Процесс очистки сточных вод

Из наших ванн, раковин, унитазов, стиральных и посудомоечных машин вытекают реки грязной воды – стоки. То количество воды, которое мы тратим, потом приходится очищать. Все еще встречаются такие люди, которые считают, что находящаяся рядом с домом сливная бетонная яма – это лучший вариант избавления от личных стоков. Но в условиях цивилизации это уже можно назвать преступлением против природы и соседей. Конечно же, необходимо пользоваться и цивилизованными методами.

Сточные воды на загородном участке.

Сточными водами называют пресные воды, которые изменили свои свойства из-за промышленной и хозяйственно-бытовой деятельности человека.

Стоки можно и накапливать, но только в резервуарах, оборудованных под землей. Вместимость таких резервуаров может быть различной, их необходимо выбирать, но в этом и заключается основное неудобство. Периодически нужно нанимать специализированное предприятие для откачки и вывоза накопленных стоков на предприятия по утилизации отходов. А можно установить устройство для очистки сточных вод. Однако предложение на рынке таких устройств огромнейшее, именно поэтому могут возникнуть трудности с выбором.

Канализационные и сточные воды бытового и промышленного водоснабжения разнообразны по составу и содержат загрязнения, прибывающие в различных агрегатных состояниях.

Основные загрязнители

Загрязняющие сточные воды примеси разделяют на 3 категории: грубодисперсные примеси и мусор; органические вещества; органические соединения и газы, растворенные в воде.

Слив сточных вод.

При очистке сточных вод вначале извлекают грубо-дисперсные, а затем коллоиднорастворенные и растворенные примеси.

  1. Кроме общего мусора и стоков, которые попадают в систему очистки, ливнестоки приносят частицы песка, почвы, глины, эмульсий. Чтобы удалить такие примеси, используют устройства механической очистки: песколовки, решетки, отстойники и септики.
  2. Коллоидные примеси находятся в форме тонкодисперсных образований в воде. Такие образования включают в себя волокна бумаги и тканей, пищевые отходы и бактерии-редуценты. Такие вещества способны изменять цвет воды. Коллоидные вещества не оседают. Чтобы удалить такие примеси, используют коагулянты, которые вызывают слипание и укрупнение частиц.
  3. К третьей категории относятся биогены, к примеру, соединения фосфора, калия и азота из продуктов жизнедеятельности. Данные вещества придают воде различные запахи, привкусы, окраску. В данном случае очистку сточных вод производят двумя действиями: аэрированнием, т.е. введением окислителей, продувкой воздухом; адсорбцией – очисткой с применением активированного угля, способного удалять примеси путем сорбирования многих примесей.

Виды устройств для очистки

Технологии, естественно, все время подвергаются улучшениям, но условно устройства по очистки стоков можно разделить на аэрационные и септики (анаэробные).

Септик "Танк".

Анаэробные устройства (септики) идеально подходят для очистке стоков частных домов (на фото Септик “Танк”).

Второй способ применяется в основном при очистке стоков индивидуальных домов. Это такое устройство, которое можно представить как систему колодцев, где стоки из одного накопительного резервуара попадают в другой и фильтруются.

Такие устройства не требуют обслуживания, они не тратят электроэнергию, однако и очищенная таким образом вода после очистки не отвечает природоохранным требованиям.Для данной системы требуется дополнительная очистка, например, инфильтрационный колодец.

Чтобы смонтировать простую, на первый взгляд, систему, нужны навыки, знания. Самым большим недостатком данной системы является потребность в большой площади. Кроме того, увеличиваются защитные санитарные зоны. С использованием данного способа очень трудно проследить, чтобы не попали загрязнения в окружающую среду.

Существует вероятность и того, что время от времени из-за процессов ферментации и брожения придется ощущать неприятный запах. Кроме того, срок службы такого септика достаточно короткий (около 5 лет), после чего систему нужно будет менять. В виду всех перечисленных недостатков системы все чаще жители индивидуальных домов переходят на биологические устройства очистки сточных вод.

Устройство септика на дачном участке (схема).

Устройство септика на дачном участке (схема).

Аэрационные устройства очистки – это прекрасная возможность очистить стоки, стекающие в трубы.

Полученную в данных устройствах очистки стоков воду с легкостью можно повторно использовать. Она соответствует всем природоохранным требованиям. Полученной водой можно поливать растения, выливать ее в открытые водоемы, а можно накапливать и использовать, к примеру, для полива или мытья автомобиля. Естественно, такое качество чистой воды можно получить лишь при наличии системы очистки, имеющей ряд необходимых документов. Они должны быть выданы нотифицированной лабораторией и подтверждать соответствие требований к устройствам очистки стоков.

Принцип действия

Отвод на поле фильтрации и повторное использование очищенной воды.

В результате биологической аэробной очистки получается чистая техническая вода без цвета, запаха и опасных компонентов. Ее можно использовать для полива.

По трубам стоки попадают в биологические очистные устройства, где проходят несколько этапов перед очисткой. После процессов распада вода снова станет чистой. До решетчатого отверстия стоки для задержки механических и пластмассовых примесей по трубам поступают в резервуар очистного устройства.

Сточные воды содержат огромное количество загрязнений как органического происхождения в виде остатков жиров пищи, так и примесей бытовой химии, например, стирального порошка, средства для чистки сантехники и пр.

Очистить такую воду будет возможно только с помощью нескольких важных этапов:

  1. В зоне безвоздушной ферментации разлагаются органические вещества.
  2. Масса, которая образовалась, смешивается с активным илом и поступает в зону денитрификации, так как бактерии превращают нитраты в фосфор и газообразный азот, вылетающий в воздух. В изобилии нитраты содержатся в кухонных и туалетных стоках.
  3. Дальше работает зона аэрации при помощи воздуходува, где происходит процесс разложения химических веществ повторно (нитрификация).
  4. Затем через отверстие в виде воронки жидкость перетекает на дно отстойника, где просачивается сквозь плотный слой утрамбованного ила и вытекает из устройства.

    Принцип действия аэрационной станции (схема).

    Принцип действия аэрационной станции (схема).

Очищенную таким образом воду можно использовать и накапливать для полива, выливать в мелиорационную канаву для мытья автомобиля и т.п. Обязательно следует быть уверенным в том, что вода надлежащим образом очищена и соответствует природоохранным требованиям. В противном случае она не должна попасть в окружающую среду. Такую уверенность могут дать только гарантии сертифицированных биологических устройств с соответствующим знаком CE.

Этапы очистки воды

Общая схема очистки сточных вод включает следующие этапы:

Общая схема очистки сточных вод.

Общая схема очистки сточных вод.

  1. Предочистка. Первый этап включает в себя очистку сточных вод от мусора грубодисперсных примесей. Выполняется очистка при помощи грязеотстойника или песколовки и стержневой решетки.
  2. Первичная очистка. Второй этап выполняется путем медленного пропускания незначительного количества воды сквозь первичные отстойники, после чего на выходе из отстойников вода все еще содержит около 70% органических веществ и биогены, которые успели раствориться.
  3. Вторичная (биологическая) очистка. Третий этап может выполняться с помощью капельного биофильтра и активного ила. Данный этап подразумевает участие живых естественных редуцентов, которые потребляют органические вещества и в процессе дыхания превращают вещество в углекислый газ и воду.

Процесс очистки сточных вод выполняется следующими методами: физико-химическим, механическим, биологическим и обеззараживающим. Особую проблему в промышленности составляет очистка вод от нефтепродуктов.

В пример приведем одно устройство для очистки сточных вод, которое отличается простотой конструкции, но очень эффективно работает. Данное устройство, авторами которого являются А. Аствацатуров и И. Чайка, награждено дипломом НТО МПС. Оно содержит цилиндроконической формы корпус с патрубком, который снабжен краном для отвода уже очищенной воды, и патрубком для отвода загрязнений, которые осели.

Устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод (по а. с. А. Е.,Аствацатурова, И. Г. Чайки)

Устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод: 1 – корпус; 2,4,7 – патрубки; 3 – кран для отвода очищенной воды; 5 – кран для отвода осевших загрязнений; 6 – камера; 8 – кран для подачи воды на очистку; 9 – патрубок для отвода нефтепродуктов; 10 – коллектор; 11 – патрубок для подачи воздуха, снабженный краном 12.

Внутри основного корпуса размещена конусообразной формы камера, которая снабжена патрубками, тангенциально расположенными, с краном и патрубком для вывода нефтепродуктов. Кран служит для подачи воды в очистку.Коллектор с патрубком для подачи воздуха расположены в нижней части камеры. До уровня, на котором находится патрубок, корпус заполняется водой.Содержащая нефтепродукты сточная вода подается в камеру по патрубкам и начинает круговое движение, пронизывается пузырьками воздуха, восходящими вверх, которые исходят из коллектора и разделяются.

Нефтепродукты всплывают в верхнюю зауженную часть камеры и отводятся по патрубку. Из коллектора идет воздух, который способствует ускорению процесса выделения из сточных вод нефтепродуктов.

Интенсивный отвод и процесс очистки осуществляется за счет сужающейся конусообразной формы камеры. Данное устройство для очистки нефтесодержащих продуктов в сточных водах и техсредство для сточных вод при очистке от механических примесей внедрены в крупных производственных сооружениях. Чтобы произвести биологическую очистку воды, применяются биологические фильтры, метатенки, аэротенки.

Метатенки – бродильные камеры, которые предназначены для анаэробной очистки. Устройство анаэробной очистки заключается в том, что осадка сточных вод производится при помощи микробов, которые живут без доступа воздуха.

Аэротенки – проточные резервуары до 150 м длиной с отстойником, в котором постепенно уменьшается количество органических веществ, нитритов, азота путем их разрушения минерализаторами.

Каждый биологический фильтр представляет собой устройство в виде емкостей, загруженных сыпучими материалами, сквозь массу которых проходит вода.

Биологический фильтр (схема).

Биологический фильтр (схема): 1 – дозирующий бак; 2 – сифон;
3 – спиральная насадка для разбрызгивания; 4 – магистральный трубопровод; 5 – распределительные трубы; 6 – дренаж из плиток; 7 – каналы для входа воздуха в дренаж; 8 – фильтр из шлака;
9 – канал для отвода очищенной воды

Процесс очистки

Вещества сточных вод, которые растворились, в емкости адсорбируются и разрушаются при помощи микробов, которые живут в среде с кислородом. Появляется биоактивная пленка на поверхности шлака и щебня. Начинается развитие инфузории в верхнем слое. Для очистки сточных вод, которые загрязнены нефтью, на практике применяют метод флотации.

Самым эффективным методом очистки сточных вод является сооружение напорной флотации. Кроме удаления растворенных и коллоидных загрязнений и механических примесей с помощью напорной флотации можно растворить в воде необходимое количество воздуха. Сточные воды подают в усреднитель, после чего с помощью насоса продвигаются во флотатор. Из флотатора пена поступает в пеногаситель, который снабжен нагревателем, способствующим ускорению разрушения пены.

Схема установки напорной флотации (схема).

Схема установки напорной флотации (схема): 1 – туба для поступления загрязненной воды; 2 – приемный резервуар; 3 – всасывающая труба; 5 – насос; 6 – сатуратор; 4 – труба для поступления сжатого воздуха; 8 – сопла; 7 – флотационная камера; 9 – пеносборник; 10 – труба для отвода очищенной воды.

Сточная вода после сепарации проходит реактор, угольно-кварцевые фильтры и вертикальный отстойник. Пеноконденсат в это же время поступает из пеногасителя в реактор, в который через дозатор подается суспензия глины. Пеноконденсат с глиной перемешивается около 10 минут, после чего суспензия попадает в отстойник. Глиняный шлак из отстойника обезвоживается вакуум-фильтром, а глина может пойти на производство кирпича. Вода после очистки и озонирования поступает в трубопровод.

Устройство и применение флотатора

Канализационная установка пенно-флотационной сепарации (флотатор напорный)

Канализационная установка пенно-флотационной сепарации (флотатор напорный)

Процесс прилипания частиц материала, который флотируется к поверхности раздела двух фаз на молекулярном уровне, обусловленный избытком свободной энергии пограничных поверхностных слоев и поверхностными явлениями смачивания, называется флотацией. Применяют такой процесс для очистки сточных вод от диспергированных примесей, которые плохо отстаиваются.

Очистка производственных сточных вод, которые содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ), нефтепродукты, волокнистые материалы, масла, данным методом основаны на образовании комплексов «пузырек-частица». Всплывание данных комплексов и удаление пенного слоя, который образовался с поверхности обрабатываемой жидкости. Уплотнение и разрушение слоя пены может интенсифицироваться нагреванием или при помощи специальных брызгалок. Прилипание находящиеся в ней частицы к поверхности пузырька газа возможно только в случае, если наблюдается плохое смачивание частицы жидкостью.

Образование комплекса «пузырек-частица» формируется в зависимости от интенсивности столкновения, избыточного давления воздуха, химического взаимодействия веществ, в сточной воде и т.п. Если флотацию применяют для очистки и удаления растворенных веществ по типу поверхностно-активных веществ, такой процесс очистки называют пенным концентрированием.

Сама возможность образования комплекса «пузырек-частица», прочность связи и скорость процесса, продолжительность существования зависят от характера взаимодействия реагентов, а также от природы частиц и их способности смачиваться водой. Образуется трехфазный периметр при закреплении пузырька, который ограничивает площадь прилипания пузырька и является границей 3 фаз: жидкой, твердой и газообразной.

Схема радиального флотатора.

Схема радиального флотатора.

Метод флотационной очистки

Флотацию используют при очистке сточных вод таких производств как нефтепереработка, кожевенная, целлюлозно-бумажная промышленность, а также машиностроительная, химическая и пищевая. Флотацию применяют, чтобы выделить активный ил после биохимической очистки воды.

К достоинствам флотации можно отнести:

Камеры быстрой флотации, широко применяющиеся для очистки сточных вод на промышленных предприятиях

На фото камеры быстрой флотации, которые широко применяются для очистки сточных вод на промышленных предприятиях.

Сопровождается флотация аэрацией сточных вод, а также снижением концентрации поверхностно-активных и легко окисляемых веществ, микроорганизмов и бактерий. Все это способствует успешному проведению последующих стадий очистки. Наиболее существенные отличия среди способов флотации напрямую связаны с насыщением воздушными пузырьками определенной крупности жидкости.

Таким образом, можно выделить способы обработки производственных сточных вод:

http://youtu.be/tIbtO0T-02o

Установки для флотации могут быть одно- или двухкамерными. При использовании однокамерных установок в них одновременно происходит и насыщение пузырьками воздуха жидкости, и всплывание загрязнений, которые флотируются. Двухкамерные установки состоят из приемного и отстойного отделения. В первом отделении камеры образуются пузырьки воздуха и агрегаты «пузырек-частицы», во втором − всплывание пены (шлама) и осветление жидкости.

Похожие статьи:
Top