Очистка сточных вод — методы и специальное оборудование. Методы очистки сточных вод — разбор трех основных способов переработки воды.

12.08.2018

Под очисткой стоков подразумевают их специальную обработку с целью удаления присутствующих в ней вредных веществ. На данный момент разработано и используется достаточно много методов очистки. Выбор в пользу того или иного способа очистки сточных вод напрямую зависит от особенностей загрязнений и целого перечня условий. Кратко рассмотрим каждый из перечисленных методов.

Суть механического метода очистки сточных вод заключается в том, что из загрязненных стоков посредством механической фильтрации исключаются всевозможные примеси. Различного рода частицы задерживаются специальными мелкими решетками, ситами, бензоуловителями и прочими очистными элементами. Посредством механических систем очистки удаляется до 70% загрязнений.

Суть химического метода заключается в том, что в сточные воды подаются специфические химические вещества, которые воздействуют на загрязнения, что приводит к их осаждению в виде осадков. С помощью таких систем очистки сточных вод обеспечивается снижение показателя нерастворимых примесей до 95%. Данный метод считается одним из самых эффективных среди всех существующих.

Суть биологического метода заключается в использовании для очистки биохимического и физиологического принципов самоочищения природных водоемов. Основную роль в промышленных биологических очистных системах играют бактерии, которые добавляются в стоки и которые производят их очистку. Схема биологической очистки показана на фото.

Суть физико-химического метода очистки сточных вод заключается в удалении из них тонкодисперсных веществ и в разрушении плохо окисляемых соединений. В большинстве современных промышленных физико-химических очистных установках и оборудовании используются такие методы очистки сточных вод как сорбция, коагуляция и экстракция.

Рассмотрим каждый метод очистки и каждую систему очистки более подробно.

Биологическая очистка сточных вод

Как уже упоминалось в основе данного метода очистки лежит способность определенных микроорганизмов минерализовать органические вещества. Именно по такой системе очистки осуществляется природное самоочищение в водоемах и реках. Для ускорения очистки таким методом в биологических установках и оборудовании используются специальные бактерии, которые и ускоряют процесс биологической очистки и повышают его эффективность.

При биологическом методе используют аэробные и анаэробные микроорганизмы.

Аэробные бактерии существуют только в среде, где присутствует кислород. Под влиянием таких бактерий осуществляется полное разрушение органических веществ до углекислого газа и воды. Самостоятельно аэробный метод при биологической очистке используется редко: как правило он применяется совместно с анаэробным методом очистки.
Анаэробные бактерии при биологической очистке могут существовать в среде, в которой отсутствует кислород. Обычно анаэробные системы очистки используют в условиях высокой концентрации органики, которая превышает допустимый уровень для аэробных микроорганизмов. При этом в случае невысокого уровня содержания органических веществ анаэробный метод очистки малоэффективен. Именно поэтому в большинстве систем очистки после очистки анаэробными микроорганизмами производят дополнительную очистку аэробными бактериями.

Принцип технологии биологической очистки детально рассмотрен в видео ниже.

Механическая

Механический метод очистки применяют для отделения из сточных вод достаточно больших загрязнений путем процеживания или фильтрации. Основные особенности метода механической очистки следующие:

Для удаления крупнофракционных веществ применяют способ процеживания стоков через решетки и всевозможные сита.
Для исключения из стоков веществ с большей/меньшей плотностью частиц (в сравнении с водой) применяется метод отстаивания. При способе отстаивания самые легкие соединения всплывают на поверхность, а самые тяжелые выпадают в осадок.
Для удаления различных минеральных загрязнений используется метод осаждения с применением специальных систем отстойников. Фото отстойников показано ниже.
Для удаления легких по сравнению с водой веществ (масла, нефть, жиры), которые при очистке всплывают на ее поверхность, используют специальные очистные установки – маслоулавливатели, нефтеулавливатели и т.д. В большинстве своем такой метод и такое оборудование применяются для очистки промышленных сточных вод.

Чаще всего методы механической очистки и оборудование для механической очистки используются при очистке промышленных сточных вод. Во всех иных случаях механическое очищение применяется в качестве начальной очистки перед осуществлением биологической обработки.

Технология механического очищения стоков детально рассмотрена в видео:

Химическая

Химические системы очистки сточных вод подразумевают использование для удаления загрязнений специальных химических веществ. В частности используют хлор, известь, соляную кислоту.

Химическая очистка сточных вод выполняется в несколько этапов:

Нейтрализация загрязнений. Данный метод предполагает смешивание кислотосодержащих стоков с щелочными и последующую фильтрацию посредством соответствующих веществ. При этом в технологии нейтрализации кислых вод применяют доломит, цемент, аммиачную воду.

Окисление. Окисление производится для обеззараживания загрязнений в процессе очистки сточных вод. В качестве окислителей используют хлорат натрия, озон, сжиженный хлор и т.д. Следует отметить, что наиболее эффективный окислитель – фтор. Однако на станциях и в системах применяется он достаточно редко, поскольку является довольно агрессивным химическим веществом. Наиболее распространенным окислителем, применяемым в промышленных установках и системах химической очистки сточных вод, является хлор.

Химическая очистка сточных вод подробно рассмотрена в видео.

Физико-химические методы очистки

Данный метод очистки может использоваться как самостоятельно, так и совместно с другими методами и технологиями – химической, механической и биологической очисткой.

К наиболее распространенным методам физико-химического очищения сточных вод можно отнести коагуляцию, ионный обмен, флотацию. Рассмотрим каждый из данных методов более детально:

Метод коагуляции предполагает подготовку специальных растворов, содержащих в своем составе флокулянты и коагулянты. Такие растворы добавляют в установку со сточными водами. В результате реакции из загрязнений образуются хлопья, которые впоследствии удаляются системой механической обработки.
Метод ионной очистки предполагает отбор из специального раствора электролита ионов в обмен на такое же количество ионов ионита. Такой метод очистки сточных вод является обратимым и может использоваться не только для очистки сточных вод, но и в оборудовании и установках, предназначенных для смягчения воды.
Метод флотации предполагает подачу в сточную воду воздушных пузырей. При этом загрязняющие частицы прилипают к этим пузырям, что приводит к образованию на поверхности пены. В случае если загрязняющие частицы вследствие своих свойств не прилипают к пузырям, то в очистную систему добавляют специальные реагенты. В последующем пена с загрязняющими веществами удаляется механическим способом. Фото пенной субстанции показано ниже.

Оборудование для очистки методом флотации применяется чаще всего в промышленных и производственных предприятиях, занимающихся переработкой нефтепродуктов. Фото системы флотации сточных вод.

Технология физико-химического удаления загрязнений рассмотрена в видео ниже.

Оборудование для очистки сточных вод

Для максимальной наглядности рассмотрим современные системы, оборудование и установки, используемые для очистки производственных и бытовых канализационных стоков.

Насосная станция для канализации

Такая станция предназначена и используется для перекачки сточных вод в случаях, когда не возможна их транспортировка самотеком. В зависимости от требований и условий работы промышленные насосные станции для откачки канализационных стоков могут быть самовсасывающими или погружными. Фото насосной станции представлено ниже.

Станция для механической очистки сточных вод

Система предназначена для начальной обработки сточных вод от загрязнений путем их осаждения. Основным конструктивным элементом большинства промышленных станций механической очистки является пескоотделитель. Именно с помощью этой системы производится очищение сточных вод от крупнодисперснных загрязняющих веществ. Фото промышленной установки для очистки сточных вод механическим путем показано ниже.

Система жироулавливания

Система жироулавливания предназначена для выделения из сточных вод жиров разного происхождения. Жироулавливатель является обязательным оборудованием канализационной системы, поскольку скапливание жиров существенно снижает пропускную способность всей системы. Системы жироулавливания применяются при очистке промышленных загрязненных вод. Система жироулавливания отображена на фото ниже.

Станция биологической очистки сточных вод

Такая станция являет собой некую емкость квадратной формы, выполненную из нержавеющего стального сплава или стеклопластика. Принцип работы такой системы базируется на использовании определенных микроорганизмов и чередовании аэрируемых зон с рециркуляцией ила. Данный метод и такие системы находят широкое распространение при организации бытовых, непроизводственных канализационных систем. Фото промышленной станции биологического очищения сточных вод отображено ниже.

Оборудование для биологической очистки может быть заглубляемого или наземного исполнения. В промышленности, как правило, используются подземные установки биологической очистки. Наземные станции биологической очистки применяются, если подземная установка невозможна или необходимо получить мобильное очистное сооружение сточных вод. Фото мобильной станции очистки показано ниже.

Следует отметить: очень часто станцию биологической очистки называют аэротенком. Такое название установка биологической очистки получила вследствие использования в ней технологии очистки посредством аэробных бактерий. Фото аэротенка отображено ниже.

Станция химической очистки стоков

Станции, в которых используется химическая технология очистки сточных вод, предназначены преимущественно для построения систем очистки на больших производствах. При этом следует отметить, что универсальных промышленных установок для подобной очистки стоков, как и универсальных технологий очистки, не существует. В каждом определенном случае требуется определенная станция, которая рассчитана для осуществления химической очистки тех или иных загрязнений и использует в своей работе соответствующий метод очистки. В случае если одной только системой химического очищения ограничиться нельзя такая технология используется в комплексе с механической или физико-химической очисткой сточных вод.

Фото станции химической очистки показано ниже.

Мембранный очиститель

Данную систему можно назвать одной из самых совершенных среди всех существующих. Основным преимуществом такой станции является очистка сточных вод на молекулярном уровне. После прохождения через такую систему очищенная вода впоследствии может использоваться для тех или иных технологически-производственных процессов. Фото промышленного мембранного оборудования:

Установка очистки сточных вод

Рассмотрим детально наиболее распространенные варианты установок очистки сточных вод, которые применяются в бытовых очистных системах. Чаще всего при создании канализационных систем в частных домах используются установки биологической очистки стоков. Принцип действия такой системы заключается в следующем:

Начальная очистка стоков осуществляется в так называемом септике. Септик представляет собой специальную камеру, в которой осуществляется разложение органических загрязняющих веществ с помощью анаэробных бактерий. Разумеется, для обеспечения процесса брожения в септике исключается доступ кислорода. Фото септика отображено ниже.

Анаэробная технология очистки осуществляется путем гидролиза органических соединений на менее сложные частицы. С целью повышения эффективности анаэробной очистки используют специальное оборудование — биореактор, представляющий собой специальный наполнитель, который имеет соты с анаэробными бактериями. Благодаря этим сотам существенно повышается эффективность работы очистной установки. Фото биоректора отображено ниже.

Технология очистки сточных вод: видео

Для максимальной наглядности предлагаем вам посмотреть видео, в котором детально рассмотрена технология очищения сточных вод.

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленнобытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнениясложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода)

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

Одним из признаков благоустройства здания является наличие воды в доме, а там, где есть водопровод, обязательно должно быть водоотведение и очистка канализационных стоков. Там, где построены центральные системы канализации, проведение утилизации стоков – это забота Водоканала. А вот решение проблемы водоснабжения и утилизации сточных вод в частном доме – это, зачастую, забота хозяина.

Одним из серьезных источников загрязнения водоемов и грунтовых вод являются канализационные стоки. Конечно, сегодня уже нигде не сбрасывают загрязненные стоки просто на грунт или в реку. Стоки собирают и проводят их переработку в специальных установках. Рассмотрим, какие современные технологии очистки сточных вод могут быть использованы.

Что такое сточные воды?

Прежде чем будет разработана технологическая схема очистки сточных вод, необходимо разобраться, что именно планируется очищать. Сточной называется вода, которая была как-то загрязнена в процессе ее использования в производственных или бытовых нуждах.

Характер загрязнений сточных вод

Чтобы правильно подобрать оборудование для очистки сточных вод, необходимо знать характер их загрязнений. Выделяют следующие виды загрязнений, которые могут присутствовать в сточных водах:

Минеральные загрязнения. К этому типу загрязнений относят все типы примесей, которые имеют неорганическое происхождение. Это могут быть частицы грунта, различные соли и другие неорганические химические соединения.
Органические. К органическим примесям относят стоки, в составе которых присутствуют остатки растительного и животного происхождения. К этой же группе примесей относят загрязнения, в состав которых входят различные органические химические соединения, в том числе и полимерные.

Биологические. К разряду биологических загрязнений относят содержание в стоках различных микроорганизмов, для которых сточная вода является питательной средой.

Совет! Как правило, в стоках имеются все три составляющие в различных соотношениях. В обычных хозяйственно-бытовых стоках соотношение органических и минеральных примесей находится в соотношении 3 к 2. Состав и количество биологической составляющей зависит от наличия в окружающей среде микроорганизмов, а также от конкретного содержания стоков.

Нормативы очистки

Используемая технология очистки сточных вод должна обеспечивать необходимую степень переработки. Нужно сказать, что строгие нормативы существуют только в промышленности.

Причем регламентирует содержание каждого отдельного вещества в очищенной воде. К примеру, очистка сточных вод от железа должна быть произведена так, чтобы содержание этого вещества на выходе из установки не превышало 0,1 мг на литр.

Очистка бытовых сточных вод столь строго не регламентируется, однако владельцы частных домов и дач должны знать, что при сбросе неочищенных стоков на грунт и тем более в водоемы их могут привлечь к административной ответственности.

Совет! К настоящему моменту законодательно отрегулировано только предельно допустимое содержание различных веществ в стоках, сбрасываемых в водоем. Но при проверке контролирующие органы могут предъявить аналогичные требования в том случае, если стоки сбрасываются на рельеф (в овраг, канаву, прокопанную с уклоном и пр.).

Мотивируется такой подход теми соображениями, что при сбросе на рельеф, стоки все равно рано или поздно попадут в водоем. При сбросе на грунт столь строгих требований нет, но поскольку в этом случае, может в первую очередь пострадать экология собственного участка, владелец должен быть сам заинтересован обеспечить высокую степень чистоты воды на выходе из установки.

Способы очистки бытовых стоков

Рассмотрим, какие способы очистки сточных вод применяют для коттеджа или на даче. Современные установки и фильтры для очистки сточных вод позволяют добиться такой степени фильтрации, что воду можно использовать повторно.

Конечно, не в качестве питьевой, а для использования в хозяйстве. Например, для полива сада, мытья дорожек и пр. В установках, используемых на даче или для коттеджа, применяют следующие методы очистки:

Механический (фильтрация, отстаивание).
Биологический (переработка стоков бактериями).
Физико-химический (коагуляция, адсорбция и пр.) и химический (за счет добавления различных химических веществ).

Рассмотрим их подробнее.

Механический метод

Механическая очистка сточных вод, в большинстве случаев, применяется на начальном этапе мероприятий по фильтрации стоков, а вот дачная канализация может использовать этот метод, как основной. Основная ее цель – отделение крупнодисперсных включений. Это можно сделать путем установки фильтров или используя отстойники.

Совет! Эффективность очистки сточных вод механическим методом невысока, уровень фильтрации составляет 60-70%. Отстаивание широко применяется и при переработке промышленных стоков. Именно при помощи механических методов удается удалить большую часть нефтепродуктов из сточных вод, поэтому данный способ широко используется на нефтеперерабатывающих предприятиях и автомойках.

Кроме того, механические способы проведения очистки являются самыми простыми и дешевыми. Существует три основных метода:

Отстаивание;
Фильтрование;
Процеживание.

Механическим методом производится очистка ливневых сточных вод, так как в них содержится в основном только крупный мусор – частицы грунта, листья, ветки и пр. Как правило, в системах ливневой канализации устанавливаются так называемые пескоулавливатели – система отстойников, не допускающая попадание мусора в систему.

Биологический метод

В большинстве случаев очистка хозяйственно-бытовых сточных вод производится с использованием биологических методов. Этот способ основан на природной способности среды самоочищаться. Сегодня используется несколько типов установок для биологической очистки стоков:

Биофильтр. Функционируют биофильтры для очистки сточных вод так: вода просачивается через слой материала крупнозернистой фракции (например, песка или щебня), покрытого тонкой пленкой из бактерий. По этому принципу работают такие установки местной канализации, как фильтрующие колодцы или поле аэрации. В биофильтрах может использоваться аэробная и анаэробная очистка сточных вод одновременно.
Биопруды. Биологическими прудами называют естественные или искусственно созданные водоемы, в которых осуществляется очищение сточных вод под действием естественных биологических процессов.
Аэротенки – это закрытые резервуары для биологического очищения сточных вод, в которых принудительно подается кислород. Используются аэротенки в станциях глубокой очистки, которые обеспечивает полный цикл фильтрации стоков, то есть, внутри используется комплекс методов. Основные стадии очистки сточных вод: предварительное отстаивание и смешивание с активным илом. Активный ил – это симбиоз бактерий и других микроорганизмов, которые способствуют разложению органики. Далее следует аэробная очистка сточных вод: стоки поступают в аэротенки, где активный ил осуществляет фильтрацию стоков. На следующем этапе вода, содержащая активный ил, покидает аэротенки и направляется на дополнительное отстаивание, где и осаждается активный ил. После этого вода подается на вывод.

Совет! Периодически аэротенки нужно будет очищать, окачивая активный ил. Откаченную субстанцию можно использовать для удобрения посадок на даче.

Мембранная очистка сточных вод. Используется мембранный биореактор для очистки бытовых стоков в промышленных системах канализации. Фильтрация с применением мембран позволяет удалить даже мельчайшие взвеси.

Физико-химические и химические методы

Бытовая, то есть предназначенная для обслуживания жилья, схема очистки сточных вод редко включает в себя физико-химические и химические способы переработки стоков, а вот при строительстве промышленных сооружений биохимическая очистка сточных вод применяется достаточно широко.

К примеру, метод коагуляции позволяет повысить эффективность процессов осаждения, поскольку способствует «слипанию» мельчайших частиц в более крупные соединения. Эффективно действует и метод адсорбции, позволяющий отделить большую часть вредных включений, содержащихся в стоках.

Адсорбционная очистка применяется для извлечения определённых веществ в качестве вспомогательного способа. Используя адсорбенты, можно эффективно очистить воду от примесей удобрений, ПАВ, красителей и пр.

Химическими типами очищения считается обеззараживание первично очищенных вод путем обработки хлором, перманганатом калия или другими веществами, способными уничтожать патогенные включения.

Как выбирать очистное сооружение?

Если выбирается установка очистки, следует руководствоваться следующими критериями:

Надежность и долговечность. В идеале, ресурс очистного сооружения должен быть сравним со сроком службы здания.
Простота эксплуатации. Хорошая установка требует минимума обслуживания.
Качество очистки. Выбранное сооружение должно обеспечивать высокую степень очистки стоков.
Соответствующая производительность. Выбранная установка должна быть способна качественно переработать то количество стоков, которое образуется в доме.

Итак, очистка бытовых сточных вод – это обязательное мероприятие при постройке жилого объекта с системой канализации. Для переработки стоков могут быть использованы различные виды очистки, их выбор осуществляется в зависимости от характера загрязнения сточных вод.

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

Поэтому на очистных сооружениях применяют целый набор приемов, каждый из которых ориентирован на работу с той или иной группой веществ.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

Механические.
Химические.
Биологические и биохимические.
Физико-химические.

Каждая из перечисленных технологий очистки включает в себя несколько ступеней, требующих применения определенных технических устройств, химикатов и биологически активных препаратов.

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Химические методы очистки сточных вод

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

Обеззараживание очищенной воды осуществляют при помощи газообразного хлора или хлорной извести.

Биохимические

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

аэротенки;
биофильтры;
аэрофильтры.

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Согласно СанПиН, санитарные зоны должны быть организованы на всех водопроводов в целью сохранения водных ресурсов. Что такое и какие требования предъявляются по защите источников водозабора, читайте далее.

Как сделать песчаный фильтр для бассейна своими руками, читайте .

А в этой статье вы можете ознакомиться с методами очистки воды от железа. А также вы узнаете, как определить наличие железа в воде.

Биологические

Для переработки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. От биохимического он отличается только отсутствием химикатов.

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.

Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

Физико-химические методы очистки

Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.

Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.

Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Здоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают . Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в материале.

Механические и физические методы

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители). Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

Гравитационный отстойник

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Процеживание

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Фильтрование

Метод аналогичен процеживанию, но направлен на удаление примесей более мелких фракций.

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

Видео на тему

Сточные воды подвергают очистке различными способами: механической, химической, механохимической, физико-химической и биохимической (или биологической).

Механическую очистку применяют для удаления из сточных вод взвешенных веществ и частично загрязнений, находящихся в коллоидном состоянии. Для механической очистки используют решетки, песколовки, отстойники, жироловки, нефтеловушки, маслоотделители, гидроциклоны, фильтры и другие сооружения. Решетки служат для улавливания крупных загрязнений (тряпья, мочалы, бумаги и др.), песколовки - для улавливания нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.), отстойники - для очистки сточных вод от взвешенных веществ.

Под действием силы тяжести частицы, удельный вес которых больше удельного веса воды, выпадают на дно сооружений, образуя осадок. В то же время частицы, удельный вес которых меньше удельного веса воды (жиры, масла, нефть), всплывают на поверхность. Осадок и всплывшие загрязнения удаляют из сооружений и направляют на обработку.

Решетки, песколовки и отстойники являются непременными составными частями комплекса сооружений, применяемых для очистки бытовых сточных вод.

Для очистки производственных сточных вод от большого количества жиров, нефти и масел используют жироловки, нефтеловушки и маслоотделители. Эти сооружения аналогичны отстойникам, но имеют оборудование для удаления большого количества всплывающих загрязнений. Одновременно они служат и для очистки воды от оседающих веществ.

Для очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, имеющих большой удельный вес (минеральные загрязнения), могут применяться гидроциклоны. Корпус их имеет цилиндроконическую форму. Вода подводится к корпусу аппарата по касательной с большими скоростями. Выделение взвесей происходит под действием центробежной силы. Для очистки производственных сточных вод от мелкодисперсных взвешенных веществ используют тканевые, сетчатые или песчаные фильтры.

Химическая очистка заключается в выделении из сточных вод загрязнений путем проведения реакций между ними и вводимыми в воду реагентами. Такими реакциями являются реакции окисления и восстановления, реакции образования соединений, выпадающих в осадок, и реакции, сопровождающиеся газовыделением. Химическая очистка применяется для очистки только некоторых производственных сточных вод.

Механохимическую очистку применяют для выделения из сточных вод нерастворенных загрязнений. Сущность ее состоит в том, что в воду добавляют коагулянты, которые способствуют удалению из нее загрязнений в процессе ее механической очистки.

К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся сорбция, экстракция, эвапорация, коагуляция, флотация, электролиз, ионный обмен, кристаллизация и др.

Биохимическая (биологическая) очистка заключается в окислении остающихся в воде после механической очистки органических загрязнений с помощью микроорганизмов, способных в процессе своей жизнедеятельности осуществлять минерализацию органических веществ. Биохимическая очистка сточных вод может происходить в условиях, близких к естественным (поля орошения поля фильтрации и биологические пруды), и в искусственно созданных условиях (биологические фильтры и аэротенки).

Поля орошения, биоплато и поля фильтрации представляют собой специально подготовленные и спланированные земельные участки, которые периодически заливаются сточными водами. В верхнем слое земли или щебня развивается микробиальная жизнь. Образующаяся на частицах земли, щебня биологическая пленка из микроорганизмов адсорбирует и минерализует органические вещества. Кислород, необходимый для жизнедеятельности микроорганизмов, проникает в почву из воздуха или через корни растений, например, камыша, тростника. Поля орошения используются одновременно для очистки сточных вод и для агрикультурных целей (для выращивания сельскохозяйственных культур) и разделяются на коммунальные и сельскохозяйственные поля орошения. Поля фильтрации служат только для очистки сточных вод. В биологических прудах очистка сточных вод осуществляется также микроорганизмами-минерализаторами, а кислород, необходимый для их жизнедеятельности, поступает из воздуха через поверхность воды в водоеме.

Очистка сточных вод на полях орошения, биоплато и полях фильтрации происходит довольно медленно. Значительно интенсивнее осуществляется она на биологических фильтрах и в аэротенках.

Для обеззараживания (дезинфекции) сточных вод их подвергают обработке хлорной известью или хлором.

Для контакта хлорной извести или хлора с водой сооружают контактные резервуары, конструкция которых аналогична конструкции отстойников.

Обработка осадка, образующегося в процессе очистки сточных вод, заключается в сбраживании (перегнивании), обезвоживании и сушке. Сбраживание - биохимический процесс разложения твердой фазы осадка под действием анаэробных микроорганизмов без доступа кислорода. В процессе сбраживания разлагается до 30-40% органических веществ. Осадок теряет способность загнивать. При малых расходах сточных вод - до 10000м 3 /сутки - сооружения для сбраживания осадка совмещаются с отстойниками. К таким совмещенным сооружениям относятся септики и двухъярусные отстойники. При значительных расходах сточных вод - более 10000 м 3 / сутки - для сбраживания осадка применяют самостоятельные сооружения - метантенки. Обезвоживают осадок или на иловых площадках, или механическим способом на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах или центрифугах. В ряде случаев осадок подвергают термической сушке.

Осадки бытовых и производственных сточных вод в некоторых отраслях промышленности являются хорошим удобрением и используются в сельском хозяйстве.