Очистка промышленных стоков

Методы очистки

Каждый вид загрязнений требует особого подхода. В зависимости от химического состава стоков используют разные методы очищения.

В процессе очистки промышленных сточных вод происходит образование коллоидных растворов.

Очищение промышленных стоков с изменением их химического состава

Распространённый способ очистки промышленных сточных вод – химический. Дорогостоящий метод, так как требует применения реактивов.

После реакций нейтрализации, окисления или восстановления растворённые вещества выпадают в осадок, который затем удаляется механическим способом.

• Нейтрализация.
  Восстанавливает нормальный уровень pH 6,5-8,5. Если в производстве образуются кислотные и щелочные стоки, их совмещают для нейтрализации. При очистке щелочных сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности их окисляют серной кислотой до уровня pH 8. Применяется и в горнодобывающей промышленности.
• Окисление.
  В качестве реагентов используют озон, бихромат калия, хлор, пиролюзит. Это один из способов очистки сточных вод предприятий от железа.
• Восстановление.
  Эффективно при очищении от мышьяка, ртути, хрома. Используются диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Методы очистки

Каждый вид загрязнений требует особого подхода. В зависимости от химического состава стоков используют разные методы очищения.

В процессе очистки промышленных сточных вод происходит образование коллоидных растворов.

Очищение промышленных стоков с изменением их химического состава

Распространённый способ очистки промышленных сточных вод – химический. Дорогостоящий метод, так как требует применения реактивов.

После реакций нейтрализации, окисления или восстановления растворённые вещества выпадают в осадок, который затем удаляется механическим способом.

• Нейтрализация.
  Восстанавливает нормальный уровень pH 6,5-8,5. Если в производстве образуются кислотные и щелочные стоки, их совмещают для нейтрализации. При очистке щелочных сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности их окисляют серной кислотой до уровня pH 8. Применяется и в горнодобывающей промышленности.
• Окисление.
  В качестве реагентов используют озон, бихромат калия, хлор, пиролюзит. Это один из способов очистки сточных вод предприятий от железа.
• Восстановление.
  Эффективно при очищении от мышьяка, ртути, хрома. Используются диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Виды загрязнений предприятий промышленности
Важная характеристика примесей, попадающих в воду, — растворимость:

Часть из них образуют истинные растворы, в которых размеры частиц инородных веществ не превышают 1 нм.
Другие формируют коллоидные системы с более крупными крупицами. Их диаметр может достигать полмиллиона нанометров.
Третьи не растворяются в воде совсем, образуют гетерогенные системы с примесями во взвешенном состоянии.
Состояние водного потока имеет принципиальное значение для выбора правильных походов к его очистке.

Интересно. Для стоков с большим количеством нерастворимых загрязнений определяющим этапом является механическое разделение.
Состав примесей также принципиально различается. Инородные вещества имеют следующий характер:

неорганический (минеральные компоненты);
органический (угеродсодержащие соединения);
биологический (микроорганизмы, вирусы, часть грибков).
На предприятиях по производству кожи, шерсти, витаминов, некоторых лекарственных препаратов в стоках преобладают биологические загрязнители; в горнорудных комплексах – минеральные компоненты.

Степень агрессивности стоков варьируется от сильной (концентрированные кислоты и основные вещества) до нулевой.

Методы очищения производственных стоков
Для приведения в приемлемое состояние на промышленные стоки воздействуют следующими методами:

механическими;
физико-химическими;
истинно химическими;
биологическими.
Вклад каждого из методов зависит от характера примесей, определяется для каждого предприятия.

Механические
Процесс механического отделения примесей проходит в несколько этапов. Он позволяет убрать из стоков до 95 % нерастворимых частиц, снизить концентрацию органики на 25 %.

Крупные примеси сначала процеживают на решетках с различными размерами ячеек, затем пропускают через сита.Собранную фракцию утилизируют вместе с твердыми отходами.
На следующем этапе сточная жидкость попадает в песколовки.Там осаждаются оставшиеся в массе крупицы. Полученный твердый осадок после измельчения применяют при строительстве дорог.
В некоторых ситуациях для отделения мелких частиц используется фильтрование и седиментация (осаждение) в центрифугах.
Стоки с пленкой на поверхности в зависимости от специфики загрязнений поступают в жироловки, нефтеловушки или смолоуловители. В них собираются плавающие сверху органические компоненты.
После этого массу подают в отстойники. Для сбора твердого остатка на дне резервуаров установлены скребки, с помощью которых осадок направляется в специальные углубления. Устройства поплавкового типа собирают с поверхности пятна плавающей органики.
Механическая стадия очистки сточных вод позволяет избавиться от преобладающего количества твердых веществ и нерастворимых органических жидкостей.

Химические
Под химическими подразумевают методы, при исполнении которых проходят химические превращения. Для очистки чаще всего используются следующие реакции:

нейтрализации:
окисления и восстановления, включая электрохимические превращения.

Отдельную группу составляют химические трансформации соединений с атомами тяжелых металлов.

Нейтрализация
В промышленности чаще всего образуются стоки с кислой средой. Для их нейтрализации используются следующие приемы:

смешивание со щелочными водами;
добавление химикатов;
пропускание через щелочные фильтры;
насыщение щелочных растворов кислыми газами.
В технологии задействованы:

реакторы с дозаторами;
смесителями; емкостями для реагентов;
баками для растворов;
уплотнителями осадков;
фильтрами;
резервуарами для накапливания осадков.
Окислительная обработка проводится для очистки сточных вод с цианидами или другими вредными компонентами, которые нецелесообразно извлекать другими способами. Такие загрязнения появляются в стоках следующих предприятий:

машиностроительных комбинатов, использующих гальванические способы нанесения покрытий;
горнодобывающих комплексов с цехами обогащения свинцового и медного сырья;
нефтеперерабатывающих заводов;
целлюлозно-бумажных фабрик.
В качестве окислителей чаще всего используют:

хлорный газ;
хлораты и гипохлориты кальция и натрия;
воздух;
технический кислород;
озон.

Очистка озоном
Оборудование для очистки окислением в целом подобно тому, которое используется для нейтрализации. Если окислитель представляет собой газообразное соединение, то в реакторе присутствует система подачи газа.

Внимание! Особо сложным и опасным в исполнении является метод очистки озоном. Для этого в оборудовании предусмотрен специальный комплекс для получения озона (озонатор). Работы по синтезу окислителя и его последующему применению должны проводиться с особой тщательностью и осторожностью.
Превращение солей тяжелых металлов
Для удаления загрязнителей с медью, ртутью, цинком, хромом, мышьяком и другими тяжелыми металлами стоки обрабатывают реагентами.

Чаще всего превращение проводят с гидроксидом или карбонатом кальция, некоторыми видами шлаков. Оснащение оборудованием технологического процесса проводится в зависимости от состава стоков и используемых реагентов.

Физико-химический способ
Удаление загрязнений на основе физико-химических процессов применяются для очистки отработанных вод как с растворенными, так и не подвергающимися растворению частицами.

Методы включают в себя:

коагуляцию;
флотацию;
поглощение сорбентами;
экстрагирование:
обмен ионов:
электродиализ;
разделение потока на мембранах.
На практике чаще всего проводят укрупнение примесей с помощью коагуляции под действием прилагаемых сил и отделение грязевой фракции на границе раздела компонентов в разных агрегатных состояниях (флотацию). При коагуляции слипаться могут частицы одинакового или различного состава.

Оба метода применяются при работе со стоками следующих отраслей:

нефтехимической;
целлюлозно-бумажной;
нефтеперерабатывающей;
легкой;
текстильной.
Для стимуляции слипания примесей применяются реагенты, в первом случае — это коагулянты, во втором – флокулянты.

В качестве коагулянтов используют:

соли железа;
соли магния;
известковые концентраты;
шламы некоторых производственных предприятий.
Функции флокулянтов выполняют:

полимеры, образующие катионы;
анионы;
макромолекулы амфотерного или неионогенного действия.
Реагенты перед подачей хранятся во влажном состоянии в баках, откуда поступают в реакторы.

Биологический способ
В основе методов биохимической очистки лежит способность микроорганизмов превращать загрязнения, используя их как субстраты, в безвредные соединения. Одни микробы (анаэробы) могут работать только в бескислородном пространстве.

Такие процессы применяются в основном для обезвреживания осадков. Другие микроорганизмы (аэробные) проводят превращение субстратов только в присутствии кислорода. Биохимические реакции такого типа широко применяются для очистки стоков.

Интересно. Аэробная очистка может проводиться в естественных условиях на полях орошения, фильтрации или в специальных природных прудах.
Во многих случаях превращения с участием аэробных микроорганизмов проводят в искусственных сооружениях:

аэротенках;
разнообразных биофильтрах.
В аэротенках, представляющих собой резервуары, водная масса продувается воздухом.

Во взаимодействии участвует ил в активном вспученном состоянии. Аэротенки отличаются по глубине, количеству коридоров, конструктивным особенностям.

При очистке биофильтрами сточная масса пропускается через слой из шлака, других подобных материалов, покрытый пленкой с микроорганизмами.

Современные виды очищения
Традиционные подходы к очистке стоков в последние годы пересматриваются, усовершенствуются по мере внедрения современного оборудования и обновляются новыми методами.

Важно! Высокой эффективностью отделения примесей характеризуются мембранные технологии, в которых инновационные фильтрующие материалы подбирают с учетом специфики составов загрязненных водных масс.
В практику внедряются методы очистки:

плазмой;
электрокатализаторами;
диализаторами.
Наилучший результат дает комплексный подход, при котором комбинируются традиционные и инновационные методы.

Нормы для слива в канализацию
Нормативами предусмотрены единые требования к воде, сливаемой в канализацию, независимо от характера деятельности предприятия. В регламентирующих документах оговорена возможность отклонения величины рН от нейтрального значения (7) на 1,5 единицы в обоих направлениях.

Помимо этого указаны следующие максимально допустимые показатели:

концентрация нерастворенных веществ 500 мг/л;
превышение химического потребления кислорода по отношению биологическому в течение 5 суток в 2,5 раза;
увеличение соотношения ХПК/БПК в течение 20 суток в 1,5 раза.
Стоки не должны содержать:

горючие;
радиоактивные вещества;
соединения, при разложении которых образуются легко взрывающиеся газы.
Не допускается присутствие в сливных водах веществ, способных разрушить канализацию.

Заключение
Система комплексной очистки стоков может состоять из отдельных методов, используемых поэтапно, или их комбинированной модификации.

Современные технологические решения позволяют получить очищенный продукт деятельности любых предприятий, соответствующий по показателям нормативным требования к воде, сливаемой в канализацию.
Источник: https://o-vode.net/ochistka/stochnye/promyshlennyh-i-proizvodstvennih-predpijatiy