Промышленные сточные воды и их очистка

В настоящее время многие реки мира из-за их интен­сивного загрязнения сточными водами утратили свое значение как источники для рыбохозяйственного и санитарно-бытового пользования и по существу превращены в коллекторы сточных вод. Воды озер, морей и океанов также интенсивно загрязняются промышленными выбро­сами и продуктами ядерного расщепления. Проблема очистки промышленных стоков и подготовки воды для технических и хозяйственно-питьевых целей с каждым го­дом приобретает все большее значение. Ухудшение каче­ства воды затрудняет ее использование в народном хо­зяйстве и резко повышает стоимость водоподготовки. Особый вред наносят стоки химической, горнометаллургической, угле- и нефтеперерабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. При этом расход воды на 1 т продукции очень высок (воды на 1 т аммиака расхо­дуется около 1000 м³, на 1 т резины — 2400 м³, на выплавку 1 т никеля - 800-850 м³).

Характер и степень отрицательного воздействия раз­личных сточных вод на водоемы и живые организмы не одинаковы, поскольку состав и концентрация примесей и сточных водах различны. Загрязняющие примеси бывают органическими и минеральными, растворимыми и нерастворимыми, кислыми и щелочными, ядовитыми и неядовитыми. Поступление промышленных стоков в водоемы вызывает многообразные нежелательные последствия: засорение водоема нерастворимыми веществам ухудшение физико-химических свойств воды и кисло­родного режима, изменение реакции среды, увеличение ржания органических веществ, отравление токсичными веществами живых организмов. Под воздействием сточных вод изменяется цвет, прозрачность, вкус, запах воды. Появляются новые виды загрязнений сточных вод, для которых существующие методы очистки недоста­точны. Среди них по отрицательному воздействию на жизнедеятельность организмов и условия существования водоемов особо выделяются так называемые детер­генты — синтетические моющие вещества.

Серьезную опасность представляют токсичные хими­ческие и радиоактивные сточные воды. К токсичным со­единениям относятся ядохимикаты, широко приме­няемые в сельском хозяйстве и быту. Особо опасны соединения фосфора, хлора, мышьяка, цианиды. Сточные воды атомных реакторов предприятий, использующих радиоизотопы атомных электростанций, в водоемы не сбрасываются. Проблему очистки сточных вод трудно переоценить.

Способы очистки сточных вод. Необходимым усло­вием повышения эффективности очистки природных и сточных вод является правильный научно обосно­ванный выбор в каждом конкретном случае наиболее ра­циональных методов очистки. Для этого необходимо учитывать индивидуальные физические и химические осо­бенности компонентов, подлежащих удалению, дисперс­ность примесей воды, а также необходимо иметь ясное представление о физико-химической сущности исполь­зуемых очистных процессов. Способы очистки и обезвре­живания сточных вод подразделяются на механические, физико-химические, химические и биологические.

Механические способы очистки заключаются в отстаивании и фильтрации сточных вод от механиче­ских примесей, а также в фильтровании под давлением через полупроницаемые мембраны (так называемый ОСМОС).

Физико-химические методы основаны на применении флотации, экстракции и адсорбции вредных примесей, отгонке их с водяным паром. Например, мно­гие органические примеси (фенол, анилин и др.) нередко удаляют из сточных вод отгонкой с водяным паром, эк­стракцией растворителями, нерастворимыми в воде, про­дувкой воды воздухом в специальных устройствах — гра­дирнях и т. д. Метод экстракции находит применение и для очистки сточных вод целлюлозно-бумажной про­мышленности. Наиболее широко из методов адсорбции в очистке сточных вод применяется адсорбция из раство­ров на твердом адсорбенте. Лучшими адсорбентами служат активированные угли и ионитные смолы. Наиболее часто иониты применяются в ионитовых филы pax, в ко­торых очистка воды или раствора достигается пропуска­нием через слой ионита. Разновидностью физико-химиче­ских методов являются термические — например, испаре­ние влаги и сжигание органической части сухого остатка. Химические способы очистки сточных вод ос­нованы на использовании окислительно-восстанови­тельных, электрохимических процессов, на реакциях ней­трализации и перевода вредных веществ в неактивную безвредную форму. Например, на многих химических предприятиях используется метод объединения раз­личных стоков с целью взаимной нейтрализации кислых и щелочных сточных вод, а в некоторых случаях с целью им падения веществ в осадок в результате происходящих при сливании стоков различных реакций. Одним из ви­дов химической очистки является так называемая реагентная нейтрализация (на кислые воды действуют га­шеной или негашеной известью, для нейтрализации щелочных вод пользуются серной кислотой). Заслуживает внимание нейтрализация кислых вод при пропускании их через специальные фильтры (известняк, доломит, магнезит и др.).

И основе способов очистки сточных вод лежат окислительно-восстановительные процессы: аэрация, сжигание, хлорирование, озонирование, окисление с помощью перманганата калия и перекиси водорода, применение окислительно-восстановительных полимеров (редокситов) и т. д. Наиболее широко применяется для обеззараживания сточных и природных вод хлорирование.

К числу электрохимических методов, применяемых очистки сточных вод, относятся электрохимическое окисление-восстановление, электрофорез, электродиализ электроосмос. Эти методы применяются также для опреснения горько-солевых природных вод, очистки всех видов сточных вод от растворенных в них электролитов (солей, кислот, щелочей). Химическую очистку сточных применяют обычно в комбинации с механической, а в некоторых случаях и с биологической. Химическая очистка применяется практически для очистки всевозможных промышленных стоков, в том числе санитарнобытовых вод, стоков пищевой, легкой промышленности и др.

Биологическую очистку сточных вод в настоящее время следует считать одним из наиболее надежных и эффективных методов. Механизм процесса биологической очистки заключается в разложении и окислении вредных примесей с помощью микроорга­низмов.