По  типу процесса очистки:

1. гидромеханические (процеживание, отстаивание, улавливание всплывающих материалов, фильтрование, центрифугирование);
2. физико-химические (коагуляция, флотация, флокуляция, адсорбция, ионный обмен, экстракция, обратный осмос, десорбция, электрохимические методы);
3. химические (нейтрализация, окисление и восстановление, удаление ионов тяжелых металлов);
4. биохимические (аэробные и анаэробные);
5. термические (выпаривание и сжигание).

    По  виду изменения вредных веществ: методы выделения примесей без изменения их химического состава и агрегатного состояния;

1. методы превращения примесей в другие формы и состояния;
2. биологические.

    По  видам загрязнения:

1. очистка от твердых частиц (процеживание, отстаивание, механическое разделение, фильтрование);
2. очистка от растворимых примесей (экстракция, сорбция, нейтрализация, электрокоагуляция, ионный обмен, озонирование, кондиционирование, обезвоживание);
3. очистка от органических примесей (применение сооружений с использованием биологических фильтров).

    Как видно из приведенной выше классификации, способов очистки сточных вод  очень много. Ниже рассмотрим некоторые  из них.

    2. Критерии оценки промышленных вод

    Промышленные  воды - нетрадиционный вид минерального сырья; они представляют собой водные растворы, содержащие различные минеральные соли и полезные компоненты. В отечественной литературе в качестве синонима используют также термин "гидроминеральное сырье".

    К промышленным водам относят минерализованные воды и рассолы, количество и качество которых позволяет в конкретных условиях их нахождения вести рентабельную добычу этих вод и извлечение из них полезной продукции с использованием современных технологических процессов.

    Интерес к промышленным водам связан с  рядом преимуществ этого вида полезного ископаемого перед твердыми сырьевыми источниками рассеянных элементов, металлов и минеральных солей. Промышленные подземные воды характеризуются широким региональным распространением и большими геологическими и эксплуатационными запасами. Они являются, как правило, поликомпонентным сырьем и могут одновременно использоваться в бальнеологии и теплоэнергетике. Добыча этих руд требует проведения относительно небольших горных работ и осуществляется скважинными водозаборами, позволяющими извлекать гидроминеральное сырье с больших глубин.

    Промышленные  воды характеризуются большим разнообразием  общей минерализации, химического  состава, содержания полезных компонентов и количественного их соотношения, а также газового состава и температуры. К числу наиболее распространенных типов гидроминерального сырья относят:

     1) термальные рассолы межконтинентальных рифтовых зон;

    2) термальные воды и рассолы островных дуг и областей альпийской складчатости;

    3) воды и рассолы артезианских бассейнов;

    4) рассолы (рапа) современных эвапоритовых бассейнов морского или океанического происхождения и континентальных озер;

    5) морские воды (смотри приложение таблица 1.1).

    В качестве самостоятельной разновидности  рассматривают попутные и сточные (природно-техногенные) воды, которые в первичном состоянии относят к одному из пяти названных выше типов гидроминерального сырья, или они являются продуктами переработки других видов минерального сырья.

    Рентабельность  промышленного получения тех  или иных компонентов из гидроминерального сырья определяется не только их концентрацией, но и глубиной залегания подземных вод и соответственно эксплуатационных скважин, фильтрационными свойствами водовмещающих отложений, дебитами эксплуатационных скважин, величиной эксплуатационных запасов и т.д. На экономические показатели эксплуатации существенно влияет способ сброса отработанных вод, что определяет затраты на охрану окружающей природной среды.

    Фактические минимальные промышленные концентрации компонентов существенно различаются  для одного и того же гидрогеологического  района (бассейна), для разных районов  эти концентрации колеблются в значительных пределах (смотри приложение таблица 1.2).

    Оценку и обоснование минимальных промышленных концентраций полезных компонентов в подземных водах производят конкретно для каждого района или месторождения.

    Для районов с разными гидрогеологическими  условиями устанавливают различные по абсолютной величине минимальные промышленные концентрации полезных компонентов при классификации промышленных вод и обосновании наличия их месторождений(смотри приложение таблица 1.3.)

    Требования  к минимальным концентрациям  в промышленных водах не являются постоянными и обусловлены во многом уровнями экономики, развития техники и технологии, потребления этих компонентов в различных отраслях хозяйства и конъюнктурой мирового рынка.

    Промышленные  воды могут служить минеральным  сырьем на один, два элемента или  их комплекс. Однако отнесение промышленных вод к категории того или иного вида минерального сырья требует надлежащего обоснования в результате всесторонней оценки месторождений промышленных вод на геолого-экономической основе.

    Приведенные данные свидетельствуют, что понятие  о промышленной ценности подземных вод, развитых в пределах той или иной гидрогеологической структуры в известной мере относительно. Отчасти поэтому общепринятой классификации промышленных вод, подобной систематике лечебных вод, не имеется. Оценку подземных вод для промышленных целей принято производить с учетом минимально допустимых концентраций элементов и соответственно присваивать название водам: бромная, йодная, иодобромная, стронциевая, литиевая и т.д.

    3. Методы очистки

    3.1 Химические методы очистки сточных вод

    При наличии в сточных водах кислоты  или щелочи производится их нейтрализация, показатель рН должен находиться в пределах от 6,5 до 8,5. Нейтрализовать сточные воды можно смешением одних вод с другими (кислых с щелочными), добавлением необходимых реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтpaльные материалы (наиболее часто кислые сточные воды фильтруются через основные агенты: известняк СаСО_З, доломит СаСО_З∙МgСО_З, магнезит МgСО_З и т.д.

    Окисление сточных вод производится хлором, перекисью водорода, кислородом воздуха, диоксидом марганца, озоном.

    Восстановление  используется для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка, для чего в воду вводят сульфит железа, гидросульфит натрия, гидрозин, сероводород или алюминиевую пудру.

    Удаление  ионов тяжелых металлов производится реагентным методом. Ртуть, хром, кадмий, цинк, свинец, медь и никель удаляются c помощью гидроксидов кальция и натрия, карбонадов и сульфидов натрия, феррохромного шлака и т.п.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3.2 Промышленная очистка воды. Методы её очистки.

    Механическая  очистка. Под механической очисткой воды понимают удаление из нее взвешенных частиц. Например, песка, ржавчины, различных  взвесей. Этот метод применяют в качестве подготовительного этапа к физико-химической и биологической очиткам. Поэтому фильтры для механической очистки устанавливают на входе системы водоочистки. Механическая очистка предназначена для: устранения мутности из-за взвешенных частиц, обеспечения прозрачности воды,устранением цветности воды,удаления вкуса и запаха. В качестве фильтров для механической очистки традиционно используются: речной или карьерный кварцевый песок, зерна дробленого антрацита, керамзит, filter-Ag (безводный оксид кремния), гарнет различной дисперсности.

    Na-катионирование. Для устранения жесткости воды, а именно, извлечения из нее  ионов кальция и магния, применяется  метод Na-катионирования (натрий-катионирования). Суть метода состоит в том,  что в жесткую воду помещается практически нерастворимое в воде вещество (смола), способное вступать в обменные реакции с растворами солей. При этом из воды сорбируются ионы кальция и магния, а в водный раствор из смолы переходят ионы натрия. Для восполнения ионов натрия в воде ее выдерживают в растворе поваренной соли.

    Ультрафильтрация. Для удержания из воды макромолекул и коллоидных частиц применяют метод  ультрафильтрации через полупроницаемую  мембрану. Молекулы и частицы, скапливаясь  на поверхности мембраны, также образуют слой фильтра. Фильтрующие мембраны имеют, как правило, форму пластины или цилиндра. Размеры пор материала фильтра лежат в диапазоне 0,005-0,1 мкм. Изготавливают мембраны из ячеистых неорганических материалов, искусственных и синтетических полимерных композитов. Метод ультрафильтрации применяют для очищения воды, жидкого топлива и масел, растворителей органического происхождения. Посредством данного метода изготавливают жидкости для медицинских и фармацевтических нужд. Также метод ультрафильтрации задействован в проведении различных анализов (дисперсионного, микробиологического), а также при анализе загрязненности воды и воздуха отходами промышленного и бытового происхождения. Мембраны, применяемые для ультрафильтрации, характеризуются следующими свойствами: ультратонкая фильтрация воды, удаление коллоидных частиц, пониженное использование реагентов, практически полное удаление бактерий, вирусов, очищение питьевой воды, осветление воды, удаление из воды железа и марганца, органических веществ, сохранение в воде солей. Данный метод нашел свое применение во многих сферах: производство питьевой воды, очистка воды перед обессоливанием,повторное очищение и использование сточных бытовых и промышленных вод.

    Нанофильтрация. Технология нанофильтрации отличается от ультрафильтрации меньшими размерами пор мембраны (в 10-50 раз) и большим давлением фильтрации (в 2-3 раза). При этом выводятся из воды все пестициды, тяжелые металлы, органические и хлорорганические соединения. Данным способом получают техническую, а при условии отсутствия в воде нитратов, и питьевую воду. Мембраны хорошо задерживают бактерии, вирусы. Данный метод является универсальным. При фильтрации не используются химические реагенты, однако этот метод не избавляет воду от нитратов.

    Микрофильтрация. В качестве последней стадии очистки воды в системе подготовки воды применяют технологию микрофильтрации, при которой задерживаются частицы размером 100-0,1 мкм. Для данной технологии применяют дисковые, патронные и каркасно-навитые фильтры. Микрофильтрационные установки применяются для очистки воды в пищевой промышленности, медицине, предприятиях алкогольной и безалкогольной промышленности, а также для производства растительного масла и т.П.

    Сорбционная очистка. Фильтром для сорбционной  очистки воды является активированный уголь (полученный традиционными методами, либо из скорлупы кокосов), который работает по принципу адсорбента. Сорбционную очистку применяют в целях очистки воды от остатков хлора, органики, а также вызываемых ими запахов и вкусов. Отличает данный метод то, что он имеет возможность удаления загрязнений различного вида до той концентрации, которая необходима, а также исключает возможность вторичного загрязнения при очистке и дает возможность легко управлять процессом очистки.

    Обезжелезивание. Большое содержание железа в воде пагубно влияют как на ее органолептические свойства, и делают ее непригодной для применения во многих производственных процессах. Так, например, для текстильной и бумажной промышленности воду необходимо обезжелезивать, так как вода образует ржавые разводы на продукции. Также соединения железа быстро загрязняют ионообменные смолы, поэтому процесс обезжелезивания является предшествующим для ионообменных процессов. Соединения железа откладываются на деталях нагревательного оборудования, что приводит к скорому их выходу из строя. Как правило, для обезжелезивания воды применяются фильтры засыпного типа. Метод же очистки необходимо выбирать исходя из того, какие соединения железа присутствуют в воде.

    Очистка от сероводорода. Еще одна вредная примесь в воде – сероводород, являющийся продуктом гниения растительности. Также сероводород может проникать в воду при соприкосновении с минеральными солями. В больших концентрациях становится ядовитым, приводит к коррозии металлов, легковоспламеним.

    Способы очистки воды от сероводорода:

    • аэрация воды на безнапорном дегазаторе с принудительной подачей воздуха. Воздух подается в воду в виде мелких пузырей, и сероводород, соединяясь с кислородом, окисляется и выводится  из воды.

    • напорная аэрация характеризуется принудительной подачей воздуха в воду под давлением прямо в магистраль водопровода. Затем газ выводится из водопровода через аэрационную колонну и фильтруется.

    • окисление с применением окислителя и последующей фильтрацией. В  качестве окислителя хорошо работают гипохлорит натрия, озон, перекись водорода. После окисления вода фильтруется. Минусом данной технологии является постоянная корректировка дозы окислителя, а также необходимость удаления хлора после очистки.