Главная Крыша Методы очистки сточных вод. Современная очистка стоков: особенности, описание и виды Методы очистки бытовых и промышленных сточных вод

Методы очистки сточных вод. Современная очистка стоков: особенности, описание и виды Методы очистки бытовых и промышленных сточных вод

Основные элементы системы водного хозяйства населенного пункта и ее взаимодействие с окружающей при одной средой представлены на рис, 21. Водозаборные сооружения забирают природную воду из поверхностного водоисточника. Насосная станция первою подъема по напорным трубопроводам подает ее на очистные сооружения. Здесь вода очищается до питьевого качества и из резервуаров насосной станцией второго подъема подается в населенный пункт, как правило, имеющий водопроводную сеть. Вода используется на пищевые, хозяйственные нужды, полив улиц и насаждений, предприятиях местной промышленности.

Использованную воду (сточные воды) по закрытой сети отводят за пределы города и главной нализационной насосной станцией подают на городские сооружения.

Здесь сточные воды проходят механическую и биологическую очистку, дезинфицируются и подаются на биологические пруды, где очищаются в естественных условиях прудов вода по своим качествам незначительно отчается от воды естественного водоема, может в реку, озеро и т. д.

Количество образующейся твердой фазы на очистных сооружениях зависит от генезиса исходного состава и расхода сточных вод, метода их очистки и составляет в среднем 0,01 - 3% объема. Влажность твердой фазы колеблется от 85 (предприятия стройиндустрии) до 99,8% (активный ил).

Основные задачи обработки шламов и осадков сточных вод - обезвоживание, обеззараживание и утилизация.

В зависимости от зольности они могут быть трех типов;

Преимущественно минеральные (зольность более 70%),

Преимущественно органические (зольность менее 30)

Смешанные (зольность 30 - 70%),

В настоящее время имеется промышленный опыт воз врата в основное производство шламов очистки сточных во стекольных, оптико-механических, металлургических пред приятий, заводов по выпуску строительных изделий, не которых химических производств, а также в качестве добавок во вспомогательные производства - мясокомбинат ты; молокозаводы (технические жиры, ланолин, жирозаменители); гидролизные заводы (белково-витаминные концентраты); целлюлозное картонно-бумажные комбинат (производство древесноволокнистых плит, картона, целлюлозы).

Утилизация шламов - это сложная многовариантно проблема, основным вопросом которой является предотвращение вторичного загрязнения окружающей среды металлами. Наиболее распространенным способ утилизации шламов очистки сточных вод является их на полигонах промышленных отходов (шла обрабатывают цементом, битумом, стеклом или связующими). Имеется опыт утилизации шламов металлов в производстве строительной кирпича, черепицы. Современные экологические формированию системы водоотведения гальванических учитывают цели цивилизации.

Исторически сложившееся размещение производственных комплексов в районах жилой застройки населенных мест не оптимально. Системы водоснабжения и водоотведения в таких агломерациях также являются совместными для жилой и промышленной зоны. На крупных предприятиях, как правило, имеется собственная система водного хозяйства с полным технологическим циклом от забора воды до ее очистки, обезвреживания и утилизации твердой фазы.
Основные элементы системы водного хозяйства населенного пункта и ее взаимодействие с окружающей природной средой представлены на рис. 4.15.
Водозаборные сооружения забирают природную воду из поверхностного водоисточника. Насосная станция первого подъема по напорным трубопроводам подает ее на очистные сооружения. Здесь вода очищается до питьевого качества и из резервуаров насосной станцией второго подъема подается в населенный пункт, как правило, имеющий кольцевую водопроводную сеть. Вода используется на питьевые, хозяйственные нужды, полив улиц и насаждений, на предприятиях местной промышленности.

Рис. 4.15. Основные элементы водного хозяйства населенного пункта и их взаимосвязь с окружающей природной средой:
1 - водозаборные сооружения; 2 - насосная станция первого подъема; 3 - очистные сооружения; 4 - резервуары; 5 - насосная станция второго подъема; 6 - водопроводная сеть; 7 - канализационная сеть; 8 - канализационная насосная станция; 9 - механическая очистка; 10 - биологическая очистка; 11 - дезинфицирование вод; 12 - биологические пруды; 13 - сброс очищенной воды; 14 - дождевая сеть, артезианские скважины; 15 - очистные сооружения; 16 - промышленное предприятие; 17 - водооборотные циклы; 18 - охладители
Использованную воду (сточные воды) по закрытой канализационной сети отводят за пределы города и главной канализационной насосной станцией подают на городские очистные сооружения.
Здесь сточные воды проходят механическую и биологическую очистку, дезинфицируются и подаются на биологические пруды, где очищаются в естественных условиях. После прудов вода по своим качествам незначительно отличается от воды естественного водоема и может сбрасываться в реку, озеро и т. д.
Атмосферные воды, которые отводятся дождевой сетью, проходят очистку от взвешенных веществ и нефтепродуктов на сооружениях, также сбрасываются в биологические пруды или непосредственно в приемник вод (водоем).
Город может также снабжаться питьевой водой и из подземных источников - артезианских скважин.
Промышленное предприятие потребляет питьевую и техническую воду. Техническая вода чаще всего применяется в водооборотных циклах. Для охлаждения вода используется повторно после снижения температуры в охладителях.
Сточные воды от промпредприятий, содержащие специфические загрязнения, а также дождевые и талые воды с территорий промплощадок могут сбрасываться в систему во-доотведения населенного пункта и подвергаться биологической очистке совместно с городскими сточными водами после прохождения локальных очистных сооружений.
Системы водоснабжения промышленных предприятий в зависимости от водных и технологических процессов могут быть прямоточным, повторным (последовательным) и оборотным. В зависимости от технологического назначения вода в системе оборотного водообеспечения может быть подвергнута различной обработке. В системах оборотного водоснабжения безвозвратные потери воды (производство, испарение, выветривание, разбрызгивание, шлам, продувочный расход) компенсируют дополнительным, т. е. подпиточным, количеством свежей воды из источника.
Балансовые схемы расходования воды, сырья, загрязнений служат одним из исходных материалов при составлении экологических паспортов предприятия по ГОСТ 17.0.04-90 в разделе характеристики водопотребления, водоотведения и очистки вод, а также паспорта водного хозяйства населенных пунктов.
Совместные схемы водообеспечения и водоотведения промышленных предприятий и населенных мест разрабатываются при проектировании на основе технико-экономического сравнения вариантов с целью комплексного решения водохозяйственных проблем района, города или региона.
Очистка сточных вод обеспечивается путем внедрения следующих технических решений и мероприятий.
Механическая очистка - совершенствование гидродинамических режимов существующих отстойных сооружений; применение вместо отстойников сетчатых установок; предварительная обработка сточных вод перед осветлением коагулянтами; расширение применения технологических процессов очистки вод, использующих центробежные силы для разделения суспензии и эмульсий, взамен гравитационных; совершенствование существующих и разработка новых фильтровальных установок.
Химическая очистка - применение более активных коагулянтов; совершенствование гидродинамических и массо-обменных характеристик, обеспечивающих полноту гидролиза, смешения, реакции; повторное использование шлаков и осадков химической очистки вод; выделение и утилизация в основном или вторичном производстве продуктов реакции; организация рациональной системы водоотведения производственных сточных вод, обеспечивающей их взаимоочистку после объединения на локальных очистных сооружениях.
Физико-химическая очистка - расширение и совершенствование процессов гипер-, ультрафильтрации, экстракции, адсорбции, ионообмена, позволяющих выделять и возвращать в основное производство продукты, а очищенные воды после корректировки состава до нормативных величин использовать в оборотном водоснабжении; разработка и создание новых селективных типов сорбентов из сточных вод для вторичного использования, широкое использование жидких и твердых промышленных отходов в технологических процессах; развитие энергетически малоемких эффективных процессов, к числу которых можно отнести использование в очистке вод электроэнергии, получаемой из биолиза, а также гальванокоагуляцию; развитие передвижной сервисной сети обслуживания абонентов по регенерации сорбентов, электрохимическому выделению тяжелых металлов на катодах специальных установок, что позволит возвратить в технологию продукты, произвести с получением вторичного сырья регенерацию сорбентов и их же возвратить в цикл очистки вод; разработка методов предварительных физического и химического воздействий на очищаемые воды; физическая обработка (омагничивание, ультразвуковая, высокочастотная), приводящая к изменению физико-химических характеристик и, соответственно, к более глубокой степени выделения загрязнений из вод.
Биологическая очистка - применение метода предварительной анаэробной подготовки сточных вод; использование искусственных носителей биомассы; широкое применение биосорбционных методов; регулирование соотношения групп микроорганизмов; применение высшей водной растительности (эйхорния водная или водяной гиацинт, пистия, аир и проч.) в качестве самостоятельного фитореактора для очистки сточных вод сельскохозяйственных комплексов с получением биомассы и с использованием ее на корм скоту или в производстве биогаза; использование симбиотического альгобактериального сообщества (водоросли + бактерии) в очистке и доочистке сточных вод с искусственным освещением в темный период суток интенсивностью 120 лк/м. Продуцируемый бактериями при окислении органических веществ диоксид углерода усваивается водорослями, а выделяемый в результате фотосинтеза кислород используется микроорганизмами как акцептор электронов в метаболизме. При этом достигается глубокая очистка сточных вод и не требуется воздуходувок, компрессоров для биоокислителей.
В настоящее время наибольшую технологическую и экологическую сложность представляет не очистка сточных вод, а проблема обработки и утилизации их твердой фазы.
Количество образующейся твердой фазы на очистных сооружениях зависит от генезиса исходного состава и расхода сточных вод, метода их очистки и составляет в среднем 0,01-3% объема. Влажность твердой фазы колеблется от 85 (предприятия стройиндустрии) до 99,8% (активный ил).
Основные задачи обработки шламов и осадков сточных вод - обезвоживание, обеззараживание и утилизация.
В зависимости от зольности они могут быть трех типов:
преимущественно минеральные (зольность более 70%);
преимущественно органические (зольность менее 30%);
смешанные (зольность 30-70%).
В настоящее время имеется промышленный опыт возврата в основное производство шламов очистки сточных вод стекольных, оптико-механических, металлургических предприятий, заводов по выпуску строительных изделий, некоторых химических производств, а также в качестве добавок во вспомогательные производства - мясокомбинаты; молокозаводы (технические жиры, ланолин, жирозаменители); гидролизные заводы (белково-витаминные концентраты); цел-люлозно-картонно-бумажные комбинаты (производство дре-весно-волокнистых плит, картона, целлюлозы).
Утилизация шламов - это сложная многовариантная проблема, основным вопросом которой является предотвращение вторичного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Наиболее распространенным способом утилизации шламов очистки сточных вод является складирование их на полигонах промышленных отходов (шламы обрабатывают цементом, битумом, стеклом или полимерными связующими). Имеется опыт утилизации шламов тяжелых металлов в производстве строительной керамики, кирпича, черепицы. Современные экологические подходы к формированию системы водоотведения гальванических производств учитывают цели утилизации.
При очистке сточных вод, в том числе и гальванических, надо увеличить единовременные затраты на полное разделение потоков, что в конечном итоге повысит эколо-гичность технологии. В странах с рыночной экономикой подобные подходы реализованы уже 12-15 лет назад.
Учитывая существующий опыт ряда стран, в перспективе следует ожидать появления очистных сооружений с улавливанием и обезвреживанием аэрозолей от аэрационных биоокислителей, а также размещения очистных сооружений в подземных выработках.

По материалам книги - "Безопасность жизнедеятельности" Под редакцией проф. Э. А. Арустамова.

: промышленных и бытовых.

Защита водоёмов от загрязнения сточными водами промышленных предприятий и бытовыми - составная часть защиты окружающей среды от вредных воздействий человеческой деятельности на природу.Загрязнения поступающие в водоёмы со сточными водами промышленных предприятий и от населенных пунктов – основные нарушители экологической чистоты водной среды. Для защиты от этих загрязнений применяется предварительная очистка сточных вод на самих предприятиях и в населённых пунктах, перед сбросом их в систему рек и водоёмов.

Сточные воды бывают трёх типов – промышленные, бытовые и атмосферные. Промышленные сточные воды образуются при использовании воды в технологических процессах, при охлаждении агрегатов (повышается температура сбросной воды), в хранилищах сырья и топлива, в котельных и т.п.

Бытовые сточные воды образуются в населённых пунктах и содержат как твёрдые так и органические загрязнения.

Атмосферные сточные воды образуются из атмосферных осадков и содержат загрязнения увлекаемые водой из воздуха и при таянии снега.

Количество сточных вод промышленных предприятий зависит от величины очищенных стоков, которые возвращаются в процесс после их очистки и регулируется системами очистки оборотного водоснабжения. Сегодня на металлургических и нефтеперерабатывающих заводах 90-95% сточных вод после очистки возвращаются в производственный цикл и только 5-10% сбрасываются в водоёмы, с учётом допустимых ПДК в них. Однако и эти проценты необходимо существенно уменьшить т.к. значительно растут объёмы потребляемой воды в современном производстве.

Содержание загрязнителей в сточных водах зависит от технологических процессов в которых они участвуют, а концентрация загрязнителей зависит от отрасли промышленности, исходного сырья, режима процесса, расхода воды на единицу продукции. Сточные воды промышленных предприятий содержат минеральные и органические загрязнители в разных сочетаниях, а неравномерность во времени их попадания на очистку (залповые выбросы) значительно усложняют работу очистных сооружений.

Увеличение количества сточных вод поступающих на повторное использование (оборотные воды) и уменьшение удельного расхода воды на единицу продукции - наиболее значимые пути уменьшения сброса сточных вод. Извлечение ценных отходов из сточных вод для их возврата в технологический процесс, также способствует снижению концентрации загрязнителей в сточных водах.

Для удешевления систем очистки, увеличения экономичности при эксплуатации на промышленных предприятиях часто применяется объединение стоков от разных технологических процессов одного предприятия. Однако это не всегда возможно и приходится выводить сточные воды из разных технологических процессов отдельными стоками. Раздельное выведение стоков иногда связано с различной концентрацией веществ, подлежащих утилизации, на различных этапах процесса.

После поступления очищенных сточных вод в водоёмы, качество воды в них меняется мало и вода остаётся безвредной, но только до допустимого экологического барьера, после которого её свойства начинают меняться из-за интенсификации химических, физико-химических и биохимических процессов. Иногда эти процессы ведут к осаждению, превращению и разложению вредных веществ, что улучшает качество воды в водоемах. Эти процессы называют самоочищением. Если вода в водоёмах разбавляется чистой водой, то в сочетании с самоочищением, обезвреживающая способность водоёма значительно увеличивается.

Процессы очистки сточных вод подразделяются на:

1. Механическая очистка сточных вод.

2. Физико-химическая очистка сточных вод.

3. Биологическая очистка сточных вод.

Как видите, очистка сточных вод промышленности имеет огромное значение для экологии, поэтому очистные сооружения должны постоянно совершенствоваться. Процесс очистки завершается обработкой осадков.

Процесс урбанизации и в частности расширение коммунальных хозяйств усложняет задачи обслуживающих городских организаций. Борьба со сточными загрязнениями в этом отношении является особенно важной, поскольку отходы потребления бытовых жидкостей оказывают непосредственное влияние на гидрологическую систему местности. В связи с этим разрабатываются и более эффективные средства минимизации негативных процессов воздействия на окружающую среду. Сегодня очистка стоков организуется с учетом нескольких факторов устранения вредных микроорганизмов. Основным способом водоочистки по-прежнему является обустройство механических фильтрующих станций, но все чаще появляются и комплексные установки, которые выполняют и высококачественную биологическую водоподготовку.

Особенности современной очистки сточных вод

Инженерное оборудование развивается по общим направлениям, которые ориентируются на повышение эргономичности и надежности. Поэтому современная канализационных стоков отличается многофункциональностью, эффективностью и удобством в управлении. И промышленные, и бытовые системы фильтрации стоков оснащаются панелями контроля с широким спектром настроек.

Кроме этого, разработчики проектов канализационных и септических систем стремятся максимально рационализировать коммуникационные сети, оптимизируя и энергоресурсы. Иными словами, очистка стоков в некоторых узлах может соединяться и с комплексными системами управления инжинирингом дома или предприятия. И это не говоря о повышении основных эксплуатационных возможностей очистительного оборудования, что достигается за счет использования высокотехнологичных

Механическая очистка

Весь процесс очистки делится на несколько этапов, которые имеют существенные технологические отличия. Этап механической фильтрации является первичным и в то же время многоэтапным. Простейший механизм такой очистки можно наблюдать на улицах в виде металлических, бетонных или пластиковых решеток, которые задерживают мусор, листву, камни и другие крупные элементы. В дальнейшем стоки могут направляться через канализационный канал в специальные центрифуги и гидроциклоны. Также для задержания микроскопических частиц применяется специальный процеживатель - в сущности, это фильтрационная станция очистки. Сток благодаря такому оборудованию может очищаться от элементов величиной до 0,25 мм. В совокупности этапы очистки к этому моменту позволяют устранять порядка 80% инородных тел в сточной жидкости.

Биологическая очистка

Средства такого рода очистки обычно используются как продолжение механической фильтрации. Можно сказать, базовая очистка процеживателями подготавливает жидкость для более глубокой переработки биологическими станциями. При этом оба метода работают по разным принципам. То есть неправильно считать, что механическая фильтрация задерживает большие частицы, а биологические установки - маленькие. Второй вариант основной акцент делает на экологическом обезвреживании воды, которая не наносит химического вреда в процессе содержания и после выпуска ее в водоемы. На сегодняшний день биологическая очистка стоков главной целью ставит устранение органики или ее переработку. В результате состав жидкой среды сохраняет лишь растворенные нитраты и кислород. На практике такую очистку реализуют двумя способами - естественным или искусственным. В первом случае сточная вода рассеивается на и в Искусственная же очистка выполняется в специальных аэротанках, которые выпускают экологически безопасную воду в водоемы.

Химические и термические способы очистки

С точки зрения ликвидации негативных процессов разложения в сточной среде одним из наиболее эффективных способов является химреагентный. Как правило, эта группа методов базируется на окислительно-восстановительных реакциях, которые в сущности отменяют одни реакции, заменяя их другими, экологически менее опасными. Но самым действенным методом борьбы с загрязнениями в сточных водах является термическое воздействие. Осуществляется данный метод с помощью печных установок и горелок, в которых происходит пережигание жидкости. Практикуется и очистка стоков огневым методом без применения печных сооружений. Технологически этот способ предполагает распыление жидкости, находящейся в мелкодисперсном состоянии, в специальный факел, формируемый при сжигании газообразного топлива. В итоге происходит испарение воды, при котором устраняются и вредные соединения.

Утилизация осадка

Новые технологии, благодаря которым обеспечивается полная ликвидация продуктов разложения, пока используются не на всех очистных сооружениях. Более того, не всегда такой принцип оправдывает себя экономически. Поэтому все еще распространены традиционные каналы очистки, работа которых оставляет осадки. Новые же технологии в таких процессах переработки проявляют себя на финальном этапе утилизации остатков. В частности, используются метантенки. Это массивные железобетонные баки, в которых путем брожения формируется биогаз. В итоге образуется метановое топливо, которое в дальнейшем может применяться в котельных вместо традиционного горючего. Также комплексная очистка стоков с ликвидацией осадка предусматривает использование методов механического обезвоживания с применением специальных аппаратов - центрифуг, ленточных или камерных прессовочных установок. В дальнейшем продукты такой переработки в зависимости от химического состава могут использоваться в сельском хозяйстве как удобрение.

Заключение

На данном этапе развития канализационных систем многие производители решают проблему полного перехода на один из методов очистки. Связано это с тем, что техническая организация нескольких этапов переработки загрязненной жидкости дорого обходится и требует подключения больших ресурсов в процессе обслуживания. В качестве альтернативы рассматривается биологическая станция очистки стоков, в которой также предусматриваются функции механической переработки, но только как вспомогательные этапы. Впрочем, и этот вариант нельзя назвать универсальным, поскольку биологические аэротанки проигрывают по эффективности устранения вредных частиц той же термической очистке. Поэтому все еще целесообразно подходить к решению проблемы очистки сточных вод посредством разработки проектов, учитывающих индивидуальных условия и требования работы очистного оборудования.

Основные элементы системы водного хозяйства населенного пункта и ее взаимодействие с окружающей при одной средой представлены на рис, 21. Водозаборные сооружения забирают природную воду из поверхностного водоисточника. Насосная станция первою подъема по напорным трубопроводам подает ее на очистные сооружения. Здесь вода очищается до питьевого качества и из резервуаров насосной станцией второго подъема подается в населенный пункт, как правило, имеющий водопроводную сеть. Вода используется на пищевые, хозяйственные нужды, полив улиц и насаждений, предприятиях местной промышленности.

Основные задачи обработки шламов и осадков сточных вод - обезвоживание, обеззараживание и утилизация.

В зависимости от зольности они могут быть трех типов;

Преимущественно минеральные (зольность более 70%),

Преимущественно органические (зольность менее 30)

Смешанные (зольность 30 - 70%),