Меню Рубрики

Установки для очистки химических стоков

Методы химической очистки сточных вод

Перед подачей сточных вод в водоемы или в системы оборотного водоснабжения для удаления растворенных примесей проводят химическую очистку.

В статье вы узнаете, что это за метод и в чем преимущества химической очистки по сравнению с другими способами.

Что это за метод?

Химическая очистка сточных вод основана на способности молекул загрязняющих веществ взаимодействовать с различными реагентами, образуя безвредные продукты.

Путем химических превращений в другие вещества, метод позволяет:

  • обесцвечивать,
  • дезинфицировать,
  • извлекать примеси.
  • необходимость использования химических реагентов,
  • строгого соблюдения их количества при введении в раствор,
  • создание условий для благополучного завершения реакций.

Преимущества

В отличие от биологических, механических и физико-химических воздействий химическая обработка приводит к полным изменениям структуры соединений.

  • Биологическая очистка происходит в мягких условиях под действием микробов, влиянию которых поддаются не все загрязнители.
  • Механическая очистка позволяет убирать главным образом крупные частицы примесей.
  • При физико-химической очистке происходят изменения на поверхности частиц грязи, при этом их состав принципиально не изменяется.

Растворенные компоненты, которые имеют явно выраженный кислый или щелочной характер, окисляющие или восстанавливающие свойства можно перевести в безвредные соединения только путем глубоких химических превращений.

Основные способы

Основными методами удаления примесей путем преобразований в другие соединения являются следующие:

  • нейтрализация водной среды;
  • окисление загрязнителей;
  • восстановление вредных компонентов.

Нейтрализация

Для сброса в водоемы, использования в различных технологических процессах пригодны водные растворы, имеющие значение рН в диапазоне от 6,5 до 8,5. Если величина водородного показателя не достигает минимума указанного интервала или превышает максимум, стоки обязательно нужно нейтрализовать.

На практике чаще всего приходится иметь дело с промышленными отходами явно кислого характера, стоки с завышенными показателями щелочности образуются редко.

Нейтрализация может проводиться следующим образом:

  • фильтрованием через материалы, изменяющие величину рН;
  • смешиванием растворов с противоположными значениями рН;
  • прибавлением реагентов;
  • обработкой газами кислотного характера.

Смешение

Если неподалеку расположены производства, образующие стоки кислого и щелочного характера, то оптимальный вариант нейтрализации — смешивание. В емкости направляют два потока, перемешивают их специальными мешалками или воздухом, пропускаемым со скоростью от 20 до 40 м/с.

При изменяющейся концентрации ионов в растворах, их нужно проверять и направлять потоки соответствующей интенсивности в усреднители. Удобны для использования автоматические регуляторы объемов жидкостей.

Применение реагентов

Если взаимная нейтрализация невозможна, нужно добавлять в стоки химические вещества. Для нейтрализации кислотных вод наиболее приемлемыми добавками являются:

  • известковая пушонка или молоко;
  • карбонатные, гидрокарбонатные суспензии щелочноземельных металлов.

Представленные вещества всегда доступны, стоят недорого, но получающиеся осадки усложняют очистку.

В результате такой обработки стоков образуется гипс: он плохо растворяется в воде, при больших концентрациях образует плотный осадок.

Поэтому очистка вод с серной кислотой проводится с накопителями шлама.

Выделять твердые остатки приходится в течение нескольких суток. Усугублять ситуацию могут органические вещества, которые обволакивают кристаллы, способствуют зарастанию трубопроводов.

Уменьшить вредное влияние осадка можно:

  • регулярным промыванием труб,
  • увеличением скорости потока,
  • установкой пластиковых конструкций,
  • рекуперацией твердых отложений.

Можно уменьшить затраты на очистку использованием отходов, содержащих:

  1. гидроксиды натрия или калия,
  2. карбонат натрия,
  3. аммиачную воду,
  4. доломит.

Стоки, содержащие серную кислоту, успешно нейтрализуют шлаками из домен, сталеплавильных печей.

Нейтрализация при фильтровании

Кислым водам можно придать нейтральный характер фильтрованием через:

  • щелочные шлаки или золу,
  • доломиты,
  • магнезиты,
  • мрамор,
  • мел,
  • известняк.

Фильтры бывают вертикальной или горизонтальной формы, величина кусочков наполнителя варьируется от 3 до 8 мм, в некоторых вертикальных фильтрах допускаются гораздо более крупные (в 10 раз) размеры гранул.

Через горизонтальные фильтры рекомендуется пропускать стоки со скоростью от 1 до 3 м/с, вертикальные – до 5 м/с.

Устранение газами

Метод применяется для очистки щелочных стоков. Для нейтрализации используют газовые отходы, содержащие:

  1. оксиды углерода,
  2. серы,
  3. азота кислого характера.

Экономическая выгода заключается в одновременной очистке сточных вод и дымовых газов.

Нейтрализация проводится в колоннах: распылением либо пропусканием растворов через тарелки, а так же в реакторах, оснащенных устройствами для перемешивания. Например, метод применяется для очистки отходов асбоцементных производств, величина рН которых достигает 13.

Нейтрализацию проводят в тарельчатой колонне дымом с концентрацией углекислого газа 6 %. Пропускание газовых отходов через стоки — удачный пример технологии, сберегающей ресурсы.

Окисление

Окислительное воздействие на сточные воды проводят тогда, когда в них содержатся наиболее токсичные компоненты, например цианиды, или вещества, удалять которые другими способами невозможно, например сульфиды.

Окисление стоков проводят всем известными окислителями, которые так же применяются в других сферах:

  • озон,
  • хлорсодержащие вещества типа хлоратов,
  • перманганат калия,
  • пероксид водорода.
Читайте также:  Установка подогрева руля на мотоцикл

Хлорирование – самый распространенный способ обработки стоков, технологическая схема которого хорошо отработана.

Состав образующейся смеси зависит от специфических особенностей сточных вод, в результате токсичность веществ по сравнению с исходным состоянием понижается.

При очистке отходов нефтеперерабатывающих и целлюлозных предприятий проводят окисление воздухом в жестких условиях. Повышение давления и температуры увеличивает степень обезвреживания отходов, хотя и требует дополнительных затрат энергии. Очистка воздушной смесью хорошо зарекомендовала себя так же при окислении стоков, содержащих железо.

Эффективным методом окисления является озонирование, которое позволяет окислить огромное количество веществ органической и минеральной природы, уничтожить микроорганизмы.

Восстановление

Очистка сточных вод восстановлением применяется реже, только при необходимости удаления веществ, содержащих:

Ртуть в растворах отходов может содержаться в виде неорганических или металлорганических соединений.

  1. В первом случае связанный металл переводят в свободное состояние, после чего воду, отстаивают, фильтруют, при необходимости очищают флотацией.
  2. Во втором случае сначала происходит разрушение комплексов, затем восстановление до состояния свободного металла.

Для восстановления применяют:

  • железо в чистом состоянии или в виде сульфида,
  • гидразин,
  • алюминиевую пудру,
  • боргидрид,
  • гидросульфид натрия.

Для удаления мышьяка стоки обрабатывают диоксидом серы; очистка от хромсодержащих соединений может проводиться большим количеством веществ.

Сложность проведения процесса заключается в том, что рН среды в течение очистки должна изменяться, поэтому в систему сначала вводят серную кислоту, а по истечении времени добавляют гидроксиды.

Заключение

Химическая очистка стоков – дело большой ответственности, которое требует компетентного исполнения, применения качественного оборудования и реактивов.

При соблюдении технологического режима метод обеспечивает удаление из загрязненных вод большого количества примесей производственного и бытового происхождения.

источник

Все об оборудовании для очистки сточных вод

Правильный подбор очистных сооружений и их грамотное использование – это гарантия, что сточные воды будут максимально освобождены от примесей.

Современное оборудование отличается высокой мощностью и низким энергопотреблением. Установки служат долгие годы, если их правильно эксплуатировать. Самое ценное – процесс очистки во многих случаях становится автономным и требует минимального контроля человека.

Разновидности

На разных этапах очистки стоков используются такие виды установок:

  1. Механические: решетки, песколовки, отстойники, сита, барабанные сетки, нефтеловушки, фильтр-прессы, фильтр-патроны.
  2. Физико-химические: мешалки, усреднители, флотационные машины, фильтры с зернистой загрузкой, сепараторы и центрифуги, электролизеры, ионообменные фильтры, сорбционные блоки.
  3. Биологические:аэротенки, биореакторы, биофильтры, метантенки, станции биологической очистки.
  4. Доочистка воды: ультрафильтационные системы (мембранные установки), барабанные и дисковые фильтры.
  5. Дезинфекция: установки ультрафиолетового облучения, системы дозирования реагентов.

Основное оборудование для очистки сточных вод работает в комплексе с:

  • насосными станциями;
  • аэраторами;
  • воздуходувками;
  • дренажными системами;
  • конвейерами;
  • уплотнителями;
  • системами подачи воды.

О самых распространенных установках и системах рассказано ниже.

Решетки

Применяются на механическом этапе, используются для грубой и тонкой очистки. Решетка – это фильтрующее полотно в прямоугольной раме, набранное из стержней. Расстояние между стержнями определяет эффективность очистки.

Оборудование задерживает крупные органические и минеральные загрязнения, подготавливает стоки к следующим этапам очистки. Отбросы задерживаются фильтрующим экраном, который периодически прочищается граблинами.

Виды решеток:

  1. Барабанная – вращающаяся корзина, состоящая из стержней. Работает в автоматическом режиме без участия обслуживающего персонала.
  2. Шнековая – винтовая конструкция. Обеспечивает тонкую очистку хозяйственно-бытовых и промышленных стоков целлюлозно-бумажных комбинатов, текстильных, пищевых предприятий.
  3. Ленточная – полотно из набора пластин, установленное на раму. Решетка постоянно движется.
  4. Ступенчатая – оборудование с двумя комплектами пластин, выполненных в виде ступенек. Первый комплект неподвижный, а второй постоянно совершает круговые движения в одной плоскости с фиксированными пластинами.
  5. Вертикальная – устанавливается на вертикальный трубопровод.

Нефтеловушки

Оборудование используется на автомойках, заправках, автосервисах, лакокрасочных и нефтеперерабатыващих предприятиях.

Нефтеловушки представляют собой автономные очистные сооружения, состоящие из 3 или 4 камер:

  • В первой происходит механическая очистка стоков от песка и грязи методом отстаивания.
  • Воды проходят через решетку и коалесцентный фильтр и попадают во вторую камеру. При движении жидкости образуется пленка нефтепродуктов, которая удаляется механическим способом.
  • Третья камера оснащена сорбционными фильтрами. Они очищают стоки от остатков нефтяных продуктов.
  • При необходимости высокой степени очистки используется оборудование с четвертой камерой – в ней расположены угольные фильтры. После прохождения через них концентрация нефтепродуктов в воде не превышает 0,05 мг/л.

Также оборудование имеет устройство автоматической блокировки, предотвращающее утечку загрязнений. Самые мощные нефтеуловители пропускают 50 л сточных вод за 1 секунду.

Читайте также:  Установка бессмертия для сталкера

Отстойники

Оборудование применяется для удаления крупных механических загрязнений или осаждения побочных продуктов очистки.

Отстойники бывают первичными – в них воды попадают до биологической очистки. Там грубодисперсные вещества выпадают в осадок.

На вторичные отстойники стоки поступают после аэробной очистки – в резервуаре происходит осаждение активного ила.

Разновидности отстойников по режиму работы:

  • Проточные – оседание примесей происходит при постоянном течении воды.
  • Контактные (периодического действия) – стоки заливаются в резервуар и остаются неподвижными.
  1. Горизонтальный – прямоугольный резервуар с несколькими отделениями. В нем находятся водораспределительные устройства, трубопроводы и приспособление для удаления осадка. Сточные воды движутся в горизонтальном направлении. Этот вид отстойников применяется в водопроводах с высокой производительностью.
  2. Вертикальный – резервуар, в сечении которого лежит круг или квадрат. Оборудован камерой хлопьеобразования, желобами для отвода воды, трубами для удаления осадка. Жидкость движется снизу вверх. Вертикальный отстойник подходит для очистки небольшого количества хозяйственно-бытовых стоков.
  3. Радиальный – округлый резервуар, в который жидкость подается снизу и движется от центра к сторонам. Загрязнения удаляются подвесным устройством. Осадок подается в приямок отстойника.

Фильтры

Процессы фильтрования происходят в двух типах оборудования:

  1. Установки с неподвижной фильтрующей перегородкой: барабанные вакуум-фильтры, дисковые, картриджные фильтры патронного типа, ленточные вакуумные и листовые фильтры, фильтры-прессы.
  2. Установки с зернистым (несвязным) фильтрующим слоем: напорные и безнапорные фильтры.

Оборудование первой группы улавливает крупные и мелкие частицы, часто их используют для выделения ценных веществ. Механические фильтры (сита, песко- и жироуловители) используются для грубой очистки.

Установки с зернистым фильтром очищают большой объем промышленных сточных вод. Если нужно довести химический состав стоков до норм ПДК, используют методы ультрафильтрации.

В фильтрующих установках высокоэффективна система обратного осмоса, оснащенная несколькими мембранами. В установке создается разница давлений, благодаря чему воды проходят через нанопоры, а примеси задерживаются.

Полупроницаемые среды изготавливают из синтетических полимеров. Размер пор не превышает 0,2 мкм, что позволяет отсеивать большинство мелкодисперсных частиц.

Сепараторы

Установки очищают от:

  1. частиц жира и масел,
  2. легких минеральных жидкостей,
  3. крахмала,
  4. нефтепродуктов.

Сепараторы используются реже, чем фильтры и отстойники, что связано с их высокой энергоемкостью.

Это оборудование оптимально применять в таких случаях:

  • примеси являются технологически ценными;
  • стоки сильно загрязнены мелкодисперсными веществами, которые не взаимодействуют с реагентами;
  • осадок из стоков необходимо полностью отделить от воды.

В сепараторе происходит вращение рабочего элемента (ротора), благодаря чему мелкодисперсные частицы переносятся к стенкам, а воды остаются в центре.

Такое разделение происходит под влиянием центробежных сил.

Осветленная вода течет к сливным окнам, а твердая фаза поступает в выгрузочные окна.

Для очистки сточных вод применяют жидкостные сепараторы.

Флотаторы

Установки используются для физико-химической очистки, в ходе которой удаляются мелкодисперсные нерастворимые частицы. Во флотаторе образуется множество пузырьков воздуха или другого газа, которые поднимаются вверх и захватывают с собой примеси.

  1. Напорный флотатор – прямоугольный резервуар из нержавеющей или углеродистой стали. Перед ним расположен сатуратор, насыщающий сточные воды воздухом. По трубам смесь направляется в распределительное устройство, где перемешивается и равномерно распределяется по объему камеры. Там же с помощью воздушного эжектора вода дополнительно аэрируется.
  2. Электрофлотатор – установка, в которую помещены нерастворимые электроды. Пузырьки кислорода и водорода выделяются в процессе электролиза, который возникает при подключении оборудования к источнику электроэнергии.
  3. Механический флотатор – пузырьки газов генерируются вращающейся турбиной, специальными трубами или рабочим колесом с лопастями.

Флокуляторы

Оборудование используется на этапе физико-механической очистки сточных вод. В жидкость добавляют специальные вещества (флокуляторы), которые объединяются с загрязнениями, образуют хлопья и выпадают в осадок.

Процесс происходит в смесителях разной конструкции:

  1. дырчатые;
  2. перегородчатые;
  3. шайбовые;
  4. вертикальные;
  5. механические с лопастными/пропеллерными мешалками.

Первые четыре вида смесителей относятся к гидравлическим. В них воды смешиваются, когда меняется направление их движения и скорость потока.

В механических установках работу выполняют механизмы, работающие от электроэнергии. После перемешивания воды отправляются в камеру хлопьеобразования.

Станция дозирования реагентов

В системах очистки сточных вод используются:

  • дозирующие насосы;
  • датчики и расходомеры;
  • контроллеры;
  • химических реагентов.

Станции подают в сточные воды химическое вещество в определенном количестве.

Они работают по установленному алгоритму, который задается управляющим персоналом. Насосы-дозаторы периодически всасывают раствор из реагентной емкости и подают определенный объем в систему. Современные установки оснащены ЖК-дисплеем.

Мембранный биореактор

Оборудование предназначено для биологической аэробной очистки сточных вод. Биореактор представляет собой аэротенк с мембраной, через которую сточные воды проходят после взаимодействия с бактериями.

Читайте также:  Установка евро 2 на джили ск

Активный ил, твердые вещества, болезнетворные микроорганизмы остаются за мембраной, а отфильтрованная вода поступает на повторное использование.

Применение мембранного биореактора упрощает технологическую схему и повышает эффективность биологической очистки.

В оборудовании используются половолоконные ультрафильтрационные или микрофильтрационные материалы. Модуль состоит из 10-20 кассет с мембранами, каждая из которых задерживает частицы размером от 0,03-0,1 мкм.

Преимущества использования мембранных биореакторов:

  • Сокращение 30-70% площади, которую занимает оборудование.
  • Возможность увеличения/уменьшения производительности без изменения технологической схемы.
  • Сохранение высокой концентрации активного ила – биоценоз не вымывается из биореактора.
  • Повышение устойчивости работы оборудования к залповым сбросам.

Биофильтры

Оборудование используется для биологической аэробной очистки. Биофильтр – это резервуар, в котором сточные воды фильтруются через загрузочный материал, покрытый биологической пленкой. Последняя представляет собой колонию бактерий.

Биофильтр состоит из таких частей:

  1. Фильтрующая загрузка (тело фильтра) – пористый материал с малой плотностью. В установках с объемной загрузкой используют щебень, гравий, керамзит, шлак, а в биофильтрах с плоскостной загрузкой – термостойкие пластмассы. На поверхности этих материалов развивается биологическая пленка, расщепляющая органические загрязнения.
  2. Водораспределительное устройство – равномерно орошает тело фильтра сточными водами.
  3. Дренажная система – удаляет очищенную воду.
  4. Аэратор – устройство подачи кислорода.

Если в сточных водах высокая концентрация легкоразлагаемой органики (например, лактозы), биофильтры эффективнее, чем аэротенки.

  1. Капельные – сточная вода подается сверху на фильтрующую загрузку. Форма резервуара зачастую прямоугольная. Оборудование не нуждается в принудительной аэрации, она происходит естественным образом. Высота слоя загрузки – 1-2 м, фракция загрузочного материала – 20-30 мм, а показатель пористости – 40-50%.
  2. Высоконагружаемые (аэрофильтры) – отличаются от капельных окислительной мощностью. Показатель повышается благодаря системе искусственной аэрации. Высота загрузки – до 2-4 м, фракция материала – 40-60 мм.
  3. С плоскостной загрузкой – в них используются материалы с пористостью 70-90% (пластмассы, керамика, металл, ткани). Такие показатели позволяют отказаться от принудительной вентиляции. Материалы плоские, поэтому они плотно соприкасаются друг с другом. Между ними не образуется мертвых зон, что бывает при использовании засыпного сырья. Высота фильтрующего материала – 1-8 м.

Установки барботирования и аэрации

На очистные сооружения часто поступают высококонцентрированные сточные воды, которые затрудняют работу оборудования. Чтобы снизить нагрузку на систему, стоки разбавляют, смешивая их с менее концентрированной жидкостью.

Процесс происходит в резервуарах-усреднителях. Сточные воды перемешиваются с помощью сжатого воздуха. Для этого применяют усреднители барботажного типа.

Барботерами служат перфорированные трубы, на которых есть отверстия диаметром 3 мм с шагом 8-16 см. Они укладываются горизонтально вдоль резервуара. Через отверстия подается сжатый воздух, и стоки перемешиваются. С помощью этого оборудования также осуществляется аэрация жидкости.

Оборудование подсоединяется к биологическому очистному сооружению, работает от источника электроэнергии. Системы функционируют постоянно или периодически. Сжатый воздух подается в аэрационные трубы с помощью воздуходувок.

Есть 2 вида аппаратов:

  1. Вихревые – воздух всасывается в рабочую зону, затем по спиралевидной траектории проходит по каналу и попадает в аэрационные трубы.
  2. Ротационные (безмасляные) – воздух втягивается и сжимается, когда два трезубых ротора, расположенных параллельно, выполняют работу поршня.

Производители

Крупные компании предлагают не просто купить оборудование, но и разрабатывают проекты очистных сооружений по индивидуальному плану.

В России пользуются популярностью такие производители:

Название компании Продукция Официальный сайт
EnviroChemie GmbH (Германия) Оборудование для физико-химической, биологической, очистки, мембранные системы. http://www.envirochemie.ru
ГК ТрансЭкоПроект (Россия) Основные виды оборудования для всех этапов очистки сточных вод. http://enviropark.ru
ЭКОС (Россия) Установки для очистки хозяйственно-бытовых / смешанных / ливневых сточных вод, системы водоподготовки и обезвоживания осадка. http://www.ecos.ru
Raifil (Россия) Бытовые и промышленные системы очистки воды. http://www.raifil.biz
ООО «Экостандарт» (Россия) Оборудование для биологической очистки, системы водоподготовки, сооружения для очистки ливневых стоков, канализационные насосные станции. https://ecostandart.com/

Заключение

Качество оборудования определяет эффективность очистки сточных вод. Если установки правильно подобраны под конкретные стоки, они обеспечат максимальный результат.

Каждое предприятие использует свой комплекс оборудования для очистки сточных вод, поэтому его ассортимент столь широкий. Сначала сточные воды проходят через грубые фильтры, которые задерживают крупный мусор.

В нефтеловушках улавливаются жиры, остатки топлива. Мелкодисперсные частицы осаждаются в смесителях или поднимаются вверх во флотаторах. В аэротенках и биореакторах микроорганизмы разлагают органику. Ультрафильтрационные системы доводят химический состав воды до норм ПДК.

источник