, непредельными соединениями, гидрофобными алифатическими соединениями. Указанные методы позволяют извлечь из сточных вод ценные компоненты с их дальнейшей утилизацией, а очищенную воду использовать в системах оборотного водоснабжения предприятия. Метод сорбционной очистки не рекомендуется применять для выделения из сточных вод только неорганических соединений, а также низших одноатомных спиртов.

В отечественной практике сорбционная очистка используется для обработки сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной, химической, нефтехимической и других отраслей промышленности и применяется в качестве самостоятельного метода или совместно с методом биологической очистки. [8]

Флотация.

Флотация используется для очистки производственных сточных вод от следующих загрязнений: поверхностно-активных веществ, нефти и нефтепродуктов, масел, а также различных волокнистых материалов. Процесс очистки состоит в образовании комплексов «частицы – пузырьки воздуха», всплывании этих комплексов на поверхность жидкости с образованием пенного слоя, содержащего загрязнения и последующего удаления этого слоя с поверхности. Эффект прилипания пузырька воздуха к поверхности частицы достигается только в том случае, если жидкость плохо не смачивает.

Существуют различные способы флотационной обработки производственных сточных вод:

1. Флотация с выделением воздуха из раствора (вакуумные, напорные и эрлифтные флотационные установки). Сущность этого метода состоит в создании пересыщенного раствора воздуха в сточной воде, при выделении которого образуются макропузырьки, позволяющие удалять сильнодиспергированные загрязнения. Вакуумная флотация используется для очистки сточных вод, если концентрация загрязнений в них не превышает 250 мг/л. Напорная флотация позволяет очищать сточные воды с начальной концентрацией загрязнений 4-5 г/л и более.
2. Флотация с механическим диспергированием воздуха (импеллерные, безнапорные и пневматические флотационные установки). В импеллерной установке интенсивное перемешивание производится импеллером, расположенным на дне камеры, который диспергирует засасываемую струю воздуха на отдельные пузырьки определенного размера. При использовании безнапорных установок образование пузырьков воздуха происходит за счет воздействия рабочего колеса центробежного насоса. Пневматические флотационные установки рекомендуется использовать для очистки производственных сточных вод, содержащих агрессивные загрязнения (вызывающие быстрое разрушение насосов и так далее).
3. Флотация с подачей воздуха через пористые материалы. Этот способ заключается в подаче воздуха в флотационную камеру через различные пористые пластины, трубы с отверстиями, насадки и другие устройства, уложенные на дне камеры.
4. Электрофлотация.
5. Пенная сепарация. Данный метод используют для очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ.
6. Химическая, биологическая и ионная флотация. Химическая флотация основана на протекании реакций с выделением газов (О2, СО2), пузырьки которых прилипают к загрязняющим частицам и выносят их в пенный слой. Биологическую флотацию используют для уплотнения осадков из первичных отстойников при очистке бытовых сточных вод. Процесс ионной флотации используют для выделения из сточных вод таких металлов, как Mo, W, Re, V и другие.[4]

Экстракция.

Жидкостная экстракция – процесс извлечения вещества из водного раствора в жидкую органическую фазу, не смешивающуюся с водой. Процессы жидкостной экстракции используются для выделения из сточных вод ценных органических веществ (например, фенолов и жирных кислот), а также тяжелых цветных металлов (меди, никеля, цинка и других).

Экстрагент – это органическое вещество, образующее с извлекаемым загрязняющим веществом соединение, способное переходить в органическую фазу.

Ионный обмен.

Ионным обменом в статических условиях называют обмен, протекающий при контакте некоторого объема раствора электролита с одной и той же порцией ионита.

Гетерогенный ионный обмен или ионообменная сорбция представляет собой процесс взаимодействия раствора с твердой фазой (ионитом), обладающей свойством обменивать ионы, содержащиеся в ней, на другие ионы, присутствующие в растворе.

Ионообменная очистка сточных вод позволяет извлекать и утилизировать следующие загрязняющие вещества: тяжелые цветные металлы (медь, цинк, никель, свинец и другие), хром, ПАВ, цианистые соединения и радиоактивные вещества. При этом достигается высокая степень очистки сточной воды (до уровня ПДК), а также обеспечивается возможность ее повторного использования в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения.[8]

4. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

 

Методы электрохимической очистки сточных вод используют для выделения из них различных растворимых и диспергированных примесей как органических, так и неорганических. Методы характеризуются достаточной простотой технологической схемы, при очистке не используются химические реагенты. К недостаткам этих методов следует отнести достаточно большие затраты электроэнергии.

Все электрохимические методы очистки воды можно разделить на три основные группы: методы превращения, методы разделения и комбинированные методы.[8]

Первая группа методов обеспечивает изменение физико-химических и фазово-дисперсных характеристик загрязнения с целью их обезвреживания или более быстрого извлечения из воды. К ним относятся: электрокоагуляция, электрохимическая деструкция, электрокристаллизация, электроокисление (примесей или воды), электровосстановление (примесей или воды).

Вторая группа методов предназначена для концентрирования примесей в локальном объеме электролита без существенного изменения фазово-дисперсных или физико-химических свойств извлекаемых веществ. Ко второй группе относятся методы: электрофлотация, электродиализ, электроосмос, электрофорез, электрофильтрование. [8]