Технологическая схема очистки воды, сточных вод

С ужесточением норм сбрасываемых в водоемы вод большое распространение получила установка систем очистки сточных вод на большинстве крупных и средних промышленных предприятий.

Согласно нормам ГОСТа, технологическая схема очистки стоков должна учитывать блоки системы водоочистки, в которых из воды будет удаляться переизбыток тех или иных загрязняющих веществ. Полный санитарно-химический анализ позволяет определить состав жидкости, а также количество содержащихся в ней загрязнителей. На основе химического анализа проектируется технологическая схема очистки, в соответствии с которой собирается система водоочистки. Это так же необходимо и постоянно делается, для очистки стоков города.

Загрязнители в той или иной области промышленности отличаются друг от друга, однако существуют стандартные схемы, в дополнение к которым ставятся фильтры, удаляющие различные специфические загрязнения: от нефтепродуктов до жиров и газов.

Большинство стандартных систем разработаны на основе стандартных технологических схем, блоки в которых разделяются по принципу действия и характеру загрязнителя, который зачастую определяет выбор технологии.

Разделяют несколько показателей качества воды.

Мутность и прозрачность.

Эти показатели зависят от количества находящихся в ней нерастворенных примесей, то есть от количества коллоидных взвешенных веществ.

Нерастворимые примеси или взвеси представляют собой частицы глины, песка, суспендированных органических и неорганических веществ, а также целого ряда микроорганизмов.

Мутность устраняется в технологических схемах очистки фильтрами осветления, то есть механическими фильтрами или отстойниками.

Одним из наиболее распространенных фильтров технологической схемы очистки стоков являются сетчатые фильтры, то есть фильтры, в которых вода пропускается через сетку с мелкими ячейками. При подобного рода фильтрации сетка служит разделителем, с одной стороны которой остаются крупные частицы загрязнителей, а с другой выходит осветленная жидкость.

Органолептические качества воды.

К данным качествам относят показатели вкуса и запаха.

Причинами неприятного привкуса и запаха могут стать как естественные загрязнения, так и загрязнения искусственного происхождения. Технологическая схема должна согласовываться с характером загрязнителя, будь то природный или синтетический загрязнитель, так как именно от источника запаха и привкуса зависят методы их устранения.

К естественным загрязнителям, влияющим на запах и вкус воды, относятся такие загрязнители, как отмершие микроорганизмы, органические соединения и водоросли. Для их устранения подходит любой метод стандартной технологической схемы очистки от органики от химического окисления при помощи реагентов до нанофильтрации через полупроницаемые мембраны.

К искусственным загрязнителям, обуславливающим неприятный привкус или запах, относят загрязнители искусственного происхождения, такие как хлор, бензин и другие загрязнители.  Для эффективности работы технологической схемы следует установить не только происхождение источника запаха и привкуса, но и его характер, в зависимости от которого будет установлен тот или иной фильтр.

Так, например, для удаления хлора и хлористых соединений в системах широко используются угольные фильтры, которые за счет применения сильнопористого угля обладают высокими адсорбционными свойствами.

Цветность.

Цветность воды — это показатель степени окрашенности, который главным образом обуславливается содержанием в ней растворенного железа и гумусовых веществ.

Удаление из жидкости растворенного железа в рамках общей технологической схемы очистки стоков может быть произведен несколькими способами.

Самым простым методом устранения избытка железа является окисление двухвалентного железа до трехвалентного, которые нерастворимо в воде. Для окисления малых количеств растворенного железа подходит кислород, однако при достижении железом концентрации 10 мг/л одного кислорода недостаточно, поэтому применяются более сильные окислители вроде гипохлорита натрия.

Наиболее безопасным и «чистым» методом удаления из воды растворенного железа, обезжелезивания, считается использование в технологической схеме очистки воды фильтров на основе ионообменных смол — синтетических веществ, которые адсорбируют ионы железа, взамен обогащая безвредными ионами натрия, водорода или других веществ.

Гумусовые вещества представляют собой темно-окрашенные органические соединения, которые находят в почве. Для удаления гумуса следует применять те же блоки, что используются для удаления любой органики, будь то химические реакторы с применением окислителей или же использование ультрафильтрации.

Уровень содержания минеральных веществ.

Под уровнем обычно подразумевают количество минеральных солей, которые находятся в воде. Согласно нормам ГОСТа общее содержание минеральных солей не должно превышать 1г/л.

Минеральные соли могут быть удалены с применением различных методов технологической схемы очистки начиная от термальной обработки и заканчивая ионным обменом.

Термальная обработка подразумевает обработку воды воздействием очень низких или, напротив, очень высоких температур, при которых происходит вымораживание или дистилляция соответственно. Сутью обоих методов является отделение пресной воды в форме пара или льда от солевого рассола. Применение такого способа способствует умягчению воды.

Также обессоливание может быть произведено методом обратного осмоса. Он заключается в продавливании жидкости через проницаемую мембрану. Под воздействием давления насосов происходит очистка на молекулярном уровне, в следствии чего с одной стороны мембраны оказывается полностью обессоленная жидкость, а с другой — солевой рассол.

Наибольшее распространение сегодня имеет обессоливание жидкости при помощи ионообменных смол — синтетических материалов, которые используются в фильтрах технологической схемы очистки.

Содержание органических веществ.

К органическим загрязнителям относят такие органические соединения, как гуминовые кислоты и их соли, белки и аминокислоты, жиры и фульвокислоты, а также ряд микроорганизмов.

Для удаления из жидкости органики могут быть использованы многие методы, которые включают обработку воды ультразвуком, окислительные реакции, а также применение угольных фильтров.

Очистка ультразвуком предполагает воздействие на жидкость высокочастотных звуковых колебаний, то есть ультразвука. Под его воздействием происходит механическое разрушение органических соединений и микроорганизмов, таким образом при работе подобного фильтра производится очистка воды от органики. Таким способом возможна очистка сточных вод пищевых предприятий.

Окислительные реакции предполагают применение сильного окислителя, которым может является как химический реагент вроде хлора, так и озон — производная кислорода. Преимуществом использования озонирования считается отсутствие побочных продуктов реакции, а также полное и быстро разложение озона при контакте с воздухом.

Применение угольных фильтров предполагает процеживание через фильтрующий материал в данном случае через активированный уголь. Использование угля обусловлено сразу несколькими причинами.

Активированный уголь — это древесина, обработанная особым образом под воздействием высоких температур. Уголь считается одни из лучших фильтрующих материалов, так как обладает сильнопористой структурой, размер пор поверхности различен и может варьироваться от нескольких миллиметров до его сотых долей, в следствии чего повышаются его адсорбционные свойства.

Также немаловажную роль при выборе активированного угля в качестве фильтрующего материала играет его невысокая стоимость.

Кислотно-щелочной баланс.

Под кислотно-щелочным балансом подразумевают уровень pH воды, то есть соотношение кислот и щелочей. Идеальным уровнем pH считается 5,5.

В технологических схемах очистки стоков промышленности блоку контроля над уровнем pH следует уделять особое внимание, так как риск перевеса баланса в ту или иную сторону наиболее велик именно на производстве.

Для выравнивания кислотно-щелочного баланса обычно в жидкость добавляют безопасные кислоты и щелочь, которые компенсируют недостаток того или иного элемента.

На качество жидкости также влияют и другие факторы, вроде растворенных газов, содержание тяжелых металлов и пестицидов, нитратов и нефтепродуктов, однако эти загрязнители не являются широко распространенными, поэтому фильтры для их удаления не учитываются стандартными схемами очистки, однако следует помнить, что при содержании того или иного специфического загрязнителя установка дополнительных фильтров становится необходимой мерой.

Нам доверяют