23. Очистка сточных вод. Методы очистки стоков.

Очистка сточных вод - разрушение или удаление из них определенных веществ.

Обеззараживание сточных вод - удаление из них патогенных микроорганизмов.

Важнейшая, наиболее сложная проблема - это защита поверхностных вод от загрязнения.

Предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:

1. Развитие безотходных и безводных технологий. Внедрение систем оборотного водоснабжения.

2. Очистка сточных вод.

3. Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты.

4. Очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод - это неочищенные сточные воды.

Существуют разнообразные методы очистки сточных вод. Наиболее общепринятыми являются: механический, физико-химический, химический и биологический методы. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким-либо одним способом или комплексом методов (комбинированный способ).

В процессе очистки предусматривают обработку осадка (или избыточной биомассы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в водоем.

При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалина) производственных стоков. Из бытовых - до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов. Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры), задерживаются нефте и масла ловушками, либо выжигают.

Для этих целей применяют решетки, песколовки, песченные фильтры, отстойники. Вещества плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры и т.д.) задерживают нефтеловушки и маслоловушки и другие виды уловителей или выжигают.

Химические и физико-химические методы очистки являются наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод. К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. Для нейтрализации кислот и щелочей, в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кольценированную соду, аммиак). Для окисления используют различные окислители (O₃,KMnO₄) помощью этих методов сточные воды освобождаются от токсичных и других компонентов.

При физико-химической очистке используются:

1. Коагуляция - введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и т.д.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются.

2. Сорбция - способность некоторых веществ (бентонитовые глины, активированный уголь, селикогель, торф и др.) поглощать загрязнения. Методом сорбции возможно извлечение из сточных вод ценных растворимых веществ и последующее их утилизация.

3. Флотация - пропуск через сточные воды воздуха. Газовые пузырьки захватывают при движении вверх поверхностно активные вещества - ПАВ (нефть, масла, другие загрязнения) и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой.

Для очистки коммунально-бытовых промышленных стоков целлюлозно-бумажных, нефте перерабатывающих, пищевых предприятий широко используют биологический (биохимический) метод. Метод основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов использующих для своего развития органические и некоторые неорганические соединения содержащиеся в сточных водах (серо - водород, аммиак, нитриты, сульфиды). Очистку ведут с помощью естественных (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) и искусственных методов (аэротанки, метатанки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы).

После осветления сточных вод образуется осадок, который сбраживают в железобетонных резервуарах (метантанках), а затем удаляют на иловой площадке для подсушивания. Подсушенный осадок обычно используется как удобрение, но в последние годы в сточных водах стали обнаруживаться многие вредные вещества (в частности - тяжелые металлы), что исключает такой способ утилизации осадков.

Осветленная сточных вод очищается в аэротанках - специальных закрытых резервуарах, по которым медленно пропускают стоки обогащенные кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетеротропных гетеротрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесень, дрожжи, водные грибы), а также твердого субстрата.

После вторичного отстаивания сточные воды обеззараживают ((дезинфицируют) с помощью соединений хлора или других окислителей). При этом способе уничтожаются патогенные бактерии, вирусы, болезнетворные микроорганизмы.

В системах очистки сточных вод биологический метод является завершающим и после его примирения сточные воды можно использовать в оборотном водоснабжении, либо сбрасывать в поверхностные водоемы.

Очень сложна утилизация животноводческих стоков губительно действующих на водные экосистемы. В настоящее время, наиболее экономичной предусмотрена технология, при которой вредные стоки разделяют с помощью центрифугирования на твердую и жидкую фракции, при этом твердая часть превращается в компост и ее вывозят на поле. Жидкая часть (т.н. жижа) концентрацией до 18% проходит через реактор и перерабатывается в гумус.

При разложении органики выделяются метан (СН4), двуокись углерода (CO₂) и сероводород (H₂S). Энергию этого биогаза используют для производства тепла и энергии.