X

10.12.2012

Очистка сточных вод: механический, химический и биологический способы

Внести лепту в решение проблемы питьевой воды на планете помогает очистка сточных вод, после которой вода может использоваться повторно. Процесс в промышленных масштабах предполагает работу огромных очистных сооружений с применением различных химических реагентов и микроорганизмов. В пределах отдельного частного домовладения обеззараживание стоков, фильтрация и получение на выходе относительно чистой воды тоже возможно благодаря автономным системам.

Очистные сооружения на предприятии

Очистные сооружения на предприятии

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

Пример организации замкнутого цикла

Способы очистки стоков

Удаление загрязнений может выполняться одним из следующих способов:

  • механическим;
  • химическим;
  • биологическим.

Довольно часто для получения эффективного результат один способ дополняется другим, в результате комбинации применяться могут механохимический способ или химико-биологический.

Расширенная классификация методов удаления загрязнений из стоков

Расширенная классификация методов удаления загрязнений из стоков

Для улучшения качества бытовых канализационных стоков, как правило, хватает механического очищения, которое заключается в отстаивании и фильтровании и биологического с использованием работы микроорганизмов. А вот на производстве не обойтись без химической очистки воды.

Механическая очистка

Это неотъемлемая процедура, через которую проходят бытовые стоки, и проводится она с помощью:

  • решеток (удаляются разнообразнейшие вещи – от ветоши, бытовых предметов до трупов бродячих животных);
  • песколовок – для нерастворенных минеральных веществ, шлака, песка;
  • отстойников, где оседают взвеси.

Очистка производственных стоков проходит с использованием разного рода жироловок, маслоотделителей и нефтеловушек. Для проходящей параллельно механической очистки используют сетчатые или песчаные фильтры.

На схеме – устройство простого фильтра

На схеме – устройство простого фильтра

Механическая очистка сточных вод может выполняться с применением мощных центрифуг. При вращении с высокой скоростью на твердые включения в воде действует значительная центробежная сила и они скапливаются у края вращающейся части гидроциклона. Затраты времени в десятки раз меньше, чем при простом отстаивании грязной воды.

Схема работы гидроциклона

Схема работы гидроциклона

В пищепроме, на НПЗ и в металлургии нужно быстро и эффективно очистить стоки с высоким уровнем загрязнения. Суть метода заключается в прохождении небольших пузырьков газа через стоки, по пути к их стенкам прилипают твердые включения и на поверхности скапливается пена. Такая очистка сточных вод от тяжелых вод позволяет достичь уровня очистки 90-95%.

Обратите внимание!
Флотация – дорогой способ очистки, но если в дальнейшем вода будет проходить через систему фильтров, то будет достигнута немалая экономия за счет того, что основная часть загрязнений уже удалена.

Несложная флотационная установка

Несложная флотационная установка

Химический способ

Используется для ограниченного количества производственных стоков и в его основе лежат реакции окисления и восстановления, выпадения в осадок и газовыделения.

Для осуществления этих реакций используются реагенты для очистки сточных вод из разряда:

  • окислителей – хлора, марганца, озона;
  • щелочей – извести, гидроксида натрия и соды;
  • кислот серной и соляной.

Выбор конкретного вещества для очистки стоков зависит от типа загрязнения. Например, если кислотность воды повышена, то понадобится нейтрализация, а значит пригодятся щелочные соединения. Нейтрализация считается завершенной, когда показатель рН будет находиться в диапазоне 6,5-8,5.

Так организована очистка на гальваническом производстве

Так организована очистка на гальваническом производстве

Операция окисления проводится при необходимости обеззаразить воду. Самыми распространенными и эффективными окислителями можно считать хлор, фтор, озон. Например, хлор позволяет не только обеззаразить воду, но и продезинфицировать внутреннюю поверхность труб.

Любая станция нейтрализации сточных вод использует для этого перечисленные реагенты. Также могут применяться и другие вещества для связывания загрязнений, которые потом выпадают в виде осадка на дно или скапливаются на поверхности в виде пены. Удаляются связанные загрязнения механическим способом.

Обратите внимание!
Любопытный факт – в некоторых городах для контроля качества воды могут использоваться обычные раки.
Их можно считать экспертами в области очистки воды, в некачественной они не будут жить.

Биологическая очистка

Длительность и безопасность этого процесса (вода уже прошла стадию механической очистки) позволяет проводить его в почти естественных условиях на специально оборудованных:

  • полях орошения, на которых попутно могут выращивать сельхозкультуры;
  • биоплато;
  • полях фильтрации, предназначенных только для этой цели.

Главным действующим лицом в данном случае являются микроорганизмы, которые попутно минерализуют органические остатки, а кислород, необходимый для их жизнедеятельности поступает из воздуха.

Основные этапы биоочистки

Основные этапы биоочистки

При механохимической очистке в воду добавляют коагулянты, способствующие слипанию твердых частиц, которые удаляются механическим путем.

Физико-химический способ включает в себя широкий спектр используемых процессов:

  • ионный обмен;
  • электролиз;
  • коагуляция;
  • кристаллизация и др.

Биологическое очищение стоков популярно в небольших домовладениях, а также в коттеджных поселках, где централизованная канализация отсутствует, а со стоками что-то делать нужно. Специальные установки включают в себя несколько последовательно расположенных камер, химические реагенты не используются.

Неплохое решение для частного дома

Неплохое решение для частного дома

Независимо от того, насколько загрязнены были сточные воды – очистка позволяет удалить 99,9% загрязнений и вода, после прохождения установки, может сбрасываться даже в пруды, предназначенные для разведения рыбы. Основная роль при таком способе очистки отводится бактериям, которые перерабатывают органическую часть загрязнений, нейтрализуют стоки, а твердые включения удаляются фильтрами.

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.

Обратите внимание!
ХПК сточных вод всегда будет больше, чем БПК.
Считается, что оптимальное соотношение БПК полн /ХПК должно находиться в диапазоне 0,4-0,75, при таком соотношении биологическая очистка будет проходить наиболее эффективно.

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

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

Один из вариантов организации процесса

Обратите внимание!
Приведенная схема позволяет даже сильно загрязненные стоки очистить на 95-99,9%.
Менее загрязненная вода может очищаться в 2-3 этапа с применением более простых и дешевых приемов.

Очистка стоков в домашних условиях

Очистка в домашних условиях – намного более простая задача, чем очистка производственных стоков. Вода загрязнена различным мусором, а также бытовой химией, более опасные вещества в ней практически не будут встречаться.

В случае с частным домом, если рядом нет централизованной системы водоотвода, придется заняться автономной канализацией.

Возможны такие способы решения проблемы стоков:

  • устройство сливной ямы. Яма роется достаточно глубокой, стенки выкладываются кирпичом (вместо этого можно установить бетонные кольца) и в нее выводится сливная труба. Сверху яму нужно будет накрыть крышкой и обеспечить вентиляцию, теплоизоляцию в холодное время года;
  • установить на участке септик или станцию биологической очистки.
Станция биоочистки в разрезе

Станция биоочистки в разрезе

Сливная яма по всем параметрам кроме стоимости сильно уступает септикам и станциям биоочистки. Стоки будут перерабатываться лишь частично, периодически придется заказывать услугу откачки, затем содержимое ямы все равно будет перерабатываться там же, где и стоки городской канализации.

Сливную яму, да и септик придется периодически очищать

Сливную яму, да и септик придется периодически очищать

Септики и станции биологической очистки позволяют достичь 99,99% степени очистки воды, так что канализация получается действительно автономной. Если очистка производственных сточных вод выполняется с применением всех типов очистки, то в станциях для частных домовладений упор делается на экологичность, поэтому применяется в основном биологический метод и механический.

Такая станция выглядит как цилиндр, разделенный на несколько секторов. Вода очищается в несколько этапов и на выходе получается настолько чистой, что может даже сбрасываться в пруды и реки.

Так выглядит станция биоочистки

Так выглядит станция биоочистки

Очистка стоков необходима перед сбросом их в водоемы, а на некоторых предприятиях и вовсе организован замкнутый цикл, при котором вода очищается и заново используется в производстве (такой подход распространен в металлургии). При этом важно правильно подобрать технологию очистки, например, очистка сточных вод от железа поможет сохранить металлические части оборудования.

На видео в статье рассматривается принцип работы станции очистки Alta Air Master Pro.

В комментариях вы можете уточнить технологию очистки сточных вод на производстве и » width=»640″ height=»360″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>

На видео в статье рассматривается принцип работы станции очистки Alta Air Master Pro.

В комментариях вы можете уточнить технологию очистки сточных вод на производстве и в быту.

загрузка...
загрузка...

Поделиться


Остались вопросы? Задайте их в нашей группе вконтакте

Please leave this field empty.

Задайте вопрос эксперту

Обязательно приложите ФОТОГРАФИЮ проблемы! Чем яснее проблема - тем проще ответить эксперту





Удалить

Удалить

Удалить

Удалить

Добавить файл

Ответ эксперта придет вам на почту. Обычно время ответа от 30 минут до 2 суток