Методы очистки сточных вод

Прежде чем отвести загрязненные жидкости с объекта, необходимо предусмотреть удаление вредных компонентов. Основательная очистка решает две задачи. Во-первых, снижает нагрузку на почву. Во-вторых, уменьшает попадание в подземные воды токсичных компонентов, тяжелых металлов. Разработаны различные методы очистки сточных вод. Между собой они различаются системами фильтрации, тонкостями применяемых технологий и оборудования.

Нюансы очистки

При помощи канализации удаляются отработанные жидкости, включающие промышленные отходы, бытовые отбросы, продукты таяния и атмосферные осадки. Кроме воды, стоки содержат загрязнения в виде фракций различной плотности и размеров, определяющих консистенцию жидкости. Перед тем как выбрать метод очистки, нужно изучить свойства стоков. Существуют три вида сточных вод:

• Поверхностные стоки включают атмосферные осадки, талые воды, собирающие пыль, копоть, следы масла, топлива и других химических соединений. В их числе соли, окислы металлов, выхлопные газы, выбросы ТЭЦ.
• Хозяйственно-бытовые жидкости содержат в основном биогенные загрязнители (фекалии, остатки пищи), которые собираются из сантехнического оборудования в канализационные трубы, далее текут в очистное сооружение. Главная опасность этого вида — болезнетворные бактерии.
• Производственные (промышленные) стоки представляют собой сложную жидкую среду, содержащую токсичные вещества, состав которых зависит от вида объекта (текстильные фабрики, заводы по переработке нефти, рыбы и мяса, целлюлозно-бумажные комбинаты и другие предприятия).

Методы и способы очистки

Сточные воды для других задач используются только после удаления загрязнений. Существует два вида борьбы с ними — одно- и многоступенчатая очистка. При выборе варианта учитываются три фактора:

1. Характер стоков, на каком производстве образовались, каково происхождение.
2. Тип компонентов.
3. План дальнейшего использования стоков, чтобы определить структуру: какую концентрацию допустимых загрязнений можно оставить. Например, техническую воду получают после удаления лишь 99 % твердых фракций, химических соединений.

Механический способ

Это метод применяется, если используемое оборудование не рассчитано на обработку сильно загрязненной жидкости, поэтому нужно снизить концентрацию твердых взвесей. Кроме того, механический способ будет главной очисткой, если осадок используется повторно для других задач. Другими словами, этот метод может применяться в качестве как основного, так и вспомогательного метода удаления загрязнений. В первом случае речь идет о твердых фракциях разного размера. Но чаще механическая очистка применяется в комбинации с другими способами:

1. Фильтры разных конструкций с различными размерами ячеек. Эти факторы определяют область эксплуатации, способность отделять загрязнения по величине и улавливать фракции бензина, масла, других несвязанных нефтепродуктов.
2. Песколовки.
3. Отстойники, отделяющие от воды вещества и фракции, собирающиеся на разных уровнях — чаще прямо на поверхности.

Химический способ

Очистка стоков с помощью реагентов применяется, когда нужно быстрое избавление от загрязнений без отстаивания или фильтрации жидкости. Кроме того, химический способ очистки дает нужный результат в сложных многоэтапных процессах отделения взвешенных веществ. Использование активных реагентов, способствует преобразованию, разрушению, разложению компонентов на более простые элементы.

Процесс часто сопровождается выпадением осадка в виде хлопьев, которые легче и рыхлее, чем изначальные твердые частицы. Такие взвеси проще уловить и удалить при помощи обычных фильтров, мелкоячеистых сеток.

Физико-химический способ

Комбинирование разных методов повышает качество очистки сточных вод. Технологии одновременного использования химических, физических способов отделяют и удаляют компоненты, не подверженные разрушению или окислению. В том числе соединения без углерода, органические, мелкодисперсные вещества.

Популярные способы:

1. Коагуляция и флокуляция способствует объединению мелких частиц в крупные образования, повышая продуктивность фильтров оборудования, очистных сооружений.
2. Озонирование — процесс образования озона из кислорода, сопровождающийся усовершенствованным окислением, уничтожающим микроорганизмы и органические соединения.
3. Ультразвук применяется для очистки твердых тел. Под воздействием волн в прочной основе образовываются акустические течения, радиационное давление, которые ускоряют отделение сложных загрязнений от поверхности.
4. Экстракция — это извлечение веществ из раствора. Различаются двух- и трехслойные переработки, с электрохимическим извлечением токсичных компонентов.
5. Сорбция — поглощение одного вещества другим. Метод используется для очистки нейтральных и агрессивных сред. Поглощение происходит за счет адсорбции и механического задержания в структуре сорбционного материала.
6. Ионообменныесмолы — это пористые неорганические соединения. Гранулы из нерастворимых субстанций взаимодействуют с ионами раствора, удаляя загрязняющие компоненты на молекулярном уровне.

Биологические способы

Для этого процесса необходимо участие аэробных и анаэробных микроорганизмов. Биологическая очистка используется после удаления основной массы твердых частиц. Поэтому вначале всегда применяется механический метод. Принцип технологии основан на влиянии процессов жизнедеятельности микроорганизмов, изменяющих состав, структуру жидкости. Органика становится питательной средой для микробов. На ней они быстро размножаются. Бактерии извлекают из органических загрязнений необходимые для существования компоненты: воду, углекислый газ, метан, фосфор, азот, калий и другие элементы.

Микробы размножаются в различных условиях:

• аэробные бактерии живут и расщепляют загрязнения в присутствии кислорода, что позволяет достичь очистки стоков на 95 %;
• анаэробные микроорганизмы обитают в бескислородной среде, однако качество такой очистки ниже — лишь около 70 %. Грибы, водоросли, прокариоты хорошо работают на фильтрационных полях, не предъявляя высоких требований к стокам.

Перечисленные методы используются при проектировании различных очистных сооружений.

Биологический метод используется по-разному. Сопутствующее оборудование, приспособления представлены в таблице.

Комбинированные способы

Очистка загрязненных вод или канализационных стоков состоит из поэтапного применения различных технологий. Вначале с помощью механического способа удаляется большая часть твердых сторонних включений. Затем используются приемы, укрупняющие образующиеся хлопья, которые улавливаются разными способами. Комбинация нескольких методов — это более тщательная очистка сточных вод по сравнению с одноэтапной фильтрацией бытовых отходов или промышленных жидких стоков.

Как влияют неочищенные стоки на окружающую среду

Без использования очистных сооружений, специального оборудования и приспособлений жидкая среда с агрессивными загрязнениями сделает грунт непригодным для посадки культурных растений. Воду из открытых источников нельзя будет использовать для полива и бытовых нужд. Домовладельцы и руководители промышленных предприятий часто игнорируют эти правила. В результате токсичные стоки сбрасываются без очистки в окружающую среду. Со временем загрязняются даже подземные воды, ухудшая качество жизни людей.

Строительство очистных сооружений решает проблему не только загрязнения природы, но и дает возможность руководству предприятий утилизировать стоки: очищая канализационные воды от твердых фракций, обеззараживая, извлекая и окисляя вредные вещества с помощью перечисленных методов.