Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Методы очистки сточных вод и обработки осадковВ зависимости от сущности процессов, протекающих в сооружениях, различают методы механической, физико-химической и биологической очистки сточных вод. В процессе очистки сточных вод образуются большие массы осадков, которые подвергаются обезвреживанию, обеззараживанию, обезвоживанию, сушке и подготавливаются к дальнейшему использованию. Если по условиям сброса сточных вод в водоем требуется высокая степень очистки, то после сооружений полной биологической очистки сточных вод устраиваются сооружения глубокой очистки (доочистки). В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» сточные воды после очистки перед сбросом в водоем подвергаются обеззараживанию с целью уничтожения патогенных микроорганизмов. Сооружения механической очистки сточных вод предназначены для задержания нерастворенных примесей. К ним относятся решетки, песколовки, отстойники и фильтры различных конструкций. Решетки и сита предназначены для задержания крупных загрязнений, преимущественно органического происхождения. Песколовки служат для улавливания примесей минерального происхождения, главным образом песка. Отстойники предназначены для задержания оседающих и плавающих примесей. Для очистки некоторых видов производственных сточных вод, содержащих специфические загрязнения, применяются сооружения, называемые жироловками, нефтеловушками, масло- и смолоуловителями. Для задерживания мелких нерастворенных частиц, содержащихся в некоторых видах производственных сточных вод, а также для глубокой очистки городских сточных вод применяют сетчатые фильтры и фильтры с зернистой загрузкой. Сооружения механической очистки сточных вод являются, как правило, предварительной стадией перед биологической очисткой. Механической очисткой сточных вод можно ограничиться, если по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое качество очистки. Это может быть, если количество сточных вод невелико, а водоем мощный. Возможен также случай, когда после механической очистки производственные сточные воды по своему качеству могут быть повторно использованы в технологических процессах на предприятии. При механической очистке городских сточных вод удается задержать до 60% нерастворенных загрязнений. Физико-химические методы очистки городских сточных вод по экономическим соображениям находят ограниченное применение. Эти методы широко применяются для очистки производственных сточных вод. К методам физико-химической очистки производственных сточных вод относятся: реагентная очистка, сорбция, экстракция, эвапорация, дегазация, ионный обмен, озонирование, электрофлотация, хлорирование, электродиализ. Наибольшее распространение находит реагентная очистка, при которой в сточные воды вводят коагулянты - сернокислый алюминий, хлорное железо, сернокислое окисное железо, известь. Вводимые в воду коагулянты образуют хлопья и обеспечивают укрупнение частиц и более полное выделение нерастворенных, коллоидных и частично растворенных загрязнений. Реагентные установки для коагулирования состоят из комплекса сооружений, включающего оборудование и емкости для разгрузки реагентов, их складирования, приготовления реагента, дозирования и введения его в воду. В ряде случаев физико-химическая очистка сточных вод обеспечивает столь глубокое удаление загрязнений, что последующая биологическая очистка не требуется. Биологическая очистка сточных вод основана на жизнедеятельности микроорганизмов, которые окисляют растворенные и нерастворенные органические соединения, являющиеся для микроорганизмов источниками питания. Сооружения биологической очистки условно могут быть разделены на два вида. К первому виду относятся сооружения, в которых процесс биологической очистки протекает в условиях, близких к естественным. В сооружениях второго вида биологическая очистка протекает в искусственно созданных условиях. К сооружениям биологической очистки сточных вод в условиях, близких к естественным, относятся поля фильтрации и биологические пруды. Поля фильтрации — это земельные участки, разделенные валиками на карты, на которых происходит равномерное распределение поступающей сточной воды и фильтрация ее через поры грунта. Профильтровавшаяся вода собирается системой дренажных труб и канав и сбрасывается в водоем. В верхних слоях почвы на частицах грунта образуются колонии аэробных микроорганизмов, способных сорбировать и минерализовать растворенные и нерастворенные органические загрязнения, содержащиеся в сточных водах. В зависимости от крупности частиц грунта кислород из атмосферы проникает в грунт на глубину до 30 см. На большей глубине на частицах грунта образуются колонии анаэробных микроорганизмов, способных существовать в среде при отсутствии кислорода и также проводящие процесс окисления органических загрязнений. Биологические пруды (биопруды) — искусственно созданные неглубокие водоемы, в которых происходит биологическая очистка сточных вод, основанная на процессах, протекающих при самоочищении водоемов. Очистка сточных вод в биопрудах может происходить в анаэробных и аэробных условиях. Они могут проектироваться как для полной биологической очистки сточных вод, так и для доочистки после сооружений искусственной биологической очистки. Насыщение воды в биопрудах кислородом может происходить путем диффундирования его через поверхность воды из атмосферы (реаэрация) или с помощью искусственной аэрации. Биологическая очистка сточных вод в искусственно созданных условиях осуществляется в биологических фильтрах (биофильтрах) или в аэротенках. Эти сооружения могут иметь различное конструктивное оформление и работать по различным технологическим схемам. Биофильтр представляет собой резервуар с фильтрующим материалом, дренажем и распределительным устройством. Сточная вода с помощью распределительных устройств периодически разливается по поверхности загрузки, профильтровывается и отводится во вторичный отстойник. На поверхности фильтрующей загрузки образуется биологическая пленка (биопленка) — колонии микроорганизмов, способных сорбировать растворенные и нерастворенные органические вещества, содержащиеся в фильтруемых сточных водах, и окислять их, получая необходимую для своей жизнедеятельности энергию. Отработавшая и омертвевшая биопленка смывается водой, выносится из биофильтра и задерживается во вторичном отстойнике. Аэротенк представляет собой резервуар, в котором находится смесь активного ила и очищаемой сточной воды. Активный ил представляет собой биоценоз микроорганизмов-минерализаторов, способных сорбировать на своей поверхности и окислять в присутствии кислорода воздуха органические вещества сточной воды. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов-минерализаторов в аэротенк должен непрерывно поступать кислород воздуха. Из аэротенка иловая смесь (сточная вода и активный ил) поступает во вторичный отстойник, где активный ил осаждается, и основная его масса возвращается в аэротенк. Доочистка сточных вод может потребоваться, если в сточной воде после полной биологической очистки и перед сбросом в водоем необходимо снизить концентрацию загрязнений по взвешенным веществам, ВПК, ХПК и др. Кроме того, после доочистки часто сточные воды можно использовать в технологических процессах на предприятиях, в результате чего уменьшается количество сточных вод, сбрасываемых в водоем, и количество свежей воды, забираемой на производственные нужды. При доочистке сточных вод для удаления главным образом взвешенных веществ широко используется фильтрация через фильтры различных конструкций. Применяют также микрофильтры, фильтры с плавающей загрузкой, установки пенной флотации. Для доочистки сточных вод от трудноокисляемых примесей используют коагуляционные и сорбционные установки, а также озонаторные установки в сочетании с фильтрами, Доочистка сточных вод от соединений азота и фосфора необходима в том случае, когда при сбросе их возможно возникновение эвтрофикации водоемов, а также, когда сточные воды направляются в системы оборотного водоснабжения предприятий, в которых возможно биологическое обрастание трубопроводов и аппаратов. Для удаления из воды соединений фосфора наиболее широко применяют реагентный метод. В качестве реагентов используют известь, сернокислый алюминий и сернокислое железо. В биологически очищенных сточных водах азот находится в форме нитритов, нитратов и солей аммония. Для удаления из сточных вод соединений азота применяют физико-химические и биологические методы. К физико-химическим методам относятся: отдувка аммиака, ионный обмен, адсорбция активным углем с предварительным хлорированием, электролиз, озонирование, химическое восстановление, обратный осмос, электродиализ, дистилляция. Биологические методы удаления соединений азота — нитрификация и денитрификация. Дезинфекция сточных вод является заключительным этапом их обработки перед сбросом в водоем. Задача дезинфекции — уничтожение патогенных микроорганизмов и вирусов, содержащихся в сточной воде- Наибольшее распространение получил способ дезинфекции сточных вод путем введения в воду газообразного хлора или хлорной извести. Применяются также электролизные установки для получения гипохлорита натрия из технической поваренной соли и введения его в воду. Возможно также обеззараживание сточных вод озоном. Обработка осадков сточных вод, образующихся в процессе их очистки, заключается в уменьшении их влажности и объема, стабилизации, обеззараживании и подготовке к утилизации. При очистке городских сточных вод на решетках задерживаются крупные нерастворенные примеси — тряпки, бумага, остатки овощей и пр., которые могут вывозиться на свалки или после дробления направляться в метантенки для дальнейшей переработки — сбраживания органической части. Песок, задержанный в песколовках, направляется на песковые площадки, где он обезвоживается и затем вывозится для дальнейшего использования. На станции очистки городских сточных вод в первичных отстойниках выпадает осадок, который перекачивается в метантенки, где происходит его сбраживание. Во вторичных отстойниках, на станциях с аэротенками, происходит выпадение активного ила. Основная масса задержанного ила (циркуляционный или возвратный ил) перекачивается в аэротенки и вновь участвует в процессе. Другая, меньшая часть ила (избыточный активный ил) направляется в илоуплотнители, где происходит его уплотнение и объем ила уменьшается в 5-7 раз. Уплотненный избыточный активный ил направляется в метантенки или в аэробные стабилизаторы. Метантенк - закрытый герметичный резервуар, в котором происходит сбраживание сырого (свежего) осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила. Сбраживание (перегнивание) — процесс переработки органических соединений осадка и ила с помощью анаэробных (существующих в среде без кислорода воздуха) микроорганизмов в минеральные соединения. На станции очистки сточных вод с биофильтрами во вторичных отстойниках выпадает биологическая пленка (биопленка), выносимая из биофильтров. Она направляется в метантенки для сбраживания без предварительного уплотнения. Альтернативным методом обработки осадков и ила в метантенках (анаэробная стабилизация) является аэробная стабилизация. Она осуществляется в резервуарах, где органическая часть осадка и ила длительное время (в течение нескольких суток) минерализуется аэробными микроорганизмами при постоянной продувке воздухом. Особое место в сооружениях по обработке осадков занимают комбинированные сооружения - септики и двухъярусные отстойники, в которых одновременно протекают осветление и сбраживание (перегнивание) выпавшего осадка. Эти сооружения применяются при обработке относительно небольших количеств сточной воды. Осадки сточных вод, выгружаемые из метантенков, имеют влажность около 97%. Для существенного уменьшения объема осадков применяют их обезвоживание. Обезвоживание осадков осуществляется в естественных условиях (на иловых площадках или в иловых прудах) и искусственных (на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах). После обезвоживания осадки имеют влажность 55—80% или уменьшаются в объеме в 7—15 раз. Для дальнейшего уменьшения осадков в объеме проводят их термическую сушку. Для термической сушки осадков применяют аппараты различных конструкций — барабанные, пневматические, ленточные, сушилки со взвешенным слоем, со встроенными струями. После термической сушки осадки имеют гранулированный вид, легко транспортируются. Их влажность 25 - 30%. В исключительных случаях и при соответствующем технико-экономическом обосновании применяют сжигание осадков, если: они не подлежат дальнейшей утилизации и содержат токсические примеси. При сжигании осадков часто возникает проблема очистки топочных газов перед выбросом их в атмосферу. Для сжигания осадков применяют камерные, многоподовые, барабанные и распылительные лечи, а также печи с псевдоожиженным слоем. Осадки городских сточных вод, если они содержат токсичные вещества в концентрациях, не превышающих допустимых, используются в качестве органо-минерального удобрения. Утилизация осадков сточных вод промышленных предприятий предусматривается для извлечения и использования ценных веществ. Осадки минерального происхождения промышленных сточных вод могут найти применение в промышленности строительных материалов и в дорожном строительстве (заменители керамзита и других материалов, а также как связующий материал при дорожных работах).
6. СХЕМЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ Сооружения для очистки сточных вод по высоте, как правило, располагаются таким образом, чтобы вода из одного сооружения в другое поступала самотеком. Сооружения для механической очистки сточных вод составляют первую группу, в которую входят последовательно: решетки, песколовки и отстойники. Самостоятельную группу составляют сооружения по обработке осадка — метантенки (аэробные стабилизаторы или двухъярусные отстойники для станций малой пропускной способности), иловые площадки или сооружения механического обезвоживания и сушки осадка. Ко второй группе относятся сооружения для биологической очистки, в которых окисляются оставшиеся после механической очистки органические загрязнения. Очистка сточной воды заканчивается процессом обеззараживания. Выбор метода очистки и подбор состава сооружений представляют собой сложную технико-экономическую задачу изависят от многих факторов: необходимой степени очистки сточных вод, рельефа местности, энергетических факторов, характера грунтов, размера площади для очистных сооружений, расхода сточных вод, мощности водоема и др. Если сточные воды сбрасываются в реку с большим расходом воды и по расчету необходимой степени очистки сточных вод можно ограничиться толькоих механической очисткой, состав сооружений может быть принят по схеме, приведенной на рис.8.1.
На рис. 8.2 приведена технологическая схема физико-химической очистки сточных вод. На рис. 8.3 приведена технологическая схема биологической очистки сточных вод на биофильтрах.
При больших расходах сточных вод наиболее широко применяется технологическая схема, приведенная на рис. 8.4.
|