Сооружения для глубокой очистки сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ

Выбор типа сооружения глубокой очистки сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ осуществляется с учетом качества исходных сточных вод, требований к степени их очистки, наличия фильтрующих материалов.

В связи с повышением требований к качеству очищенных сточных вод полная биологическая очистка дополняется фильтрами, прудами или физико-химическими методами доочистки. В особых случаях необходимая степень доочистки достигается только при использовании сорбции на активированном угле. Однако этот метод требует термической регенерации угля, что связано с большими капитальными и эксплуатационными расходами.

Широкое распространение для глубокой очистки сточных вод от взвешенных веществ получили методы процеживания на микрофильтрах и барабанных сетках, при использовании этих аппаратов в очищенной сточной воде должны отсутствовать вещества, затрудняющие промывку (смолы, жиры, масла, нефтепродукты и пр.). Концентрация взвешенных веществ в исходной воде не должна превышать 40 мг/л. При применении сетчатых барабанных фильтров в схеме глубокой очистки сточных вод следует предусматривать периодическую промывку водой.

Для доочистки сточных вод применяются фильтры с зернистой загрузкой следующих конструкций: -однослойные с восходящим или нисходящим потоком жидкости:

Рис. 14.4. Схема скорого фильтра:

1 - корпус фильтра;

2 - желоба для распределения фильтруемой воды и для отвода промывной;

3 – дренажная система;

4 - отвод фильтрованной воды;

5 - подача промывной воды;

6 - отвод грязной промывной воды;

7 - распределительный карман;

8 - подача осветляемой воды

-фильтры конструкции Быкова;

- аэрируемые двухслойные;

- каркаснозасыпные.

В зависимости от конструкции и климатических условий фильтры следует располагать на открытом воздухе или в помещении. При расположении фильтров на открытом воздухе трубопроводы, запорная арматура, насосы и прочие коммуникации должны располагаться в проходных галереях. В качестве фильтрующего материала допускается использовать кварцевый песок, гравий, гранитный щебень, гранулированный доменный шлак, антрацит, керамзит, полимеры, а также другие зернистые загрузки, обладающие необходимыми свойствами, химической стойкостью и механической прочностью.

Промывка фильтров разделяется на текущую и профилактическую. Удаление промывной воды осуществляется через желоба, подвешенные над поверхностью загрузки.

Новые методы, которые сочетают в себе достоинства фильтров и предусматривают возможность биологической деструкции остаточных органических загрязнений, применяются на биореакторах.

Принцип работы биореакторов заключается в следующем. В резервуар с загрузочным материалом подаётся биологически очищенная сточная вода, под загрузочным материалом установлена система аэрации, которая обеспечивает в резервуаре необходимую циркуляцию сточной воды через контейнеры с загрузкой. Этот поток вовлекает поступающую сточную жидкость в циркуляцию, снабжает биомассу гидробионтов, прикрепляющуюся на загрузке, кислородом, активным илом из вторичных отстойников и растворенными в воде органическими веществами.

При заиливании загрузочного материала их отмывают подачей воздуха через аэрационную систему. Водовоздушный поток внутри контейнеров срывает иловые отложения с загрузки, в это время осуществляют опорожнение биореактора и ил выводится из сооружения. На период промывки биореактора подача очищаемой сточной жидкости на доочистку прекращается.

Биоценоз биореактора образуется спонтанно и состоит из довольно большого количества видов различных микроорганизмов, в результате чего на загрузке развивается вполне устойчивая экосистема.

18. Методы глубокой очистки сточных вод от биогенных элементов.

Биологический метод удаления основан на процессах нитрификации и денитрификации. Процесс нитрификации представляет собой совокупность реакций биологического окисления аммонийного азота до нитритов и далее до нитратов. В ходе денитрификация происходит окисление органических веществ при восстановлении азота нитратов до свободного азота.

Рис. 1. Схема удаление азота с различным расположением

денитрификационных зон:

I - с денитрификатором в начале процесса

II - с денитрификатором в конце

процесса.;

А - аэротенк; Н -зона нитрификации; Д - зона денитрификации; О -отстойник;

В - возвратный активный ил.

Для очистки слабоконцентрированных сточных вод получили распространение следующие три схемы:

Рис.2. Схема удаление азота из слабоконцентрированных сточных вод:

I - двухиловая система;

II - одноиловая система;

III - одноиловая система с

рециркуляцией

А - аэротенк;

Н -зона нитрификации;

Д - зона денитрификации;

О - отстойник;

В - возвратный активный ил.

Физико-химические методы удаления азота. Хлорирование

активным хлором. При добавлении хлора к воде образуются хлорноватистая и соляная кислоты. Аммиак реагирует с хлорноватистой кислотой, образуя хлорамины. Прибавление активного хлора превращает хлорамины в закись

азота - нерастворимый газ.

Недостаток чрезмерного хлорирования состоит в том, что почти весь вводимый хлор восстанавливается в ионы хлорида, что приводит к повышению концентрации растворенных солей в очищенной сточной воде.

Метод обратного осмоса. Применение полупроницаемых мембран, в частности целлюлозоацетатных, позволяет достигать эффекта очистки от азотсодержащих соединений до 98,5%. Но процесс, основанный на свободном пропуске молекул растворителя при фильтровании сквозь мембрану и задержке молекул или ионов растворенных веществ, требует тщательной предварительной очистки и умягчения воды.

Метод окисления озоном. Применение озонирования целесообразно лишь в случаях перехода аммонийного азота в нитратную форму. Причем эффективного удаления

аммиака можно достичь только при поддержании щелочной среды.

Метод отдувки аммиака основан на отдувке из раствора воздухом при рН =11:

Сточная вода после обработки известью (для осаждения фосфора) насосами перекачивается в верхнюю часть охладительной башни и распределяется по загрузке колонны. Нагнетаемый воздух пропускают через загрузку для извлечения аммиака из капель воды.

Ионный метод. Эффективность удаления аммиака при ионообмене значительно выше, и этот процесс заслуживает внимания в тех случаях, когда требуется обеспечить очень низкую концентрацию азота в воде после очистки.

Электрохимический метод. Метод основан на электролизе

морской воды, в результате которого выделяющаяся гидроокись магния

вступает в реакцию с содержащимися в сточных водах ионами фосфора и

аммиаком с образованием нерастворимой комплексной соли. Одновременно

из-за выделения на аноде Сl₂ происходит обеззараживание сточных вод и

частичное окисление органических загрязнений.

Физико-химические методы:

Адсорбционный метод. Фосфор поглощается поверхностью сорбента.

В магнитном поле. При этом способе фосфаты связывают реагентом в нерастворимые соединения, после чего вводят магнитный материал и воздействуют магнитным полем, в результате чего выделяется фосфатсодержащий осадок.

Электро-коагуляционно-флотациониой метод. При осуществлении этого метода используются алюминиевые и железные электроды.

Метод кристаллизации. Этот метод основан на выращивании кристаллов фосфатов в сточных водах на центрах кристаллизации с последующим их удалением из системы. Кристаллизация осуществляется на фильтрах или во взвешенном слое. В качестве затравочного материала предлагается использовать минералы, содержащие фосфат кальция, костяной уголь, шлак доменных печей и др.

Химические методы. При использовании химических методов обработки сточных вод ионы реагента взаимодействуют с растворимыми солями ортофосфорной кислоты, вследствие чего происходит образование мелкодисперсного коллоидного осадка фосфата. В то же время химический реагент реагирует с щелочами, содержащимися в воде, образуя осадок из крупных хлопьев. Этот осадок вызывает коагуляцию мелкодисперсного коллоидного осадка фосфата и взвешенных веществ, а также адсорбирует некоторую часть органических соединений, содержащих фосфор, далее этот осадок выводится из системы. В качестве реагентов используют соли двух- и трёхвалентных металлов. В практике очистки сточных вод широко применяются такие коагулянты, как соли алюминия и железа, реже - известь.

Удаление фосфора химическим и физико-химическим способами в настоящее время ограничено. Эти методы имеют ряд недостатков: высокая стоимость реагентов, необходимых для применения

Биологические методы. Метод с анаэробной обработкой возвратного рециркулирующего активного ил а, применение такой технологии позволяет извлекать фосфаты с эффективностью 90%. В данной системе удаление фосфора происходит с избыточным илом и иловой водой, образующейся в сооружении для анаэробной обработки ила.