Методы очистки сточных вод
Разнообразие методов обусловлено составом и концентрацией компонентов сточных вод. Методы, которые используются при очистке стоков предприятий химической промышленности:
- механическая очистка;
- флотация;
- физико-химическая очистка;
- мембранные методы;
- биологическая очистка.
Механическая очистка
Для удаления из сточных вод взвешенных веществ размерами 5 - 10 мкм, твердых или жидких тонкодисперсных и грубодисперсных частиц, образовавшихся во время коагуляции и флокуляции, применяют осветление воды. Добиться осветления возможно с помощью отстаивания, фильтрации, флотации, осаждения в центробежном поле. Степень осветления зависит от требований к качеству очищенной воды.
Метод осветления позволяет извлекать из раствора ценные примеси с последующим использованием их в производстве.
При малом расходе сточных вод и их равномерном поступлении используют отстойники периодического действия. При больших расходах стоков используют отстойники непрерывного действия, которые в свою очередь, бывают вертикальные, горизонтальные и радиальные. Для отстаивания в тонком слое жидкости применяют трубчатые и пластинчатые отстойники.
При высоких требованиях к качеству очищенной воды используют фильтрование как завершающий этап очистки. Фильтрование происходит на фильтрах с фильтровальной перегородкой или зернистой загрузкой.
Флотация
Для отделения жироподобных веществ и некоторых взвесей из сточных вод применяют метод флотации, который заключается в обработке стоков диспергированным воздухом и образованием флотопены. С помощью флотации можно извлекать из стоков ценные примеси.
Различают напорную, импеллерную флотацию и электрофлотацию. Выбор способа флотации зависит от вида и концентрации загрязнений, расхода сточных вод и необходимой степени очистки. Эффективность флотации повышают с помощью реагентов (флокулянтов и коагулянтов).
Физико-химические методы
К физико-химическим методам следует отнести реагентный метод очистки стоков, при котором происходит нейтрализация кислот и щелочей, перевод ионов в малорастворимые соединения, очистка от ионов тяжелых металлов, соосаждение растворенных неорганических примесей. В некоторых случаях применяют гидролиз.
Метод нейтрализации используют в случаях образования кислых или щелочных сточных вод. Уравновесить рН возможно применением реагентов либо пропусканием через нейтрализующий фильтр, в состав которого входит известняк, доломит, магнезит.
Мембранные методы
Часто применяемыми мембранными методами при очистке стоков химической промышленности являются обратный осмос и ультрафильтрация. Это связано с образованием в производстве сточных вод с высоким содержанием растворенных солей и кислот.
Обратный осмос используется для отделения низкомолекулярных соединений, а ультрафильтрация - для высокомолекулярных, взвешенных частиц, коллоидов.
Преимуществом применения данных методов при очистке стоков химических производств следует считать:
- извлечение ценных примесей;
- одновременная очистка от неорганических, органических примесей и микроорганизмов;
- независимость от концентрации загрязнений в стоках.
Биологическая очистка
Биологическая очистка стоков используется на локальных установках как основная (фармацевтические предприятия) так и в качестве доочистки (на большинстве химических предприятий). Метод биологической очистки применяется для:
- обеззараживание сточных вод перед сбросом в водоемы;
- снижение скорости коррозии оборудования и трубопроводов;
- предотвращение солеобразования и покрытия микроорганизмами термических поверхностей при возвращении загрязненных вод в цикл оборотного водоснабжения.
Биологическая очистка производится в аэротенках и биофильтрах в случаях, когда концентрация загрязняющих веществ мала и загрязняющие компоненты не являются токсичными для аэробных организмов. Анаэробная очистка в метантенках и мембранных биореакторах осуществляется при высокой концентрации загрязнителей или наличии токсичных веществ.
Среди методов очистки сточных вод химических предприятий существуют менее распространенные, но необходимых в некоторых случаях методы:
- термический метод;
- метод принудительного закачивания в глубокие пласты горных пород.
При термическом методе сточные воды, которые содержат растворы минеральных солей и органические вещества, подвергают разным способам обработки. Солевые растворы концентрируют и выделяют соли в твердом виде. Органические вещества окисляют в присутствии катализатора или жидкофазным окислением. Также применяют огневое обезвреживание, так называемый «огневой» метод.
При выборе метода руководствуются экономической целесообразностью и экологической эффективностью.
Метод закачки в глубокие слои горных пород применяется, когда очистка сточных вод или выделение из них загрязняющих веществ является экономически невыгодной, так как затраты на очистку превышают затраты на производство конечного продукта. Как правило, это стоки, содержащие большое количество минеральных примесей. Они не поддаются биологической очистке, при применении химических методов образуют большое количество отходов, а при сбросе в водоемы требуют значительного разбавления.
Осадки, образовавшиеся в процессе очистки стоков, подвергаются обезвоживанию с последующим использованием или захоронением. Для обезвоживания осадков применяют фильтрование, отжим в центробежном поле или механическим способом на ленточных фильтр-прессах, на иловых площадках, шламохранилищах и шламонакопителях.
