Очистка и обезвреживание промышленных сточных вод

Выбор метода очистки промышленных стоков в зависимости от видов загрязнений

Selection of Industrial Wastewater Treatment Depending on the Type of Pollution

Keywords: industrial wastewater,mechanical method, filtration, straining, chemical method, coagulation, neutralization, flocculation, physical-chemical method, stripping, flotation, electrochemical methods, combined methods

Treatment of surface runoff of industrial enterprises is an important part of technological process. Quality treatment of wastewater not only lets the company avoid penalties for violation of environment protection legislation, but up to 90-95% of treated wastewater can be reused in recycle water supply for production shops, and this is a noticeable savings on water use.

Очистка поверхностных стоков промышленных предприятий является важной частью технологического процесса. Помимо того что качественная очистка стоков позволяет предприятию избежать санкций за нарушение экологического законодательства, до 90–95 % очищенных стоков может быть повторно использовано в оборотном водоснабжении производственных цехов, а это немалая экономия на водопотреблении.

ВЫБОР МЕТОДА ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДОВ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Очистка стоков промышленных предприятий является важной частью технологического процесса. Помимо того что качественная очистка стоков позволяет предприятию избежать санкций за нарушение экологического законодательства, но и 90–95 % очищенных стоков может быть повторно использовано в оборотном водоснабжении производственных цехов, а это немалая экономия на водопотреблении.

Классификация промышленных сточных вод

Так как на различных предприятиях используются разнообразные технологии, то и перечень вредных веществ, попадающих в ходе технологических процессов в промышленные стоки, очень различается.

Принято условное деление промышленных стоков на пять групп по видам загрязнений. Химический состав загрязняющих веществ при данной классификации различается в пределах одной и той же группы, а за систематизирующий признак взято сходство используемых технологий очистки:

  • группа 1: примеси в виде взвешенных веществ, механические примеси, в том числе гидроксиды металлов;
  • группа 2: примеси в виде масляных эмульсий, нефтесодержащие примеси;
  • группа 3: примеси в виде летучих веществ;
  • группа 4: примеси в виде моющих растворов;
  • группа 5: примеси в виде растворов органических и неорганических веществ, обладающих токсичными свойствами (цианиды, соединения хрома, ионы металлов).

Методы очистки промышленных стоков

Для удаления загрязняющих веществ из промышленных сточных вод существует несколько методов. Выбор метода очистки производственных стоков в каждом конкретном случае осуществляется, основываясь на составе исходных стоков и требуемом качественном составе очищенной воды. Так как в некоторых случаях загрязняющие компоненты относятся к различным видам, то для таких условий целесообразно применение комбинированных методов очистки:

  • механические методы: фильтрование, процеживание, отстаивание;
  • химические методы: коагуляция, нейтрализация, флокуляция;
  • физико-химические методы: отдувка, флотация, электрохимические методы, комбинированные методы.

Методы очистки производственных стоков от нефтепродуктов и взвешенных веществ

Для очистки промышленных стоков первых двух групп наиболее часто используется отстаивание, для чего могут применяться отстойники или гидроциклоны. Также в зависимости от количества механических примесей, размера взвешенных частиц и требований к очищенной воде в очистных сооружениях осуществляются флотация и фильтрование стоков. При этом следует учитывать, что некоторые виды взвешенных примесей и масел обладают полидисперсными свойствами.

Несмотря на то что отстаивание является широко используемым методом очистки, оно обладает рядом недостатков. Отстаивание промышленных стоков для получения хорошей степени очистки, как правило, требует очень продолжительного времени. Хорошими показателями очистки при отстаивании считаются 50–70 % очистки от нефтепродуктов и масел и 50–60 % очистки для взвешенных веществ.

Более эффективным методом осветления сточных вод является флотация. Флотационные установки позволяют значительно сократить время очистки стоков, при этом степень очистки для загрязнений нефтепродуктами и механическими примесями достигает показателя в 90–98 %. Такая высокая степень очищения получается при флотации в течение 20–40 минут.

На выходе из флотационных установок количество взвешенных частиц в воде составляет около 10–15 мг/л. В то же время это не соответствует требованиям, предъявляемым для оборотных вод ряда промышленных предприятий, и требованиям экологического законодательства для сброса промстоков на рельеф. Для более качественного удаления загрязняющих факторов из производственных стоков на очистных станциях используют фильтры. Фильтрующим наполнителем выступает пористый либо мелкозернистый материал, например: адсорбент ГЛИНТ, кварцевый песок, антрацит. В фильтровальных установках последних модификаций часто применяются наполнители из пеноуретанов и пенополистиролов, которые обладают большей емкостью и способны многократно регенерировать для повторного использования.

Реагентный метод

Фильтрование, флотация и отстаивание позволяют удалять из сточных вод механические примеси от 5 мкм и больше, удаление более мелких частиц можно осуществить только после предварительной реагентной обработки. Добавление в промышленные стоки коагулянтов и флокулянтов вызывает образование хлопьев, которые в процессе осаждения вызывают сорбацию взвешенных веществ. Некоторые виды флокулянтов ускоряют процесс самокоагуляции частиц. Наиболее распространены в качестве коагулянтов хлорное железо, сернокислый алюминий, железный купорос, в качестве флокулянтов – полиакриламид и активированная кремниевая кислота. В зависимости от технологических процессов, применяемых на основном производстве, для флокуляции и коагуляции можно использовать образующиеся на предприятии вспомогательные вещества. Таким примером может служить применение в машиностроительной отрасли отработанных травильных растворов, содержащих сульфат железа.

Реагентная обработка увеличивает показатели очистки сточных вод промышленного предприятия до 100 % от механических примесей (включая мелкодисперсные) и до 99,5 % от эмульсий и нефтепродуктов. Минусом данного метода является усложнение обслуживания и эксплуатации очистной станции, поэтому на практике он применяется только в случаях повышенных требований к качеству очистки стоков.

На сталелитейных производствах взвешенные вещества в сточных водах могут более чем наполовину состоять из железа и его оксидов. Такой состав промышленной воды позволяет использовать для очистки безреагентную коагуляцию. В данном случае коагуляция загрязняющих железосодержащих частиц будет осуществляться за счет магнитного поля. Очистные станции на таком производстве представляют собой комплекс из магнитокоагулятора, магнитных фильтров, магнитных фильтроциклонов и прочих установок с магнитным принципом действия.

Методы очистки промышленных стоков от растворенных газов и поверхностно-активных веществ (ПАВ)

Третья группа промышленных стоков представляет собой растворенные в воде газы и летучие органические вещества. Удаление их из сточных вод осуществляется методом отдувки или десорбции. Данный метод заключается в пропускании через жидкость мелких пузырьков воздуха. Поднимающиеся к поверхности пузырьки захватывают с собой растворенные газы и удаляют их из стоков. Барботирование воздуха через промышленные сточные воды не требует специальных дополнительных устройств, кроме самой барботажной установки, а утилизация освобожденных газов может осуществляться, например, сорбционным методом. В зависимости от количества отработанного газа в ряде случаев целесообразно его сжигание в каталитических установках.

Для очистки стоков, содержащих моющие вещества, применяется комбинированный метод очистки. Здесь могут быть применены:

  • адсорбция на инертных материалах или природных сорбентах,
  • ионный обмен,
  • коагуляция,
  • экстракция,
  • пенная сепарация,
  • деструктивное разрушение,
  • химическое осаждение в виде нерастворимых соединений.

Комбинация используемых способов удаления загрязнений из воды подбирается по составу исходных стоков и требованиям к очищенным стокам.

Методы очистки растворов органических и неорганических веществ, обладающих токсичными свойствами
В большинстве своем стоки пятой группы образуются на гальванических и травильных линиях и представляют собой концентраты солей, щелочей, кислот и промывной воды с различными показателями кислотности. Сточные воды такого состава на очистных установках подвергаются реагентной обработке, чтобы понизить кислотность, понизить щелочность, коагулировать и осадить соли тяжелых металлов.

В зависимости от мощностей основного производства концентрированные и разбавленные растворы могут либо смешивать, а затем нейтрализовать и осветлять (малые травильные отделения), либо в крупных травильных отделениях производить раздельную нейтрализацию и осветление растворов различной концентрации.

Нейтрализация кислых растворов обычно выполняется 5–10%-ным раствором гашеной извести, при этом происходят образование воды и выпадение осадка нерастворимых солей и гидроксидов металлов.

Кроме гашеной извести, в качестве нейтрализатора могут использоваться щелочи, сода, аммиачная вода, но их применение целесообразно в том случае, если они образуются в качестве отходов на данном предприятии. При нейтрализации сернокислотных стоков гашеной известью образуется гипс. Гипс имеет свойство оседать на внутренних поверхностях трубопроводов и вызывать тем самым сужение проходного отверстия, особенно подвержены этому трубопроводы из металла. В качестве профилактики в такой ситуации возможно производить очистку труб промывкой, а также использовать трубопроводы из полиэтилена.

Сточные воды гальванических производств подразделяют не только по показателю кислотности, но и по их химическому составу. В данной классификации выделяются три группы стоков:

  • хромсодержащие,
  • цианистые,
  • разные (кислые и щелочные).

Такое разделение обусловлено специфичными технологиями очистки стоков в каждом случае.

Очистка хромсодержащих стоков

В хромсодержащих стоках содержится шестивалентный высокотоксичный хром. Его обеззараживание происходит при восстановлении до трехвалентных соединений с натрием.

Сульфат железа очень дешевый реагент, поэтому в прошлые годы такой способ обеззараживания был очень распространен. В то же время хранение сульфата железа (II) очень затруднительно, так как он быстро окисляется до сульфата железа (III), поэтому рассчитать правильную дозировку для очистной установки тяжело. Это один из двух недостатков данного способа. Вторым недостатком является большое количество осадков в данной реакции.

Современные очистные установки для очистки гальванических стоков используют газ – диоксид серы либо сульфиты. Протекающие при этом процессы уже достаточно описаны.

На скорость данных реакций влияет pH раствора: чем выше кислотность, тем быстрее восстанавливается шестивалентный хром до трехвалентного. Самым оптимальным показателем кислотности для реакции восстановления хрома является pH = 2–2,5, поэтому при недостаточной кислотности раствора его дополнительно смешивают с концентрированными кислотами. Соответственно, смешивание хромсодержащих стоков со стоками меньшей кислотности необоснованно и экономически невыгодно.

Также с целью экономии хромистые сточные воды после восстановления не следует нейтрализовать отдельно от остальных стоков. Их соединяют с остальными, включая циансодержащие, и подвергают общей нейтрализации. Для профилактики обратного окисления хрома за счет избытка хлора в цианистых стоках можно воспользоваться одним из двух способов: либо увеличить количество восстановителя в хромистых стоках, либо удалить избыточный хлор в цианистых стоках тиосульфатом натрия. Выпадение в осадок происходит при pH = 8,5–9,5.

Очистка циансодержащих стоков

Цианиды являются очень токсичными веществами, поэтому технология и методы очистки сточных вод гальванического цеха должны соблюдаться очень строго.

Обезвреживание цианидов производится в основной среде с участием газообразного хлора, хлорной извести либо гипохлорита натрия. Окисление цианидов до цианатов происходит в два этапа с промежуточным образованием хлорциана – очень токсичного газа, при этом в очистной установке должны постоянно поддерживаться условия, когда скорость второй реакции превышает скорость первой.

Расчетным путем были выведены, а позже и подтверждены практически следующие оптимальные условия для данной реакции: pH > 8,5; t сточных вод ниже 50 °C; концентрация цианидов в исходной сточной воде не выше 1 г/л.
Дальнейшая нейтрализация цианатов может выполняться двумя способами. Выбор способа будет зависеть от кислотности раствора:

  • при pH = 7,5–8,5 осуществляется окисление до углекислого газа и газообразного азота;
  • при pH

Поделиться статьей в социальных сетях:

Подробно об очистке промышленных сточных вод

Губительное действие неочищенных сточных вод на окружающий мир имеет комплексный характер. Часть примесей, обладающих большой летучестью (многие углеводороды и их производные), может легко испаряться, попадать в воздух.

Другие поступают со стоками в природные водоемы, вызывают отравление его обитателей. Остальные компоненты всасываются в почву, загрязняют грунт, затем подземные воды.

В конечном итоге токсины неизбежно попадают в организм человека, провоцируют заболевания. Единственная возможность избежать негативных последствий – очистка промышленных сточных вод.

Классификация

Сточными называют воды, которые были в использовании или проходили по загрязненным поверхностям. Они имеют сугубо производственное, хозяйственное или атмосферное происхождение и подразделяются на следующие виды:

  • Производственные стоки – это воды, использованные в технологических процессах.
  • Хозяйственные загрязнения. Появляются от туалетов, прачечных, душевых, заведений общепита, обязательно имеющихся на предприятиях.
  • Под атмосферными стоками подразумевают потоки дождя, растаявшего снега, стекающие по крышам цехов, складов, гаражей, автомоек, других поверхностей.

На промышленных объектах существуют все три вида сточных вод. Например, на предприятиях машиностроения вода используется для следующих целей:

  • подготовки исходных материалов;
  • переноса энергии в теплообменниках,
  • изменения температуры сырьевой массы, продукции, деталей оборудования;
  • приготовления большого количества рабочих жидкостей;
  • хозяйственных потребностей предприятия.

Соотношение объемов грязных потоков от различных источников определяется спецификой предприятия, уровнем организации каждого вида работ.

Виды загрязнений предприятий промышленности

Важная характеристика примесей, попадающих в воду, — растворимость:

  • Часть из них образуют истинные растворы, в которых размеры частиц инородных веществ не превышают 1 нм.
  • Другие формируют коллоидные системы с более крупными крупицами. Их диаметр может достигать полмиллиона нанометров.
  • Третьи не растворяются в воде совсем, образуют гетерогенные системы с примесями во взвешенном состоянии.

Состояние водного потока имеет принципиальное значение для выбора правильных походов к его очистке.

Состав примесей также принципиально различается. Инородные вещества имеют следующий характер:

  • неорганический (минеральные компоненты);
  • органический (угеродсодержащие соединения);
  • биологический (микроорганизмы, вирусы, часть грибков).

На предприятиях по производству кожи, шерсти, витаминов, некоторых лекарственных препаратов в стоках преобладают биологические загрязнители; в горнорудных комплексах – минеральные компоненты.

Степень агрессивности стоков варьируется от сильной (концентрированные кислоты и основные вещества) до нулевой.

Методы очищения производственных стоков

Для приведения в приемлемое состояние на промышленные стоки воздействуют следующими методами:

Вклад каждого из методов зависит от характера примесей, определяется для каждого предприятия.

Механические

Процесс механического отделения примесей проходит в несколько этапов. Он позволяет убрать из стоков до 95 % нерастворимых частиц, снизить концентрацию органики на 25 %.

  • Крупные примеси сначала процеживают на решетках с различными размерами ячеек, затем пропускают через сита.Собранную фракцию утилизируют вместе с твердыми отходами.
  • На следующем этапе сточная жидкость попадает в песколовки.Там осаждаются оставшиеся в массе крупицы. Полученный твердый осадок после измельчения применяют при строительстве дорог.
  • В некоторых ситуациях для отделения мелких частиц используется фильтрование и седиментация (осаждение) в центрифугах.
  • Стоки с пленкой на поверхности в зависимости от специфики загрязнений поступают в жироловки, нефтеловушки или смолоуловители. В них собираются плавающие сверху органические компоненты.
  • После этого массу подают в отстойники. Для сбора твердого остатка на дне резервуаров установлены скребки, с помощью которых осадок направляется в специальные углубления. Устройства поплавкового типа собирают с поверхности пятна плавающей органики.

Механическая стадия очистки сточных вод позволяет избавиться от преобладающего количества твердых веществ и нерастворимых органических жидкостей.

Химические

Под химическими подразумевают методы, при исполнении которых проходят химические превращения. Для очистки чаще всего используются следующие реакции:

  • нейтрализации:
  • окисления и восстановления, включая электрохимические превращения.

Отдельную группу составляют химические трансформации соединений с атомами тяжелых металлов.

Нейтрализация

В промышленности чаще всего образуются стоки с кислой средой. Для их нейтрализации используются следующие приемы:

  • смешивание со щелочными водами;
  • добавление химикатов;
  • пропускание через щелочные фильтры;
  • насыщение щелочных растворов кислыми газами.

В технологии задействованы:

  1. реакторы с дозаторами;
  2. смесителями; емкостями для реагентов;
  3. баками для растворов;
  4. уплотнителями осадков;
  5. фильтрами;
  6. резервуарами для накапливания осадков.

Окислительная обработка проводится для очистки сточных вод с цианидами или другими вредными компонентами, которые нецелесообразно извлекать другими способами. Такие загрязнения появляются в стоках следующих предприятий:

  • машиностроительных комбинатов, использующих гальванические способы нанесения покрытий;
  • горнодобывающих комплексов с цехами обогащения свинцового и медного сырья;
  • нефтеперерабатывающих заводов;
  • целлюлозно-бумажных фабрик.

В качестве окислителей чаще всего используют:

  • хлорный газ;
  • хлораты и гипохлориты кальция и натрия;
  • воздух;
  • технический кислород;
  • озон.

Оборудование для очистки окислением в целом подобно тому, которое используется для нейтрализации. Если окислитель представляет собой газообразное соединение, то в реакторе присутствует система подачи газа.

Превращение солей тяжелых металлов

Для удаления загрязнителей с медью, ртутью, цинком, хромом, мышьяком и другими тяжелыми металлами стоки обрабатывают реагентами.

Чаще всего превращение проводят с гидроксидом или карбонатом кальция, некоторыми видами шлаков. Оснащение оборудованием технологического процесса проводится в зависимости от состава стоков и используемых реагентов.

Физико-химический способ

Удаление загрязнений на основе физико-химических процессов применяются для очистки отработанных вод как с растворенными, так и не подвергающимися растворению частицами.

Методы включают в себя:

  • коагуляцию;
  • флотацию;
  • поглощение сорбентами;
  • экстрагирование:
  • обмен ионов:
  • электродиализ;
  • разделение потока на мембранах.

На практике чаще всего проводят укрупнение примесей с помощью коагуляции под действием прилагаемых сил и отделение грязевой фракции на границе раздела компонентов в разных агрегатных состояниях (флотацию). При коагуляции слипаться могут частицы одинакового или различного состава.

Оба метода применяются при работе со стоками следующих отраслей:

  • нефтехимической;
  • целлюлозно-бумажной;
  • нефтеперерабатывающей;
  • легкой;
  • текстильной.

Для стимуляции слипания примесей применяются реагенты, в первом случае — это коагулянты, во втором – флокулянты.

В качестве коагулянтов используют:

  • соли железа;
  • соли магния;
  • известковые концентраты;
  • шламы некоторых производственных предприятий.

Функции флокулянтов выполняют:

  • полимеры, образующие катионы;
  • анионы;
  • макромолекулы амфотерного или неионогенного действия.

Реагенты перед подачей хранятся во влажном состоянии в баках, откуда поступают в реакторы.

Биологический способ

В основе методов биохимической очистки лежит способность микроорганизмов превращать загрязнения, используя их как субстраты, в безвредные соединения. Одни микробы (анаэробы) могут работать только в бескислородном пространстве.

Такие процессы применяются в основном для обезвреживания осадков. Другие микроорганизмы (аэробные) проводят превращение субстратов только в присутствии кислорода. Биохимические реакции такого типа широко применяются для очистки стоков.

Во многих случаях превращения с участием аэробных микроорганизмов проводят в искусственных сооружениях:

  • аэротенках;
  • разнообразных биофильтрах.

В аэротенках, представляющих собой резервуары, водная масса продувается воздухом.

Во взаимодействии участвует ил в активном вспученном состоянии. Аэротенки отличаются по глубине, количеству коридоров, конструктивным особенностям.

При очистке биофильтрами сточная масса пропускается через слой из шлака, других подобных материалов, покрытый пленкой с микроорганизмами.

Современные виды очищения

Традиционные подходы к очистке стоков в последние годы пересматриваются, усовершенствуются по мере внедрения современного оборудования и обновляются новыми методами.

В практику внедряются методы очистки:

  • плазмой;
  • электрокатализаторами;
  • диализаторами.

Наилучший результат дает комплексный подход, при котором комбинируются традиционные и инновационные методы.

Нормы для слива в канализацию

Нормативами предусмотрены единые требования к воде, сливаемой в канализацию, независимо от характера деятельности предприятия. В регламентирующих документах оговорена возможность отклонения величины рН от нейтрального значения (7) на 1,5 единицы в обоих направлениях.

Помимо этого указаны следующие максимально допустимые показатели:

  • концентрация нерастворенных веществ 500 мг/л;
  • превышение химического потребления кислорода по отношению биологическому в течение 5 суток в 2,5 раза;
  • увеличение соотношения ХПК/БПК в течение 20 суток в 1,5 раза.

Стоки не должны содержать:

  • горючие;
  • радиоактивные вещества;
  • соединения, при разложении которых образуются легко взрывающиеся газы.

Не допускается присутствие в сливных водах веществ, способных разрушить канализацию.

Заключение

Система комплексной очистки стоков может состоять из отдельных методов, используемых поэтапно, или их комбинированной модификации.

Современные технологические решения позволяют получить очищенный продукт деятельности любых предприятий, соответствующий по показателям нормативным требования к воде, сливаемой в канализацию.

Лекция по дисциплине экологические основы природопользования, тема: Методы очистки промышленных сточных вод, принципы работы аппаратов обезвреживания и очистки стоков химических производств, основные технологии утилизации стоков.

Тема 1. 3. Природоохранный потенциал.

Методы очистки промышленных сточных вод, принципы работы аппаратов обезвреживания и очистки стоков химических производств, основные технологии утилизации стоков.

1.Очистка стоковых вод. В зависимости от условий образования, сточные воды делятся на атмосферные, бытовые и промышленные.

Все сточные воды очищаются от примесей механическими, химическими, физико-химическими, биохимическими и термическими методами. Все методы очистки подразделяются на рекуперационные и деструктивные. При рекуперации из сточных вод извлекаются и перерабатываются ценные вещества. При деструктивных методах загрязняющие вещества разрушаются, и продукты разрушения чаще всего удаляются из раствора в виде газа или осадка.

Механические методы очистки сточных вод.

Делятся на три группы:

Процеживание; 2) Отстаивание; 3)Фильтрование

Используется для удаления из растворов твёрдых нерастворимых примесей.

Выбор метода зависит:

От размера твёрдых частиц; 2) От физико-химических свойств частиц; 3) От концентрации загрязняющих частиц; 4)От требуемой степени очистки

Процеживание.

Используется для удаления из раствора нерастворимых примесей крупных размеров. Осуществляется через решетки и сетки. Чаще всего используются неподвижные решётки, расположенные на пути следования раствора под углом 60 0 -75 0 . Размер поперечного сечения стержня решетки выбирается из условия минимальных потерь давления на решетке. Решетка очищается специальными механическими устройствами.

Отстаивание.

Под действием силы тяжести. Для этого используются отстойники и безголовки.

Схема горизонтального отстойника совпадает со схемой горизонтальной пылеулавливающей камеры.

Отделение твёрдых примесей под действием центробежных сил происходит в гидроциклонах и центрифугах. Схема гидроциклона совпадает со схемой циклона для очистки газа от пыли. А схема центрифуги совпадает со схемой ротационного аппарата.

Фильтрование.

Применяется для отделения от раствора нерастворимых примесей малых размеров и коллоидных соединений. Разделение производится с помощью перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих дисперсную фазу.

Выбор перегородки зависит:

От свойств сточной воды; 2) От температуры сточной воды; 3)От давления фильтрования; 4) От конструкции аппарата.

В качестве перегородок используются металлические перфорированные и сетки, тканевые и зернистые перегородки.

Фильтры подразделяются по следующим признакам:

По характеру протекания процесса (периодические или непрерывные); 2)По виду процесса (Для разделения, для сгущения или для очистки); 3) Под давлением при фильтровании (Под действием гидростатического давления столба жидкости, под повышенным давлением перед перегородкой, под вакуумом за перегородкой, по направлению фильтрования, по конструктивным особенностям)

Химические методы очистки сточных вод.

Существует три метода:

Нейтрализация; 2) Окисление ; 3)Восстановление.

Чаще всего, все эти методы связаны с расходом реагентов и поэтому достаточно дороги.

Нейтрализация.

Сточные воды, содержащие кислоты и щелочи перед сбросом нейтрализуют.

Существуют следующие схемы нейтрализации:

Смешение кислых и щелочных сточных вод

Фильтрование сточных вод через нейтрализующие материалы

Абсорбция кислых газов щелочными сточными водами

Абсорбция аммиака кислыми водами

Выбор метода зависит:

От объёма сточных вод

От концентрации сточных вод

От режима поступления сточных вод

От наличия и стоимости реагентов

Нейтрализацию смешения применяют, когда на одном или близких предприятиях образуются и кислые и щелочные сточные воды.

При нейтрализации реагентами в случае кислых вод используются щёлочи, карбонаты или водный раствор аммиака.

Для нейтрализации щелочных вод используются минеральные кислоты и кислые газы.

Здесь за счёт реакции окисления, загрязняющие вещества разрушаются и переводятся в безвредное состояние. В качестве окислителя чаще всего используется газообразный или сжимаемый хлор, кислород воздуха или озон.

Очистка окислением связана с большим расходом реагентов и поэтому применяется в тех случаях, когда невозможно или нецелесообразно использовать другие методы, например, при очистке соединений мышьяка и циановых соединений.

Восстановление.

Применяется, когда в растворе содержатся легко восстанавливающиеся вещества. Прежде всего, ионы тяжёлых металлов, таких как хром, ртуть и другие. Так, например, соединения ртути восстанавливаются до металлической ртути, которая затем отстаивается или отфильтровывается.

Физико-химические методы очистки сточных вод.

Электрохимическая очистка – один из видов физико-химической очистки воды. Прохождение постоянного электрического тока через слой воды сопровождается процессами, в результате которых происходит деструкция (разрушение) водных загрязнений, коагуляция коллоидов, флокуляция грубодисперсных примесей и их флотация. Установки электрохимической очистки (электрофлотаторы, электрокоагуляторы, аппараты для электрохимической деструкции и др.) компактны, безотказны, просты в эксплуатации, легко автоматизируются. Их применение наиболее целесообразно для локальной очистки природных, а также бытовых и производственных сточных вод.

Электролизёры могут быть проточные и непроточные. На аноде ионы отдают электроны, т.е. происходит реакция электрохимического восстановления.

Коагуляция – это слипание частиц коллоидной системы при их столкновения в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле.

В результате коагуляции образуются агрегаты, т.е. более крупные вторичные частицы, состоящие из более мелких первичных частиц. Первичные частицы соединены в таких агрегатах силами межмолекулярного взаимодействия или через прослойку растворителя. Коагуляция сопровождается прогрессирующим уменьшением размера частиц и уменьшением их общего числа в объёме раствора.

Существует несколько видов коагуляции:

Термокоагуляция когда за счёт повышения температуры увеличивается скорость движения молекул и, следовательно, количество их столкновений, и мелкие частицы быстро слипаются

Электрокоагуляция во внешнем электрическом поле

Реагентная коагуляция при добавлении реагентов

Это процесс молекулярного прилипания загрязняющего вещества к поверхности раздела двух фаз – газ-жидкость. Этот процесс обусловлен избытком свободной энергии поверхностных слоёв, а также поверхностными явления ми смачивания.

С помощью этих методов сточные воды очищаются от нефти, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ, масла и волокнистых материалов. Процесс флотации заключается в образовании комплекса частица-пузырёк газа, во всплывании этого комплекса на поверхность и удаления образующейся пены различными способами.

Существуют следующие конструктивные схемы флотации:

С выделением газа из раствора механическими методами

С механическим добавлением газа

Электрохимическая флотация, когда газ выделяется на одном или обоих электродах электролизера

Химическая флотация, когда газ выделяется в результате химических реакций

Биохимическая флотация, когда газ выделяется в результате деятельности микроорганизмов

Сорбция делится на адсорбцию и абсорбцию.

Всё, что сказано для газов, справедливо и для жидкостей.

Ионный обмен.

Для ионообменной очистки сточных вод используют синтетические ионообменные смолы. Применяется для извлечения из сточных вод ионов металла, а также соединений мышьяка, фосфора, цианосоединений, а также радиоактивных веществ. Метод позволяет извлекать ценные вещества при высокой степени очистки. Ионный обмен представляет собой процесс взаимодействия раствора с твёрдой фазой, причём эта твёрдая фаза обладает свойством обменивать ионы, содержащиеся в ней, на ионы, присутствующие в растворе. Вещества, составляющие эту твёрдую фазу практически нерастворимы в воде, и называются ионитами. Если они поглощают положительно заряженные ионы – это катиониты, а если отрицательно заряженные ионы – это аниониты.

Мембранные технологии.

Мембранные технологии являются как бы противоположностью механическому методу фильтрования. Если при фильтровании примеси задерживаются перед пористой перегородкой, то при мембранных методах, они под действием некоторых сил переходят через перегородку в другую часть аппарата.

Мембранные методы подразделяют в зависимости от вида этих сил:

Экстракция: примеси переходят через мембрану под воздействием разности химических потенциалов, т.е. под воздействием химических сил. Экстракция может проводиться без мембраны в том случае, если жидкости в обеих частях аппарата не смешиваются

Обратный осмос: примеси переходят через мембрану под воздействием разности давлений

Электродиализ: в аппарат опускаются два электрода, и переход через мембрану осуществляется под действием электрического поля

Выпаривание.

Используется для повышения концентрации примесей.

Кристаллизация.

Основан на различные растворимости содержащихся в растворе примесей, которые завися как от вида примеси, так и от температуры. При понижении температуры сначала образуются пересыщенные растворы, а затем выпадают кристаллы.

Дистилляция.

Этот метод основан на различных температурах, испарениях разных веществ.

Биохимические методы очистки сточных вод.

Применяются для очистки сточных вод от органических соединений, а также соединений азота и серы. В процессе образования своего органического вещества микроорганизмы разрушают загрязнителей, превращая воду, углекислый газ в сульфат и нитрат иона.

Биохимические методы подразделяются на две группы:

Аэробные (присутствие кислорода воздуха), которые могут проводиться в естественных условиях, например, на биологических прудах или в искусственных условиях, например, в биоскрупперах и биофильтрах

Анаэробные (без кислорода воздуха), которые используются для очистки высококонцентрированных осадков и стоков

Если сточные воды не могут быть очищены вышеперечисленными методами, то они подвергаются термической нейтрализации, сжиганию или закачиваются в глубинные скважины.

Вопросы для самоконтроля

Описать методы очистки промышленных сточных вод.

Описать принципы работы аппаратов обезвреживания и очистки стоков химических производств.

Перечислить основные технологии утилизации стоков.

1. Арустамов Э.А., Левакова И.В., Баркалова И.В. Экологические основы природопользования. М.: Изд-во Дашков и К, 2008.

2. Винокурова Н.Ф. Глобальная экология. М.: Дрофа, 2009.

3. Гальперин М.В. Экологические основы природопользования. М.: ФОРУМ-ИНФА-М, 2007.

Способы очистки сточных вод с использованием химических, биологических и механических средств

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Классификация

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

  1. Механические.
  2. Химические.
  3. Биологические и биохимические.
  4. Физико-химические.

Каждая из перечисленных технологий очистки включает в себя несколько ступеней, требующих применения определенных технических устройств, химикатов и биологически активных препаратов.

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Химические методы очистки сточных вод

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

  1. Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
  2. Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
  3. Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

Биохимические

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

  1. Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
  2. Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

  • аэротенки;
  • биофильтры;
  • аэрофильтры.

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Согласно СанПиН, санитарные зоны должны быть организованы на всех водопроводов в целью сохранения водных ресурсов. Что такое охранная зона водопровода и какие требования предъявляются по защите источников водозабора, читайте далее.

Как сделать песчаный фильтр для бассейна своими руками, читайте тут.

А в этой статье http://aquacomm.ru/vodosnabzenie/zagorodnyie-doma-v/avtonomnoe-vodosnabzhenie/istochniki/skvazhina-ne-glubokaya/ot-zheleza.html вы можете ознакомиться с методами очистки воды от железа. А также вы узнаете, как определить наличие железа в воде.

Биологические

Для переработки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. От биохимического он отличается только отсутствием химикатов.

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.

Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

  1. Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
  2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

  • Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
  • Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

Физико-химические методы очистки

В данную категорию входят следующие способы:

  1. Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
  2. Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
  3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.

Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.

Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Здоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают фильтры для воды. Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в этом материале.

Механические и физические методы

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители). Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Содержащий большое количество яиц гельминтов и болезнетворных бактерий осадок подвергают доочистке при помощи анаэробных микроорганизмов в септиках и метантенках.

Процеживание

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Фильтрование

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

Видео на тему

Очистка и обезвреживание промышленных сточных вод

Очистка и обезвреживание промышленных сточных вод является важным мероприятием в деле санитарной охраны поверхностных водоемов. Результаты многочисленных научных исследований свидетельствуют, что в нашей стране успешно осуществляется проектирование и строительство очистных канализационных сооружений для большинства промышленных предприятий.

При проектировании и размещении промышленного предприятия на территории или вблизи города или при решении вопроса о совместной очистке и обезвреживании сточных вод от нескольких предприятий промышленной зоны и приближенного к ней жилого массива загрязненные промышленные сточные воды могут быть отведены непосредственно в городскую канализационную сеть. При этом они должны соответствовать нормам отведения в канализационную сеть. В данном случае будет осуществляться совместная очистка смеси промышленных и бытовых сточных вод на единых городских очистных сооружениях канализации. Загрязненные промышленные сточные воды обычно содержат специфические загрязнения, которые могут отрицательно влиять на условия эксплуатации канализационной сети города и городских очистных сооружений. При поступлении специфических загрязнений промышленных сточных вод в поверхностные водоемы может нарушаться режим их водопользования.

С целью предупреждения отрицательного влияния промышленных сточных вод на канализационную сеть населенного пункта, режим эксплуатации очистных сооружений или их отдельных элементов, а затем и на водоемы, куда сбрасывают очищенные сточные воды, содержащиеся в них загрязнения не должны привести к превышению ПДК этих веществ в воде поверхностных водоемов. Это необходимо учитывать на этапах проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию новых и реконструированных промышленных пред- приятии. Соответствие таким требованиям может быть достигнуто внедрением на промышленных предприятиях малоотходных и безотходных технологий, систем повторного и оборотного водоснабжения, созданием бессточных и безотходных производств.

При выпуске промышленных сточных вод в канализационную сеть населенного пункта к ним предъявляется ряд требований, регламентированных соответствующими «Правилами приема производственных сточных вод в системы канализации населенных пунктов». Промышленные сточные воды, выпускаемые в канализационную сеть города, не должны:

а) иметь БПК20 выше уровня, указанного в проекте очистных сооружений канализации;

б) нарушать работу канализационных сетей и очистных сооружений;

в) иметь температуру свыше 40 °С и pH ниже 6,5 или выше 9,0;

г) содержать вещества, способные засорять канализационные трубы, колодцы, решетки или откладываться на их поверхностях. Это твердые отходы, почва, абразивные порошки и другие грубодисперсные взвеси, гипс, известь, песок, металлическая или пластмассовая стружка, жиры, смолы и др.;

д) разрушать трубы и элементы очистных сооружений;

е) содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные создавать взрывоопасные смеси в водоотводных сетях и очистных сооружениях;

ё) содержать только неорганические вещества или вещества, не подвергаемые биологическому разложению;

ж) содержать опасные бактериальные, вирусные, токсические и радиоактивные загрязнения;

з) содержать биологически жесткие поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые подвергаются разрушению;

и) ХПК превышать БПК5, более чем в 2,5 раза.

Если промышленные сточные воды не отвечают указанным требованиям, их следует предварительно подвергнуть очистке на промышленном предприятии. Степень такой очистки обязательно согласовывают с городскими государственными администрациями и организациями, проектирующими очистные канализационные сооружения населенного пункта.

Среди методов очистки промышленных сточных вод заслуживает внимания классификация М.И. Лапшина. В ней рассмотрен метод очистки промышленных сточных вод в зависимости от их фазово-дисперсного состава. В классификации выделены три группы основных методов очистки промышленных сточных вод: методы, основывающиеся на удалении примесей без изменения их химического состава; на преобразовании примесей с изменением их химического состава и биохимические методы.

Первая группа методов очистки промышленных сточных вод подразделяется в свою очередь на две подгруппы. Первая подгруппа предусматривает непосредственное (механическое) удаление примесей из воды. Их удаляют при помощи механических решеток, сеток, микропроцеживания, отстаивания и осветления, центрифугирования, фильтрации, флотации, мембранного электрофореза.

Вторая подгруппа предусматривает удаление примесей без изменения химического состава, исходя из характера распределения фаз: дегазацию, отгонку, эвапорацию (примеси — газовая фаза; вода — жидкая фаза); выпаривание (примеси — жидкая или твердая фаза; вода — газовая фаза); коалесценцию, экстракцию (примеси и вода — две жидкие несмешиваемые фазы); вымораживание (примеси — жидкая фаза; вода — твердая фаза); кристаллизацию, сорбцию, коагуляцию (примеси — твердая фаза; вода — жидкая фаза).

Удалять из промышленных сточных вод взвешенные вещества можно в гидроциклонах (открытых и под давлением). С целью удаления из сточных вод мелкодисперсных взвешенных веществ, а также для удаления из осадка ценных продуктов и их утилизации применяют центрифуги непрерывного или периодического действия. Удаление из сточных вод, кроме взвешенных веществ, СПАВ, нефтепродуктов, жиров, масел, смол и других веществ, не выпадающих в отстойниках, осуществляется в разных конструкциях флотационных установок. Для удаления из воды растворенных газов, находящихся в сточных водах в свободном состоянии, используют разные конструкции дегазаторов (работающие при атмосферном давлении или под вакуумом): с барботажным слоем жидкости, насадками разной формы и пустотные распылители.

Методы превращения примесей с изменением их химического состава (вторая группа) подразделяют на подгруппы:

а) образование труднорастворимых электролитов;

б) образование малодиссоциированных соединений;

в) образование комплексных соединений;

г) процессы синтеза и распада;

д) окислительно-восстановительные процессы, в том числе электрохимические;

Характеристика указанных методов детально описана в специальных изданиях и учебных пособиях водоотведения промышленных предприятий.

Решая вопросы целесообразности применения биологической очистки промышленных сточных вод, следует обратить внимание на наличие в них загрязняющих веществ, способных к биохимической деструкции, и на то, что на эффективность процессов биологической очистки влияют различные факторы, в частности:

б) токсические вещества;

в) уровень питания биомассы;

г) биогенные элементы;

д) повышенная минерализация;

е) активная реакция среды.

Исходя из этого, промышленные сточные воды, подлежащие биологической очистке, должны отвечать следующим требованиям:

а) содержать примеси, подлежащие биохимической деструкции. Накопленный опыт эксплуатации очистных сооружений, многочисленные исследования биохимического окисления чистых химических веществ свидетельствуют о том, что их химическая структура может существенно влиять на скорость биохимических процессов. Например, доказано, что первичные спирты окисляются легче, чем вторичные, вторичные легче, чем третичные, и т. д.;

б) содержать токсические вещества в концентрациях, не оказывающих отрицательного влияния на работу сооружений биологической очистки. Такими концентрациями являются те, которые не влияют заметно на работу биологических очистных сооружений (ПДК б0 с). При этом следует учитывать, что в промышленных сточных водах могут содержаться токсические химические вещества, вредное действие которых на биологические процессы, происходит п р и значительно меньших концентрациях. В этом случае, кроме ПДКбос , следует учитывать ПДКб промышленных сточных вод, т. е. концентрацию, превышение которой уже может привести к любому отрицательному действию на процессы биологического окисления и жизнедеятельность микроорганизмов активного ила;

Очистка промышленных сточных вод

Состояние окружающей среды напрямую зависит от степени очистки промышленных сточных вод близко расположенных предприятий. В последнее время экологические вопросы стоят очень остро. За 10 лет было разработано множество новых эффективных технологий очистки сточных вод промышленных предприятий.

Очистка производственных сточных вод разных объектов может происходить в одной системе. Представители предприятия могут договориться с коммунальными службами о сливе своих сточных вод в общую централизованную канализацию населенного пункта, где она расположено. Что бы это стало возможно, предварительно проводят химический анализ стоков. Если они имею допустимую степень загрязнения, то промышленные сточных вод будут сливаться совместно с бытовыми стоками. Возможна предочистка сточных вод предприятий специализированным оборудованием для ликвидации загрязнений определенной категории.

Нормы состава промышленных стоков для слива в канализацию

Промышленные использованные воды могут иметь в составе вещества, которые будут разрушать канализационный трубопровод и станции очистки города. Если они попадут в водоемы, то отрицательно повлияют на режим использования воды и жизнь в нем. К примеру, ядовитые вещества при превышении ПДК нанесут вред окружающим водоемам и, возможно, человеку.

Что бы избежать подобных проблем, перед очисткой проводится проверка предельно допустимых концентраций различных химических и биологических веществ. Подобные действия являются профилактическими мерами правильной работы канализационного трубопровода, функционирования очистных сооружений и экологии окружающей среды.

Требования к стокам учитываются во время проектирования монтажа или реконструкции всех промышленных учреждений.

Заводы должны стремиться работать на технологиях с малым количеством отходов или вообще без них. Вода должна использоваться повторно.

Отводимые в центральную канализационную систему сточные воды должны соответствовать следующим нормам:

  • БПК 20 должен быть меньше допустимого значения проектной документации очистной станции канализационной сети;
  • стоки не должны стать причиной сбоев или остановки работы канализации и очистной станции;
  • сточные воды не должны иметь температуру выше 40 градусов и рН 6,5-9,0;
  • сточная вода не должна содержать абразивные материалы, песок и стружку, которые могут образовывать осадок в элементах канализации;
  • не должно быть примесей, которые засоряют трубы и решетки;
  • стоки не должны иметь агрессивные компоненты, приводящие к разрушению труб и других элементов станций очистки;
  • сточные воды не должны иметь в своем составе взрывоопасные компоненты; не разлагающиеся биологическим методом примеси; радиоактивные, вирусные, бактериальные и токсичные вещества;
  • ХПК должен быть меньше БПК 5 на 2,5 раза.

Если сбрасываемые воды не соответствуют указанным критериям, то организуют местную предочистку сточных вод. Примером может быть очистка сточных вод гальванического производства. Качество очистке должно быть согласована монтирующей организацией с муниципальными властями.

Виды загрязнений промышленных сточных вод

Очистка воды должна удалить негативные для окружающей среды вещества. Используемые технологии должны нейтрализовать и утилизировать компоненты. Как видно, методы очистки должны учитывать первоначальный состав стоков. Кроме токсичных веществ, следует контролировать жесткость воды, ее окисляемость и т.д.

Каждый вредный фактор (ВФ) имеет собственный набор характеристик. Иногда один показатель может говорить о существовании нескольких ВФ. Все ВФ разделяют по классам и группам, которые имеют свои методы очистки:

  • грубодисперсные взвешенные примеси (взвешенные примеси с фракцией свыше 0,5 мм) – просеивание, отстаивание, фильтрация;
  • грубодисперсные эмульгированные частицы – сепарация, фильтрация, флотация;
  • микрочастицы – фильтрация, коагуляция, флокуляция, напорная флотация;
  • стабильные эмульсии – тонкослойная седиментация, напорная флотация, электрофлотация;
  • коллоидные частицы – микрофильтрация, электрофлотация;
  • масла – сепарация, флотация, электрофлотация;
  • фенолы – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем, флотация, коагуляция;
  • органические примеси – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем;
  • тяжелые металлы – электрофлотация, отстаивание, электрокоагуляция, электродиализ, ультрафильтрация, ионный обмен;
  • цианиды – химическое окисление, электрофлотация, электрохимическое окисление;
  • четырехвалентный хром – химическое восстановление, электрофлотация, электрокоагуляция;
  • трехвалентный хром – электрофлотация, ионный обмен, осаждений и фильтрация;
  • сульфаты – отстаивание с реагентами и последующей фильтрацией, обратный осмос;
  • хлориды – обратный осмос, вакуумное выпаривание, электродиализ;
  • соли – нанофильтрация, обратный осмос, электродиализ, вакуумное выпаривание;
  • ПАВ – сорбция активированным углем, флотация, озонирование, ультрофильтрация.

Виды сточных вод

Загрязнения стоков бывают:

  • механические;
  • химические – органические и неорганические вещества;
  • биологические;
  • тепловые;
  • радиоактивные.

В каждой отрасли промышленности состав сточных вод разный. Выделяют три класса, которые содержат:

  1. неорганические загрязнения, в том числе и токсичные;
  2. органику;
  3. неорганические примеси и органику.

Первый вид загрязнений присутствует у содовых, азотных, сульфатных предприятий, которые работают с различными рудами с кислотами, тяжелыми металлами и щелочами.

Второй тип свойственен предприятиям нефтяной промышленности, заводам органического синтеза и др. В воде много аммиака, фенолов, смол и других веществ. Примеси при окислении приводят к снижению концентрации кислорода и снижению органолептических качеств.

Третий тип получается в процессе гальванообработке. В стоках много щелочей, кислот, тяжелых металлов, красителей и т.д.

Методы очистки сточных вод предприятий

Классическая очистка может происходить с применением различных методов:

  • удаление примесей без изменения их химического состава;
  • модификация химического состава примесей;
  • биологические способы очистки.

Удаление примесей без изменения их химического состава включает:

  • механическая очистка с использованием механических фильтров, отстаивания, процеживания, флотации и т.д.;
  • при постоянном химическом составе меняется фаза: выпаривание, дегазация, экстракция, кристаллизация, сорбция и т.д.

Местная система очистки стоков основывается на многих методах очистки. Они подбираются под определенный вид сточных вод:

  • взвешенные частицы удаляются в гидроциклонах;
  • загрязнения мелкой фракции и осадок удаляют в непрерывных или периодических центрифугах;
  • флотационные установки эффективны в очистки от жиров, смол, тяжелых металлов;
  • газообразные примеси удаляются дегазаторами.

Очистка стоков с изменением химического состава примесей так же подразделяется на несколько групп:

  • переход в труднорастворимые электролиты;
  • образование мелкодисперсных или комплексных соединений;
  • распад и синтез;
  • термолиз;
  • окислительно-восстановительные реакции;
  • электрохимические процессы.

Эффективность биологических методов очистки зависит от видов примесей в стоках, которые могут ускорить или замедлить разрушение отходов:

  • наличие токсичных примесей;
  • повышенная концентрация минеральных веществ;
  • питание биомассы;
  • структура примесей;
  • биогенные элементы;
  • активность среды.

Что бы очистка промышленных сточных вод была результативной, то должен быть выполнен ряд условий:

  1. Существующие примеси должны быть подвержены биологическому распаду. Химический состав стоков влияет на скорость биохимических процессов. К примеру, первичные спирты окисляются быстрее, чем вторичные. При повышении концентрации кислорода биохимические реакции протекают быстрее и качественнее.
  2. Содержание токсичных веществ на должно негативно влиять на работу биологической установки и технологии очистки.
  3. ПКД 6 так же не должно нарушать жизнедеятельность микроорганизмов и процесс биологического окисления.

Стадии очистки сточных вод промышленных предприятий

Очистка сточных вод происходит в несколько этапов с использованием разных методов и технологий. Это объясняется довольно просто. Нельзя производить тонкую очистку, если в стоках присутствуют крупнодисперсные вещества. Во многих методах предусмотрены предельные концентрации по содержанию определенных веществ. Таким образом, сточные воды должны быть предварительно очищены перед главным методом очистки. Комбинация из нескольких методах является максимально экономной на предприятиях промышленности.

Каждое производства имеет определенное количество стадий. Оно зависит от вида очистительных станций, способов очистки и состава сточных вод.

Самым целесообразным способом является четырехстадийная очистка воды.

  1. Удаление крупных частиц и масел, нейтрализация токсинов. Если сточные воды не содержат данный вид примесей, то первая стадия пропускается. Является предварительной очисткой. В нее входит коагуляция, флокуляция, смешивание, отстаивание, просеивание.
  2. Удаление всех механических примесей и подготовка воды к третьей стадии. Является первичной стадией очистки и может состоять из осаждения, флотации, сепарации, фильтрации, деэмульгации.
  3. Удаление загрязняющих веществ до определенного заданного порога. Вторичная обработка включает химическое окисление, обезвреживание, биохимия, электрокоагуляция, электрофлотация, электролиз, мембранная очистка.
  4. Удаление растворимых веществ. Является глубокой очисткой – сорбция активированным углем, обратный осмос, ионный обмен.

Химический и физический состав определяет набор методов на каждом этапе. Допускается исключение некоторых стадий при отсутствии определенных загрязнений. Однако вторая и третья стадия являются обязательными в очистке промышленных сточных вод.

Если соблюдать перечисленные требования, то отвод сточных вод предприятий не нанесет ущерб экологической обстановки окружающей среды.