Oczyszczanie ścieków oznacza ich specjalne oczyszczanie w celu usunięcia szkodliwe substancje... W tej chwili opracowano i zastosowano wiele metod czyszczenia. Wybór jednej lub innej metody czyszczenia Ścieki zależy bezpośrednio od charakterystyki zanieczyszczenia i całej listy warunków. Rzućmy okiem na każdą z tych metod.

Istota mechanicznej metody oczyszczania ścieków polega na tym, że wszystkie rodzaje zanieczyszczeń są usuwane z zanieczyszczonych ścieków za pomocą mechanicznej filtracji. Cząsteczki różnego rodzaju są zatrzymywane przez specjalne drobne kratki, sita, łapacze benzyny i inne elementy czyszczące. Mechaniczne systemy czyszczenia usuwają do 70% zanieczyszczeń.

Istotą metody chemicznej jest to, że do ścieków dostarczane są określone chemikalia, które wpływają na zanieczyszczenie, co prowadzi do ich osadzania się w postaci opadów atmosferycznych. Przy pomocy takich systemów oczyszczania ścieków zapewniony jest spadek wskaźnika nierozpuszczalnych zanieczyszczeń do 95%. Ta metoda jest uważana za jedną z najbardziej skutecznych spośród wszystkich istniejących.

Istotą metody biologicznej jest wykorzystanie do oczyszczania biochemicznych i fizjologicznych zasad samooczyszczania naturalnych zbiorników. W przemysłowych systemach biologicznego oczyszczania główną rolę odgrywają bakterie, które dodawane są do ścieków i oczyszczają je. Schemat oczyszczanie biologiczne pokazane na zdjęciu.

Istotą fizykochemicznej metody oczyszczania ścieków jest usuwanie z nich drobno zdyspergowanych substancji i niszczenie słabo utlenionych związków. Większość nowoczesnych przemysłowych oczyszczalni i urządzeń fizykochemicznych wykorzystuje metody oczyszczania ścieków, takie jak sorpcja, koagulacja i ekstrakcja.

Rozważmy bardziej szczegółowo każdą metodę czyszczenia i każdy system czyszczenia.

Biologiczne oczyszczanie ścieków

Jak już wspomniano, ta metoda czyszczenia opiera się na zdolności niektórych mikroorganizmów do mineralizacji materii organicznej. Zgodnie z takim systemem czyszczenia naturalne samooczyszczanie odbywa się w zbiornikach i rzekach. Aby przyspieszyć czyszczenie tą metodą, w biologicznych instalacjach i urządzeniach stosowane są specjalne bakterie, które przyspieszają proces czyszczenia biologicznego i zwiększają jego skuteczność.

Metoda biologiczna wykorzystuje mikroorganizmy tlenowe i beztlenowe.

• Bakterie tlenowe istnieją tylko w środowisku, w którym obecny jest tlen. Pod wpływem takich bakterii następuje całkowite zniszczenie materii organicznej na dwutlenek węgla i wodę. Niezależna metoda tlenowa jest rzadko stosowana w oczyszczaniu biologicznym: z reguły jest stosowana w połączeniu z metodą oczyszczania beztlenowego.
• Bakterie beztlenowe podczas oczyszczania biologicznego mogą istnieć w środowisku, w którym nie ma tlenu. Zazwyczaj systemy oczyszczania beztlenowego są stosowane w warunkach wysokiego stężenia materii organicznej, przekraczającego dopuszczalny poziom dla mikroorganizmów tlenowych. Ponadto w przypadku niskiego poziomu zawartości materii organicznej metoda oczyszczania beztlenowego jest nieskuteczna. Dlatego w większości systemów czyszczących po czyszczeniu mikroorganizmami beztlenowymi wykonuje się dodatkowe czyszczenie bakteriami tlenowymi.

Zasada technologii oczyszczania biologicznego została szczegółowo omówiona na poniższym filmie.

Mechaniczny

Mechaniczna metoda oczyszczania służy do oddzielania dostatecznie dużych zanieczyszczeń ze ścieków poprzez filtrację lub filtrację. Główne cechy metody czyszczenia mechanicznego to:

• Do usuwania substancji gruboziarnistych stosuje się metodę filtracji ścieków przez kratki i wszelkiego rodzaju sita.
• Aby wykluczyć substancje o większej / niższej gęstości cząstek (w porównaniu z wodą) ze ścieków, stosuje się metodę sedymentacji. Metodą sedymentacji najlżejsze związki wypływają na powierzchnię, a najcięższe wytrącają się.
• Do usuwania różnych zanieczyszczeń mineralnych stosuje się metodę sedymentacyjną z wykorzystaniem specjalnych zbiorników sedymentacyjnych. Zdjęcie zbiorników sedymentacyjnych pokazano poniżej.
• Do usuwania substancji lekkich w porównaniu z wodą (oleje, oleje, tłuszcze), które unoszą się na powierzchni podczas czyszczenia, stosuje się specjalne oczyszczalnie - łapacze oleju, łapacze oleju itp. Większość tej metody i sprzętu jest wykorzystywana do oczyszczania ścieków przemysłowych.

Najczęściej w oczyszczaniu ścieków przemysłowych stosuje się mechaniczne metody oczyszczania i urządzenia do obróbki mechanicznej. We wszystkich innych przypadkach czyszczenie mechaniczne jest stosowane jako czyszczenie wstępne przed oczyszczaniem biologicznym.

Technologia mechanicznego oczyszczania ścieków została szczegółowo omówiona na wideo:

Chemiczny

Chemiczne systemy oczyszczania ścieków wymagają użycia specjalnych środków chemicznych do usuwania zanieczyszczeń. W szczególności stosuje się chlor, wapno, kwas solny.

Chemiczne oczyszczanie ścieków odbywa się w kilku etapach:

1. Neutralizacja zanieczyszczeń. Metoda ta polega na zmieszaniu ścieków kwaśnych z alkalicznymi, a następnie na filtracji za pomocą odpowiednich substancji. Jednocześnie w technologii neutralizacji wody kwaśnej wykorzystuje się dolomit, cement i wodę amoniakalną.

1. Utlenianie. Utlenianie ma na celu odkażenie zanieczyszczeń w procesie oczyszczania ścieków. Jako utleniacze stosuje się chloran sodu, ozon, skroplony chlor itp. Należy zauważyć, że najskuteczniejszym środkiem utleniającym jest fluor. Jednak jest rzadko używany na stacjach i w systemach, ponieważ jest dość agresywny. chemiczny... Chlor jest najpowszechniejszym utleniaczem stosowanym w zakładach przemysłowych i chemicznych systemach oczyszczania ścieków.

Chemiczne oczyszczanie ścieków jest szczegółowo omówione na filmie.

Fizykochemiczne metody czyszczenia

Ta metoda czyszczenia może być stosowana zarówno niezależnie, jak i w połączeniu z innymi metodami i technologiami - czyszczeniem chemicznym, mechanicznym i biologicznym.

Najpopularniejsze metody fizykochemicznego oczyszczania ścieków obejmują koagulację, wymianę jonową i flotację. Rozważmy bardziej szczegółowo każdą z tych metod:

1. Metoda koagulacji polega na przygotowaniu specjalnych roztworów zawierających flokulanty i koagulanty. Takie rozwiązania są dodawane do oczyszczalni ścieków. W wyniku reakcji z zanieczyszczeń powstają płatki, które są następnie usuwane przez system obróbki mechanicznej.
2. Metoda czyszczenia jonowego polega na selekcji jonów ze specjalnego roztworu elektrolitu w zamian za taką samą ilość jonów wymieniacza jonowego. Ta metoda oczyszczania ścieków jest odwracalna i może być stosowana nie tylko do oczyszczania ścieków, ale także w urządzeniach i instalacjach przeznaczonych do zmiękczania wody.
3. Metoda flotacyjna polega na wprowadzeniu do ścieków pęcherzyków powietrza. W ten sposób cząsteczki brudu przylegają do tych pęcherzyków, co prowadzi do tworzenia się piany na powierzchni. Jeżeli zanieczyszczające cząsteczki ze względu na swoje właściwości nie przylegają do bąbelków, do układu czyszczącego dodaje się specjalne odczynniki. Następnie piankę z zanieczyszczeniami usuwa się mechanicznie. Zdjęcie pienistej substancji pokazano poniżej.

Sprzęt do czyszczenia metodą flotacji jest najczęściej stosowany w przedsiębiorstwach przemysłowych i produkcyjnych zajmujących się przetwarzaniem produktów ropopochodnych. Zdjęcie systemu flotacyjnego ścieków.

Technologię fizykochemicznego usuwania zanieczyszczeń omówiono na poniższym filmie.

Sprzęt do oczyszczania ścieków

Dla maksymalnej przejrzystości rozważymy nowoczesne systemy, urządzenia i instalacje stosowane do oczyszczania ścieków przemysłowych i bytowych.

Przepompownia ścieków

Taka stacja jest zaprojektowana i służy do pompowania ścieków w przypadkach, gdy nie jest możliwy ich transport grawitacyjny. W zależności od wymagań i warunków pracy przepompownie przemysłowe do wypompowywania ścieków mogą być samozasysające lub zatapialne. Zdjęcie przepompownia przedstawione poniżej.

Stacja do mechanicznego oczyszczania ścieków

System przeznaczony jest do wstępnego oczyszczania ścieków pochodzących z zanieczyszczeń metodą sedymentacji. Głównym elementem konstrukcyjnym większości przemysłowych stacji czyszczenia mechanicznego jest separator piasku. To za pomocą tego systemu ścieki są oczyszczane z grubszych zanieczyszczeń. Zdjęcie zakładu przemysłowego do mechanicznego oczyszczania ścieków pokazano poniżej.

System wychwytywania tłuszczu

System zbierania tłuszczu służy do oddzielania tłuszczów różnego pochodzenia ze ścieków. Łapacz tłuszczu jest obowiązkowym wyposażeniem systemu kanalizacyjnego, ponieważ gromadzenie się tłuszczu znacznie zmniejsza przepustowość całego systemu. Systemy zbierania tłuszczu są stosowane przy uzdatnianiu zanieczyszczonej wody przemysłowej. System zbierania tłuszczu pokazano na poniższym zdjęciu.

Biologiczna oczyszczalnia ścieków

Taka stacja to rodzaj kwadratowego pojemnika wykonanego ze stopu stali nierdzewnej lub włókna szklanego. Zasada działania takiego systemu opiera się na wykorzystaniu określonych mikroorganizmów i naprzemienności stref napowietrzonych z recyrkulacją osadu. Ta metoda i takie systemy są szeroko stosowane w organizacji przydomowych, nieprodukcyjnych systemów kanalizacyjnych. Poniżej przedstawiono zdjęcie przemysłowej stacji biologicznego oczyszczania ścieków.

Sprzęt do oczyszczania biologicznego może być zakopany lub umieszczony na ziemi. W przemyśle z reguły stosuje się podziemne oczyszczalnie biologiczne. Naziemne oczyszczalnie biologiczne stosuje się, gdy wykonanie instalacji podziemnej jest niemożliwe lub konieczne jest uzyskanie mobilnej oczyszczalni ścieków. Zdjęcie mobilnej stacji czyszczącej pokazano poniżej.

Należy zauważyć: bardzo często biologiczna oczyszczalnia ścieków nazywana jest zbiornikiem napowietrzającym. Nazwę taką otrzymała biologiczna oczyszczalnia ścieków ze względu na zastosowanie w niej technologii oczyszczania za pomocą bakterii tlenowych. Zdjęcie aerotank jest pokazane poniżej.

Chemiczna oczyszczalnia ścieków

Zakłady wykorzystujące technologię chemiczną do oczyszczania ścieków przeznaczone są przede wszystkim do budowy systemów oczyszczania w dużych gałęziach przemysłu. Należy zaznaczyć, że nie ma uniwersalnych instalacji przemysłowych do takiego unieszkodliwiania odpadów, a także technologii uniwersalnego przetwarzania. W każdym konkretnym przypadku wymagana jest określona stacja, która jest przeznaczona do chemicznego czyszczenia niektórych zanieczyszczeń i stosuje w swojej pracy odpowiednią metodę czyszczenia. Jeśli nie można ograniczyć tylko jednego systemu oczyszczania chemicznego, technologię tę stosuje się w połączeniu z mechanicznym lub fizykochemicznym oczyszczaniem ścieków.

Zdjęcie stacji uzdatniania chemicznego pokazano poniżej.

Środek do czyszczenia membran

System ten można nazwać jednym z najbardziej zaawansowanych spośród wszystkich istniejących. Główną zaletą takiej instalacji jest oczyszczanie ścieków na poziomie molekularnym. Po przejściu przez taki system oczyszczona woda może być następnie wykorzystana w określonych procesach technologicznych i produkcyjnych. Zdjęcia przemysłowych urządzeń membranowych:

Oczyszczalnia ścieków

Rozważmy szczegółowo najczęstsze opcje dla oczyszczalni ścieków, które są stosowane w domowych systemach oczyszczania ścieków. Najczęściej przy tworzeniu kanalizacji w domach prywatnych stosuje się biologiczne oczyszczalnie ścieków. Zasada działania takiego systemu jest następująca:

Wstępne oczyszczanie ścieków odbywa się w tzw. Szambie. Szambo to specjalna komora, która rozkłada zanieczyszczenia organiczne za pomocą bakterii beztlenowych. Oczywiście, aby zapewnić proces fermentacji w szambie, dostęp tlenu jest wykluczony. Zdjęcie szamba pokazano poniżej.

Technologia oczyszczania beztlenowego polega na hydrolizie związków organicznych do mniej złożonych cząstek. W celu zwiększenia skuteczności oczyszczania beztlenowego stosuje się specjalny sprzęt - bioreaktor, czyli specjalny wypełniacz o strukturze plastra miodu z bakteriami beztlenowymi. Dzięki tym ogniwom znacznie zwiększa się wydajność oczyszczalni. Zdjęcie bioreaktora pokazano poniżej.

Technologia oczyszczania ścieków: wideo

Aby uzyskać maksymalną przejrzystość, zalecamy obejrzenie filmu, w którym szczegółowo omówiona jest technologia oczyszczania ścieków.

METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

Cel pracy: zbadanie istniejących metod oczyszczania ścieków.

INFORMACJE OGÓLNE

Klasyfikacja ścieków

Ścieki z przedsiębiorstw przemysłowych, komunalnych, transportowych, ścieki powierzchniowe muszą być oczyszczone przed wejściem do naturalnych zbiorników wodnych. Ścieki można podzielić na trzy typy:

• technologiczne (lub produkcyjne) - wykorzystywane w procesie technologicznym;

• gospodarstwo domowe (lub komunalne) - z sanitariatów obiektów przemysłowych i nieprzemysłowych, natrysków powstających podczas sprzątania lokali, w stołówkach, restauracjach, budynkach mieszkalnych, użyteczności publicznej itp .;

• powierzchnia - deszcz (burza), powstały podczas topnienia śniegu i innych wód, które przeszły przez obszary zanieczyszczone.

Ścieki zawierają następujące zanieczyszczenia: minerał (roztwory soli mineralnych, zasad, kwasów, żużli, piasku, gliny itp.); organiczne (zanieczyszczenia pochodzenia roślinnego, zwierzęcego i chemicznego); bakteryjne (grzyby, różne bakterie).

Tylko system cyrkulacji wody jest optymalny pod względem środowiskowym i ekonomicznym w produkcji. Zastosowanie wody z odzysku pozwala kilkadziesiąt razy zmniejszyć zużycie wody naturalnej, ale z powodu nieuchronnych strat w cyklu produkcyjnym nie ma dziś całkowicie zamkniętych obiegów wody.

METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

Mechaniczne oczyszczanie ścieków

Ścieki zawierają zawieszone cząsteczki substancji nierozpuszczalnych i słabo rozpuszczalnych. Zawieszone cząstki stałe i ciekłe tworzą z wodą trzy rodzaje układów zdyspergowanych:

• układy zgrubnie zdyspergowane o cząstkach większych niż 0,1 mikrona (zawiesiny - faza rozproszona - cząstki stałe; emulsje - faza rozproszona - cząstki ciekłe);

• układy koloidalne z cząstkami o wielkości od 1 nm do 0,1 mikrona;

• prawdziwe rozwiązania o rozmiarach cząstek współmiernych do rozmiarów poszczególnych cząsteczek i jonów.

Wybór rodzaju urządzeń do mechanicznego oczyszczania ścieków zależy od wielkości cząstek zanieczyszczających, ich właściwości fizykochemicznych, stężenia cząstek, natężenia przepływu ścieków oraz wymaganego stopnia oczyszczenia.

Początkowo największe części zanieczyszczeń są oddzielane podczas procesu filtracji, od czego na początku zakłady leczenia zainstaluj specjalne kratki i sita, które przyczyniają się do uwalnianie ze ścieków dużych nierozpuszczalnych zanieczyszczeń o wielkości do 25 mm, a także mniejszych zanieczyszczeń, które w procesie dalszego przetwarzania ścieków zakłócają normalną pracę urządzenia do oczyszczania.

Piasek jest wychwytywany za pomocą łapaczy piasku. Piaskowniki wykonywane są w postaci prefabrykowanych żelbetowych aparatów poziomych lub pionowych o przekroju prostokątnym lub przekrój okrągły... Głębokość piaskowników nie przekracza 0,25 - 1 m, prędkość ruchu wody wynosi około 0,3 m / s. Osad z wykopu jest usuwany za pomocą windy hydraulicznej.

Główną konstrukcją do mechanicznego oczyszczania ścieków z osadzających się lub pływających gruboziarnistych zanieczyszczeń jest osadnik. W zależności od kierunku przepływu wody wyróżnia się osadniki poziome, pionowe i promieniowe. Wydajność osadników wynosi 40 - 60%. Czas osadzania - 1 - 1,5 h. Głębokość osadników 1,5 - 4 m, szerokość 6 - 9 m. W osadniku poziomym mechanizm zgarniający przesuwa osad do dołu. Osad jest usuwany z wykopu za pomocą pomp, podnośników hydraulicznych, chwytaków.

Ścieki zawierające zanieczyszczenia o niższej gęstości wody (zanieczyszczenia pływające) - oleje i produkty ropopochodne, żywice, oleje, tłuszcze

i inne, - są czyszczone przez osadzanie się w łapaczach oleju, łapaczach tłuszczu i oleju. Ich konstrukcja jest podobna do konstrukcji zbiorników sedymentacyjnych. Przenośnik zgrzebłowy przenosi osadzający się osad stały do \u200b\u200bdołu, a pływający produkt ropopochodny do szczelinowych obrotowych rur ewakuacyjnych. Grubość warstwy napawanego produktu ropopochodnego może dochodzić do 0,1 m. Wysokość warstwy wodnej w pułapkach olejowych wynosi 1,2 - 2 m, prędkość ruchu wody 4 - 6 mm / s, czas osiadania min. 2 godziny.

Filtracja służy do usuwania nierozpuszczalnych, drobno zdyspergowanych, trudnych do osadzenia zanieczyszczeń stałych lub ciekłych ze ścieków. Proces filtracji odbywa się poprzez przepuszczanie cieczy przez porowate przegrody zatrzymujące zdyspergowane substancje. Proces przebiega z powodu różnicy ciśnień przed warstwą filtrującą i za nią. Jako przegrody porowate stosuje się blachy i siatki, tkaniny, różne materiały ziarniste - piasek kwarcowy, antracyt, tłuczeń.

i itp. Pod koniec cyklu roboczego mycie (regeneracja) przegród odbywa się z reguły oczyszczoną wodą, dostarczając ją w kierunku przeciwnym do ruchu ścieków podczas procesu czyszczenia.

W w wyniku mechanicznego oczyszczania ścieki muszą być oczyszczone do punktu, w którym można je odprowadzić do gruntu.

Chemiczne metody czyszczenia

Do usuwania rozpuszczonych zanieczyszczeń stosuje się chemiczne metody oczyszczania ścieków. Chemiczne metody oczyszczania ścieków obejmują neutralizację, utlenianie i redukcję. Metody te wymagają zużycia różnych odczynników i dlatego są drogie.

Ścieki należy zneutralizować przed odprowadzeniem do naturalnych zbiorników wodnych. Wody o pH 6,5 - 8,5 są uważane za obojętne chemicznie. Neutralizację ścieków można przeprowadzić w następujący sposób: mieszając kwaśne i zasadowe ścieki powstające w różnych instalacjach; dodawanie odczynników; absorpcja kwaśnych gazów przez ścieki alkaliczne lub absorpcja amoniaku przez wody kwaśne; filtracja wód kwaśnych przez materiały neutralizujące.

Podstawowym wyposażeniem do prowadzenia procesu neutralizacji jest naczynie (reaktor) wyposażone w mieszadło lub bełkotkę do doprowadzania powietrza. NaOH, KOH, NH4 OH, Ca (OH) 2 - mleko wapienne z zawartością 5-10% aktywnego wapna stosowane są jako odczynniki do neutralizacji. Magnezyt, dolomit, wapień, odpady stałe (popiół, żużel) są używane jako materiały neutralizujące podczas filtracji.

Utlenianie ścieków odbywa się za pomocą chloru, dwutlenku chloru, nadtlenku wodoru, tlenu z powietrza, dwutlenku manganu, nadmanganianu potasu, ozonu itp. Chlor jest najpowszechniejszym utleniaczem w oczyszczaniu ścieków. W oczyszczalniach wody chlor jednocześnie z chemicznym oczyszczaniem dezynfekuje ścieki.

Zastosowanie ozonu uważa się za obiecujące w oczyszczaniu ścieków z produktów ropopochodnych, fenoli, środków powierzchniowo czynnych, węglowodorów aromatycznych, cyjanków i innych substancji. Ozonowanie ścieków pozwala jednocześnie wyeliminować smaki i zapachy, zdezynfekować i odbarwić wodę. Czysty ozon jest wybuchowy i wyjątkowo toksyczny, dlatego ozon jest dostarczany do ścieków w postaci mieszaniny ozonu i powietrza. Do oczyszczania spalin z pozostałości ozonu stosuje się metody adsorpcji, katalizy lub niszczenia termicznego.

Odzyskiwanie służy do usuwania związków rtęci, chromu, arsenu ze ścieków, w przypadku których do wody wprowadzany jest siarczyn żelaza, podsiarczyn sodu, hydrazyna, siarkowodór lub proszek aluminiowy.

Fizykochemiczne metody czyszczenia

Proces powiększania małych cząstek (1-100 mikronów), a następnie ich usuwania grawitacyjnie nazywa się koagulacją. Jeśli ciężar właściwy tych cząstek jest niższy środek ciężkości wody (zemulgowane cząsteczki olejów, tłuszczu itp.), proces ten nazywamy flokulacją. Analogicznie do osadnika i separatora oleju w koalescerach i flokulatorach, usuwanie

zanieczyszczenia pochodzą odpowiednio z dolnej lub górnej części aparatu. Podczas koagulacji do wody dodawane są koagulanty (sole glinu, żelaza lub ich mieszanin), które tworzą płatki wodorotlenków metali, wytrącające cząsteczki pod działaniem siły ciężkości. Flokulanty to skrobia, dekstryna, eter, dwutlenek krzemu.

Flotacja służy do usuwania cząstek, które nie osiadają dobrze, a także do usuwania rozpuszczonych substancji, w tym surfaktantów, odpadów z rafinacji ropy naftowej, produkcji włókien sztucznych, produkcji masy celulozowej i papieru.

Zaletami procesu flotacji są ciągłość procesu, niskie koszty, prostota oprzyrządowania, selektywność, wysoki stopień oczyszczenia (95–98%) oraz możliwość odzysku wychwyconych substancji. Wadą flotacji jest wykorzystanie w procesie szkodliwych substancji (np. Fenoli).

Istota flotacji jest następująca. Ścieki są nasycone gazem, najczęściej powietrzem. Wznosząc się w górę, pęcherzyki powietrza zlepiają się z cząstkami stałymi rozproszonymi w wodzie, a na powierzchni wody pojawia się warstwa piany o większym stężeniu cząstek niż w pierwotnych ściekach. Wielkość usuniętych cząstek wynosi 0,2-1,5 mm. Do wody dodaje się olej sosnowy, kreozol, fenole jako środki spieniające. Następnie warstwa piany jest usuwana z aparatu, a ścieki trafiają do kolejnego etapu oczyszczania.

Adsorpcja służy do głębokiego oczyszczania ścieków w zamkniętych systemach poboru wody oraz dodatkowego oczyszczania ścieków z substancji organicznych, w tym nieulegających biodegradacji.

Adsorpcja to adhezja cząstek oczyszczonego medium do ciał stałych - sorbentów. Używany jako sorbenty węgle aktywowane, sorbenty syntetyczne, niektóre odpady poprodukcyjne (popiół, żużel, trociny). Proces ten zachodzi w instalacjach adsorpcyjnych, gdy adsorbent miesza się z wodą, jest filtrowany przez złoże adsorbentu lub w złożu fluidalnym. W tym przypadku wielkość cząstek adsorbentu wynosi 0,1 mm. Poważnym problemem jest późniejsze oczyszczenie (regeneracja) sorbentu. Metoda ta ma szereg zalet, w tym wysoki stopień oczyszczenia (80 - 95%), możliwość wychwytywania substancji toksycznych o niskim stężeniu, oczyszczanie ścieków zawierających kilka szkodliwych substancji, a także ich odzysk (dodatkowe wykorzystanie).

Metody oczyszczania jonowymienne służą do ekstrakcji metali (miedzi, niklu, ołowiu itp.), Związków fosforu, arsenu, związków cyjankowych i substancji radioaktywnych ze ścieków. Metoda pozwala na pozbycie się cennych substancji. Wymiana jonowa znajduje szerokie zastosowanie w procesach odsalania i przygotowania wody na potrzeby energetyki.

Wymiana jonowa to proces interakcji roztworu z fazą stałą zdolną do wymiany zawartych w nim jonów na jony,

obecny w roztworze. Ciała stałe wymieniające jony nazywane są wymieniaczami jonowymi. Wymieniacze jonowe, które pochłaniają jony dodatnie z roztworów, nazywane są wymieniaczami kationowymi, a jony ujemne - wymieniaczami anionowymi. Wymieniacze jonowe mogą być substancjami naturalnymi lub substancjami uzyskanymi sztucznie. Nieorganiczne naturalne wymieniacze jonowe obejmują zeolity, materiały ilaste, skalenie, miki itp. Nieorganiczne syntetyczne wymieniacze jonowe - żele krzemionkowe, wodorotlenki glinu, chromu, cyrkonu. Organiczne naturalne wymieniacze jonowe to glebowe kwasy humusowe, sulfowęglowodory. Największe znaczenie praktyczne mają organiczne sztuczne wymieniacze jonowe - żywice jonowymienne o rozwiniętej powierzchni. Regeneracja adsorbentu i wymieniaczy jonowych odbywa się metodami chemicznymi. Zaletami procesu jest możliwość odzyskiwania cennych substancji z zanieczyszczeń, wysoki stopień oczyszczenia oraz usuwanie silnie toksycznych substancji, w tym superekotoksycznych. Metoda ta jest droga, wymaga jasnej organizacji procesu i rozwiązania problemu regeneracji wymieniaczy jonowych.

Ekstrakcję stosuje się przy stosunkowo wysokim stężeniu szkodliwych substancji (fenole, oleje, kwasy organiczne, jony metali); stężenie powinno wynosić co najmniej 3-4 g / l. Przy niższym stężeniu bardziej ekonomiczne jest użycie adsorpcji. Proces ekstrakcji składa się z trzech etapów: intensywnego mieszania ścieków z ekstrahentem (rozpuszczalnikiem organicznym), separacji czysta woda i zanieczyszczenia, regeneracja zanieczyszczeń. Metodę tę stosuje się, gdy koszt usuwanych substancji (np. Metali szlachetnych) rekompensuje koszty procesu.

Desorpcja, dezodoryzacja i odgazowanie to procesy oczyszczania ścieków z lotnych zanieczyszczeń (siarkowodór, amoniak, dwutlenek węgla), przeprowadzane poprzez przedmuchiwanie wody powietrzem lub gazem obojętnym. Dezodoryzacja oczyszcza wodę z merkaptanów, amin, aldehydów; Poprzez odgazowanie z wody usuwane są substancje żrące.

Odwrócona osmoza to jednokierunkowa dyfuzja rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną membranę, która oddziela roztwór od czystego rozpuszczalnika lub roztworu o niższym stężeniu, podczas gdy membrany umożliwiają przenikanie cząsteczek rozpuszczalnika i zatrzymywanie substancji rozpuszczonych. Podczas odwróconej osmozy zatrzymywane są cząstki, których wielkość nie przekracza wielkości cząsteczek rozpuszczalnika (0,0001 - 0,001 mikrona), podczas ultrafiltracji wielkość zatrzymanych cząstek wynosi 0,001 - 0,02 mikrona. Wymagane ciśnienie dla procesu odwróconej osmozy to 6 - 10 MPa, dla procesu ultrafiltracji - 0,1 - 0,5 MPa. Ponieważ ta metoda odbywa się na poziomie molekularnym, wymaga znacznych kosztów, ale zapewnia głębokie oczyszczenie z wysoce toksycznych substancji.

Metody elektrochemiczne obejmują utlenianie anodowe i redukcję katodową, elektrokoagulację, elektroflotację i elektrodializę. Wymienione procesy zachodzą na elektrodach w godz

przepuszczanie stałego prądu elektrycznego przez wodę. Metody elektrochemiczne pozwalają na dodatkowe oczyszczanie ścieków, ekstrakcję cyjanków, tiocyjanianów, amin, alkoholi, siarczków, merkaptanów, a także metali ciężkich bez użycia odczynników chemicznych. Wadą tej metody jest duże zużycie energii.

Urządzenia, w których zachodzą procesy działania elektrochemicznego roztwory wodnenazywane są elektrolizerami. W elektrolizerze woda wpływa do pojemnika z elektrodami podłączonymi do źródła prądu. Pod wpływem pola elektrycznego dodatnio naładowane jony przemieszczają się do ujemnej elektrody - katody, a ujemnie naładowane - do dodatniej - anody. W przestrzeni katodowej zachodzą procesy redukcyjne, a w przestrzeni anodowej procesy utleniania.

Podczas elektrolizy uzdatnionej wody na elektrodach wydzielają się produkty gazowe - wodór i tlen. Dzięki pęcherzykom gazu następuje proces elektroflotacji. Zastosowanie rozpuszczalnych anod stalowych lub aluminiowych (lub wstępne dodanie odczynników do ścieków) pozwala na przeprowadzenie procesu elektrokoagulacji.

Biologiczne oczyszczanie ścieków

Do oczyszczania ścieków z rozpuszczonych substancji organicznych i niektórych nieorganicznych (amoniak, siarkowodór itp.) Stosuje się metody biochemiczne. Metoda czyszczenia opiera się na zdolności mikroorganizmów do wykorzystywania zanieczyszczeń do ich odżywiania.

Do przeprowadzenia procesu oczyszczania ścieków stosuje się dwa rodzaje mikroorganizmów:

− tlenowy, do utrzymania aktywności życiowej potrzebny jest tlen i temperatura co najmniej 6 ° С (optymalna temperatura to 2040 ° С);

− beztlenowy, na okres życia którego dostęp tlenu nie jest potrzebny.

Mikroorganizmy beztlenowe służą do oczyszczania ścieków o wysokim stężeniu zanieczyszczeń (powyżej 5 g / l) lub do neutralizacji osadów ściekowych.

Ścieki kierowane do oczyszczania biochemicznego charakteryzują się wartościami BZT i ChZT.

BZT - biologiczne zapotrzebowanie na tlen czyli ilość tlenu wykorzystywanego w biochemicznych procesach utleniania związków organicznych

substancji chemicznych przez określony czas (2, 5, 8, 10, 20 dni) [mgO2 / dm3].

ChZT - chemiczne zapotrzebowanie tlenu lub ilość tlenu równoważna ilości zużytego utleniacza,

niezbędny do utleniania wszystkich czynników redukujących zawartych w ściekach [mgO2 / dm3].

Przykłady oznaczeń: BZT8 - biologiczne zapotrzebowanie na tlen przez 8 dni; BODpol - całkowite biologiczne zapotrzebowanie na tlen przed rozpoczęciem procesów nitryfikacji. Oczyszczanie biologiczne odbiera ścieki o stosunku BZTpol / ChZT co najmniej 0,5.

W przypadku czyszczenia tlenowego mikroorganizmy znajdują się w osadzie czynnym lub w biofilmie. Osad czynny składa się ze stałej substancji nieożywionej i organizmów żywych - bakterii, pleśni, drożdży, larw owadów, glonów itp. Biofilm tworzy się na stałej powierzchni biofiltrów i składa się z bakterii, grzybów, pierwotniaków drożdży, wrotków i robaków. Jest to śluzowy zarost o grubości powyżej 1 mm. Liczba mikroorganizmów w biofilmie jest mniejsza niż w osadzie czynnym.

W beztlenowych metodach neutralizacji stosuje się osad czynny zawierający bakterie beztlenowe, które powodują procesy fermentacyjne. Do oczyszczania ścieków stosuje się proces fermentacji metanowej.

Procesy oczyszczania biochemicznego przeprowadzane są w warunkach naturalnych (pola filtracyjne, stawy biologiczne) lub sztucznych struktur (zbiorniki napowietrzające, biofiltry).

Pola filtrów to wylądować, sztucznie podzielony na sekcje, wzdłuż których ścieki są równomiernie rozprowadzane, filtrowane przez pory gleby. Przefiltrowana woda jest zbierana rury spustowe i rowy i wpada do zbiorników wodnych. Na powierzchni gleby tworzy się film biologiczny z mikroorganizmów tlenowych zdolnych do przetwarzania materii organicznej. Tlen może wnikać w ziemię na głębokość 30 cm; głębsze niszczenie materii organicznej następuje w wyniku żywotnej aktywności mikroorganizmów beztlenowych.

Stawy biologiczne- są to specjalnie stworzone zbiorniki o głębokości 1 - 3 m, w których w warunkach tlenowych i beztlenowych zachodzą naturalne procesy biochemiczne samooczyszczania wody. Stawy buduje się zarówno do pierwotnego biologicznego oczyszczania, jak i do dodatkowego oczyszczania ścieków za biofiltrami i zbiornikami napowietrzającymi. Natlenianie wody następuje w wyniku naturalnego napowietrzania atmosferycznego i fotosyntezy, ale można również zastosować napowietrzanie sztuczne.

Biofiltry to struktury, w których tworzone są warunki do intensyfikacji naturalnych biochemicznych procesów rozkładu substancji organicznych. Są to zbiorniki z materiałem filtracyjnym, urządzeniem odwadniającym i rozprowadzającym wodę. Ścieki za pomocą urządzeń rozdzielczych są okresowo wylewane na powierzchnię załadunkową, filtrowane i odprowadzane do osadnika wtórnego. Na powierzchni filtra stopniowo dojrzewa biofilm różnych mikroorganizmów, które pełnią taką samą funkcję jak w polach filtracyjnych, tj. mineralizować materię organiczną. Martwy biofilm jest wymywany wodą i zatrzymywany w osadniku wtórnym.

Zbiorniki napowietrzające to zbiorniki, które przyjmują ścieki po oczyszczeniu mechanicznym, osad czynny i stale dostarczają powietrze. Płatki osadu czynnego stanowią biocenozę mikroorganizmów tlenowych i mineralizatorów (bakterie, pierwotniaki, robaki itp.). Do normalnego funkcjonowania mikroorganizmów wymagane jest stałe napowietrzanie wody. Ze zbiornika napowietrzającego ścieki zmieszane z osadem czynnym wpływają do osadników wtórnych, gdzie osad osiada. Większość z nich jest zawracana do aerozbioru, a woda jest dostarczana do zbiorników kontaktowych w celu chlorowania - dezynfekcji.

Nowoczesne schematy oczyszczania biologicznego obejmują osadniki wstępne, w których następuje wstępna separacja zawieszonych ciał stałych, samo oczyszczanie biologiczne z wykorzystaniem mikroorganizmów (zbiorniki aerodynamiczne, biofiltry) oraz osadniki wtórne, w których mikroorganizmy (osad czynny) są oddzielane od wody oczyszczonej. Z wtórnych zbiorników sedymentacyjnych oczyszczona woda kierowana jest do naturalnego zbiornika, osad nadmierny powstały w zbiorniku napowietrzającym kierowany jest na platformy osadowe, a pozostała część osadu jest zawracana do systemu oczyszczania.

Do beztlenowego oczyszczania szlamu powstającego po oczyszczeniu ścieków stosuje się specjalną aparaturę - zbiornik metanu. Fermentację przeprowadza się w temperaturze 30 - 55 ° C. W procesie fermentacji ścieków lub szlamu powstaje biogaz, do którego zbierania są instalowane korki gazowe w górnej części aparatu. Biogaz zawiera 60 - 65% metanu i 30 - 35% dwutlenku węgla, co umożliwia wykorzystanie go jako paliwa. Osad odprowadzany po fermentacji jest neutralizowany i nie ulega biodegradacji.

Dezynfekcjaścieki, które przeszły etap biologicznego oczyszczania, a także go nie przeszły, są odprowadzane gazowym chlorem, wybielaczem i podchlorynem sodu. Ta metoda (chlorowanie) niszczy chorobotwórcze bakterie, wirusy, patogeny. W oczyszczalniach ścieków metoda biologiczna jest ostatnią, a po jej zastosowaniu ścieki mogą być wykorzystywane do zaopatrzenia w wodę obiegową lub odprowadzane do wód powierzchniowych. Ozonowanie nie wpływa na skład jakościowy rozpuszczonych minerałów zawartych w ściekach. Liczba bakterii po ozonowaniu spada średnio o 99,9%. Bakterie przetrwalnikujące są bardziej odporne na działanie ozonu niż bakterie wegetatywne. Efekt dezynfekcji promieniami ultrafioletowymi polega na ich oddziaływaniu na koloidy białkowe i enzymy protoplazmy komórek drobnoustrojów. Woda poddana działaniu promieniowania ultrafioletowego musi mieć wystarczającą przezroczystość, ponieważ w zanieczyszczonych wodach intensywność przenikania promieni ultrafioletowych jest osłabiona. Nie bez znaczenia przy uzdatnianiu wody lampami bakteriobójczymi jest odporność bakterii na promieniowanie.

KOLEJNOŚĆ WYKONYWANIA PRAC LABORATORYJNYCH

1. Wymień główne metody oczyszczania ścieków.

2. Dystrybucja wymienionego sprzętu czyszczącego do odpowiednich metod czyszczenia:

Zbiorniki napowietrzające, stawy biologiczne, biofiltry, łapacze tłuszczu, pułapki olejowe, neutralizatory, pułapki olejowe, instalacje utleniania wykorzystujące aktywny chlor, ozon; osadniki, piaskowniki, pola filtracyjne, ruszty, sita, urządzenia flotacyjne.

Sprzęt do oczyszczania używany do

3. Wskazać procesy zachodzące przy poszczególnych metodach oczyszczania: procesy biochemiczne z udziałem mikroorganizmów, metoda redukcji, koagulacja, neutralizacja, metoda utleniania, osadzanie, filtrowanie, sorpcja, filtracja, flotacja.

Proces czyszczenia stosowany, gdy

Po obejrzeniu filmu odpowiedz na następujące pytania:

4. Ścieki zawierają:

1. ________________

2. ________________

3. ________________

4. ________________

5. ________________

5. Oczyszczanie ścieków składa się z kilku etapów (na przykład miasto Chabarowsk):

1. _________________

2. _________________

3. _________________

6. Podpisz rysunek. W skład gabinetów zabiegowych wchodzą:

1. Komora odbiorcza

2. Drobne kratki czyszczące

3. Napowietrzane łapacze piasku

4. Zsuwnia pomiarowa Venturi

5. Pierwotne odstojniki promieniowe

6. Zbiorniki napowietrzające - wypieracze

7. Wtórne odstojniki promieniowe

8. Komora wydechowa

9. Promieniowe zagęszczarki szlamu

10. Przepompownie osadu surowego, zagęszczarki osadu i przepompownia

11. obszar piasku

12. Platformy szlamowe

13.Pompownia pól mułowych

14. Przepompownia ścieków bytowych

15. Chlorowanie

16. Taca „Parshalya” (mikser)

17.Metantenki

7. Dodaj:

Odpady powstają po oczyszczeniu ścieków:

1. Na kratach zatrzymywane są duże cząstki. Po dezynfekcji są ___________________________________________________________.

2. Mocno drobno zdyspergowane zanieczyszczenia nierozpuszczalne w wodzie są wychwytywane ___________________________________________________.

3. Wilgotny szlam jest zatrzymywany w ________________________________.

4. Nadmiar osadu czynnego osadzający się na dnie ubijaka osadu jest zbierany przez zgarniacze, a następnie pompowany do _____________________ przez pompy.

Skład raportu

1. Cel pracy

2. Wykonane zadania №1-7.

UDC 628,33, 628,34, 628,35

NOWOCZESNE METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

Ilyushina Victoria Vladimirovna
Oddział w Kałudze Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Technicznego nazwany imieniem N.E. Baumana
student wydziału „Ekologia przemysłowa

adnotacja
Artykuł analizuje charakter ścieków, ocenia stopień ich zanieczyszczenia, a także proponuje szereg metod oczyszczania wody, co stało się jednym z wiodących i najbardziej palących problemów naszych czasów.

NOWOCZESNE METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

Ilyushina Viktoria Vladimirovna
Kaluga Branch Moskiewski Państwowy Uniwersytet Techniczny nazwany imieniem N.E. Bauman
Studentka Wydziału Ekologii Przemysłowej

Abstrakcyjny
W artykule opisano charakter ścieków, oceniono stopień ich zanieczyszczenia oraz zaproponowano szereg metod oczyszczania ścieków, co stało się jednym z wiodących i najpilniejszych problemów naszych czasów.

W związku z obecną sytuacją: dynamicznym rozwojem różnych gałęzi przemysłu (metalurgiczny, rafineryjny, chemiczny), rolnictwa, infrastruktury transportowej i innych rodzajów działalności antropogenicznej, oczyszczanie ścieków jest jednym z wiodących i pilnych problemów naszych czasów. Konieczność oczyszczenia ścieków z wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń pojawia się, gdy jakość badanej wody nie spełnia ogólnie przyjętych wymagań regulacyjnych.

Ścieki

Ścieki pochodzą z wody słodkiej różne rodzaje działalności antropogenicznej, w wyniku czego nastąpiły pewne zmiany ich właściwości fizycznych i chemicznych. Główną cechą, według której klasyfikowane są ścieki, jest ich pochodzenie. Zgodnie z tym kryterium ścieki są podzielone na duże 3 grupy:

1) gospodarstwo domowe;

2) produkcja;

3) atmosferyczne.

Ścieki bytowe to ścieki powstające w pomieszczeniach mieszkalnych, administracyjnych i innych oraz wchodzące do sieci kanalizacyjnej z różnych urządzeń sanitarnych. Wody domowe zawierają zanieczyszczenia mineralne i organiczne, z których te ostatnie są najbardziej niebezpieczne z sanitarnego punktu widzenia. Woda domowa ma BZT \u003d 100-400 mg / l; ChZT \u003d 150-600 mg / l, przez co uznawane są za ścieki silnie zanieczyszczone.

Ścieki przemysłowe to ścieki powstające przy produkcji wszelkiego rodzaju produktów (zużyte płyny techniczne, woda procesowa i myjąca itp.). W zależności od branży, w ściekach mogą występować zarówno zanieczyszczenia organiczne, jak i nieorganiczne, rozpuszczalne i nierozpuszczalne.

Ścieki atmosferyczne (deszczowe) to ścieki powstające w wyniku opadów atmosferycznych na terenach mieszkalnych, przemysłowych, na stacjach benzynowych itp. Wody atmosferyczne zawierają głównie nierozpuszczone zanieczyszczenia mineralne i zanieczyszczenia pochodzenia organicznego. BZT tych ścieków wynosi 50-60 mg / l.

Czyszczenie kanalizacji

Przejdźmy bezpośrednio do samego procesu oczyszczania wody. Metody oczyszczania ścieków nadają się do klasyfikacji i dzielą się na 3 rodzaje:

1) mechaniczne;

2) fizyczne i chemiczne;

3) biochemiczne.

Mechaniczne uzdatnianie wody jest z reguły wstępnym etapem przed kolejnym biologicznym oczyszczaniem. Elementami mechanicznego oczyszczania ścieków są: kraty, sita, piaskowniki, osadniki, filtry różne projekty... Jeśli konieczne jest zmniejszenie stężenia zawiesin w ściekach o 40-50%, a BZT jest pełny - o 20-30%, ograniczają się one do oczyszczania mechanicznego.

Rysunek 1. Schemat technologiczny oczyszczalni z mechanicznym oczyszczaniem ścieków

Taki schemat (ryc. 1) jest stosowany przy natężeniu przepływu ścieków nie większym niż 10 tys. M3 / dobę. Przy mechanicznej metodzie oczyszczania wody stosuje się również złożone instalacje, które łączą wszystkie powyższe operacje technologiczne. Uderzającym przykładem takiej instalacji jest filtr płytowy (rys. 2). Praca z filtrami płytowymi znacznie zmniejsza zużycie energii, zanieczyszczenie hałasem, pracochłonność procesu uzdatniania wody oraz skraca czas czyszczenia o 20%, co czyni instalację jednym z najbardziej wydajnych urządzeń naszych czasów.

Rysunek 2. Filtr płytkowy

Głównym obszarem zastosowania metod fizycznego i chemicznego oczyszczania wody jest oczyszczanie ścieków przemysłowych. Ten rodzaj zabiegu stosuje się w przypadku kosztów wody - 10-20 tys. M 3 / dobę. Schemat blokowy tego rodzaju czyszczenia przedstawiono poniżej (rys. 3).

Rysunek 3. Schemat technologiczny oczyszczalni z fizycznym i chemicznym oczyszczaniem ścieków

Zabieg fizykochemiczny usuwa drobno zdyspergowane i rozpuszczone substancje nieorganiczne, niszczy trudne do utlenienia i związki organiczne. Metody tego oczyszczania obejmują: adsorpcję, koagulację, flotację itp. Do najbardziej efektywnych metod dezynfekcji ścieków należą: metoda termiczna (rys. 4), elektrokatalityczna (rys. 5), plazmowo-chemiczna (rys. 6).

Rysunek 4. Metoda termicznego oczyszczania ścieków obj.

Rysunek 5. Elektrokatalityczna metoda oczyszczania ścieków

Rysunek 6. Plazmowo-chemiczna metoda oczyszczania ścieków

Metodę termiczną stosuje się do wydajności 50 m3 / dobę, elektrokatalityczną - do 200 m3 / dobę, plazmowo-chemiczną - od 100 m3 / dobę. i wyżej. Wszystkie te rodzaje oczyszczania wody są szeroko stosowane w praktyce i mają szereg zalet w porównaniu z innymi metodami fizykochemicznego oczyszczania wody: możliwość pełnej automatyzacji procesu oczyszczania ścieków, redukcję kosztów energii oraz szybkie uruchomienie urządzeń do uzdatniania wody.

Biologiczne metody oczyszczania ścieków opierają się na żywotnej aktywności mikroorganizmów, które mineralizują rozpuszczone związki organiczne będące pożywieniem dla mikroorganizmów. Urządzenia czyszczące tą metodą można podzielić na dwa kierunki. Do pierwszego typu zaliczamy struktury, w których proces oczyszczania biologicznego odbywa się w warunkach zbliżonych do naturalnych. Po drugie, istnieją struktury, w których podobne czyszczenie odbywa się w sztucznie stworzonych warunkach (w zbiornikach napowietrzających i biofiltrach). Ten ostatni rodzaj czyszczenia (sztuczny) jest najbardziej skuteczny i często stosowany w naszych czasach.

Rysunek 7. Schemat technologiczny oczyszczalni ścieków z biologicznym oczyszczaniem ścieków na biofiltrach

Takie schematy (rys. 7) są stosowane przy natężeniach przepływu ścieków rzędu 10-20 tys. M 3 / dobę. Podczas oczyszczania biologicznego wykorzystywany jest osad czynny, będący połączeniem różnych mikroorganizmów. Obecnie wykorzystanie osadu czynnego znalazło szerokie zastosowanie w oczyszczaniu ścieków, dlatego jest uważane za jedną z najważniejszych metod nowoczesnego oczyszczania ścieków. Na podstawie przeprowadzonych badań w zakresie uzdatniania wody przeprowadzono modernizację sztucznych biologicznych oczyszczalni ścieków poprzez doposażenie istniejących zbiorników napowietrzających w tryb azotowania.

Rysunek 8. Schemat tradycyjnego sztucznego biologicznego oczyszczania ścieków

Rysunek 9. Schemat zmodernizowanego sztucznego biologicznego oczyszczania ścieków

Wprowadzenie takiej technologii (rys. 9) znacznie zwiększy efektywność procesu oczyszczania ścieków ze związków azotu, obniży koszty eksploatacyjne i zredukuje masę zanieczyszczeń.

Ze względu na szybko rozwijające się gałęzie przemysłu, wzrost osadnictwa, populacja, zużycie zasobów wodnych nieuchronnie rośnie, aw wyniku procesu zużycia wody zwiększa się objętość ścieków. Dlatego tak ważny jest rozwój nowoczesnego systemu odprowadzania ścieków bytowych i przemysłowych, zapewniającego wysoki stopień ochrony otaczającego nas środowiska przed wszelkiego rodzaju zanieczyszczeniami. Warunkiem pomyślnego rozwiązania tych problemów są prace realizowane przez wysoko wykwalifikowanych specjalistów z wykorzystaniem najnowszych osiągnięć nauki i techniki w zakresie budowy i przebudowy sieci odwadniających i oczyszczalni ścieków. Tym samym skuteczne usuwanie wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń ze ścieków zapewni najkorzystniejsze warunki wykorzystania zasobów wodnych na wszystkich obszarach działalności antropogenicznej.

Lista bibliograficzna

1. Yakovlev S.V., Voronov Yu.V. Utylizacja wody i oczyszczanie ścieków. 2004.
2. Yakovlev S.V., Laskov Yu.M. Kanalizacja. 1978. Nr 6.
3. Meshalkin A.V., Dmitrieva T.V., Shemel 'I.G. Ekologiczny stan hydrosfery. pod redakcją doktora nauk technicznych, profesora, akademika Rosyjskiej Akademii Nauk Przyrodniczych Korzhavoy A.P. 2007.
4. Przewodnik techniczny po najlepszej dostępnej technologii. Oczyszczanie ścieków przy wytwarzaniu produktów (towarów), wykonywaniu pracy i świadczeniu usług w dużych przedsiębiorstwach. Biuro NTD. 2015.
5. Biuletyn Państwowego Uniwersytetu Technologicznego Wołgi. Seria: Forest. Ekologia. Zarządzanie przyrodą. 2013. Nr 1 (17). Zhurkin N.N., Alibekov S.Ya. Poprawa mechanicznego oczyszczania ścieków.
6. S.V. Belov Bezpieczeństwo życia i ochrona środowiska (bezpieczeństwo Technosphere). 2010.
7. ... 2007. Nr 4. T.14. Nazarov V.D., Garaev I.F., Nazarov M.V. Fizykochemiczne metody oczyszczania i dezynfekcji ścieków ze szpitali gruźlicy i chorób zakaźnych.
8. ... 2010. Nr 2. Zaitseva I.S., Zaitseva N.A., Voronina A.S. Metody intensyfikacji biologicznego oczyszczania ścieków w zbiornikach napowietrzających.
9. Biuletyn MGSU. 2012. Nr 11. Gogina E.S., Kulakov A.A. Opracowanie technologii modernizacji sztucznych biologicznych oczyszczalni ścieków.

Etapy oczyszczania ścieków przemysłowych

Proces oczyszczania ścieków przedsiębiorstwo produkcyjne z reguły obejmuje kilka etapów, na każdym z których można zastosować różne metody oczyszczania ścieków i odpowiadające im wyposażenie technologiczne... Sytuacja ta wynika przede wszystkim z faktu, że wielu metod, zwłaszcza drobnego oczyszczania ścieków, nie może być zastosowanych, jeśli zawierają zawiesiny i emulsje. Ponadto większość metod oczyszczania ścieków ma górną granicę stężenia zanieczyszczeń, z których ta metoda powinna oczyścić ścieki. W związku z tym istnieje potrzeba wstępnego oczyszczania ścieków przed zastosowaniem głównych metod ich oczyszczania. Zastosowanie stopniowego oczyszczania ścieków przemysłowych wynika również z faktu, że łącząc kilka typów procesów oczyszczania możliwe jest osiągnięcie wymaganego stopnia oczyszczenia przy minimalnych kosztach.

Różna produkcja przemysłowa wykorzystuje różną liczbę etapów oczyszczania wody. Zależy to od organizacji oczyszczalni, stosowanych metod oczyszczania i składu ścieków. Przy opracowywaniu systemu informacyjnego procesy oczyszczania ścieków należy rozpatrywać z bardziej uogólnionego podejścia.

Najbardziej racjonalny będzie oczywiście podział procesu oczyszczania ścieków na cztery etapy, zgodnie z rozdziałem zanieczyszczeń na podstawie ich stanu skupienia według klasyfikacji akademika Kulskiego.

Na pierwszym etapie oczyszczania ścieków konieczne jest wydobycie dużych cząstek zawieszonych ciał stałych i gruboziarnistych zanieczyszczeń, zneutralizowanie toksyn i usunięcie olejów ze ścieków. Jeśli w ściekach nie ma takiego zanieczyszczenia, należy rozpocząć oczyszczanie ścieków od drugiego etapu, w którym usuwane są prawie wszystkie zanieczyszczenia mechaniczne, a ścieki są przygotowywane do dalszego oczyszczania, a mianowicie zmniejszenie agresywności ścieków, zmniejszenie niedopuszczalnego stężenia niektórych zanieczyszczeń. W trzecim etapie oczyszczania ścieków wszystkie zanieczyszczenia są usuwane do określonego z góry określonego poziomu. Jeśli stopień oczyszczenia jest niewystarczający, wymagany jest czwarty etap oczyszczania ścieków, który wykorzystuje metody pozwalające na ekstrakcję związków rozpuszczalnych.

O zastosowaniu określonych metod oczyszczania ścieków lub ich kombinacji na każdym etapie oczyszczania decyduje skład chemiczny i właściwości fizyczne Ścieki. W zależności od obecności lub braku określonych klas zanieczyszczeń w ściekach można wykluczyć niektóre etapy uzdatniania wody. Nietrudno stwierdzić, że drugi i trzeci etap oczyszczania stanowią integralną część każdego schematu technologicznego oczyszczania ścieków. Te etapy oczyszczania - pierwszy i drugi etap oczyszczania ścieków - są podstawą każdego procesu oczyszczania. Pierwszy etap to podczyszczanie, a ostatni to głębokie oczyszczanie ścieków. Wszystkie etapy procesu oczyszczania ścieków przemysłowych przedstawiono na rysunku:

Wstępny etap oczyszczania ścieków. Gdy ścieki z przedsiębiorstwa przemysłowego zawierają duże cząstki zawieszonych ciał stałych lub włókien (jak przy produkcji materiałów ceramicznych i silikatowych), a także produkty ropopochodne, wymagane jest dokładne wstępne oczyszczanie ścieków, w tym:

Sedymentacja ścieków z zastosowaniem odczynników chemicznych lub bez, w zależności od składu ścieków,

Filtracja przez kratki lub filtry siatkowe,

Dostawa ścieków do filtry żwirowe (zgrubne czyszczenie),

Koagulacja (dozowanie roztworów soli żelaza lub glinu),

Ekstrakcja szkodliwych substancji ze ścieków specjalnymi metodami,

Stosowanie pułapek olejowych do oczyszczania ścieków z oleju i oleju.

W określonych warunkach konieczne jest dozowanie flokulantu do ścieków w celu zgrubienia zawieszonych i koloidalnych cząstek oraz procesu flokulacji.

Pierwszy etap oczyszczania ścieków. Istnieje wiele różnych metod pierwotnego oczyszczania ścieków o różnej skuteczności:

Mechaniczne wstępne oczyszczanie ścieków,

Ulepszona podstawowa obróbka odczynników z niską dawką środków chemicznych,

Wstępne przetwarzanie zawiesiny ciał stałych,

Biologiczne oczyszczanie ścieków

Celem pierwotnego oczyszczania ścieków jest przede wszystkim oczyszczanie mechaniczne, a także znaczne zmniejszenie ilości zanieczyszczeń. Ten etap jest niejednoznaczny. Zastosowane w nim metody mogą się znacznie różnić pod względem zasady oczyszczania ścieków.

Drugi etap oczyszczania ścieków. Drugi etap to główny stopień oczyszczania ścieków, który usuwa większość zanieczyszczeń. Podczas przetwarzania na tym etapie, obok metod fizykochemicznych, często stosuje się procesy biologicznej degradacji odpadów. Do oczyszczania ścieków zwykle wystarczające są wtórne metody oczyszczania. Niemniej jednak, oczyszczanie ścieków do surowych wymagań MPC jest czasami osiągane dopiero po etapie głębokiego oczyszczania wody. Na tym etapie stosuje się bardziej efektywne fizykochemiczne metody oczyszczania i odsalania wody, takie jak nanofiltracja itp.

W celu dla pracowników Rosyjskiego Uniwersytetu Technicznego Chemii im DI. Mendelejew przygotował dla Państwa propozycję techniczno-handlową, prosimy o wypełnienie poniższej ankiety:

Prosimy o przesłanie wypełnionego kwestionariusza na adres e-mail

Odpady ludzkie i odpady przemysłowe zawierają bardzo agresywny składnik, dlatego konieczne jest oczyszczenie ich ze szkodliwych substancji i zanieczyszczeń przed ich odprowadzeniem lub ponownym użyciem.

W związku z tym, że ścieki zawierają złożone mieszaniny substancji stałych i rozpuszczonych, ich usuwanie i neutralizacja odbywa się w kilku etapach. Aby to zrobić, złóż wniosek oczyszczalnie ścieków, gdzie w zależności od specyfiki zanieczyszczeń stosuje się różne metody czyszczenia.

Rozważane są główne metody oczyszczania ścieków, za pomocą których usuwa się zanieczyszczenia i substancje szkodliwe: mechaniczne, chemiczne, biochemiczne i biologiczne.

Każda z wymienionych czynności zabiegowych obejmuje wiele różnych etapów, podczas których używany jest specjalny sprzęt i środki chemiczne.

Chemiczne metody oczyszczania ścieków

Czyszczenie chemiczne obejmuje procesy neutralizacji, utleniania i redukcji.

Aby oczyścić ścieki z różnych kwasów i zasad, stosuje się metodę neutralizacji. Ten proces może mieć kilka rodzajów czyszczenia.

Najpopularniejsze są metody mieszania ścieków kwaśnych i zasadowych, filtrowanie wód kwaśnych za pomocą materiałów neutralizujących, różnych odczynników itp.

W większości przypadków ścieki kwaśne i zasadowe są neutralizowane. przedsiębiorstwa produkcyjnektórych nie można odprowadzić do kanalizacji bez wcześniejszego przygotowania.

Ważny! W procesie neutralizacji kwasów w ściekach stosuje się wapień, kredę, sodę, sodę kaustyczną oraz odpady alkaliczne. W tym celu wiele przedsiębiorstw instaluje specjalne mechanizmy i filtry.

Zdjęcie: proces neutralizacji kwasów w ściekach

Metoda utleniania jest odpowiednia, gdy wszystkie inne metody czyszczenia nie prowadzą do pożądanego rezultatu. Używają wybielacza CaCl (C1O), podchlorynu wapnia (Ca (ClO) 2) i sodu (NaOCl), nadmanganianu potasu (KMnO4), dwuchromianu potasu (K2Cr2O7), tlenu itp.

Jeśli ścieki zawierają substancje łatwo odzyskiwalne, stosuje się oczyszczanie z odzyskiem: ze ścieków usuwane są związki arsenu, rtęci, chromu.

W tym celu stosuje się siarczan żelazawy, wodór, wodorosiarczyn sodu, dwutlenek siarki i inne pierwiastki chemiczne.

Biochemiczne

Oczyszczanie biochemiczne (utlenianie) jest stosowane zarówno w przypadku ścieków przemysłowych, jak i ścieków bytowych.

Ta metoda dobrze nadaje się do usuwania rozpuszczonych związków organicznych i związki nieorganiczne... Dla tej metody utleniania budowane są specjalne instalacje do oczyszczania.

Aerobik - obejmuje stawy biologiczne, pola filtracyjne i nawadniające.

Beztlenowe - takie konstrukcje obejmują różne szamba, osadniki, urządzenia do beztlenowej fermentacji - warniki.

Zdjęcie: urządzenie do fermentacji beztlenowej

Biofiltry to konstrukcje, w których ścieki przechodzą przez elementy filtrujące składające się ze żwiru, żużla, keramzytu i innych materiałów.

Folia pokrywająca cały materiał paszowy składa się z kolonii mikroorganizmów, które utleniają materię organiczną.

Zdjęcie: biofiltr

Filtry powietrza i zbiorniki aerozolowe. W przeciwieństwie do biologicznego analogu, filtr powietrza może mieć warstwę filtrującą do 4 metrów i ma w swojej konstrukcji urządzenie doprowadzające powietrze, co umożliwia kilkakrotne zwiększenie procesu utleniania.

Zdjęcie: filtr powietrza

W zbiornikach aerodynamicznych proces utleniania substancji pochodzenia organicznego zachodzi w środowisku osadu czynnego, który tworzą kolonie mikroorganizmów.

Biologiczny

Metoda polega na niszczeniu niebezpiecznych związków w ściekach przy pomocy mikroorganizmów, które zamieniają zanieczyszczenia w nieszkodliwe substancje.

W tym przypadku powstaje osad czynny, w którym istnieją wszystkie warunki do utrzymania żywotnej aktywności bakterii. Należy zauważyć, że ta metoda zapewnia najbardziej efektywne i wysoki poziom czyszczenie.

Wykorzystują procesy tlenowe i beztlenowe, których zasada opiera się na połączeniu różnych mikroorganizmów.

W przypadkach, gdy ścieki zawierają składnik organiczny, bardzo często stosuje się metodę biologicznego utleniania. Do tego procesu budowane są specjalne zbiorniki napowietrzające.

Ważny! Struktury te wykorzystują dużą ilość osadu czynnego, aw niektórych modyfikacjach - tlenu. Dzięki temu, że zbiorniki napowietrzające są w stanie oczyścić ścieki do 98%, nie ma potrzeby stosowania dodatkowych środków.

Oczyszczona woda może wypływać bezpośrednio z tej struktury do nawadniania i innych potrzeb domowych.

Zasada działania zbiornika napowietrzającego polega na mieszaniu osadu czynnego i cieczy odpadowej w specjalnych zbiornikach. W celu bardziej aktywnego procesu mieszania (napowietrzania) składników stosuje się różne urządzenia lub sprężone powietrze.

Zdjęcie: pola filtracyjne

Do biologicznego oczyszczania ścieków powstają specjalnie stworzone stawy i pola filtracyjne, w których pod wpływem tych samych mikroorganizmów zachodzi proces oczyszczania.

Ale wadą takich konstrukcji jest sezonowa zasada działania, niebezpieczeństwo przedostania się zanieczyszczeń wody gruntowe i oczywiście potrzeba dużych obszarów lądowych.

Fizykochemiczne metody czyszczenia

Metody fizykochemiczne odgrywają istotną rolę w procesie oczyszczania ścieków w przedsiębiorstwach przemysłowych. Z każdym rokiem zakres zastosowań tych metod rozszerza się.

Wszystkie procesy można przeprowadzać zarówno niezależnie, jak iw połączeniu z innymi metodami czyszczenia - chemicznymi, biologicznymi i mechanicznymi.

Najpopularniejsze metody oczyszczania fizycznego i chemicznego to koagulacja, wymiana jonowa, flotacja, ekstrakcja, odparowanie, odwrócona osmoza itp.

1 - pojemność; 2 - dozownik; 3 - mikser; 4 - CWC; 5 - miska olejowa

Do czyszczenia metodą koagulacji przygotowuje się specjalne roztwory zawierające koagulanty i flokulanty.

Roztwór wodny otrzymany podczas tego mieszania dodaje się do oczyszczonych ścieków w określonych dawkach. Podczas reakcja chemiczna powstają płatki, które są usuwane mechanicznie.

Istotą metody wymiany jonowej jest dobór jonów z roztworu elektrolitu w zamian za podobną ilość jonów wymieniacza jonowego.

Materiały do \u200b\u200bwymiany jonowej działają jako strona „odbierająca”. Sam proces wymiany jest odwracalny i służy głównie do zmiękczania wody.

Zdjęcie: metoda wymiany jonowej

Do oczyszczania ścieków zawierających zanieczyszczenia olejowe stosuje się metodę flotacyjną.

Istota metody polega na zdolności cząsteczek do przylegania do pęcherzyków powietrza, które trafiają bezpośrednio do ścieków.

Zdjęcie: metoda flotacji

W rezultacie tworzy się powierzchniowa warstwa pianki. Jeśli cząstki nie mają właściwości adhezji do pęcherzyków powietrza lub ta zdolność jest zbyt mała, do procesu flotacji włączane są odczynniki zwiększające ich hydrofobowość - niezwilżalność wodą.

W przyszłości warstwę piany usuwamy podnosząc poziom wody: piana jest wyładowywana specjalnymi tacami lub mechanicznie - skrobaki (pianki piankowe) usuwają pianę na te same tace.

Metoda flotacji ma kilka typów: mechaniczne, pneumatyczne, pianowe, ciśnieniowe, biologiczne itp.

Metody mechaniczne i fizyczne

Do usuwania nierozpuszczonych zanieczyszczeń i dużych zanieczyszczeń pływających ze ścieków stosuje się mechaniczne metody czyszczenia.

W większości przypadków metoda ta jest zabiegiem wstępnym, podczas którego usuwane są największe i najbardziej zawieszone substancje. Do mechanicznego oczyszczania ścieków stosuje się filtrację, filtrację i osadzanie.

Metoda filtracji służy do usuwania dużych i częściowo zawieszonych zanieczyszczeń ze ścieków. Do tej procedury są specjalne kratki i sita wbudowane w kanał lub zbiornik z odpadami poddanymi recyklingowi.

Filtracja służy do wychwytywania najdrobniejszych cząstek w ściekach. Filtry mogą być materiałami tkaninowymi (siatkami), materiałami porowatymi i drobnoziarnistymi.

Również do filtracji stosuje się bębny zwane mikro-sitkami, w których zanieczyszczenia są zatrzymywane przez siatkę filtracyjną. Cząsteczki, które nie przeszły filtracji, są wypłukiwane do leja za pomocą specjalnie wyposażonych dysz.

Istnieje metoda sedymentacyjna w celu usunięcia zanieczyszczeń mineralnych i organicznych ze ścieków. W tym celu tworzone są osadniki piasku i zbiorniki sedymentacyjne o różnych modyfikacjach - dynamiczne, rurowe, statyczne itp.

Zdjęcie: łapacz piasku

Zasada działania piaskowników opiera się na działaniu grawitacji i szybkości przepływu. Stosowanie osadników jest typowe dla dużych przedsiębiorstw przemysłowych i służy do wychwytywania zarówno zanieczyszczeń osiadających, jak i pływających.

We współczesnym świecie, w którym bezpieczeństwo ekologiczne jest jednym z priorytetowych miejsc, ogromne znaczenie mają prawidłowo i kompetentnie zorganizowane działania związane z oczyszczaniem ścieków.

Zastosowanie najnowszych technologii i metod usuwania zanieczyszczeń pozwala osiągnąć maksymalny efekt w zakresie przetwarzania i unieszkodliwiania odpadów.

Wideo: Metody i udogodnienia