Методи очищення стічних вод

Очищення стічних вод здійснюють механічним, біологічним, хімічним і фізико-хімічним способами.

Механічне очищення забезпечує виділення зі стічної води грубодисперсних забруднень проціджуванням, центрифугуванням, обробкою на гідроциклонах, відстоюванням і фільтруванням води. Великі домішки затримуються при проціджуванні води через грати і сита. При устоюванні важкі частинки випадають, а легкі спливають на поверхню.

Для механічного очищення застосовують такі споруди:

— піскоуловлювачі (затримують завислі мінеральні частинки, переважно пісок);

- відстійники (відділяють основну масу дрібнішої за­висі, переважно органічного походження);

— жироуловлювачі, мастилоуловлювачі, смолоуловлювачі (для виділення з виробничих стічних вод жи­рів, мастил, нафти, смол і т. ін.).

Стічні води вивільняють від завислих частинок дріб­ної суспензії фільтрацією води крізь спеціальні сітки або шар зернистого матеріалу. Фільтруванням головним чи­ном очищають виробничі стічні води.

Біологічні методи очищення мають метою змінити структуру органічних речовин, що містяться в стічних водах у вигляді тонких суспензій, колоїдів і роз­чинів, за допомогою мікроорганізмів-мінералізаторів. Для біологічного очищення застосовують окислювачі — споруди з природними умовами мінералізації і штучно створеними. До перших належать поля зрошення, поля фільтрації і біологічні стави. До других — біологіч­ні фільтри та аеротенки. У спорудах другого виду про­цеси окислення органічних речовин проходять інтенсив­ніше.

Бактеріальні забруднення перед скиданням стічних вод у водойми знищують дезинфекцією.

Хімічне очищення ґрунтується на хімічній взаємодії реагенту, що його вводять у стічні води, і за­бруднення. Реагент перетворює розчинні сполуки в не­розчинні (або розчинні, але нешкідливі), змінює реакцію води, сприяє повнішому виділенню нерозчинних, колоїд­них і розчинних домішок. Хімічні методи застосовують переважно для виробничих стічних вод.

До фізико-хімічного очищення стічних вод входять процеси: сорбція, екстракція, евапорація, коагуляція і флотація. Це основні методи фізико-хімічного оброблен­ня виробничих стічних вод.

Сорбція — виділення зі стічної рідини розчинених у ній речовин і газів при концентрації їх на поверхні твер­дого тіла (адсорбція), в об'ємі твердого тіла (абсорбція) або при хімічній взаємодії розчинених домішок з твер­дим тілом (хемосорбція). Процес сорбційного очищення проходить так: у стічну воду подають подрібнений сорбент (наприклад, активоване вугілля), який при перемішуванні з водою концентрує домішку, а потім разом з нею механічно видаляється із стічної рідини.

Екстракція — відділення концентрованої домішки розчиненням її в екстрагенті (речовині, нерозчинній у воді, але такій, що інтенсивно розчиняє домішку). Інтенсифікація цього процесу забезпечується ретельним добором пар екстрагент — екстрагована (тобто розчинювана) рідина (оцтова кислота, фенол та ін.). Наступний поділ відпрацьованого екстрагенту і стічної рідини досягається відстоюванням при великій відмінності їх питомих ваг.

Евапорація — відгін домішок, що забруднюють воду, водяною парою. Процес полягає в тому, що стічну рідину попередньо нагрівають і в спеціальних евапораційних колонах продувають перегрітою парою, що виносить леткі речовини — забруднювачі води (фенол, анілін та ін.).

Коагуляція — оброблення стічних вод реагентами, в результаті чого завислі і колоїдні речовини зсідаються у пластівці, які сорбують нерозчинні тонкодисперсні речовини (див. 4.3 лекції Т-8).

Флотація — виділення зі стічних вод домішок наданням їм плавучості за допомогою пухирців повітря, що продувається через товщу стічної рідини.

Перші три методи фізико-хімічного очищення стічних вод застосовують, коли треба виділити з них цінні речовини (при належному техніко-економічному обґрунтуванні), тобто якщо одержуваний в результаті очищення товарний продукт покриває експлуатаційні витрати.

Наведені вище способи очищення стічних вод залежно від складу домішки і її властивостей можна застосовувати як самостійні (остаточні) або несамостійні (кінцеві, проміжні або попередні) етапи оброблення води в різних комбінаціях. Останнє особливо стосується виробничих стічних вод. Наприклад, при нейтралізації кислих стічних вод устоюванню (механічному очищенню) передує хімічна нейтралізація.

Господарсько-фекальні стічні води зазвичай очищають на спорудах механічного і біологічного очищення. Іноді обмежуються лише механічним обробленням (при випуску стічних вод у моря). Господарсько-фекальні води знезаражують обов'язково.

Механічне очищення стічних вод супроводжується утворенням мінеральних і органічних осадів. Мінеральні осади зазвичай обробляють з метою зменшення вологості (підсушують). Органічні осади обробляють біохімічними способами для зміни їх властивостей (підсушують і спрямовують на утилізацію). Органічні осади господарсько-фекальних стічних вод мають цілий ряд несприятливих властивостей: сирий (необроблений) осад має велику вологість (95—99%), пластівцевоподібну пухку структуру, що погано віддає вологу; складну хімічну структуру, що не перероблюється рослинними організмами; нетранспортабельний. Після анаеробної мінералізації осад, маючи зернисту мінеральну структуру, легко підсушується, може бути використаний як добриво, транспортабельний. Обробляють органічні осади у септиках, двоярусних відстійниках і метантенках. Перші дві споруди виконують роль відстійників і анаеробних окислювачів. Метантенки призначені тільки для мінералізації (зброджування) осаду.

Зменшити вологість органічних опадів стічних вод можна в мулових ставах, на мулових майданчиках, установках механічного і термічного збезводнення.