Методы очистки сточных вод

Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод, можно разделить на три группы: механические; физико-химические, биологические.

В комплекс очистных сооружений, как правило, входят сооружения механической очистки. В зависимости от требуемой степени очистки они могут дополняться сооружениями биологической либо физико-химической очистки, а при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются сооружения глубокой очистки. Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются, образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка. Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.

Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. В результате механической очистки обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%, а органических веществ до 20%. Усреднители применяются для регулирования и расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков.

Первичные отстойники применяются для выделения из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность.

Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей.

Биологическая очистка - широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов - водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

Химические и физико-химические методы очистки играют значительную роль при обработке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельные, так и в сочетании с механическими и биологическими методами. К ним относятся:

Тепловой способ. Кипячение воды в течение 12-20 мин убивает все неспорообразующие микроорганизмы. Для уничтожения спор применяют нагрев воды до 120⁰С под давлением или дробную стерилизацию воды - ее кипятят в течение 15 мин, охлаждают до 35⁰С, выдерживают при этой температуре 2ч для прорастания спор и снова нагревают до кипения.

Действие ультрафиолетового излучения. Вода, длительное время находящаяся на солнечном свету, освобождается от патогенных микроорганизмов. Облучение воды ультрафиолетовыми лучами хорошо обеззараживает воду, свободную от взвешенных и коллоидных примесей.

Действие ионизирующего излучения. О блучение воды рентгеновскими лучами, г- и в- излучателями обеззараживает воду.

Действие ультразвуковых колебаний убивает большинство микроорганизмов. Интенсивность ультразвукового излучения должна быть не менее 2 вт/см² при продолжительности озвучивания не менее 5 мин.

Обеззараживание воды фильтрованием. В качестве обеззараживающих используют так называемые ультрафильтры из микропористой керамики или фарфора фильтры с асбестоцеллюлозными фильтрующими пластинами, мембранные ультрафильтры и др.

Обеззараживание воды озоном. Это наиболее эффективный метод обеззараживания воды. Однако он весьма дорог.

Обеззараживание воды с помощью бактерицидного излучения. Обеззараживание воды бактерицидным излучением может производиться только тогда, когда подлежащая обеззараживанию вода обладает малой цветностью и не содержит коллоидных и взвешенных веществ, поглощающих и рассеивающих ультрафиолетовые лучи.

Нейтрализация применяется для обработки производственных сточных вод многих отраслей промышленности, содержащих щелочи и кислоты.

На данный момент человечеством накоплен огромный опыт в области очистки загрязненных потоков воды. Кстати, очистка хозяйственно бытовых сточных вод существовала с очень давних времен – по свидетельствам историков данные системы использовались еще пять-шесть тысяч лет назад в Китае и в Индии.

Проблема очистки хозяйственно бытовых вод была актуальна во все времена. Человечество имело возможность убедиться в этом на собственном печальном опыте, когда в средние века в западноевропейских странах очистке хозяйственных и бытовых вод уделялось недостаточное внимание.

Что касается нашей страны, то здесь первые очистные сооружения были построены в двенадцатом веке в Новгороде.

В настоящее время проблема очистки сточных хозяйственно бытовых вод решена на довольно высоком техническом уровне, что стало возможным благодаря современным достижениям науки и технического прогресса. Кроме того, современные системы водоочистки воды обеспечивают абсолютную защиту окружающей среды. Но при этом стоит сказать, что в тех населенных пунктах, где отсутствует централизованная система водоснабжения, ситуация с очисткой сточной воды напоминает ситуацию в средневековой Европе. В таких городах и поселках проблема очистки загрязненной воды ложится на плечи самих жителей, и они повсеместно решают ее любым доступными методами, в частности, устанавливают автономные системы канализации, которые в отличие от выгребных ям не накапливают загрязненную воду, а производят ее очистку.

Таким образом, очистка хозяйственно бытовых сточных вод с помощью локальных установок канализации делится на три основных вида:

· биологический;

· химический;

· механический.

Если рассматривать каждый из них в отдельности, то можно сказать, что механический метод очистки подразумевает удаление из сточной воды загрязнения, находящиеся в ней во взвешенном состоянии. Но в данном способе существует один существенный недостаток – вода не очищается от загрязнителей, находящихся в растворенном виде. Поэтому данное средство очистки лучше всего использовать первичной ступени.

Химическая очистка сточной воды основана на использовании химических реагентов, под воздействием которых органические и неорганические загрязняющие вещества соединяются в труднорастворимые соединения, а затем выпадают в осадок.

Но данный метод слишком дорогой, поэтому наиболее удачным решением является биологическая очистка хозяйственно бытовых сточных вод. Он основан на применении бактерий, которые в процессе своей жизнедеятельности поглощают вредные загрязняющие элементы, тем самым очищая воду.