E3_GidrosferaRAZ_MAT

16.03.2013

Физико-химические методы очистки сточных вод.

Очисткасточныхвод экстракциейсостоитиз трехстадий.

Первая – интенсивноесмешиваниесточнойводы с

экстрагентом(органическимрастворителем),в

результатечегообразуютсядвежидкиефазы:

экстракт,которыйсодержитизвлекаемое

веществои экстраген,и рафинат,который

содержитсточнуюводуи экстраген.

Втораястадия– разделениеэкстрактаи

рафината

Третьястадия– регенерацияэкстрагентаиз экстрактаирафината.

Химические методы очистки сточныхвод.

Химическиеметодыочисткисточныхвод. Все

этиметодысвязанысрасходомразличных

реагентовипотомудороги.Ихприменяютдля

удалениярастворимыхвеществв замкнутых

системахводоснабжения,аиногдаидля дополнительнойочисткисточныхводдоили после биологическойочистки. Спомощьюхимической очисткинаиболеечастоудаляютионытяжелых металлов.

Косновнымметодамхимическойочисткиотносят

нейтрализациюиокисление.

Химические методы очистки сточныхвод.

Нейтрализацияприменяетсядляобработки производственныхсточныхвод,содержащих

щелочиикислоты.

Применяютследующиеспособынейтрализации:

взаимнаянейтрализация кислыхищелочных сточныхвод;

нейтрализация реагентами (растворы кислот, негашеная известь, гашеная известь, кальцинированная сода, аммиак идр.);

фильтрование черезнейтрализующие материалы (известь,известняк,доломит, магнезит, мел идр.).

21

16.03.2013

Химические методы очистки сточныхвод.

 Дляочисткисточныхвод окислениемиспользуютгазообразный исжиженныйхлор,диоксидхлора,флораткальция,

гипохлоридыкальцияинатрия,перманганаткалия, кислородвоздуха,озон,пероксидводорода, бихроматкалия

идр.

Впроцессеокислениятоксичныезагрязнения, содержащиесяв сточныхводах,врезультатехимических реакцийстановитсяменее токсичнымиизатемудаляютсяизводы.

Очисткаокислителямисвязанас большимрасходомреагентов, поэтомуееприменяюттолькотогда,когдавещества, нецелесообразноилинельзяизвлечьдругимиспособами.

Активностьреагентакакокислителяопределяетсязначением

окислительногопотенциала,который,например,для перманганатакалия равен 0,59,дляпероксидаводорода– 0,68,для хлора– 0,94идляозона– 2,07.

Окислениекислородомвоздуханаиболеечасто

используютдля очисткиводыотдвухвалентного

железапутемаэрированиявоздухачерезсточную воду.

4Fe2++O2+2H2O= 4Fe3++4OH–;

Fe3++3H2O= Fe(OH)3+3H+

Образовавшийсягидроксиджелезаотстаиваютв

контактномрезервуаре,азатемотфильтровывают.

Химические методы очистки сточныхвод.

Озонированиеоснованонавысокой окислительнойспособностиозона,которыйпри

нормальнойтемпературеразрушаетмногие

органическиекомпонентысточныхвод.

Приэтомодновременнопроисходят обесцвечиваниеиобеззараживаниесточнойводы, атакженасыщениееекислородом.

22

16.03.2013

Химические методы очистки сточныхвод.

Очисткувосстановлениемиспользуюттогда,

когдасточныеводы содержатлегко

восстанавливаемыевещества.

Этиметодыширокоупотребительныдля удаления

изсточныхводсоединенийртути,хрома,

мышьяка.

Например,длявосстановленияртутииее

соединенийприменяютсульфид железа,

боргидриди гидросульфитнатрия,гидразин,

железныйпорошок,алюминиевуюпудруидр.

Биологическиеметодыочистки воды

Биохимическиеметодыочисткисточныхвод

применяютдляочистки сточныхвод от растворенных органических инекоторых неорганических (сероводорода, аммиака, сульфидов, нитритов идр.) веществ.

Процессочисткиоснован наспособности микроорганизмов использоватьперечисленные веществадляпитания в процессе

жизнедеятельности

Биохимическая очисткасточныхвод может протекать в

аэробных(биохимическоеокисление)и анаэробных(биологическоеразложение) условиях.

Биологическиеметодыочистки воды

Очисткав анаэробных условиях происходит под действием анаэробных микроорганизмов, в результате количество органических загрязнителей, содержащихся в сточной воде, уменьшается благодаря превращению их в газы (метан,диоксид углерода) и растворенные соли, а такжеросту биомассы анаэробных растений.

Распад осуществляется в двефазы: сначала органическое вещество превращается в органические кислоты и спирты (первая группамикроорганизмов), азатем органические кислоты и спирты – в метанидиоксид углерода (вторая группамикроорганизмов).

Анаэробный методиспользуют в основном для сбраживания избыточногоактивного ила, образующегося при аэробной очистке.

23

16.03.2013

Биологическиеметодыочистки воды

Очисткав аэробныхусловияхпроисходит в присутствии растворенного в воде кислорода, представляясобой модификацию протекающегов природеестественного процессасамоочищения водоемов.

Длябиоочистки промышленныхсточныхвод наиболее распространены процессысиспользованием

активногоила, проводимыев аэротенках.

Активныйил создается засчетвзвешенныхчастиц, не задержанных приотстаивании, и засчетколлоидных веществс размножающимися наних микроорганизмами.

Биологическиеметодыочистки воды

Поля орошения – специально подготовленные земельные участки, используемыеодновременно дляочистки сточных води агрокультурных целей.

Поляфильтрации предназначены только для биологической очистки сточных вод.

Поляорошения и биологические прудырасполагают на местности, имеющей уклон ступенями длятого, чтобы водасамотеком переливалась содного участка надругой.

Очистка отзагрязнений происходит в процессе фильтрации водчерез почву, в которой задерживаются взвешенные и коллоидныечастицы, образуя в порахгрунта микробиальнуюпленку. Наиболеесильное окисление происходитв верхних слоях почвы, т.е. на глубине до

0,2…0,4 м.

Биологическиеметодыочистки воды

Биологическиепруды предназначеныдля биологической очисткиидля доочистки сточныхвод в комплексесдругими очистнымисооружениями. Их выполняютв виде каскада прудов,состоящих из 3…5 ступеней.

Процессочисткисточныхвод реализуется по следующейсхеме:

бактерии используют дляокисления загрязнений кислород, выделяемый водорослями в процессе фотосинтеза, атакже кислород из воздуха.

Водоросли, в свою очередь, потребляют диоксид углерода, фосфаты и аммонийный азот, выделяемый при биохимическом разложении органических веществ.

24

16.03.2013

Биологическиеметодыочистки воды

Длянормальной работы прудовнеобходимо соблюдать

оптимальныезначениярНитемпературусточной воды.

Температурадолжнабыть неменее 6 С,в связисчемв зимнеевремяпруды неэксплуатируются.

Биологическиеметодыочистки воды

Сооружениядля искусственнойбиологической очисткипопризнакурасположенияв нихактивной биомассыможно разделитьнадве группы:

– активная биомасса находится в обрабатываемой сточнойводе вовзвешенномсостоянии (аэротенки, окситенки);

– активная биомасса закрепляетсянанеподвижном материале, асточнаяводаобтекает его тонким пленочнымслоем (биофильтры).

Аэротенки представляютсобой железобетонные резервуары,прямоугольныев плане,разделенные перегородками наотдельные коридоры

25

16.03.2013

Термическиеметоды очиски воды

Ктермическимметодамприбегаютприочистке промышленныхсточныхвод, содержащихглавным

образомвысокотоксичныеорганические компоненты,обезвреживаниекоторыхдругими методаминевозможноили экономически

неоправданно.

Приэтомразличаютследующиевиды

термическогообезвреживаниясточныхвод:

термоокислительноеижидкофазное окисление.

Термическиеметоды очиски воды

Сущностьтермоокислительного(«огневого»)метода :

сточнаявода, вводимаявраспыленномсостояниив высокотемпературные(900…1000 С)продуктыгорения топлива,испаряется,аорганическиекомпонентысгорают,

образуяпродуктыполногоокисления.

минеральныепримесиобразуютрасплавленныеилитвердые частицы

Дляобезвреживания сточных вод методом сжигания применяютспециальные печи: камерные, шахтные, циклонные или с псевдоожиженным слоем.

Высокий расход топливаограничивает применение огневого методаи делаетего целесообразным лишь в отдельныхслучаях (высокотоксичных и

трудноразрушаемыхорганических компонентов и относительно небольших объемов сточных вод).

Термическиеметоды очиски воды

Сущностьметодажидкофазногоокисления,или метода«мокрого»сжигания:

Окислениеорганических компонентов сточныхвод кислородом воздухаприотносительно невысоких температурах(до 35 С)идавлениях, обеспечивающихнахождение воды в жидкой фазе.

Преимуществомметода являютсязначительно

меньшиезатраты тепла, так какотсутствует необходимость в испарении воды.

26