Водоочистка сточных вод – что это такое, какие нормы по законодательству, существующие методы, как происходит процесс очищения от различных элементов (в т.ч. аммиака, хлора)

Методы очистки сточных вод — важные моменты

В сточных водах содержится огромное количество агрессивных химических веществ. Чтобы удалить химические соединения и механические примеси из жидкости, осуществляется многоуровневая фильтрация. Все существующие сегодня способы и методы очистки сточных вод делятся на две группы – они бывают рекуперационными и деструктивными. В ходе деструктивной очистки сложные составляющие разлагаются на простые и выпадают в осадок либо выводятся в виде газовой смеси. Рекуперационный метод предполагает извлечение из стоков ценных веществ и их дальнейшую переработку. Далее мы подробнее расскажем вам о применяемых сегодня способах и технологиях очистки сточных вод, требований, предъявляемым к технологическому процессу.

Методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод производится следующими способами:

• Биологический.
• Механический.
• Физико-химический.
• Дезинфекция.
• Термическая утилизация.

Каждый из них имеет свои особенности, поэтому нуждается в более детальном рассмотрении.

Биологическая очистка сточных вод

Главный принцип биологической очистки стоков – использование результатов основных процессов жизнедеятельности микроорганизмов. Микроорганизмы запускают окислительные и восстановительные реакции органических веществ, содержащихся в составе сточных вод. Формы выпуска биопрепарата – растворы, суспензии, коллоиды. Очистные сооружения бывают разных типов – в первых очистка происходит в условиях, максимально приближенных к естественным, а во вторых изменения происходят под воздействием искусственно созданных факторов.

Первая группа систем – сооружения, представляющие собой маленькие водоемы или пропускающие воду через почвы. В данном случае микроорганизмы, содержащиеся в жидкости, беспрепятственно поглощают кислород. В системах второго типа дыхание микроорганизмов осуществляется за счет диффундирования через поверхность воды (реаэрация) или механической аэрации. В данном случае биоочистка происходит в специальных фильтрах (био и аэро), аэротенках. Устройства второй категории являются более эффективными.

Насколько хорошо очищают воду биологические фильтры? Все зависит от требований к стокам. Если это необходимо, осуществляется дополнительная очистка с применением песчаного фильтра.

Биопруды

Очистка сточных в вод в биопрудах относится к биологической очистке первой категории. Процессы окисления происходят в специально предназначенных для этого емкостях – биопрудах или биологических фильтрах. Обязательным является наличие фильтрационных полей – участков для сброса стоков.

Когда стоки попадают в почву, начинается процесс окисления биологических соединений. Завершается он разложением на воду и газ. Параллельно синтезируется биомасса бактерий (другое название процесса – органическая переработка). В биопрудах должно содержаться большое количество водорослей, насыщающих водные массы кислородом – иначе создать комфортные для жизни микроорганизмов условия не получится. Глубина биопрудов небольшая, они подходят как для очистки впадающих в водохранилище рек, так и для промышленных стоков. Главные недостатки биопруда – сезонность, сравнительно невысокая производительность, потребность в достаточно большом количестве свободного места (то есть земли).

Аэротенки

Искусственные емкости, которые создают необходимые для биологической очистки стоков условия, также пользуются высоким спросом. В них микроорганизмы могут спокойно жить и размножаться, температура, уровень кислотности и прочие показатели поддерживаются на оптимальной отметке. Технология имитирует очистку сточных вод посредством почвы – то есть естественным способом.

Используется емкость глубиной до шести метров, она оборудуется специальным устройством, нагнетающим воздух. Все вместе это позволяет создавать оптимальную для развития колоний среду. Колонии микроорганизмов перерабатывают и, соответственно, очищают сточные воды. Затем жидкость подается в специально предназначенный для этого отстойник. В отстойнике происходит также сцеживание сточных вод, и некоторые частички поступают обратно в емкость для последующей утилизации.

Биологические фильтры

Биологический фильтр – это особая конструкция, заполненная крупнозернистым материалов. В фильтре проживают колонии микроорганизмов – то есть принцип очистки будет такой же, как в биопруде или аэротенке. Но, в отличие от аэротенка, фильтр прост в обслуживании. Он имеет высокую степень надежности и нормально справляется даже с очень большими объемами стоков. Главное соблюдать оптимальную концентрацию загрязнения – иначе колонии вымрут.

Анаэробные реакторы

Если стоки содержат высокие концентрации органических примесей, для их очистки оптимально будет использовать анаэробный реактор. Данная конструкция изготавливается из металла, продолжительность жизни анаэробных микроорганизмов в нем регулируется за счет выделения в воздух метана. Уровень метана отслеживает специальное оборудование.

Все перечисленные методики полезны в том случае, когда концентрация загрязняющих агентов допустимый минимум не превышает. В большинстве случаев, чтобы добиться отличных результатов, стоки очищают в четыре этапа. А перед их сбросом в водоем производится обработка озоном.

Механические методы очистки сточных вод

Механическая очистка – это, по сути, предварительный этап очистки сточных вод. Главная задача на данной стадии – удалить из жидкости осевшие или взвешенные волокна, твердые компоненты, которые не растворяются в воде, грубодисперсные примеси. Если не сделать этого, фильтры могут выйти из строя раньше времени.

Планируете использовать сточные воды в качестве технической жидкости? В таком случае механическую очистку нужно проводить обязательно. Она поможет удалить химические соединения и сделает возможным повторное применение технической воды. Это нужно для обеспечения повторной переработки вод, восполнения природных запасов. Рассмотрим основные способы механической очистки.

Процеживание

При процеживании вода протекает через специальные решетки и сетки с ячейками (размеры ячеек могут быть разными). При высоконапорной очистке применяются высокопрочные решетки и сетки. Применение данных установок делает возможным максимально качественное очищение воды и увеличение производительности любого сооружения.

Фильтрация

Вода проходит через пористый либо засыпной материал – под напором или без напора. В роли наполнителя используются частички стекла, металла, песок. За счет фильтрования можно добиться максимально тонкой очистки сточных вод, но многое зависит от наполнителя.

Отстаивание

Процесс отстаивания сточных вод сопровождается гравитационным осаждением и сепарацией фракций. Установка имеет вид системы, состоящей из последовательно установленных камер. Камеры снабжаются переливами, в которых частички разных размеров оседают под воздействием силы тяжести. Верхний слой воды после очистки переливается в следующую камеру. Как только вторая камера будет полностью заполнена, процесс очистки начнется заново. Самое простое устройство, применяемое для отстаивания – это песколовка. Время очистки – несколько часов, точнее можно будет сказать только с учетом степени загрязненности стоков.

Дисковой фильтр

Дисковой фильтр представляет собой цилиндрический пакет, в состав которого входит разное количество полимерных дисков. Поверхность дисков обрабатывается особым образом – в итоге должна получиться объемная структура. За счет такой конструкции степень очистки воды получается максимальной.

Если дисковой фильтр сильно загрязнился, его можно очистить самостоятельно. Это делает решение не только эффективным, но и практичным, удобным, функциональным.

Флотация

Технология широко применяется на нефтеперерабатывающих предприятиях, в металлообработке, химической и пищевой промышленности. Суть флотации заключается в прохождении пузырьков газа через жидкую массу. Пузырьки захватывают частички загрязнений и поднимают их к поверхности в виде пены, которую легко можно убрать. Флотация имеет очень высокую эффективность – 90-95%. Для запуска пузырьков газа в сточные воды применяются такие методики как аэрация, электролиз. Возможно дополнительное применение коагулянтов. Они ускоряют поднятия осадка на поверхность.

Центрифугирование

Данный способ позволяет разделять фракции твердых примесей на потоке. Процесс является эффективным и высокоскоростным, выполнять его можно в полностью автоматическом режиме. Центрифуга используется одна или несколько. Скорость сепарирования в центробежном поле получается максимальной.

Все рассмотренные методики имеют высокую эффективности и доступную цену. Но как быть, если сточные воды содержат не только механические примеси, но и соли металлов? В таком случае подход к очистке нужен особый.

Очищение стоков от тяжелых металлов

Промышленные предприятия могут в процессе ведения своей деятельности образовывать отходы сточных вод с богатым содержанием солей металлов. Такие стоки должны проходить очень глубокую очистку – она позволит уменьшить концентрацию токсичных веществ в жидкостях, сливаемых в водоемы.

Самый распространенный метод удаления солей металлов из воды – нейтрализация. Он предполагает повышение рН сточных вод. При избытке ОН- начинается процесс моляризации, и ионы металлов выпадают в осадок. Главный минус способа – сравнительно низкая эффективность (нужна доочистка). Для доочистки применяются реагенты-осадители, в состав которых входят сульфидные соединения. В ходе реакций используются разные группы реагентов, каждая из которых направлена на решение конкретных задач.

Очистка сточных вод: специальное оборудование

Для очистки сточных вод применяются следующие категории оборудования:

1. Насосные канализационные станции – бывают погружными и самовсасывающими. Перекачивают стоки в тех случаях, когда их транспортировка самотеком невозможна.
2. Станции механической очистки – оснащаются пескоотделителями, служат для начальной обработки стоков путем их осаждения.
3. Системы жироулавливания – выделяют жиры разного происхождения, незаменимы для очистки промышленных сточных вод.
4. Станции биологической очистки – бывают наземными и заглубляемыми. Второе название – аэротенк.
5. Станции химической очистки – могут использоваться самостоятельно и в комплексе с другими системами, незаменимы на производствах.
6. Мембранные очистители – удаляют загрязнения на молекулярном уровне.
7. И другое.

Стоимость оборудования зависит от его класса и производительности. В продаже сегодня представлены разные решения – дешевые и дорогие, бытовые и промышленные, решающие широкий или только основной спектр задач. Главное помните – чем дороже установка, тем она эффективнее.

Методы очистки сточных вод: сюда относятся — современные способы, физические и химические технологии, новые виды

Очистка сточных вод – комплекс мероприятий, в результате которых происходит разрушение или устранение вредных веществ. В соответствии с количеством сточных вод и типом загрязнителей прибегают к конкретным методам очистки – биологическим, биохимическим, механическим или физико-химическим.

Иногда требуется комбинированный метод (совокупность нескольких). Ниже подробно рассмотрены основные пути очистки сточных вод.

Биологические и биохимические способы очистки сточных вод

Чтобы избавиться от загрязнений органического происхождения, прибегают к биохимическим способам. Их сущность заключается в применении специальных микроорганизмов, которые способны расщеплять органические соединения на простые компоненты:

• воду;
• углекислый газ;
• минеральный осадок.

Такие бактерии находятся в воде регулярно, однако их концентрация невысока, поэтому естественное очищение происходит не быстро.

При биохимической очистке прибегают к воздействию аэробных или анаэробных микроорганизмов.

Ниже приведена их сравнительная характеристика.

Аэробные микроорганизмы	Анаэробные микроорганизмы
Они способны переработать сложные соединения органического происхождения. На фоне окисления они распадаются на углекислый газ, воду и минеральный осадок. Аэробным микроорганизмам требуется кислород, поэтому конструкции оборудуют специальными аэраторами и компрессорами.	Они присутствуют в стоках в малых количества. Им не требуется кислород, но для нормальной жизнедеятельности необходим углекислый газ и нитраты. Конструкция должна быть оснащена системой вентиляции, поскольку эти бактерии выделяют метан.

Очистка может осуществляться в естественных или искусственно созданных условиях. Ниже рассмотрены основные способы.

Биологические пруды

Биологические пруды – искусственно созданные резервуары малой глубины.  Они предназначены для очистки и доочистки сточных вод в совокупности сооружениями.

Технологическая схема процесса следующая:

• Микроорганизмы применяют для окисления загрязнений кислород, который образуется в результате фотосинтеза.
• Поскольку водоросли потребляют двуокись углерода и аммонийный азот, который выделяется в результате разложении органических веществ, требуется придерживаться оптимальных условий – температуры и рН.
• Пруды обустраивают в несколько ступеней, общая продолжительность пребывания в них составляет несколько дней.

Высокая результативность достигается летом. Различают несколько видов прудов:

Наименование	Специфика
Проточные пруды	Их особенность заключается в том, что стоки не разбавляются речной водой
Анаэробные пруды	Они подразумевают применение анаэробных методик. Глубина прудов – 2-3 метра
Проточные водоемы	В отличие от проточных прудов, стоки разбавляют посредством речной воды
Контактные водоемы	Сущность очистки заключается в том, что в стоячей воде биохимическое окисление происходит значительно быстрее.

Конструкции с аэробным разложением

Сооружения по локализации в них биомассы подразделяются на две основные группы:

1. Аэротенки (биомасса локализируется во взвешенном состоянии). Они представляют собой железобетонные конструкции прямоугольной формы, разделенные перегородками.
2. Биофильтры (биомасса фиксируется на неподвижном материале, который сточная вода обтекает тонким слоем). Это резервуары, заполненные крупнозернистым материалом, бывают с одной или двумя ступенями очистки.

Конструкции с анаэробным разложением

Анаэробное разложение происходит с выделением метана, воды и углекислого газа.

Наиболее распространены следующие типы очистных сооружений:

1. Септики. Сооружения могут быть с одной, двумя или тремя камерами, они используются для обслуживания небольших объектов. Подходят только для предварительной очистки стоков, после чего требуется доочистка.
2. Отстойники. В отличие от септиков, разложение органических примесей протекает эффективно и быстро.
3. Метантенки. Они представляют собой закрытые резервуары, где процесс минерализации органического вещества выполняется при искусственном подогреве.

Основные биохимические процессы в анаэробных и аэробных условиях

Механические виды

Механические способы являются самыми простыми, позволяют устранить около 85% нерастворимых примесей различной дисперсии (в частности, песок). Для их осуществления используют различные сооружения:

• решетки;
• песколовки;
• септики;
• песчаные фильтры.

Механические способы, как правило, предварительные перед биологической очисткой.

Существует три главных метода:

• Процеживание. Сточные воды пропускают сквозь решетки из стали, после чего извлекают крупные нерастворимые примеси. Решетки очищают от осадка, а очищенные воды направляют на следующий этап.
• Отстаивание. На этом этапе происходит устранение взвешенных частиц. Первоначально частицы оседают на дне (гравитация), а за счет выталкивающих сил оказываются на поверхности. В процессе выделяются вещества фракцией менее 0,25 мм.
• Фильтрование. Осуществляется очищение сточных вод с большим содержанием тонкодисперсных примесей. В роли фильтровального материала может выступать песок или гравий.

Химические

Сущность химических способов заключается в ведении специальных веществ. При осуществлении нейтрализации кислот и щелочей вводят специальные реагенты (известь, аммиак), а при осуществлении окисления — различные окислители (перманганат калия, газообразный и сжиженный хлор).

Это позволяет устранить токсичные соединения. К этим мероприятиям прибегают с целью устранения растворимых веществ в замкнутых системах водоснабжения.

Технологическая схема химического способа очистки воды

Основные физико-химические методы

При проведении физико-химических методик происходит устранение примесей неорганического происхождение и разрушение примесей органического происхождения.

К ним относятся следующие методы:

• Флотация. Через сточные воды пропускается воздух. Газовые пузырьки захватывают поверхностно-активные вещества (ПАВ), масла и ряд иных загрязнений, формируя на поверхности пенообразный слой, который с легкостью устраняется;
• Коагуляция. Этот способ подразумевает введение коагулянтов (к примеру, солей аммония или меди) с целью формирования осадков в виде хлопьев, которые, как и пенообразный слой, без проблем устраняются;
• Сорбция. С помощью данной методики происходит извлечение ценных растворимых веществ с дальнейшей утилизацией. Для ее проведения используют вещества, способные поглощать загрязнения (например, силикагель или активированный уголь).

Комбинированные типы

Комбинированные способы подразумевают одновременное проведение сразу нескольких методик. Это позволяет добиться максимального эффекта.

Выбор методик напрямую зависит от специфики промышленных стоков и водоема, в который сливается вода. Чаще всего проводят механическую очистку, затем биологическую и в самом конце и физико-химическую.

Комбинированная установка для очистки воды

Дезинфекция

Практически во всех типах сточных вод находятся опасные патогенные микроорганизмы, поэтому нельзя пренебрегать мероприятиями по дезинфекции.

Посредством специальных установок ультрафиолетового облучения осуществляется окончательное обеззараживание стоков. Эта методика является наиболее безопасной. Кроме нее прибегают к электролизу и хлорированию.

Важно! Хлор активно использовался в качестве обеззараживающего реагента, но из-за его высокой токсичности и возможного вреда на состояние окружающей среды, многие промышленные предприятия стали использовать другие вещества, к примеру, гипохлорит и дезавид.

Наилучшие доступные технологии (НДТ)

НДТ – современные технологии, основная задача которых заключается в решении актуальных экологические проблем различных промышленных предприятий. Наилучшие доступные технологии подразумевают значительное снижение внедрения в сточные воды, как опасных веществ, так и тех, которые не разлагаются со временем.

С этой целью может потребоваться:

• отказаться от применения хлора и особо опасных реактивов во время осуществления технологического процесса;
• организовать отдельный сбор и устранение остатков используемых веществ;
• внедрить в производство безопасные для окружающей среды реагенты (вместо химикатов, которые не разлагаются).

Особой эффективностью обладает устранение загрязняющих веществ в зависимости от фазово-дисперсного состава. Для этого предложено отделение твердой фазы сточных вод посредством фильтрации, отделение быстрооседающих частиц в песколовках и гидроциклонах и глубокая очистка от взвешенных веществ посредством мембран.

Интересно. Среди новых технологий особым спросом пользуются радиационная очистка воды и озонирование.

С помощью радиационной методики удается подвергнуть загрязняющие вещества окислению и разложению за короткий промежуток времени. При озонировании не образуются вредные для окружающей среды вещества.

Заключение

К качеству воды предусмотрены высокие требования, поэтому выбор наиболее подходящей схемы ее очистки – не простая задача. Очистка сточных вод – обязательная процедура.

В ходе нее устраняются различные патогенные микроорганизмы, наносящие вред здоровью человека и состоянию окружающей среды. Благодаря многообразию способов удается подобрать наиболее эффективную методику для конкретного типа загрязнителей.

Очистка сточных вод автомоек лучшие методы и варианты очистных сооружений

Растущее с каждым годом количество автомобилей создает благоприятную почву для открытия автомоек. Несмотря на то, что данный бизнес является прибыльным и, на первый взгляд, не проблемным, в нем таится немало нюансов. Один из которых – необходимая очистка сточных вод автомоек, обусловленная требованиями экологов. Процесс очистки – дело затратное и требующее специального оборудования. Однако, рациональное использование очищенной воды позволит оправдать затраты.

 

Зачем нужна система очистки очистка сточных вод автомоек?

Для мытья автомобилей современные автомойки используют всевозможную химию. Если не заниматься очисткой, то вредные вещества вместе с машинным маслом и топливом могут уйти в водоемы или попасть в системы центрального водоснабжения. Необходимость очистки воды обусловлена требованиями, предъявляемыми к автомойкам. Санэпидемстанция контролирует работу по фильтрации и обезвреживанию воды в целях сохранения экологии. Таким образом, если автомойка не пройдет сертификацию и не подтвердит свою экологическую безопасность, она не будет допущена к работе.
Основной документ регламентирующий очистку стоков — СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод»

Основные контролируемые параметры сточных вод

Параметр	Ед. изм.	ПДК
окраска	прозрачность столбика воды, см.	10
запах	баллы	2
взвешенные частицы	мг/л.	3
биохим. потребность в кислороде	мг О2/л	3
хим. Потребность в кислороде	мг О2/л	30
общие колиформные бактерии	кол-во бактерий в 100 мл	20
колифаги(вирусы)	Кол-во БОЕ в 100 мл	10
термотолерантные колиформные бактерии	кол-во бактерий в 100 мл	10

Очистка воды может быть выгодна и для самих автомоек. Ежедневно расходуя большой объем, организация несет существенные расходы, связанные с оплатой счетчиков. Замкнутая система очистки воды для автомойки позволит повторно использовать уже отработанную воду после того, как она пройдет через систему отстойников и фильтров. При использовании таких систем экономия воды составляет порядка 80%. Оставшиеся 20% теряются вместе с грязью и примесями.

Таким образом, система очистки воды для автомоек – экономия средств и экологичность.

Какие проблемы с подводом воды могут быть?

Для эффективной работы автомойки необходимо большой количество воды. В том случае, если предприятие расположено далеко от каналов водоснабжения, и провести водопровод затруднительно, работа автомойки ставится под угрозу. В среднем для мытья одной машины в течение 10 минут при использовании аппарата высокого давления необходимо 100-300 литров воды.
На практике выходит следующее:
Мойка одной машины:
— расход воды примерно 80 л;
— время — 20 минут.
За 8 часов расход на один пост мойки будет — 80х(8х60/20)=1920, это на 36% меньше нежели по нормам.

Какое решение есть?

Оптимальным решением в данном случае станет организация системы круговорота воды на автомойке. Рециркуляция воды подразумевает, что использованная вода будет подвержена тщательной очистке, затем использована повторно. Цикл продолжается на протяжении нескольких недель, пока отработанную воду не вывезут полностью и не зальют свежую. Системы рециркуляции способны очистить воду от механических примесей: песка, глины, нефтепродуктов, уничтожить бактерии и удалить запахи.

Принцип работы сооружений по очистке воды

В основе любой системы по очистке воды для автомоек лежит принцип отстаивания и последующей фильтрации. Перед попаданием в резервуары-отстойники вода проходит через так называемый приемный лоток, на решетках которого остаются крупные механические загрязнения. Далее посредством отстаивания различные взвешенные твердые частицы – смесь пыли, золы, сажи, сульфатов и т.д. оседают на дно, а нефтепродукты всплывают на поверхность, после чего удаляются специальным оборудованием.

Осветленная вода проходит через фильтры «песколовы». Очищенная вода отправляется либо в канализацию, либо подвергается более тщательной очистке в целях повторного использования. Полученный в результате отстаивания осадок обезвоживают и вывозят.

Каких типов бывает система рециркуляции воды для автомойки?

Очистные сооружения при замкнутом системе могут быть трех видов.
1. Первый способ организации системы состоит из следующих этапов: отстойники, последовательная тонкая фильтрация, адсорбация мелких частиц. При адсорбации мелкие загрязнения поглощаются поверхностями твердых тел – адсорбентами. В роли адсорбентов могут выступать силикагели, алюмогели, активные глины, зола, шлаки, опилки, торф и т.д.

2. Метод флотации основывается на удалении частиц, которые легче воды и не выпадают в осадок. При помощи манипуляций с разряженным воздухом такие загрязнения выводятся на поверхность, после чего удаляются специальным оборудованием. После флотатора осветленная вода подвергается очистке посредством сорбционного фильтра. Флотация наиболее эффективна для очищения воды от нефтепродуктов.

3. Еще один способ основывается на реагентной очистке воды с последующей фильтрацией. Возможны два варианта реагентной очистки:

• Коагуляция. Специальные вещества при взаимодействии с примесями образуют хлопья, которые выпадают в осадок;
• Окисление. Посредством окисления происходит удаление вредных соединений. Эффективно для уничтожения нежелательного запаха, цвета, а также избавления от водорослей. В качестве окислителей выступают хлор и озон. В силу того, что реагенты обладают высокой стоимость, коррозионно-активны и требуют сложного оборудования, данный метод распространения не получил.

Наиболее эффективны комбинированные методы очистки. Примером комбинации методов может выступать следующая последовательность. Сначала вода поступает в отстойники, в которых происходит процесс коагуляции с помощью реагентов. Далее подвергается флотации в целях удаления нефтепродуктов, после чего проходит через фильтры тонкой очистки. На следующем этапе вода поступает на аппарат высокого давления для повторного использования.

Выбор системы очистки воды для автомоек

При выборе системы очистки воды для автомоек необходимо руководствоваться следующими параметрами:

1. Объем воды. Для небольших автомоек и крупных моечных комплексов требуются разные очистные сооружения.
2. План помещения, характеристики территории, а также тип грунта. На основе этих параметров могут быть разработаны индивидуальные системы.
3. Дальнейшее использование отходов. Если сброс воды будет осуществлять в муниципальную канализацию, для очистки применяют отстойники и простые фильтры «песколовы». Если на предприятии замкнутый круг циркуляции воды, система по очистке состоит из последовательности нескольких фильтров, которые будут ее не только очищать от грязи, но также дезодорировать и обезвреживать.
4. Место установки – наземная или подземная. Под землей обычно устанавливаются отстойники. Системы флотации, например, расположены на поверхности.
5. Способ очистки (фильтрация, флотация, воздействие реагентами).

Выбор системы очистки необходимо делать на стадии проектирования автомойки, чтобы избежать проблем с водоотведением. На виды фильтров и их количество будет влиять расположение автомойки. Например, за городом придется в основном иметь дело с грязью и пылью. В городе очистным сооружениям придется столкнуться с антигололедными реагентами и технической солью.

Также при выборе очистных сооружений важно обратить внимание на наличие антикоррозийного покрытия, в случае отсутствия которого установки быстро выйдут из строя, особенно при использовании химических реагентов.

Виды очистных сооружений

На рынке широко представлены системы очистки как российского, так и зарубежного
производства. Самые популярные их них охарактеризованы ниже:

Арос

Системы под данной торговой маркой производятся в России. В зависимости от комплектующих могут очищать от 80 до 97% примесей. В состав системы входят:

• песчано-гравийные фильтры;
• погружной насос, позволяющий выкачивать воду из отстойников;
• резервуар для хранения чистой воды;
• оборудование подачи воды для повторного использования.

Кёрхер

Моечное оборудование под данной торговой маркой приобрело широкую популярность в Европе. Среди всего ассортимента представлены специализированные установки для очистки воды на автомойках. На первом этапе очистки в таких установках жидкость проходит через механические фильтры, дальше подвергается флоккуляции, во время которой удаляются нефтепродукты.

Свияга

Суть работы оборудования под ТМ «Свияга» заключается в поочередном удалении загрязнений из воды. На первом этапе вода попадает во флотатор, в котором очищается от нефтепродуктов. Дальше из жидкости извлекается химия, входящая в состав моющих средств. Последний этап подразумевает очистку через песчаные фильтры и тонкую ткань. Вода, очищенная данной системой, непригодна для дальнейшего использования. Поэтому установка оборудования под ТМ «Свияга» оправдана лишь в случае слива жидкости в канализацию.

Уко

Данная система моноблочная и отличается своей компактностью, способна удалять до 95% загрязнений. Очистка воды поочередно происходит на нескольких ступенях. Дренажный насос перекачивает воду в первую флотационную камеру, в которой происходит отделение масла и топлива. Затем жидкость переливается в другой отсек, где остатки грязи удаляются посредством фильтрации. Полученная вода может быть использована повторно.

Скат

Системы «Скат» позволяют полностью автоматизировать процесс очистки воды. Очистная установка состоит из трех блоков: из первичного накопителя, блока глубокой очистки и баков для хранения чистой воды. На первом этапе удаляются механические загрязнения в виде песка и глины. В блоке глубокой очистки при помощи коагулянтов происходит очищение от нефтепродуктов, дальше вода очищается посредством фильтрации, на последнем этапе обеззараживается при помощи активированного угля.

Фламинго

Моноблочный универсальный комплекс. Производительность 0,5 — 20 м3/час. Очистка воды на автомойке происходит при помощи реагентов-коагулянтов или без них. Потребитель сам может выбрать режим очистки: рециркуляция или сброс сточных вод в канализацию.

Очистка сточных вод — это… Что такое Очистка сточных вод?

Танк-отстойник первичной очистки

Очистка сточных вод — комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах. Обычно осуществляется в КОС установках.

Очищение происходит в несколько этапов:

• механический
• биологический
• физико-химический
• иногда дезинфекция сточных вод.

Механический этап

Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей — сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.

В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Очистка сточных вод с использованием прогрессивной мембранной технологии применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврат их в производственный цикл.

Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20-40 %.

В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК5 снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

Биологический этап

Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими).

На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК5.

Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.

С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение).

Первичные отстойники, куда на этом этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные резервуары глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения, в бункер.

Также в биологической очистке, после первичных отстойников и аэротенков существует вторая линия радиальных отстойников. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.

Физико-химический этап

Данные методы используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.

В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:

— флотация;
— сорбция;
— центрифугирование;
— ионообменная и электрохимическая очистка;
— гиперфильтрация;
— нейтрализация;
— экстракция;
— эвапорация;
— выпаривание, испарение и кристаллизация.

Дезинфекция сточных вод

Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.

Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут.

Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных городов в России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод такие как гипохлорит, дезавид и озонирование.

Мобильные устройства водоочистки

Наряду со стационарными станциями очистки сточных вод в случаях, когда имеется потребность в очистке небольших их объёмах или не постоянно, применяются мобильные станции водоочистки. Как правило, они состоят из барботёра, угольного фильтра, ёмкости обеззараживания и циркуляционного насоса.

Термическая утилизация

В ряде случаев механическая и химреагентная очистка не даёт необходимых результатов. Альтернативой является термическая утилизация технологических сточных вод путём их сжигания в печах, горелках и различного рода установках. За рубежом наибольшее распространение получили печи термического разложения (более совершенные, но дорогостоящие). В России широко используется огневой метод — универсальный, надежный и недорогой.

Суть его заключается в том, что технологические стоки в распыленном мелкодисперсном состоянии впрыскиваются в факел, образуемый при сжигании газообразного или жидкого топлива. При этом происходит испарение воды, а вредные примеси разлагаются (сгорают) до безвредных составляющих (СО₂ и Н₂О).^[1]

См. также

Ссылки

Примечания

Очистка сточных вод промышленных предприятий

Состояние окружающей среды напрямую зависит от степени очистки промышленных сточных вод  близко расположенных предприятий. В последнее время экологические вопросы стоят очень остро. За 10 лет было разработано множество новых эффективных технологий очистки сточных вод промышленных предприятий.

Очистка производственных сточных вод разных объектов может происходить в одной системе. Представители предприятия могут договориться с коммунальными службами о сливе своих сточных вод в общую централизованную канализацию населенного пункта, где она расположено. Что бы это стало возможно, предварительно проводят химический анализ стоков. Если они имею допустимую степень загрязнения, то промышленные сточных вод будут сливаться совместно с бытовыми стоками. Возможна предочистка сточных вод предприятий специализированным оборудованием для ликвидации загрязнений определенной категории.

Нормы состава промышленных стоков для слива в канализацию

Принципиальная схема очистки промышленных стоков

Промышленные использованные воды могут иметь в составе вещества, которые будут разрушать канализационный трубопровод и станции очистки города. Если они попадут в водоемы, то отрицательно повлияют на режим использования воды и жизнь в нем. К примеру, ядовитые вещества при превышении ПДК нанесут вред окружающим водоемам и, возможно, человеку.

Что бы избежать подобных проблем, перед очисткой проводится проверка предельно допустимых концентраций различных химических и биологических веществ. Подобные действия являются профилактическими мерами правильной работы канализационного трубопровода, функционирования очистных сооружений и экологии окружающей среды.

Требования к стокам учитываются во время проектирования  монтажа или реконструкции всех промышленных учреждений.

Заводы должны стремиться работать на технологиях с малым количеством отходов или вообще без них. Вода должна использоваться повторно.

Отводимые в центральную канализационную систему сточные воды должны соответствовать следующим нормам:

• БПК 20 должен быть меньше допустимого значения проектной документации очистной станции канализационной сети;
• стоки не должны стать причиной сбоев или остановки работы канализации и очистной станции;
• сточные воды не должны иметь температуру выше 40 градусов и рН 6,5-9,0;
• сточная вода не должна содержать абразивные материалы, песок и стружку, которые могут образовывать осадок в элементах канализации;
• не должно быть примесей, которые засоряют трубы и решетки;
• стоки не должны иметь агрессивные компоненты, приводящие к разрушению труб и других элементов станций очистки;
• сточные воды не должны иметь в своем составе взрывоопасные компоненты; не разлагающиеся биологическим методом примеси; радиоактивные, вирусные, бактериальные и токсичные вещества;
• ХПК должен быть меньше БПК 5 на 2,5 раза.

Если сбрасываемые воды не соответствуют указанным критериям, то организуют местную предочистку сточных вод. Примером может быть очистка сточных вод гальванического производства. Качество очистке должно быть согласована монтирующей организацией с муниципальными властями.

Виды загрязнений промышленных сточных вод

Механическое загрязнение сточных вод

Очистка воды должна удалить негативные для окружающей среды вещества. Используемые технологии должны нейтрализовать и утилизировать компоненты. Как видно, методы очистки должны учитывать первоначальный состав стоков. Кроме токсичных веществ, следует контролировать жесткость воды, ее окисляемость и т.д.

Каждый вредный фактор (ВФ) имеет собственный набор характеристик. Иногда один показатель может говорить о существовании нескольких  ВФ.

Все ВФ разделяют по классам и группам, которые имеют свои методы очистки:

• грубодисперсные взвешенные примеси (взвешенные примеси с фракцией свыше 0,5 мм) – просеивание, отстаивание, фильтрация;
• грубодисперсные эмульгированные частицы – сепарация, фильтрация, флотация;
• микрочастицы – фильтрация, коагуляция, флокуляция, напорная флотация;
• стабильные эмульсии – тонкослойная седиментация, напорная флотация, электрофлотация;
• коллоидные частицы – микрофильтрация, электрофлотация;
• масла – сепарация, флотация, электрофлотация;
• фенолы – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем, флотация, коагуляция;
• органические примеси – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем;
• тяжелые металлы – электрофлотация, отстаивание, электрокоагуляция, электродиализ, ультрафильтрация, ионный обмен;
• цианиды – химическое окисление, электрофлотация, электрохимическое окисление;
• четырехвалентный хром – химическое восстановление, электрофлотация, электрокоагуляция;
• трехвалентный хром – электрофлотация, ионный обмен, осаждений и фильтрация;
• сульфаты – отстаивание с реагентами и последующей фильтрацией, обратный осмос;
• хлориды – обратный осмос, вакуумное выпаривание, электродиализ;
• соли – нанофильтрация, обратный осмос, электродиализ, вакуумное выпаривание;
• ПАВ – сорбция активированным углем, флотация, озонирование, ультрофильтрация.

Виды сточных вод

Загрязнения стоков бывают:

• механические;
• химические – органические и неорганические вещества;
• биологические;
• тепловые;
• радиоактивные.

В каждой отрасли промышленности состав сточных вод разный. Выделяют три класса, которые содержат:

1. неорганические загрязнения, в том числе и токсичные;
2. органику;
3. неорганические примеси и органику.

Первый вид загрязнений присутствует у содовых, азотных, сульфатных предприятий, которые работают с различными рудами с кислотами, тяжелыми металлами и щелочами.

Второй тип свойственен предприятиям нефтяной промышленности, заводам органического синтеза и др. В воде много аммиака, фенолов, смол и других веществ. Примеси при окислении приводят к снижению концентрации кислорода и снижению органолептических качеств.

Третий тип получается в процессе гальванообработке. В стоках много щелочей, кислот, тяжелых металлов, красителей и т.д.

Методы очистки сточных вод предприятий

Очистка сточных промышленных вод

Классическая очистка может происходить с применением различных методов:

• удаление примесей без изменения их химического состава;
• модификация химического состава примесей;
• биологические способы очистки.

Удаление примесей без изменения их химического состава включает:

• механическая очистка с использованием механических фильтров, отстаивания, процеживания, флотации и т.д.;
• при постоянном химическом составе меняется фаза: выпаривание, дегазация, экстракция, кристаллизация, сорбция и т.д.

Местная система очистки стоков основывается на многих методах очистки. Они подбираются под определенный вид  сточных вод:

• взвешенные частицы удаляются в гидроциклонах;
• загрязнения мелкой фракции и осадок удаляют в непрерывных или периодических центрифугах;
• флотационные установки эффективны в очистки от жиров, смол, тяжелых металлов;
• газообразные примеси удаляются дегазаторами.

Очистка стоков с изменением химического состава примесей так же подразделяется на несколько групп:

• переход в труднорастворимые электролиты;
• образование мелкодисперсных или комплексных соединений;
• распад и синтез;
• термолиз;
• окислительно-восстановительные реакции;
• электрохимические процессы.

Эффективность биологических методов очистки зависит от видов примесей в стоках, которые могут ускорить или замедлить разрушение отходов:

• наличие токсичных примесей;
• повышенная концентрация минеральных веществ;
• питание биомассы;
• структура примесей;
• биогенные элементы;
• активность среды.

Что бы очистка промышленных сточных вод была результативной, то должен быть выполнен ряд условий:

1. Существующие примеси должны быть подвержены биологическому распаду. Химический состав стоков влияет на скорость биохимических процессов. К примеру, первичные спирты окисляются быстрее, чем вторичные. При повышении концентрации кислорода биохимические реакции протекают быстрее и качественнее.
2. Содержание токсичных веществ на должно негативно влиять на работу биологической установки и технологии очистки.
3. ПКД 6 так же не должно нарушать жизнедеятельность микроорганизмов и процесс биологического окисления.

Стадии очистки сточных вод промышленных предприятий

Очистка сточных вод происходит в несколько этапов с использованием разных методов и технологий. Это объясняется довольно просто. Нельзя производить тонкую очистку, если в стоках присутствуют крупнодисперсные вещества. Во многих методах предусмотрены предельные концентрации по содержанию определенных веществ. Таким образом, сточные воды должны быть предварительно очищены перед главным методом очистки. Комбинация из нескольких методах является максимально экономной на предприятиях промышленности.

Каждое производства имеет определенное количество стадий. Оно зависит от вида очистительных станций, способов очистки и состава сточных вод.

Самым целесообразным способом является четырехстадийная очистка воды.

1. Удаление крупных частиц и масел, нейтрализация токсинов. Если сточные воды не содержат данный вид примесей, то первая стадия пропускается. Является предварительной очисткой. В нее входит коагуляция, флокуляция, смешивание, отстаивание, просеивание.
2. Удаление всех механических примесей и подготовка воды к третьей стадии. Является первичной стадией очистки и может состоять из осаждения, флотации, сепарации, фильтрации, деэмульгации.
3. Удаление загрязняющих веществ до определенного заданного порога. Вторичная обработка включает химическое окисление, обезвреживание, биохимия, электрокоагуляция, электрофлотация, электролиз, мембранная очистка.
4. Удаление растворимых веществ. Является глубокой очисткой – сорбция активированным углем, обратный осмос, ионный обмен.

Химический и физический состав определяет набор методов на каждом этапе. Допускается исключение некоторых стадий при отсутствии определенных загрязнений. Однако вторая и третья стадия являются обязательными в очистке промышленных сточных вод.

Если соблюдать перечисленные требования, то отвод сточных вод предприятий не нанесет ущерб экологической обстановки окружающей среды.

описание физических, химических, физико-химических и биологических методов, фильтрация на предприятиях и очищение стоков

Какие существуют по принципу действия?

В зависимости от принципа действия выделяют такие способы очистки воды как:

• Физические (грубая механическая чистка).
• Химические (смешение воды с реагентами).
• Физико-химические (сложные комплексные мероприятия).
• Биологические (воздействие живых микроорганизмов).

Физические методы

Данные методы предназначены для очищения воды от твердых крупнофракционных частиц (чаще всего – нерастворимых).

Они успешно задействуются на этапах первичной и грубой очистки и в разы реже – при глубоких и тонких воздействиях.

Среди главных физических методов выделяют:

• Процеживание – очищение жидкостей от крупнофракционных посторонних включений при проходе через ячеистые прослойки (сетки, решетки, полипропиленовую мешковину). К преимуществам этого метода относят простоту и эффективное улавливание крупного мусора, к минусам – потребность в частой промывке фильтрующих элементов, пропускание патогенных микроорганизмов, солей и любых мелких нежелательных примесей.
• Отстаивание – осаждение посторонних фракций под действием собственного веса вниз с последующим отбором более чистой воды. Этот метод используются как на предварительных, так и на промежуточных этапах водоподготовки, его производительность существенно ограничена временем и объемами отстойников.
• Фильтрование – схожий с процеживанием, но более совершенный метод, позволяющий очищать воду от ненужных примесей с разным размером фракций (минимальный порог – до микронов) при прохождении через пористый фильтрующий слой. Метод активно используется в быту и на производстве, из всех физических видов он считается самым эффективным.
• УФ-дезинфекция – обработка предварительно очищенной от крупных фракций воды УФ-лучами с длиной волн в пределах 200-400 нм с целью обеззараживания. Состав и физические свойства жидкости этот метод не меняет.

Химические

Эти методы ценятся за эффективность и высокую производительность.

Справка. Разложение, преобразование или выпадение в осадок загрязнителей при их применении происходит в кратчайшие сроки вне зависимости от объема обработки.

Исходя из вида протекающих реакций выделяют такие химические методы водоочистки как:

1. Нейтрализация – выравнивание PH-баланса воды за счет добавления особых реагентов (аммиачной воды, гидроксидов калия или натрия, кальцированной соды) или ее пропускании через кислые газы. Чаще всего к этому методу обращаются при регенерации промышленных стоков, забираемая из скважин или водоемов вода изначально имеет нейтральную среду и корректировке баланса не нуждается.
2. Окисление – обезвреживание токсичных водных растворов и хлорирование воды при добавлении активных окислителей. Несмотря на высокую эффективность (микроорганизмы убиваются быстро и надолго) метод считается опасным для здоровья человека.
3. Очистку восстановлением. Данный метод выбирается при высокой доли легко восстанавливаемых веществ в исходной воде или стоках. При его выборе из воды удаляются ряд простых и переходных металлов и минералов (хрома, ртути или мышьяка) и их соединений.

Физико-химические

Данная группа представлена комплексными методами с широким спектром применения, задействуемыми на любых этапах очистки и водоподготовки.

Очистка воды при их выборе осуществляется самыми разными способами, включая воздействие растворенных газов, тонкодисперсных сред и изменение ионного состояния молекул.

Особенности наиболее востребованных физико-химических методов изложены в таблице:

Наименование	Кратное описание метода	Оптимальное применение/ возможные ограничения
Флотация	Отделение и подъем твердых гидрофобных частиц при пропускании сквозь толщу воды пузырьков воздуха или других инертных газов. Формируемая на поверхности пена или прослойка легко удаляется механическими способами.	Очистка жидкостей от нефтепродуктов и масел, удаление твердых примесей при низкой эффективности других методов.
Сорбация	Избирательная фильтрация ненужных примесей при поверхностном или объемном прохождении воды через материалы с пористой структурой (силикагели, уголь и их аналоги). Используемые сорбенты могут быть восстанавливаемыми или утилизируемыми после потери фильтрационных свойств.	Удаление ПАВ, пестицидов, фенолов, процессы доочистки.
Экстракция	Заливка в очищаемую воду мало- или несмешиваемых веществ, растворяющих грязь, с последующим активным перемешиванием, отстаиванием и разделением разнофазных сред.	Удаление органический соединений, включая фенолы, регенерация стоков.
Ионообмен	Обмен ионами между очищаемой водой и природными (цеолиты, сульфоугли) или искусственными (синтетические смолы) ионитами.	Умягчение воды/ метод не предназначен для бытовой очистки больших объемов сильнозагрязненной воды.
Электродиализ	Очищаемая вода последовательно проходит камеры с ионоселективными мембранами и электродами постоянного тока. В первых камерах вода избирательно обессоливается, в крайних – накапливает концентрат солей с последующим разделением.	Обессоливание и удаление нежелательных ионов. Регенерация стоков на химических предприятиях.
Обратный осмос	Вода пропускается через мембраны с микроскопическими ячейками под избыточным гидростатическим давлением с последующей утилизацией выделенного загрязненного раствора.	Обессоливание, отделение нежелательных микроорганизмов, растворенных газов и коллоидных веществ.
Термические методы	Суть данных метолов состоит в получении дистиллята или максимально очищенной воды после ее выпаривания, вымораживания или термического окисления (распыление и пропускание через высокотемпературные продукты сгорания).	Нейтрализация или удаление токсичных или слабо разлагающихся примесей.

Биологические

Эти методы преимущественно задействуются при очищении стоковых вод и базируются на использовании живых организмов.

К последним относят как бактерии (окисляющие и разрушающие токсичные и азотосодержащие соединения, поглощающие фосфаты), простейшие грибы и водоросли, так и многоклеточные (черви, насекомые).

Справка. Чаще всего бактерии используют в виде активного жилого ила и зооглеей.

Водоочистка биологическими методами проводится в:

• Естественных или искусственных водоемах, очищающих сравнительно небольшие объемы воды со средней степенью загрязненности при минимуме усилий и трат.
• Биофильтрах – специальных сооружениях с фильтрующей прослойкой из аэробных микроорганизмов с естественным или принудительным воздухообменом.
• Аэротенках – сложных автоматизированных комплексах с принудительной аэрацией.
• Метатенках – устройствах анаэробного брожения для переработки концентрированных стоковых осадков.

Современные технологии очищения

В современных системах водоподготовки приведенные методы используются в комплексе.

Ярким примером служат многоступенчатые бытовые фильтры с механическими предфильтрами, ионообменными или сорбционными картриджами и обратноосмотическими мембранами. Такие установки обеспечивают полноценную подготовку питьевой воды вне зависимости от ее исходных параметров.

К инновационным тенденциям в сфере водоподготовки относят:

• Отказ от метода хлорирования в пользу озонирования (окисление жидким кислородом) и/или УФ-обработки.
• Использование ультрафильтров и нанофильтрационных мембран с пониженной селективностью.
• Вывод взвесей и растворенных органических примесей с помощью электроприборов фотокатализации.

При всех своих преимуществах такие технологии нельзя назвать бюджетными, соответствующие фильтры, мембраны и другие расходные материалы обходятся дорого и в быту не окупаются.

Проверенные новые методы (ионообмен, обратный осмос, многоступенчатое исполнение фильтра), наоборот, становятся более доступными для частных лиц.

Фильтрация на предприятиях

Взаимосвязь между областью использования и требуемым типом системы водоподготовки отражена в таблице:

Отрасль производства	Требуемые функции основной линии подготовки
Металлургия	Обессоливание
Пищевая промышленность	Обеспечение ионного обмена, обеззараживание, умягчение
Добыча и переработка нефти и газа	Исключение посторонних примесей, обезжелезивание, обратный осмос
Энерго- и тепло- и водоснабжение	Обессоливание, УФ-фильтрация, хлорирование или озонирование
Фармацевтика	Обратный осмос, дистилляция

В целях экономии средств приведенные методы реализуются в комплексе с механическим фильтрованием.

Отдельные требования выдвигаются к системам переработки стоков предприятий химической или металлургической отрасли, отбираемый концентрат может быть ценным или нуждаться в обязательной утилизации.

Переработка стоков

Полный цикл переработки стоков на производстве и в общественных линиях включает:

1. Подачу стоков на усреднитель при необходимости разбавления.
2. Отстаивание механическим способом.
3. Основную чистку (активное использование живых организмов).
4. Глубокую чистку (удаление всех посторонних примесей с помощью обратноосмотических мембран или тонких фильтров).
5. Обеззараживание (УФ-обработка, хлорирование, озонирование).

Выделяемый на 2, 3 и 4 стадиях осадок в обязательном порядке регенерируется или утилизируется. Эти процессы происходят в метатенках, отжимных или сушильных аппаратах.

К дорогостоящим физико-химическим методам прибегают лишь при повышенных требованиях к чистоте состава или при низкой результативности других способов.

Бытовое очищение стоков требует меньше усилий. Владельцы индивидуальных домов, но подключенных к канализационным сетям используют септики (как с днищем, так и без), сорбенты или коагулянты.

Важно! Вторичное использование очищенных стоков практикуется редко (при соблюдении ряда условий вода может направляться в системы полива).

Более подробно об очистке сточных вод читайте здесь.

Удаление тяжелых металлов

Потребность в принятии дополнительных мер возникает при отклонении ПДК тяжелых металлов в воде от санитарно-гигиенически норм. Чаще всего такая ситуация наблюдается при близости скважины к септику или попадании этих веществ извне (осадки, протекание зараженных грунтовых вод, контакт с металлически фитингами).

Для удаления этих веществ в быту и промышленности используются следующие химические и физико-химические методы:

Тип металла	Допустимая концентрация в воде, не более мг/л	Рекомендуемый метод очистки воды
Марганец и железо	0,1	Ионообмен, аэрация с последующей подачей в засыпной фильтр с каталитическим зарядом, окисление гипохлоритом натрия, дозированная подача сильнодействующих окислителей
Сероводород	0,01, вещество очень токсично	Окисление, выветривание, насыщение кислородом
Свинец	0,03	Обратный осмос, окисление и восстановление
Ртуть	0,001	Обратный осмос, а также окисление и восстановление
Хром	0,05	Окисление, обратный осмос и восстановление
Никель	0,1	Окисление и восстановление

Системы обратного осмоса при несомненной эффективности редко используются из-за дороговизны и ускоренного использования ресурсов мембран.

Важно! Рекомендуется выбрать систему обратного осмоса при очищении воды с высоким (от 20 мг/л) содержанием двухвалентного железа или невозможности использования других способов.

Заключение

Приведенные методы непрерывно совершенствуются и дополняют друг друга, при выборе конкретного варианта стоит ознакомиться с их особенностями и возможными ограничениями заранее.

Ни один из методов, который существует, нельзя назвать универсальным, при правильной организации водоподготовки они задействуются в комплексе.

Вне зависимости от выбранного метода к потребителю или на промышленные объекты подается вода с контролируемыми параметрами.

Химическая очистка сточных вод: виды и процессы

Технологические циклы производства химических, металлургических, предприятий энергетики и оборонного комплекса используют, кроме основных материалов и сырья и обычную воду, играющую большую роль в технологии производства продукции. Большие объемы пресной воды, применяемые для приготовления растворов реагентов и в качестве вспомогательных операций охлаждения, имеют в своем составе просто огромное количество химических примесей и добавок, делающих такую воду опасной даже в виде промышленных стоков.

Проблему очистки таких вод, их использование в дальнейшем технологическом цикле или сброса в систему общей канализации сегодня вполне справляется оборудование химической очистки сточных вод, обеспечивающее не только подготовку воды к стандартам бытовых стоков, но и даже приводя очистку до норм очищенной пресной воды, пригодной для технического использования.

Содержание

Основные методы химической очистки  стоков
Нейтрализация промышленных стоков
Технологии нейтрализации жидких отходов
Химическая нейтрализация стоков
Очистка при помощи добавления реагентов
Метод окисления сточных вод
Высокотехнологичные методы химической очистки

Основные методы химической очистки промышленных стоков

Химические методы проведения очистки промышленных стоков сегодня используются  в основном для связывания и удаления из объема технической воды опасных химических элементов и приведения основных параметров таких стоков к нормам, позволяющим в дальнейшем провести обычную биологическую очистку.

Буквально в процессе такой очистки используются основные типы химических реакций:

• Нейтрализация опасных соединений и элементов;
• Окислительная реакция;
• Реакция восстановления химических элементов.

В технологическом цикле очистных сооружений промышленных предприятий химическая очистка применима:

• Для получения очищенной технической воды;
• Очистке стоков производства от химических соединений перед сбросом в канализацию для дальнейшей биологической очистки;
• Извлечения ценных химических элементов для дальнейшей переработки;
•  При проведении доочистки воды в отстойниках для сброса в открытые водоемы.

Химическая очистка сточных вод перед выбросом стоков в канализацию общего назначения, позволяет существенно повысить безопасность и ускорить процесс биоочистки.

Нейтрализация промышленных стоков

Большинство промышленных предприятий использующих химическую очистку промышленных стоков наиболее часто используют в своих очистных сооружениях и комплексах средства нейтрализации кислотных и щелочных показателей воды до приемлемых для дальнейшей обработке уровня кислотности 6,5– 8,5 (рН). Снижение или наоборот, повышение уровня кислотности стоков позволяет в дальнейшем использовать жидкость для технологических процессов поскольку такой показатель уже не является опасным для человека.

Доведенная до такого показателя воды может быть использована для технологических нужд предприятий, на вспомогательных производствах или для дальнейшей очистки с применением биологических средств.

Важно, что нормализация химическим путем воды проводимая на предприятиях эффективно обеспечивала нейтрализацию кислот и щелочей, растворенных в стоках, и не допускала их попадание в грунт и водоносные слои. 

Превышение количества показателей кислот и щелочей в сбрасываемых отходах ведет к ускорению старения оборудования, коррозии металла трубопроводов и запорной арматуры, растрескиванию и разрушению железобетонных конструкций фильтровальных и очистительных станций.

В дальнейшем для нормализации кислотно-щелочного баланса отходов в отстойниках, резервуарах и на полях фильтрации необходимо больше времени на проведение биологической очистки на 25-50% времени больше чем нейтрализованных стоков.

Промышленные технологии нейтрализации жидких отходов

Проведение мероприятий химической очистки жидких отходов методом нейтрализации связана с выравниванием необходимого показателя уровня кислотности определенного объема сточных вод. Основными технологическими процессами, задействованными в нейтрализации, выступают:

• определение уровня загрязнений химическими соединениями стоков;
• расчет дозировки химических реагентов, необходимых для нейтрализации;
• осветление воды до необходимого уровня норм для жидких отходов.

Подбор оборудования средств очистки, его расположение, подключение и работа зависит, прежде всего, от уровня загрязнения и необходимых объемов очистки сбросов.

В отдельных случаях для этого достаточно мобильных установок химической очистки, обеспечивающих очистку и нейтрализацию относительно небольшого количества жидкости из накопителя предприятия. А в отдельных случаях требуется применение постояннодействующей установки химической очистки и нейтрализации.

Основным видом технологического оборудования для таких станций выступает установки проточной очистки или контактного типа. Обе установки позволяют обеспечить:

• контроль уровня загрязнения;
• возможность использования в технологии схемы взаимной нейтрализации кислотного и щелочного компонентов;
• возможность использования естественного процесса нейтрализации в технологических водоемах.

Технологические схемы химической очистки методом нейтрализации должны обеспечивать возможность изъятия или удаления из резервуаров очистки твердых, нерастворимых частиц осадка.

Вторым важным моментом работы очистительных установок выступает возможность своевременной корректировки необходимого количества и концентрации реагентов для реакции, в зависимости от уровня загрязнения.

Обычно в технологическом цикле применяется оборудование, имеющее несколько накопительных резервуаров, позволяющих обеспечить своевременный прием, хранение, смешивание и сброс стоков, доведенных до необходимой кондиции.

Химическая нейтрализация стоков смешиванием кислотной и щелочной составляющих

Использование метода нейтрализации стоков путем смешивания кислотных и щелочных составляющих позволяет, проводить контролируемую реакцию нейтрализации без использования дополнительных реагентов и химикатов. Контроль количества сбрасываемых сточных вод кислотного и щелочного составов позволяет своевременно проводить операции по аккумулированию обеих составляющих и дозирование при смешивании. Обычно для непрерывной работы очистных сооружений такого вида используется суточный объем сбросов. Каждый из видов отходов проверяется и в случае необходимости доводится до необходимой концентрации путем добавления объема воды или определения объема пропорции для реакции очистки. Непосредственно на установке очистки это проводится в накопительных и регулирующих резервуарах станции. Использование данного метода требует правильного химического анализа составляющих кислотной и щелочной составляющей, проведение залповой или многоступенчатой реакции нейтрализации. Для небольших предприятий использование такого метода может быть проведено как в локальных очистительных сооружениях цеха или участка, так и при помощи очистных предприятия в целом.

Очистка при помощи добавления реагентов

Метод очистки жидких отходов реагентами применяется в основном для очистки вод содержащих большое количество загрязнений одного вида, когда нормальное соотношение щелочной и кислотной составляющей в воде значительно в одну из сторон.

Чаще всего это необходимо когда загрязнение имеет ярко выраженный вид и очистка методом смешивания результатов не дает или же попросту из-за повышенной концентрации нерациональна. Единственным и наиболее надежным методом нейтрализации в таком случае выступает метод добавления реагентов – химикатов, вступающих в химическую реакцию.

В современных технологиях такой метод чаще всего используется для кислых сточных вод. Самым простым и эффективным методом нейтрализации кислоты обычно выступает использование местных химикатов и материалов. Простота и эффективность метода заключается в том, что отходы, например, доменного производства отлично нейтрализуют загрязнение серной кислотой, а шлак с тепловых электростанций и централей часто используется для добавления в резервуары с кислотными сбросами.  

Использование местных материалов позволяет значительно удешевить процесс очистки, ведь шлак, мел, известняк, доломитовые породы отлично нейтрализуют большое количество сильнозагрязненных стоков.

Отходы доменного производства и шлак с тепловых электростанций и централей не требует дополнительной подготовки, кроме измельчения, пористая структура и наличие в составе многих соединений кальция, кремния и магния позволяют применять материалы без предварительной обработки.

Мел, известняк и доломит, используемые в качестве реагентов, в обязательном порядке проходят подготовку и измельчение. Кроме того, для очистки в некоторых технологических циклах используется подготовка жидких реагентов, например, с использованием извести и аммиачного раствора воды. В дальнейшем, аммиачная составляющая отлично помогает при процессе биологической очистки воды.

Метод окисления сточных вод

Метод окисления сточных вод дает возможность получать безопасные по своим характеристикам токсичности сточных вод в опасных химических производствах. Чаще всего окисление используется для получения стоков, которые не требуют дальнейшего извлечения твердых частиц, и могут быть сброшены в общую систему канализации. В качестве добавок используются окислители на основе хлора, это сегодня самый популярный материал для очистки.

Материалы на основе хлора, натрия и кальция озон и пероксид водорода используются в многоступенчатой технологии очистки стоков, при которой каждый новый этап позволяет значительно снижать токсичность, связывая опасные токсические вещества в нерастворимые соединения.

Установки окисления, имеющие многоступенчатые системы очистки делают этот процесс относительно безопасным, но применение таких токсичных окислителей, как хлор постепенно вытесняется более безопасными, но не менее эффективными методами окисления стоков.

Высокотехнологичные методы химической очистки

К высокотехнологическим методам очистки стоков, относятся методы, использующие в своем технологическом цикле новые разработки, позволяющие при помощи специфического оборудования обеспечить очистку от вредных и ядовитых примесей широкого спектра загрязнителей.

Наиболее прогрессивным и перспективным методом очистки выступает метод озонирования стоков. Озон, при попадании в сточные воды воздействует как на органические так и на неорганические вещества, проявляя при этом широкий спектр действия. Озонирование сточных вод позволяет:

• обесцветить жидкость, значительно повысив ее прозрачность;
• проявляет обеззараживающий эффект;
• практически полностью устраняет специфические запахи;
• устраняет сторонние привкусы.

Озонирование применимо при загрязнении воды:

• нефтепродуктами;
• фенолами;
• сероводородными соединениями;
• цианидами и производными от них веществами;
• канцерогенными углеводородами;
• уничтожает пестициды;
• обезвреживает поврехностно-активные вещества.

Вдобавок к этому практически полностью уничтожаются опасные микроорганизмы.

Технологически озонирование как метод очистки может быть реализован как в локальных очистных установках, так и в стационарных станциях очистки.

Использование различных методов химической очистки сточных вод приводит к снижению вредных и опасных для человека и экосистем выбросов веществ от 2 до 5 раз, и сегодня именно химическая очистка позволяет добиться наиболее высокой степени очистки воды.