Фильтрующие перегородки
Их применяют для выделения из стоков тонкодисперсных жидких или твердых соединений. Их устранение с помощью отстаивания достаточно затруднено. Разделение частиц осуществляется с помощью пористых перегородок. Они пропускают жидкость и задерживают диспергированную фазу. Операция протекает под воздействием гидростатического давления, вакуума, образованного после перегородки, и пр. Выбор приспособлений зависит от свойств стоков, температуры, конструкции фильтра и прочих параметров. Перегородки должны иметь достаточную прочность и гибкость, минимальное гидравлическое сопротивление, устойчивость, не должны разрушаться и набухать при заданных условиях. При фильтровании применяются установки различных конструкций. Однако любые виды устройств должны обладать высокой скоростью очистки и эффективностью отделения примесей.
Как это происходит?
В составе очистных комплексов существует отдельное подразделение, которое называют реагентным хозяйством. Коагулянты могут храниться в полностью растворенном виде или в форме твердого концентрата, помещенного в насыщенный раствор.
Резервуары размещены в помещении или около него в накрытом состоянии. Растворы готовят заранее путем перемешивания сжатым воздухом, мешалками, имеющими лопастную или пропеллерную форму.
Массовая доля коагулянтов в растворе может достигать 10 %, флокулянтов – 1 %. Обработку сточных вод реагентами проводят в специальных резервуарах (смесителях), которые делают со следующими конструктивными особенностями:
- перегородками;
- дырками;
- шайбами;
- пропеллерными мешалками;
- лопастями.
Важно! Растворы в смесителях пребывают на протяжении максимум 2 минут, затем по лоткам или трубам поступают в камеры, где образуются хлопья, или сразу в осветлители.
Проходная способность участков, через которые подается смесь сточных вод с реагентами, рассчитывается таким образом, что бы поток перемещался со скоростью 1 м/с, поступал в следующий отсек не более чем за 2 минуты.
Главная стадия очистки – формирование хлопьеобразных агрегатов осуществляется в камерах со следующими конструкционными решениями:
- водоворотами;
- перегородками;
- вихрями;
- механическими мешалками.
Водоворотные камеры имеют вид цилиндра, в которой сверху подается вращающийся поток сточных вод с коагулянтом.
Внизу расположена конструкция для уменьшения вращения раствора, который пребывает в емкости на протяжении 20 минут.
Камеры с перегородками имеют вертикальные или горизонтальные коридоры, по которым перемещается водный поток. Жидкости перемешиваются на поворотах, их количество достигает 8 штук.
В первом коридоре скорость потока равна 0,3 м/с, в последнем она уменьшается в 3 раза. Ширина коридорных протоков не бывает меньше 0,7 м, длина варьируется, зависит от размеров отстойника. Время пребывания очистных вод в камере может достигать получаса.
В вихревой камере, имеющей вид расширяющегося к верху конуса, вода подается в нижнюю часть со скоростью, достигающей 1,2 м/с, в верхнем слое, там где поток выпускают из камеры, его скорость достигает 5 м/с. Продолжительность пребывания растворов в емкости составляет 10 мин.
В камерах, оснащенных лопастными мешалками, сточные воды перемещаются со скоростью до 0,2 м/с, находятся в них на протяжении получаса.
После формирования хлопьев приступают к их удалению, в результате которого сточные воды осветляются. Процесс проводят в отстойниках горизонтального, вертикального или радиального вида.
Образовавшийся шлам отсасывают естественным или принудительным образом. Понятно, что второй вариант уплотняет осадок эффективнее.
В целом метод коагуляции приводит к ощутимому удалению примесей, находящихся в мелкодисперсном или эмульгированном виде.
Многостадийность процесса, необходимость постоянного контроля концентраций добавочных реагентов, интенсивности перемешивания и хлопьеобразования не позволяет считать метод очистки простым и легким в исполнении.
Область применения
БМВК УКОС-БИО-ФХ может применяться для физико-химической очистки сточных вод на централизованных или локальных очистных сооружениях:
- населённых пунктов курортных районов с сезонным изменением количества проживающего населения
- дачных и вахтовых посёлков
- детских оздоровительных лагерей
- сезонно работающих обособленных гостиниц, пансионатов, мотелей, кемпингов, развлекательных и торговых комплексов
- хозяйственно-бытового стока нетипичного состава и графика поступления (холодная вода, наличие ПАВ и токсинов, перерывы в поступлении стока и пр.)
- строящихся жилых микрорайонов, предприятий и обособленных объектов до момента их подключения к системе централизованного водоотведения
- пищевых предприятий, в сточных водах которых содержатся токсичные примеси для биологической очистки
- предприятий промышленности, транспорта и сферы услуг, работающих в одно- или двухсменном режиме
- удалённых объектов нефтегазового комплекса (компрессорные станции, станции подкачки, месторождения, буровые платформы и пр.)
- при сбросе очищенной воды в водные объекты или на рельеф
Допускается очистка хозяйственно-бытовых, смеси хозяйственно-бытовых и близких по составу производственных сточных вод, а также смеси их с поверхностным стоком.
Очистка при помощи добавления реагентов
Метод очистки жидких отходов реагентами применяется в основном для очистки вод содержащих большое количество загрязнений одного вида, когда нормальное соотношение щелочной и кислотной составляющей в воде значительно в одну из сторон.
Чаще всего это необходимо когда загрязнение имеет ярко выраженный вид и очистка методом смешивания результатов не дает или же попросту из-за повышенной концентрации нерациональна. Единственным и наиболее надежным методом нейтрализации в таком случае выступает метод добавления реагентов – химикатов, вступающих в химическую реакцию.
В современных технологиях такой метод чаще всего используется для кислых сточных вод. Самым простым и эффективным методом нейтрализации кислоты обычно выступает использование местных химикатов и материалов. Простота и эффективность метода заключается в том, что отходы, например, доменного производства отлично нейтрализуют загрязнение серной кислотой, а шлак с тепловых электростанций и централей часто используется для добавления в резервуары с кислотными сбросами.
Использование местных материалов позволяет значительно удешевить процесс очистки, ведь шлак, мел, известняк, доломитовые породы отлично нейтрализуют большое количество сильнозагрязненных стоков.
Отходы доменного производства и шлак с тепловых электростанций и централей не требует дополнительной подготовки, кроме измельчения, пористая структура и наличие в составе многих соединений кальция, кремния и магния позволяют применять материалы без предварительной обработки.
Мел, известняк и доломит, используемые в качестве реагентов, в обязательном порядке проходят подготовку и измельчение. Кроме того, для очистки в некоторых технологических циклах используется подготовка жидких реагентов, например, с использованием извести и аммиачного раствора воды. В дальнейшем, аммиачная составляющая отлично помогает при процессе биологической очистки воды.
Без воды не обойтись
Помимо использования воды в быту, она жизненно важна для:
- сельского хозяйства;
- производственных циклах нефтеперерабатывающей, химической, фармацевтической промышленности;
- легкой промышленности;
- металлургии.
Использованная вода кардинально изменяет свое качество, «обогащаясь» разнообразными примесями, как правило, вредными для человека и окружающей среды:
- бытовые стоки включают в себя остатки моющих, чистящих средств, грубодисперсные примеси, нерастворимые волокна;
- промышленные воды могут содержать такие вещества как фенол, соли меди/свинца и прочие примеси.
Просто сбрасывать сточные воды в реки или озера не выход из ситуации, во-первых, это запрещено законом, а во-вторых, гораздо перспективнее организовать на предприятии замкнутый цикл. То есть отводить загрязненную воду в очистные сооружения, удалять примеси и заново пускать ее в производственный процесс.
Пример организации замкнутого цикла
Фильтрация на предприятиях
Взаимосвязь между областью использования и требуемым типом системы водоподготовки отражена в таблице:
Отрасль производства | Требуемые функции основной линии подготовки |
Металлургия | Обессоливание |
Пищевая промышленность | Обеспечение ионного обмена, обеззараживание, умягчение |
Добыча и переработка нефти и газа | Исключение посторонних примесей, обезжелезивание, обратный осмос |
Энерго- и тепло- и водоснабжение | Обессоливание, УФ-фильтрация, хлорирование или озонирование |
Фармацевтика | Обратный осмос, дистилляция |
В целях экономии средств приведенные методы реализуются в комплексе с механическим фильтрованием.
Отдельные требования выдвигаются к системам переработки стоков предприятий химической или металлургической отрасли, отбираемый концентрат может быть ценным или нуждаться в обязательной утилизации.
Биологическая очистка сточных вод
При этом способе очистки используются определённые микроорганизмы, либо дождевые черви. С их помощью воду очищают от биологических примесей и некоторых минеральных элементов, которые могут стать причиной «цветения водоёмов» (фосфор и азот). Микроорганизмы могут быть аэробными или анаэробными.
Очистка проводится в резервуарах, которые, в зависимости от видов микроорганизмов и способов очистки, называют аэротанки, метантанки, илососы, биофильтры.
При использовании анаэробных методов биологической очистки образуется побочный продукт — метан. Он считается загрязнителем, поэтому, в идеале, должен улавливаться для производства энергии. Образующийся на дне отстойников ил можно использовать как удобрение.
Список литературы
- Буренин В.В. Новые конструкции фильтров для очистки сточных вод химических и нефтехимических предприятий//Химическая техника, 2012, №7.
- Патент РФ 2451137. МПК Е03F 5/14. Устройство для механической очистки сточных вод.
- Ксенофонтов Б.С. Проблемы очистки сточных вод промышленных предприятий//Приложение к журналу Безопасность жизнедеятельности. 2011. №3.
- Ксенофонтов Б.С. Очистка воды и почвы флотацией. М.: Новые технологии, 2004.
- Ксенофонтов Б.С., Козодаев А.С., Таранов Р.А. и др. Очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности от поверхностно-активных веществ и жиров флотацией//Экология и промышленность России. 2013. ноябрь.
- Панова И.М., Найберт И. Флотационная очистка сточных вод, загрязненных нефтепродуктами//Экология производства. 2011. №10.
- Овчаренко А.Г., Старыгин В.С. Очистка сточной воды автомоечных станций: Материалы 4 Всеросс. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. Бийск, 27–29 апреля 2011. Бийск: 2011.
- Павлов С.В., Варакин С.И. Утилизация промывочных вод систем обезжелезования//Экология производства. 2011. №1.
- Патент РФ 2453503. МПК С02F 1/465. Устройство для очистки канализационных вод.
- Колесников В.А., Капустин Ю.И., Матвеева Е.В., Минаева И.А. Электрофлотационная очистка нефтесодержащих сточных вод судов//Безопасность жизнедеятельности. 2009. №7.
- Аитова И.З., Карманов А.Е., Векслер Г.Б. Ультразвуковая интенсификация процесса реагентной флотации промышленных и поверхностных стоков//Химическое и нефтегазовое машиностроениею 2010, №11.
- Патент РФ 2455062. МПК B01J 20/24. Способ получения сорбента для сорбции тяжелых металлов.
- Коваленков Т.А., Авдеева Л.Н. Сорбент для комплексной очистки сточных вод, полученный из возобновляемого сырья – сапропеля: Тез. докл. на 19 Менделеевском съезде по общей и прикладной химии 25– 0 сентября 2011 г. Волгоград: Химическое образование, 2011.
- Патент РФ 2483028. МПК С02F 1/28. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов.
- Патент РФ 2478581. МПК С02F 1/52. Способ очистки высококонцентрированных ПАВ-содержащих сточных вод.
- Патент РФ 2476384. МПК С02F 1/72. Способ очистки сточных вод от фенолов.
- Патент РФ 2404928. МПК С02F 1/58. Способ очистки загрязненной среды от органических веществ.
- Патент РФ 2478580. МПК С02F 1/467. Устройство для обеззараживания стоков электрическими разрядами.
- Чернобай В.В. Флокуляция осадков сточных вод//Экология производства. 2012. №4.
- Патент РФ 2454698. МПК С05D 21/02. Способ и устройство для непрерывной обработки загрязненных жидкостей.
- Патент РФ 2448912. МПК С02F 3/00. Установка для биохимической очистки сточных вод.
- Заявка на патент Германии 102004030366, МПК С02F 3/28. Конструкция орошаемого биофильтра для очистки сточных вод.
- Патент РФ 2476385. МПК С02F 3/34. Способ очистки сточных вод от фенольных соединений.
- Патент РФ 2483029. МПК С02F 1/40. Система очистки сточных вод.
- Зотов А.Н. Очистка нефтесодержащих сточных вод на строительных площадках при эксплуатации мобильных машин: Мат. 17 Моск. междунар. межвузовской науч.-техн. конф. студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные путевые машины и робототехнические комплексы». Москва, 4 апреля 2013 г. М.: 2013.
- Гальмутдинова Л.Г., Хакимова А.Х. Внедрение локальной системы очистки с целью снижения ущерба от сброса сточных вод. Сб. мат. первого эколог. форума Прикамья. Набережные Челны: 2007.
- Патент РФ 2404133. МПК С02F 1/24. Установка для очистки сточных вод. 29. Кузнецова Е.П. Выбор технологии очистки сточных вод автомоек//Мат. конф. «Севергеоэкотех – 2009». Ч. 1. Ухта: Изд. УГТУ. 2009.
Промышленные технологии нейтрализации жидких отходов
Проведение мероприятий химической очистки жидких отходов методом нейтрализации связана с выравниванием необходимого показателя уровня кислотности определенного объема сточных вод. Основными технологическими процессами, задействованными в нейтрализации, выступают:
- определение уровня загрязнений химическими соединениями стоков;
- расчет дозировки химических реагентов, необходимых для нейтрализации;
- осветление воды до необходимого уровня норм для жидких отходов.
Подбор оборудования средств очистки, его расположение, подключение и работа зависит, прежде всего, от уровня загрязнения и необходимых объемов очистки сбросов.
В отдельных случаях для этого достаточно мобильных установок химической очистки, обеспечивающих очистку и нейтрализацию относительно небольшого количества жидкости из накопителя предприятия. А в отдельных случаях требуется применение постояннодействующей установки химической очистки и нейтрализации.
Основным видом технологического оборудования для таких станций выступает установки проточной очистки или контактного типа. Обе установки позволяют обеспечить:
- контроль уровня загрязнения;
- возможность использования в технологии схемы взаимной нейтрализации кислотного и щелочного компонентов;
- возможность использования естественного процесса нейтрализации в технологических водоемах.
Технологические схемы химической очистки методом нейтрализации должны обеспечивать возможность изъятия или удаления из резервуаров очистки твердых, нерастворимых частиц осадка.
Вторым важным моментом работы очистительных установок выступает возможность своевременной корректировки необходимого количества и концентрации реагентов для реакции, в зависимости от уровня загрязнения.
Обычно в технологическом цикле применяется оборудование, имеющее несколько накопительных резервуаров, позволяющих обеспечить своевременный прием, хранение, смешивание и сброс стоков, доведенных до необходимой кондиции.
Основные методы химической очистки промышленных стоков
Химические методы проведения очистки промышленных стоков сегодня используются в основном для связывания и удаления из объема технической воды опасных химических элементов и приведения основных параметров таких стоков к нормам, позволяющим в дальнейшем провести обычную биологическую очистку.
Буквально в процессе такой очистки используются основные типы химических реакций:
- Нейтрализация опасных соединений и элементов;
- Окислительная реакция;
- Реакция восстановления химических элементов.
В технологическом цикле очистных сооружений промышленных предприятий химическая очистка применима:
- Для получения очищенной технической воды;
- Очистке стоков производства от химических соединений перед сбросом в канализацию для дальнейшей биологической очистки;
- Извлечения ценных химических элементов для дальнейшей переработки;
- При проведении доочистки воды в отстойниках для сброса в открытые водоемы.
Химическая очистка сточных вод перед выбросом стоков в канализацию общего назначения, позволяет существенно повысить безопасность и ускорить процесс биоочистки.
Преимущества и недостатки
В таблице собраны распространенные физико-химические методы очистки сточных вод:
Название метода | Механизм очистки | Плюсы | Минусы |
Коагуляция | Нейтрализация отрицательного заряда мелких частиц, их слипание и осаждение. | Реакции проходят при любых условиях.
Метод дешевый, доступный, практичный. |
Нужно соблюдать четкую дозировку коагулянтов.
Большой объем осадка. После очистки повышается степень минерализации вод. |
Флокуляция | Специальные вещества соединяются с загрязнениями и образуют крупные хлопья. | Реакции протекают быстро.
Дешевизна. |
Большой объем осадка. |
Адсорбция | Поглощение загрязнений поверхностью твердых веществ. | Удаление разных видов примесей.
Очистка до ПДК. Отсутствие вторичного загрязнения очищаемых вод. |
Высокая стоимость адсорбентов, их большой расход.
Медленный темп очистки. Громоздкость оборудования. |
Экстракция | Смешивание двух взаимно нерастворимых жидкостей и переход примесей в экстрагент. | Простая технологическая схема.
Простое оборудование. |
Меньше 90% примесей переходит в другую фазу.
Процесс длительный и трудоемкий. |
Флотация | Образование в воде пузырьков газов, которые поднимаются вверх и захватывают с собой примеси. | Простое оборудование.
Высокая скорость очистки. Дешевизна. Малые потери воды. |
Удаляет не все виды загрязнений.
Часто приходится вносить реагенты, улучшающие гидрофобность примесей и качество пены. |
Эвапорация | Захват загрязнений водяным паром, проходящим сквозь кипящие сточные воды. | Экономичность.
Отсутствие специфических реагентов. Простота оборудования. |
Большие потери тепла. |
Ионный обмен | Обмен загрязнений из сточных вод на ионы, отделяющиеся с поверхностей пористых материалов. | Высокая эффективность очистки.
Экологическая безопасность. |
Дефицит ионообменных смол.
Большой расход реагентов на восстановление ионитов. Большой объем растворов для регенерации. |
Кристаллизация | Вымораживание воды. | Низкое потребление энергетических ресурсов.
Высокая степень очистки. |
Необходимость изучения и контроля процесса. |
Мембранная очистка | Пропускание сточных вод через полупроницаемые среды (мембраны), которые задерживают примеси наноразмеров. | Очистка до требований ПДК.
Не требуется внесение реактивов. Малые потери воды. Возможность утилизации тяжелых металлов. |
Мембраны через время загрязняются и хуже пропускают воду.
Дороговизна установок. Необходимость предварительной очистки вод от масел, органики, растворителей, ПАВ. |
Электрохимическая очистка | Создание в воде электрического напряжения и запуск реакций, которые переносят, объединяют, осаждают примеси. | Извлечение из стоков ценных примесей при сравнительно простой технологической схеме.
Нет необходимости в химических реагентах. |
Большой расход электроэнергии и металла.
Загрязнение поверхности электродов и необходимость их очистки. |
Сооружения для очистки и описание процесса в них
Биологический способ удаления из воды органики используют на городских очистных сооружениях, в промышленности и сельском хозяйстве. В некоторых случаях организовать процесс можно в естественных условиях, в других необходим монтаж специальных систем.
Биологическая очистка применяется для удаления органических веществ из городских и промышленных сточных вод.
Сооружения для очистки могут быть:
- Естественными, когда для удаления примесей из сточных вод используют природные процессы. Они протекают как в воде, так и в почве. Загрязнения удерживаются, проходят стадию минерализации, затем трансформируются либо удаляются. Такие естественные экосистемы часто используют, чтобы провести доочистку стоков перед их сбросом в водоемы.
Искусственные, когда для очистки воды от загрязнений используются созданные человеком сооружения. Внутрь помещаются аэробные либо анаэробные бактерии, и создается благоприятная среда для их работы по переработке загрязнений.
Поля фильтрации
Полями фильтрации называют земельные участки, которые предназначены для полной биоочистки сточных вод, прошедших предварительное осветление. Этот метод основан на способности почвы к самоочищению. Максимальной интенсивности процессы окисления органических загрязнений достигают в верхних почвенных слоях (не глубже 0,3 м), где создается благоприятный кислородный режим.
Поля фильтрации устраивают на песчаных или супесчаных грунтах.
Анаэробные метантенки
Такие очистные сооружения обеспечивают анаэробную стабилизацию осадков сточных вод. Помимо очищения жидкости, метантенки дают возможность получать метансодержащий газ. В дальнейшем он может использоваться для отопления помещений или как топливо для газобаллонной техники. Крупные очистные станции оборудуются газгольдерами, которые позволяют накапливать метансодержащий газ.
Метантенки — это сооружения для анаэробной стабилизации осадков сточных вод.
Аэротенк
В этих сооружениях очистка загрязненных вод выполняется при помощи активного ила. Конструкция аэротенка состоит из 2 секций, в нем предусмотрена система аэрации (принудительной подачи кислорода). В активном иле содержится большое количество аэробных бактерий, которые в благоприятных для их жизнедеятельности условиях расщепляют органические примеси, содержащиеся в стоках.
Биологические фильтры
Использование биологических фильтров — практика, распространенная среди владельцев загородной недвижимости. Эти устройства компактны и легко устанавливаются на придомовой территории. Внутрь резервуара биофильтра помещаются микроорганизмы, которые очищают жидкость из канализации аналогично бактериям, живущим в аэротенках. Фильтры для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод бывают двухступенчатыми либо капельной фильтрации. Первые имеют высокую производительность, вторые гарантируют максимально высокую степень очистки.
Биологический фильтр — сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал.
Очистительные лагуны
Данная технология очистки стоков предполагает наличие открытого искусственного водоема. В нем будет протекать процесс самоочистки воды. В качестве такого водоема может использоваться даже пруд, глубина которого составляет менее 1 м. Большая площадь поверхности дает возможность воде хорошо прогреться, что ускоряет расщепление органики в естественной среде.
Использование таких биологических очистных сооружений эффективно в теплое время года. Когда температура воды опускается до +6°С, деятельность микроорганизмов приостанавливаются. В зимних условиях эти бактерии не работают.
Эффективность этого метода очистки стоков объясняется совокупностью факторов:
- действием солнечной радиации;
- благоприятными температурными условиями;
- природной микрофлорой водной экосистемы;
- постоянной аэрацией.
Какими должны быть промышленные стоки?
В промышленных стоках постоянно содержатся какие-то примеси, способные оказать негативное воздействие на качество работы очистных сооружений, а также задействованной канализационной сети. Режим водопользования нередко нарушается в ситуации, когда отходы сбрасываются в природные водоемы. Чтобы промышленные стоки не оказывали негативное воздействие на оборудованную канализационную сеть, функциональный режим системы очистки должен соблюдаться с учетом минимальных разрешенных показателей вредных примесей.
Подобное требование должно соблюдаться обязательно в ходе проектирования, возведения и запуска в эксплуатацию новых и отремонтированных промышленных объектов. К тому же на предприятиях нужно использовать технические средства, позволяющие минимизировать количество отходов, а также механизмы повторного водоснабжения.
Когда планируются работы по сбросу стоков в канализационную систему, нужно убедиться, что соблюдаются такие требования:
- Уровень БПК20 не должен превосходить отметку, предусмотренную в конструкторском проекте очистительной системы, применяемой для канализации;
- Состав сточных вод не должен нарушать нормальное функционирование канализационной сети, а также оборудованных очистных конструкций;
- Стоки не должны быть горячими, максимальный допустимый показатель температуры соответствует 40 градусам, а допустимый диапазон уровня PH составляет 6,5 – 9,0;
- В сточных водах не должно содержаться примесей, способных оседать на решетках фильтрации, либо являющихся причиной образования отложений на трубах и в колодцах;
- Не должно быть жестких ПАВ;
- Уровень ХПК стоков не должен быть выше БПК5 больше, чем в 2,5 раз.
Очистку стоков нужно выполнять в ситуации, когда вышеперечисленные требования не выполняются в полном объеме.
Типы загрязнений
Очистка сточных вод подразумевает процесс, проходящий при правильном подборе оборудования
Стоит учесть, что важной его составляющей есть соответствие определенному типу загрязнения. Именно по этой причине давайте узнает их виды, которые могут находиться в сточной воде:
- Загрязнения минералами. К данному виду относятся все неорганические составляющие, такие как: соль, земля и т.д.
- Органические вещества. Это жидкость канализации, содержащая в своем составе остатки мира флоры и фауны. Их состав обычно складывается из химической органики и полимеров.
- Биологические компоненты. Их представляют бактерии и другие различные микроорганизмы.
Чем характеризуются данные способы очистки сточных вод?
На этапе физико-химической очистки из сточных вод удаляются коллоидные и мелкодисперсные частицы. Это нерастворимые примеси размером 1-1000 нм.
Также метод эффективен для очистки сточных вод от:
- некоторых щелочей;
- кислот;
- ионов;
- для разрушения трудноокисляемых и органических соединений.
Особенности! Для реализации физико-химического этапа очистки не нужно создавать определенные условия, как этого требуют биологические методы.
Установки для улучшения качества воды без перебоев работают при:
- низких температурах жидкости;
- изменении рН;
- непостоянстве органических;
- гидравлических нагрузок.
Преимущества физико-химических методов:
- Оперативный запуск очистных сооружений после их возведения или перерыва в работе.
- Быстрая и стабильная очистка сточных вод, особенно если сравнивать с биологическим этапом.
- Автоматизированный процесс – человек принимает минимальное участие в контроле оборудования.
- Очистка от 80-99% загрязнений, которые не улавливаются при механической фильтрации (процент зависит от конкретного способа).
- Возможность рекуперации некоторых отходов – улавливания и возвращения в рабочий цикл.
Недостатки физико-химических способов:
- Высокоэффективные методы очищения(например, обратный осмос, абсорбция, ионный обмен) являются дорогими.
- При реализации дешевых способов (коагуляция, флокуляция) образуется много побочных продуктов и требуется доочистка воды.
- Электрофлотация, электрокоагуляция, электрофорез требуют больших затрат энергии.
Особенности механической очистки сточных вод
Механическая очистка подразумевает выполнение таких действий:
- Методика процеживания, при которой вода проходит через специально изготовленную решетку. С применением подобных приспособлений всегда есть возможность отсеять различные крупнодисперсные компоненты. Чтобы производительность таких фильтрующих устройств была максимально высокой, вода проходит через них под высоким давлением;
- Фильтрование выполняется при помощи нескольких очистительных устройств. Система фильтров конструируется только из простейших материалов. Фильтры наполняются активированным углем, песком, мелкими металлическими фрагментами, гравием, стеклопластиковыми материалами.
- Способ отстаивания. Основная суть подобной методики заключается в разделении воды в нескольких камерах, в которых выполняется процесс оседания крупных и мелких фрагментов. Камера наполняется водой, которая потом отстаивается. В качестве отстойника в большинстве случаев применяется песколовка.
Продолжительность такой процедуры может составлять до нескольких дней.
Механический способ
Механическая очистка от нефтепродуктов проводится в комплексе с другими способами.
Исключения составляют случаи, когда механически очищенные стоки пригодны для повторного технологического использования.
Для механической очистки стоков от нефтепродуктов используются методы:
- отстаивания;
- удаления нефтепродуктов с помощью центробежного ускорения;
- механической фильтрации.
При использовании этих методов в среднем удается отделить до 65% твердых частиц нефтепродуктов.
Стадия отстаивания
Во время отстаивания органические частицы с плотностью большей, чем плотность воды, опускаются вниз, а частицы с меньшей плотностью поднимаются на поверхность.
Такой принцип работы характерен для:
- песколовок;
- мазутоловок;
- бензоловок.
Конструктивно бывают отстойники статического и динамического типов. В первом случае процесс очистки происходит путем выдерживания стоков в спокойном состоянии в течение от нескольких часов до суток.
В динамическом отстойнике отделение твердых частиц нефтепродуктов происходит в движущемся потоке. На практике применяются динамические отстойники горизонтального и вертикального видов.
Процесс центрифугирования
Центрифугирование или удаление производных нефти с использованием принципа центробежного ускорения основывается на применении гидроциклонов.
Водный поток под давлением направляется в аппарат.
Воздействия центробежных сил вызывает оседание твердых составляющих нефтепродуктов, а очищенная вода выводится через отводную трубу.
Внимание! Коэффициент полезного действия при таком способе очистки составляет до 70%.
Механическая фильтрация
Способ эффективный при необходимости устранения вязких частичек нефти небольших размеров. С этой целью используются материалы зернистой, пористой текстуры либо специальные сетки, так называемые тканевые фильтры.
Принцип действия данного метода основан на способности пористых материалов задерживать частицы углеводородной органики текучей консистенции.
Конструктивно такие фильтровальные станции представляют собой вращающиеся барабаны диаметром до 3 м, с закрепленными в них фильтрующими экранами. Стоки поступают внутрь установки, проходят сквозь фильтрующие элементы, и передаются на следующую стадию очистки.
Еще один метод фильтрации – применение фильтрующих элементов каркасного типа.
Рабочим наполнителем фильтра служат:
- речной песок;
- антрацитный уголь;
- керамзитовые окатыши разных калибров;
- шлаки, в виде отходов металлургического производства;
- различные синтетические материалы, например пенополистирол.