Методи очищення стічних вод: біологічні, хімічні

Стічні води переповнені різними хімічними засобами, наприклад, миючими засобами, порошками. Через це виникає потреба в їх очищенню. Щоб очистити стічні води від будь-яких забруднюючих речовин: механічних компонентів і хімічних сполук - здійснюють багаторівневу очистку.

Методи можуть бути рекупераціонние і деструктивні. Під дією деструктивного методу складні складові компоненти розкладаються на прості. З води вони виводяться у вигляді газу або просто випадають в осад, який, в свою чергу, не приносить ні пасивного, ні активного шкоди навколишньому середовищу. Що стосується рекупераціонного методу, то зі стоків витягуються цінні речовини, для їх подальшої обробки та переробки.

Важливо з'ясувати, як і чому здійснюється очистка стічних вод. Нижче наводяться основні методи цього процесу:

• Механічне очищення.
• Біологічне очищення.
• Фізико-хімічне очищення.
• Дезінфекція.
• Термічна утилізація.

Тепер розглянемо деякі з цих методів детальніше.

Біологічне очищення

Принцип біологічної очистки стоків полягає в життєдіяльності мікроорганізмів. Вони сприяють процесам окислення або відновлення органічних речовин, які в даний момент містяться в стічних водах. Біопрепарати випускають у вигляді розчину, колоїдів або суспензії. Біологічні очисні споруди бувають двох типів:

1. Споруди, в яких процес очищення відбувається в максимально наближених до природних умов.
2. Споруди, в яких процес очищення виконується в штучно створених умовах.

Що стосується першого типу очищення, то це споруди, в яких проходить процес фільтрування за допомогою грунту, а також споруди, які представляють собою невеликі водойми з проточною водою. У них створюються умови, при якому мікроорганізми можуть поглинати кисень. У спорудах другого типу процес дихання мікроорганізмів здійснюється завдяки диффундирования через поверхню води (реаераціі) або ж механічної аерації.

Біологічне очищення в цьому випадку відбувається в аеротенках, біофільтрах, а також в аерофільтрах. У даних умовах процедура очищення здійснюється інтенсивніше. Це пов'язано з тим, що створюються ідеальні умови для життєдіяльності мікроорганізмів.

Якщо пред'являються більш серйозні вимоги до якості очищення стоків, то в цьому випадку здійснюється додаткове очищення вод за допомогою піщаного фільтра, який може бути багатошаровими або двошаровим.

Отже, біологічна очистка виконується виключно двома методами, а саме:

• аеробними мікроорганізмами (для їх життєдіяльності потрібен кисень),
• анаеробними мікроорганізмами (для їх життєдіяльності не потрібен кисень).

Тепер розглянемо докладніше перший метод очищення.

біопрудах

Слід зауважити, що очищення стоків цим методом визначається декількома типами ємності. Безпосередньо в цих ємностях і здійснюється процес окислення. Як говорилося вище, це може бути спеціальна установка - біопрудах або виготовлений самостійно біологічний фільтр (очищення за допомогою грунту). Так, фільтраційні поля мають на увазі під собою спеціально виготовлені ділянки, які призначаються для скидання в них стоків.

Коли стоки надходять в грунт, здійснюється процес, при якому біологічні сполуки піддаються окисленню, в результаті чого відбувається їх розкладання на вуглекислий газ і воду. Однак крім цього, паралельно проходить процес синтезу біомаси бактерій, який відомий як органічна переробка.

У біопрудах міститься величезна кількість водоростей, які наповнюють воду киснем. Це ідеальні умови для життя мікроорганізмів. Ставки мають невелику глибину. Такі споруди використовують для очищення промислових стоків, а також для очищення річок, які впадають у водосховище. Однак біопрудах мають один великий недолік. Він пов'язаний з тим, що цей метод сезонний, його характеризує невелика продуктивність, а також потреба в велику площу земельної ділянки.

Крім усього іншого, широко використовуються штучні споруди, які очищають стоки біологічним методом. Ці споруди дозволяють мікроорганізмам тривалий час жити і розмножуватися. У них регулярно підтримується певна температура, концентрація кисню, рН тощо. Дана технологія імітує очищення за допомогою грунту, тобто природним шляхом. Одне з таких споруд - аеротенк.

аеротенк

У цьому випадку застосовується ємність, яка може досягати в глибину шести метрів. Вона обладнується спеціальним пристроєм, який нагнітає повітря всередину ємності. Завдяки цьому виникає підходяще середовище для життя і процвітання колоній мікроорганізмів на пластівцях мулу. Потім вода надходить в спеціальний відстійник. У ньому здійснюється інший процес - зціджування. Деякі частинки назад надходять в ємність для їх утилізації.

біологічний фільтр

Ця ємність заповнена спеціальним грубозернистим матеріалом. На ньому проживають колонії мікроорганізмів. На відміну від аеротенків, біологічний фільтр значно простіше в обслуговуванні. Він надійніше, здатний справлятися з підвищеним обсягом надходження стоків. Однак тут є одне але! Якщо не дотримуватися певної концентрацію забруднення, то мікроорганізми просто вимруть.

У тому випадку, коли в стоках присутній органіка високої концентрації, підходящим варіантом буде очистка методом анаеробного реактора.

анаеробний реактор

Даний резервуар виготовлений з металу. Тривалість життя анаеробних мікроорганізмів регулюється за допомогою виділення в повітря метану. Встановлюється спеціальне обладнання, яке стежить за його рівнем, інакше мікроорганізми вимруть.

Всі ці методи актуальні в тому випадку, якщо концентрація тих чи інших забруднюючих агентів не перевищує допустимий мінімум. У більшості випадків для досягнення найбільш якісного результату стоки проходять до чотирьох ступенів очищення. А перед тим як здійснюється скидання нечистот у водойму, відбувається доочищення методом озонування.

механічне очищення

Цей вид очищення є попереднім етапом. Головна мета - очищення води від зважених або осіли волокон, нерозчинних твердих елементів, а також грубодисперсних домішок. Ці можуть негативно вплинути на фільтри.

Якщо стоки в майбутньому планується повторно використовуватися як технічну воду, то в такому випадку без механічного очищення ніяк не обійтися. Більш того, з її допомогою можна позбутися від усіляких хімічних сполук. Відфільтровані з'єднання можуть повторно використовуватися в тому чи іншому виробництві. В результаті можливе повторне використання технічної води, що сприяє поверненню в цикл певної кількості сировини.

Механічне очищення знешкоджує отруйні сполуки стічних вод. Ну і найголовніше, так досягається поповнення запасів чистої природної води. Слід врахувати той факт, що сьогодні існує декілька видів обладнання, яке використовується для механічного очищення. В кожному окремому випадку потрібен індивідуальний підхід, тому що ті чи інші стоки можуть містити в собі зважені частинки різного розміру. Можна виділити кілька простих і ефективних технічних рішень по механічному очищенню.

проціджування

В цьому випадку вода протікає через спеціальні сітки і грати. Вони, в свою чергу, мають осередки заданого розміру. У більшості випадків застосовуються решітки та сітки, виготовлені з металу. Розмір таких осередків повинен бути таким, щоб вони могли утримувати ті або інші частинки різних розмірів. При високонапірної очищенні використовуються високоміцні сітки і грати. Використання таких установок дозволить якісно очищати стоки, а також збільшити продуктивність споруди.

фільтрування

В даному випадку вода проходить крізь спеціальний засипної або пористий матеріал. Вода може проходити як під напором, так і без натиску. В якості наповнювача застосовується пісок, частинки скла, металу. Крім усього іншого, за допомогою фільтрування можна досягти більш тонкого очищення. Все залежить від наповнювача.

відстоювання

Цей процес супроводжується гравітаційним осадженням, а також сепарацией фракцій. Ця установка є послідовно встановлені камери, забезпечені переливами, в яких частинки осідають під дією сили тяжіння. Верхній шар очищеної води переливається в наступну камеру. Як тільки друга камера наповнюється до відповідного рівня, процес очищення повторюється. Одним з таких простих і раціональних гравітаційних відстійників є пісковловлювач. Процес відстоювання води відбувається протягом декількох годин. Цей термін повністю залежить від рівня забрудненості стоків.

Отже, це методи механічного очищення найбільш прості, які можна використовувати навіть в домашніх умовах. Більш складні рішення використовують в промислових цілях.

дискової фільтр

Це агрегат, який представляє собою циліндричний пакет, що складається з полімерних дисків. Вони мають спеціально оброблену поверхню, тим самим утворюючи об'ємну структуру. В результаті вода відмінно очищається від механічних домішок. Дане обладнання досить просте в використання, характеризується високою надійністю. Якщо дискової фільтр дуже забруднився, то його дуже легко очистити, при цьому немає потреби купувати додаткові витратні матеріали.

флотація

Дана технологія використовується в більшості випадків на нафтопереробних підприємствах, в харчовій і хімічній промисловості, а також в металообробної галузі. Бульбашки газу проходять крізь рідку масу, внаслідок чого вони захоплюють забруднені частинки і піднімають їх нагору. В результаті цієї дії на поверхні з'являється піна, яка легко видаляється. Як запустити бульбашки газу? Для цього використовується метод електролізу або аерації. Щоб збільшити і гарантувати успіх очищення методом флотації, можна додатково застосовувати коагулянти. Вони прискорюють процес піднімання осаду на поверхню і відповідно його видалення.

Гідроциклони або центрифугування

Це фізичне явище розділяє фракції твердих частинок в постійному процесі потоку. Цей ефективний і високошвидкісний процес може виконуватися в автоматичному режимі. Паралельно можуть працювати відразу кілька центрифуг, які володіють великою пропускною здатністю. Швидкість сепарування в процесі даної очищення у відцентровому полі може в кілька разів перевищувати швидкість нападників еквівалентних частинок в сотні разів.

В кожному окремому випадку вибирається індивідуальний метод очищення від нерозчинних забруднень. В результаті можна досягти зниження витрат на подальшу очистку, а також захисту побутового обладнання від поломки в результаті взаємодії з твердими частинками.

Чистка від важких металів

Деякі промислові підприємства в процесі своєї діяльності мають відходи стічних вод, які містять в собі іони важких металів. Такі стоки повинні проходити глибоке очищення. Вона дозволяє знизити концентрацію токсичних живих організмів в рідини, яка зливається в водойми.

Існує велика кількість таких методів. Наприклад, метод нейтралізації, який має на увазі збільшення рН до показника десять. Відповідно, коли з'являється надлишок іонів ОН, який як раз-таки і виникає під впливом збільшення показника рН, то здійснюється процес молярізаціі іонів важких металів. При такому випадку вони випадають в осад у вигляді гідроксидів. Однак, як показує практика, даний метод нейтралізації знижує рівень показника важких металів не менш ніж до десятої частки міліграмів на один літр, тому потрібно виконувати доочистку. Для цього можна використовувати наступну технологію.

Для доочистки використовується реагент-осадитель, який в своєму складі має сульфідні сполуки. При цьому існує велика кількість груп реагентів, які в кожному окремому випадку мають свої унікальні технічні характеристики.