ПромэкологиУчебное пособие / Методы очистки сточных вод
.docОчистка сточных вод
Способ |
Очищаемые ингредиенты |
Прием очистки |
Оборудование |
Примечания |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Механические методы |
||||
Отстаивание (естественное седиментационное разделение) |
Грубодисперсные примеси (частицы более 1 мкм; взвешенных до 15 масс%) |
Разделение в стационарном объеме |
Непроточный отстойник-сгуститель |
Осаждение взвешенных частиц под действием силы тяжести (или всплытие для нефтепродуктов). |
Разделение в попутном потоке жидкости |
Горизонтальные, вертикальные, тангенциальные песколовки (0,2-0,25 мм), отстойники (степень отстаивания 60%), нефтеловушки, в т. ч. одно- и многоярусные) |
|||
Разделение в восходящем потоке, нисходящем потоке, разделение в перекрестных потоках |
Колонны-отстойники, гравитационные классификаторы. |
|||
Фильтрование (процеживание) |
Грубодисперсные примеси, содержащие твердого вещества до 70 - 80 масс% |
Фильтрование в естественных гравитационных полях (эффективность – 50-80% |
Процеживатели, барабанные сетки, сито, безнапорные, одно- и многопоточные песчаные гравитационные фильтры. Фильтры с загрузкой из природных или синтетических материалов. |
Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу)
|
Фильтрование в искусственных силовых полях |
Напорные фильтры, пресс-фильтры, вакуум-фильтры, виброфильтры, микрофильтры (ст.оч. 50-60%), фильтры с подвижной загрузкой (ст.оч. 50-55%), магнитные фильтры (ст.оч. 80%). |
|||
Разделение в искусств. силовых полях |
Содержание твёрдого вещества до 98 масс%. |
Разделение в радиально-центробежном поле |
Центрифуги, сепараторы |
Разделение под действием центробежных сил |
Разделение во вращающемся потоке жидкости |
Гидроциклоны открытые и закрытые, двух-, трех- и многопродуктовые (ст.оч. 70%) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Физико-химические методы |
|||||
Коагуляция |
Эмульгированные примеси, коллоидные частицы 0,01-0,1 мкм (тяж. металлы, разделение нефтепродуктов, обесцвечивание сточных вод, осветление) |
Коагуляция |
Камеры хлопьеобразования, смесители (ершовые, водоворотные, вихревые), осветлители |
Процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Коагуляты в воде образуют хлопья гидроксидов металлов, хлопья улавливают коллоидные и взвешенные частицы, агрегируют их и быстро оседают (укрупнение до 10 мкм). |
|
Флокуляция |
Агрегация взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений. Агрегация происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и в результате взаимодействия молекул адсорбированного на частицах флокулянта (ПАА). |
||||
Электрокоагуляция |
Электрокоагуляторы |
Основан на электролизе. Частицы поляризуются, вступают в ОВР, взаимодействуют друг с другом. Если электроды растворимые, то они образуют гидроксиды Al и Fe |
|||
Экстракция |
Органические и неорганические избирательно растворимые примеси |
Экстракция в стац. объеме, перекрещивающихся потоков, ступенчатая, непрерывн. в противотоке |
Экстракционные колонны: распылительные, тарельчатые и насадочные. |
Основан на способности экстрагента (растворителя) образовывать экстракт (раствор) с загрязняющим веществом и в дальнейшем извлекаться из двухфазного раствора экстракта и рафината. |
|
Обратный осмос |
Минеральные и органические примеси |
Гиперфильтрация |
Мембрана с диаметром пор не более 10Å |
Фильтрация через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающим осмотическое. Мембраны пропускают молекулы растворителя, задерживая растворенные вещества |
|
Ультрафильтрация |
Мембрана с диаметром пор 50-2000Å |
||||
Электродиализ |
Минеральные диссоциирующие примеси |
|
Электродиализные установки с катионитными и анионитными мембранами |
Основан на разделении ионизированных веществ под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны полупроницаемой мембраны |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Ионный обмен |
Минеральные примеси (ионы металлов) |
Катионообмен Анионообмен |
Аппараты непрерывного или периодического действия (с неподвижным слоем, с движущимся слоем, псевдоожиженным слоем) |
Основан на взаимодействии раствора с твердой фазой, способной обменивать ионы, содержащиеся в ней на другие ионы, присутствующие в растворе. Катиониты поглощают положительныеионы, а аниониты - отрицательные (цеолиты, глины, слюда и др.) |
|
Сорбция |
Растворенные органические вещества (фенолы, гербициды, пестициды, ПАВ, красители и др.) |
Адсорбция |
Адсорбционные колонны с неподвижным и движущимся слоем адсорбента. Аппараты с «кипящим» слоем |
Эффективность – 80-95%. Активные угли, синтетические сорбенты и некоторые отходы (зола, шлак, опил) |
|
Хемосорбция |
Колонны непрерывного и периодического действия |
||||
Термическое обезвреживание |
Органические загрязняющие вещества, нефтепродукты. |
Огневое обезвреживание |
Камерные, многоподовые, барабанные, циклонные печи, форсунки |
|
|
Каталитическое окисление |
Печи барботажные, слоевые, с «кипящим» слоем |
||||
Пиролиз |
Топки |
||||
|
Органические растворенные примеси |
Жидкофазное окисление |
Реакторы ЖФО |
Окисление органических веществ, растворенных в воде, кислородом при температуре 100-3500С и давлениях 2-28 Мпа. Процесс идет в жидкой фазе, при этом растворимость кислорода возрастает. |
|
Парофазное окисление |
Реакторы ПФО |
Процесс происходит в паровой фазе в присутствии кислорода воздуха и катализаторов при температуре выше температуры парообразования. |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Физические методы |
|||||
Дистилляция |
Минеральные примеси, отгонка легколетучих примесей |
Выпаривание при атмосферном давлении |
Дистилляторы и испарители |
Удаление кипящих фракций сточных вод, что повышает концентрацию минеральных примесей. Дистиллят конденсируется в чистом виде. |
|
Выпаривание в вакууме |
|||||
Замораживание |
|
|
|
При температурах ниже температуры замерзания чистая вода образует кристаллы пресного льда, а рассол с солями размещается в ячейках между кристаллами, т.к. его температура замерзания ниже и он может быть удален |
|
Химические методы |
|||||
Регулирование рН |
Неорганические примеси, деструкция неорганических соединений |
Нейтрализация |
Нейтрализаторы |
Нейтрализация кислых отходов, травильных растворов, обработка шламов |
|
Окисление |
Хлораторы, озонаторы, обработка перманганатом калия и тд. |
Обезвреживание высокотоксичных отходов, окисление органических отходов |
|||
Восстановление |
Удаление ионов хрома с помощью сернистого ангидрида и сульфита кальция |
||||
Биохимические методы |
|||||
Биохимическая деструкция |
Органические и неорганические соединения |
Деструкция при естественной аэрации |
Биологические фильтры с объемной, плоскостной загрузкой, дисковые, капельные, башенные |
Процесс основан на способности микроорганизмов использовать загрязняющие вещества для питания в процессе жизнедеятельности |
|
Деструкция при искусственной аэрации |
|||||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Биологические методы |
|||||
Аэробная очистка |
Органические и неорганические примеси |
Аэробная очистка с механической аэрацией |
Прямоточные аэротенки, аэротенки - отстойники, биотенки, аэротенки-смесители и др. |
|
|
Аэробная очистка с пневматической аэрацией |
|||||
Анаэробная очистка |
Анаэробная очистка с механической аэрацией |
Метантенки с перемешивающими устройствами, с циркуляцией активного ила, одно- и многоступнчатые |
|||
Анаэробная очистка без аэрации |