Химические добавки
Реагенты для флотационного очищения жидкости значительно повышают эффективность работы оборудования.
Флотореагенты классифицируются на три основных группы:
Коллекторы – предназначены для удаления водной пленки с поверхности взвешенных частиц. Этим обеспечивается возможность соединения взвесей с пузырьками газа.
- Пенообразователи – образуют плотную оболочку газовых капсул. Они же регулируют размер пузырьков, препятствуя их увеличению.
- Модификаторы или регуляторы – влияют на количество молекул, которые прилипают к молекулярным взвесям. Кроме того, от них зависит степень закрепления связи.
Подбор реагентов осуществляется в зависимости от вида оборудования и состава очищаемой жидкости.
Для чего нужна очистка сточных вод
Обеззараживание сточной воды уничтожает бактерии, вирусы, грибки и паразитов, вызывающие болезни, нередко опасные для жизни. Деактивацией токсичных соединений предупреждают отравления, спровоцированные тяжелыми металлами, ядом, пестицидами или иными вредными веществами.
Дезинфекция позволяет сточную воду использовать повторно без угрозы заражения людей, флоры и фауны. Очищают для профилактики эпидемий и предупреждения отравлений.
Локальные очистные сооружения
В неочищенной воде могут находиться возбудители:
- ботулизма;
- холеры;
- гепатита A, E;
- легионеллеза;
- малярии, лихорадок;
- тифа;
- паразитарных поражений (аскаридиоза, шистосомоза, гиардиоза, лямблиоза, других);
- конъюнктивита;
- микозов;
- дизентерии;
- сальмонеллеза и иных острых кишечных инфекций;
- лептоспироза;
- других инфекционных патологий.
В дополнение читайте про обеззараживание питьевых вод.
Физико-химические и химические методы очистки
Такие методы эффективны для очистки стоков от растворённых веществ и некоторых взвешенных примесей.
Одним из таких методов является флотация. Этот способ является одновременно и физико-химическим, и механическим. Он позволяет извлечь частицы, которые плохо смачиваются водой (гидрофобные) и поднять их на поверхность вместе с пузырьками газа или жиров. Он применяется в различных областях, а при очистке воды позволяет уменьшить содержание некоторых твёрдых и органических примесей. Метод считается довольно эффективным, так как с его помощью удаляют 9/10 всех примесей.
Применение сорбентов также может использоваться для очистки загрязнённых вод. Адсорбция может быть физической и химической. В качестве сорбентов используют высокопористые материалы: торф, глины, золу и другие.
Коагуляция представляет собой процесс укрупнения частиц за счёт их слипания друг с другом. При этом мельчайшие коллоидные взвеси, которые не удалось удалить механическими способами, превращаются в более крупные частицы, оседающие на дно. Коагуляция может начаться при введении в раствор специальных реагентов (флокуляция, гетерокоагуляция), либо под действием электрического тока (электрокоагуляция).
Метод ионного обмена. Он основан на взаимодействии между ионами загрязняющих веществ и твёрдого вещества – ионита. При очистке сточных вод иногда применяются ионообменные фильтры. Одним из видов ионного обмена является электродиализ. В данном случае вещества перемещаются под влиянием электрического поля, а сам ионный обмен происходит на ионообменных мембранах.
Иногда для очистки вод применяется выпаривание. Оно позволяет увеличить концентрацию растворённых веществ, после чего происходит кристаллизация. Такую очистку можно проводить только при высоких концентрациях загрязняющих веществ.
Виды фильтров
Устройства, очищающие воду, отличают в зависимости от фильтрующих материалов:
- С многослойным тканевым фильтром для воды на трубопровод. Подобные модели эффективны, доступны по стоимости, но имеют непродолжительный срок службы. Поле загрязнения ткани они подлежат замене.
- С полимерным наполнителем, таким как полиэстер или полипропилен. Мембраны фильтров обладают трубчатой структурой, их можно подвергать промывке и тем самым увеличивать период эксплуатации.
- С мелкоячеистой сеткой, производимой из посеребренного металла. Отличаются бактерицидными качествами и их можно промывать.
- С активированным углем. Изделия с этим сорбентом очищают жидкости от примесей, содержащих хлор, но они имеют короткий срок службы.
- С минеральным сорбентным наполнителем. Используемый в них цеолит или шунгит являются абсолютно безопасными природными минералами. Они могут обеспечивать механический и химический вид очистки.
Кроме этого, сантехнические фильтры для воды различают относительно сферы применения:
- для работы в горячей воде;
- для очистки холодной воды;
- приборы магистрального назначения, врезаемые в трубопроводы;
- проточные устройства для установки в конечной водозаборной точке.
Какие вещества включает флотация
Флотацию можно назвать одним из способов, которые используются для очищения сточной воды.
Безнапорная флотация должна выполнятся под наблюдением специалистов
Но если говорить конкретно о данном методе очищения, то цель флотации заключается только в том, чтобы вывести на поверхность различные мелкие вещества, которые схожи с водой по плотности и не могут осесть на дно. Флотацию используют для того, чтобы очистить сточные воды от жиров, ПАВ, волокон, продуктов нефти. Кроме того, в некоторых случаях процесс может помочь удалить даже растворенные в воде элементы.
В основе флотационного очищения лежат сложные химический и физический процессы. Здесь рассматривается каждая индивидуальная способность того или иного вещества к смачиванию. Благодаря этому определяют, как будет вести себя вещество в процессе разделения.
Есть два вида веществ:
- Гидрофильный. Им присуща хорошая смачиваемость.
- Гидрофобный. Такие вещества не смачиваются.
После того как будет определено вещество, его можно удалить при помощи очистки флотацией.
Список литературы
- Буренин В.В. Способы и устройства для очистки и обезвреживания сточных вод предприятий химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности//Химическая техника. 2014. №7, С. 34–42.
- Пат. 2402371 Россия, МПК В01D 27/08. Самоочищающийся напорный фильтр для очистки воды.
- Пат. 2263531 Россия. МПК F01D 35/02. Фильтр прямоточный для очистки жидкостей от механических примесей.
- Пат. 24200283 Россия. МПК B01D 41/02. Устройство непрерывной очистки жидкости от инородных примесей.
- Заявка на пат. 102008012305 Германия. МПК B01D 61/08. Фильтрационное устройство для микро-, нано- и ультрафильтрации.
- Никифоров Е.А., Яруллин Н.Ю., Никифоров А.Е. Способ адсорбционной очистки воды//Справочник инженера. 2011. №1. С. 46–50.
- Баяхметова З.К., Нургалиева Г.О., Джусипбеков У.Ж. Очистка нефтесодержащих сточных вод гуматсодержащими композиционными материалами//В сб. материалов Всероссийской молодежной конференции «Инновации в химии: достижения и перспективы». Казань: КГТУ, 2011. С. 6.
- Пат. 2433959 Россия. МПК C02F 1/62. Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых материалов.
- Пат. 2433960 Россия. МПК C02F 1/62. Способ очистки сточных вод от ионов меди.
- Пат. 2482069 Россия. МПК C02F 1/28. Установка для очистки сточных вод от нефтесодержащих и механических примесей.
- Ксенофонтов Б.С. Очистка воды и почвы флотацией. М.: Новые технологии, 2004. 224 с.
- Панова И.М., Найберт И. Флотационная очистка сточных вод, загрязненных нефтепродуктами//Экология производства. 2011. №10. С. 70–72.
- Пат. 2482075 Россия. МПК C02F 1/74. Способ аэрирования нефтесодержащих сточных вод.
- Пат. 2440931 Россия. МПК C02F 1/465. Способ очистки сточных вод.
- Пат. 2440304 Россия. МПК C02F 1/58. Способ очистки сточных вод от соединений фосфора.
- Пат. 2484022 Россия. МПК C02F 1/40. Устройство для очистки нефтьсодержащих сточных вод.
- Тронов А.В. Установка для очистки воды от эмульгированной нефти и нефтепродуктов//Справочник инженера. 2011. №1. С. 23–25.
- Пат. 2487087 Россия. МПК C02F 3/30. Установка микробиологической очистки сточных вод.
- Пат. 2415086 Россия. МПК C02F 3/02. Способ повышения эффективности биологической очистки химически загрязненных сточных вод.
- Пат. 2415815 Россия. МПК C02F 3/02. Способ очистки сточных вод.
- Die energieautarke Kl?ranlage wird. Realit?t//Galvanotech-nik. 2010. №10. S. 2421.
- Пат. 2422379 Россия. МПК C02F 3/02. Установка для биохимической очистки сточных вод.
- Muller Claudia. Energie aus Industie-Abwasser//WWT: Was-serwirt Wassiertechn. 2010. №9. S. 32–34.
- Bose Matthias. Membranbetrieb trotz hohem Scaling Po-tenzial//Allg. Pap. Rdsch. 2011. №1. S. 16–18.
Тонкослойные разновидности
Чтобы увеличить эффективность отстаивания, применяются отстойники тонкослойного типа. Сооружение отличается малой глубиной, что позволяет сократить размеры, так как процесс отстаивания происходит быстро.
Среди преимуществ использования:
- имеет компактные размеры;
- уменьшает расходы на монтаж;
- увеличивает скорость очищения стоков.
Тонкослойные отстойники бывают двух видов:
- Пластинчатые. Состоит из ряда пластин, между которыми происходит движение воды. Бывают трех видов: перекрестные, прямоточные, противоточные. Первый вид имеет ток воды перекрестный.В прямоточном, движение выделенного осадка и очищенной воды имеет одинаковое направление. В противоточном виде очищенная сточная вода двигается в противоположном направлении осажденных примесей.
- Трубчатые. Представляют собой трубу, имеющую небольшой диаметр и длину около метра. Различаются по углу наклона: малый, крутой. Малый угол наклона позволяет совершать один цикл, состоящий из осветления и промывки.Применяется для очистки жидкости с незначительным количеством примесей. Крутой наклон позволяет стекать не только осветленной воде, но и сползать осевшему осадку. Что избавляет от промывки трубы.
Эффективность пластинчатых и трубчатых видов одинакова.
Промышленные очистные сооружения – эффективное средство очистки производственных стоков.
Практически все промышленные предприятия агропромышленные, пищевые, химические, целлюлозно-бумажные, металлургические, нефте-перерабатывающие и т.д. потребляют большое количество воды, при этом являясь еще и мощнейшим ее загрязнителем. Природа всеми возможными способами старается очиститься от вредных агентов, но процесс этот просто не успевает за скоростью загрязнения, поэтому необходима помощь со стороны человека. Промышленные очистные сооружения – самый эффективный способ решения данной проблемы.
Очистные сооружения для промышленных предприятий – это комплекс оборудования, предназначенного для очистки воды от различного рода примесей, загрязнений и последующим возвращением ее в первозданном виде в окружающую среду. В процессе очистки вредные вещества извлекаются, а количество болезнетворных микроорганизмов снижается до безопасного для человека и окружающей среды уровня.
Ищете, где купить оборудование для очистки сточных вод по обоснованной цене?
Мы рассчитаем и подберем нужное вам оборудование.
Сточные воды
Воды, удаляемые после их использования, называют сточными. Более полно сточной водой (или сточной жидкостью) называется использованная на бытовые или производственные нужды вода, получившая при этом загрязнения, изменившие ее первоначальный химический состав или физические свойства (или одновременно и то и другое), и подлежащая удалению с территории населенного пункта или промышленного предприятия.
В зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики примесей сточные воды подразделяют на три основные категории:
- бытовые (иначе хозяйственно- фекальные)
- производственные
- ливневые.
К бытовым относятся воды от кухонь и туалетных комнат, бань и прачечных, предприятий общественного питания и лечебных учреждений, воды от мытья помещений. Они поступают от жилых и общественных зданий и от бытовых помещений промышленных предприятий. Особую категорию составляют биологические загрязнения: разнообразные микроорганизмы, в том числе и патогенные, и яйца гельминтов. Эти загрязнения попадают в систему водоотведения с физиологическими выделениями людей, с водой от ванн и кухонь. Отличительная особенность бытовых сточных вод — относительное постоянство их состава, так как от каждого жителя в систему водоотведения поступает в среднем постоянное количество определенных загрязнений (г/сут). В совокупности загрязнения бытовых сточных вод представляют собой полноценный субстрат для гетеротрофных бактерий, поэтому для их очистки, как правило, применяют биологические методы.
Доочистка сточных (производственных) вод
К производственным сточным водам относят воды, использованные в технологическом процессе производства и не пригодные для вторичного использования. Состав производственных сточных вод очень разнообразен и зависит от вида производства, а также от принятого технологического процесса. Производственные сточные воды могут содержать преимущественно органические или неорганические примеси, или их смесь; иметь в своем составе токсичные соединения, ценные вещества, специфические виды микроорганизмов, используемых в промышленности. Разнообразие состава и характера загрязнений производственных сточных вод обусловливает применение для их очистки различных методов, как химических и физико-химических, так и биологических.
Подробнее про оборудование для доочистки здесь:
Что собой представляет СБО и как работает. Устройство станции, плюсы и минусы
Рассмотрим все варианты биологической очистки стоков, которые могут использоваться в современных канализационных системах. Первый – септик. Его название в переводе означает «гниение», а если говорить точнее, то естественное биоразложение. Основные способы очистки септиками:
- отстаивание (разделение сточных масс по удельному весу);
- биологическое разложение органических загрязнителей без контакта с кислородом.
В септиках применяются бактерии анаэробного типа, для жизнедеятельности которых кислород не нужен. В процессе деятельности бактерий осуществляется постепенное разложение органики (главная составляющая включений бытовых стоков) с образованием метана, воды и определенного объема нерастворимых веществ, которые оседают на дно отстойника в виде ила. Сначала стоки из дома по трубе попадают в первичный отстойник, так они задерживаются на некоторое время и разделяются по массе. Тяжелые включения оседают на дно, где подвергаются переработке анаэробными бактериями. В результате выделяется вода, которая затем переходит на следующий этап очистки, выводимый через вентиляционную систему. Осадок со дна септика время от времени нужно удалять, иначе эффективность установки упадет. Первично очищенные водные массы подаются во вторичный отстойник по трубам перелива, где дополнительно отстаиваются и обрабатываются бактериями. Дальнейшие процессы очистки осуществляются на аэрационных полях.
Многоступенчатая очистка позволяет добиваться хороших результатов, очищенная вода просто впитывается в почву и не несет вреда для окружающей среды. Для организации системы доочистки аэрационные площадки обустраивать необязательно, их функции могут выполнять фильтры биологической очистки (они продаются в том числе в полностью готовом к использованию виде). Выделяются:
- Энергонезависимые биофильтры – в них вода поступает сверху вниз и постепенно проходит через насыпную загрузку. Такие системы оборудуются вентиляцией.
- С принудительной аэрацией – компрессорные установки. Они оснащаются аэратором, через который воздух подается в камеры, после чего происходит перемешивание воды с илом и удаление загрязнителей.
- Локальные станции биоочистки – более современный и удобный вариант полного цикла. Они осуществляют полную очистку стоков и при этом имеют компактные габариты. У станций ЛОС есть аэраторы – устройства, которые насыщают воду кислородом.
При установке станций очень желательно включать в схему подключения стабилизатор напряжения. Его наличие защитит электрику оборудования от резких перепадов напряжения, а в тех районах, где регулярно отключают свет, есть смысл дополнить схему ИБП.
Методы механической очистки
Первичное механическое очищения стоков позволяет удалить из жидкости мелкодисперсные взвеси (70%), крупные частицы (95%). Область его применения достаточно широка – очистные станции, промышленные предприятия, независимые канализации для частных домов, иные объекты.
Процеживание
Считается самым простым методом механической очистки сточных вод. Стоковая жидкость процеживается посредством решеток и сит. Последние монтируются прямо перед отстойником. Это позволяет отловить крупные включения, взвешенные частички.
Последовательность процедуры такая:
- Стоки пропускаются сквозь сетку, которая задерживает крупные элементы, волокнистые примеси.
- Затем вода направляется к ситу, вылавливающему мелкие загрязняющие включения.
На выходе вышеописанной системы зачастую устанавливаются микропроцеживатели. Их задача – дополнительно вылавливать нерастворенные микроскопические частицы.
Отстаивание
Удалить из стоков взвешенные вещества, устранить всплывающие примеси возможно путем отстаивания. Оно заключается в использовании гравитационных и центробежных сил. Под их воздействием тяжелые частицы собираются на дне, легкие поднимаются на поверхность жидкости.
Стоки в механических устройствах для отстаивания перемещаются медленно. Такая скорость не препятствует оседанию частиц. Для повышения эффективности процесса используются различные реагенты (например, коагулянты, флокулянты). Последние способствуют соединению мелких примесей в более крупные. Тяжеловесные включения опускаются интенсивнее.
Фильтрование
Загрязненная жидкость пропускается сквозь пористый материал, содержащий меленькие примеси. Вместо фильтров зачастую служат:
- песок, щебень, гравий;
- сеточки;
- хлопчатобумажные, полипропиленовые материалы.
Для более тщательного очищения предназначены мембраны обратного осмоса. Через такие конструкции проникает только чистая вода.
Технология отстаивания оправдывает себя в замкнутых системах водоснабжения, встречающихся на химических и металлургических предприятияхИсточник stroy-podskazka.ru
Конструктивные особенности
Устройство таких санитарных систем достаточно простое. Торфяной биотуалет, например, Компакт Элит,имеет принцип работы, основанный на поглощении жидкости наполнителем. Снизу располагается емкость для отходов, а сверху – для обеззараживающего состава. Такое же устройство имеет и торфяной биотуалет марки Компакт Премиум. Для его работы потребуется также система вентиляции и дренаж.
Главной особенностью, которой торфяной мобильный биотуалет компакт отличается, является свойство заполняемой в него смеси впитывать в 10 раз больше жидкости, чем собственный вес. Особенно хорошо в этом плане проявляет себя туалет торфяного типа для дачи Piteco 505.
Из чего состоят бытовые сточные воды
В современных домах обязательно присутствуют водопроводная и канализационная системы. Первую люди применяют для питья и хозяйственных нужд, а с помощью последней – удаляют загрязненную жидкость. И хотя уровень примесей в сточных водах не превышает 1%, повторно использовать их нельзя, пока они не пройдут очистку.
Состав сточных вод значительно различается в зависимости от места и времени взятия образца. Обычно в жидкости содержатся как твердые, так и растворимые элементы. Неорганические вещества могут быть устранены простым фильтром, но органика требует более сложного подхода. Если не применять меры, возникает опасность разложения биологических соединений, что приводит к образованию гнилостного запаха и порче воды.
Стоки могут содержать в себе остатки жиров, моющих средств, фосфаты и соединения хлоридов, азот, сульфатные и нефтехимические продукты. Эти вещества никуда не исчезают сами по себе, поэтому для их удаления применяется биологическая очистка сточных вод.
Особое внимание этому вопросу следует уделять в загородных домах, которые не подключены к централизованному водопроводу. На их участках обычно располагают скважину и выгребную яму
При неблагоприятном стечении обстоятельств неочищенные стоки могут попасть в кран, что приведет к риску отравления всех проживающих.
Очищение сточных водИсточник vagner-ural.ru
Виды по способу выгрузки осадка
Существует несколько способов выгрузки осадков. Каждый из них имеет свои особенности:
- Со скребковыми механизмами. Процесс действия — цепная передача. Для очищения тяжелых частиц используется скребковое устройство, которое двигается по дну отстойника. В специальный желоб отправляются также примеси, находящиеся на поверхности.
- Насосами. В самую нижнюю часть отстойника вводится всасывающая труба. Откачивание происходит периодически, по мере накопления осадка.
- Гидросмывом. Представляет собой гидромеханические системы. Состоят из смывных трубопроводов со спрысками, которые расположены в лотках вдоль днища отстойника.
Режим и способ выгрузки осадка влияет на эффективность осветления.
Разновидности конструкций
Для работы в трубопроводных системах от самого простого водопровода и до сложной магистрали, транспортирующей нефтепродукты, применяются фланцевые конструкции корпусов устройств. Фланцевое соединение обеспечивает надежность крепления устройства и удобство замены в случае механической поломки части корпуса. Сами корпуса отливаются из чугуна или стали, при этом, в зависимости от назначения стальные фильтра могут быть как из обычного черного металла, так и из нержавеющей стали.
Каждый из видов имеет свои достоинства и недостатки, и поэтому универсального вида фильтров на сегодняшний день так и не создано. А вот общее в конструкциях корпусов фильтров есть. Различают:
- Прямые виды корпусов, с установкой фильтрующего отсека перпендикулярно направлению потока;
- «у»- образные виды корпусов, у которых отсек расположен под углом к основному направлению перекачки продукта.
Перпендикулярный вариант предназначен для установки на горизонтальных участках трубопроводов, а угловой, имеет универсальную установку как в горизонтальном, так и вертикальном направлении трубопровода. Металлический корпус обеспечивает возможность выдерживать высокое давление внутри трубопровода. Так что для очистки не требуется дополнительное оборудование для снижения давления перекачиваемой среды.
Стоит отметить, что практически все корпуса из чугуна и стали имеют внутренний диаметр фильтрующей камеры больший чем входное отверстие фланцевого соединения. Эта особенность обеспечивает беспрепятственное пропускание объема среды даже при большом загрязнении сетчатого элемента. Такая конструктивная особенность дает возможность сделать определенный запас по объему перекачиваемого продукта за счет увеличения объема.
Способы и методы
Процеживание
Процеживание – начальный этап очистки стоков от плавающих крупных механических и биологических фрагментов и частиц. На пути самотечного движения сточной жидкости для улавливания обломков древесины, бумаги, мусора, камней устанавливаются решетки, для небольших частиц – сита.
Прочные барьеры очистных сооружений позволяют подавать жидкость под давлением, что значительно увеличивает их производительность.
Качество процеживания зависит от:
- формы и материала стержней;
- ширины зазоров между стержнями;
- способа подачи воды (под напором или самотеком).
Решетки предназначены для задержания частиц от 10 мм. Эффективность удаления твердых включений составляет 40-45%. Более мелкие примеси остаются в жидкости и перемещаются дальше – на процедуру отстаивания.
В случае больших расходов и сильной загрязненности СВ решетки оснащаются механическими устройствами очистки и выгрузки осадка.
Отстаивание
Это способ сепарации фракций с разными физическими свойствами. Процесс также называют гравитационным осаждением. Технология представляет собой осветление сточного раствора от механических включений в поле гравитационных или центробежных сил. Самый простой гравитационный отстойник – песколовка.
Вода движется через последовательно расположенные переливные камеры. Под действием силы тяжести вещества с большей массой выпадают в осадок, а более легкие включения поднимаются в верхний слой жидкости.
К последним относятся загрязнения, характерные для производственных СВ:
- жиры;
- масла;
- смолы;
- нефть и нефтепродукты.
Для выделения примесей применяются:
- маслоуловители;
- жироловушки;
- смолоуловители;
- нефтеловушки.
При этом способе очистки удается выделить только 80 % примесей, поддающихся такой обработке. В среднем этот объем не превышает 60% от общего количества нерастворенных загрязнений.
Продолжительность отстаивания зависит от категории и степени загрязнения стоков. Эффективность отстаивания увеличивают при помощи фильтрования, коагуляции и аэрации.
Фильтрование
Технология подобна процеживанию, но объект ее воздействия – примеси более мелких фракций или суспензии, состоящие из мельчайших частиц, равномерно распределенных в растворе.
Метод заключается в напорном или безнапорном пропускании СВ сквозь пористый засыпной наполнитель, фильтры или специальные перегородки.
В качестве последних используются:
- перфорированные металлические пластины;
- сетки из нержавеющей стали и другого металла;
- перегородки из асбеста, стекловолокна, синтетических тканей.
Сетчатые фильтры задерживают крупные загрязнения размером до 500 мкм. В зависимости от вида загрузки зернистые фильтры могут удалять даже специфические показатели (хлориды, соединения металлов), а также уменьшать жесткость воды.
В качестве зернистых фильтрующих материалов обычно используются:
- шлак;
- кварцевый песок;
- измельченные частицы пластика или стекла;
- гравий;
- антрацит;
- керамзит.
Один из вариантов фильтрования – использование мультипатронных фильтров (емкостей со сменными картриджами для фильтрации). Мельчайшие поры в картриджах позволяют задерживать частицы до 5 мкм.
Работа установки фильтрации зависит от продолжительности периодов фильтрования и промывки (регенерации) фильтрующей среды очищенным обратным потоком. Чем короче активный период фильтра, тем меньше он подвержен забиванию примесями. От этого скорость обработки в рабочий период возрастает.
Но при этом в целом увеличивается продолжительность простоя фильтрующего узла из-за приостановок для промывки фильтрующего слоя.