Глава 13 сооружения физико-химической очистки сточных вод

13Л. Область применения и классификация сооружений физико-химической очистки сточных вод

Сточные воды, как термодинамические системы, обладают запасом внутренней энергии (энергия связи молекул и атомов в структуре веществ загрязнений, энергия связи веществ с водой) и внешней (механической, обусловленной движением потока). Этот запас энергии обеспечивает дина­мическую устойчивость структуры загрязнений. Изменение баланса внут­ренней и внешней энергий вызывает нарушение устойчивости состояния загрязнений в сточных водах. Так уменьшение кинетической энергии пото­ка сточных вод приводит к выделению оседающих и всплывающих загряз­нений, что успешно реализуется методами механической очистки. В про­цессах биохимической очистки сточных вод используется часть внутрен­ней энергии, иммобилизованной биоценозами.

Структура загрязнений сточных вод, обусловленная внутренней энергией, не доступной для биоценозов, не может быть разрушена биоло­гическими и механическими методами, использующими собственный запас энергии системы. Сточные воды с такой структурой загрязнений относятся к категориям трудноокисляемых или стабильных. Как правило, это сточные воды промышленных производств или воды, уже прошедшие предвари­тельную очистку. Удаление загрязнений из сточных вод этой категории возможно только при нарушении их стабильности путем использования внешней энергии в той или иной форме.

Эффективным энергетическим воздействием на структуру загряз­нений сточных вод обладают физико-химические процессы.

Методы очистки сточных вод, в основе которых лежат процессы, описываемые физико-химическими законами, называются физико-химическими.

Наличие источника внешней энергии является обязательным усло­вием применения физико-химических процессов очистки сточных вод. Для их осуществления используют разнообразные виды энергии: электриче­скую, химическую, тепловую, механическую и другие.

Рассматривая сточные воды как термодинамические системы, об­ладающие запасом энергии, определяющим их текущее состояние, можно принципиально определить область применения физико-химических тех­нологий.

Прежде всего им следует отдать предпочтение, когда очистка сточных вод невозможна или недостаточна ггри использовании собственно­го запаса энергии системы. Поэтому наибольшее распространение они по­лучили в системах очистки производственных сточных вод. На городских очистных сооружениях физико-химические методы применяют, как прави­ло, на стадии доочистки сточных вод.

В практике очистки сточных вод часто встречаются ситуации, ко­гда биологические очистные сооружения не могут обеспечить эффектив­ную работу, например вследствие длительных перерывов в поступлении сточных вод, нестабильности энергоснабжения, присутствия в сточных во­дах соединений, токсичных для биоценозов, и ряд других. Особенность сооружений физико-химической очистки сточных вод - быстрота ввода в режим эксплуатации, что важно при решении задач жизнеобеспечения в условиях чрезвычайных ситуаций.

Очистные сооружения, принцип действия которых основан на фи­зико-химических процессах, можно определить как разделительные и де­структоры. На сооружениях первой группы загрязнения извлекаются из воды в виде концентрированных растворов, шламов или осадков. В соору­жениях - деструкторах загрязнения разрушаются непосредственно в обра­батываемой воде и продукты деструкции остаются там же. Однако при этом не образуются вторичные отходы очистки сточных вод.

В схемах станций очистки сточных вод населенных мест получили распространение такие методы, как флотация, коагулирование, сорбция, озонирование, которые используют на разных этапах обработки воды. Це­лесообразность включение их в состав очистных сооружений должна быть обоснована технико-экономическими расчетами.