Инженерное обеспечение очистки сточных вод бжд кратко

Обновлено: 07.07.2024

Вода играет важную роль в условиях комфортного проживания человека как в городе, так за его пределами. Она выступает в качестве ключевого ресурса для промышленности и является источником жизни для всех. Поэтому стоит позаботиться о том, чтобы организовать эффективную очистку сточных вод. Сегодня существует несколько способов подобной чистки, и каждый следует рассмотреть отдельно.

Что это такое?

Очистка сточных вод – комплекс различных действий, задача которых кроется в удалении вредных веществ из сточных вод, способных нарушить чистоту экосистемы. Образование стоков – это результат активной деятельности человека. Стоки способны навредить здоровью живых организмов, поэтому важно, чтобы они не попали в водоёмы или грунтовые воды. С каждым годом актуальность очистки сточных вод растёт.

В зависимости от происхождения стоки принято делить следующим образом.

• Бытовые или хозяйственно-фекальные, городские. К их числу относят стоки, которые поступают в канализацию от жилой застройки и общественных зданий.

• Производственные. Сточные воды промышленных объектов, где происходят различные технологические процессы.

• Дождевые, которые стекают в канализацию после выпадения дождей, таяния снега, мойки территории.

Вне зависимости от вида сточных вод важно организовать их своевременную очистку и устранить вредные вещества перед тем, как сток попадёт в водоём.

Обзор сооружений

Вид сооружения для очистки воды определяется методикой, которую выбирает предприятие или застройщик. Стоит подробнее рассмотреть, какой вид оборудования используют для устранения из воды вредных веществ и других загрязнений.

Решётки

Представляют собой устройства механического типа, посредством которых удаётся удалить из поступающих стоков крупный мусор. Воду пропускают через стержни, расстояние между которыми определяется предварительными расчётами. В зависимости от степени загрязнения определяется шаг и количество стержней решётки.

Функции подобных устройств:

• снижение нагрузки на оборудование следующих этапов;
• удаление крупных примесей и осадков;
• обеспечение защиты оборудования от повреждения.

Производители выпускают решётки стационарного и самоочищающегося типа, а также специальные дробилки.

Песколовки

Специальное оборудование для чистки сточных вод. С помощью песколовок из стоков выводят тяжёлые и твёрдые примеси органического происхождения, к числу которых относят:

• гравий;
• песок;
• кости и их осколки;
• шлак.

С помощью песколовок удаётся извлечь из воды частицы бетона и бой стекла. Процесс осуществляется посредством задействования центробежной силы и учёта разных плотностей обрабатываемых веществ. Производители выпускают несколько видов песколовок. Они могут быть вертикального или горизонтального типа, а также аэрируемыми и центробежными.

Отстойник

Ёмкость для накопления жидкости с целью её отстаивания для получения осадка из взвесей и примесей механического типа.

Выпускают следующие виды отстойников.

• Горизонтальные. В этом случае стоки текут параллельно земле, что обеспечивает надёжную работу устройства.

• Вертикальные. Сток поступает сначала в нижний уровень отстойника. Так удаётся оставить тяжёлый осадок и поднять лёгкую воду наверх, где её удаление происходит посредством переливных карманов.

• Радиальные. Конструкция напоминает предыдущий вариант, единственное отличие – наличие перемешивающего устройства. Лопасти вращают жидкость, определяя таким образом направление осадка для его последующей сборки и выведения.

• Оборудование с тонкослойными элементами. В таких отстойниках устанавливают ламели, за счёт чего удаётся увеличить площадь осаждения вредных примесей.

Также отстойники бывают подземными и наземными. Ёмкости используют для устранения из сточных вод органических веществ и коллоидов, за счёт чего снижается нагрузка на окончательную биологическую очистку.

Гидроциклоны

Гидроциклоны – специальные аппараты, посредством применения которых удаётся устранить из жидкости мелкие и твёрдые виды загрязнений. Удаление происходит в потоке с учётом центробежной силы, организованной вращением жидкости внутри.

Подобные устройства распространены на сильнозагрязнённых песком стоках и пульпах, так как с помощью такого оборудования удаётся организовать очистку больших объёмов.

Сетчатый фильтр

Аппарат, очистка воды в котором проводится путём пропускания загрязнённой жидкости через сетчатые элементы. Чаще остальных в качестве таких элементов выступают плетёные сетки из стальной проволоки или волокна из полимера. Размер ячеек сетки определяется количеством поступающей жидкости.

Дисковые фильтры

Основу оборудования составляет наборный картридж, в котором собрано несколько пластиковых дисков для образования полей фильтрации. На поверхности каждого диска нанесена насечка определённого размера. Когда каналы пересекаются, диски формируют поры, в которые проникают примеси и удерживаются там.

Блоки биологической очистки

Блоком выступает аэротен – особая ёмкость, внутри которой живут и размножаются простые микроорганизмы: бактерии и микробы. Их жизнедеятельность поддерживается посредством обогащения стоков кислородом. За счёт их работы и происходит очистка поступающих вод.

Помимо перечисленного оборудования, для очистки сточных вод используют теплообменники, рекуператоры и другие устройства, обеспечивающие получение надёжного результата.

Основные методы

Загрязнителей воды множество, поэтому нет уникального способа устранения из загрязнённой воды нерастворимых и растворимых частиц одновременно. Для реализации эффективной очистки сточных вод используют разные методы:

• химический;
• физико-механический;
• биологический;
• биохимический.

Зачастую для качественной очистки воды требуется использование сразу нескольких способов. Методы подбирают, опираясь на состав загрязнений поступающей жидкости и степень очистки, которую нужно получить.

Химические

Предполагает устранение из сточных вод химических соединений и отдельных элементов. Для получения требуемого результата используют различные реагенты, подбор которых осуществляют в зависимости от природы поступающих стоков.

Результатом химической реакции становится образование нерастворимых взвесей, которые затем удаляют из воды с помощью фильтров. Также посредством использования реагентов удаётся нейтрализовать большинство загрязнений, предотвратив ухудшение состава воды. Реагентный метод востребован в промышленности.

Дополнительно в процессе использования во время очистки химических реагентов удается нормализовать pH воды и устранить большую часть патогенной микрофлоры. Такая методика позволяет сэкономить на последнем этапе очистки – обеззараживании.

Биологические

Главный принцип такой очистки – использование микроорганизмов для устранения загрязнений в стоках. Бактерии и микробы запускают окислительные и восстановительные реакции в органических веществах, которые содержат сточные воды. Биопрепарат для проведения подобной очистки выпускают в виде:

• раствора;
• суспензии;
• коллоида.

В свою очередь, для использования подобной методики применяют разные виды сооружений. В оборудовании первого типа очистку осуществляют в условиях, максимально приближенных к реальным. Во вторых необходимые факторы создают искусственным путём.

К первой группе систем относят небольшие сооружения в виде маленьких водоёмов, способных пропустить воду через почву. Организмы в таких жидкостях беспрепятственно получают нужную порцию кислорода для организации собственной жизнедеятельности.

В искусственных системах подача кислорода обеспечивается за счёт компрессора. Очистка проводится в специальных фильтрах или аэротенках. Стоит отметить, что эффективность такого оборудования выше.

Биохимические

Комбинированная методика очистки сточных вод, востребованная в очистительных сооружениях автономного типа. Принцип работы заключается в использовании:

• химических реагентов;
• активных микроорганизмов анаэробного вида;
• микроорганизмов аэробного вида.

Особенность биохимического метода в возможности его использования как в открытых, так и в закрытых сооружениях. При этом посредством внедрения микроорганизмов удаётся ускорить процесс очистки.

Более высоких результатов биохимической очистки можно добиться с помощью использования специальных растворов в аэрофильтрах, биофильтрах или аэротенках. Первый вариант обеспечивает качественное удаление загрязнений посредством работы специального фильтрующего слоя. Таким слоем обычно выступает засыпка из шлака, керамзита или гравия. Дополнительно в оборудование нагнетают кислород.

У биофильтра схожий принцип работы, но в случае его использования основная нагрузка идёт на засыпку. Искусственное поступление воздуха отсутствует.

Аэротенки позволяют добиться высоких показателей очистки, но при этом требуют больше времени на выполнение процедуры и занимают много места. Принцип работы подобных устройств основан на использовании активного ила.

Физико-химические

Их также называют электрохимическими. С помощью таких методов удаётся организовать утилизацию растворённых в стоках мелкодисперсных и неорганических соединений. Также посредством методики можно разрушить органические вещества, которые с трудом поддаются окислению.

Для получения требуемых результатов принято использовать несколько видов физико-химической очистки. Выбор подспособа определяется видом загрязнителей в стоках, а также поступающим в очистные сооружения объёмом мусора.

Коагуляция

При проведении такой очистки принято использовать химические реактивы в виде солей железа, аммония или других соединений. Посредством использования данной методики можно избавиться от большинства загрязнений, способных осесть в виде хлопьев или взвесей. Впоследствии осадок можно удалить с помощью фильтров. Метод востребован в основном на промышленных производствах.

Флокуляция

Методика подразумевает задействование особых химических соединений – флокулянтов. В результате химической реакции образуются связи между молекулами загрязняющих веществ, что приводит к формированию нерастворимых субстанций.

Дальнейшее удаление взвесей и осадков происходит с помощью мембранных фильтров.

Механические и физические

Представляют собой предварительный деструктивный этап очистки сточных вод. Ключевая задача – устранить из жидкости волокна, выпавшие в виде осадков или взвесей. Также посредством механической чистки удаётся вывести из сточных вод:

• твёрдые компоненты;
• грубодисперсные примеси;
• нерастворимые вещества.

Если не предусмотреть данный этап очистки, сорбционные фильтры могут выйти из строя. Методика также является обязательной для тех, кто планирует использовать сточные воды в качестве технической жидкости.

Очистка включает несколько этапов.

1. Процеживание. В этом случае жидкость протекает через специальные решётки и сетки, размеры ячеек которых подбираются в зависимости от степени загрязнения стоков. Применение установок такого типа обеспечивает эффективное очищение воды на первом этапе.
2. Фильтрация. Воду на данном этапе пропускают через пористый или засыпной материал, применяя напор. В основном в качестве наполнителя для фильтра используют металлическую крошку, песок или частички стекла.
3. Отстаивание. Процедура сопровождается гравитационным осаждением и разделением на фракции твёрдых загрязнителей. Самым простым устройством для отстаивания является песколовка.
4. Дисковой фильтр. Имеет форму цилиндрического пакета с встроенными в конструкцию полимерными дисками. За счёт использования такого оборудования удаётся повысить степень очистки воды.

И это далеко не полный перечень классификаций доступных методик и оборудования для проведения механической чистки сточных вод. В некоторых изданиях можно встретить термические методы очистки стоков.

Стадии обработки

Типовая технология очистки сточных вод включает несколько этапов, каждый из которых стоит рассмотреть внимательно.

Предварительная очистка

На предварительном этапе происходит удаление нерастворимых механических примесей. Стоки пропускают через систему решёток и сит, а затем жидкость поступает в отстойник. Каждое сито и каждая решётка отличаются шагом расположения ячеек. Производители выпускают следующие виды сеток:

• с крупной ячейкой;
• мелкой;
• средней.

Количество решёток зависит от характеристик сточной воды. Отстойники и фильтры используют для вывода более крупных загрязнителей.

Биологическая очистка

Проводится с использованием микроорганизмов. Выделяют два способа биологической чистки сточных вод.

1. Аэробный. Проводится с применением бактерий, которые для организации самостоятельной жизнедеятельности потребляют кислород. Поэтому важно, чтобы поступающая в ёмкость с бактериями жидкость была насыщена кислородом. В качестве основных сооружений используют биофильтры с активным илом или аэротенки. Габариты очистительных ёмкостей подбираются в соответствии с проектной документацией.
2. Анаэробный. Очищение стоков происходит с помощью бактерий, способных прожить без кислорода. Органические вещества, которые содержатся в поступающих в ёмкость сточных водах, также преобразуются за счёт работы микроорганизмов в углекислый газ и метан. Сам процесс происходит в специальных баках – метатенках.

Второй вариант считается наиболее экономичным, однако не таким эффективным по сравнению с первым вариантом.

Дополнительная очистка

Подразумевает более тщательное удаление примесей, которые остаются в очищенных стоках. Для проведения очистки используют коагулирующие растворы, которые активно борются со взвесями и растворёнными солями металлов.

Особой популярностью пользуется титановый коагулянт, который проявил большую эффективность по сравнению с растворами на основе алюминия или железа.

Очистка воды УФ-излучением

Современная схема очистки и обеззараживания, посредством которой удаётся удалить из сточных вод патогенную микрофлору. На сегодняшний день выступает в качестве завершающего этапа, после которого воду сбрасывают в грунт или водоём.

Также обеззараживание могут проводить с помощью санобработки хлором или озонированием. У каждого способа есть свои плюсы и минусы. Однако наиболее эффективным на сегодняшний день принято считать устранение патогенных бактерий ультрафиолетовым облучением.

Очистка сточных вод – необходимый процесс для предотвращения загрязнения водоёмов и ухудшения жизни людей, других организмов.

Процесс очистки сточных вод поселка городского типа имеет большое экологическое значение. Повышение требований к качеству очищаемых стоков заставляет искать более эффективные и экологически безопасные способы удаления загрязнений из сточных вод. Выбранная технологическая схема очистки включает следующие аппараты и агрегаты: решетки с механической очисткой осадка, горизонтальные песколовки с круговым движением воды, радиальные первичные отстойники, аэротенк-вытеснитель с регенератором, радиальные вторичные отстойники, блок доочистки на механический фильтрах, блок обеззараживания ультрафиолетовым облучением и сборник очищенной воды.

Основным аппаратом биологической очистки сточных вод от нефтепродуктов является аэротенк-вытеснитель с регенератором, в который поступает предварительно очищенная с помощью механических и физико-химических методов сточная вода. Аэротенк-вытеснитель с регенератором представляет собой аппарат, в котором реализовано раздельное протекание двух этапов биологической очистки: поглощение загрязнений активного ила из сточной воды с помощью бактерий и простейших микроорганизмов – это непосредственно происходит в аэротенке, и окисление этих загрязнений протекает в регенераторе. Данная технологическая схема позволяет обеспечить полную биологическую очистку сточных вод до ПДК, что позволяет использовать очищенную воду в системе оборотного водоснабжения.

6.2 Анализ опасных и вредных факторов

Основными опасными и вредными производственными факторами на очистных сооружениях являются:

-неисправный слесарный инструмент;

-лестницы и скобы для подъема и спуска в колодец;

-применяющиеся случайные предметы для открывания крышек люков колодцев;

-электроток при повреждении электросетей при выполнении земляных работ по вскрытию трубопроводов канализационно-водопроводной сети;

- падающие случайные предметы, заготовки деталей и инструменты;

-огнеопасные и газовоздушные смеси и отравляющие вещества (метан, светильный газ, сероводород, сернистый ангидрид, аммиак, хлор и др.);

- неисправность инструмента и оборудования для заготовки труб, сгонов, муфт и других деталей, отсутствие у слесаря предохранительных и защитных средств, плохое освещение и загроможденность рабочего места;

-движущиеся элементы оборудования (насосов, воздуходувок, механизированных решеток, лебедок);

-отлетающие предметы (например, отлетающие части при выбивании заглушек с испытуемых трубопроводов);

-образование взрывоопасных смесей и газов (в колодцах на сетях);

-опасный уровень напряжения в электросети. Опасность поражения людей электрическим током;

-травмирование людей при обращении с грузоподъемными устройствами и машинами;

-пониженная температура воздуха в производственных помещениях и сооружениях;

-повышенная влажность воздуха;

-повышенный уровень ультрафиолетового излучения бактерицидной установки;

-повышенный уровень шума и вибрации от воздуходувок и насосов на очистных сооружениях;

-недостаточная освещенность рабочей зоны (в колодцах, камерах, каналах и т.п.);

-газообразные вещества общетоксичного и другого вредного воздействия в колодцах, каналах, насосных станциях, очистных сооружениях (сероводород, метан, пары бензина, эфира, диоксид углерода, озон и др.);

-газы, выделяющиеся в результате утечки из баллонов, бочек, цистерн (аммиак, хлор и др.);

-горючие примеси, попавшие в сточные воды (бензин, нефть и др.);

-повышенная запыленность воздуха в рабочей зоне пылеобразующими реагентами (коагулянты, флокулянты, известь, сода, активированный уголь и т.д.);

-патогенные микроорганизмы в сточных и природных водах (бактерии, вирусы, простейшие);

-яйца гельминтов в сточных водах.

Основными опасными и вредными производственными факторами при определенных обстоятельствах могут быть: вращающиеся полумуфты центробежных насосов, ременные передачи, электроток, неисправная запорная и регулирующая арматура, наличие воды на полу, горячие поверхности трубопроводов, повышенный шум и вибрация, работа на высоте.

Проектом предусмотрены мероприятия и условия предотвращения травматизма, отравления и профессиональных заболеваний для создания безопасных условий труда. Технические решения, принятые в рабочем проекте, соответствуют требованиям экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм действующих на территории Российской Федерации, и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта при соблюдении предусмотренных в проекте мероприятий.

6.3 Мероприятия по обеспечению безопасной работы очистных сооружений

В производственных помещениях предусмотрены системы отопления, вентиляции, естественное и искусственное освещение в соответствии с требованиями соответствующих разделов СНиП и СН.

Электрооборудование применяется соответствующее высокой влажности.

Чтобы обеспечить безопасность обслуживающего персонала, все опасные части оборудования, механизмов и сооружений ограждены.

Насосы, воздуходувки, распределительные щиты, трубопроводы, арматура, приборы, вспомогательные и другие механизмы и аппаратура размещают таким образом, чтобы к ним был свободный подход в соответствии с действующими нормами.

Автоматическое управление основных сооружений дублировано ручным управлением.

В административно-бытовом корпусе располагаются необходимые санитарно-бытовые помещения для обслуживающего персонала очистных сооружений (для обогрева, сушки рабочей одежды, приема пищи, раздевалка, туалет с умывальником).

Производственные сооружения, административно-бытовые и вспомогательные и помещения оборудуют средствами пожаротушения в соответствии с требованиями Госпожнадзора.

Раздел: Экология
Количество знаков с пробелами: 127062
Количество таблиц: 19
Количество изображений: 16

Гидросфера представляет собой одну из геологических оболочек нашей планеты. Она включает в себя океаны, моря, все водные объекты суши (реки, озера, болота и водохранилища), подземные воды, ледники и снежный покров. Основным компонентом гидросферы является вода.

За прошлый век потребление человечеством воды выросло более чем в 10 раз. Такое потребление может приводить к обмелению рек и озер. Так понизился уровень Аральского моря, так как впадающие в него реки Амударья и Сырдарья стали менее полноводными из-за использования их вод для орошения полей.

Большую опасность, чем дефицит воды, представляет собой загрязнение гидросферы. Человечество превращает огромное количество чистой воды в сточные воды, загрязненные его бытовыми, промышленными и сельско-хозяйственными отходами. Постройка очистных сооружений во многом решает эту проблему, однако по-прежнему происходят сбросы в реки, озера, моря и океаны. В Мировом океане наибольшему загрязнению подверглись прибрежные зоны и судоходные пути.

Загрязнение водных ресурсов. Типы загрязнения

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.

Водоемы загрязняются поверхностными стоками (смывы с земной поверхности) и сточными водами. Основными источниками загрязне­ний являются жилищно-коммунальное хозяйство, промышленность и сельское хозяйство.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:

механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений;

химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия;

бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;

радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;

тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.

Защита гидросферы. Методы и средства защиты

Задача очистки вредных сбросов не менее, а даже более сложна и масштабна, чем очистки промышленных выбросов.

В отличие от рассеивания выбросов в атмосфере разбавление и снижение концентраций вредных веществ в водоемах происходит хуже, водная среда более ранима и чувствительна к загрязнениям.

Для защиты гидросферы от вредных сбросов применяются сле­дующие методы и средства:

* рациональным размещением источников сбросов и организацией водозабора и водоотвода;

* разбавлением вредных веществ в водоемах до допустимых концентраций с применением специально организованных и рассредоточенных выпусков;

* использованием средств очистки стоков.

Методы очистки сточных вод можно подразделить на:

1.Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве.

В состав сооружений механической очистки входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (в основном песка). Обезвоженный песок при надежном обеззараживании может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов.

Усреднители применяются для регулирования состава и расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков.

Первичные отстойники применяются для выделения из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность.

Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей. Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию.

Механическая очистка сточных вод от взвешенных веществ (твердых частиц, частиц масло-, жиро- и нефтепродуктов) осуществля­ется :

* обработкой в поле центробежных сил;

-Процеживание применяют для удаления из сточной воды крупных и волокнистых выделений. Процесс реализуют на вертикальных и на­клонных решетках с шириной прозоров 15*20 мм и на волокноуловителях в виде ленточных и барабанных сит.

-Отстаивание основано на свободном оседании (всплытии) приме­сей с плотностью, большей (меньшей) плотности воды. Процесс отстаи­вания реализуют в песколовках, отстойниках, жироуловителях.

-Очистка сточных вод в поле центробежных сил реализуется в гидроциклонах. Механизм действия гидроциклонов аналогичен меха­низму действия газоочистных циклонов. Под действием центробежной силы, возникающей во вращающемся потоке, происходит более интенсивное отделение взвешенных частиц от потока воды.

- Фильтрование используют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей как на начальной, так и конечной стадиях очистки.

Часто используют зернистые фильтры из несвязанных или связанных между собой частиц.

В зернистых фильтрах в качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит и т. п.

-Флотация заключается в обволакивании частиц примесей мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на по­верхность, где образуется слой пены. В зависимости от способа образо­вания пузырьков различают флотацию пневматическую (напорную, ва­куумную),

пенную, химическую, вибрационную, биологическую, элек­трофлотацию.

На практике наибольшее распространение получила пневматическая, которая основывается на уменьшении растворимости газа в воде при снижении его давления.

При резком снижении давления происходит выделение из воды излишнего воздуха в виде пузырьков.

Если вода с атмосферным давлением направляется в камеру под вакуумом, такая флотация называется вакуумной; если из −под напора в открытую камеру, − напорной.

Флотация осуществляется во флотационных камерах.

2.Физико-химические методы применяют для удаления из сточной воды растворимых примесей (солей тяжелых металлов, цианидов, фтори­дов и др.), а в ряде случаев и для удаления взвесей.

Как правило, физико­-химическим методам предшествует стадия очистки от взвешенных ве­ществ. Из физико-химических методов наиболее распространены электрофлотационные, коагуляционные, реагентные, ионообменные и а также метод с использованием электролиза и др.

Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности.

Сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионно-обменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

-Электрофлотация находит широкое применение наряду с пневматической флотацией для удаления маслопродуктов и мелкодисперсных взвесей.

Она осуществляется путем пропускания через сточную воду электрического тока, возникающего между парами электродов (железные, стальные, алюминиевые).

В результате электролиза воды образуются пузырьки газа, прежде всего легкого водорода, а также кислорода, которые обволакивают частички взвесей и способствуют их быстрому всплытию на поверхность.

Электрофлотация осуществляется в электрофлотационных установках.

-Коагуляция - это физико-химический процесс укрупнения мель­чайших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил мо­лекулярного

притяжения. В качестве веществ-коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, хлорид железа (II) и др.

В результате коагулирования устраняется мутность воды.

В качестве веществ − коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, хлорид железа, сульфат железа и др.

Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами в камерах, откуда вода направляется в отстойники, где хлопья отделяются отстаиванием. Необходимые для коагулирования ионы алюминия или железа иногда получают электрохимическим путем.

-Сущность реагентного метода заключается в обработке сточных вод химическими веществами - реагентами, которые, вступая в химиче­скую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют не­токсичные или нерастворимые соединения. Последние затем могут быть удалены одним из описанных выше методов удаления взвесей и освет­ления воды. Этот метод находит применение для очистки сточных вод от солей металлов, цианидов, хлоридов, фторидов и т.д.

Разновидностью реагентного метода является процесс нейтрализации сточных вод.

-Ионообменная очистка заключается в пропускании сточных вод через ионообменные смолы, которые подразделяются на катионитовые, имеющие подвижные и способные к обмену катионы (чаще всего водо­рода Н+), и анионитовые, имеющие подвижные и способные к обмену анионы (чаще всего гидроксильную группу ОН ). При прохождении сточной воды через смолу подвижные ионы смолы заменяются на ионы соответствующего знака токсичных примесей.

-Биологическая очистка широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

Биологическим путем очищаются многие виды органических соединений городских и производственных сточных вод.

Биологическую очистку ведут или в естествен­ных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пру­ды), или в специальных сооружениях: аэротенках, биофильтрах, биологических прудах.

В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления.

Аэротенки представляют собой открытые резервуары с системой коридоров, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с актив­ным илом, который затем отделяется от воды в отстойниках.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Биофильтр- это сооружение, заполненное загрузочным (крупнозернистым) материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается био­логическая пленка, состоящая из прикрепленных форм микроорганизмов.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства – одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

5.Список используемой литературы:

1. А. О. Селиванов. Изменчивая гидросфера Земли. Москва, Знание, 1990.

2. Ю. В. Новиков. Экология, окружающая среда и человек. Москва, Фаир, 1999.

5. Константинов В.М. Охрана природы – М.: Академия, 2000, с. 75-99.

редакцией Соколова В.Н. Москва: Стройиздат, 1992 г.

7. Пузанова Т. А. Экология. Экономика, 2010.

Промышленные и бытовые стоки являются источником опасных химических соединений, тяжелых металлов и микроорганизмов. Сброс таких отходов без предварительной переработки наносит большой вред экологии. Физический и химический методы очистки сточных вод делают их безопасными для окружающей среды.

Чтобы не причинять ущерб окружающей среде и человеку, сточные воды необходимо очищать.

Разница между очищением воды и обеззараживанием

Очищение и обеззараживание — это разные этапы понижения класса опасности отработанных вод. Часто используют оба способа. При очистке из стоков удаляют химические и механические примеси. Обеззараживание проводится для уничтожения микроорганизмов, в т.ч.:

• бактерий;
• гельминтов, их яиц;
• вирусов;
• грибков и т.д.

Применяют физические, химические и комплексные методы обеззараживания. К первому способу относится воздействие ультразвука, ультрафиолета и т.д. Химические методы предполагают использование таких реагентов, как:

• озон;
• диоксид хлора;
• полимерные антисептики;
• гипохлорит натрия и т.д.

Комбинированное обеззараживание включает ряд физических и химических методов очистки. Такая технология обеспечивает наилучший результат.

Необходимость очистки сточных вод

Комплексная очистка стоков требуется для устранения биологических, механических, химических и прочих загрязнителей. Этот комплекс мероприятий необходим, чтобы сделать воду максимально безопасной для людей.

Сброс стоков без очистки приводит к сильнейшему загрязнению почвы, воды и атмосферы. Часто это провоцирует гибель целых биотопов.

Из-за уничтожения сред обитания многие виды живых существ сейчас находятся на грани вымирания. Даже если в водоем попадают неочищенные воды из канализации, это может привести к гибели рыб, земноводных и моллюсков в водоеме.

Характеристики загрязняющих веществ

Стоки включают большое количество отравляющих веществ. В классификации они подразделены в зависимости от степени опасности. Примеси по-разному действуют на живые организмы. Характеристики наиболее опасных стоков:

Требования и нормативы

Технологическая схема работы водоочистных сооружений

Отработанная жидкость должна пройти долгий путь для избавления от всех вредных химических, органических, механических, биологических и других примесей. Технологическая схема системы очистки сточных вод достаточно сложная. Сначала проводятся подготовительные мероприятия, включающие:

Следующим этапом становится механическое устранение примесей. Основные стадии очистки:

• помещение в отстойники;
• обработка в центрифуге;
• удаление нефтепродуктов, жира и масел;
• фильтрация;
• коагуляция стоков;
• аэрация;
• мембранная фильтрация.

Затем выполняется деструктивная очистка, которая предполагает окисление органических веществ аэробными и анаэробными микроорганизмами, а также химическими реактивами или термической обработкой. Далее проводится глубокая очистка вод. Она включает следующие методы:

• осветление;
• фильтрацию;
• дезинфекцию.

После такого очищения стоки могут быть возвращены в природный водоем или же повторно использованы в производственном цикле.

Механические методы очистки сточных вод

Существует немало механических методов очистки стоков, которые помогают удалить мусор разной фракции. Это первичная стадия устранения загрязнений.

Решетки

Решетки — достаточно простое оборудование, на которое попадают стоки при водоотведении. В зависимости от конструкционных особенностей, такие устройства бывают радиальными, вертикальными и горизонтальными. Аппарат захватывает крупные твердые элементы.

Механизированные решетки необходимы для устранения крупных частиц в сточных водах.

Такие установки перемещают мусор в специальный сборник. Часто решетки оснащены особыми отстойниками, задерживающими взвешенные частицы, опускающиеся под действием силы тяжести. Это обеспечивает более глубокую первичную очистку стоков.

Отстаивание

На большинстве очистных станций присутствуют специальные отстойники. В процессе переработки наблюдается расслоение отработанной воды. Вниз опускаются тяжелые примеси, на поверхности появляется пленка легких соединений, а в середине резервуара формируется прослойка относительно чистой водной среды с содержанием загрязнителей в виде взвеси. После отстаивания удается устранить твердый мусор и пленку. В дальнейшем стоки перемещаются на более глубокую очистку.

Гидроциклон

Устранение загрязнений в этой установке основано на физических свойствах центробежной силы. Вода поступает в аппарат и начинает двигаться по спирали. В результате этого механические частицы отделяются от основного потока и оседают в накопителе шлама. Чистая жидкость отводится через трубу. В нижней части гидроциклона накапливаются твердые отходы, которые нужно периодически устранять.

Схема очистки сточных вод с помощью гидроциклона.

Песколовки

Такие приборы используются для устранения мелких загрязнителей, взвеси и минеральных соединений. Чаще на очистных сооружениях применяют тангенциальные песколовки, оснащенные касательным подводом воды. В периферической части стоки двигаются вниз, а в центре — вверх. Вращение медленное, поэтому песок осаждается в конусовидной конструкции. Периодически прибор очищают. Отфильтрованный песок вывозят на специальную площадку или утилизируют.

Центрифугирование

Этот метод устранения примесей основан на действии центробежной силы. Сток помещают в специальный аппарат, обеспечивающий вращение жидкости. Из одной трубы после переработки вытекает предварительно очищенная от твердых частиц вода, а из другой отводится мусор. Такой метод обеспечивает высокую степень устранения механических загрязнителей.

Фильтрация

Для проведения фильтрации в отдельной емкости устанавливается система перфорированных перегородок, на которых размещают материал, задерживающий твердые частицы. В зависимости от конструкции такие приборы могут быть с нисходящим или восходящим потоком. Первые являются более надежными, обеспечивают максимальное удаление твердых примесей.

Схема очистки с помощью фильтрации.

Микрофильтрация

Этот метод удаления примесей предполагает использование специальных мембран, выполненных из керамики, полимера, стекла и т.д. При прохождении через такой фильтр задерживаются частицы до 0,1-1 мкм. Такой способ обработки дает высокие результаты, однако его чаще применяют для финальной очистки, когда в воде присутствует мало нерастворенных примесей. Это связано с тем, что поры фильтра могут быстро забиться при попытке пропустить через него сильно загрязненные стоки.

Физическая фильтрация

Физические способы фильтрации помогают удалить из стоков большинство видов химических загрязнителей и патогенных микроорганизмов.

Магнитная обработка

Магнитное воздействие активизирует процессы кристаллизации солей, образующих накипь. При такой обработке в стоках снижается уровень ионов магния и кальция. Эти вещества выпадают в осадок. В прошедших такую очистку стоках уменьшено содержание органических соединений, в т.ч. парафинов.

Схема очистки стоков с помощью магнитного воздействия.

Электромагнитная обработка

При простой магнитной обработке примеси из воды оседают примерно сутки. Затем этот процесс прекращается. При электромагнитной фильтрации очистка продолжается до 3-5 суток.

Ультразвуковая и ультрафиолетовая обработка

Эти методы помогают устранить бактерии, грибки и других вредоносных микроорганизмов.

Под воздействием ультразвука в стоках образуется много маленьких пузырей, в которых находится разогретый газ. Когда эти элементы лопаются, возникает сильнейший перепад давления, уничтожающий клеточную оболочку микробов.

Воздействие ультрафиолета хорошо обеззараживает воду. Интенсивные лучи проникают внутрь оболочки микроорганизмов, разрушая ДНК. После такого воздействия патогенная микрофлора перестает размножаться и быстро погибает.

Метод обработки сточных вод с помощью ультразвука и ультрафиолета.

Ионизирующее облучение

Воздействие на стоки ионами нейтрализует большинство разновидностей токсинов и ядов. Кроме того, этот метод помогает подавить активность патогенных микроорганизмов. При такой обработке удается устранить до 99% ядовитых примесей.

Химические способы очистки

Реагенты используют для связывания и выведения из стоков растворенных химических веществ, которые могут негативно влиять на общий экологический фон.

Окисление и восстановление

Использование окислительных реагентов показано для удаления из жидкости ионов цинка, меди, цианидов, сероводорода и сульфидов. Наиболее часто задействуют фтор, хлор, перманганат калия, пероксид водорода и др. Такой вариант очистки используют далеко не на всех станциях, т.к. он является дорогостоящим.

Озонирование

Озонирование применяется для удаления таких опасных примесей, как мышьяк, хром, ртуть и т.д. Вода в специальной установке насыщается молекулами озона, связывающимися с опасными соединениями, провоцируя их выпадение в осадок. Это крайне эффективный метод удаления примесей.

Очистка сточных вод озонированием.

Нейтрализация

Этот способ применяют для устранения из вод щелочей и кислот. Нередко для удаления примесей используют особые реагенты, в т.ч. соду, доломит, известковое молоко и т.д.

Осаждение

При проведении осаждения в стоки вводят специальные реагенты, которые, оседая на дно, захватывают в свою кристаллическую структуру загрязнители. Метод применяют все реже, т.к. в результате его использования образуется много шлама. К тому же увеличивается содержание солей и токсинов в воде.

Другие методы очистки

Сейчас для устранения загрязнений из стоков активно применяют аэробных и анаэробных микробов. Кроме того, все чаще используется гиперфильтрация и электрохимическая очистка.

Анаэробные

При такой обработке используют анаэробные бактерии, которым не нужен кислород для жизнедеятельности. Метод является наименее затратным, т.к. не требуется нагнетания воздуха в емкость. Это уменьшает затраты на устранение загрязнителей из стоков. Применение таких микроорганизмов помогает удалить до 85% примесей.

Метод очистки с помощью анаэробных микроорганизмов.

Аэробные

При этом методе очистки используют специальных бактерий, которые питаются загрязнителями. Часто устанавливают 2-ступенчатые системы. В первую фазу в емкости цилиндрической формы происходит рецикл иловой смеси и увеличение биоценоза. Здесь установлены мешалки и приборы для нагнетания воздуха. На следующей фазе осадок накапливается в днище, имеющем форму конуса. Здесь доокисляются органические соединения.

Применение аэробных бактерий помогает устранить до 99% примесей.

Гиперфильтрация

Гиперфильтрацию еще называют обратным осмосом. Это высокоэффективный способ очистки. В этом случае стоки под высоким давлением пропускаются через мембрану, содержащую микропоры. Через фильтр проходят только молекулы воды. Полученная жидкость сходна свойствами с дистиллятом.

Технология очистки вод с применением гиперфильтрации.

Электрохимическая очистка

Этот метод предполагает пропускание электрического тока через отработанную воду. Могут задействоваться как нерастворимые, так и растворимые электроды. Под воздействием тока происходит кристаллизация многих видов примесей. Затем они выпадают в осадок. Путем электролиза могут быть устранены остатки нефтепродуктов, жиры и т.д.

Как выбрать правильный способ

Чтобы выбрать лучший способ очистки, нужно провести анализы для определения характеристик примесей. Нередко требуется использовать сразу несколько методов очистки для достижения хорошего результата.

Подробнее об очищении разных типов стоков

Есть рекомендации, касающиеся очищения бытовых, поверхностных и промышленных стоков. Отработанные воды этих видов имеют разный состав химических загрязнителей. Посмотреть реализованные проекты по очистке воды на предприятиях от компании КВАНТА+ можно тут.

Промышленные

Производственные стоки требуется обязательно очищать отдельно, т.к. их сброс в общую систему приведет к перегрузке городских сооружений. Технологическая схема устранения загрязнений с отработанной воды зависит от особенностей примесей. В одних стоках может присутствовать повышенное содержание органических соединений, а в других — тяжелые металлы. Технология очистки жидкости до рекомендованных показателей подбирается с учетом состава загрязнений.

Технология промышленной очистки сточных вод отличается в зависимости от состава стоков.

Бытовые

В бытовых стоках высоко присутствие минеральных и органических соединений.

Чаще для устранения загрязнителей применяют биологические методы очистки, а также специальные реагенты.

Поверхностные

К поверхностным водам относится жидкость, попадающая в ливневую канализацию. Такими стоками считают осадки, талый снег и т.д. Вода должна поступать в отстойник. Смытые атмосферными осадками твердые частицы выпадут в осадок. После этого стоки должны быть обработаны во флотаторе для устранения следов нефтепродуктов. В последнюю очередь выполняется финальная очистка за счет сорбционных фильтров. Только после этого стоки могут быть возвращены в природный водоем.

Какие проблемы могут возникнуть

Наиболее часто после прохождения всех ступеней фильтрации вода остается достаточно сильно загрязненной. Такая проблема особенно остро стоит в России. Это связано с износом и устареванием оборудования, предназначенного для устранения примесей.

Кроме того, аппараты для профессиональной очистки являются крайне дорогостоящими, поэтому большинство регионов не могут их приобрести. Так, ультрафиолетовые обеззараживатели установлены только в нескольких крупных городах России. Некоторые очистные сооружения недостаточно финансируются, поэтому в целях экономии электроэнергии и реагентов они не проводят всех необходимых этапов обработки отходов.

Многие предприятия оснащены устаревшей очистительной техникой, поэтому сбрасывают достаточно загрязненные стоки в реки и озера. Часто производители не хотят вкладывать деньги в установку необходимого оборудования или оплачивать утилизацию на специальных предприятиях, поэтому сбрасывают свои отходы в реки. Штрафы за вред, нанесенный окружающей среде, относительно невысоки, поэтому не пугают нарушителей.

Читайте также:

  
• Генеральная прокуратура рф кратко
  
• Пелагея биография кратко на английском
  
• Александр блок первая мировая война кратко
  
• Yahoo история создания кратко
  
• Кратко н с хрущев эксперименты и новации 50 х годов и их последствия