Основные методы очистки сточных вод

Методы и способы очистки воды

Современные проблемы нехватки питьевой воды. Основные источники загрязнения

Вода – основа всей органической жизни, без которой невозможно ни существование человека, ни развития человечества в целом. Кроме непосредственной необходимости поддерживать жизнедеятельность организма, человек потребляет пресную воду в больших количествах для содержания сельского хозяйства и обеспечения различных бытовых нужд. Вода покрывает более 70% поверхности земли и составляет около 1/4400 от общей массы планеты, но при этом на долю пресной приходится менее 3% от общего ее количества. При этом около 70% всей пресной воды находится в форме ледников, что затрудняет ее использование.

Конечно же, даже оставшаяся часть пресной воды, являющаяся более доступной, — это громадные объемы, исчерпать которые не так-то просто. Тем не менее, в настоящее время проблема нехватки пригодной для питья и использования воды – одна из основополагающих, что обуславливается рядом причин. Во-первых, вместе с ростом численности населения земного шара и стремительным развитием водопотребляющих отраслей промышленности и хозяйства, растут и “аппетиты” на пресную воду. Во-вторых, уже имеющиеся запасы непрерывно сокращаются за счет загрязнения из различных источников, связанных с деятельностью человека.

Основными источниками загрязнения и в то же время основными потребителями подготовленной воды являются промышленность, сельское хозяйство и бытовое хозяйство. В свою очередь к основным формам загрязнения относят физическое химическое, биологическое и тепловое.

При физическом загрязнении в водоемы попадают плохо растворимые примеси, такие как песок, глина или различный мусор. Тепловое загрязнение обычно выделяют в отдельный вид, так как основным загрязняющим компонентом является тепловая энергия, косвенно влияющая на окружающую среду. Дополнительный подогрев водоема способен сильно изменить протекающие в нем биологические процессы, что может привести к массовой гибели рыб и других водных обитателей, или же наоборот стать причиной бурного роста водорослей или простейших, необходимость очистки от которых может значительно усложнить последующий процесс водоподготовки. Однако нужно заметить, что тепловое загрязнение может оказывать и положительное воздействие, поэтому термин “тепловое загрязнение” является относительным, а характер воздействия на окружающую среду должен оцениваться отдельно для каждого случая.

Химическое загрязнение – это попадание в водоемы химических веществ, специфических для различных производств или отраслей промышленности и сельского хозяйства. В особенности стоит выделить загрязнение нефтепродуктами, соединениями тяжелых металлов, поверхностно-активными веществами (ПАВ) и нитратами, главным источником которых является смыв сельскохозяйственных удобрений. В случае биологического загрязнения речь идет о засорении органическими веществами и микроорганизмами (в том числе болезнетворными и паразитическими). Кроме того, ряд химических соединений, богатых азотом и фосфором биогенного происхождения, является питательной средой для определенных организмов, и загрязнение водоема такими соединениями ведет к его эвтофикации – постепенному зарастанию с последующим превращением в болото.

Разнообразие различных загрязнителей порождает не меньшее разнообразие способов очистки воды от них. Тем не менее, их все можно разделить на группы по принципу действия. Таким образом, наиболее общая классификация способов очистки выглядит следующим образом:

Каждая из групп способов включается в себя множество конкретных вариантов реализации процесса очистки и его аппаратного оформления. Так же необходимо учитывать, что очистка воды, как правило, — это комплексная задача, требующая для своего решения комбинации различных способов для достижения максимальной эффективности. Комплексность задачи очистки обуславливается характером загрязнения – обычно в качестве нежелательных компонентов выступает целый ряд веществ, требующих разного подхода. Установки очистки, основанные на одном способе, обычно встречаются в тех случаях, когда вода преимущественно загрязнена одним или несколькими веществами, эффективное отделение которых возможно в рамках одного способа. В качестве примера можно привести сточные воды различных производств, где химический и количественный состав загрязнителей заранее известен и не отличатся большой разнородностью.

В основе работы физических способов очистки воды лежат различные физические явления, которые используются для воздействия на воду или содержащиеся в ней загрязнения. При очистке больших объемов воды эти методы используются преимущественно для удаления достаточно крупных твердых включений и выступают в качестве предварительной стадии грубой очистки, призванной снизить нагрузку на последующие стадии тонкой очистки. В то же время существует ряд физических методов, способных проводить глубокую очистку воды, но, как правило, производительность таких методов мала.

К основным физическим методам очистки воды относят:

  • процеживание;
  • отстаивание;
  • фильтрование (в том числе центробежное);
  • ультрафиолетовая обработка.

Процеживание представляет собой пропускание очищаемой воды через различные решетки и сита, на которых происходит задержание крупных загрязнителей. Этот метод относится к грубой очистке и часто выступает в качестве предварительной стадии. Его назначение – удалить из очищаемой воды легко отделяемые загрязнители для снижения нагрузки на очистные сооружения и обеспечить работоспособность последующих установок тонкой очистки, которые могут выйти из строя из-за попадания крупных механических включений.

Дополнительная информация по процеживанию

Отстаивание заключается в отделении части механических загрязнений из воды под действием гравитационных сил, заставляющих частицы опускаться на дно, образуя осадок. Отстаивание может выступать как в качестве предварительной стадии очистки, на которой отделяются наиболее крупные загрязнители, так и в качестве промежуточных стадий. Данный процесс осуществляется в отстойниках – резервуарах, снабженных устройствами для удаления осадка, время пребывания воды в которых рассчитывается из условия полного осаждения всех загрязняющих частиц, которые должны быть отделены.

Дополнительная информация по отстойникам

Фильтрование основывается на прохождении очищаемой воды через пористый слой фильтрующего материала, на котором происходит задержание частиц определенного размера. По своему принципу фильтрация схожа с процеживанием, однако с ее помощью можно проводить как грубую, так и тонкую очистку. Фильтрация позволяет удалять такие загрязнители как ил, песок, окалина, а также различные твердые включения размером в несколько микрон. Кроме того, с помощью фильтрации можно улучшить органолептические качества воды. Механическая фильтрация получила широкое распространение, как в крупных установках водоочистки, так и в бытовых фильтрах малой производительности.

Ультрафиолетовая дезинфекция воды, хоть и не производит непосредственно очистку, но активно применяется в процессе водоподготовки и заключается в обработке уже очищенной воды ультрафиолетовой частью спектра света (в частности используется диапазон волн с длиной 200-400 нм), невидимой для человеческого глаза, с целью обеззараживания воды. Смерть живых организмов под данным излучением наступает преимущественно вследствие повреждений молекул ДНК и РНК, что вызвано фотохимическими реакциями, возникающими в их структуре. Преимуществами такого способа обеззараживания является независимость процесса от состава воды и сохранение этого состава после УФ обработки. Тем не менее необходимо учитывать наличие в воде твердых примесей, способных оказывать экранирующий эффект по отношению к излучению.

Методы очистки данной группы основаны на химическом взаимодействии определенных веществ (реагентов) с загрязнителями, в результате чего вторые либо разлагаются на неопасные компоненты, либо переходят в иное состояние (к примеру, образуют нерастворимые соединения, выпадающие в отделяемый осадок). Несмотря не огромное разнообразие возможных загрязнителей и химический реакций, в которые эти загрязнители могут вступать, выделяют ряд способов очистки, принципиально отличающихся по типу химического взаимодействия:

Как следует из названия, методы очистки воды данной группы совмещают в себе химическое и физическое воздействие на загрязнители воды. Они достаточно разнообразны и применяются для удаления самых разных веществ. В их числе растворенные газы, тонкодисперсные жидкие или твердые частицы, ионы тяжелых металлов, а также различные вещества в растворенном состоянии. Физико-химические методы могут применяться как на стадии предварительной очистки, так и на поздних этапах для глубокой очистки.

Разнообразие методов данной группы велико, поэтому ниже будут приведены наиболее распространенные из них:

Существуют различные вариант осуществления процесса флотации, ввиду чего выделяют следующие ее типы:

Приведем в качестве примера принцип работы некоторых из них. Широко используется метод пневматической флотации, при которой образование восходящего потока пузырьков создается за счет установки на дне резервуара аэраторов, обычно представляющих собой перфорированные трубы или пластины. Подаваемый под давлением воздух проходит сквозь отверстия перфорации, за счет чего дробиться на отдельные пузырьки, осуществляющие сам процесс флотации. При напорной флотации поток очищаемой воды смешивается с потоком воды, перенасыщенной газом и находящейся под давлением, и подается в камеру флотации. При резком падении давления растворенный в воде газ начинает выделяться в виде пузырьков малого размера. В случае электрофлотации процесс образования пузырьков протекает на поверхности расположенных в очищаемой воде электродов при протекании по ним электрического тока.

Сорбционные методы основаны на избирательном поглощении загрязняющих веществ в поверхностном слое сорбента (адсорбция) или в его объеме (абсорбция). В частности для очистки воды используется процесс адсорбции, который может носить физический и химический характер. Отличие заключается в способе удержания адсорбируемого загрязнителя: с помощью сил молекулярного взаимодействия (физическая адсорбция) или благодаря образованию химических связей (химическая адсорбция или хемосорбция). Методы данной группы способны достичь большой эффективности и убирать из воды даже малые концентрации загрязнителей при больших ее расходах, что делает их предпочтительными в качестве методов доочистки на завершающих стадиях процесса водоочистки и водоподготовки. Сорбционными методами могут удаляться различные гербициды и пестициды, фенолы, поверхностно активные вещества и т.д.

В качестве адсорбентов используются такие вещества как активированные угли, силикагели, алюмогели и цеолиты. Их структура делается пористой, что значительно увеличивает удельную площадь адсорбента, приходящуюся на единицу его объема, из-за чего достигается большая эффективность процесса. Сам процесс адсорбционной очистки может быть осуществлен путем смешения очищаемой воды и адсорбента, или же путем фильтрации воды через слой адсорбента. В зависимости от сорбирующего материала и извлекаемого загрязнителя процесс может быть регенеративным (адсорбент после регенерации используется вновь) или деструктивны, когда адсорбент подлежит утилизации ввиду невозможности его регенерации.

Дополнительная информация по электродиализу

Обратный осмос относится к мембранным процессам и проводится под давлением больше осмотического. Осмотическое давление – избыточное гидростатическое давление, приложенное к раствору, отделенному полупроницаемой перегородкой (мембраной) от чистого растворителя, при котором прекращается диффузия чистого растворителя через мембрану в раствор. Соответственно, при рабочем давлении выше осмотического будет наблюдаться обратный переход растворителя из раствора, за счет чего концентрация растворенного вещества будет расти. Таким способом можно отделять растворенные газы, соли (включая соли жесткости), коллоидные частицы, а также бактерии и вирусы. Также установки обратного осмоса выделяются тем, что используются для получения пресной воды из морской. Данный тип очистки с успехом используется как в бытовых условиях, так и при обработке сточных вод и водоподготовке.

Как следует из названия, методы очистки данной группы основаны на использовании живых организмов. Несмотря на очевидность метода, биологическая очистка является наиболее передовым и перспективным направлением в очистке сточных вод. Для осуществления процесса обычно используются бактерии различных видов, но также это могут быть низшие грибы и водоросли, простейшие и даже некоторые многоклеточные, такие как красные черви и мотыль. Одной из особенностей биологического метода очистки является возможность подбора определенных живых организмов для оптимальной очистки сточных вод заданного химического состава. Так нитрофицирующие бактерии, такие как Nitrobacter и Nitrosomonas, способны окислять азотосодержащие соединения в процессе питания, а фосфат аккумулирующие организмы применяются для очистки воды от фосфора.

Скопление микроорганизмов, используемое при биологической очистке, называется активным илом. Он представляет собой темно-коричневую или черную жидкую массу с землистым запахом, которая при отстаивании образует оседающие хлопья. Благодаря этому активный ил может быть сравнительно легко отделен от воды после завершения процесса очистки. Сами микроорганизмы, как правило, находятся в активном иле не поодиночке, а в составе колоний, называемых зооглеи. В зависимости от состава очищаемой воды и условий проведения процесса очистки зооглеи могут иметь различную форму: шарообразную, древовидную и т.д.

В общем случае все используемые в биоочистке микроорганизмы можно разделить на две большие группы, определяющие характер проведения процесса: аэробные и анаэробные. Аэробные организмы потребляют кислород в процессе питания, необходимый им для окисления веществ. В свою очередь анаэробные организмы не нуждаются в кислороде. Для процесса очистки использование микроорганизмов того или иного типа определяет характер проведения процесса и необходимое для его осуществления оборудование.

Биологическая очистка может проводиться в следующих условиях:

В первых двух случаях используются крайне простые сооружения. Биологический пруд – это естественный или искусственный водоем с, как правило, естественной аэрацией, в котором обитают микроорганизмы активного ила. Поле фильтрации представляет собой участок почвы (песок, глина, суглинок или торф), через который осуществляют фильтрацию воды и ее очистку за счет содержащихся в почве микроорганизмов. Сооружения такого типа неспособны работать с сильнозагрязненными водами при большом расходе. В тоже время они почти не требуют эксплуатационных затрат и постоянного контроля со стороны человека.

Биофильтр – это сооружение, в котором очистка воды осуществляется путем фильтрации через слой загрузочного материала, покрытого слоем аэробных микроорганизмов, который также называется биопленкой. Для обеспечения достаточного количества кислорода, необходимого организмам для биоразложения загрязнителей, предусматривается воздухораспределительная система. Однако аэрация может осуществляться и естественным путем.

Аэротенк является более сложным очистным сооружением, в котором аэрация осуществляется искусственным образом. Как следует из описания, в нем проводится очистка аэробными микроорганизмами. Перед подачей в аэротенк вода предварительно смешивается с активным илом. Аэрация в аэротенке не только насыщает среду кислородом, стимулируя процессы биоразложения загрязнений, но и обеспечивает дополнительное перемешивание. Обычно для аэрации используется атмосферный воздух, но в случае окситенков вместо него используется технический кислород, что значительно увеличивает эффективность процесса.

Биологическая очистка сточных вод анаэробными организмами преимущественно проводится в метантенках. Отличительной особенностью такой очистки является отсутствие потребности в кислороде и получение биогаза в качестве продукта жизнедеятельности анаэробных бактерий. Также в метантенк обычно подается не сама вода, а выпадающий в отстойниках концентрированный осадок, который необходимо подвергнуть брожению. Для интенсификации процесса брожения в метантенке может быть предусмотрен дополнительный подогрев. При этом выделяют мезофильное сбраживание, проводимое при 30-35 °C, и термофильное сбраживание, проводимое при 50-55 °C. Сам процесс анаэробного разложения достаточно сложен и протекает в несколько стадий, а на завершающей стадии происходит образование метана, являющегося экологически чистым топливом.

Общая схема организации процесса очистки сточных вод

Перед непосредственной подачей на очистку сточная вода попадает в усреднитель, где по необходимости разбавляется чистой водой. Это делается с целью выравнивания концентраций загрязняющих веществ в воде, чтобы предотвратить заторы на стадии механической очистки и не допустить чрезмерного разрастания активного ила в случае биологической очистки. Наличие пиковых нагрузок на очистное оборудование обуславливается неравномерностью поступления сточных вод на очистку. Далее следует стадия механической очистки, которая может включать в себя такие аппараты как песколовки, жироловки, отстойники и решетки для улавливания крупного мусора.

После того, как вода прошла предварительную очистку, она подается на основную очистку. В большинстве случаев для этих целей используется биологическая очистка в аэротенках с использованием активного ила. Основной метод может быть дополнен глубокой очисткой, где используются фильтры, установки обратного осмоса и т.д. На протяжении всех стадий из воды выделяются различные вещества, выдающие в виде осадка, которые необходимо утилизировать. Для этого они подвергаются ряду операций (отжим, сушка и т.д.), а дальнейшая их судьба зависит от ценности полученного обработанного осадка. Также обработке подвергается избыток активного ила, выводимого из цикла работы аэротенка, который затем используется как кормовая добавка. Очищенную до необходимого состояния воду затем обеззараживают хлорированием, озонированием или обработкой УФ излучением.

Методы очистки сточных вод: биологические, химические

Методы очистки сточных вод: биологические, химические

Сточные воды переполнены различными химическими средствами, например, моющими средствами, порошками. Из-за этого возникает потребность в их очистке. Чтобы очистить сточные воды от всевозможных загрязняющих веществ: механических компонентов и химических соединений – осуществляют многоуровневую очистку.

Методы могут быть рекуперационные и деструктивные. Под действием деструктивного метода сложные составные компоненты разлагаются на простые. Из воды они выводятся в виде газа или просто выпадают в осадок, который, в свою очередь, не приносит ни пассивного, ни активного вреда окружающей среде. Что касается рекуперационного метода, то из стоков извлекаются ценные вещества, для их дальнейшей обработки и переработки.

Важно выяснить, как и чем осуществляется очистка сточных вод. Ниже приводятся основные методы этого процесса:

  • Механическая очистка.
  • Биологическая очистка.
  • Физико-химическая очистка.
  • Дезинфекция.
  • Термическая утилизация.

Теперь рассмотрим некоторые из этих методов подробней.

Принцип биологической очистки стоков заключается в жизнедеятельности микроорганизмов. Они способствуют процессам окисления или восстановлению органических веществ, которые в данный момент содержатся в сточных водах. Биопрепараты выпускают в виде раствора, коллоидов или суспензии. Биологические очистные сооружения бывают двух типов:

  1. Сооружения, в которых процесс очистки происходит в максимально приближенных к естественным условиям.
  2. Сооружения, в которых процесс очистки выполняется в искусственно созданных условиях.

Что касается первого типа очистки, то это сооружения, в которых проходит процесс фильтрования посредством почвы, а также сооружения, которые представляют собой небольшие водоемы с проточной водой. В них создаются условия, при котором микроорганизмы могут поглощать кислород. В сооружениях второго типа процесс дыхания микроорганизмов осуществляется благодаря диффундированию через поверхность воды (реаэрации) или же механической аэрации.

Биологическая очистка в этом случае происходит в аэротенках, биофильтрах, а также в аэрофильтрах. В данных условиях процедура очистки осуществляется интенсивнее. Это связано с тем, что создаются идеальные условия для жизнедеятельности микроорганизмов.

Если предъявляются более серьезные требования к качеству очистки стоков, то в этом случае осуществляется дополнительная очистка вод посредством песчаного фильтра, который может быть многослойными или двухслойным.

Итак, биологическая очистка выполняется исключительно двумя методами, а именно:

  • аэробными микроорганизмами (для их жизнедеятельности нужен кислород),
  • анаэробными микроорганизмами (для их жизнедеятельности не нужен кислород).

Теперь рассмотрим подробнее первый метод очистки.

Следует заметить, что очистка стоков этим методом определяется несколькими типами емкости. Непосредственно в этих емкостях и осуществляется процесс окисления. Как говорилось выше, это может быть специальная установка — биопруд или изготовленный самостоятельно биологический фильтр (очистка посредством почвы). Так, фильтрационные поля подразумевают под собой специально изготовленные участки, которые предназначаются для сброса в них стоков.

Когда стоки поступают в почву, осуществляется процесс, при котором биологические соединения подвергаются окислению, в результате чего происходит их разложение на углекислый газ и воду. Однако помимо этого, параллельно проходит процесс синтеза биомассы бактерий, который известен как органическая переработка.

В биопрудах содержится огромное количество водорослей, которые наполняют воду кислородом. Это идеальные условия для жизни микроорганизмов. Пруды имеют небольшую глубину. Такие сооружения используют для очистки промышленных стоков, а также для очистки рек, которые впадают в водохранилище. Однако биопруды имеют один большой недостаток. Он связан с тем, что этот метод сезонный, его характеризует небольшая производительность, а также потребность в большой площади земли.

Кроме всего прочего, широко используются искусственные сооружения, которые очищают стоки биологическим методом. Эти сооружения позволяют микроорганизмам продолжительное время жить и размножаться. В них регулярно поддерживается определенная температура, концентрация кислорода, рН и тому подобное. Данная технология имитирует очистку посредством почвы, т.е. естественным методом. Одно из таких сооружений – аэротенк.

В этом случае применяется емкость, которая может достигать в глубину шести метров. Она оборудуется специальным устройством, которое нагнетает воздух внутрь емкости. Благодаря этому возникает подходящая среда для жизни и процветания колоний микроорганизмов на хлопьях ила. Затем вода поступает в специальный отстойник. В нем осуществляется другой процесс — сцеживание. Некоторые частицы обратно поступают в емкость для их утилизации.

Эта емкость заполнена специальным крупнозернистым материалом. На нем проживают колонии микроорганизмов. В отличие от аэротенков, биологический фильтр значительно проще в обслуживании. Он надежнее, способен справляться с повышенным объемом поступающих стоков. Однако здесь есть одно но! Если не соблюдать определенную концентрацию загрязнения, то микроорганизмы попросту вымрут.

В том случае, когда в стоках присутствует органика высокой концентрации, подходящим вариантом будет очистка методом анаэробного реактора.

Данный резервуар изготовлен из металла. Продолжительность жизни анаэробных микроорганизмов регулируется посредством выделения в воздух метана. Устанавливается специальное оборудование, которое следит за его уровнем, иначе микроорганизмы вымрут.

Все эти методы актуальны в том случае, если концентрация тех или иных загрязняющих агентов не превышает допустимый минимум. В большинстве случаев для достижения наиболее качественного результата стоки проходят до четырех ступеней очистки. А перед тем как осуществляется сброс нечистот в водоем, происходит доочистка методом озонирования.

Этот вид очистки является предварительным этапом. Главная цель — очистка воды от взвешенных или осевших волокон, нерастворимых твердых элементов, а также грубодисперсных примесей. Эти могут негативно повлиять на фильтры.

Если стоки в будущем планируется повторно использоваться как техническую воду, то в таком случае без механической очистки никак не обойтись. Более того, с ее помощью можно избавиться от всевозможных химических соединений. Отфильтрованные соединения могут повторно использоваться в том или ином производстве. В результате возможно повторное использование технической воды, что содействует возвращению в цикл определенного количества сырья.

Механическая очистка обезвреживает ядовитые соединения сточных вод. Ну и самое главное, так достигается восполнение запасов чистой природной воды. Следует учесть тот факт, что сегодня существует несколько видов оборудования, которое используется для механической очистки. В каждом отдельном случае требуется индивидуальный подход, так как те или иные стоки могут содержать в себе взвешенные частицы разного размера. Можно выделить несколько простых и эффективных технических решений по механической очистке.

В этом случае вода протекает через специальные сетки и решетки. Они, в свою очередь, имеют ячейки заданного размера. В большинстве случаев применяются решетки и сетки, изготовленные из металла. Размер таких ячеек должен быть таким, чтобы они могли удерживать те или иные частицы разных размеров. При высоконапорной очистке используются высокопрочные сетки и решетки. Использование таких установок позволит качественно очищать стоки, а также увеличить производительность сооружения.

В данном случае вода проходит сквозь специальный засыпной или пористый материал. Вода может проходить как под напором, так и без напора. В качестве наполнителя применяется песок, частицы стекла, металла. Кроме всего прочего, посредством фильтрования можно достичь более тонкой очистки. Все зависит от наполнителя.

Этот процесс сопровождается гравитационным осаждением, а также сепарацией фракций. Эта установка представляет собой последовательно установленные камеры, снабженные переливами, в которых частицы оседают под действием силы тяжести. Верхний слой очищенной воды переливается в следующую камеру. Как только вторая камера наполняется до соответствующего уровня, процесс очистки повторяется. Одним из таких простых и рациональных гравитационных отстойников является песколовка. Процесс отстаивания воды происходит в течение нескольких часов. Этот срок полностью зависит от уровня загрязненности стоков.

Итак, это методы механической очистки наиболее простые, которые можно использовать даже в домашних условиях. Более сложные решения используют в промышленных целях.

Это агрегат, который представляет собой цилиндрический пакет, состоящий из полимерных дисков. Они имеют специально обработанную поверхность, тем самым образовывая объемную структуру. В результате вода отлично очищается от механических примесей. Данное оборудование достаточно простое в использование, характеризуется высокой надежностью. Если дисковой фильтр очень загрязнился, то его очень легко очистить, при этом нет потребности приобретать дополнительные расходные материалы.

Данная технология используется в большинстве случаев на нефтеперерабатывающих предприятиях, в пищевой и химической промышленности, а также в металлообрабатывающей отрасли. Пузырьки газа проходят сквозь жидкую массу, вследствие чего они захватывают загрязненные частицы и поднимают их наверх. В результате этого действия на поверхности появляется пена, которая просто удаляется. Как запустить пузырьки газа? Для этого используется метод электролиза или аэрации. Чтобы увеличить и гарантировать успех очистки методом флотации, можно дополнительно применять коагулянты. Они ускоряют процесс поднимания осадка на поверхность и соответственно его удаление.

Это физическое явление разделяет фракции твердых частиц в постоянном процессе потока. Этот эффективный и высокоскоростной процесс может выполняться в автоматическом режиме. Параллельно могут работать сразу несколько центрифуг, которые обладают большой пропускной способностью. Скорость сепарирования в процессе данной очистки в центробежном поле может в несколько раз превышать скорость осаждающих эквивалентных частиц в сотни раз.

В каждом отдельном случае выбирается индивидуальный метод очистки от нерастворимых загрязнений. В результате можно достичь снижения расходов на последующую очистку, а также защиты бытового оборудования от поломки в результате взаимодействия с твердыми частицами.

Некоторые промышленные предприятия в процессе своей деятельности имеют отходы сточных вод, которые содержат в себе ионы тяжелых металлов. Такие стоки должны проходить глубокую очистку. Она позволяет снизить концентрацию токсичных живых организмов в жидкости, которая сливается в водоемы.

Существует большое количество таких методов. Например, метод нейтрализации, который подразумевает увеличение рН до показателя десять. Соответственно, когда появляется избыток ионов ОН-, который как раз-таки и возникает под влиянием увеличения показателя рН, то осуществляется процесс моляризации ионов тяжелых металлов. При таком случае они выпадают в осадок в виде гидроксидов. Однако, как показывает практика, данный метод нейтрализации снижает уровень показателя тяжелых металлов не меньше чем до десятой доли миллиграмм на один литр, поэтому нужно выполнять доочистку. Для этого можно использовать следующую технологию.

Для доочистки используется реагент-осадитель, который в своем составе имеет сульфидные соединения. При этом существует большое количество групп реагентов, которые в каждом отдельном случае обладают своими уникальными техническими характеристиками.

Очистка сточных вод от нефтепродуктов

Соединения, в состав которых входит нефть и нефтепродукты, появляются в результате целого ряда технологических процессов. Их создают как крупные технологические заводские комплексы, так и небольшие специализированные предприятия вроде СТО. О том, какие методики могут использоваться для очистка сточных вод от нефтепродуктов, удаления нефти и нефтепродуктов из воды, мы расскажем в данном обзоре.

Нефтепродукты, попадая в водоемы, постепенно угнетают местную экосистему, что в итоге приводит к вымиранию фауны и флоры. Это опасный процесс, начала которого не следует допускать. Те виды флоры и фауны, которые переживают новое состояние водоема, как правило, оказываются не в состоянии размножаться. Также нефть может создавать на поверхности воды плотную пленку, которая препятствует нормальной подачи кислорода водным обитателям.

Попадание нефтепродуктов в почву вызывает нарушение ее плодородной функции с течением времени, не меньшую опасность несет и нефть, попавшая в грунтовые воды – она начинает разрушать их нормальный состав, изменяя соотношение минеральных компонентов. Попадание нефтепродуктов в питьевую воду – главный фактор риска в области возникновения раковых заболеваний. То есть нефть способна сильно навредить и самому человеку, и окружающей среде, поэтому к делу ее очистки следует подходить предельно тщательно.

ЮНЕСКО называет нефтепродукты наиболее опасными загрязнителями стоков. Они растворяются в некоторых жидкостях и образуют поверхностный нерастворимый слой.

При защите природы, по мнению ЮНЕСКО, мы должны руководствоваться такими принципами:

  • использовать такое количество природных ресурсов, которые сами не восстанавливаются, которое позволит избежать полного их исчерпания;
  • выбрасываемые нефтепромышленные отходы не должны превышать безопасные для живой природы и человека нормы.

Нефть – это невосстанавливаемый природный ресурс, добыча, переработка и транспортировка которого наносит непоправимый вред окружающей среде. Вопрос должен решаться разносторонне – с политической, правовой и экономической точки зрения. Технически проблему можно решить путем постановки индивидуальных задач для предпринимателей, имеющих непосредственное отношение к нефти.

Метод очистки сточных вод на предприятии должен определяться с учетом типа нефтехимических примесей. Компании, которые осуществляют транспортировку нефти, должны соответствующим образом очищать отработанные сточные воды, отправляя нефтепримеси на переработку. Главные принципы очистки:

  • максимальное снижение содержания нефтепродуктов в сточных водах;
  • полное извлечение тех примесей, которые в дальнейшем будут перерабатываться и использоваться;
  • по возможности повторное использование очищенных стоков.

Что бы определить максимально эффективный способ очистки, нужно рассмотреть несколько способов, учесть объемы примесей разных видов и оптимальное качество воды после очистки. При окончательном выборе учитывается экономическая целесообразность используемых для очистки водных масс. Типы очистных станций – локальные, общие и городские.

Все применяемые сегодня способы очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов делятся на две категории – механические и биологические. Они могут применяться также в комбинации с другими методиками и имеют свои особенности – подробнее далее.

Какими способами чаще всего выполняют очистку сточных вод от нефтепродуктов?

Первичный этап очистки – механический, он является подготовкой к биологическому. На данной стадии удаляется до 95% загрязнителей, но если вы используете только отстойники и жироловки – то не более 50%. Механическая очистка нефтесодержащих продуктов проводится с применением различного оборудования и предполагает механическое удаление загрязнений с водной поверхности. Дополнительно могут использоваться сорбирующие боны – они собирают из водной толщи соединения углерода.

Установка нефтеловушек – главный способ борьбы с нефтяной пленкой, которая образовывается на поверхности точных вод. В очистных заводских сооружениях по-прежнему часто используется устаревшее оборудование и нефтеловушки простой конструкции.

Кроме отстойников, заполненных микроорганизмами (вроде бактерий-деструкторов или биологически активного ила) применяются так называемые биофильтры-улавливатели. Они позволяют исключать из жидкости все остатки загрязняющих элементов, которые не были выловлены ранее.

Основные методы физико-химической очистки воды – сорбция, флотация и коагуляция. Коагуляция предполагает ускоренное превращение тонкодисперсных и эмульгированных примесей в более крупные образования, которые затем выпадают в осадок. Данный процесс происходит под воздействием коагулянтов – химических реагентов. Они образуют хлопьевидные продукты, которые имеют слабоположительный электростатический заряд.

В ходе флотации на поверхности воды появляется устойчивая пена, которая сначала захватывает, а затем удерживает в течение продолжительного времени примеси нефтепродуктов. Спустя некоторое время пенный слой удаляют. Основа для создания пены – устойчивый комплекс пузырьков воздуха и газа. В зависимости от способа, используемого для образования пузырей, флотация делится на вакуумную, электрическую и механическую. При механической флотации образование пены происходит за счет дробления капель воды в воздушном потоке. Вакуумная основана на создании разряжения во флотационной камере. При электрофлотации постоянный ток пропускается через грязную воду.

Сорбция дает максимальную эффективность очистки. Под данным процессом подразумевается поглощение твердым сорбентом примесей, которые содержатся в водной среде – включая нефтепродукты. В качестве сорбентов используются пористые материалы вроде силикагеля, активной глины, кокса, торфа, золы. Самым эффективным сорбентом принято счета активированный уголь.

В ходе обеззараживания и доочистки удалять нефтепродукты из сточных вод не требуется, но возможна дополнительная реализация мембранной очистки. В заводских очистных системах и на нефтеперерабатывающих предприятиях часто устанавливаются системы электрической, электрохимической очистки сточных вод.

Биологические методы очистки предполагают обработку сточных вод биологически-активной средой – то есть вода поступает в резервуар, заселенный микроорганизмами, которые ускоряют распад токсичных соединений или поглощают их. Как правило, после биоочистки производится доочистка.

Специалисты считают биологические методики одними из самых перспективных. В результате их применения все нефтесодержащие примеси превращаются в продукты окисления, которые являются совершенно безвредными. Биологическая очистка чаще всего осуществляется в биофильтрах и аэротенках.

Эффективная очистка от нефтепродуктов: доочистка сточных вод

Для достижения максимальной эффективности очистки стоков от нефтепродуктов может проводиться их доочистка. Для этого, как мы уже писали выше, используются соответствующие мембранные системы, а также комплексные станции электрической и электрохимической очистки.

Качественную очистку сточных вод от нефти для рыбхозяйственных водоемов обеспечивает шунгитовая порода, неплохой эффект дает также угольная сорбция. Учтите, что активные виды угля имеют достаточно высокую цену.

Очистка воды от нефтепродуктов – главные методики и оборудование

Итак, мы выяснили, что основные способы удаления нефтепродуктов из сточных вод – это:

Теперь рассмотрим основное оборудование, применяемое для удаления примесей.

Первая категория – это бензомаслоуловители или нефтеуловители, которые еще называют сепараторами нефтепродуктов. Устанавливаются они под землю и подают самотеком поверхностные сточные воды. Конструктивно бензомаслоуловители представляют собой баки, имеющие различную конструкцию и размеры – от компактных АЗС до масштабных очистных сооружений. Принцип работы нефтеловушки прост – после подачи воды самотеком она поступает в первый фильтр, где плотные частички оседают. Второй фильтр заставляет более крупные включения всплывать на поверхность воды. Реже, но тоже используются агрегаты типа «скиммер», которые могут устанавливаться как самостоятельно, так и совместно с подземным стационарным сепаратором.

Вторая категория оборудования – аэротенки биологической очистки. Они подают загрязненные стоки в резервуар (чаще он имеет прямоугольную форму), где биологически активный ил и бактерии окисляют содержащиеся в воде загрязнители. Работает также система аэрации, которая подает кислород в резервуар и тем самым вызывает наступление необходимых для очистки реакций. За работой аэротенков нужен постоянный контроль. Данный тип биологической очистки называется аэробным, но может процесс окисления протекать и анаэробно. В сложных многоступенчатых системах обычно используют оба метода.

Важные составляющие очистных систем – песколовки, отстойники (динамические, статистические, тонкослойные), гидроциклоны, фильтры (микро, каркасные, эластичные).

Эко проект по очистке поверхности воды от нефтепродуктов

До 7% объема нефти на сегодняшний день уходит в загрязнения, причем безвозвратно. Для промывки контейнеров из-под нефти и оборудования используется обработка горячей водой или паром, могут использоваться чистящие вещества. Предприятия собирают и утилизируют данную воду, некоторые просто сливают ее в водоемы. В результате страдают и люди, и окружающая среда – поэтому составление эко проекта по очистке поверхности вод от нефтепродуктов является важнейшей задачей современности.

Источники:
Методы и способы очистки воды
Вода — основа всей органической жизни, без которой невозможно ни существование человека, ни развития человечества в целом. Кроме непосредственной необходимости поддерживать жизнедеятельность организма, человек потребляет пресную воду в больших количествах для содержания сельского хозяйства и обеспечения различных бытовых нужд. Вода покрывает более 70% поверхности земли и составляет около 1/4400 от общей массы планеты, но при этом на долю пресной приходится менее 3% от общего ее количества. При этом около 70% всей пресной воды находится в форме ледников, что затрудняет ее использование
http://oil-filters.ru/water_cleaning_methods/
Методы очистки сточных вод: биологические, химические
В этой статье собрана информация о методах очистки сточных вод. Вы, возможно, и не знали, что такие методы существуют.
http://kanalizaciyavdome.ru/metody-ochistki-stochnyh-vod/
Очистка сточных вод от нефтепродуктов
Нефтепродукты, попадая в воду, угнетают ее экосистему. Поэтому очистке сточных вод от нефтепродуктов должно уделяться особое внимание
http://global-aqua.ru/ochistka-stochnykh-vod/ochistka-stochnykh-vod-ot-nefteprodukto.html

COMMENTS