 |
Методы очистки сточных вод
|
|
|
|
Очистка сточных вод – это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных загрязняющих веществ.
Методы очистки сточных вод можно разделить на:
1. механические;
2. химические;
3. физико-химические;
4. биологические.
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 другие аппараты. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60–75 % нерастворимых примесей, а из промышленных до 95 %, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.
Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95 % и растворимых до 25 %.
При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и так далее. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях – электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.
|
|
|
Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.
В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.
В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.
Аэротенки – огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало – активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.
Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и другие).
Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна [2].
|
|
|
Патентный обзор
Биологическая очистная представляет собой тип реактора, объединяющего активационную и сепарационную часть в единой ёмкости. Активация работает с весьма низко нагружаемым активным илом. Для отделения воды от активного ила применяется флюидный фильтр, который образуется иловым туманом. Эта технология известна под названием USBF.
В очистной с использованием технологии USBF нет необходимости в применении регулирующей емкости или подключения септика, также не требуется никакого отопления или специального укрытия очистной станции в зимний период. Очистная система работает всего лишь с использованием компрессора, подающего сжатый воздух к аэрационным элементам и одновременно осуществляющей рециркуляцию активной смеси.
Технологический процесс очистки включает в себя все необходимые операции, начиная от механической предочистки стоков до терциальной доочистки и обеззараживания воды на выходе (рисунок 1.1).
1 – зона дефосфатации (безреагентное биологическое удаление фосфора); 2 – зона денитрификации; 3 – зона нитрификации; 4 – сепарация USBF (фильтрация через взвешенный слой осадка)
Рисунок 1.1 – Технология очистки сточных вод USBF
В первом объеме (1), куда сточная вода поступает после механической очистки и первичного удаления нерастворимых веществ, в анаэробных условиях происходит дефосфотация, при этом сточная вода смешивается с суспензией поступающей из аноксической зоны.
Далее смесь из анаэробной зоны поступает в аноксическую зону (2), в которой происходит процесс денитрификации стоков, при этом сточная вода смешивается с рециркуляционным илом из иловых карманов сепаратора, поступающим из зоны нитрификации. Затем вода из аноксической зоны поступает в аэрируемую зону (3), где происходит нитрификация и стабилизация активного ила.
Обработанная в аэрируемой зоне вода поступает в сепаратор призматической или конической формы (4). Сепаратор представляет собой сосуд из нержавеющей стали в виде треугольной призмы (конуса), ориентированный своей вершиной ко дну резервуара [3].
|
|
|
Очистная система MICROCLAR является готовым изделием заводского изготовления. Сконструирована, как круглая в плане цилиндрическая пластмассовая ёмкость. Ёмкость является прочным самонесущим модулем, внутри которого смонтировано технологическое оборудование.
Очистные системы, как правило, размещаются подземно и монтируются непосредственно вблизи объекта (не требуется охранная санитарная зона). Для использования оптимального самотёчного притока стоков на очистную систему, в некоторых случаях возникает необходимость её размещения глубже под уровнем поверхности земли, в этом случае используется пластмассовая надстройка (рисунок 1.2).
Основной частью очистной системы является биологический реактор, интегрирующий в одной ёмкости активационную часть А и сепарационную часть S. Активационная ёмкость А разделена на зоны и секции со специфическими условиями для биологической очистки: анаэробноферментационную зону AF, денитрификационную зону D и нитрификационную зону N.
1 – денитрификационная зона; 2 – зона активации; 3 – сепарационная зона;
4 – ластиковый резервуар; 5 – расширитель; 6 – распределитель воздуха; 7 – аэратор; 8 – крышка; 9 – компрессор; 10 – блок управления; 11 – шланг подачи воздуха
Рисунок 1.2 – Технология очистки сточных вод MICROCLAR
Зоны соединены через определённые отверстия и перегородки и через системы трубопроводов внутренней рециркуляции IR. Перемешивание, циркуляция и рециркуляция активизирующей смеси обеспечено сжатым воздухом, подаваемым нагнетателем, который является единственной вращающейся механической частью технологии.
А – активационная зона; В – сепарационная зона; V – вентили; N – нитрификационная зона; ADS – распределение воздуха; D – денитрификационная зона; AF – анаэробноферментационная зона; AD – аэрационные элементы; M – механическая предочистка; IR – внутренняя рециркуляция; AL – удаление избыточного осадка
Рисунок 1.3 – Биологический реактор установки MICROCLAR
Преимущества:
-отсутствие неприятного запаха на территории;
|
|
|
-высокая степень очистки до 95%;
-используется один технологический колодец (уменьшается потребность в размещении канализационной очистки на большой территории);
-низкое энергопотребление (максимальная потребляемая мощность компрессора 175 Вт);
-нет необходимости в постоянном добавлении бактерий;
-не требуются химические реагенты для активизации процесса брожения [3].
Устройство для улавливания нефтепродуктов
Изобретение (патент RU №2252990 C1) относится к канализации очистных сооружений, которые применяются при очистке сточных вод от нефтепродуктов. Автор патента Беллавин Михаил Сергеевич. Технология работы устройства для улавливания нефтепродуктов показаны на рисунке 1.4.
Устройство для улавливания нефтепродуктов содержит сточную трубу, соединенную с грязеуловителем. Грязеуловитель соединен трубой с нефтеловушкой, соединенной второй трубой с колодцем, имеющим вентиляцию. На трубу надет шланг, к концу которого прикреплена заполненная воздухом герметичная емкость. В нефтеловушке расположен имеющий вырез диск, удельный вес которого меньше удельного веса воды. Герметичная емкость и шланг расположены в вырезе диска. Из нефтеловушки нефтепродукты через шланг и вторую трубу стекают в колодец. Одновременно вода из нефтеловушки стекает по третьей трубе в канализационный колодец. Нефтепродукты вытесняются плавающим диском в его вырез, поэтому слой нефтепродуктов имеет значительную толщину. Следовательно, по шлангу постоянно стекают в колодец в основном только нефтепродукты. Устройство предложенной конструкции лучше очищает сточные воды от нефтепродуктов, что уменьшает затраты на очистку сточных вод.
Сточная труба; 2 – грязеуловитель; 3 – труба нефтеловушки; 4 – нефтеловушка; 5 – труба с шлангом; 6 – колодец; 7 – вентиляция; 8 –шланг; 9 – герметичная емкость; 10 – диск; 11 – труба; 12 – канализационный колодец
Рисунок 1.4 –Устройство для улавливания нефтепродуктов
Использование устройства предложенной конструкции позволит получить следующий технико-экономический эффект. Так в устройстве известной конструкции нефтепродукты из нефтеловушки сливаются в колодец вместе с водой. Поэтому нефтепродукты нужно дополнительно очищать от воды. Это увеличивает затраты на очистку сточных вод.
Устройство предложенной конструкции лучше очищает сточные воды от нефтепродуктов. Поэтому нефтепродукты не нужно дополнительно очищать от воды. Это уменьшает затраты на очистку сточных вод [4].
|
|
|
