Методы очистки сточных вод: обзор преимуществ и недостатков

Развитие направления очистки сточных вод идет по пути интенсификации использования приемов биологической очистки. Создаются также высокоэффективные физико-химические методы очистки сточных вод, и методы, комбинирующие вышеперечисленные. Одновременно с этим отыскиваются пути повторного использования сточных вод, уже прошедших очистку. В данной статье мы подробнее остановимся на способах очистки стоков как промышленных, так и хозяйственно-бытовых, рассмотрим типы очистных сооружений, подходящих к тому или иному типу загрязнений сточных вод.

Способ механической очистки стоков

Существует три основных способа очистки стоков:

• механическая;
• физико-химическая;
• биологическая.

Метод механической очистки сточных вод используют с целью выделения из стоков нерастворенных в них грубодисперсных веществ посредством фильтрования, отстаивания и процеживания.

Итак, при каких типах загрязнений следует применять механические методы очистки сточных вод того или иного вида.

Рассмотрим по порядку:

• Для задержки крупнофракционных загрязнений и взвешенных веществ используют процеживание сточной воды через различные сита и решетки.
• Если требуется извлечение из сточных вод находящихся в них взвешенных веществ с большей или меньшей плотностью частиц в сравнении с водой, используют способ отстаивания. Таким образом, легкие частицы всплывают на поверхность, а тяжелые – выпадают на дно в виде осадка.
• Взвеси минерального происхождения (например песка), выделяются из стоков путем осаждения в специальных отстойниках для сточных вод – песколовках. Основная же масса более легких взвесей, обычно органического происхождения, выделяется из стоков в отстойниках.
• Более легкие в сравнении с водой вещества (смолы, масла, нефть, жиры и т.п.), которые всплывают в процессе отстаивания на поверхность, удаляются посредством сооружений, называемых смолоулавливателями, маслоулавливателями, нефтеловушками, жироловушками.

Как правило, такие сооружения используют, когда требуется переработка сточных вод промышленных производств.

• Частица очень мелкозернистой суспензии, которые пребывают в стоках во взвешенном состоянии, очищаются путем пропуска сточных вод через слой ткани либо иного зернистого материала. В толще и на поверхности фильтра подобного рода взвеси задерживаются. Фильтрование также применимо в основном для очистки промышленных стоков.

Как самостоятельный способ, механическую очистку используют в том случае, если степень очистки, достигаемая при ее применении, позволяет использовать осветленные воды в производственных целях, произвести спуск этих вод в водоем либо (по договоренности с муниципальными органами) в систему центральной канализации населенного пункта.

В остальных случаях механические методы очистки сточных вод применяются как предварительные, перед проведением биологической очистки.

Способ физико-химической очистки стоков

Локальная система очистки стоков

Такой способ заключается в том, что в очищаемые воды вводятся специальные вещества-реагенты – флокулянты и коагулянты для очистки сточных вод.

При вступлении в химическую реакцию с примесями, находящимися в воде, данные вещества способствуют скорейшему и более полному выделению нерастворенных примесей, частей растворенных соединений и коллоидов, уменьшая тем самым их концентрацию в очищаемых сточных водах промышленных предприятий или хозяйственно-бытовых.

Они также способны переводить растворимые примеси в нерастворимые либо в растворимые, однако безвредные. Могут изменять реакцию стоков их нейтрализацией, обесцвечивают окрашенные сточные воды.

По данным современных исследований, физико-химические способы очистки стоков способны обеспечивать глубокую очистку. Такие методы могут стать альтернативой биологическим либо интенсифицировать механические методы очистки.

Применяют физико-химические методы зачастую для очистки производственных стоков. Причем в зависимости от конкретных условий любой из методов может стать окончательной либо предварительной стадией (когда степень очистки не достаточна для повторного применения сточных вод).

Способ биологической очистки стоков

Данный метод основывается на жизнедеятельности специальных микроорганизмов, способствующих окислению и восстановлению органического типа веществ, которые пребывают в стоках в форме тонких суспензий, в растворенном виде и в виде коллоидов, которые, в свою очередь, служат для данных микроорганизмов питательным материалом. В результате поглощения примесей микроорганизмами и происходит очистка.

Такой метод применим не только для очистки промышленных и стоков городской канализации, но также когда необходима очистка хозяйственно-бытовых сточных вод частных домов, дач и коттеджей.

Сооружения для биологической очистки делятся на два типа:

• на те, в которых процесс очистки протекает в условиях, приближенных к естественным;
• и те, в которых очистка протекает в искусственных условиях.

Как выбрать подходящую систему биологической очистки для частного дома:

• очистные сооружения сточных вод, обеспечивающие естественные условия очистки (поля фильтрации и орошения, а также биопруды) сточных вод имеют ограничения в применении, связанные с условиями климата конкретной местности и весьма обширной занимаемой площадью;
• биологическая очистка сточных вод искусственного типа не имеет практически никаких ограничений, при этом достигает степень очистки стоков до 99%, что недостижимо для естественных способов; единственным минусом таких систем можно считать сравнительно высокую стоимость как самой установки, так и ее обслуживания.

Откачка сточных вод из выгребных ям является альтернативой очистке и надежным способом сохранности чистоты экосистемы, однако производить ее необходимо регулярно, что сопряжено не только с финансовыми затратами, но и специфическим запахом, который какое-то время сохраняется на участке после процесса откачки.

Совет! Согласно ГОСТ сточные воды должны обладать БКП полн. не более 15мг/л., и содержать взвесей не выше 20мг/л.

Способы обработки осадка в сточных водах

Очистка стоков любым из способов, описанных выше, предполагает образование осадка, который состоит из нерастворенных в сточных водах веществ, выпавших в первичном отстойнике. Помимо этого при биологической очистке и во вторых отстойниках образуются большие объемы осадка.

Осадок составляют твердые вещества, сильно разбавленные водой. Плотность осадка сточных вод, как правило, составляет 1,01-1,03 тонн/м.куб., из которой 96-99% составляет вода.

В таком состоянии при очистке некоторых типов промышленных и при очистке сточных вод коттеджей или частных домов осадок обладает неприятным запахом и несет опасность в плане санитарии, в нем содержится большое количество болезнетворных бактерий и яиц глист.

Чтобы уменьшить содержание в осадке органических веществ и придать ему большую санитарную привлекательность, его подвергают сбраживанию (воздействию анаэробных бактерий) и аэробной стабилизации в специальных сооружениях.

Выделяют следующие типы анаэробных сооружений:

• двухъярусные отстойники;
• септики;
• метантенки.

Септики и двухъярусные отстойники призваны выполнять одновременно две функции:

1. выделять из стоков нерастворимые вещества методом отстаивания;
2. сбраживать образующийся осадок.

Метантеки же преимущественно служат только для сбраживания осадка. В редких случаях их применяют для предварительной очистки анаэробным методом высококонцентрированных стоков.

Снижение влажности производится в специальных иловых прудах (при небольших станциях) и иловых площадках.

Обезвоживание осадка сточных вод производится посредством разных механических приемов – вакуум-фильтрации, фильтрпрессования, центрифугирования. Также существуют аппараты термической сушки и сжигания осадка.

Однако основным назначением обработки осадка сточных вод является его использование в качестве органического удобрения либо белково-минеральных добавок к рациону питания домашней скотины.

Выбор способа очистки и обработки сточного осадка как из систем очистки частных домов, так и промышленных предприятий, зависит в первую очередь от целесообразности и возможности использования очищенного осадка в тех или иных целях.

Методы очистки фенолсодержащих сточных вод

Сооружение для очистки промышленных стоков

Основными генераторами сточных вод с высоким содержанием фенола являются предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Фенол – одно из наиболее токсичных веществ, содержащихся в стоках, которое делает их повторное использование без должной очистки невозможным.

Очистка сточных вод от фенола производится несколькими способами.

Это:

• выпариванием;
• экстракцией;
• сорбцией;
• озонированием.

Методы адсорбционной очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод адсорбцией обычно используют для глубокой очистки стоков от растворенных в них органических веществ в дополнение после произведения биохимической очистки, или в тех случаях, когда концентрация веществ такого типа невелика, однако их не удается очистить биологическими методами либо если примеси сильнотоксичны.

Пределы применения методов адсорбции составляют 5-1000мг/л содержащихся в сточных водах примесей

Совет! В данном случае локальные очистные установки следует устанавливать в том случае, если удаляемый тип примесей поддается хорошей адсорбции при незначительном расходе адсорбента, а содержание в стоках загрязнителя приближено к верхнему пределу.

Адсорбционные системы доочистки способны очищать стоки даже со сравнительно низкой концентрацией загрязнителя, при этом обеспечивают высокую пропускную способность.

Адсорбция сточных вод, помимо прочего, применима для обезвреживания следующих типов загрязнений.

Это:

• гербицидов;
• фенолов;
• пестицидов;
• ПАВ;
• ароматических нитросоединений;
• красителей
• и т.д.

Достоинством метода адсорбции можно назвать высокую эффективность (80-95%) и возможность очистки стоков, содержащих одновременно несколько типов загрязнителей, а также рекуперации данных веществ.

Виды сорбентов, применяемых для очистки сточных вод:

• синтетические сорбенты;
• активные угли – являются наиболее универсальными адсорбентами;
• некоторые производственные отходы – опилки, зола, шлаки и т.д;
• минеральные сорбенты – силикагели, глины, гидроксиды и алюмогели металлов.

Методы очистки сточных вод весьма разнообразны и подбираются в зависимости от условий очистки и примесей, содержащихся в стоках.