Принцип очистки сточных вод

Практически любое предприятие просто обязано заниматься очисткой сточных вод, что образуются при производстве. Это обязательный принцип для всех.

Простейший отстойник первичного типа с уловителями крупных отходов

Сточные воды после производства имеют довольно ядовитую структуру, и оставлять их просто так запрещено. Для очистки используются различные методы и оборудование, которое мы сейчас перечислим, а также разберем его особенности, принцип работы и нюансы эксплуатации.

1 Общий принцип построения очистных сооружений

Очистка хозяйственно бытовых сточных вод бывает разная. В данной статье мы рассмотрим отстойники нескольких видов.

Флотатор и песколовки – очистка промышленных и бытовых стоков перед тем, как выпустить их в водоемы. Эти отстойники входят в комплекс специального очистного сооружения и служат в качестве предварительно подготовительной меры для дальнейшей окончательной очистки.

Затем используют:

• Сита, решетки или УФС;
• Песколовки;
• Отстойники первичные;
• Мембранные элементы конструкции;
• Септики.

к меню ↑

1.1 Песколовки

Отстойники песколовки устанавливается перед первичными отстойниками, но уже после решеток, и производительность очистного комплекса должна быть не ниже 100 м³/сутки.

Как видно, название выражает сам принцип действия – после прохождения сточных вод сквозь решетки под действием силы тяжести шлак оседает на агрегатно не связанный песок (мелкие частицы стекла).

Наружный пескоуловитель в зимних условиях

Но существует еще и механически связанный песок из органических твердых примесей, он осаждается вместе с массой агрегата, который его окружает, и поэтому у него низкая гидравлическая крупность. Выведение связанного песка требует разрушение агрегата.

Песколовки делятся на:

• Вертикальные – стоки перемещаются снизу вверх;
• Горизонтальные – сточные воды двигаются прямолинейно;
• Тангенциальные – стоки вращаются винтовыми движениями (снаружи — вниз, а внутри — вверх);
• Щелевые;
• Аэрируемые отстойники.

Горизонтальные песколовки стоки очищаются благодаря движению горизонтального потока со скоростью 0,1 м/сек. Такие песколовки должны быть в 5 раз больше своей ширины. Работают вертикальные песколовки так: осаждение происходит во время подъема стоков снизу вверх со скоростью 0,05 м/сек.

Эти отстойники для производственных отходов обычно строят двухсекционными, чтобы, когда изымается песок, очистка хозяйственно бытовых сточных вод не прекращалась.

Сравнение горизонтальной и вертикальной песколовки акцентирует внимание на правильном выборе и распределении нагрузки. Зольность песка в вертикальном отстойнике песколовки гораздо выше, а строительный объем должен быть больше при одинаковом расходе.

Горизонтальные песколовки лучше небольших объемов, как и те, у которых рабочая жидкость отделена глухими перегородками от приямков для грунта и других осадков. Песколовки с круговым движением сточных вод экономичнее горизонтальных с такой же выработкой.

Их целесообразнее применять для станций с суточной производительностью до 120 тыс. м3. Отходы песка и твердых пород потом используют вторично, например, при постройке дорог. А щелевые песколовки в основном используют на каналах.
к меню ↑

1.2 Аэраторы и аэротенки

Прямоугольный пескоуловитель со скребками для удаления лишних отложений

Аэраторы – это прямоугольные резервуары с перегородками. Эти разделительные перегородки служат для того, чтобы путь сточных вод был длиннее. Благодаря им не только удаляется весь жир, но и происходит осветление жидкости.

В аэрируемых песколовках стоки очищаются благодаря трубе с отверстиями вдоль всей стены конструкции. По этой трубе в течение 15-30 минут подается сжатый воздух, благодаря чему жидкость, движущаяся через песколовку, вращается и песок очищается от органики.

Аэротенки – прямоугольного сечения резервуары, в которых активный ил смешивается со сточными жидкостями. Аэротенки, основной задачей которых является культивирование микроорганизмов, способствующих окислению и изъятию органических загрязнений, используются в промышленности.

Впрочем, и в быту аэротенки часто встречаются, только их уменьшают в размерах и приспособляют для бытового применения.

Аэротенки — одни из самых лучших сооружений биохимической очистки вод. Вводимый механическими или пневматическими аэраторами кислород способствует жизнедеятельности очень важных бактерий. Аэротенки строят для полной и неполной биологической очистки.

Читайте также: зачем нужны фильтры грубой очистки воды?

Основные виды аэротенков:

• Аэротенки вытеснители работают так – возвратный ил и сточная вода подаются с торцовой стороны сооружения с одного боку, а выпускается с другой стороны. Целесообразно применять при загрязнении стоков 300 мг/л;
• Аэротенки с рассредоточенной подачей — сточная вода подается сразу в нескольких точках, а выводится только в одном месте на торцовой стороне;
• Аэротенки смесители — подача и выпуск происходит вдоль коридора по всей длине аэротенка. Эти лучше всего применять при концентрации грязи 1000 мг/л.

Крупный очистительный отстойник с системой постоянной фильтрации

Какие отстойники строить зависит от нескольких факторов: выбор метода очистки воды от песка и требуемая скорость очистки, а также желаемых объемов, а выбор песколовки зависит от компоновки сооружения по высоте, а также требований к качеству очищенной жидкости.
к меню ↑

1.3 Флотаторы

Флотация бывает вакуумной, импеллерной, напорной. Также нельзя забывать об электрофлотации. Она является физико-химическим методом.

К физико-химическим относят также:

• Эвапорацию;
• Флотация;
• Сорбцию;
• Нейтрализацию;
• Гиперфильтрацию и многие другие.

Физико-химическая методика очищения сточных жидкостей требует предварительного глубокого выделения взвешенных веществ, для этого лучше всего подходит коагуляция.

В последнее время физико-химические методы становятся все популярнее в использовании благодаря появлению оборотных систем водоснабжения.

Флотатор делают из стали AISI 304 разных не стандартизированных типоразмеров производительностью от 5 до 100 м³/ч. В комплект также входят оборудование для смешивания реагентов и рециркуляционный насос.

Внутри флотационной камеры происходит образование флотокомплексов, которые всплывают пеной на поверхность. Сверху на флотатор устанавливается скребок, который отправляет флотошлам в желоб. В низу емкости флотатор оборудован штуцерами, через которые удаляется все ненужное.

Флотатор наружный, с защитной крышкой

Их предназначение очистка стоков от гидрофобных и поверхностно активных загрязнений (нефтепродукты, жиры и прочее). Флотатор предпочтительнее устанавливать на пищевых, целлюлозно-бумажных и нефтеперерабатывающих предприятиях.

В составе физико-химического комплекса по очистке флотатор применяют как для частичной, так и полной очистки стоков. Флотатор имеет специальную камеру, в которой сточная вода смешивается с подающейся туда же под давлением водо-воздушной смесью.

Давление передается жидкости, и из пресыщенной смеси образуются пузырьки газа. Эта пена и есть флотокомплекс, всплывающий на поверхность. Далее 30% очищенной воды отделяется для приготовления водо-воздушной смеси через насос, а остальная пена снимается скребком и удаляется через желоб.

Образование флотокомплексов можно интенсифицировать, применяя флокулянты и коагулянты, которые активизируют процесс флотации.

Если в сточных водах есть компоненты загрязнения требующие агрегации, использовать флотатор без предварительных этапов очистки не рекомендуется. Из-за высокой турбулентности агрегаты частиц уничтожаются, и эффективность процесса очистки снижается.

Флотационная машина применима, если температура сточных жидкостей примерно 30-60 ⁰С, хотя некоторые специалисты считают, что флотационная технология в этом случае не очень эффективна.

Достоинства флотации трудно переоценить: непрерывность процесса, селективность выделения примесей, широкий диапазон применения, сравнительно с отстаиванием процесс ускорен, рекуперация удаляемых веществ, высокая степень очистки (95-98%).
к меню ↑

2 Химические методы очистки сточных вод

Внутренний флотатор сборного типа

Теперь рассмотрим Химические методы очистки сточных вод. Существует несколько самых популярных способов, которые мы сейчас и перечислим.

Способы нейтрализации при химической очистке:

1. Нейтрализация кислых и щелочных сточных вод путем смешивания;
2. Нейтрализация стоковых загрязнений растворами кислот, кальцинированной содой N8003, негашеной известью СаО, гашеной известью Са(ОН) 2, аммиачными растворами, каустической содой каона № ЕИ4ОН и прочими реагентами.

Очистка сточных жидкостей от сульфатов на производственных очистных сооружениях гальваностоков, горнорудной и химической промышленности, происходит путем добавления алюминиевой соли, извлеченной из кислого раствора, гидроокиси алюминия, обязательно аморфной структуры и вводить нужно дробно.

Первая доза составляет 10-25%. Воду доводят до рН=12.7-13.0, непрерывно перемешивая осаждения ионов SO4 2- , переводя в твердую фазу.

Способ очищает сточные жидкости высокого загрязнения производственных отходов при помощи сульфатов натрия до предельной величины ионов SO4 2- не более 100 мг/дм³ и не более 500 мг/дм³ для сброса их в водоемы.

Этот метод очистки производственных сточных вод считается оптимальным и популярен на большинстве предприятий.
к меню ↑

2.1 Флокулянты

Синтетические полимеры флокулянты — это вещества, которые, попадая в дисперсные системы или коллоидные, химически связываются с частицами дисперсной фазы и связывают их в агломераты. В производственных процессах очень широко используются флокулянты для промышленных стоков.

Простейшая фильтровальная установка с септиком

Катионные флокулянты – благодаря химическому взаимодействию анионов и катионов под названием «хемосорбция» способствуют флокуляции находящихся на поверхности частиц за счет нейтрализации отрицательного заряда.

Это помимо способности, которой обладают флокулянты, закрепляться на поверхности частиц с помощью водородных связей. Таким же образом действуют и анионные флокулянты.

Анионные флокулянты лучше всего справляются катионами металлов и гораздо эффективнее выводят их в осадок. Анионные флокулянты в основном используются в металлургической промышленности, на линиях гальванических производственных нужд.
к меню ↑

2.2 Фильтры

Для улучшения качества доочистки сточных вод используют фильтрующие биоматериалы: уголь, щебень, керамзит, шлак, гальку – это капельные биофильтры. Они действуют непрерывно, пропускная способность 1000 м³/сут. Они осуществляют полную биологическую очистку производственных сточных вод (до БПК2о 15 мг 02/л).

Фильтры делят на две категории: с плоскостной и объемной загрузкой. Фильтры с плоскостной загрузкой наполняют разными видами пластмассы, способными выдержать температуру 6-30 ⁰С без потери прочности, а также полимерную вату или полипропиленовые волокна – это называется микрофильтрация.

Самого материала в фильтровальной колонке должно быть 148-154 кг/м3, такие фильтры увеличивает скорость фильтрации до 3,0-3,5 м/час. Но иногда меньше, если в производственных нуждах не требуется повышенной скорости.

В процессе эксплуатации фильтры загрязняются и если вовремя не промыть наполнитель или фильтры целиком, то может произойти закупорка. Первый признак того, что фильтры требуют промывки — это снижение скорости фильтрации.

Фильтры промывают в водопроводной воде, при этом его следует перемешивать. Если же фильтры наполнены порошковым составом, промывка в этом случае малоэффективна. Тут лучше применить — камерные фильтры-прессы для обезвоживания осадка, ленточные прессы или декантеры.
к меню ↑

2.3 Демонстрация работы аэротенка (видео)