Очистка сточных вод

Загрязнения поверхностных водоемов и грунтовых вод можно классифицировать следующим образом:

 

       Механические - увеличение содержания механических примесей, относящееся в основном к поверхностным видам загрязнений,

       Химические - присутствие в воде неорганических и органических веществ токсичного и нетоксичного действия,

       Биологические и бактериологические - присутствие в воде разнообразных патогенных бактерий, грибов и водорослей,

       Тепловые - сброс в водоемы нагретых  вод ТЭЦ и АЭС,

       Радиоактивные - наличие радиоактивных веществ в поверхностных или грунтовых водах.

       Основными  источниками загрязнений водных  объектов являются недостаточно  очищенные стоки производственных  предприятий и коммунальных объектов, животно- и птицеводческих фабрик, твердые отходы, образующиеся при разработке полезных ископаемых, сточные воды горнодобывающих шахт, сточные воды, образующиеся при обработке и сплаве леса; сточные воды железнодорожного и водного видов транспорта, техногенные отходы металлургических предприятий.

       Загрязняющие  вещества, попадая в водные объекты, вызывают качественные изменения, которые проявляются в изменении  физических и химических свойств  воды (появление запаха, неприятного  привкуса и пр.).

       Промышленные  сточные воды как правило загрязнены выбросами и отходами производства. Качественный количественный и состав данных сточных вод различен и зависит от отрасли промышленности и производственных процессов. По составу стоки подразделяют на три основных класса, содержащих:

        Неорганические загрязнения, включая токсичные,

       Органические  загрязнения,

       Неорганические  и органические загрязнения.

       К первому типу относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотных предприятий, обогатительных заводаов марганцевых, свинцовых, никелевых, цинковых, руд, в которых содержатся кислоты, щелочи, катионы тяжелых металлов и пр. Сточные воды этого типа как правило изменяют физические свойства воды.

       Сточные  воды второго типа сбрасываются  НПЗ и нефтехимическими предприятиями, предприятиям органического синтеза  и пр. В сточных водах присутствуют  различные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и прочие вредные  вещества. Токсикологическое воздействие  стоков данного типа заключается, в основном, в процессах окисления, в результате которых снижается  содержание кислорода в воде, возрастает биологическая (БПК) и  химическая (ХПК) потребность в кислороде, происходит ухудшение органолептических  свойств воды.

       Сточные  воды третьего типа образуются  в процессах гальванической обработки  поверхностей, производстве печатных  плат приборостроительной и радиоэлектронной  промышленности и прочих технологических  процессах. В составе данных сточных  вод присутствуют неорганические: щелочи, кислоты, катионы тяжелых  и цветных металлов, и органические  поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, красители и другие вещества.

       Нефть  и нефтепродукты в настоящее  время являются основными загрязняющими  веществами внутренних вод и  морей мирового океана. Попадая  в водные объекты, они создают  различные классы загрязнений: нефтяную  пленку, плавающую на поверхности  воды, растворенные или эмульгированные нефтепродукты, осевшие на дно водоема тяжелые нефтяные фракции. В результате происходит изменение вкуса, запаха, цвета, поверхностного натяжения и вязкости воды, снижается количество кислорода, образуются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и начинает представлять угрозу для животного мира и человека. При содержании нефти всего 0,01 г/л вода становиться непригодной для употребления.

       Особо  опасным загрязняющим веществом  является фенол. Фенол присутствует  в сточных водах большинства  нефтеперерабатывающих и коксохимических  предприятий. В присутствии фенолов  значительно снижаются биологические  процессы водных объектов, процесс  самоочищения, вода приобретает  довольно неприятный запах.

Стадийность очистки сточных вод

Раздел доступен гостю   

Стадии очистки сточных вод промышленных предприятий

 

Процесс очистки сточных вод производственного предприятия, как правило, включает несколько стадий, на каждой из которых возможно применение различные методов очистки сточных вод и соответствующего технологического оборудования. Данная ситуация обусловлена в первую очередь тем, что многие методы, в особенности тонкой очистки сточных вод нельзя использовать, если в них присутствуют взвешенные вещества и эмульсии. Кроме этого, большинство методов очистки стоков имеет верхний предел концентраций по загрязняющим веществам, от которых данный метод должен очищать сток. Следовательно возникает необходимость предварительной обработки стоков перед применением основных методов их очистки. Применение стадийной очистки сточных вод промышленных предприятий обусловлено также тем, что комбинированием нескольких типов процессов обработки возможно достигнуть требуемой степени очистки с минимальными затратами.

На различных промышленных производствах используется различное количество стадий очистки воды. Это зависит от организации очистных сооружений, используемых методов очистки и состава стоков. Для разработки информационной системы процессы очистки стоков следует рассматривать на основе более обобщенного подхода.

Наиболее рациональным, очевидно, будет разделение процесса очистки стоков на четыре этапа, в соответствии с разделением загрязняющих веществ на основе их агрегатного состояния по классификации академика Кульского.

На первой стадии очистки сточных вод необходимо извлечь крупные частицы взвешенных веществ и грубодисперсных примесей, нейтрализовать токсины и удалить из сточных вод масла. Если данные загрязнения в сточных водах отсутствуют, следует начать очистку сточных вод со второй стадии, на которой происходит извлечение практически всех механических примесей, а также проводится подготовка стоков к дальнейшей очистке, а именно, снижение агрессивности сточных вод, понижение неприемлемых концентраций отдельных загрязняющих веществ. На третей стадии очистки стоков проиводится извлечение всех загрязняющих веществ до определенного заданного уровня. Если степень очистки недостаточна, требуется четвертая стадия очистки сточных вод, на которой использубтся методы, позволяющие извлекать соединения, находящиеся в растворимом состоянии.

 

Применение конкретных способов очистки сточных вод либо их комбинирование на каждом этапе обработки определяется химическим составом и физическими свойствами сточных вод. В зависимости от наличия или отсутствия определенных классов загрязняющих веществ в стоке возможно исключать некоторые стадии водоочистки. Не трудно обнаружить, что вторая и третья стадии очистки являются неотъемлемой частью любой технологической схемы очистки сточных вод. Данные стадии очистки – первая и вторая стадии обработки сточных вод это основа любого технологического процесса очистки. Первая стадия является предварительной обработкой, а последняя - глубокой очисткой сточной воды. Все стадии техпроцесса обработки сточных вод производственного предприятия представлены на Рисунке:

Стадии очистки сточных вод промышленного предприятия

Предварительная стадия обработки сточных вод. Когда стоки промышленного предприятия содержат крупные частицы взвешенных веществ либо волокна (как в производстве керамических и силикатных материалов), а также нефтепродукты, требуется тщательная предварительная очистка сточных вод, включающая в себя:

Отстаивание сточных вод с использованием либо без использования химических реагентов в зависимости от состава стоков,

Фильтрация через решетки или сетчатые фильтры,

Подача стоков на гравийные фильтры (грубая очистка),

Коагуляция (дозирование растворов солей железа либо алюминия),

Извлечение из сточных вод вредных веществ специальными методами,

Применение нефтеловушек для очистки сточных вод от нефти и масла.

При определенных условиях необходимо дозировать в сточную воду флокулянт для укрупнения взвешенных и коллоидных частиц и процесса хлопьеобразования.

Первая стадия обработки сточных вод. Существует множество различных способов первичной обработки стоков, с различной эффективностью:

Механическая первичная очистки сточных вод,

Усиленная реагентно первичная обработка с низким дозированием химикатов,

Первичная обработка взвешенных веществ,

Биологическая очистка сточных вод

Цель первичной обработки сточных вод – прежде всего механическая очистка, а также значительное снижение количества загрязнений. Данный этап является неоднозначным. Используемые в нем методы могут сильно отличаться по принципу очистки сточных вод.

Вторая стадия обработки сточных вод. Вторая стадия является основной стадией очистки стоков, на которой происходит извлечение большинства загрязняющих веществ. При обработке на данном этам наряду с физико-химическими методами нередко применяют процессы биологической деградации отходов. Применяемых при вторичной обработке методов, как правило, бывает достаточно для очистки стоков. Тем не менее очистка сточных вод до жестких требований ПДК иногда достигается лишь после стадии глубокой очистки воды. На данном этапе применяются более эффективные физико-химические методы очистки и обессоливания воды такие, как технологии ионного обмена, нанофильтрация и обратный осмос.

Очистка сточных вод - это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления  из них загрязняющих веществ. В ходе процесса очистки образуется очищенная вода и отход, содержащий загрязняющие вещества в высоких концентрациях. Как правило, это уже твердый отход пригодный для захоронения или утилизации.

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические методы, химические методы, физико-химические методы и биологические методы. Чаще всего используются комбинации данных методов. Применение того или иного метода очистки сточных вод в каждом конкретном случае определяется характером загрязнений и требованиями к очищенной воде.

Коротко о методах очистки сточных вод

Механический метод очистки сточных вод

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации или флотации удаляются твердые примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются отстойниками, решетками, ситами, песколовками, нефтеловушками и др. Механическая очистка применяется, как правило, на первой стадии очистки и позволяет удалять крупнодисперсные загрязняющие вещества и подготовить сточную воду для дальнейшей очистки.

Химический метод очистки сточных вод

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязняющими веществами и осаждают их в виде нерастворимых химических соединений, которые выпадают в осадок.

Физико-химический метод очистки сточных вод

При физико-химическом методе очистки из сточных вод удаляются тонко дисперсные, растворенные неорганические и органические вещества. Примеры физико-химических методов очистки: коагуляция, флокуляция, окисление, сорбция, ионообменный метод, экстракция, электролиз и электрокоагуляция.

Биологический метод очистки сточных вод

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения природных водоемов. Есть несколько типов биологических сооружений: биофильтры, биологические пруды и аэротенки и метанреакторы.

Биологический метод очистки сточных вод основан на способности микроорганизмов, использовать органические вещества, находящиеся в сточных водах, в качестве источника питания, в результате чего происходит их окисление загрязняющих веществ. Биологическая очистка сточных вод представляет собой результат функционирования системы активный ил — сточная вода.

Выбор метода очистки сточных вод

Выбор оптимального метода очистки сточной воды – достаточно сложная задача, что обусловлено многообразием находящихся в воде загрязняющих веществ и высоким требованиями, предъявленными к очищенной сточной воде. При выборе метода очистки загрязняющих веществ учитывают не только их состав, но и требования к очищенной воде. Для приготовления технической воды или обеспечения условий сброса очищенных сточных вод в водоем большое значение имеет экономическая оценка методов очистки сточной воды. Экономическое преимущество имеют, как правило, замкнутые системы использования воды.

Применяемые методы очистки должны обеспечивать максимальное использование очищенных сточных вод в основных технологических процессах и минимальный их сброс в окружающую среду.