Группы методов очистки сточных вод

ление и очистка от загрязнений. Разбавление не ликвидирует воздействия сточных вод, а лишь ослабляет его на локальном участке водоема. Основной путь – очистка сточных вод от загряз-нений. Методы очистки производственных и бытовых вод подразде-ляются на следующие группы:

• механические;

• физико-химические;

• химические;

• биологические;

• термические.

По своей сути эти методы могут быть рекуперационными и деструктивными. Первые предусматривают извлечение из сточ-ных вод всех ценных веществ и последующую их переработку, а вторые – разрушение загрязняющих веществ путем их окисле-ния или восстановления, в результате чего образуются газы или осадки.

7. Основные методы механической очистки сточных вод Перед подачей вод на механическую очистку их могут на-правлять в устройства, регулирующие состав и расход сточных вод. Это обусловлено тем, что состав и объем сточных вод (в ре-зультате залповых выбросов), особенно для промышленных пред-приятий, значительно изменяется в течение суток. К таким устрой-ствам относят усреднители, которые либо дифференци-руют поток сточных вод, либо интенсивно перемешивают отдельные потоки. В конст-руктивном отношении усред-нители представляют собой железобетонные резервуары прямоугольного сечения, при этом в первом случае он со-стоит из 4…6 параллельно расположенных коридоров, в которые поступает сточная вода (рис. 3.4). Эффект ус-реднения достигается разным временем поступления от-дельных порций воды к сбор-ному диагональному лотку. При усреднении за счет перемешива ния сточные воды попадают в лоток, расположенный над резер-вуаром и оборудованный зубчатым водосливом для равномерного распределения воды по длине усреднителя. Перемешивание сточ-ных вод осуществляется с помощью насосов, мешалок или барбо-тиров. Общий объем усреднителей зависит от состава и режима отведения сточных вод и обычно соответствует 4…12-часовому их притоку. Механической очистки вод достаточно только при промыш-ленном оборотном водоснабжении некоторых производств. В большинстве случаев она лишь подготавливает сточные воды к обработке другими методами. При этом загрязненные воды освет-ляются на 30…60%, что облегчает работу сооружений по даль-нейшей очистке. Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Для удаления взвешенных частиц используют гидромеханические про-цессы (периодические и непрерывные) процеживания, отстаивания (гравитационное и центробежное), а также фильтрование. Выбор метода зависит от размера, физико-химических свойств и концен-трации взвешенных частиц, расхода сточных вод и необходимой степени очистки.

Процеживание – первичная стадия обработки сточных вод для извлечения из них крупных нерастворимых примесей, а также бо-лее мелких волокнистых фракций, которые в процессе дальнейшей обработки стоков препятствуют нормальной работе очистного оборудования. Для этого сточные воды пропускают через решетки (сита) и волокноуловители, которые устанавливают перед отстой-никами.

Отстаивание гравитационное – удаление из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, а под воздействием выталкивающих сил всплывают на поверхность. Очистку сточных вод отстаивани-ем осуществляют в песколовках, отстойниках, осветлителях и нефтеуловителях.

Центрифугирование – процесс очистки сточных вод в гидро-циклонах, которые по своей конструкции могут быть открытыми (безнапорными) и напорными (рис. 3.9). Принцип их действия ос-нован на сепарации частиц твердой фазы во вращающемся потоке жидкости. Преимущества гидроциклонов заключаются в высокой удельной производительности, сравнительно низких капитальных затратах на строительство, компактности и возможности автома-тизации их работы.

8. Основные методы физико-химической очистки сточных вод (перечислить)Эти методы используют для удаления из сточных вод тонко-дисперсных взвешенных частиц (твердых и жидких), растворимых газов, минеральных и органических веществ. Они применяются как самостоятельные, так и в сочетании с механическими и биоло-гическими методами. В последние годы область их применения расширяется, причем они наиболее эффективны при локальной очистке сточных вод промышленных предприятий.

10. Механизмы коагуляции и флокуляции Коагуляция – процесс укрупнения дисперсных частиц в ре-зультате их взаимодействия с коагулянтами, которые в воде обра-зуют хлопья гидроксидов металлов. Хлопья, обладая способно-стью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегиро-вать их, быстро оседают под действием силы тяжести на дно ре-зервуара. В качестве коагулянтов обычно используют соли алю-миния, железа или их смеси. Часто процессу коагуляции сопутствует флокуляция – процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду вы-сокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. При этом процесс образования хлопьев гидроксидов алюминия и желе-за интенсифицируется для повышения скорости их осаждения. Та-ким образом, введение флокулянтов в сточные воды позволяет, с одной стороны, снизить массу используемых коагулянтов, с дру-гой – уменьшить продолжительность процесса хлопьеобразования и повысить скорость их осаждения. Коагуляция наиболее эффективна для удаления из сточных вод эмульгированных веществ и тонкодисперсных частиц размером 1…100 мкм. Эффективность очистки может достигать 0,9…0,95. Чаще всего в качестве коагулянтов применяются сульфат алюминия, гидроксохлорид алюминия и хлорид железа. Их расход составляет 0,1…5 кг на кубометр сточных вод. Весьма перспективным методом очистки сточных вод гальва-нических и травильных отделений от хрома и других тяжелых ме-таллов, а также от цианов является электрокоагуляция – процесс образования нерастворимых гидроксидов в сточных водах при их прокачке через электрокоагулятор.

11. Виды флотационных методов, основной механизм флотацииРазличают следующие методы флотационной обработки сточ-ной воды: перенасыщение сточной воды воздухом, механическую и электрофлотацию.

Суть метода электрофлотации состоит в том, что в процессе электролиза воды выделяющиеся на электродах пузырьки газов (водорода и кислорода) сталкиваются со взвешенными частицами, прилипают к ним и «флотируют» их на поверхность жидкости. Основную роль в процессе флотации частиц выполняют, как пра-вило, пузырьки водорода, выделяющиеся с поверхности катода. Эффективность процесса флотационной очистки связана с количе-ством и размером пузырьков. Поскольку размер отрывающихся пузырьков зависит не только от краевого угла, но и от кривизны поверхности электродов, последние изготовляют в виде проволоч-ной сетки. При этом на размер пузырьков влияет толщина прово-локи: с ее увеличением размеры пузырьков, как правило, возрас-тают. Количество пузырьков зависит от плотности тока и материа-ла электродов. Электрофлотацию можно осуществлять либо с применением диафрагмы, либо без нее. Флотация применяется для очистки производственных сточ-ных вод, содержащих ПАВ, нефть, нефтепродукты, масла, волок-нистые частицы. Процесс флотации заключается в образовании в толще воды газовых пузырьков (чаще воздушных), прилипании частиц к поверхности раздела газовой и жидкой фаз, всплывании этих комплексов на поверхность обрабатываемой сточной жидко-сти и удалении образовавшегося пенного слоя. Адсорбцию применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очист-ки, а также в локальных установках, если эти вещества биологиче-ски не разлагаются или являются сильно токсичными при неболь-шой их концентрации. Адсорбционная очистка может быть реге-неративной, т.е. с извлечением вещества из адсорбента и его ути-лизацией, и деструктивной, при которой извлеченные из сточных

12. Механизм экстракции при очистке сточных водЭкстракция – способ разделения и извлечения из жидкости компонентов смеси. С помощью жидкостной экстракции очищают сточные воды от фенолов, масел, жирных кислот и др. Целесооб-разность ее использования для очистки сточных вод определяется концентрацией органических примесей в них. В общем случае экс-тракция выгоднее адсорбции при концентрациях примесей выше 3…4 г/л.

Очистка сточных вод экстракцией (рис. 3.11) состоит из трех стадий. Первая – интенсивное смешивание сточной воды с экстра-гентом (органическим растворителем), в результате чего образу-ются две жидкие фазы: экстракт, который содержит извлекаемое вещество и экстрагент, и рафинат, содержащий сточную воду и экстрагент. Вторая стадия – разделение экстракта и рафината, за-ключительная – регенерация экстрагента из экстракта и рафината. Для экстракции из сточных вод фенолов применяют простые и сложные эфиры, а нефтепродуктов – бензол. Эффективность экс-тракционных методов очистки сточных вод достигает 0,8…0,95.