79. Методы и основные аппараты для очистки сточных вод

Механические методы – сильные грубые методы очистки, обычно используются для первичной очистки. Механическая очистка на современных очистных станциях состоит из процеживания через решетку, отстаивания и фильтрования. Она обеспечивает выделение взвешенных веществ до 90-95% и снижение органических соединений до 20-25%. Типовое оборудование для химической очистки – решетки, песколовки, отстойники, фильтры, гидроциклоны, центрифуги.

Химический способ основан на химических реакциях, в результате которых загрязнения превращаются в соединения, безопасные для потребителя или легко выделяются в виде осадка. Пример применения этого метода – озонирование воды.

Физико-химические методы играют значительную роль при очистке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, химическими и биологическими методами. К ним относятся коагуляция, флотация (процесс молекулярного прилипания флотируемого материала к поверхности двух фаз, чаще воздуха и жидкости, обусловленный избытком свободной энергии поверхностных пограничных слоев , а так же поверхностными явлениями смачивания), выпаривание.

Биологическая очистка – широко применяемый на практике метод очистки производственных сточных вод, позволяющий очистить их от многих органических примесей. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающем множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов – водорослей, грибов и т.д.

Ни один из методов не очищает полностью. Используются комбинированные методы: 1 уровень – механические. 2 – химические, 3 – биологические, 4 – физико-химические.

Данные методы используют для очистки от растворимых примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ основными физико-химическими методами являются:

Флотация предназначена для интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками газа, подаваемого в сточную воду. В основе этого метода, процесса имеет место молекулярное сжигание частиц масла и пузырьков газа.

Экстракция сточных вод основана на перераспределении примесей сточных вод в смеси 2-х взаимно нерастворимых жидкостей (сточной воды и экстрагента).

Нейтрализация сточных вод предназначена для выделения из них кислот, щелочей, а также солей металлов на основе кислот и щелочей. Нейтрализацию кислот и их солей осуществляют щелочами или солями сильных щелочей: едким натром, известью, известняком, мрамором, мелом, содой. Наиболее дешевым является гашеная известь. Для нейтрализации сточных вод с содержанием щелочей и их солей можно использовать серную, соляную, азотную, фосфорную и другие кислоты.

Сорбция применяется для очистки сточных вод от растворимых примесей. В качестве сорбентов используют золу, торф, опилки, глину, наиболее эффективен – активированный уголь.

Ионообменную очистку применяют для обессоливания и очистки сточных вод от ионов металлов и других примесей. Очистку осуществляют ионитами – синтетическими ионообменными смолами, изготовленными в виде гранул размерами 0,2-2 мм. Иониты изготавливают из нерастворимых в воде полимерных веществ, имеющих на своей поверхности подвижный ион (катион или анион), который при определенных условиях вступает в реакцию обмена с ионами того же знака, содержащихся в сточной воде.

Электрохимическая очистка осуществляется электролизом и реализуется 2 путями: окислением веществ путем передачи электронов непосредственно на поверхности анода или через вещество – переносчика, а также в результате взаимодействия с сильными окислителями, образующихся в результате электролиза.

Гиперфильтрация реализуется разделением растворов путем фильтрования их через мембраны, поры которых пропускают молекулы воды, задерживания ионы солей или молекулы соединений.

Эвапорация реализуется обработкой паром сточной воды с содержанием летучих органических веществ, которые переходят в паровую фазу и вместе с паром удаляются из сточной воды.

Выпаривание, испарение и кристаллизацию используют для очистки небольших объемов сточной воды с большим содержанием летучих веществ.