Основные пути и методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ.

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.

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.

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.

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

 

Методы механической очистки. Классификация.

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.

 

Центрифугирование.

Центрифугирование - разделение в поле центробежных сил жидких дисперсных систем с частицами размером более 100 нм. Используют для выделения составляющих фаз (жидкая - фугат или фильтрат, твердая - осадок) из двухкомпонентных (суспензии, эмульсии) и трехкомпонентных (эмульсии, содержащие твердую фазу) систем.

 

Отстаивание.

 

Процеживание.

Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод - предназначено для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей размером до 25 мм, а также более мелких волокнистых загрязнений, которые в процессе дальнейшей обработки стоков препятствуют нормальной работе очистного оборудования. Процеживание сточных вод осуществляется пропусканием воды через решетки и волокноуловители.

 

Физико – химические методы очистки

Их используют для очистки от растворенных примесей и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции. В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:

флотация,

сорбция,

ионообменная и электрохимическая очистка,

гиперфильтрация,

нейтрализация,

экстракция,

эвапорация,

выпаривание, испарение и кристаллизация.

 

Коагуляция.

Коагуляция (от лат. Coagulatio - свёртывание, сгущение), слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового (броуновского) движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции. образуются агрегаты - более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления более мелких (первичных). Первичные частицы в таких скоплениях соединены силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку окружающей (дисперсионной) среды. Коагуляция сопровождается прогрессирующим укрупнением частиц (увеличением размера и массы агрегатов) и уменьшением их числа в объёме дисперсионной среды - жидкости или газа.

 

Флокуляция

Флокуляция (от лат. flocculi = клочья, хлопья), вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления, т. н. флокулы. Флокуляция. в жидких дисперсных системах (золях, суспензиях, эмульсиях, латексах) происходит под влиянием специально добавляемых веществ = флокулянтов, а также при тепловых, механических, электрических и пр. воздействиях. Эффективные флокулянты это растворимые полимеры, особенно полиэлектролиты. Действие полимерных флокулянтов обычно объясняют адсорбцией нитевидных макромолекул одновременно на различных частицах. Возникающие при этом агрегаты образуют хлопья, которые могут быть легко удалены отстаиванием или фильтрованием. Флокулянты (поликремниевая кислота, полиакриламид и др.) широко используются при подготовке воды для технических и бытовых нужд, обогащении полезных ископаемых, в бумажном производстве, в сельском хозяйстве (для улучшения структуры почв), в процессах выделения ценных продуктов из производственных отходов, обезвреживания промышленных сточных вод. При водоочистке полимерные флокулянты применяют обычно в концентрации 0,1=5 мг/л. Флокуляция. под действием органических веществ в природных водоёмах = важный фактор их самоочищения.

 

Флотация

ФЛОТАЦИЯ (франц. flottation, англ, flotation, букв.- плавание на пов-сти воды), разделение мелких твердых частиц (гл. обр. минералов) и выделение капель дисперсной фазы из эмульсий. Основана на разл. смачиваемости частиц (капель) жидкостью (преим. водой) и на их избират. прилипании к пов-сти раздела, как правило, жидкость - газ (очень редко твердые частицы - жидкость). Осуществляют флотацию гл. обр. с использованием спец. в-в - флотац. реагентов (флотореа-гентов).

 

Ионный обмен.

Ионный обмен с помощью ионообменных смол применяется в водоочистке с середины прошлого века. Ионообменная смола – состоит из мелких (около миллиметра) шариков из полимерных материалов. Шарики смолы улавливают и впитывают из воды ионы различных загрязнений, меняя их на безобидные ионы других веществ. Т.е. осуществляется ионный обмен, поэтому смолы называются ионообменные или иониты.

Ионообменные смолы - нерастворимые высокомолекулярные соединения с функциональными ионогенными группами, способными вступать в реакции обмена с ионами раствора. Некоторые типы ионитов обладают способностью вступать в реакции комплексообразования, окисления-восстановления, а также способностью к физической сорбции ряда соединений. Иониты имеют гелевую, макропористую и промежуточную структуру.

 

33) Адсорбция, очистка воды. Это процесс, при котором твердое вещество используется для удаления растворимых примесей из воды. Самым известным абсорбентом является уголь. Внутренняя поверхность активированного угля, специально производимого для целей водоочистки, достигает значительных размеров (от 500 до 1500 м2/г). Именно поэтому активированный уголь идеально подходит для использования при адсорбции. Активированный уголь производится в двух видах: порошковый активированный уголь и гранулированный. В водоочистке главным образом применяется гранулированный активированный уголь, который способен адсорбировать следующие растворимые примеси: Органические, неполярные примеси, как-то: нефть и нефтепродукты; полиароматические углеводороды; фенолы, Адсорбция галогенизированных примесей: I, Br, Cl, H и F, запахи, вкус, дрожжи, различные сбраживаемые вещества, неполярные примеси (примеси, не растворимые в воде).