Физико-химическая очистка
Данные методы используют для доочистки от растворённых примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.
В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:
Аэрация; флотация; сорбция; центрифугирование; ионообменная и электрохимическая очистка; гиперфильтрация; нейтрализация; экстракция; эвапорация; выпаривание, испарение и кристаллизация.
Дезинфекция сточных вод
Для окончательного обеззараживания сточных вод, предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоём, применяют установки ультрафиолетового облучения.
Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут.
Хлор достаточно давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных сооружениях в городах России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность, очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод, такие как гипохлорит, дезавид (сам реагент и его компоненты не входят в список разрешённых к применению в целях обеззараживания.
Термическая утилизация
В ряде случаев механическая и химреагентная очистка не даёт необходимых результатов. Альтернативой является термическая утилизация технологических сточных вод путём их сжигания в печах, горелках и различного рода установках. За рубежом наибольшее распространение получили печи термического разложения (более совершенные, но дорогостоящие). В России широко используется огневой метод — универсальный, надёжный и недорогой.
Суть метода заключается в том, что технологические стоки в распылённом мелкодисперсном состоянии впрыскиваются в факел, образуемый при сжигании газообразного или жидкого топлива. При этом происходит испарение воды, а вредные примеси разлагаются (сгорают) до составляющих (СО2 и Н2О).
Метановое брожение
Метановое брожение — процесс биодеструкции органических веществ с выделением свободного метана:
Органические соединения + Н2О→ СН4+СО2+С5Н7NО2+NH4+HCO3.
1 стадия
Органические соединения (белки, углеводы, жиры), которые присутствуют в биомассе, начинают распадаться на простейшие органические соединения (аминокислоты, сахара, жирные кислоты) под действием гидролитических ферментов. Эта стадия называется гидролизом и протекает под воздействием ацетогенных бактерий.
2 стадия
На второй стадии происходит гидролизное окисление части простейших органических соединений под воздействием гетероацетогенных бактерий, в результате которой получается ацетат, диоксид углерода и свободный водород. Другая часть органических соединений с полученным на 2 стадии ацетатом образует С1 соединения (простейшие органические кислоты). Полученные вещества являются питательной средой для метанообразующих бактерий 3 стадии.
3 стадия
Протекает по двум процессам, вызванным различными группами бактерий. Эти две группы бактерий преобразуют питательные соединения 2-й стадии в метан СН4, воду H2O и диоксид углерода.
Процесс происходит в бактериальной биомассе и включает конверсию сложных органических соединений -полисахаров, жиров и белков в метан СН4 и оксид углерода СО.
Бактерии:
1й вид - гидролизные или ацетогеные. Этому виду принадлежат протеолитические, целлюлолитические, облигатные анаэробы, факультативные анаэробы.
2й вид - гомоацетатные бактерии.
К 3-му виду относят метаногенные бактерии — хемолитотрофные бактерии З стадии, перерабатывающие оксид углерода и водород на метан и воду стадия А, и бактерии стадии В — ниткоподобные палочки, кокки и ланцетоподобные, которые перерабатывают муравьиную и уксусную кислоты а также метанол на метан и оксид углерода. Кроме природных субстратов анаэробные популяции расщепляют фенолы и сернистые соединения. В зависимости от состава раствора биомассы и вида бактерий, в биологическом реакторе будет происходит изменение значений рН, температуры и редокс-потенциала среды.