очистки сточных вод
Механическая очистка. Осуществляют его методами, основанными на использованные гравитационных и центробежных сил, а также процеживанием и фильтрованием.
Для очистки производственных сточных вод от таких неорганических загрязнений, как ионы тяжелых металлов, яды и другие токсичные вещества, применяют химическое или физико-химическая очистка.
Химическая очистка применяют в случаях, когда загрязнение из сточных вод возможно только в результате химических реакций между загрязняющих веществ и реагентами, которые вносят в сточные воды. Очистка основывается, как правило, на использовании химических (иногда электрохимических) окислительно-восстановительных процессов, в результате которых загрязнения превращаются в новые безвредные соединения, частично или полностью выпадают в осад или выделяются в виде газов. В случае химической очистки часто применяют и простую нейтрализацию, которая сопровождается коагуляцией с присущими ее физическими процессами.
Основными методами физико-химической очистки сточных вод является сорбция, экстракция, евапорация, коагуляция, электрокоагуляция, флотация, ионный обмен, кристаллизация,септики топас, выпаривание, ректификация, мембранная технология, сжигание и т.п.. Методы физико-химической очистки производственных сточных вод во многих случаях предусматривают изъятие из них ценных веществ. Эти методы применяют, как правило, для очистки отдельных наиболее загрязненных сточных вод, поскольку целесообразнее иметь дело с небольшими по количеству, а чем концентрированными за загрязнением стоками, чем с объемными общими стоками, где концентрация вредных примесей значительно меньше.
Другие методы очистки сточных вод являются деструктивными, через то что загрязнители несут разрушения (в основном путем окисления). К таким методам относятся биохимическая очистка, применяемого для очистки слабоконцентрованих сточных вод, содержащих преимущественно органические загрязняющие вещества.
Очистка сточных вод осуществляется на очистных установках, сооружениях и станциях. По месту расположения различают локальные очистные сооружения (установки); заводской (или общезаводские) очистные сооружения.
Локальные или цеховые, очистные сооружения размещают непосредственно в цехе или вблизи него. Назначение таких сооружений — изъять из сточных вод, как правило, рекуперативными методами ценные ингредиенты, уменьшить в стоках концентрации загрязнителей до уровня, отвечающего требованиям сброса сточных вод в общий канализационный коллектор, или до уровня, что позволяет вернуть очищенный сток в производственный цикл.
На заводских очистных сооружениях (станциях) осуществляют очистку всех сточных вод промышленного предприятия, которые в этом нуждаются, перед передачей их в районные или городских станций биохимической очистки или перед сбросом в водоемы или перед возвращением в систему оборотного водоснабжения предприятия. На заводских очистных сооружениях для реализации механических методов очистки сточных вод применяют следующее оборудование: горизонтальные и вертикальные песколовки, гидроциклоны, центрифуги, решетки (монтируются также на локальных очистных установках, если в стоках является грубодисперсные или волокнистые загрязнители), барабанные сетки, микрофильтры (микропроциджувачи) , вертикальные, горизонтальные, радиальные, тонкослойные отстойники, прояснювачи, нефтеловушками и флотаторы (для отделения эмульгированных нефтепродуктов и минеральных масел), жиро-, масло-и смоловловлювачи, фильтры различных типов (безнапорные, напорные, каркасно-засыпные, с плавающей загрузкой и т.п.) .
Очистка сточных вод от коллоидных и высокомолекулярных загрязнителей методом коагуляции осуществляют на очистных сооружениях с применением как специального оборудования (например, промежуточных реакторов для предварительного смешивания части стоков с коагулянтами и флокулянтами), так и типового оборудования для механической очистки стоков (отстойников, прояснювачив, фильтров с зернистой загрузкой и т.п.).
Отдувка пары летучих соединений (сероуглерода, сероводорода, метили-и этил-меркаптанов и др.). Из сточных вод воздухом или инертными газами осуществляют на очистных сооружениях в барботажных дегазаторних колоннах или в вакуумных. барботажных дегазатор.
Для азеотропной или пароциркулярнои отгонки органических соединений (фенолов, хлорбензола, низкомолекулярных карбоновых кислот и т.д.) из производственных сточных вод очистные сооружения (как правило, локальные) оборудуют специальным оборудованием, главными аппаратами которых отгоне колонны и насадочные скрубберы.
Экстракционные методы очистки сточных вод, основанные на распределении растворенного в воде вещества между двумя взаимно нерастворимыми (или ограниченно растворимыми) жидкостями в соответствии с ее растворимости в каждой из жидкостей, осуществляются, как правило, в экстракционных колоннах (проточных экстракторах) различного типа — распылительных, насадочных, с перфорированными или подвижными сетчатыми тарелками. Как экстрагентов используют обычно органические вещества. Например, для экстракционного обесфеноливания сточных вод коксохимических производств применяют фенсольванбутилацетат с примесями ацетатных эфиров других высших спиртов.
Три последних из перечисленных методов очистки сточных воды реализуются, как правило, на локальных (цеховых) и значительно реже — на общезаводских очистных сооружениях (в случаях, когда состав органических примесей сточных вод различных цехов более-менее однородный).
Адсорбционные методы применяют на очистных сооружениях для глубокой очистки сточных вод от органических веществ с невысокой концентрацией (до 3000 мг / л). Адсорбцию используют для извлечения из сточных вод ценных продуктов (и уменьшения издержек производства) на локальных регенеративных адсорбционных установках; для удаления из сточных вод токсичных веществ, препятствующих биологической очистке общезаводских промышленных стоков — это осуществляется на локальных (или групповых или общезаводских) деструктивных передочисних адсорбционных установках, после которых промышленные стоки в смеси с бытовыми поступают в сооружения биологической очистки. Непосредственно процесс адсорбции осуществляется в адсорбционных колоннах с неподвижным и подвижным шаром сорбента (активированного угля, золы ТЭЦ, топочного шлака), с кипящим пулей и с принудительным перемешиванием адсорбента [1].
Ионный обмен применяют для глубокой очистки сточных вод от ионов тяжелых и цветных металлов, для корректировки минерального состава (смягчение, снижение общего содержания солей, удаление фосфатов и др.) очищенных сточных вод, применяемых повторно в замкнутых и других системах теплообменного оборотного водоснабжения. Ионообменные методы могут применяться и в локальных системах очистки сточных вод от некоторых органических веществ — ароматических и алифатических аминов, фенолов, органических кислот и т.д.. Реализация ионного обмена осуществляется в специальных аппаратах — йонообминниках периодической (с плотным неподвижным шаром ионообменной смолы) или непрерывной (с кипящим или подвижным шаром смолы) действия.
На некоторых предприятиях химической, целлюлозно-бумажной, анилинокрасочного, нефтеперерабатывающей и других отраслей образуются концентрированные сточные воды и осадки (после предварительной очистки сточных вод) с большим содержанием органических и иногда неорганических примесей, которые трудно утилизировать или рентабельное изъять из этих отходов определенные ингредиенты. В таких случаях применяют термические методы их обезвреживания, то есть сжигание. Такими методами обезвреживают, например, концентрированные фенолоформальдегидные сточные воды (40-50 г / л фенолов, 30-40 г / л формальдегида, 70-90 г / л метанола), сульфитные луга целлюлозно-бумажных производств и др.. Перед сжиганием стоки иногда концентрируют. Концентраторы с непосредственным или косвенным нагревом стоков входят в состав заводских сооружений для огневого обезвреживания стоков. Сжигание стоков осуществляют в печах различного типа: горизонтальных и вертикальных циклонных, распылительных, с кипящим пулей, камерных, шахтных, каталитического сжигания, с системами к сжиганию и доочистки и без последнего, погружных (для сжигания жидких отходов, содержащих взрывоопасные вещества) и т.д. . При огневом обезвреживании высокозольных, со значительным содержанием неорганических веществ сточных вод топки печей оборудуют летками для отбора расплава солей.
Биологические методы очистки промышленных и бытовых сточных вод (и их смесей) от органических веществ основываются на применении микроорганизмов, использующих эти соединения как питательные вещества и источник энергии. При этом органические соединения испытывают деструктивного разложения вследствие окисления при аэробном и восстановительных процессов с образованием метана при анаэробном очистке.
Для очистки сточных вод методами электродиализа, вымораживания, кристаллизации, окисления примесей, мембранными методами и т.п. на очистных сооружениях применяют специфическое оборудование, конструкции которого рассматриваются в следующих разделах.
Городские очистные станции или объединены очистные сооружения нескольких предприятий размещают, во-первых, как можно ближе к объектам канализации (чтобы уменьшить длину отводящего коллектора и его стоимость) и, во-вторых, с подветренной стороны доминирующих ветров относительно жилой застройки и ниже от нее по течению реки. Желательно, чтобы площадка имела наклон и таким образом обеспечивал самотечный движение сточной воды по очистных сооружениях.
Нормативная ширина санитарно-защитных зон между очистными сооружениями и границей жилых застроек зависит от метода очистки сточных вод и мощности очистной станции. Например, для сооружений механической и биологической очистки мощностью до 50 тис.м3/добу ширина защитной зоны составляет 300-500 м.
Обобщение: Вода является важным ресурсом для промышленных предприятий. Она является сырьем и средой для проведения многих промышленных процессов. Но в ракурсе экологии ее можно рассматривать и как уход — сточную воду. В зависимости от того, в каких процессах и на каких этапах промышленного производства образуются сточные воды, их разделяют на группы. Кроме того на классификацию влияет состав примесей.
Для очистки сточных вод используют методы, основанные на различных химических, физических, биологических процессах или их комбинации. Выбор метода диктуется экологической, технологической целесообразностью и экономическими показателями метода.