Способы очистки сточных вод с использованием химических, биологических и механических средств. Методы и способы очистки сточных вод загородного дома.

Состояние экологии на сегодняшний день, к сожалению, оставляет желать лучшего. Это результат безалаберного использования природных ресурсов. Потребление человечеством воды постоянно растет, а запасы чистой воды в природе с каждым годом уменьшаются. Использование моющих средств и различной бытовой химии очень сильно загрязняет сточные воды современных городов, что существенно усложняет очистку стоков. Сточные воды содержат массу различных загрязняющих веществ, от механических компонентов до сложных химических соединений, поэтому очистка сточных вод — процесс сложный и многоуровневый.

Все методы очистки стоков можно условно разделить на деструктивные и рекуперационные. Результатом деструктивных методов очистки будет разложение сложных загрязняющих соединений на простые, они выведутся из воды в виде газов, либо выпадут в осадок, либо останутся растворенными в воде, но обезвреженными. Результатом рекуперационных методов очистки будет извлечение из сточных вод всех ценных веществ для дальнейшей переработки.

Способы очистки сточных вод

1. Механический
2. Биологический
3. Физико-химический
4. Дезинфекция сточных вод
5. Термическая утилизация

1. Механический метод самый простой. Механической очисткой из сточных вод удаляются нерастворимые компоненты загрязняющие воду, как твердые, так и поверхностные жировые загрязнения. Сточные воды сначала проходят через решетки, далее через сита и отстойники. Более мелкие компоненты осаждаются песколовками. Очистка сточных вод от нефтепродуктов осуществляется с помощью жироловок и бензомаслоуловителей. Усовершенствованный метод механической очистки — мембранный — используется вместе с традиционными методами и позволяет производить более тщательную очистку. Механическая очистка сточных вод является подготовкой к биологической очистке и позволяет удалять из бытовых стоков до 70% примесей, а из промышленных — до 95%.

2. Биологическая очистка сточных вод происходит благодаря жизнедеятельности микроорганизмов способных окислять органические вещества. Основой развития этого метода является естественная очистка рек и водоемов населяющей их микрофлорой. Таким образом, стоки освобождаются от органического азота и фосфора. Биологическая очистка бывает аэробная и анаэробная.

Сооружение для аэробной очистки сточных вод за счет жизнедеятельности бактерий

• Аэробная очистка сточных вод осуществляется при помощи аэробных бактерий, для жизнедеятельности которых нужен кислород. При такой очистке применяются биофильтры и аэротенки с активным илом. Аэротенки имеют высокую степень очистки и более эффективны, чем биофильтры для очистки сточных вод. В аэротенках производится аэрация воды и ее глубокая биологическая очистка. Кроме того, в результате получается активный ил, являющийся хорошим удобрением.
• Анаэробная очистка сточных вод осуществляется без доступа кислорода. При воздействии анаэробных бактерий происходит процесс брожения и преобразование органики в метан и углекислый газ. Для этого метода используются метатенки. Анаэробная очистка требует меньших расходов, чем аэробная, так как при этом не нужна аэрация.

3. Физико-химический метод включает в себя электролиз, коагуляцию и осаждение фосфора солями железа и алюминия.
4. Дезинфекция сточных вод происходит ультрафиолетовым облучением, обработкой хлором или озонированием. Применяется для обеззараживания перед сбросом в водные объекты.

• Дезинфекция ультрафиолетовым облучением — более эффективный и безопасный метод по сравнению с хлорированием, так как при этом не образуется вредных токсических веществ. Ультрафиолетовое излучение губительно действует на практически все микроорганизмы и эффективно уничтожает возбудителей холеры, дизентерии, тифа, вирусного гепатита, полиомиелита и других болезней.
• Хлорирование основано на способности активного хлора губительно воздействовать на микроорганизмы. Существенным недостатком данного метода является образование хлорсодержащих токсинов и канцерогенных веществ.
• Озонирование — обеззараживание стоков озоном. Озон — газ, состоящий из трехатомных молекул кислорода, сильный окислитель, убивающий бактерий. Это довольно дорогой метод дезинфекции, при котором происходит выделение вредных веществ: альдегидов и кетонов.

5. Термическая утилизация применяется для технологических сточных вод, когда другие методы неэффективны. Суть ее в том, что распыленные стоки обеззараживаются в факеле сжигаемого топлива.

На современных очистных сооружениях сточные воды проходят поэтапную очистку, при этом последовательно применяются описанные выше методы.

Термическая утилизация сточных вод заключается в обеззараживании стоков в пламени сгорающего топлива

Этапы очистки стоков на очистных сооружениях

• предварительная механическая очистка;
• биологическая очистка;
• доочистка;
• дезинфекция.

Оборудование для механической очистки

• решетки — стержни прямоугольной формы с прозорами до 16мм;
• песколовки (устанавливаются при очистке более 100м3 в сутки);
• усреднители (устанавливаются, если необходимо усреднение состава);
• отстойники (бывают горизонтальные, вертикальные, радиальные, двухъярусные);
• септики (применяют для очистки стоков, направляющихся в фильтрующие траншеи, колодцы и на поля подземной фильтрации);
• гидроциклоны (нужны для очистки стоков от взвешенных веществ);
• центрифуги (выделяют мелкодисперсные вещества, когда нельзя применять реагенты);
• флотационные установки (используются для выделения масел, жиров, нефтепродуктов);
• дегазаторы (удаляют растворенные в воде газы).

Илосос — сооружение для очистки сточных вод активным илом

Сооружения для биологической очистки

• преаэраторы и биокоагуляторы (снижают концентрацию ионов тяжелых металлов и других загрязняющих веществ);
• биологические фильтры;
• аэротенки, илососы, метатенки (сооружения для очистки аэробным и анаэробным способом);
• вторичные отстойники, илоотделители и поля фильтрации (предназначены для полной биологической очистки стоков);
• биологические пруды (предназначаются для глубокой очистки стоков содержащих много органических веществ).

При доочистке сточных вод применяется их нейтрализация и фильтрация. Дезинфекция или обеззараживание производится хлором (необходимо хлорное хозяйство) или электролизом (необходимо сооружение электролизных установок).

Желающим подробно ознакомиться с устройством и принципом работы станции биологической очистки поможет просмотр видео.

Как видите, очистка сточных вод — процесс многоэтапный, требующий научного подхода и соблюдения всех правил и санитарных норм. Рассмотренные способы очистки сточных вод применяются в комплексе. Выбор метода зависит от характера стоков, их количества, вида, а также от концентрации загрязняющих веществ.

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленнобытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнениясложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода)

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

Сточные воды подвергают очистке различными способами: механической, химической, механохимической, физико-химической и биохимической (или биологической).

Механическую очистку применяют для удаления из сточных вод взвешенных веществ и частично загрязнений, находящихся в коллоидном состоянии. Для механической очистки используют решетки, песколовки, отстойники, жироловки, нефтеловушки, маслоотделители, гидроциклоны, фильтры и другие сооружения. Решетки служат для улавливания крупных загрязнений (тряпья, мочалы, бумаги и др.), песколовки - для улавливания нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.), отстойники - для очистки сточных вод от взвешенных веществ.

Под действием силы тяжести частицы, удельный вес которых больше удельного веса воды, выпадают на дно сооружений, образуя осадок. В то же время частицы, удельный вес которых меньше удельного веса воды (жиры, масла, нефть), всплывают на поверхность. Осадок и всплывшие загрязнения удаляют из сооружений и направляют на обработку.

Решетки, песколовки и отстойники являются непременными составными частями комплекса сооружений, применяемых для очистки бытовых сточных вод.

Для очистки производственных сточных вод от большого количества жиров, нефти и масел используют жироловки, нефтеловушки и маслоотделители. Эти сооружения аналогичны отстойникам, но имеют оборудование для удаления большого количества всплывающих загрязнений. Одновременно они служат и для очистки воды от оседающих веществ.

Для очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, имеющих большой удельный вес (минеральные загрязнения), могут применяться гидроциклоны. Корпус их имеет цилиндроконическую форму. Вода подводится к корпусу аппарата по касательной с большими скоростями. Выделение взвесей происходит под действием центробежной силы. Для очистки производственных сточных вод от мелкодисперсных взвешенных веществ используют тканевые, сетчатые или песчаные фильтры.

Химическая очистка заключается в выделении из сточных вод загрязнений путем проведения реакций между ними и вводимыми в воду реагентами. Такими реакциями являются реакции окисления и восстановления, реакции образования соединений, выпадающих в осадок, и реакции, сопровождающиеся газовыделением. Химическая очистка применяется для очистки только некоторых производственных сточных вод.

Механохимическую очистку применяют для выделения из сточных вод нерастворенных загрязнений. Сущность ее состоит в том, что в воду добавляют коагулянты, которые способствуют удалению из нее загрязнений в процессе ее механической очистки.

К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся сорбция, экстракция, эвапорация, коагуляция, флотация, электролиз, ионный обмен, кристаллизация и др.

Биохимическая (биологическая) очистка заключается в окислении остающихся в воде после механической очистки органических загрязнений с помощью микроорганизмов, способных в процессе своей жизнедеятельности осуществлять минерализацию органических веществ. Биохимическая очистка сточных вод может происходить в условиях, близких к естественным (поля орошения поля фильтрации и биологические пруды), и в искусственно созданных условиях (биологические фильтры и аэротенки).

Поля орошения, биоплато и поля фильтрации представляют собой специально подготовленные и спланированные земельные участки, которые периодически заливаются сточными водами. В верхнем слое земли или щебня развивается микробиальная жизнь. Образующаяся на частицах земли, щебня биологическая пленка из микроорганизмов адсорбирует и минерализует органические вещества. Кислород, необходимый для жизнедеятельности микроорганизмов, проникает в почву из воздуха или через корни растений, например, камыша, тростника. Поля орошения используются одновременно для очистки сточных вод и для агрикультурных целей (для выращивания сельскохозяйственных культур) и разделяются на коммунальные и сельскохозяйственные поля орошения. Поля фильтрации служат только для очистки сточных вод. В биологических прудах очистка сточных вод осуществляется также микроорганизмами-минерализаторами, а кислород, необходимый для их жизнедеятельности, поступает из воздуха через поверхность воды в водоеме.

Очистка сточных вод на полях орошения, биоплато и полях фильтрации происходит довольно медленно. Значительно интенсивнее осуществляется она на биологических фильтрах и в аэротенках.

Для обеззараживания (дезинфекции) сточных вод их подвергают обработке хлорной известью или хлором.

Для контакта хлорной извести или хлора с водой сооружают контактные резервуары, конструкция которых аналогична конструкции отстойников.

Обработка осадка, образующегося в процессе очистки сточных вод, заключается в сбраживании (перегнивании), обезвоживании и сушке. Сбраживание - биохимический процесс разложения твердой фазы осадка под действием анаэробных микроорганизмов без доступа кислорода. В процессе сбраживания разлагается до 30-40% органических веществ. Осадок теряет способность загнивать. При малых расходах сточных вод - до 10000м 3 /сутки - сооружения для сбраживания осадка совмещаются с отстойниками. К таким совмещенным сооружениям относятся септики и двухъярусные отстойники. При значительных расходах сточных вод - более 10000 м 3 / сутки - для сбраживания осадка применяют самостоятельные сооружения - метантенки. Обезвоживают осадок или на иловых площадках, или механическим способом на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах или центрифугах. В ряде случаев осадок подвергают термической сушке.

Осадки бытовых и производственных сточных вод в некоторых отраслях промышленности являются хорошим удобрением и используются в сельском хозяйстве.

Сточные воды в силу своей загрязненности нуждаются в дополнительной очистке перед попаданием в водоемные системы. Различают несколько степеней и методов очистки сточных вод. Об их характеристике, преимуществах и недостатках поговорим далее.

Химические методы очистки сточных вод и особенности их проведения

Различают несколько вариантов очистки сточных вод с помощью применения химии. Среди них отметим:

• обеспечение нейтрализации;
• окислительное воздействие или метод химиоэлектрической обработки;
• способ восстановления.

Чаще всего химический способ очистки является актуальным перед использованием биологического метода или перед выполнением очистительных мероприятий.

Предлагаем ознакомиться со способом нейтрализации, используемым для очистки воды. Так как в сточных водах содержится большое количество минеральных компонентов, перед началом сбрасывания их в водоем, производится нейтрализация данных веществ.

Различают несколько вариантов проведения этого процесса. Прежде всего, это комбинация между собой кислой и щелочной среды. Также в данные составы добавляют реагенты, кислые газы или щелочи. Однако, следует учесть тот факт, что нейтрализация является процессом, в следствие проведения которого существует риск образования осадков.

Для выбора того или иного реагента следует тщательно изучить состав воды, и определить количество тех или иных веществ в ее составе. Чаще всего, сточные воды, после изучения их состава, разделяют на такие группы:

• среда, в которой содержится слабая кислота;
• наличие сильной кислоты в водах;
• наличие серной или сернистой кислоты.

Если для нейтрализации используется известковые молочные вещества, то в процессе обработки вод серной кислотой, в осадке остаются вещества на гипсовой основе. Для того, чтобы нейтрализовать щелочные воды, следует использовать кислоту, она помогает провести тщательную очистку вод не только от загрязнителей, но и от газообразных составов.

Для того, чтобы сократить использование свежей воды и использовать воду еще раз, используется ее нейтрализация с помощью дымового газа.

Вторым методом очистки сточных вод является окисление. С помощью данного метода удается обезвредить промышленные сточные воды и избавиться от токсичных примесей, находящихся в их составе. Другие способы очистки не способны избавиться от данных веществ, таких как сероводород или сульфид.

Для того, чтобы произвести очистку вод, потребуется наличие окислителей в виде газообразного хлора, диоксида хлора или гипохлоритов. При проведении очистительных работ образуются вещества с низкой степенью токсичности, которые после, удаляются из воды.

Для того, чтобы определить активность окислителей, следует вычислить окислительный потенциал. Одним из самых эффективных окислителей - вещество на основе фтора, однако он отличается высокой агрессивностью и практически не применяется в современной очистке.

Довольно распространенным способом является применение активного хлора. С их помощью удается очистить воду от сероводородных, гидросульфидных, цианидовых или фенолаовых веществ. После контактирования хлора с водой происходит образование хлорноватистой и соляной кислот. Цианиды актуальны лишь в том случае, если среда отличается высоким уровнем щелочности.

Если сточные воды характеризуются высоким уровнем аммиака в их составе, то для их очистки также используется хлор.

Еще одним вариантом химического окисления является введение озона. Данное вещество отличается высокой силой и способно разрушить в водной среде большинство естественных соединений, веществ и примесей. Кроме того, с помощью окисления озоном удается обесцветить воду, устранить неприятный ее запах и улучшить вкусовые качества. С помощью озона удается окислить вещества как природной, так и неорганической природы. С помощью озонирования удается избавиться от таких элементов как фенол, мышьяк, цианид, красители, пестициды. В процессе обработки сточных вод с помощью озона, она обеззараживается за считанные минуты времени, в отличии от обработки хлорсодержащими составами.

Для того, чтобы повысить качество очистки сточных вод с применением химических методов используется комбинация тех или иных способов очистки. Так, например, озон используется вместе с ультразвуком или ультрафиолета. Применение ультрафиолета увеличивает действие на воду озона в несколько десятков раз.

Если планируется очистка небольшого количество воды от соединений неорганической и органической породы, то целесообразно использовать метод электрохимии. В данном случае, используются вещества в виде угля, графита, магния. Электрохимия и качество очистки воды определяется плотностью подаваемого тока. Для того, чтобы продукты электролиза между собой в дальнейшем не смешивались, следует использовать диафрагму, выполненную из керамики, асбеста или полиэтилена.

При использовании очистки анодного типа природные вещества удаляются из воды. Для того, чтобы достигнуть большего результата в окислении, следует также использовать минеральную соль. Кроме того, самым эффективным станет хлорид натрия, который позволяет быстро выполнить окисление.

Окисление радиационного типа предполагает выполнение радиолиза, который позволяет быстро очистить сточные воды от природных соединений. Однако, применение данных веществ довольно опасно, поэтому данный метод очистки используется редко.

Биологические методы очистки сточных вод и их характеристика

В местах проживания людей, то есть в жилых районах, чаще всего применяется биологический способ очистки сточных вод. Данный метод способен перерабатывать сточные воды как от одного или нескольких частных домов, так и от густонаселенных районов города.

В процессе биологического воздействия на сточные воды происходит образование активного ила. Именно в данном веществе находится очень много микроорганизмов. На вид данные вещества имеют форму хлопьев белого цвета и состоят из неорганических частиц.

В составе сточных вод наблюдается наличие неоднородных компонентов. Чаще всего, в сточных водах можно наблюдать вещества природного происхождения, жировые кислоты, ПАВы, которые являются основным составляющим бытовой химии. Вода, в которой присутствуют органические вещества является отличным местом для размножения разного рода микроорганизмов.

Очищение воды с применением биологических методов основываются на систем, которая принудительно нагнетает воздух. При этом, насыщение сточных вод кислородом приводит к стимуляции и росту бактерий аэробного типа. Далее с помощью данных микроорганизмов происходит окисление отходов и природных веществ, имеющихся в воде. Таким образом, вода избавляется от гнили и неприятного запаха.

Существует несколько основных этапов очищения сточных вод с помощью биологического метода:

1. Начальный этап очистки. Попадание сточных вод в специальный отсек - обеспечение механической и биологической очистки. Фильтрация от крупных частиц.

2. Комбинация с иловыми компонентами. Специальный насос обеспечивает взаимодействие вод с илом и их окисление. В таком случае, удается полностью избавиться от природных компонентов в составе воды.

3. Процесс отделения иловых веществ. Далее следует процесс поступления воды в отдельно отведенное для нее место. Данный резервуар напоминает перевернутую пирамиду. При этом, происходит оседание массы на дне и выведение чистой воды. Ранее образованный ил используется повторно для очистки следующей партии воды.

В результате системы очистки сточных вод биологическим методом образуются такие вещества:

• технические воды - вещество, которое образовалось в результате воздействия на сточные воды иловых компонентов, при этом степень очистки воды составляет около девяносто девяти процентов, вода в итоге отличается прозрачной и чистой структурой, в ней полностью отсутствует неприятный запах, вода в дальнейшем используется при поливе растений, для дренажа;
• образование стабилизированного ила позволяет использовать его еще несколько раз для очистки воды, далее ил удаляется из очистной системы и применяется в качестве биологического удобрения.

Свойства и описание физико-химических методов очистки сточных вод

Применение данного метода очистки сточных вод позволяет удалить из нее твердо- и жидковзвешенные вещества. Различают несколько вариантов технологии очистки сточных вод данными методами, предлагаем с ними ознакомиться:

1. Метод коагулятивной очистки - в данном случае, в сточные воды вводятся специальные вещества, такие как крупицы железа, аммоний, медные составляющие и т.д. После этого в воде образуются осадочные вещесвтва в виде хлопьев, далее следует процесс их удаления. С помощью данного метода удается очистить сточные воды промышленных отраслей, связанных с химией, нефтепереработкой, целлюлозой и текстилем. Сточные воды, которые очистили с помощью данного метода, отличаются высокой стойкостью к загрязнениям. Результативность очистки составляет до девяносто пяти процентов. В некоторых случаях, в воду вводят железные или алюминиевые электроды. Таким образом, удается ионизировать воду.

2. Способы очистки сточных вод флокулятивным способом- это взаимодействие между флокулянтами и частицами, находящимися в воде. С помощью данного способа удается интенсифицировать процесс хлопьеобразования. Кроме того, флокулянты значительно повышают степень очистки воды и сроки ее проведения. Для выполнения данного процесса следует пройти несколько этапов:

• дозировать сточные воды;
• добавить реагенты;
• избавиться от хлопьев.

3. Схема очистки сточных вод адсорбцией - процесс поглощения определенными веществами других веществ, которые загрязняют воду. Для использования данного способа используют вещества в виде активированного угля, торфяного вещества, силикагеля. Данный метод очистки позволяет очистить воду от содержания в ней фенольных веществ, красителей или разного рода нитратных соединений. Использование адсорбции имеет такие преимущества:

• очистка воды от разного рода веществ;
• быстрота проведения работ;
• возможность рекуперации;
• высокое качество очистки.

Различают два варианта адсорбционной очистки, при выполнении первого вещества с помощью которых проводили очистку также безвозвратно уничтожаются, как и вещества, загрязняющие воду. Во втором варианте: вещества для очистки воды отделяются от загрязнителей и используются в дальнейшей очистке. Уровень очистки воды составляет от восьмидесяти до девяносто пяти процентов. Самым распространенным очистительным веществом является активированный уголь, вода фильтруется через слой из данного материала.

4. Для того, чтобы избавиться от поверхностно активных веществ используется метод флотации. Внутри воды образуются пузырьки воздуха, которые выдвигают данные вещества к верху, там и проходит их удаление.

Механические методы очистки сточных вод и их применение

Данный вариант очистки уместен в том случае, если техническая вода будет поддаваться повторному использованию. С помощью механического дистиллирования воды удается избавиться от химических веществ различного состава. Среди методов очистки сточных вод следует выделить:

1. Способ процеживания.

Вода поддается прохождению через поверхность решеток ячейкоообразного типа. С помощью стальных решеток удается задержать вещества химического и биологического происхождения, находящиеся в воде. Для повышения производительности очистительных сооружений, вода в них подается под давлением.

2. Выполнение фильтрования.

Пропускание воды напорного или безнапорного типа через систему фильтров в основе которой лежит использование пористых материалов. В качестве наполнителей выступают вещества в виде активированного угля, песка, гравия мелких металлических частей, стекло-пластиковых изделий. Фильтрация бывает двух видов: тонко и грубой очистки.

3. Способ отстаивания.

Суть данного метода состоит в разделении воды в определенных камерах, в которых происходит оседание мелких и крупных частиц воды. Камеру наполняют водой далее ее отстаивают. В качестве отстойника чаще всего используют песколовку. Процесс отстаивания занимает от нескольких часов до нескольких дней.

4. Применение дисковых фильтров.

В таком случае, удается образовать целую фильтрационную систему, с более высокой производительностью, нежели применение обычных фильтров. Кроме того, дисковые фильтры более прочны в работе, легко очищаются и имеют более длительный срок эксплуатации.

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

Поэтому на очистных сооружениях применяют целый набор приемов, каждый из которых ориентирован на работу с той или иной группой веществ.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

1. Механические.
2. Химические.
3. Биологические и биохимические.
4. Физико-химические.

Каждая из перечисленных технологий очистки включает в себя несколько ступеней, требующих применения определенных технических устройств, химикатов и биологически активных препаратов.

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Химические методы очистки сточных вод

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

1. Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
2. Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
3. Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

Обеззараживание очищенной воды осуществляют при помощи газообразного хлора или хлорной извести.

Биохимические

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

1. Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
2. Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

• аэротенки;
• биофильтры;
• аэрофильтры.

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Согласно СанПиН, санитарные зоны должны быть организованы на всех водопроводов в целью сохранения водных ресурсов. Что такое и какие требования предъявляются по защите источников водозабора, читайте далее.

Как сделать песчаный фильтр для бассейна своими руками, читайте .

А в этой статье вы можете ознакомиться с методами очистки воды от железа. А также вы узнаете, как определить наличие железа в воде.

Биологические

Для переработки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. От биохимического он отличается только отсутствием химикатов.

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.

Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

1. Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

• Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
• Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

Физико-химические методы очистки

1. Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
2. Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.

Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.

Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Здоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают . Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в материале.

Механические и физические методы

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители). Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

Гравитационный отстойник

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Процеживание

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Фильтрование

Метод аналогичен процеживанию, но направлен на удаление примесей более мелких фракций.

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

Видео на тему