1- воды требуют обеззараживания, фильтрования.
2-требуется отстаивание, фильтрование, а при наличии фитопланктона микрофильтрования.
3-а)используют методы обработки 2-го с дополнением меры, а …… окислительно-восстоновительных и сорбционных методов
б)использование более эффективных методов обеззараживания.
19. короткая характеристика основных методов улучшения воды: обеззараживание, обесцвечивание, осветление.
Основные методы улучшения качества воды для хозяйственно-питьевых целей — осветление, обесцвечивание и обеззараживание — включают в себя различные способы ее обработки.
Осветление воды, состоит в удалении из нее взвешенных веществ путем отстаивания в отстойниках, центрифугирования в гидроциклонах, пропускания через слой ранее образованного взвешенного осадка, флотации, фильтрования через слой зернистого или порошкообразного фильтрующего материала, а также через сетки из ткани и других материалов. Осветление воды в отстойниках, осветлителях и в фильтровальных аппаратах достигается коагулировавшем примесей. Коагулирование — это введение в воду специальных химических веществ — коагулянтов. Обычно во время этого процесса происходит и обесцвечивание воды.
Обесцвечивание воды состоит в устранении различных окрашенных коллоидов или истинно растворенных веществ. Этот процесс достигается коагулированием, напорной флотацией, применением различных окислителей (хлора, озона, перманганата калия) и сорбентов (активного угля).
Обеззараживание воды проводят для уничтожения содержащихся в ней болезнетворных бактерий и вирусов. При этом применяют чаще всего хлорирование воды, озонирование, бактерицидное облучение и другие способы.
Для удаления нежелательных привкусов и запахов осуществляют-дезодорацию воды. Если в последней содержится большое количество железа или фтора, то проводят ее обезжелезивание или обесфторивание. А при недостатке фтора (что является причиной заболевания зубов) воду подвергают фторированию.
При необходимости использования соленой воды для целей водоснабжения ее опресняют и обессоливают.
Для водоснабжения электростанций, предприятий химической и текстильной промышленности используют только умягченную воду. Применяется специальная обработка воды с целью ее стабилизации, если она проходит по водопроводной сети.
Ниже дан перечень препаратов, служащих для улучшения качества воды:
коагулянты (сернокислый глинозем, хлорное железо) и флокулянты (полиакриламид, активная кремниевая кислота и др.) — для устранения мутности;
хлор, коагулянты, флокулянты, озон — для устранения цветности;
известь, сода, а также некоторые коагулянты — для устранения низкой щелочности;
активированный уголь, жидкий хлор, аммиак, озон, перманганат калия — для устранения запахов и привкусов;
известь, сода, гексаметафосфат или триполифосфат натрия — при нестабильной воде с отрицательным индексом насыщения;
кислоты (серная, соляная), гексаметофосфат или Триполи-фосфат натрия - при нестабильной воде с положительным индексом насыщения;
гипохлориты, хлор, аммиак, озон — для устранения бактериального загрязнения;
фтористый и кремнефтористый натрий, кремнефтористый аммоний и кремнефтористоводородная кислота — при недостатке фтора (менее 0,5 мг/л);
сернокислый глинозем — для устранения избытка фтора (более 1,5 мг/л);
кислород воздуха, хлор, известь, сода, перманганат калия, поваренная соль — для устранения избытка железа;
известь, сода, коагулянты (хлорное железо, железный купорос), поваренная соль, серная кислота — для устранения избытка солей жесткости;
серная кислота, сода, едкий натрий, известь — для уменьшения содержания соли;
коагулянты, каустический магнезит, известь, едкий натрий — для уменьшения содержания кремниевой кислоты;
хлор, серная и соляная кислоты, различные коагулянты — для устранения содержания сероводорода;
сульфат или тиосульфат натрия, сернистый газ, гидразин — для уменьшения содержания растворенного кислорода.
20. Методы выведения взвешенных и коллоидных частиц в процессе физико- химического очищения воды.
Основными физико хим. методами очистки воды для хозяйственно-питьевого
водоснабжения являются осветление, обесцвечивание .
Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию
выполняют осветлители, отстойники и фильтры. В осветлителях и отстойниках
вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происходит выпадение
в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц,
которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое
время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий,
железный купорос или хлорное железо). В результате реакции коагулянта с
солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья,
увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.
Коагуляцией примесей воды называют процесс укрупнения мельчайших
коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаимного
слипания под действием сил молекулярного притяжения.
Слово коагуляция> происходит от латинского <coagulare>, означающего <собирать вместе>. Коагуляция играет важную роль в процессах водоочистки для удаления взвешенных коллоидных частиц, которые могут придавать питьевой воде неприятные вкус, цвет, запах или мутность. Это делается путем добавления к неочищенной воде специальных химических реагентов (коагулянтов). Под действием коагулянтов очень маленькие, чрезвычайно дисперсные коллоидные частички объединяются вместе в большие массы (хлопья), которые затем, после флокуляции, можно удалить такими методами разделения твердой и жидкой фазы, как осаждение, флотация и фильтрация.
Если бы в неочищенной воде все взвешенные твердые частицы были достаточно велики, чтобы их можно было легко удалить с помощью известных методов очистки, то обработка химическими коагулянтами не требовалась бы. Однако большая часть взвешенного вещества состоит из очень мелких, чрезвычайно дисперсных твердых частиц, в значительной степени коллоидных. Ввиду малого размера они не поддаются осаждению, флотации или фильтрации, и их приходится предварительно подвергать коагуляции.
Фильтрование — самый распространенный метод отделения твердых частиц
от жидкости. При этом из раствора могут быть выделены не только
диспергированные частицы, но и коллоиды.
В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в
порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы
фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев
коагулянта и большей части бактерий.
Обесцвечивание воды, т. е. устранение или обесцвечивание различных
окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть
достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его
производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь,
искусственные смолы).
21. Основныу условия коаугуляции коллоидных частиц. Краткая характеристика коагулянтов.
Коагуляция представляет собой комплекс химических и физических взаимодействий между отрицательно заряженными коллоидными частицами и катионами, т.е. положительно заряженными химическими реагентами. Она использует различные силы отталкивания и притяжения, которые обеспечивают устойчивость или, наоборот, неустойчивость коллоидной взвеси, а именно:
· - силы электростатического отталкивания;
· - броуновское движение;
· - силы притяжения Ван дер Ваальса;
· - силу всемирного тяготения.
Положительно заряженные коагулянты нейтрализуют отрицательный заряд, окружающий коллоидные частицы. Когда заряд вокруг каждой частицы нейтрализован, они постепенно сближаются, уменьшая свой эффективный радиус, становятся в конце концов неустойчивыми и могут сталкиваться друг с другом. При столкновении частицы соединяются друг с другом за счет водородных связей или, например, сил Ван дер Ваальса, образуя большие массы, или хлопья. Энергия перемешивания, применяемая в процессе очистки, увеличивает количество и частоту этих столкновений частиц, усиливая агломерацию твердого вещества и способствуя образованию хлопьев.
Образованию хлопьев способствует полимерная природа коагулянтов. Их длинные молекулярные цепочки подхватывают агломерированные частицы, образуют мостики от одной поверхности к другой, связывая вместе отдельные хлопья в крупные, легко удаляемые массы.
Из двух механизмов, участвующих в процессе коагуляции, нейтрализация заряда играет гораздо более важную роль, чем химическое связывание.
В настоящее время ассортимент коагулянтов и сопутствующих им реагентов, предлагаемых для очистки природных вод с целью улучшения качества питьевой воды постоянно растёт.
Гидроксохлорид алюминия («оксихлорид алюминия», «полиалюминия хлорид») — коагулянт нового поколения, предназначен для подготовки питьевой воды при обработке поверхностных и подземных вод, а также для очистки сточных и оборотных промышленных вод металлургических заводов, целлюлозно-бумажных комбинатов, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, бытовых и городских стоков.
Сульфат алюминия технический используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также применяется в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.
Алюминия гидроксохлоросульфат — смешанный коагулянт на основе сульфата алюминия, предназначен для очистки воды хозяйственно-питьевого назначения и промышленных стоков, для использования в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.
Алюможелезный коагулянт относится к категории смешанных коагулянтов на основе сульфата алюминия, получаемый частичной заменой алюминия на соединения железа.
Алюминия сульфат технический очищенный модифицированный используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также сточных вод различного происхождения.
Современные коагулянты на основе гидроксохлорида – полигидроксохлорид, гидроксохлорсульфат алюминия, Аква-Аурат и т. п. – позволяют существенно повысить качество и интенсифицировать процесс очистки сточных вод. Они имеют ряд существенных преимуществ перед сульфатом алюминия, а именно:
· значительно большее содержание активного вещества;
· соответственно меньшая доза коагулянта, минимум в 2 раза;
· удобство и технологичность использования;
· меньшие мутность, цветность очищенной воды, объем осадка, время коагуляции;
· минимальное остаточное содержание алюминия – < 0,2 мг/л;
· больший диапазон рабочих температур, вплоть до 0,5 °С;
· отсутствие изменения рН.
Их бóльшая стоимость окупается указанными преимуществами, и они являются наиболее перспективными коагулянтами.
22. гетерокоагуляция и контактная кагуляция
Слипание однородных частиц называется гомокоагуляцией, а разнородных — гетерокоагуляцией или адагуляцией.
Гетерокоагуляция - взаимная коагуляция разнородных дисперсных систем.
Коагуляция смесью электролитов имеет большое практическое значение, так как даже при добавлении к золю одного электролита-коагулянта, в действительности коагуляция происходит, по крайней мере, под влиянием двух электролитов, так как в системе содержится электролит-стабилизатор. Кроме того, в технике для коагуляции часто применяют смесь двух электролитов. Понимание закономерностей взаимного действия электролитов важно также при исследовании воздействия биологически активных ионов на органы и ткани живого организма.
Контактная коагуляция - — процесс, осуществляемый в фильтрах с движением воды снизу вверх (см. Осветлитель контактный), при к-ром коагулирующ. реагент вступает в контакт с образовавшимися ранее хлопьями коагулянта, взвеш. в-вами, зернистой и пористой загрузками фильтров. Преимущества контактной коагуляции по сравнению с обычной объемной в следующем: протекает она быстрее, менее чувствительна к темп-ре, возможна даже при низком щелочном резерве воды, требует на 10—15% меньших доз коагулянтов.
Контактная коагуляция
Сократить объем используемого оборудования и расход реагентов позволяет так называемая контактная коагуляция. Она реализуется при введении раствора коагулянта перед механическим фильтром воды. В этом случае зерна загрузки и адсорбированные на них частицы служат центрами коагуляции – «затравкой». При этом резко ускоряется процесс роста хлопьев, которые образуются непосредственно на зернах загрузки и, соответственно, отпадает необходимость в их отстаивании. Процесс очистки сточных вод ускоряется в десятки раз.
Незначительное распространение контактной коагуляции в технологии очистки стоков объясняется быстрым загрязнением обычных фильтров и необходимостью их частой регенерации. Однако при использовании фильтров непрерывного действия такой процесс очень перспективен и в настоящее время распространяется на Западе.
23. характеристика процесса флокуляции. Порядок введения природофлокулянтов
Флокуляция – процесс агрегатации частиц, в котором в дополнение к непосредственному контакту частиц происходит их адсорбционное взаимодействие с молекулами высокомолекулярного вещества, которое называют флокулянтом.
При введении флокулянта в сточные воды резко ускоряется процесс образования и осаждения хлопьев при коагуляции, увеличивается плотность агрегатов и осадков, расширяется диапазон рН эффективного действия коагулянтов.
При наличии в стоках значительного количества взвешенных частиц флокулянты могут обеспечивать их осаждение без введения дополнительных реагентов – коагулянтов.
Флокулянты бывают неорганическими и органическими, природными и синтетическими, ионогенными и амфотерными.
Неорганические флокулянты – активная кремниевая кислота, АКФК; природные – крахмал, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ). Синтетические представляют собой органические водорастворимые высокомолекулярные соединения с молекулярной массой от десятков тысяч до миллионов. Они получили наибольшее распространение из-за лучших флокуляционных свойств и широкого выбора различных модификаций.
Флокулянты могут быть катионными, анионными или не иметь заряда.
Универсальным флокулянтом является нейтральный флокулянт полиакриламид (ПАА). Он выпускается в виде сухого продукта или 8% геля, которые перед использованием растворяют до 0,1% раствора. Сухой продукт имеет преимущества перед гелем, поскольку организация процесса его растворения в сточной воде значительно проще.
ПАА широко используется для повышения эффективности процессов коагуляции и реагентного осаждения. Его применяют как при подготовке питьевой и технической воды, так и при очистке сточных вод и промывных растворов и шламов установок водоподготовки с большим содержанием взвесей.
Доза 0,1% раствора ПАА составляет 0,5–1,5 мг ПАА на 100 г взвешенных веществ. Раствор ПАА вводится через 0,5–2,0 минуты после ввода в стоки коагулянта.
Анионные флокулянты – сополимеры акриламида с акриловой кислотой, имеющие молекулярную массу 3000000–200000000, заряд 0–100%.
Катионные флокулянты – сополимеры акриламида с диметиламиноэтилметакрилатом и другими катионными мономерами – имеют молекулярную массу 300000–10000000 и заряд 0–100%. Выпускаются отечественные флокулянты катионного типа ВА-3, ВА-102, ВПК-402, КФ.
В отличие от ПАА, они вызывают образование крупных хлопьев без введения в сточные воды коагулянтов и могут использоваться самостоятельно. Такой процесс имеет существенные преимущества по сравнению с коагуляцией, поскольку не меняется солевой состав воды и в нее не вводятся дополнительные примеси.
24. Обеззараживание воды. Основы процесса хлорирования. Принципиальная схема
Обеззараживание воды – процесс, в результате которого происходит уничтожение разного рода микроорганизмов и вирусов, сильно влияющих на развитие инфекционных заболеваний вредных для человека, а так же животных, птиц , рыб, то есть всего живого.
На начальных этапах обработки воды (осветление, обесцвечивание коагулированием, отстаивание и фильтрование) удаляется 98% микроорганизмов. Остальные остаются в активном состоянии и среди них могут быть и патогенные. По этому при очистке поверхностных вод необходимо всегда обеззараживать воду, тогда как подземные воды – в основном лишь в случае необходимости по микробиологическим свойствам. Но для профилактических целей обеззараживание водыдолжно производиться на всех станциях очистки воды.
Существует много методов обеззараживания воды по способу воздействия на микроорганизмы.
Но в промышленном масштабе основными являются только два.
Реагентный ( химический ) - воздействие на воду сильными окислителями (озон, газообразный хлор, диоксид хлора, хлорная известь, гипохлорит кальция, гипохлорит натрия, кислород, калий перманганат и другие;
Безреагентный ( физический ) - воздействие на воду УФ лучами.
Все методы можно подразделить на:
химическое обеззараживание воды (хлорирование, озонирование, воздействие перманганатом калия, перекись водорода, йодом и т. п.)
физическое обеззараживание воды (ультрафиолет, ультразвук и т. д.);
термическое обеззараживание воды (кипячение);
олигодинамические обеззараживание воды (обработка ионами благородных металлов);
Любое использование питьевой воды или выпуск сточных вод в биологические водные системы должен быть на сто процентов обеспечен как процессом очистки, так и обязательными элементами обеззараживания.
Проблема охраны, очистки и обеззараживания воды с каждым годом становится все острее из за деятельности человека. Источниками загрязнения как правило являются производственные предприятия, металлургические заводы, транспорт ( наземный и водный ). Из за увеличения численности населения земли и следственно потребляемой ими пищи источниками загрязнения всё больше становятся птицеводческие фабрики и животноводческие фабрики, стоки коммунальных объектов.
Вещества попадающие в воду многочисленны:
Неорганические - сода, сульфаты, азот, марганец, свинец, никель, цинк, щелочь, катионы биогенных металлов и другие.
Органические - нефтепродукты, метан, аммиак, бензол, альдегиды, этиленгликоль, смолы, фенолы и другие.
Вирусные микроорганизмы в воде многочисленны - брюшной тиф , дизентирийная палочка, туберкулёзная палочка, палочка сине-зеленого гноя, аденовирусы, лямбиоз, вирусный гепатиты А и Е, полиомиелит, холера и т. д.
Необходимо бережно относится к воде, не загрязнять водоемы, рационально использовать воду в быту, промышленности, сельском хозяйстве.
Очистка и обеззараживание воды неотъемлемый элемент нашей жизни!
Хлорирование
Хлори́рование — способ дезинфекции и окисления воды. Применяется наряду с другим способом окисления — озонированием. Хлорирование применяется при подготовке воды для:
очистки окислением. При окислении загрязняющие вещества разрушаются хлором и озоном (хлором или озоном). Образовавшиеся продукты распада удаляются фильтрованием или сорбионным фильтрованием. Другими способами очистки являются: коагуляция, фильтрование, окисление озоном (озонирование).
Хлорирование воды жидким хлором. При введении хлора в воду образуются хлорноватистая и соляная кислоты
С12 + Н2О = НОС1 + НС1.
Далее происходит диссоциация образовавшейся хлорноватистой кислоты
НОС1 ч* Н+ + ОС1-.
Получающиеся в результате диссоциации хлорноватистой кислоты гипохлоритные ионы ОС1~ обладают наряду с недиссоциированными молекулами хлорноватистой кислоты бактерицидным свойством.
Сумму С12+НОС1+ОС1- называют свободным активным хлором.
Количество активного хлора, необходимого для обеззараживания воды, должно определяться не по количеству болезнетворных бактерий, а по всему количеству органических веществ и микроорганизмов (а также и неорганических веществ, способных к окислению), которые могут находиться в хлорируемой воде.
Правильное назначение дозы хлора является исключительно важным. Недостаточная доза хлора может привести к тому, что он не окажет необходимого бактерицидного действия; излишняя доза хлора ухудшает вкусовые качества воды. Поэтому доза хлора должна быть установлена в зависимости от индивидуальных свойств очищаемой воды на основании опытов с этой водой.
Расчетная доза хлора при проектировании обеззараживающей установки должна быть принята исходя из необходимости очистки воды в период ее максимального загрязнения (например, в период паводков).
Показателем достаточности принятой дозы хлора служит наличие в воде так называемого остаточного хлора (остающегося в воде от введенной дозы после окисления находящихся в воде веществ). Согласно требованиям ГОСТ 2874—73, концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее в сеть должна находиться в пределах 0,3— 0,5 мг/л.
Вода поступает на первичное хлорирование, куда подается хлор из хлорантной. Сюда же подается коагулянт из бака. Поступает в вертикальный сместитель. Из него в горизонт. Отстойник. После на скоростной фильтр(песок) от сюда вода поступает в резервуар чистой воды
25. Характеристика основных положений физико-хим. Процесов очистки сточных бытовых вод.
У річках й інших водоймищах відбувається природний процес самоочищення води. Проте він протікає поволі. Доки промислово-побутові скиди були незначні, річки самі справлялися з ними. У наше індустріальне століття у зв’язку з різким збільшенням відходів водоймища вже не справляються з таким значним забрудненням. Виникла необхідність знешкоджувати, очищати стічні води й утилізувати їх.
Очищення стічних вод – обробка стічних вод з метою руйнування або видалення з них шкідливих речовин. Звільнення стічних вод від забруднення – складне виробництво. В ньому, як і в будь-якому іншому виробництві, є сировина (стічні води) та готова продукція (очищена вода).
Методи очищення стічних вод можна розділити на механічні, хімічні, фізико-хімічні й біологічні, коли ж вони застосовуються разом, то метод очищення і знешкодження стічних вод називається комбінованим. Застосування того або іншого методу у кожному конкретному випадку визначається характером забруднення і ступенем шкідливості домішок.
Суть механічного методу полягає в тому, що із стічних вод шляхом відстоювання і фільтрації видаляються механічні домішки. Грубодисперсні частинки залежно від розмірів уловлюються ґратами, ситами, пісковловлювачами, септиками, гнойовловлювачами різних конструкцій, а поверхневі забруднення – нафтопастками, бензомасловловлювачами, відстійниками й ін. Механічне очищення дозволяє виділяти з побутових стічних вод до 60-75% нерозчинних домішок, а з промислових – до 95%, багато з яких як цінні домішки використовуються у виробництві.
Хімічний метод полягає в тому, що в стічні води додають різні хімічні реагенти, які вступають в реакцію із забруднювачами й облягають їх у вигляді нерозчинних осадів. Хімічним очищенням досягається зменшення нерозчинних домішок до 95% і розчинних – до 25%.
При фізико-хімічному методі обробки із стічних вод видаляються тонко дисперсні і розчинені неорганічні домішки і руйнуються органічні та речовини, які погано окислюються. Найчастіше з фізико-хімічних методів застосовуються коагуляція, окислення, сорбція, екстракція і т.д. Широке застосування знаходить також електроліз. Він полягає в руйнуванні органічних речовин у стічних водах і витяганні металів, кислот й інших неорганічних речовин. Електролітичне очищення здійснюється в особливих спорудах – електролізерах. Очищення стічних вод за допомогою електролізу ефективне на свинцевих і мідних підприємствах, в лакофарбовій і деяких інших областях промисловості.
Забруднені стічні води очищають також за допомогою ультразвуку, озону, іонообмінних смол і високого тиску, добре зарекомендувало себе очищення шляхом хлорування.
Серед методів очищення стічних вод велику роль відіграє біологічний метод, оснований на використанні закономірностей біохімічного і фізіологічного самоочищення річок й інших водоймищ. Є декілька типів біологічних пристроїв по очищенню стічних вод: біофільтри, біологічні ставки й аеротенки.
26. Принципиальная схема фильтрационной станции. Блок механического очищения.
Фильтрованием называется процесс прохождения осветляемой воды через слой фильтрующего материала. Фильтрование, так же как и отстаивание, применяют для осветления воды, т. е. для задержания находящихся в воде взвешенных веществ. Фильтрующий материал должен представлять собой пористую среду с весьма малыми порами. В водопроводной практике в качестве основного фильтрующего материала применяют песок.
Фильтр представляет собой резервуар, в нижней части которого расположено дренажное устройство той или иной конструкции для отвода профильтрованной воды. На дренаж обычно укладывают слой поддерживающего материала и затем слой собственно фильтрующего материала. При песчаных фильтрах поддерживающим материалом является гравий, уложенный слоями с возрастающей книзу крупностью зерен. В процессе фильтрования фильтр постоянно заполнен водой до уровня, расположенного не менее чем на 2 м выше поверхности фильтрующего материала. В обычных фильтрах вода подается сверху и отводится снизу — через дренажное устройство.
Производительность фильтра определяется скоростью фильтрования. Под скоростью фильтрования следует понимать не скорость движения воды в порах, а скорость вертикального движения воды над фильтрующим слоем.
В большинстве случаев фильтрование сочетают с другими методами очистки воды. Так, на станциях городских водопроводов фильтры обычно используют для обработки воды, прошедшей (после коагулирования) отстойники или осветлители. Фильтры применяют также для осветления воды при ее реагентном умягчении и обезжелезивании. В некоторых случаях фильтры используют для осветления природной некоагулированной воды, а также коагулированной воды без предварительного отстаивания
Воды делятся на НО- неочищенные, НДО – недостаточно очищенные, УО – условноочищенные, О – очищенные.
В донбассе большинство рек относятся к грязным и очень грязным. Практически все подвергаются обязательному очищению. Подача воды осущ. В зависимости от типа источника Водоснабжения.
Механическая очистка характеризуется тем, что на первом этапе очистки удалояется 90-95% планктона, синезеленых водорослей и до 25% взвешенных веществ. Обычно микрофильтры и микрорешетки расположенны во вращающихся барабанах. После идет второй этап очистки, где преобладает хлорирование .
27. Принципиальная схема фильтрационной станции. Блок биологического очищения.
В настоящее биологической очистке подвергается большинство промышленных и бытовых сточных вод перед их сбросом в водоемы. Принцип бологической очистки стоков состоит в том, что при некоторых условиях микробы способны расщеплять органику до простых веществ, таких как вода, углекислый газ, т.д.
Биологические методы очистки сточных вод могут быть разделены на два типа, по типам микроорганизмов, участвующих в переработке загрязнителей стоков:
1. аэробные биологические методы очистки промышленных и бытовых сточных вод (микроорганизмам при их жизнедеятельности необходим кислород)
2. очистка стоков анаэробными микроорганизмами (которые живут без кислорода).
Методы очистки сточных вод с участием аэробных бактерий разделяются по типу емкости, в котором происходит окисление стоков. Емкостью може быть и биопруд, и биологический фильтр, и поле фильтрации. Однако суть самого метода очистки сточных вод, а именно минерализация органики остается неизменной. В естественных условиях очистка сточных вод происходит на полях фильтрации и в биопрудах.
Поля фильтрации - это специальные участки, отведенные для сброса загрязненных сточных вод и заселенные почвенными аэробными бактериями. При попадании в почву, вредная органика сточных вод подвергаются окислению микроорганизмов, с конечным образованием углекислого газа и воды. Одновременно с процессами переработки органики сточных вод, имеет место синтез биомассы бактерий.
Аэробное оксидация в биопрудах является процессом минерализации органики сточных вод под действием бактерий, живущих в воде. Биопруды являются водными объектами, в которых создано благоприятные для жизни микроорганизмов условия, такие как малая глубина, большое количество водорослей, насыщающих воду кислородом и т.п. Строительство биопрудов может быть использовано и для очистки производственных сточных вод, и для очистки рек, впадающих в водохранилища.
Препятствием более широкого использования биопрудов и полей фильтрации является их сезонная работа, небольшая производительность по очистке стоков, необходимость отвода крупных площадей земли.
В процессе очистки сточных вод в биологических фильтрах обработка стоков микробами проходит в искусственных сооружениях. В данных сооружениях в течение длительного времени могут поддерживаться оптимальные параметры для жизни микроорганизмов - значения температуры, рН, концентрации кислорода в воде и т.д. Очистка сточных вод в биологических фильтрах имитирует очистку микроорганизмами стоков на почве. Очистка сточных вод в аэротенках аналогична очистке в водоемах.
Аэротенк - это емкость глубиной до 5-6 метров, которая имеет устройство нагнетания воздуха. Внутри аэротенка живут колонии микроорганизмов - на хлопьях ила. Данные колонии перерабатывают органику сточных вод. После аэротенков чистая вода подается в отстойники. В отстойниках происходит осаживание активного ила с его последующим частичным возвращением обратно в резервуар.
Биологический фильтр - это заполненная крупно зернистым материалом емкость. На частицах данного материала живут колонии микроорганизмов. Биологические фильтры легче обслуживать, нежели аэротенки. Они более надежны и способны переносить перегрузки по загрязнению и объему сточных вод. Как для любых биологических сообществ, для устройств биологической очистки стоков существуют предельные концентрации загрязнений, припревышение которых микроорганизмы могут погибнуть.
В случае,если сточные воды содержат высокие концентрации органики, наиболее перспективным методом очистки стоков является анаэробный метод. Преимущество данного метода очистки заключается в меньших эксплуатационных расходах, так как в этом случае нет необходимости проводить аэрацию воды.
Анаэробные реакторы, как правило, представляют собой металлические резервуары, содержащие минимумальное количество сложного нестандартного оборудования. Однако жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов связан с выделением в воздух метана, что требует организации специальной системы наблюденя его концентрации.
Указанные выше методы очистки сточных вод применимы, если концентрации определенных загрязняющих агентов не превышает допустимые величины. Как правило, необходимо проводить три-четыре ступени предварительной очистки стоков. Кроме этого для сброса очищенных сточных вод в водоемы после биоочисткибывает необходима их доочистка - например, при помощи озонирования.
Существуют и так называемые особые, некондиционные сточные воды, которые проблематично очистить с использованием современных технологий очистки стоков. Данные сточные воды подвергаются утилизации – закачке в естественные подземные резервуары. Однако утилизация сточных вод подобным способом возможна лишь в том случае, когда используемый для утилизации стоков подземный горизонт изолирован от горизонтов, используемых для хозяйственного и питьевого водоснабжения.