Механическая  очистка сточных  вод

     Рост  населения, расширение городов, наращивание  промышленных мощностей ведёт к  увеличению отходов сточных вод. Механическая очистка сточных вод  является необходимостью в каждом населённом пункте с численностью более 200 человек (в том случае, если не предусмотрена  биологическая очистка через  аэрационные станции) и, тем более, если речь идет о крупных производствах. Механическая очистка сточных вод  осуществляется путём отстаивания  и дальнейшей фильтрации механических примесей. Из бытовых сточных вод, таким образом, выделяется 65% нерастворимых  примесей и 95% из промышленных. Кроме  того, механическая очистка воды позволяет  выделять так же ценные примеси, которые  могут затем использоваться в  производстве.

     Механическая  очистка сточных  вод – первая ступень качественной очистки, необходимой для сброса сточных вод с производства в центральную канализационную сеть или водоем. Сущность проводимого метода механической очистки сточных вод сводится к следующему: сточные воды перед биологической очисткой пропускают через специальные механически очищаемые фильтры. В целом способ механической очистки сточных вод при помощи фильтров применим для поверхностных типов загрязнений. Грубые частицы улавливаются через канализационные септики различных конструкций и специальной решеткой, а поверхностные загрязнения – нефте- и бензо- маслоуловителями.

     К сооружениям механической очистки  сточных вод, таким образом, относят  рабочие отстойники, флотационные и  фильтрационные установки. Их преимущество заключается в том, что механическая очистка сточных вод является самым простым дешёвым способом очистки, но необходимо сочетать эту  подготовку с другими видами очистки  для достижения требуемого качества очистки. Механическая очистка сточных  вод, как метод, применима, если очищенные  осветлённые воды после этого  способа используются в технологических  процессах производства, или допускаются  к спуску в водоёмы в соответствии с экологическими нормами защиты.

     Где используется механический метод очистки  сточных вод?

     Очистку сточных вод механическим методом  применяют специальные устройства – песколовки для выделения крупно дисперсных частиц. Песколовки используют горизонтальных и вертикальных конструкций. Самые простейшие – горизонтальные песколовки, представляют собой резервуар с поперечным сечением для очистки. Устройства зависят от количества перерабатываемых сточных вод. Чаще используют горизонтальную аэрируемую песколовку с прямоугольным резервуаром. Устройство содержит смывной трубопровод и гидроэлеватор. На нефтебазах очищение таких песколовок производят не менее раз в двое суток. Однако, устройства для механической очистки сточных вод малого объёма, необходимого для малонаселённых временных посёлков с суровыми климатическими условиями, не существует.

     Статичные отстойники, как одно из устройств  механической очистки сточных вод, применяются на нефтеперерабатывающих  предприятиях. Для этого используют стандартные стальные или железобетонные резервуары, способные работать в  режиме накопителей в зависимости  от технологии механическая очистка  сточных вод. Нефтесборные устройства до 85% отделяют поверхностные нефтяные загрязнения в рабочем периоде, значительно снижая нефтяную концентрацию в воде. Но отделение осадка со дна  резервуара не всегда удаётся полностью. Другое устройство механической очистки  сточных вод – динамические отстойники, где процесс очистки происходит в резервуаре непрерывного движения жидкости в горизонтальном или вертикальном положении. Однако, при таком методе происходит забивание труб сгустками, повышаются рабочие расходы жидкости , что приводит к ухудшению работы в целом.

     В чем недостатки механического  способа очистки  стоков?

     Механическая  очистка сточных вод имеет  ряд недостатков, в следствии отсутствия в конструкциях такого типа специальных защитных приспособлений для извлечения более крупных отходов. В результате, устройства работают навсегда надёжно и эффективно, сохраняя крупные минеральные загрязнения, осаждаемые на стенках установки. Таким образом механическая очистка сточных вод в больших объёмах является труднодоступной. 
 
 

Очистка сточных вод от примесей

Любой вид сточных  вод (бытовые, промышленные, атмосферные) должен быть подвержен очистке до состояния, чтобы их состав не нарушал  нормативов качества воды в водном объекте. Сточные воды очищают от примесей механическими, химическими, физико-химическими, биологическими и  термическими методами. Все эти методы могут работать в режиме рекуперации  деструкции. Первый режим предусматривает  извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку ценных веществ. Второй - разрушение загрязняющих веществ  путем окисления или обновления и последующее удаление этих продуктов  из воды в газов или осадков.

Очищенную сточную  воду перед выпуском в водоем подвергают дезинфекции для уничтожения  болезнетворных микроорганизмов. Технология очистки сточных вод развивается  в направлении интенсификации процессов  биологической очистки, сочетания  биологической очистки с физико-химической доочисткой что дает глубоко очищенные сточные воды.

В результате механической очистки, которая может быть локальной  или в составе общих сооружений, из сточной воды удаляются нерастворимые  взвешенные и плавающие коллоидные загрязнения. Крупные загрязнения  задерживаются решетками, минеральные (песок, шлак) мелкоячеистыми сетками, основная масса нерастворимых загрязнителей  задерживается в отстойниках. Для  удаления плавающих загрязнителей  применяют жироловки, нефтеловушки, маслоотделители и др., а также флотаторы, в которых пузырьки воздуха поднимают флотируемые вещества на поверхность и удаляют их.

Химические методы очистки применяют для удаления из сточных вод растворимых примесей. Наиболее распространенные методы нейтрализации, осаждения и окисления.

Нейтрализация — это химическая реакция, ведущая  к уничтожению кислотных свойств  раствора с помощью щелочей, а  щелочных свойств раствора с помощью  кислот. Поскольку химическая природа  отходов может быть различной, то для нейтрализации одного вида отходов  необходимо уменьшить кислотные  свойства раствора, а для другого  вида отходов щелочные свойства.

Любая реакция  окисления — восстановления есть окисление одних компонентов  и восстановление других. Наиболее распространенными окислителями являются: кислород, озон, хлор, перекись водорода; восстановителями хлорид, диоксид серы, сероводород. Окислительно-восстановительные реакции используются для превращения токсичных веществ в безвредные.

Для успешного  протекания реакции биохимического синтеза необходимо присутствие  в сточных водах соединений биогенных  элементов и микроэлементов. Основными  из них являются N, S, К. Их содержание в сточных водах нормировано. При их нехватке в сточные воды вносят различные азотные, фосфорные, калийные удобрения. Эти элементы в  достаточных количествах содержатся в бытовых стоках, поэтому при  совместной очистке бытовых промышленных сточных вод добавлять биогенные  вещества. Бактерии, входящие в состав активного ила, способны перерабатывать только те сточные воды, из которых  сформировался этот ил, поэтому если в состав очищаемых промышленных стоков будут введены новые вещества, то потребуется время, чтобы бактерии, способные окислить именно эти вещества, размножились в достаточном количестве и смогли обеспечить наилучшую очистку. Иногда даже приходится завозить на вновь  создаваемое предприятие активный ил с другого предприятия, где очищаются аналогичные по составу воды и где в активном иле наиболее распространены нужные виды бактерий.

К сожалению, не всякие сточные воды могут быть очищены  биохимическими методами. Не все органические вещества разлагаются на станциях биохимической  очистки. Так, практически не разрушаются  бензин, мазут, красители и др.

После биологической  очистки могут остаться органические вещества, плохо усваиваемые микробами. Лучший способ их удаления адсорбция  активированным углем. Активированный уголь регенерируется при нагревании. Обычно сточные воды пропускают через  колонки с активированным углем, где обеспечен контакт с ним  в течение 20—40 мин. Это весьма эффективный  метод, он позволяет очистить сточные  воды до БПК 1 мг Сул (меньше ГОСТа). Метод имеет сравнительно простое аппаратурное оформление.

Адсорбция активированным углем эффективна для большинства  органических соединений и используется для очистки бытовых стоков, жидких отходов перегонки нефти, фенолов, ксилола, ароматических углеводородов. Биогенные элементы азот и фосфор, вызывающие гибель водоемов, удаляют  из сточных вод азот физико-химическим методом (ионным обменом) в сочетании  с биологическим методом, а фосфор химическим осаждением с применением  солей железа и алюминия или извести.

Биологическая очистка не может обеспечить обессоливани сточных вод. Вода питьевого качества должна содержать не более 1000 мг/л солей; из них хлоридов — 350 мг/л, сульфатов 500 мг/л.

Основные методы выделения солей из сточных и  природных соленных вод следующие: 
1. Дистилляция (выпаривание) это хорошо освоенный и широко применяющийся метод. Мощность выпарных установок составляет 15—30 тыс. м3/сутки.  
2. Вымораживание. При медленном охлаждении соленой воды из нее в первую очередь выделяются кристаллики льда, не содержащие солей. По сравнению с дистилляцией имеются определенные преимущества: энергетические, технологические, конструкционные. 
3. Электродиализ. Современный прогрессивный метод деминерализации и концентрирования растворов. Он основан на направленном переносе ионов диссоциированных солей в поле постоянного тока через ионоселективную мембрану из естественного или синтетического материала. Этот метод является основным для приготовления глубоко обессоленной воды для АЭС и ТЭС с котлами сверхвысокого и критического давления.