Современные способы и методы очистки воды

Другие методы очищения стоков

Когда механический способ очистки загрязненной жидкости не обеспечил надлежащее качество сточных вод, впоследствии применяются дополнительные переработки.

Биологические

Из жидкости удаляются примеси, оставшиеся после ранее проведенной обработки. Зачастую это азот, фосфор, прочие элементы.

Биологические методы очистки основаны на разложении органических включений микроорганизмами, которые пребывают в очистных устройствах.

Физико-химические

Позволяют одновременно убрать из загрязненной жидкости растворенные вещества, нерастворимые примеси. Такие способы показывают лучший результат, чем биологическая и механическая очистка сточных вод. Потому они востребованы в тех случаях, когда требуется высококачественная вода: к примеру, при ее вторичном применении.

При физико-химическом очищении используются следующие сложные процессы: экстракция, флотация, электролиз, нейтрализация.

Переработка осадка

Если осадочный материал надолго остается в накопителе, то со временем начинается процесс загнивания. Предупредить его поможет дополнительная обработка, в результате которой получается безопасная сухая масса, вторичное сырье.

Основные методы перерабатывания осадка:

• сбраживание;
• прессование;
• стабилизация;
• температурное, реагентное воздействие.

Обезвоживание осадочных веществ производится в специальных агрегатах, на иловых площадках. 

В соответствии с действующим законодательством все сточные воды перед сбросом в водоем должны подвергаться очистке от примесейИсточник izhprofibur.ru

Первичная механическая очистка сточных вод

Нормативные документы водно-санитарного законодательства

Поскольку вода являет собой источник человеческой жизни, ее качеству и санитарному состоянию уделяется серьезное внимание, в том числе на законодательном уровне. Основными документами в данной сфере являются Водный кодекс и Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»

Водный кодекс содержит в себе правила по использования и охраны водных объектов. Приводит классификацию подземных и поверхностных вод, определяет меры наказания за нарушение водного законодательства и др.

ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» регламентирует требования к источникам, вода из которых может быть использована для питья и ведения хозяйства.

Также существуют государственные стандарты качества, которые определяют показатели пригодности и выдвигают требования к способам анализа воды:

ГОСТы качества воды

• ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества.
• ГОСТ 24902-81 Вода хозяйственно-питьевого назначения. Общие требования к полевым методам анализа.
• ГОСТ 27064-86 Качество вод. Термины и определения.
• ГОСТ 17.1.1.04-80 Классификация подземных вод по целям водопользования.

СНиПы и требования к воде

Строительные нормы и правила (СНиП) содержат в себе правила по организации внутреннего водопровода и канализации зданий, регламентируют монтаж систем водоснабжения, отопления и т.д.

• СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий.
• СНиП 3.05.01-85 Внутренние санитарно-технические системы.
• СНиП 3.05.04-85 Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации.

СанПиНы на водоснабжение

В санитарно-эпидемиологических правилах и нормах (СанПиН) можно найти, какие существует требования к качеству воды как из центрального водопровода, так и воды из колодцев, скважин.

• СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.»
• СанПиН 4630-88 «ПДК и ОДУ вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»
• СанПиН 2.1.4.544-96 Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников.
• СанПиН 2.2.1/2.1.1.984-00 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

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.

Мембранный метод очистки воды

Мембраны, как и другие фильтрующие материалы, можно рассматривать как полупроницаемые среды: они пропускают воду, но не пропускают, точнее, хуже пропускают некоторые примеси. Однако если обычное фильтрование применяют для удаления из воды относительно крупных образований – дисперсных и крупных коллоидных примесей, то мембранные технологии – для извлечения мелких коллоидных частиц, а также растворенных соединений. Для этого мембраны должны иметь поры очень малого размера.

Основное отличие мембран от обычных фильтрующих сред состоит в том, что они тонкие, и удаляемые примеси задерживаются не в объеме, а только на поверхности мембраны. Грязеемкость поверхности, очевидно, гораздо меньше, чем у объема. Казалось бы, мембрана должна из-за этого очень быстро засориться и перестать пропускать воду.

Так бы оно и было, если бы в мембранном фильтре не происходило постоянного самоочищения мембраны. Для этого применяется так называемая «тангенциальная» схема движения воды в аппарате, при которой собирают воду с обеих сторон мембраны: одна часть потока проходит через мембрану и образует фильтрат (или пермеат), то есть очищенную воду, а другую направляют вдоль поверхности мембраны, чтобы смывать задержанные примеси и удалять их из зоны фильтрации. Эта часть потока называется концентратом или ретентатом, и обычно ее либо сбрасывают в дренаж, либо (например, при очистке гальванических стоков) отводят для дальнейшей обработки и выделения нужных компонентов.

Таким образом, узел мембранной фильтрации имеет один вход и два выхода, и часть воды постоянно расходуется на очистку мембраны. (В двухступенчатых мембранных установках концентрат второй ступени может быть значительно чище, чем исходная вода, поэтому его можно использовать, подавая снова на вход установки. Таким способом добиваются снижения расхода воды.)

Физико-химическая обработка воды

Такие методы обработки и очистки грязной воды являются неотъемлемой частью борьбы с вредными включениями при очистке стоков. Самыми основными из них являются:

Коагуляция примесей. Такой метод очистки сточных вод чаще всего используется на текстильной промышленности, химической, целлюлозной и легкой промышленности. Принцип воздействия реагентов на грязную воду заключается в том, чтобы преобразовать все включения в форму хлопьев. Затем такой взвешенный осадок удаляется при отстаивании или фильтровании. При использовании метода коагуляции эффективность очистки стоков равна 90-95%.

Адсорбция воды

Этот способ позволяет адсорбентам поглотить все вредные включения непосредственно в воде. В основном метод адсорбции для очистки сточных вод применим против пестицидов, гербицидов, красителей, ПАВ и фенолов в воде. Также при помощи адсорбции удаляются все ароматические примеси.

Различают два основных и часто используемых вида адсорбции:

• Дегенеративный. В этом случае все вредные включения убиваются вместе с введенным в воду адсорбентом.
• Регенеративный. Здесь вредные примеси можно в дальнейшем извлечь из введенного в воду адсорбента и утилизировать отдельно.

Адсорбирующими реагентами являются:

• Силикагель и торф;
• Зола, активная глина и пр.

Стоит отметить, что эффективность приведенного метода составляет 90-95%, но полностью зависит от следующих факторов:

• Концентрация имеющихся вредных примесей в очищаемой воде;
• Тип используемого реагента-адсорбента;
• Общая площадь стоков, обрабатываемых методом адсорбции;
• Общая глубина очищаемого объема воды.

Метод флотации

В этом случае для очистки сточных вод используют метод, в котором при помощи воздействия на них воздуха под высоким давлением удается удалить все взвеси. То есть воздух нагнетается в воду либо через турбины на дне водного резервуара, либо через трубы сверху. Нагнетенный в воду воздух вспенивает жидкость. При этом воздух вступает в реакцию с молекулами примесей и поднимает все взвеси в пенный слой. Далее все примеси с поверхности воды удаляются при помощи специальных установок.

Ионный обмен в воде

Здесь в воду вводят ионы ионита, что приводит к взаимодействию последних с молекулами примесей. При возникновении реакции молекулы вредных веществ отделяются от воды, что позволяет качественно их удалить. Как правило, метод ионного обмена применяют для очистки воды от ртути и мышьяка, хрома и цинка, свинца и меди.

Экстракция загрязнителей воды

Данный способ применим при очистке воды в том случае, если примеси, растворенные в воде, имеют техническую или химическую ценность и могут быть использованы впоследствии. Метод основывается на выведении из состава грязной воды фенолов и жирных кислот. Как правило, для очистки воды таким способом в стоки вводят специальный экстрагент, который полностью концентрирует примеси в воде. Затем экстрагент с примесями удаляют из воды и отделяют один от другого. Стоит знать, что экстрагент можно использовать повторно.

Как производится механическое обезвоживание осадка?

Ни одна из технологий механической очистки не обходится без образования осадка – отходов различного состава с разной степенью влажности. Обезвоживание шлама на иловых площадках может оказаться невозможным – способ требует свободных земельных площадей.

Чтобы уменьшить массу и трансформировать шлам в продукт, менее опасный для окружающей среды, проводится обезвоживание – удаление из пор осадка оставшейся жидкости.

В составе шлама содержатся различные химические соединения, влияющие на водоотдачу:

1. Оксиды металлов, кислоты и щелочи интенсифицируют процесс обезвоживания, способствуют сокращению расхода реагентов в случае применения коагуляции.
2. Соединения азота, масла, жиры, различные волокна – неблагоприятные примеси. Они окружают частицы осадка, снижая качество уплотнения и увеличивая концентрацию органики, что отрицательно влияет на водоотдачу осадка.

Осадок без должной обработки способен нанести вред почве, грунтовым водам и поверхностным водоемам. Кроме того, снижение показателя влажности облегчает транспортировку отхода к местам утилизации.

Механическое обезвоживание осадков производится экстенсивными и интенсивными способами. Первые – с помощью уплотнителей, вторые – с применением фильтров, центрифуг, гидроциклонов.

Кондиционирование

У осадка обычно низкий показатель водоотдачи, что затрудняет применение интенсивного обезвоживания.

Поэтому предварительно прибегают к технологии коагуляции –  изменению структуры осадка, чтобы из-за укрупнения загрязняющих частиц уменьшились поверхности раздела дисперсной фазы и дисперсионной среды.

В результате поверхностная энергия связи воды и нерастворимых примесей снижается, затем происходит количественное перераспределение форм связи влаги – содержание свободной воды увеличивается за счет уменьшения доли связанной.

Этот процесс подготовки шлама к более эффективному и быстрому обезвоживанию называется кондиционированием.

Фильтрование

Для обезвоживания шлама фильтрованием применяются вакуум-фильтры и фильтр-прессы. В качестве фильтрующей среды – фильтровальная ткань.

Через фильтр-прессы выходит осадок с меньшей влажностью, но производительность таких устройств уступает вакуум-фильтрам. Фильтр-прессы особенно эффективны, если обезвоженный осадок затем направляется на термосушку или сжигание.

Центрифугирование

Принцип действия центрифуг – разделение неоднородных фаз центробежными силами.

К сооружениям для центрифугирования относятся устройства следующих видов:

• осадительными и фильтрующими;
• периодического и непрерывного действия.

Для механического обезвоживания шлама СВ чаще применяют горизонтальные центрифуги. Как правило, они оснащаются шнековым устройством выгрузки осадка.

Принцип работы аппарата:

1. Осадок поступает в центрифугу по трубе 1 шнека 2, затем через отверстие 3 поступает в приемную камеру ротора 4. Шнек и ротор запускаются электродвигателя.
2. Крупные включения центробежной силой прижимаются к полости ротора, затем выгружаются в разгрузочный бункер 7.
3. Вытесненная жидкость через сливные отверстия 5 вытекает в трубу слива 6.

Шнек и ротор вращаются в одном направлении, но шнек немного отстает, в результате чего осадок и перемещается по стенкам ротора к бункеру разгрузки 7.

Анализ методов

Преимущества:

1. Вакуумные фильтры не требуют энергозатрат на дополнительную термосушку. При обработке не отделяется песок, отсутствует запах.
2. Камерные рамные фильтр-прессы обеспечивают высокую степень обезвоживания.
3. Ленточные фильтр-прессы просто устроены, экономно расходуют электроэнергию, не требуют предварительной очистки шлама от песка и крупных частиц.
4. Центрифуги качественно удаляют жидкость без использования реагентов.

Недостатки:

1. Вакуум-фильтрация требует дополнительного оборудования для обслуживания, частой замены расходных фильтровальных материалов.
2. Камерные и рамные фильтр-прессы, несмотря на качество обработки, имеют низкую производительность. Кроме того, требуют большого количества реагентов и фильтровальных материалов (в отношении последних – связи с быстрым износом).
3. У ленточного фильтр-пресса внушительные габариты, к примеру, значительно превосходящие размер стандартной центрифуги. При обезвоживании возникает неприятный запах. Осадок после обработки требует дополнительной термосушки.
4. Обезвоживание на центрифугах проводится после предварительного удаления крупных примесей и песка. Дополнительные расходы на термосушку, на замену шнеков.

Септики и станции глубокой очистки сточных вод: преимущества и особенности использования

В частных домах, на промышленных объектах необходимо установить локальные очистные сооружения, если нет возможности подсоединиться централизованной канализационной сети. На сегодняшний день существует широкий модельный ряд установок для водоочистки, как промышленных, так и бытовых стоков. Если вам нужна помощь в выборе септика, аэротенка или станции глубокой биологической очистки канализационных отходов, то стоит обратиться в специализированную компанию «Флотенк».

Наша компания специализируется на производстве систем очистки сточных вод и предоставляет полный перечень сопутствующих, дополнительных услуг по их монтажу и обслуживанию. Мы предлагаем:

• профессиональную консультационную помощь в подборе очистных сооружений;
• удобный каталог с полным модельным рядом станций водоочистки;
• выгодные условия сотрудничества, как для частных покупателей, так и организаций;
• разработку индивидуальных систем очистки стоков в соответствии с требованиями заказчика;
• доступные, незавышенные цены на продукцию.

Чтобы получить консультацию или оформить заказ в короткие сроки, достаточно позвонить в нашу компанию по указанным номерам или заполнить специальную онлайн-форму. Мы поможем вам обустроить эффективную, надежную и долговечную систему очистки стоков на самых выгодных условиях. Мы гарантируем высокое качество реализуемых очистных сооружений.

Что такое очистка воды

Под очисткой воды понимают процесс удаления из ее состава потенциально опасных для организма человека, примесей. О качестве воды, которая течет из наших кранов, судят не только по ее цвету.

Источники, которые подают нам этот природный ресурс, постепенно мельчают — это явление носит естественный характер и плохо поддается контролю. Испытывая дефицит воды, люди качают ее из различных ресурсов — рек, озер и как ни странно — морей. Следовательно, жидкость необходимо обработать, чтобы она была безопасной для применения в различных сферах жизнедеятельности.

Природные показатели далеки от заявленных норм качества. В разы превышают допустимые количества фосфатные и минеральные соединения, нанося вред здоровью. В питьевой воде не должно быть:

• аммиака;
• марганца;
• примесей железа;
• нитритов;
• нитратов;
• тяжелых компонентов металлов.

Обратите внимание! Даже та вода, которую теоретически можно употреблять внутрь, не всегда соотвествует стандартам. Несмотря на регенерацию и декарбонизацию — процедуры, которые проводят все очистные станции

Почему так происходит?

С момента очистки и до попадания к нам в квартиры, жидкость проходит длительный путь по трубопроводу. Большинство из них уже изношены, на внутренних стенках труб множество патогенных микроорганизмов. А сами металлы выделяют в воду элементы свинца, железа и иных тяжелых металлов. По этой причине воду следует чистить дополнительно.

Очистка воды кипячением

Под воздействием высокой температуры происходит стерилизация воды, в которой уничтожаются многие виды опасных бактерий, вирусов и возбудителей паразитарных заболеваний. Кроме того, кипяченая вода становится более мягкой, в ней уменьшается количество свободного хлора и опасных для здоровья элементов и соединений.

Однако получить подобный эффект можно, соблюдая два условия:

• Кипятить воду следует не менее 15 минут.
• Емкость, в которой кипятится вода, нельзя накрывать крышкой.

Несмотря на свою простоту и популярность, этот метод имеет существенные недостатки:

• Свежая вода содержит кислород, сероводород, ионы кальция, магния, натрия, калия. Кипячение вытесняет кислород из воды. Ионы вступают между собой в реакцию под воздействием высоких температур, в результате чего образуются соли кальция и других элементов, оседающих в виде накипи на стенках посуды для кипячения воды. В итоге мы получаем не просто “мертвую” воду, но еще и вредную для здоровья: так, соли кальция со временем могут стать одним из пусковых механизмов к образованию камней в почках, развитию артрозов и артритов.
• Кипячением нельзя удалить из воды соли железа, свинца, ртути и других тяжелых металлов, опасных для здоровья.
• Наконец, хлор и его соединения, вступая в процессе нагревания в реакцию с органическими соединениями, образуют тригалометаны и диоксин – канцерогенные вещества, которые, накапливаясь в организме, могут привести к развитию серьезных заболеваний, включая онкологию.