Очистка производственных сточных вод
Чтобы очистить производственные сточные воды, используют разные методы очистки сточных вод в зависимости от их степени загрязнения и состава. В состав этих методов очистки сточных вод входят: механические, химические, физико-химические и биологические методы очистки сточных вод.
Для того чтобы выделить из сточных вод органические, нерастворимые минеральные примеси, используется механическая очистка сточных вод. К ней относятся отстаивание, фильтрация и процеживание. Чтобы закончить процесс полного осветления сточных вод, нужно ее пропустить (профильтровать) через слои зернистого материала (керамзита, песка или чего-то другого) с частицами различной величины. Чаще всего эта очистка применяется как предварительный (но иногда и как окончательный) способы обработки производственных сточных вод.
Когда для того, чтобы из сточных вод удалить загрязнения нужны химические реакции, применяется химическое очищение сточных вод с производства. При химической очистке сточных вод происходит:
окисление и восстановление примесей, которые растворились в воде, и получают нетоксичные или малотоксичные продукты;
удаление щелочей и кислот ;
превращение в соединения, которые не растворяются в воде.
Одним из видов химической очистки сточных вод является электрохимическая очистка сточных вод – разрушение вредных примесей, которые содержатся в сточных водах с помощью электрохимического окисления на аноде или в регенерации ценных веществ (железа, меди и других), которые можно вернуть в производство.
Для физико-химических способов очистки сточных вод применяются следующие процессы: коагуляции, дезактивации, сорбции, ионного обмена, экстракции, эвапорации, флотации, кристаллизации, диализа, эвапорации, дезодорации и обессоливания.
Коагуляция воды – процесс превращения коллоидных и диспергированных частиц в большие по размеру, который происходит в силу их склеивания под действием сил молекулярного притяжения. После завершения коагуляции получаются хлопья, которые видны человеческому глазу. Известно 2 варианта коагуляции:
коагуляция в свободном объеме (проводиться в специальных камерах реакции или камерах, где образовуются хлопья);
контактная коагуляция (в толще зернистой загрузки контактных осветлителей и контактных фильтров или же в массе взвешенного осадка отстойников-осветлителей).
В процессе сорбции из сточных вод выделяются органические вещества и газы с помощью концентрации их на поверхности твердого тела (адсорбция), или путем впитывания соединений из раствора или совокупности газов жидкостями или твердыми телами (абсорбция), или, используя химическое взаимодействия веществ, которые растворились, с твердым телом (хемосорбция).
Экстракция — способ разделения веществ на составляющие части, используя растворитель, в котором они растворяются неодинаково. Процесс экстракции проводят в специальном оборудовании, которое называется экстрактором.
Эвапорация — способ очистки сточных производственных вод с помощью водяного пара. Через нагретую сточную воду пропускают пар, который проходя собирает летучие вещества. После этого пар очищается когда проходит через специальное вещество-поглотитель и снова используется для прохождения через сточную воду.
Флотация — процесс удаления примесей из сточной воды, когда в воду добавляется специальное вещество, которое обволакивает частицы примесей и придается плавучесть этим обволокнуым частицам. Например, запускают в воду воздух, частицы прилипают к его пузырькам. После этого пузырьки с примесями поднимаются на поверхность воды и здесь их уже можно собрать.
Ионный обмен — извлечение из водных растворов различных катионов и анионов при помощи ионитов — веществ, какие практически нерастворимы в воде и в орган. растворителях, или искусственно сделаных смол, какие способны к ионному обмену.
Кристаллизация — очищение грязной воды, когда загрязнения выделяются в виде кристаллов.
Диализ — освобождение коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных веществ от растворённых в них низкомолекулярных соединений при помощи полупроницаемой мембраны. При диализе молекулы растворенного низкомолекулярного вещества проходят через мембрану, а неспособные диализировать (проходить через мембрану) коллоидные частицы остаются за ней.
Дезодорация — ликвидация вони используя хлорирования, аэрирование и озонирование.
Обессоливание производственных сточных вод проводиться с помощью ионного обмена, выпаривания, вымораживания и обратного осмоса.
Также, очень интересен кристаллогидратный метод деминерализации воды.
Для того, чтобы использовать способ кристаллогидратной очищения сточной воды не требуются большие энергетические и денежные затраты. Следующим преимуществом кристаллогидратоного способа очистки воды является то, что не образовывается окипь, так как температуры небольшие (приблизительно равны температуре окружающей среды). Также намного меньше проявляется коррозия.
Часто при использовании способов очистки сточных вод, которые были описаны выше, рассчитывают на получение из этих вод ценных материалов. Исходя из этого эти методы очистки сточных вод относят к регенерационным методам очистки сточных вод. Эти методы используются когда сточные воды имеют большую концентрацию примесей.
Есть еще деструктивные методы очистки воды. При деструктивной очистке воды загрязняющие вещества разрушаются используя окисление или восстановление.
Деструктивные методы находят применение когда сточные воды содержат в себе органические примеси и не представляют собой никакой технической ценности. Также деструктивные методы очистки сточных вод применяются для доочистки после регенерационных способов очистки воды. Главным методом, который относится к деструктивным, является биологическое окисление в анаэробных или аэробных условиях. После очистки этим способом сточные воды будут отвечать санитарно-гигиеническим нормам и их можно спускать в водоемы. Стоимость биологической очистки сточных вод варьируется в зависимости от веществ, которые входят в сточные воды.
Совместную механическую очистку следует применять если производственные в состав загрязнения сточных вод входят в большинстве органические вещества, которые могут окисляться биохимически, и когда не нужно проводить специальную подготовительную обработку.
Если биологические способы очистки воды не удовлетворяют повышенным сан. и рыб.хоз. нормативам, находит применение дополнительная обработка сточных вод. В этих случаях сточная вода подвергается тщательной очистке одним из следующих процессов: адсорбции, фильтрации, флотации, озонированию или их некоторых из них вместе.
Очистка воды путем абсорбции находит применение чаще на локальных очистных строениях. Если используется небольшое количество активированного угля и при условии утилизации ценных веществ метод абсорбирования воды получается экономически эффективным.
Электрохимический метод очистки сточных вод находит примение на непередвижных строениях для очистки воды. Для этого метода нужны большие расходы электроэнергии. Электрохимический метод очистки сточных вод можно применять, если в результате очистки можно получить ценные вещества а также там, где низкие тарифы на электроэнергию.
Производственные сточные воды, которые не поддаются очистке выше описанными способами, нужно выпаривать (например, для обессоливания), сжиганить (если сточные воды очень вредные и их очистка требует больших денежных затрат) или закачивать в глубокие пласты, которые будут поглощать эти воды.
Выбор метода очистки производственных сточных вод зависит от количественной и качественной характеристики и местных условий. Всегда нужно применять самые простые и экономичные методы очистки сточных вод, в резулттате применения которых можно получить ценные вещества. В результате очищения производственных сточных вод получается осадочный продукт, который иногда является довольно ценным.
Для органического осадка производственных сточных вод, который не может быть утилизирован, применяют сжигание. Сжигаются обычно обезвоженные осадки, в составе которых присутствуют нефтяные отходы и органические экстрагенты.