Очистка сточных вод: методы и технологии

стоки

Коммунальные, промышленные и ливневые стоки подвергаются обработке на очистных сооружениях (ОС). Благодаря применению механических, биологических, физико-химических процессов удаляется значительная часть загрязнений. Для разрушения патогенной микрофлоры используются дезинфицирующие вещества. Качества очистки должно соответствовать принятым в стране и регионе санитарно-гигиеническим нормативам.

Многие примеси в сточных водах опасны для человека и окружающей среды. Существуют технологии, позволяющие с помощью различных процессов и реагентов удалить:

  1. Взвешенные вещества — частицы, которые оседая на дне, могут засорять водоемы.
  2. Органические соединения.
  3. Токсины.
  4. Нитраты, фосфаты.
  5. Патогенные микроорганизмы и другие загрязнения.

Второй пункт обычно отражается в показателе БПК сточных вод — биологическом потреблении кислорода для окисления веществ органического происхождения. ХПК — кислород, необходимый для химического разложения тех же примесей.

По технологической схеме вначале происходит механическая очистка для отделения песка и других твердых частиц, затем биологическая обработка.

Наиболее полное удаление загрязнений перед сбросом стоков обеспечивает:

  1. первичное (механическое) отделение примесей;
  2. вторичная (биохимическая) обработка;
  3. доочистка;
  4. дезинфекция.

Конструкцией локальных очистных сооружений (ЛОС) предусмотрено проведение основных процессов в отстойниках — септиках. Емкости изготавливаются из пластика и углубляются в землю на расстоянии нескольких метров от зданий. Стоки попадают в септик из канализации, на дне первой из двух камер резервуара откладываются нерастворимые частицы. Остальная масса загрязнений подвергается брожению с участием анаэробных бактерий. Образовавшийся метан выводится через трубу, а очищенные стоки поступают в грунт.

Обработка сточных вод

Все существующие методы чаще всего объединяются в группы по преобладающему способу удаления загрязнений:

  • механические;
  • химические;
  • биологические;
  • физико-химические;
  • физические;
  • комбинированные.

Механическая фильтрация присутствует на всех очистных сооружениях. Твердые частицы — самые распространенные загрязнения в воде. Первые барьеры для них — решетки, сита, устройства, фильтрующие самоочищающиеся (УФС). Используются песколовки и отстойники, а также ловушки, в которых задерживаются нефтепродукты и другие примеси.

Биологические методы в зависимости от присутствия растворенного кислорода могут быть аэробными или анаэробными. Микроорганизмы применяются для биохимического разложения загрязнений в жидких отходах. Бактерии их частично перерабатывают на безопасные продукты обмена веществ (диоксид углерода, воду и другие).

Физико-химические процессы в очистке стоков:

  • флотация загрязнений;
  • нейтрализация с помощью кислоты или щелочи (извести);
  • коагуляция с использованием хлорида трехвалентного железа, сульфата алюминия;
  • применение угольных и других сорбентов;
  • ионный обмен для осаждения загрязняющих веществ;
  • центрифугирование;
  • гиперфильтрация.

Распространенные способы дезинфекции (здесь подробно про обеззараживание сточных вод): хлорирование, озонирование и обработка ультрафиолетом. В первых двух случаях обеззараживание связано с использованием химических веществ. Применение УФ-лучей — физическое воздействие на бактерии, вирусы и микроскопические грибы.

При хлорировании остаточный хлор дает в водоемах массу вредных соединений с органическими и минеральными продуктами. Озонирование связано с применением дорогостоящего и взрывоопасного вещества. Эффективность ультрафиолетового излучения снижается в мутной воде.

Методы и способы очистки

В современных установках происходит глубокая обработка, есть возможность управлять потоком сточных вод с помощью насоса и таймера в период пиковых нагрузок. Основные принципы, в соответствии с которыми модернизируются старые и выпускаются новые ОС, в том числе ЛОС:

  • необходимость сокращения количества сточных вод;
  • снижение массы твердых частиц и концентрации органических веществ;
  • извлечение из стоков ценных соединений и последующая утилизация;
  • повторное использование и оборотное водоснабжение.

Новые технологии предполагают уменьшение БПК, удаление азотных и фосфорных соединений на основе совершенствования биологических методов. Так, септики оборудуют дополнительными отсеками для разделения загрязнений, третьим резервуаром, где происходит аэробное брожение. С этой целью специальная установка впрыскивает воздух.

Другие перспективные направления совершенствования очистки:

  1. Мембранная фильтрация.
  2. Системы обратного осмоса.
  3. Ионный обмен;
  4. Адсорбция угольная и другие способы обработки стоков.

В дополнение к удалению твердых загрязнений с помощью традиционных механических методов применяется разнообразные фильтрующие системы: песочные, торфяные, текстильные, биофильтры. При ультрафильтрации раствор под давлением проходит через полупроницаемые мембраны, способные удержать микроскопические растворенные вещества.

Ионообменная очистка стоков позволяет выделить металлы, фосфор и другие вещества. К веществам-ионитам относятся природные соединения:

  • цеолиты;
  • глинистые породы;
  • полевой шпат;
  • слюда;

а также синтетические вещества:

  • силикагели;
  • малорастворимые оксиды и гидрооксиды алюминия, хрома, циркония и других металлов.

водаОбратите внимание на статью эту статью, здесь описаны правила приема сточных вод предприятий в общегородскую канализацию.
Как происходит отбор проб для анализа, подробно описано здесь: /ochistka-vody/sv/analiz-i-kontrol-za-kachestvom-stochnyh-vod.html.

Доочистка может включать в себя адсорбцию. При наличии в стоках пестицидов, ароматических соединений, СПАВ, красителей применяются твердые сорбенты. Они могут быть уничтожены вместе с загрязнением либо только очищены перегретым паром. При высокой стоимости извлекаемых веществ используется экстракция.

Одно из современных направлений — комбинирование методов. Так, при флотации в воду добавляют коагулянты и окислители (воздух, обогащенный кислородом, озон). Биологические методы дополняются химическими: нейтрализацией, коагулированием, флокуляцией, окислением-восстановлением. В современных ЛОС одновременно с очисткой проводится дезинфекция, например, хлорирование.

Видео: схема очистки сточных вод

На видеоролике приведен небольшой ликбез по теме от канала Discovery:

Нормы и оценка эффективности очистки сточных вод

Законами и ведомственными документами предусмотрены максимально допустимые в сточных водах массы веществ (концентрации), которые зафиксированы в СанПиНах.

Допустимые значения показателей по СанПиН

Нормы СанПиН

Основной природоохранный документ для ОС населенных пунктов, промпредприятий — том или проект предельно допустимого (нормативного) сброса (ПДС). Регулярный качественный анализ стоков на входе и выходе проводят лаборатории ОС. Контроль сточных вод по бактериологическим, санитарно-химическим и другим показателям также осуществляют санитарно-гигиенические службы.

Приоритетное внимание уделяется следующим нормативным показателям (таблица 2):

  • взвешенные вещества;
  • БПК и ХПК;
  • СПАВ;
  • нефтепродукты;
  • аммонийный азот.

Допустимые значения (таблица)

При эффективной первичной (механической) обработке БПК стоков уменьшается на 20–30 %, общее содержание взвешенных твердых частиц сокращается примерно в 2 раза.

Современная вторичная (биологическая) очистка удаляет 85% взвешенных твердых частиц и БПК, третичный процесс или доочистка — свыше 99 % примесей, доводя качество сточных вод до требуемых нормативных показателей. Такой же результат дает реконструкция и модификация существующих сооружений дополнительным оборудованием для глубокой очистки.


Понравилась статья? Следите за обновлениями в ВКонтакте, Одноклассниках, Facebook, Twitter, Google+ или подпишись на рассылку!

Комментарии

Добавить комментарий

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.