Биологические методы очистки воды

Биологические методы очистки воды

Сточные воды в силу своей загрязненности нуждаются в дополнительной очистке перед попаданием в водоемные системы. Различают несколько степеней и методов очистки сточных вод. Об их характеристике, преимуществах и недостатках поговорим далее.

Химические методы очистки сточных вод и особенности их проведения

Различают несколько вариантов очистки сточных вод с помощью применения химии. Среди них отметим:

  • обеспечение нейтрализации;
  • окислительное воздействие или метод химиоэлектрической обработки;
  • способ восстановления.

Чаще всего химический способ очистки является актуальным перед использованием биологического метода или перед выполнением очистительных мероприятий.

Предлагаем ознакомиться со способом нейтрализации, используемым для очистки воды. Так как в сточных водах содержится большое количество минеральных компонентов, перед началом сбрасывания их в водоем, производится нейтрализация данных веществ.

Различают несколько вариантов проведения этого процесса. Прежде всего, это комбинация между собой кислой и щелочной среды. Также в данные составы добавляют реагенты, кислые газы или щелочи. Однако, следует учесть тот факт, что нейтрализация является процессом, в следствие проведения которого существует риск образования осадков.

Чтобы нейтрализовать сточные воды, рекомендуется использование цемента, доломита, гидроксида кальция, известняка. Кроме того, в процессе нейтрализации используются отходы от металлургической промышленности в виде разного рода шлаков.

Для выбора того или иного реагента следует тщательно изучить состав воды, и определить количество тех или иных веществ в ее составе. Чаще всего, сточные воды, после изучения их состава, разделяют на такие группы:

  • среда, в которой содержится слабая кислота;
  • наличие сильной кислоты в водах;
  • наличие серной или сернистой кислоты.

Если для нейтрализации используется известковые молочные вещества, то в процессе обработки вод серной кислотой, в осадке остаются вещества на гипсовой основе. Для того, чтобы нейтрализовать щелочные воды, следует использовать кислоту, она помогает провести тщательную очистку вод не только от загрязнителей, но и от газообразных составов.

Для того, чтобы сократить использование свежей воды и использовать воду еще раз, используется ее нейтрализация с помощью дымового газа.

Вторым методом очистки сточных вод является окисление. С помощью данного метода удается обезвредить промышленные сточные воды и избавиться от токсичных примесей, находящихся в их составе. Другие способы очистки не способны избавиться от данных веществ, таких как сероводород или сульфид.

Для того, чтобы произвести очистку вод, потребуется наличие окислителей в виде газообразного хлора, диоксида хлора или гипохлоритов. При проведении очистительных работ образуются вещества с низкой степенью токсичности, которые после, удаляются из воды.

Для того, чтобы определить активность окислителей, следует вычислить окислительный потенциал. Одним из самых эффективных окислителей — вещество на основе фтора, однако он отличается высокой агрессивностью и практически не применяется в современной очистке.

Довольно распространенным способом является применение активного хлора. С их помощью удается очистить воду от сероводородных, гидросульфидных, цианидовых или фенолаовых веществ. После контактирования хлора с водой происходит образование хлорноватистой и соляной кислот. Цианиды актуальны лишь в том случае, если среда отличается высоким уровнем щелочности.

Если сточные воды характеризуются высоким уровнем аммиака в их составе, то для их очистки также используется хлор.

Еще одним вариантом химического окисления является введение озона. Данное вещество отличается высокой силой и способно разрушить в водной среде большинство естественных соединений, веществ и примесей. Кроме того, с помощью окисления озоном удается обесцветить воду, устранить неприятный ее запах и улучшить вкусовые качества. С помощью озона удается окислить вещества как природной, так и неорганической природы. С помощью озонирования удается избавиться от таких элементов как фенол, мышьяк, цианид, красители, пестициды. В процессе обработки сточных вод с помощью озона, она обеззараживается за считанные минуты времени, в отличии от обработки хлорсодержащими составами.

Для того, чтобы повысить качество очистки сточных вод с применением химических методов используется комбинация тех или иных способов очистки. Так, например, озон используется вместе с ультразвуком или ультрафиолета. Применение ультрафиолета увеличивает действие на воду озона в несколько десятков раз.

Если планируется очистка небольшого количество воды от соединений неорганической и органической породы, то целесообразно использовать метод электрохимии. В данном случае, используются вещества в виде угля, графита, магния. Электрохимия и качество очистки воды определяется плотностью подаваемого тока. Для того, чтобы продукты электролиза между собой в дальнейшем не смешивались, следует использовать диафрагму, выполненную из керамики, асбеста или полиэтилена.

При использовании очистки анодного типа природные вещества удаляются из воды. Для того, чтобы достигнуть большего результата в окислении, следует также использовать минеральную соль. Кроме того, самым эффективным станет хлорид натрия, который позволяет быстро выполнить окисление.

Окисление радиационного типа предполагает выполнение радиолиза, который позволяет быстро очистить сточные воды от природных соединений. Однако, применение данных веществ довольно опасно, поэтому данный метод очистки используется редко.

Биологические методы очистки сточных вод и их характеристика

В местах проживания людей, то есть в жилых районах, чаще всего применяется биологический способ очистки сточных вод. Данный метод способен перерабатывать сточные воды как от одного или нескольких частных домов, так и от густонаселенных районов города.

В процессе биологического воздействия на сточные воды происходит образование активного ила. Именно в данном веществе находится очень много микроорганизмов. На вид данные вещества имеют форму хлопьев белого цвета и состоят из неорганических частиц.

В составе сточных вод наблюдается наличие неоднородных компонентов. Чаще всего, в сточных водах можно наблюдать вещества природного происхождения, жировые кислоты, ПАВы, которые являются основным составляющим бытовой химии. Вода, в которой присутствуют органические вещества является отличным местом для размножения разного рода микроорганизмов.

Очищение воды с применением биологических методов основываются на систем, которая принудительно нагнетает воздух. При этом, насыщение сточных вод кислородом приводит к стимуляции и росту бактерий аэробного типа. Далее с помощью данных микроорганизмов происходит окисление отходов и природных веществ, имеющихся в воде. Таким образом, вода избавляется от гнили и неприятного запаха.

Существует несколько основных этапов очищения сточных вод с помощью биологического метода:

1. Начальный этап очистки. Попадание сточных вод в специальный отсек — обеспечение механической и биологической очистки. Фильтрация от крупных частиц.

2. Комбинация с иловыми компонентами. Специальный насос обеспечивает взаимодействие вод с илом и их окисление. В таком случае, удается полностью избавиться от природных компонентов в составе воды.

3. Процесс отделения иловых веществ. Далее следует процесс поступления воды в отдельно отведенное для нее место. Данный резервуар напоминает перевернутую пирамиду. При этом, происходит оседание массы на дне и выведение чистой воды. Ранее образованный ил используется повторно для очистки следующей партии воды.

В результате системы очистки сточных вод биологическим методом образуются такие вещества:

  • технические воды — вещество, которое образовалось в результате воздействия на сточные воды иловых компонентов, при этом степень очистки воды составляет около девяносто девяти процентов, вода в итоге отличается прозрачной и чистой структурой, в ней полностью отсутствует неприятный запах, вода в дальнейшем используется при поливе растений, для дренажа;
  • образование стабилизированного ила позволяет использовать его еще несколько раз для очистки воды, далее ил удаляется из очистной системы и применяется в качестве биологического удобрения.

Свойства и описание физико-химических методов очистки сточных вод

Применение данного метода очистки сточных вод позволяет удалить из нее твердо- и жидковзвешенные вещества. Различают несколько вариантов технологии очистки сточных вод данными методами, предлагаем с ними ознакомиться:

1. Метод коагулятивной очистки — в данном случае, в сточные воды вводятся специальные вещества, такие как крупицы железа, аммоний, медные составляющие и т.д. После этого в воде образуются осадочные вещесвтва в виде хлопьев, далее следует процесс их удаления. С помощью данного метода удается очистить сточные воды промышленных отраслей, связанных с химией, нефтепереработкой, целлюлозой и текстилем. Сточные воды, которые очистили с помощью данного метода, отличаются высокой стойкостью к загрязнениям. Результативность очистки составляет до девяносто пяти процентов. В некоторых случаях, в воду вводят железные или алюминиевые электроды. Таким образом, удается ионизировать воду.

2. Способы очистки сточных вод флокулятивным способом- это взаимодействие между флокулянтами и частицами, находящимися в воде. С помощью данного способа удается интенсифицировать процесс хлопьеобразования. Кроме того, флокулянты значительно повышают степень очистки воды и сроки ее проведения. Для выполнения данного процесса следует пройти несколько этапов:

  • дозировать сточные воды;
  • добавить реагенты;
  • избавиться от хлопьев.

3. Схема очистки сточных вод адсорбцией — процесс поглощения определенными веществами других веществ, которые загрязняют воду. Для использования данного способа используют вещества в виде активированного угля, торфяного вещества, силикагеля. Данный метод очистки позволяет очистить воду от содержания в ней фенольных веществ, красителей или разного рода нитратных соединений. Использование адсорбции имеет такие преимущества:

  • очистка воды от разного рода веществ;
  • быстрота проведения работ;
  • возможность рекуперации;
  • высокое качество очистки.

Различают два варианта адсорбционной очистки, при выполнении первого вещества с помощью которых проводили очистку также безвозвратно уничтожаются, как и вещества, загрязняющие воду. Во втором варианте: вещества для очистки воды отделяются от загрязнителей и используются в дальнейшей очистке. Уровень очистки воды составляет от восьмидесяти до девяносто пяти процентов. Самым распространенным очистительным веществом является активированный уголь, вода фильтруется через слой из данного материала.

4. Для того, чтобы избавиться от поверхностно активных веществ используется метод флотации. Внутри воды образуются пузырьки воздуха, которые выдвигают данные вещества к верху, там и проходит их удаление.

Механические методы очистки сточных вод и их применение

Данный вариант очистки уместен в том случае, если техническая вода будет поддаваться повторному использованию. С помощью механического дистиллирования воды удается избавиться от химических веществ различного состава. Среди методов очистки сточных вод следует выделить:

1. Способ процеживания.

Вода поддается прохождению через поверхность решеток ячейкоообразного типа. С помощью стальных решеток удается задержать вещества химического и биологического происхождения, находящиеся в воде. Для повышения производительности очистительных сооружений, вода в них подается под давлением.

2. Выполнение фильтрования.

Пропускание воды напорного или безнапорного типа через систему фильтров в основе которой лежит использование пористых материалов. В качестве наполнителей выступают вещества в виде активированного угля, песка, гравия мелких металлических частей, стекло-пластиковых изделий. Фильтрация бывает двух видов: тонко и грубой очистки.

3. Способ отстаивания.

Суть данного метода состоит в разделении воды в определенных камерах, в которых происходит оседание мелких и крупных частиц воды. Камеру наполняют водой далее ее отстаивают. В качестве отстойника чаще всего используют песколовку. Процесс отстаивания занимает от нескольких часов до нескольких дней.

4. Применение дисковых фильтров.

В таком случае, удается образовать целую фильтрационную систему, с более высокой производительностью, нежели применение обычных фильтров. Кроме того, дисковые фильтры более прочны в работе, легко очищаются и имеют более длительный срок эксплуатации.

Биологические методы очистки воды

Вода является основой нашей жизни, без нее невозможны никакие процессы в организме. На возникновение более чем половины болезней прямо или косвенно влияет вода плохого качества. Именно поэтому так важно заботиться о вопросах очистки воды. А теперь перейдем к методам очистки. Разберём как стандартные методы, так и относительно новые.

Самыми популярными методами очистки воды являются:

Механические методы очистки воды — одни из самых дешевых. Механическая очистка сточных вод очищает бытовые жидкости от взвешенных частиц на 60-65%, от нерастворимых грубодисперсных элементов на 90-95%.

К механическим методам очистки относятся:

  • Процеживание. Метод процеживания основан на поэтапной фильтрации воды. На первом этапе вода проходит через сетку, задерживающую крупный мусор. Далее вода пропускается через сетку с меньшей длиной ячейки. На последнем этапе размер ячейки сетки минимален, что позволяет задерживать мельчайшие частицы.
  • Отстаивание. Метод используют с целью улучшения качества воды в замкнутых системах водоснабжения. Во время отставания частицы с большей плотностью оседают на дне, в то время как частицы с плотностью меньше, чем плотность воды всплывают на поверхность.
  • Фильтрование. Грязная вода проходя сквозь фильтрующий материал оставляет все ненужные взвеси в фильтре. Выделяют различные виды фильтров. Наиболее распространены: сетчатые, вакуумные. Для активной очистки воды используют центрифуги и гидроциклоны. Мусор в них скапливается на стенках под влиянием центробежной силы.

К физико-химическим методам очистки воды относятся:

  • Коагуляция.Метод имеет эффективность до 95%. Начинается очистка воды с того, что в воду добавляются активные коагулянты: Соли аммония, меди, железа. Вредные вещества выпадают в осадок, после чего удаляются без труда. Метод используется на многих предприятиях текстильной, легкой, нефтехимической, целлюлозабумажной, химической и др. Хорошим коагулянтом считается двухвалентное железо FeSО4, которое является отходом процесса травления стали. Травильные стоки содержат до 15 % железа. При его использовании очистка по ХПК – до 75%, мутность снижается до 90%, количество фосфора – на 98%, бактерий – до 80%.
  • Адсорбция. При адсорбции адсорбент впитывает в себя все вещества и примеси, не задерживая при этом ток воды. Популярные адсорбенты: уголь, торф, цеолиты, бентонитовые глины. В зависимости от вида используемого адсорбента и удаляемого химического вещества можно достигнуть эффективности до 95%.
  • Флотация.Флотация основана на образовании воздушных пузырьков, которые поднимают примеси вверх. Образуется слой пены, которую легко удалить. Метод действенен при обработке сточных вод от нефтепродуктов, волокнистых частиц, масел и других веществ. Вода после флотации может направляться на внутренние нужды предприятия или подвергаться более тщательной очистки.
  • Экстракция. Используют для удаления со сточных вод органики, которую впоследствии перерабатывают: жирные кислоты, фенолы. Здесь работает физико-химический закон распределения: при активном перемешивании двух нерастворимых жидкостей всякое вещество, растворенное в одной из них, начнет распределяться согласно своей растворимости. После выделения первой жидкости из второй, одна из них будет частично очищена. Когда примеси начинают скапливаться в экстракционном слое, покидая воду, экстракт удаляется. Для эффективности очистки сточную воду подвергают экстракционной очистки несколько раз.
  • Ионный обмен. Иониты твердой фазы и ионы в растворе происходит обмен. Благодаря этому можно забирать из сточных вод нужные радиоактивные вещества и примеси: фосфор, мышьяк, ртуть, свинец и др. Особо результативен ионный обмен при высокой токсичности воды.
  • Диализ. В процессе диализа полупроницаемая мембрана освобождает коллоидные растворы и низкомолекулярные соединения из высокомолекулярных веществ. Низкомолекулярные вещества способны пройти через мембрану. Главный недостаток диализа – долгий период очистки. Для ускорения процесса прибегают к увеличению активной площади и повышают температуру. Диализ объединяет в себе осмос и диффузию.
  • Кристаллизация. Удаление кристаллов примесей. Применяется в водоемах и прудах выпариванием. Возможно только при высоком содержании примесей.
  • Биологические пруды. Такая очистка требует наличие открытых искусственных водоемов. В них происходят самоочистка сточных вод. Такой способ позволяет добиться наилучшего результата, чем при использовании искусственных методов. Наиболее эффективно биологическая очистка работает в теплое время года. В зимнее время очистка не происходит, так как микроорганизмы не способны питаться при минусовой температуре окружающей среды.
  • Аэротенки. При биологической методике происходит за счет взаимодействия активного ила и механически очищенных сточных вод. Активный ил содержит множество аэробных микроорганизмов. Если им создать благоприятные условия, то в процессе своей жизнедеятельности микроорганизмы будут выводить из сточных вод различные загрязнители, и тем самым будет происходить очистка. Биологическое очищение происходит непрерывно, главное, чтобы регулярно поступал свежий воздух. Когда уровень биохимического потребления кислорода (БПК) снижается, вода поступает в следующие секции. В них начинают работать еще одни микроорганизмы — бактерии-нитрификаторы. Часть этих бактерий перерабатывает азот аммонийных солей, в результате получаются нитриты. Далее активный ил превращается в осадок, а очищенная вода поступает в водоемы.
  • Биофильтры. Наиболее распространенной, особенно среди владельцев индивидуальных застроек, является очистка с помощью биофильтра. Биологическая методика очистки происходит с помощью все тех же микроорганизмов, находящихся в биофильтре в виде активной пленки. Производительность биофильтров, имеющих капельную фильтрацию, весьма низкая. Но именно они, обеспечивают наибольшую степень очистки сточных вод. Двухступенчатые биофильтры обладают высокой производительностью, при этом качество несильно отличается от капельной фильтрации. Принцип работы биофильтра схож с процессом очистки с помощью аэротенки. Вначале с помощью механических фильтров и отстойника сточные воды избавляются от взвеси и крупных частиц. Затем вода поступает в тело биофильтра, где и происходит очистка. Бактерии, находящиеся на активной пленке, получают с водой питательные вещества. В процессе поедания органики, бактерии размножаются. В результате разросшаяся колония микроорганизмов очищает сточные воды от всей органики.

В воду добавляется реагент, который связывает растворенные в воде загрязнения и переводит их в осадок. Метод применяется для удаления из сточных вод растворенных неорганических веществ ионного типа (соли, кислоты, основания), растворенных органических веществ (ПАВ), с переводом последних в нерастворимые комплексы. Эффект очистки достигает 97–98 %.

Мембраны, как и другие фильтрующие материалы, можно рассматривать как полупроницаемые среды: они пропускают воду, но не пропускают, точнее, хуже пропускают некоторые примеси. Однако если обычное фильтрование применяют для удаления из воды относительно крупных образований – дисперсных и крупных коллоидных примесей, то мембранные технологии – для извлечения мелких коллоидных частиц, а также растворенных соединений. Для этого мембраны должны иметь поры очень малого размера.

Основное отличие мембран от обычных фильтрующих сред состоит в том, что они тонкие, и удаляемые примеси задерживаются не в объеме, а только на поверхности мембраны. Грязеемкость поверхности, очевидно, гораздо меньше, чем у объема. Казалось бы, мембрана должна из-за этого очень быстро засориться и перестать пропускать воду.

Так бы оно и было, если бы в мембранном фильтре не происходило постоянного самоочищения мембраны. Для этого применяется так называемая «тангенциальная» схема движения воды в аппарате, при которой собирают воду с обеих сторон мембраны: одна часть потока проходит через мембрану и образует фильтрат (или пермеат), то есть очищенную воду, а другую направляют вдоль поверхности мембраны, чтобы смывать задержанные примеси и удалять их из зоны фильтрации. Эта часть потока называется концентратом или ретентатом, и обычно ее либо сбрасывают в дренаж, либо (например, при очистке гальванических стоков) отводят для дальнейшей обработки и выделения нужных компонентов.

Таким образом, узел мембранной фильтрации имеет один вход и два выхода, и часть воды постоянно расходуется на очистку мембраны. (В двухступенчатых мембранных установках концентрат второй ступени может быть значительно чище, чем исходная вода, поэтому его можно использовать, подавая снова на вход установки. Таким способом добиваются снижения расхода воды.)

Методы очистки воды Ваше имя (обязательно) Ваш e-mail (обязательно) Тема Сообщение Пожаловаться ^Ў Проблемы Информация невернаОпечатки, неверная орфография и пунктуацияИнформация потеряла актуальностьНедостаточно информации по темеИнформация на странице повторяетсяЧасть текста на страницы не интереснаИзображения не соответствуют текстуСтраница плохо оформленаСтраница долго загружаетсяДругие проблемы Комментарий Вода является основой нашей жизни, без нее невозможны никакие процессы в организме

Воды является самым нужным ресурсам природы. Она важны для природы и лежит в основе жизни. Промышленное производство и сельскохозяйственная деятельность не могут функционировать без воды. Она нужна растительному и животному миру, а так же человеку. Водный мир богат обитателями, которым не выжить на суши.

За последние два столетия города стали интенсивно расти, промышленность развиваться, сельскохозяйственные земли находятся на орошенных территориях. Все это привело к возникновению проблем со снабжением чистой пресной водой.

Человек нуждается в водных ресурсах. Нужды людей с каждым годом растет в геометрической прогрессии. Более 70% всей используемой воды идет на сельскохозяйственные нужды. Ученые во всем мире озабочены проблемой обеспечения пресной водой. Сегодня стремятся к расширению воспроизводства пресных источников и их использования, предлагают массу новых технологий с минимальными загрязнениями сточных вод.

Загрязнения в воде бывают в любом агрегатном состоянии: твердом, жидком, газообразном. Они не позволяют потреблять воду без обработки. Загрязнения появляются в природных источниках из необработанных сточных вод промышленного производства, животноводства, растениеводства, добычи ископаемых, транспортных компаний и т.д. Вода меняет свой химический состав, физические и биологические свойства.

Во время очистки сточных вод опасные вещества разрушаются или физически удаляются. Это достаточно сложный процесс. Существует насколько способов очистки сточных вод:

  • механический;
  • химический;
  • физико-химический;
  • биологический;
  • комбинированный, включающий несколько методов.

Физико-химическая обработка изымает из сточной воды тонкодисперсные и растворенные неорганические вещества, разрушает трудноокисляемые и органические соединения.

Существует несколько способов физико-химической очистки:

Физико-химические методы очистки сточных вод обладают большими возможностями:

  • глубокая очистка;
  • удаляются неокисляемые токсичные загрязнения;
  • минимальные габариты очистных сооружений;
  • минимальная чувствительность к переменам нагрузок;
  • допустимо полностью автоматизировать процесс очистки;
  • не надо контролировать работу живых организмов;
  • допустимо рекупирация веществ;
  • все процессы более изучены и отработаны на практике.

Для эффективного выбора метода очистки руководствуются техническими и санитарными требованиями, количеством примесей в сточной воде и ее объемом.

В основе метода лежит добавление в сточные воды активных коагулянтов: соли аммония, меди, железа и т.д. Вредные вщества выпадают в осадок хлопьями, которые изымаются без особого труда. Коагуляция популярна на большинство предприятий промышленности: текстильной, легкой, нефтехимической, целлюлозабумажной, химической и др.

Механическая очистка делает обработанные воды агрегативно устойчивыми. Баланс нарушается при появлении коагулянтов и флокулянтов. Формируются крупные образования благодаря воздействию молекулярных сил сцепления во время перемешивания или движения под воздействием внешнего силового поля. Могут слипаться как однородные частицы (гомокоагуляция), так и неоднородные (гетерокоагуляция). Воду опять отправляют на механическую обработку. При коагуляции осадок в форме хлопьев составляет почти пятую часть всех фильтруемых сточных вод.

Метод имеет эффективность до 95%.

Для форсирования могут использоваться эмульгированные или тонкодисперсные вещества. Эффективно удаляются частицы от 1 до 100 мкм. Возможно самопроизвольное протекание очистки.

Коллоидные частицы образуют составной электрический слой на поверхности частицы. Первая часть фиксируется в месте раздела двух фаз, а другая – представляет собой скопление ионов. Наблюдается две части слоя: одна — подвижная (диффузный слой), а другая – неподвижная.

Хлопья образуются из взвешенных частиц и коагулянта. Что бы это произошло, необходимо приблизить частицы для возникновения силы притяжения и химического сродства. Это случается благодаря броуновскому движению и турбулентному движению воды.

Существует другая разновидность этого метода – электрохимическая коагулирование. Для его осуществления необходимы железные или алюминиевые электроды и постоянный электрический ток. Анодный металл подвергается ионизации и попадает в воду. Примеси начинают коагулировать малорастворимые гидроксидами железа или алюминия. Концентрация электролита оказывает прямое влияние на скорость очистки.

Важно отметить, что полидисперсные системы лучше подаются коагуляции: крупные частицы тянут на дно мелкие. Влияет и форма частиц: круглые медленнее коагулируют, чем длинные.

Хорошим коагулянтом считается двухвалентное железо FeSО4, которое является отходом процесса травления стали. Травильные стоки содержат до 15 % железа. При его использовании очистка по ХПК – до 75%, мутность снижается до 90%, количество фосфора – на 98%, бактерий – до 80%.

Флокулянты представляют собой высокомолекулярные соединения. Молекулы флокулянта контактируют с частицами примесей, что приводит к агрегации загрязнений. Мелкие частицы переходят во взвешенное состояние. Обычно этот метод дополнительно используют коагуляцией, что бы ускорить выпадение в осадок хлопьев и сократить объемы необходимого коагулянта.

При добавлении флокулянта происходят следующие воздействия:

  • на поверхностном слое коллоидных частиц адсорбируются молекулы коагулянта;
  • молекулы флокулянта образуют сетчатую структуру;
  • воздействие сил Ван-дер-Ваальса заставляет коллоидные частицы слипаться.

Очистка этим способам очень проста в реализации и применении. Сначала подбирают необходимый объем флокулянта и добавляют его в воду. Выпадают хлопья, которые забирают механическим методом.

Фокулянты бывают природного (диоксид кремния) или синтетического (полиакриламид) происхождения.

Они могут быть разной полярной группы:

На скорость флокуляции влияют последовательность добавления реактивов, частота и сила перемешивания, температура воды и степень ее загрязненности. Рекомендуемое время нахождение сточных вод в смесители – 2 минуты, контакт с реагентами — от 0,2-1 час. Далее воду осветляют в отстойниках.

Экономить на коагулянтах и флокулянтах возможно при выполнении двойной обработки воды: сначала отстаивание без реагентов, а потом отстаивание с коагулянтами и флокулянтами.

Если концентрация примесей не превышают 4 г/л, то совмещают коагуляторы и осветлители. Это наиболее действенно обычных отстойников.

Вода в осветлителях идет снизу вверх через выделенный шлам с большой скоростью, что бы не вымывался взвешенный осадок. Таким образом, задерживаются мелкосуспензированные частицы. Для стабильной работы осветлителя важно, что бы подаваемая вода была без газовых пузырьков и постоянной температуры (колебания в диапазоне 1 градуса). Лишний шлам уходит в особую камеру благодаря разной плотности взвешенного слоя и осветленной воды.

Адсорбция основана на способности определенных веществ впитывать примеси. Наиболее частыми реагентами являются активированный уголь, бентонитовые глины, торф, цеолиты и т.д.

Основным плюсам адсорбции является большая результативность, очистка от нескольких видов загрязнений, рекуперация.

Разделяют регенеративную и деструктивную адсорбционную очистку. В первом виде примеси удаляются из адсорбента и подвергаются утилизации. При втором виде примеси подвергаются уничтожению вместе с адсорбентом.

В зависимости от вида используемого адсорбента и удаляемого химического вещества можно достигнуть эффективности до 95%.

Наиболее распространено использование активированного угля.

В адсорбции обязательно предусматривают перемешивание воды и сорбента или пропускание воды через его слой. Сорбционная установка может состоять из 3-5 фильтров в определенной последовательности.

  1. труба, по которой поступает взвесь измельченной руды в воде
  2. сосуд, из которого капает флотационный реагент (масло)
  3. поступление воздуха, засасываемого винтом
  4. место, где всплывшая полезная порода отделяется от оседающей пустой породы
  5. сток пены с полезной породой (концентрат)

Флотация основана на образовании воздушных пузырьков, которые поднимают примеси вверх. Образуется слой пены, которую легко удалить. Метод действенен при обработке сточных вод от нефтепродуктов, волокнистых частиц, масел и других веществ.

Примеси прилипают на разделе двух сред: жидкой и газообразной. Существует несколько разновидностей флотации.

Наиболее популярная – напорная для очистки сточных вод с концентрацией примесей до 5 г/л. Происходит обогащение воды газовыми пузырьками под давлением. Эта разновидность флотации требует больше времени.

На результат очистки влияет количество и размер пузырьков. Так как примеси находятся во всем объеме сточных вод, то стремятся к максимально равномерному распределению пузырьков по всему объему. Газовые пузырьки должны быть 15-30 мкм в диаметре. При большем размере они быстро всплывают и не успевают захватить примеси.

Вода после флотации может направляться на внутренние нужды предприятия или подвергаться более тщательной очистки.

Загрязняющие примеси распределяются в смеси двух жидкостей, которые не растворяются друг в друге. Используют для удаления со сточных вод органики, которую впоследствии перерабатывают: жирные кислоты, фенолы. Таким образом, подбираются такие жидкости, которые способны растворить ценные вещества из сточной воды, но не растворяются с самой очищаемой водой.

Здесь работает физико-химический закон распределения: при активном перемешивании двух нерастворимых жидкостей всякое вещество, растворенное в одной из них, начнет распределяться согласно своей растворимости. После выделения первой жидкости из второй, одна из них будет частично очищена.

Во время очистки вводят определенное количество экстрагента. Когда примеси начинают скапливаться в экстракционном слое, покидая воду, экстракт удаляется. Важно выждать время, что бы содержание веществ в экстракте было значительно выше, чем остаточное в воде.

Экстрагируемое вещество отделяется и подвергается переработки, а экстрагент опять используется в технологии очистки.

Экстрагент должен соответствовать определенным требованиям:

  • не должна образовываться эмульсия;
  • несложная регенерация;
  • нетоксичен.

Для эффективности очистки сточную воду подвергают экстракционной очистки несколько раз. Каждая заливка должна иметь новый экстрагент в той же пропорции, что и предыдущий раз. Это не очень экономично. Например, при очистке 1 литра воды от фенола с концентрацией 6 г/л необходимо затратить 2,2 литра бензола.

Сэкономить средства поможет противоточная экстракция, когда вода направлена на поток экстрагента. Так для очистки воды из предыдущего примера уже необходимо только 0,5 литра бензола. В специальных установках сточная вода подается сверху в поток менее плотного эстрогента. В противоположнос случае все происходит наоборот: вода — снизу, а эстрогент – сверху.

Существует трехступенчатая экстракционной очистки: вода встречается с двумя направленными потоками экстрогента. Синергический эффект способен ускорить очистку. Значение рН важно при кислотном или основном характере примесей.

Наиболее универсальный способ. Сегодня даже рассматривают вопросы замены биологической очистки сорбционными методами. Существует три вида сорбции:

  • адсорбция – участвует вся поверхность твердого поглотителя;
  • абсорбция – поглощенные вещества поступают во внутрь сорбента диффузным поглощением;
  • хемосорбция – сорбент и примеси вступают в химические реакции.

Сорбентами могут быть не только природные материалы, но и синтетические, которые обладают высокой пористостью. Сорбенты характеризуются структурой пор, химическим составом, пористостью. Основной недостаток — высокая стоимость.

Сточную воду нагревают до температуры кипения и обрабатывают насыщенным водяным паром. Он забирает летучие примеси. Долее пар направляют на горячий поглотитель, который изымает эти вещества, а паром опять обрабатывают сточные воды. Основное условие – вода и пар должны идти друг на друга. Главным плюсом является отсутствие реагентов, простата очистных сооружений, экономичен.

Иониты твердой фазы и ионы в растворе происходит обмен. Благодаря этому можно забирать из сточных вод нужные радиоактивные вещества и примеси: фосфор, мышьяк, ртуть, свинец и др. Особо результативен ионный обмен при высокой токсичности воды.

Ионообменным материалом могут быть как природные, так и искусственные материалы. Часто используются различные виды смол, содержащие активные ионные группы. Ионная смола используется многократно после каждого восстановления в специальном растворе.

Ультрафильтрация заключается в пропускании сточных вод через мембрану. Обеспечивается давление, которое больше осмотического (0,1-10 Мпа). Мембрана не пропускает вещества, молекулы которых больше молекул воды.

Результат зависит от используемых мембран: их селективность (разделительная способность), проницаемость, химическая и физическая стойкость к воздействию среды, прочность и небольшая стоимость.

В процессе диализа полупроницаемая мембрана освобождает коллоидные растворы и низкомолекулярные соединения из высокомолекулярных веществ. Низкомолекулярные вещества способны пройти через мембрану.

Обычный диализ имеет форму мешка из полупроницаемого материала, который заполнен диализируемой жидкостью. Этот мешок опускают в очищаемую воду. Со временем диализируемое вещество в обоих растворах становиться равным. Далее заменяется растворитель в мешочке, опять повторяют все действия до полного очищения воды.

Главный недостаток диализа – долгий период очистки. Для ускорения процесса прибегают к увеличению активной площади и повышают температуру. Диализ объединяет в себе осмос и диффузию.

Используется для очистки коллоидных жидкостей от низкомолекулярных неэлектролитов и электролитов.

Удаление кристаллов примесей. Применяется в водоемах и прудах выпариванием. Возможно только при высоком содержании примесей.

Сточные воды пропускают между электродами с постоянным током. В процессе электрокоагуляции коллоидные частицы увеличивают свой размер благодаря ориентации по силовым линиям образованного электромагнитного поля и объединения. Постоянный ток способствует электролизу при возникновении водородных ионов на катоде и растворение анодного металла. Гидроксиды металлов захватывают тонко дисперсные и растворенные вещества.

Во время электролиза образуются газы, которые захватывают взвешенные примеси. Размерные параметры пузырьков влияют на степень очистки и зависят от плотности тока. В отличии от обычной флотации воздушные пузырьки при электролизе значительно меньше и распределены более равномерно.

Электрофлотация эффективна для локальной очистки при небольших объемах воды и сильном загрязнении промышленными отходами.

К этому методу прибегают при изъятии веществ с отрицательным зарядом. Электрическое поле не позволяет отрицательно заряженным частицам коагулировать.

Жидкость по воздействием электрического поля проходит по капиллярам. Примеси остаются на поверхности пористых перегородок.

Во многих случаях уровень загрязнения сточной воды невидим визуально. Исключением являются пенящиеся средства, нефть и неочищенные стоки. Каждый год в бассейны водоисточников пресной воды выбрасывается тысячи химических веществ, среди которых множество новых. Последствия подобной деятельности человека непредсказуемы. Нефть, радиоактивные отходы, токсичные тяжелые металлы, пестициды – все опасно не только для человека, но и всей жизни на нашей планете. ВОЗ бьет тревогу – 80% болезней возникают вследствие употребления воды плохого качества. Люди сельской местности во всем мире используют воду для бытовых нужд из загрязненных источников.

Источники:
Биологические методы очистки воды
Сточные воды в силу своей загрязненности нуждаются в дополнительной очистке перед попаданием в водоемные системы. Различают несколько степеней и методов очистки сточных вод. Об их
http://strport.ru/instrumenty/metody-ochistki-stochnykh-vod
Методы очистки воды Ваше имя (обязательно) Ваш e-mail (обязательно) Тема Сообщение Пожаловаться ^Ў Проблемы Информация невернаОпечатки, неверная орфография и пунктуацияИнформация потеряла актуальностьНедостаточно информации по темеИнформация на странице повторяетсяЧасть текста на страницы не интереснаИзображения не соответствуют текстуСтраница плохо оформленаСтраница долго загружаетсяДругие проблемы Комментарий Вода является основой нашей жизни, без нее невозможны никакие процессы в организме
методы очистки сточных вод. химические методы очистки воды. биологический метод очистки воды. механические методы очистки воды. физико химические методы очистки
http://mfina.ru/metody-ochistki-vody
Физико-химические методы очистки
Физико-химическая обработка удаляет из воды тонкодисперсные и растворенные неорганические вещества, разрушает трудноокисляемые и органические соединения.
http://vse-o-vode.ru/industry/ochistka/fiziko-ximicheskie-metody-ochistki/

COMMENTS