Методы очистки сточных вод

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

Глава 1. Механические методы очистки сточных  вод…………..................5

     1.1 Общие сведения о механической  очистке сточных вод…….............5

     1.2 Процеживание………………………………………………………....6

     1.3 Отстаивание……………………………………………………………9

     1.4Фильтрование…………………………………………………………15

Глава 2. Физико-химические методы очистки сточных вод……….........20

     2.1 Коагуляция и коагулянты……………………………………………20

     2.2 Флокуляция и флокулянты…………………………...........................22

2.3 Флотация………………………………………………………………24

     2.4 Методы ионного обмена и адсорбции……………………………….44 

     2.4.1 Адсорбция на твердых сорбентах………………………………….26

     2.4.2 Теоретические основы метода ионного обмена…………………..27

     2.5 Экстракция…………………………………………………………….29

Глава 3. Методы биологической очистки сточных вод……………….......31

     3.1 Теория процессов биологической очистки стоков………………….31

     3.2 Аэробная биологическая очистка……………………………………33

     3.3 Анаэробная биологическая очистка………………………………….35

     3.4 Схемы биохимической очистки………………………………………36

Глава 4. Электрохимические  методы очистки сточных вод……………...38

     4.1 Электролиз сточных вод…………………………………………........38

     4.2Электрокоагуляция……………………………………………………..39

     4.3 Электрофлотация……………………………………………….............40

     4.4 Электродиализ………………………………………………………….41

Глава 5. Мембранные (баромембранные) методы………………………….43

Глава 6. Термоокислительные методы очистки сточных вод…………….47

     6.1 Теоретические положения термоокислительных  методов очистки сточных вод…………………………………………………...................................47

     6.2 Огневой метод………………………………………………………….47

     6.3 Метод жидкофазного окисления………………………………………49

     6.4 Метод парофазного каталитического  окисления……………………..50

Заключение………………………………………………………………………..51

Список  использованной литературы………………………………………….52 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с  ними. В наш индустриальный век  в связи с резким увеличением  отходов водоемы уже не справляются  со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать  их.

      Основные  загрязнения сточных вод - физиологические  выделения человека и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье  продуктов питания, посуды, помещений, стирке белья, а также образующиеся в технологических процессах на промышленных предприятиях. Бытовые и многие производственные воды содержат значительное количество органических веществ, которые могут загнивать, что очень опасно для людей, животных и рыб. Для поддержания санитарного благополучия необходимо удалять сточные воды с территории населенных пунктов, чтобы не загрязнять окружающую местность и водоемы.

      Под очисткой сточных вод подразумевается  их обработка различными методами с целью разрушения или извлечения содержащихся в них минеральных и органических веществ до степени, позволяющей сбрасывать эти воды в водоемы и водотоки или повторно использовать их для производственных и других целей. К очистке воды относятся также ее обезвреживание и обеззараживание, удаление вредных для человека, животных или растений веществ и устранение из воды болезнетворных микроорганизмов и вирусов.

      Для очистки сточных вод предусматривается  комплекс отдельных сооружений, в которых по ходу движения сточная вода постепенно очищается сначала от крупных, а затем от все более мелких загрязнений, находящихся в нерастворенном состоянии.

      Для очистки сточных вод применяются  следующие методы:

     - механический (осуществляется на  таких сооружениях, как решетки,  песколовки, усреднители,отстойники различного назначения, гидроциклоны, нефтеловушки, жироловки, смолоулавливатели, фильтры разнообразных конструкций, центрифуги, жидкостные сепараторы);

     - химический (используются реагенты, позволяющие нейтрализовать и  окислить сточные воды, вывести  некоторые компоненты в осадок);

     - физико-химический (используются такие  сооружения, как коагуляторы, флотаторы,  экстракторы, сорбционные и ионообменные  фильтры);

     -электрохимический (электрофлотаторы, электрокоагуляторы, электролизеры различных конструкций, т. е. устройства,использующие для интенсификации химических и физико-химических процессов электрический ток);

     - биологический (применяются аэротенки,  метантенки, биофильтры, биопруды и  другие сооружения, в которых  очистка сточных вод осуществляется  с помощью биологических  процессов.  В последнее время разработан  ряд новых технологических процессов  - мембранные способы, синтетические  сорбенты, окислительные методы, применение  чистого технического кислорода  или обогащенного им воздуха,  использование специфического биоценоза.  
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Механические методы очистки сточных вод

1. Общие сведения о механической очистке сточных вод

     В городских сточных водах содержится большое количество нерастворимых  и малорастворимых веществ с  размером частиц более 0,1 мкм, которые  образуют с водой дисперсные системы-суспензии  и эмульсии. Такие системы являются кинетически неустойчивыми и  в определенных условиях способны разрушаться-выпадать в осадок или всплывать на поверхность  воды.

     Механическая  очистка-это выделение из сточных  вод находящихся в них нерастворимых  грубодисперсных примесей, имеющих  минеральную или органическую природу.

     Механическую  очистку сточных вод применяют  преимущественно как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых  сточных вод на 60-65%, а из некоторых  производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются  в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым  дешевым методом их очистки, а  поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод  механическими методами.

     В настоящее время к очистке  предъявляют большие требования. Это приводит к созданию высокоэффективных  методов физико-химической очистки, интенсификации процессов биологической  очистки, разработке технологических  схем с сочетанием механических, физико-химических и биологических способов очистки  и повторным использованием очищенных  вод в технологических процессах.

     Механическую  очистку проводят для выделения  из сточной воды находящихся в  ней нерастворенных грубодисперсных  примесей путем процеживания, отстаивания  и фильтрования.

     Для задержания крупных загрязнений  и частично взвешенных веществ применяют  процеживание воды через различные  решетки и сита. Для выделения  из сточной воды взвешенных веществ, имеющих большую или меньшую плотность по отношению к плотности воды, используют отстаивание. При этом тяжелые частицы оседают, а легкие всплывают.

     Сооружения, в которых при отстаивании  сточных вод выпадают тяжелые  частицы, называются песколовками.

     Сооружения, в которых при отстаивании  загрязненных промышленных вод всплывают  более легкие частицы, называются в  зависимости от всплывающих веществ  жироловками, маслоуловителями, нефтеловушками и др.

     Фильтрование  применяют для задержания более  мелких частиц. В фильтрах для этих целей используют фильтровальные материалы  в виде тканей (сеток), слоя зернистого материала или химических материалов, имеющих определенную пористость. При  прохождении сточных вод через  фильтрующий материал на его поверхности  или в поровом пространстве  задерживается выделенная из сточной  воды  взвесь.

     Механическую  очистку как самостоятельный  метод применяют тогда, когда  осветленная вода после этого  способа очистки может быть использована в технологических процессах  производства или спущена в водоемы  без нарушения их экологического состояния. Во всех других случаях механическая очистка служит первой ступенью очистки  сточных вод. 

     1.2 Процеживание

     Процеживание-задержание наиболее крупных загрязнений и  частично взвешенных веществ на решетках и ситах. Это один из простейших механических методов.

     Решетки выполняют роль защитных сооружений для предварительного удаления крупных  отходов, которые могут нарушить нормальный режим работы последующих  агрегатов.

     Основным  элементом решеток является рама с рядом металлических стержней, расположенных параллельно друг другу и создающих плоскость  с прозорами, через которую процеживается вода. Для устройства решеток применяются стержни прямоугольной, прямоугольной с закругленной частью, круглой и другой форм.

     Скорость  протока воды не должна превышать 1 м/с во избежание продавливания  отходов. Решетки устанавливаются  в расширенных каналах называемых камерами. Решетки подразделяют: с  ручной (до 0,1 /сут снимаемых отходов) или механизированной очисткой; вертикальные или наклонные; совмещенные с дробилкой, подвижные и неподвижные.

     Решетки очищаются граблями. При большом  количестве улавливаемых отбросов (более 0,1/сут) их удаление и подъем из воды механизируется. Задержанные загрязнения подвергаются дроблению на специальных дробилках, а затем или сбрасываются в поток воды или транспортируются в метантенки на сбраживание.

     Размер  решеток определяется из условия  обеспечения в прозорах решеток  оптимальной скорости 0,8-1,0 м/с при  максимальном расходе сточных вод. При большей скорости уловленные загрязнения «продавливаются» через  решетки. При меньшей скорости в  уширенной части канала перед  решеткой начинают выпадать в осадок крупные фракции песка.

     Исходя  из общей ширины решеток, подбирается  необходимое количество рабочих  решеток, дополнительно устанавливают 1-2 резервные решетки и предусматривают  обводной канал для пропуска воды в случае аварийного засора решеток.

     Решетки размещают в отапливаемых и вентилируемых  помещениях. В месте установки  на дне камеры выполняется уступ, равный величине потерь напора в решетке. Между решетками для их обслуживания предусматривают проходы шириной не менее 1,2 м - для механических решеток и 0,7 м - для решеток с ручной очисткой.

     Соответственно  существуют марки решеток: МГТ(механизированные поворотные), МГ (механизированные грабли), РМН (решетки механизированные наклонные), РМУ (решетки механизированные универсальные), РМБ (механизированные вертикальные), РДГ (решетка дуговая гидравлическая), RS(решетка ступенчатая механическая фирмы «MEVA»),  РД (решетки-дробилки).

     Удельное  количество задерживаемых отбросов зависит от ширины прозоров решеток (таблица 1).

     Таблица 1

     Зависимость  удельного количества отбросов от ширины прозоров решетки

Ширина  прозоров, мм	16-20	25-30	40-50	60-80	90-125
Удельное  количество отбросов, л/(год*чел)	8	3	2,3	1,6	1,2

 

     Существуют  конструкции решеток, совмещенные  с дробилками - решетки-дробилки (комминуторы), в которых измельчение уловленных отбросов происходит под водой.