Механическая очистка стоков

Оглавление

2 Химические методы очистки сточных вод

Внутренний флотатор сборного типа

Теперь рассмотрим Химические методы очистки сточных вод. Существует несколько самых популярных способов, которые мы сейчас и перечислим.

Способы нейтрализации при химической очистке:

  1. Нейтрализация кислых и щелочных сточных вод путем смешивания;
  2. Нейтрализация стоковых загрязнений растворами кислот, кальцинированной содой N8003, негашеной известью СаО, гашеной известью Са(ОН) 2, аммиачными растворами, каустической содой каона № ЕИ4ОН и прочими реагентами.

Очистка сточных жидкостей от сульфатов на производственных очистных сооружениях гальваностоков, горнорудной и химической промышленности, происходит путем добавления алюминиевой соли, извлеченной из кислого раствора, гидроокиси алюминия, обязательно аморфной структуры и вводить нужно дробно.

Первая доза составляет 10-25%. Воду доводят до рН=12.7-13.0, непрерывно перемешивая осаждения ионов SO4 2- , переводя в твердую фазу.

Способ очищает сточные жидкости высокого загрязнения производственных отходов при помощи сульфатов натрия до предельной величины ионов SO4 2- не более 100 мг/дм3 и не более 500 мг/дм3 для сброса их в водоемы.

Этот метод очистки производственных сточных вод считается оптимальным и популярен на большинстве предприятий.

2.1 Флокулянты

Синтетические полимеры флокулянты — это вещества, которые, попадая в дисперсные системы или коллоидные, химически связываются с частицами дисперсной фазы и связывают их в агломераты. В производственных процессах очень широко используются флокулянты для промышленных стоков.

Простейшая фильтровальная установка с септиком

Катионные флокулянты – благодаря химическому взаимодействию анионов и катионов под названием «хемосорбция» способствуют флокуляции находящихся на поверхности частиц за счет нейтрализации отрицательного заряда.

Это помимо способности, которой обладают флокулянты, закрепляться на поверхности частиц с помощью водородных связей. Таким же образом действуют и анионные флокулянты.

Анионные флокулянты лучше всего справляются катионами металлов и гораздо эффективнее выводят их в осадок. Анионные флокулянты в основном используются в металлургической промышленности, на линиях гальванических производственных нужд.

2.2 Фильтры

Для улучшения качества доочистки сточных вод используют фильтрующие биоматериалы: уголь, щебень, керамзит, шлак, гальку – это капельные биофильтры. Они действуют непрерывно, пропускная способность 1000 м3/сут. Они осуществляют полную биологическую очистку производственных сточных вод (до БПК2о 15 мг 02/л).

Фильтры делят на две категории: с плоскостной и объемной загрузкой. Фильтры с плоскостной загрузкой наполняют разными видами пластмассы, способными выдержать температуру 6-30 С без потери прочности, а также полимерную вату или полипропиленовые волокна – это называется микрофильтрация.

Самого материала в фильтровальной колонке должно быть 148-154 кг/м3, такие фильтры увеличивает скорость фильтрации до 3,0-3,5 м/час. Но иногда меньше, если в производственных нуждах не требуется повышенной скорости.

В процессе эксплуатации фильтры загрязняются и если вовремя не промыть наполнитель или фильтры целиком, то может произойти закупорка. Первый признак того, что фильтры требуют промывки — это снижение скорости фильтрации.

Фильтры промывают в водопроводной воде, при этом его следует перемешивать. Если же фильтры наполнены порошковым составом, промывка в этом случае малоэффективна. Тут лучше применить — камерные фильтры-прессы для обезвоживания осадка, ленточные прессы или декантеры.

Переработка осадка

При любом способе очистки стоков образуется нерастворимый осадок. Осадок возникает и при простом отстаивании, и после применения биологических и физико-химических способов.

Осадок из выгребных ям и септиков необходимо регулярно откачивать и правильно утилизировать. Для откачки может быть использована автоматизация, но чаще хозяева прибегают к помощи механизированных устройств.

Если речь идет о местной канализации, то утилизацию нерастворимого осадка следует поручать профессионалам. Владельцам частных домов рекомендуется сотрудничать со специализированными компаниями, оказывающие ассенизаторские услуги. Такие компании производят откачку осадка, а затем утилизируют его безопасными методами.

А вот активный ил, который образуется в результате переработки стоков в станциях глубокой биоочистки, опасности не представляет. Его можно утилизировать самостоятельно. После откачки достаточно поместить ил в компостную кучу, а после завершения процесса перегнивания, этот материал может быть использован для удобрения сада.

Итак, сооружения механической очистки сточных вод, как правило, используют для первоначальной очистки стоков, затем их очищают биологическим методом. В промышленности же, помимо этих двух, широко применяют физико-химические и химические методы очистки сточных вод. Выбор наиболее эффективного способа осуществляется в зависимости от типа загрязнений и их концентрации.

Для чего нужны канализационные, ливневые очистные сооружения и другие виды объектов?

Стоки – это общее понятие, под которым объединяются различные виды загрязнений воды, поступающей в общие или централизованные канализационные сети, а также накапливаемой и аккумулируемой в различных очистительных сооружениях.

Следует отметить, что к производству стоков причастен не только человек, но также и сама природа: заметную их часть составляют ливневые загрязнения.

Последние хоть и имеют естественное происхождение, тем не менее представляют значительную угрозу для экосистемы и также требуют очищения, особенно с учетом места их появления.

Например, образованные в городах такие ливневые воды собирают в себя большое количество токсичных веществ и нерастворимых частиц.

Поэтому также опасны для природы, как и производственные или канализационные стоки.

В зависимости от происхождения сточные воды делятся на несколько больших классов, в которые объединяются загрязнения, имеющее одинаковое происхождение и приблизительно сопоставимый состав:

  • производственные или технологические стоки составляют львиную долю всех сбросов;
  • коммунальные или бытовые сточные воды являются продуктом жизнедеятельности человека;
  • ливневые стоки – их основным источником являются осадки, хотя могут образовываться, особенно в городах, вследствие уборки улиц и других объектов инфраструктуры.

С учетом того, что источники стоков отличаются большим разнообразием, их состав также весьма вариативен.

Поэтому использовать одни и те же методы очистки сточных вод невозможно: в зависимости от типа загрязнений и их состава выбирается оптимальный вариант, эффективность которого должна быть наиболее высокой и в идеале стремиться к показателю 100%.

Виды загрязнений сточных вод

Даже выбирая автономные очистные сооружения для загородного дома, потребителю следует быть осведомленным не только в вопросах того как происходит процесс разложения стоков, но и ориентироваться в их химико-биологическом составе.

Знание этого позволяет подобрать оптимальный вариант оборудования, которое позволит добиться высокой степени очистки таких вод.

Все стоки независимо от их происхождения могут содержать в разных пропорциях следующие виды загрязнений:

  • минеральные, представленные вкраплениями песка, глины, включающие также различные виды солей и т. д.;
  • биологические – эти загрязнения имеют органическую природу и состоят из большого количества различных микроорганизмов, при этом источником их образования может являться как жизнедеятельность человека, так и природные факторы: такие стоки часто содержат продукты разложения флоры или фауны;
  • органические – это отдельный вид загрязнений, хотя и имеет определенные сходства с предыдущим. Но в этом случае основными источниками таких стоков являются химическая органика, в том числе и полимеры.

В бытовых стоках, как правило, превалируют биологические загрязнения, а в промышленных в основном химическая органика.

Оценка стоков

Вариантов загрязнения воды можно назвать массу, для того, чтобы оценить степень загрязнения используются такие понятия как химическое и биохимическое потребление кислорода (ХПК и БПК соответственно).

Под этими терминами понимается:

  • БПК – определяется, сколько кислорода пойдет на окисление органики бактериями в воде за определенный период времени. Величину БПК определяет за 5, 7, 20 и 120 суток, единица измерения г/м3 или мг/м3;
  • ХПК – общее количество кислорода, которое идет на окисление всех химических веществ в воде, не только органических.

После того, как органика из воды будет удалена (т.е. пройдет стадия биоочистки) это соотношение снизится примерно до 0,1-0,15. После поступления стоков на очистное предприятие именно на основании соотношения между БПКполн и ХПК определяется оптимальная технология очистки и подбираются реагенты для этого.

От правильно подобранной технологии очистки будет зависеть, насколько эффективно станция очистки сточных вод очистит грязную воду.

Данные, по которым можно судить об эффективности работы очистных сооружений

После этого выполняется детальный анализ состава загрязнений стоков, для этого используются данные ХПК. Все виды загрязнений разделяются на основании анализа на несколько групп: ацетаты, плохо поддающиеся биологическому разложению вещества, легко разлагаемы субстраты.

О качестве очистки можно судить по понижению ХПК и БПК, а сам процесс чаще идет по такой схеме:

  • начальная стадия – физико-механический способ, удаляются крупные твердые включения, частично масляная пленка;
  • биологический метод – на второй стадии из стоков удаляются растворенные в воде вещества, а также мелкие твердые частицы;
  • 3 этап – физико-механические способы очистки;
  • 4 этап – понижение ХПК и БПК.

Один из вариантов организации процесса

Механизм процесса

Для улучшения качества сточных вод используется два метода: аэробная и анаэробная биологическая очистка. В первом случае процесс протекает с помощью кислорода, во втором – без него.

Важно. В каждом очистном сооружении формируется специфический биоценоз (совокупность живых организмов, способных переработать загрязнения).. Механизм очистки зависит от выбранного метода и биоценоза

Механизм очистки зависит от выбранного метода и биоценоза.

Технологическая схема аэробной чистки

Агентом выступает биопленка или активный ил.

Это совокупность бактерий, грибов, простейших, представителей микрофауны того или иного рода/группы с заданными характеристиками.

Классическая схема аэробной очистки выглядит так:

  1. Сточные воды попадают в анаэробную зону аэротенка-вторичного отстойника. Там они перемешиваются с активным илом.
  2. В установку нагнетается кислород, при необходимости вводятся компоненты, способствующие переработке.
  3. Происходит два биохимических процесса: окисление органического углерода и нитрификация.
  4. Осуществляется один или несколько рециклов: воды снова перемешиваются с активным илом и обогащаются кислородом.
  5. Переработанные стоки отстаиваются – происходит гравитационное разделение иловой смеси.
  6. Избыточный активный ил поступает на переработку, а часть массы возвращается на исходную позицию.
  7. Очищенные воды поступают на доочистку или спускаются в водоем.

Этапы очистки отличаются в разных системах, но суть метода остается той же.

Анаэробной

Этот метод применяется, когда в сточных водах большое количество органических загрязнений, твердых осадков и активного ила. В ходе метаногенеза (так называется процесс анаэробной очистки) загрязнения конвертируются в биогаз, который состоит из метана и углекислого газа.

Технологическая схема классической анаэробной очистки:

  • Сточные воды попадают в отсек, где происходит метановое брожение. После взаимодействия анаэробных бактерий с загрязнениями образуется метан, углекислый газ, сероводород. Эти газы утилизируются.

Сброженный осадок поступает в следующий отсек, где происходит обезвоживание ила в центрифуге. Затем очищенная вода спускается в водоем.
Обезвоженный ил поступает в барабанную сушилку. Выделившуюся воду утилизируют.
Сухой ил обеззараживается и становится материалом для компостирования.

Отстойники

Они считаются основной, а потому наиболее распространенной категорией фильтрационных сооружений. В отстойниках может предусматриваться горизонтальное или вертикальное движение воды. При большом объеме сырья используются сооружения непрерывного действия. Если поток воды в сутки — не больше 50 тыс. м3, применяются вертикальные отстойники. Работа таких сооружений осуществляется следующим образом. Стоки подводятся по центральной трубе к нижней части сооружения. Выходящий поток движется вверх к сборным и отводящему лоткам. В процессе подъема из воды выпадают элементы с большим удельным весом. Также при фильтрации используются отстойники радиального типа.

Доочистка хозяйственно-бытовых стоков

В некоторых случаях после биологического этапа воды должны пройти доочистку.

Это нужно, когда:

  • Их планируют спускать в маломощные водоемы, особенно предназначенные для рыбного хозяйства;
  • Их будут использовать в промышленности или в бытовых целях.

Распространенный метод доочистки – отстаивание в биопрудах с естественной и искусственной аэрацией. В таких водоемах создаются благоприятные условия для массового развития микроорганизмов, которые расщепляют остатки загрязнений и борются с патогенами.

Справка. Полезные бактерии на 99% снижают число кишечных палочек и разрушают яйца гельминтов.

Несколько месяцев воды отстаиваются в биопрудах, и после удовлетворительного лабораторного анализа поступают в конечный пункт.

Без воды не обойтись

Помимо использования воды в быту, она жизненно важна для:

  • сельского хозяйства;
  • производственных циклах нефтеперерабатывающей, химической, фармацевтической промышленности;
  • легкой промышленности;
  • металлургии.

Использованная вода кардинально изменяет свое качество, «обогащаясь» разнообразными примесями, как правило, вредными для человека и окружающей среды:

  • бытовые стоки включают в себя остатки моющих, чистящих средств, грубодисперсные примеси, нерастворимые волокна;
  • промышленные воды могут содержать такие вещества как фенол, соли меди/свинца и прочие примеси.

Просто сбрасывать сточные воды в реки или озера не выход из ситуации, во-первых, это запрещено законом, а во-вторых, гораздо перспективнее организовать на предприятии замкнутый цикл. То есть отводить загрязненную воду в очистные сооружения, удалять примеси и заново пускать ее в производственный процесс.

Пример организации замкнутого цикла

Обработка осадков

В процессе переработки хозбытовых стоков, в первичных отстойниках происходит выделение первичного осадка, после аэротенков, во вторичных отстойниках выделяется активный ил.

Переработка и последующая утилизация образующихся осадков – одна из наиболее серьезных задач канализации. Сложность задачи определяется их большим объемом и свойствами. Ка кправило, осадки – это труднофильтруемые суспензии органического происхождения. Объем их, в зависимости от состава и технологической схемы, составляет 0,5 – 10 % от расхода поступающего на очистные комплексы. Их влажность составляет 90 – 99 %, большая часть влаги находится в связанном состоянии. Содержащиеся в них бактерии и гельминты требуют проведения серьезного обеззараживания перед дальнейшим использованием.

Переработка и последующая утилизация образующихся осадков – одна из наиболее серьезных задач канализации.Основные задачи – сокращение влажности, стабилизация, обеззараживание.

Для перевода основной части органики в минеральную форму, используют метановое сбраживание и аэробную стабилизацию. Метановое сбраживание производится в метантенках, где под действием высокой температуры происходит минерализация осадка, при этом выделяется газ – метан, который также можно использовать на очистных сооружениях для собственных нужд. Сложность заключается в загрязненности газа примесями. При сбраживании, кроме минерализации, решается вопрос обеззараживание.

Аэробная стабилизация применяется для минерализации активного или. Процесс представляет собой активную аэрацию ила в сооружениях аналогичных аэротенкам. Следующим этапом переработки осадков является их обезвоживание. Для обезвоживания используют естественные методы (подсушивание на иловых площадках) и механические (на ленточных или камерных фильтр-прессах, центрифугах, вакуум-фильтрах). Перед обезвоживанием, для перевода влаги из связанной формы в свободную, обрабатывают реагентами или флокулянтами. Обезвоженный осадок влажностью 70 – 80 % (зависит от способа обезвоживания), подается на дальнейшую переработку – обеззараживание – в основном термическими методами.

После дезинфекции осадок пригоден к использованию в качестве ценного удобрения.

Виды загрязнений предприятий промышленности

Важная характеристика примесей, попадающих в воду, — растворимость:

  • Часть из них образуют истинные растворы, в которых размеры частиц инородных веществ не превышают 1 нм.
  • Другие формируют коллоидные системы с более крупными крупицами. Их диаметр может достигать полмиллиона нанометров.
  • Третьи не растворяются в воде совсем, образуют гетерогенные системы с примесями во взвешенном состоянии.

Состояние водного потока имеет принципиальное значение для выбора правильных походов к его очистке.

Интересно. Для стоков с большим количеством нерастворимых загрязнений определяющим этапом является механическое разделение.

Состав примесей также принципиально различается. Инородные вещества имеют следующий характер:

  • неорганический (минеральные компоненты);
  • органический (угеродсодержащие соединения);
  • биологический (микроорганизмы, вирусы, часть грибков).

На предприятиях по производству кожи, шерсти, витаминов, некоторых лекарственных препаратов в стоках преобладают биологические загрязнители; в горнорудных комплексах – минеральные компоненты.

Степень агрессивности стоков варьируется от сильной (концентрированные кислоты и основные вещества) до нулевой.

Эффект

Метод обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 65%, а иногда и на 90%, применяется преимущественно в качестве предварительной очистки.

Этап механической очистки воды является необходимым для:7

  • предварительной очистки при подготовке питьевой воды;
  • предварительной очистки при подготовке воды очищенной и воды для инъекций;
  • приготовления технической воды из сточных вод;
  • обеспечения условий сброса сточных вод;
  • соответствия производственным требованиям к воде, необходимым для обеспечения конкретного технологического процесса;
  • обеспечения работоспособности оборудования (бытовой и промышленной техники), предотвращения засорений и поломок.

В зависимости от характера примесей и предназначения воды ее подготовку ведут несколькими способами.

Маханическая очистка водопроводной воды

Исходная вода с помощью насоса подается на фильтрующие элементы различных конструкций, которые осуществляют очистку от механических частиц в зависимости от их размера.

Механический способ

Механическая очистка от нефтепродуктов проводится в комплексе с другими способами.

Исключения составляют случаи, когда механически очищенные стоки пригодны для повторного технологического использования.

Для механической очистки стоков от нефтепродуктов используются методы:

  • отстаивания;
  • удаления нефтепродуктов с помощью центробежного ускорения;
  • механической фильтрации.

При использовании этих методов в среднем удается отделить до 65% твердых частиц нефтепродуктов.

Стадия отстаивания

Во время отстаивания органические частицы с плотностью большей, чем плотность воды, опускаются вниз, а частицы с меньшей плотностью поднимаются на поверхность.

Такой принцип работы характерен для:

  • песколовок;
  • мазутоловок;
  • бензоловок.

Конструктивно бывают отстойники статического и динамического типов. В первом случае процесс очистки происходит путем выдерживания стоков в спокойном состоянии в течение от нескольких часов до суток.

В динамическом отстойнике отделение твердых частиц нефтепродуктов происходит в движущемся потоке. На практике применяются динамические отстойники горизонтального и вертикального видов.

Процесс центрифугирования

Центрифугирование или удаление производных нефти с использованием принципа центробежного ускорения основывается на применении гидроциклонов.

Водный поток под давлением направляется в аппарат.

Воздействия центробежных сил вызывает оседание твердых составляющих нефтепродуктов, а очищенная вода выводится через отводную трубу.

Внимание! Коэффициент полезного действия при таком способе очистки составляет до 70%.

Механическая фильтрация

Способ эффективный при необходимости устранения вязких частичек нефти небольших размеров. С этой целью используются материалы зернистой, пористой текстуры либо специальные сетки, так называемые тканевые фильтры.

Принцип действия данного метода основан на способности пористых материалов задерживать частицы углеводородной органики текучей консистенции.

Конструктивно такие фильтровальные станции представляют собой вращающиеся барабаны диаметром до 3 м, с закрепленными в них фильтрующими экранами. Стоки поступают внутрь установки, проходят сквозь фильтрующие элементы, и передаются на следующую стадию очистки.

Еще один метод фильтрации – применение фильтрующих элементов каркасного типа.

Рабочим наполнителем фильтра служат:

  • речной песок;
  • антрацитный уголь;
  • керамзитовые окатыши разных калибров;
  • шлаки, в виде отходов металлургического производства;
  • различные синтетические материалы, например пенополистирол.

Виды

Классификация вод, которые принято называть сточными, производится согласно принятым в соответствующих ГОСТах нормам, разделяющим их на:

бытовые, то есть стоки водоотведения из квартиры и дома. Эти виды отходов представляют серьезную опасность, поскольку содержат в своем составе органику, являющуюся питательной средой для различных бактерий патогенного типа. Поэтому хозяйственно-бытовые стоки, содержащие  органические отходы, подлежат обязательной дезинфекции;

Откуда происходят стоки бытового типа

  • производственные, их сбрасывают заводы или другие объекты, где промышленные технологии требуют использование воды;
  • природные (дождевые), к их образованию имеют отношение атмосферные осадки. Данный вид вод также относится к сточному типу, утилизация осадков выполняется через ливневые канализации. При этом допускается их непосредственный сброс в водоемы.

Дождевые стоки

Декларация о составе сточных вод

Подавать декларацию о свойствах и составе сточных вод требуется в Водоканал города до 1 июля. Регламентируется данное правило:

  • ФЗ №416 – «О водоснабжении и водоотведении»;
  • ФЗ №644 – «Правила холодного водоснабжения и водоотведения».

Декларация о свойствах и составе сточных вод введена для выявления физических качеств стоковых вод. Важна для характеристики степени отрицательного влияния на водные объекты (природные ресурсы и центральную систему водоотведения). С помощью лицензированной лаборатории руководители организаций определяют фактические (реальные) концентрации загрязняющих веществ и показатели свойств в спускаемой воде. Для анализа берут 3 образца с каждого канализационного спуска за последние 5 лет.

Заполнять форму декларации о составе и свойствах сточных вод требуется следующим абонентам (на основании п. 124 части VIII ППРФ № 644):

  • лица, осуществляющие производство, переработку товаров;
  • лица, самостоятельно спускающие воду в систему централизованного водоотведения;
  • при превышении объема более 30 м3 по всем точкам спуска.

Декларация становится неактуальной в ситуациях, прописанных в п.п.38,39 ППРФ от 29.07.2013г. №645, что требует повторной подачи:

  • установление новых нормативов разрешенного сброса;
  • введение дополнительных технологий, приведших к изменению состава и природных свойств воды;
  • выявление сверхнормативного выведения загрязняющих веществ.

Узнайте еще много нового:

Классификация сточных вод: хозяйственно-бытовые, промышленные, атмосферные

Методы анализа сточных вод: химический, микробиологический, токсикологический

Бытовые сточные воды: как образуются, состав, очистка

Классификация и методы очистки сточных вод

Производственные сточные воды: ПДК, состав и способы утилизации

Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию

Очистка сточных вод предприятий: методы и оценка эффективности

Виды химических загрязнителей природных вод и мирового океана

Аэробная и анаэробная биологическая очистка сточных вод

Морфологический и компонентный состав отходов

Методы обеззараживания и очистки сточных вод

ХПК и БПК сточных вод: определение, чем отличаются и как снизить?

Заключение

Биологическая очистка сточных вод – метод, основанный на возможностях микроорганизмов, при помощи которых можно перерабатывать органические и некоторые минеральные загрязнения.

Особенности процесса:

  • Происходит при участии аэробных и анаэробных бактерий;
  • Осуществляется в природных или искусственно созданных условиях;
  • Метод удаляет 98-99% загрязнений;
  • Промышленная очистка стоков проходит в аэро-, био-, метантенках;
  • На любом участке можно установить локальные очистные сооружения;
  • Для запуска и интенсификации процесса используются биопрепараты;
  • Отходы, образующиеся в результате процесса, экологически безопасные;
  • Когда к сточным водам предъявляются повышенные требования по химическому составу, они проходят доочистку.

Биологическая очистка – обязательный этап улучшения качества сточных вод. Соблюдение технологий делает процесс безопасным, высокоэффективным и даже полезным для окружающей среды.