Самоочищение водоемов

Методы  очистки

Очистка сточных  вод - обработка сточных вод с  целью  разрушения или удаления из них  вредных  веществ.  Освобождение  сточных  вод  от  загрязнения - сложное производство.  В  нем,  как  и  в  любом  другом    производстве,  имеется сырье (сточные воды)  и готовая   продукция   (очищенная вода).

Методы очистки сточных вод  можно  разделить  на  механические,  химические физико-химические и биологические,  когда  же  они  применяются  вместе,  то метод очистки  и  обезвреживания  сточных  вод  называется  комбинированным. Применение того или иного метода, в каждом конкретном  случае,  определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность  механического метода состоит в том,  что из  сточных вод путем отстаивания и фильтрации  удаляются  механические  примеси.  Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками,   ситами, песколовками,  септиками,   навозоуловителями   различных   конструкций,   а

поверхностные   загрязнения   -    нефтеловушками,    бензомаслоуловителями, отстойниками и  др.  Механическая  очистка  позволяет  выделять  из  бытовых сточных вод до 60-75 % нерастворимых примесей, а из промышленных - до 95  %, многие из которых, как ценные примеси, используются в производстве.

Химический  метод заключается в том, что в сточные воды  добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и  осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается  уменьшение нерастворимых примесей до 95 % и растворимых до 25 %

При физико-химическом  методе  обработки из  сточных  вод  удаляются  тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются  органическиеи  плохо  окисляемые  вещества,  чаще  всего  из  физико-химических  методов применяется  коагуляция,  окисление,  сорбция,  экстракция  и  т.д. Широкое

применение  находит  также   электролиз.   Он   заключается   в   разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и  других неорганических веществ. Электролитическая очистка  осуществляется  в  особых сооружениях - электролизерах. Очистка  сточных  вод  с  помощью  электролиза

эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной  и  некоторых

других областях промышленности. Загрязненные сточные  воды очищают также с  помощью  ультразвука,

озона, ионообменных смол и высокого давления,  хорошо  зарекомендовала себя очистка путем хлорирования. Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть  биологический

метод,  основанный  на  использовании   закономерностей   биохимического   и физиологического самоочищения рек и других водоемов.  Есть  несколько  типов биологических устройств по очистке сточных  вод:  биофильтры,  биологические пруды и аэротен0ки. В  биофильтрах  сточные  воды  пропускаются  через   слой   крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной  пленкой.  Благодаря  этой  пленке

интенсивно протекают  процессы биологического окисления.  Именно  она  служит действующим началом в биофильтрах. В биологических прудах в очистке  сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало  активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в  аэротенках,  чему  способствуют  органические  вещества сточных  вод  и  избыток  кислорода,  поступающего  в   сооружение   потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются  в  хлопья  и  выделяют  ферменты, минерализующие органические  загрязнения.  Ил  с  хлопьями  быстро  оседает, отделяясь от очищенной воды.  Инфузории,  жгутиковые,  амебы,  коловратки  и другие мельчайшие животные,  пожирая  бактерии  (не  слипающиеся  в  хлопья) омолаживают бактериальную массу ила. Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической,  а  после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке,  хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также  другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.) Биологический метод дает большие результаты при очистке  коммунально-бытовых стоков.  Он  применяется   также   и   при   очистке   отходов   предприятий нефтеперерабатывающей,  целлюлозно-бумажной   промышленности,   производстве искусственного волокна.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Из физико-химических методов чаще всего применяются коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д., а также электролиз. Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях – электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности. Сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионно-обменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

 Биологический метод - широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. 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 проблем в эксплуатации системы очистки сточных вод. Флотационная очистка необходима для глубокого удаления из воды жиров, нефтепродуктов, а также твёрдых мелкодисперсных загрязнений и СПАВ. Флотационная иантагонизма). 

Схемы очистки сточных  вод

Предварительная очистка промышленных сточных вод  включает в себя отделение загрязнений, таких как мусор, крупные частицы  и волокна, способных нарушить нормальную работу последующих стадий очистки.

Жироуловители предназначены для улавливания и удаления неэмульгированных жиров и масел. Они защищают канализацию от загрязнения жирами и маслами, а также повышают эффективность процессов очистки промышленных стоков и позволяют избежать многих камера конструктивно в едином блоке объедена с камерой смешения. Для нужд пищевого производства предлагаются напорные флотаторы.

После флотационной очистки воду возможно сбрасывать в  городскую канализацию. Реагентное хозяйство предполагает использование  комплексов дозирования, выполненных  на основе насосов-дозаторов Grundfos и Tekna. Предлагаются варианты с различной степенью автоматизации и возможностью управления от внешнего сигнала. Применение реагентов позволяет значительно интесифицировать процесс очистки промышленных сточных вод. Для доведения качества очищенной воды до норм сброса в водоемы применяются установки глубокой биологической очистки промышленных стоков серии «Zauber Kraft S». Установка очистки сточных вод полной заводской готовности в контейнерно-блочном исполнении полностью оснащена насосным и компрессорным оборудованием, запорно-регулирующей арматурой и контрольно-измерительными приборами. Блок доочистки включает в себя фильтры с плавающей загрузкой и сорбционные фильтры. Фильтры изготавливаются в подземном и наземном варианте. Промывка фильтров осуществляется водой из надфильтрового пространства. Для обеззараживания очищенных сточных вод применяются установки ультрафиолетового облучения Лазурь или ОС. Высокая степень обеззараживания достигается путем совместной обработки воды ультрафиолетом и ультразвуком. Для обезвоживания осадков сточных вод возможно

использование специальных устройств по обезвоживанию  осадка.

Этапы очистки . Чтобы очистка была полной, водоочистные сооружения должны устранить все названные категории загрязнителей. Мусор и песок удаляются на этапе предочистки. Сочетание первичной и вторичной очистки позволяет избавиться от коллоидного материала. Растворенные биогены устраняются при помощи доочистки.

Необходимо  также иметь в  виду, что обработка  стоков в каждом конкретном случае не обязательно  должна включать в  себя все четыре этапа. Чаще всего они  дополняют друг друга  в зависимости  от обстоятельств. Следовательно, в некоторых местах в водоемы все еще сбрасывают просто исходные стоки, в других - осуществляют только первичную их очистку, кое-где проводят вторичную, и лишь немного городов осуществляет доочистку водостоков.

Предочистка. Мусор и песок обычно засоряют систему и тормозят дальнейшую очистку стоков. Поэтому их устранение считается ее предварительным этапом. От мусора избавляются, пропуская исходные стоки через стержневую решетку, т.е. ряда стержней, расположенных на расстоянии около 2,5 см. друг от друга. Затем мусор механически собирают с решетки и отправляют в специальную печь для сжигания. Очищенная от мусора вода попадает в песколовку, или пескоотстойник, - емкость, напоминающую плавательный бассейн, где движение воды замедляется настолько, что песок оседает; затем он механически извлекается оттуда и вывозится на свалку. очистка загрязненный сточный вода

Первичная очистка . После предочистки вода проходит первичную очистку - медленно пропускается через крупные баки, называемые первичными отстойниками. Здесь она в течение нескольких часов остается почти неподвижной. Это позволяет самым тяжелым частицам органического вещества, составляющим 30-50% его общего количества, осесть на дно, откуда их собирают.

В то же самое  время жирные и маслянистые вещества всплывают к поверхности, и их снимают как сливки. Весь этот материал называется ил-сырец.

При первичной  очистке всего-навсего «заливают  грязную воду в сосуд, дают отстояться и сливают». Тем не менее это  позволяет устранить значительную часть органического вещества при минимальных затратах. Вода, покидающая первичные отстойники, все еще содержит 50-70% не осевших органических коллоидов и почти все растворенные биогены. Вторичная очистка предусматривает устранение оставшегося органического вещества, но не растворенных питательных элементов.

Вторичная очистка. Эту очистку называют также биологической, так как в ней участвуют живые естественные редуценты и детритофаги, потребляющие органическое вещество и в процессе дыхания превращающие его в воду и углекислый газ. Обычно применяются два типа систем: капельные биофильтры и активный ил.

В системах с капельным биофильтром вода разбрызгивается и стекает струйками по слою камней величиной с кулак, толщина которого 2-3 м. Как и в естественных ручьях, в этих условиях функционирует сложная экосистема, включающая бактерии, простейших коловраток, различных мелких червей и других прикрепленных к камням детритофагов. Они буквально выедают из протекающей воды все органическое вещество, включая патогенов. Организмы, случайно смытые с биофильтров, позднее устраняются из воды, когда она попадает во вторичные отстойники-емкости, аналогичные первичным отстойникам. С отстоявшимся в них материалом поступают, как и с илом-сырцом. Пройдя первичную очистку и капельные биофильтры, сточные воды теряют 85-90% органического вещества.

Все более широкое  распространение получает еще один метод вторичной очистки - система активного ила. В этом случае вода после первичной очистки поступает в резервуар, где могли бы разместиться несколько припаркованных друг за другом трейлеров. Смесь детритофагов, называемая активным илом, добавляется в воду, когда та поступает в резервуар. По мере движения по нему она интенсивно аэрируется, т.е. создается богатая кислородом среда, идеальная для развития этих организмов. В ходе их питания количество органического вещества, включая патогенные микроорганизмы, уменьшается.

Покидая аэрационный  резервуар, вода содержит множество  детритофагов, поэтому ее направляют во вторичные отстойники. Так как  организмы обычно собираются в кусочках детрита, осадить их относительно несложно; осадок представляет собой тот же самый активный ил, который снова закачивают в аэрационный резервуар. Таким образом, детритофаги рециклизуются, а вода очищается от органического вещества на 90-95%. Излишки активного ила, накапливающиеся в процессе размножения организмов, обычно объединяют с илом-сырцом и в дальнейшем обрабатывают их вместе.

Системы вторичной  очистки не устраняют растворенных биогенов. До двух последних десятилетий  не ощущалось острой необходимости осуществлять дополнительную очистку воды уже после вторичной. Воду после нее просто дезинфицировали хлоркой и сбрасывали в естественные водоемы. Такая ситуация преобладает и сейчас. Однако по мере обострения проблемы эвтрофизации все больше городов вводят еще один этап - доочистку, устраняющую биогены.