Методы очистки сточных вод
Под очисткой сточных вод понимают их обработку с целью разрушения или удаления из них определенных веществ, препятствующих отведению этих вод в водоемы в соответствии с нормативными требованиями или использованию их в производственном водоснабжении взамен свежей воды.
Сточные воды очищаются от загрязняющих веществ на специальных инженерных сооружениях, совокупность которых называют очистными сооружениями.
Существуют три вида очистных сооружений: локальная (участковая), карьерная, районная или городская. Назначение локальных очистных сооружений заключается, прежде всего, в обезвреживании сточных вод непосредственно после технологических установок, когда нельзя их направлять в системы повторного и оборотного водоснабжения на общие карьерные, или на районные очистные сооружения. Некоторые крупные предприятия располагают общими очистными сооружениями. Районные или городские очистные сооружения предназначены для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод района или города.
На очистных сооружениях сточные воды подвергаются очистке механическими, физико-химическими и биохимическими методами.
Механическая очистка сточных вод обеспечивает удаление взвешенных грубо - и мелкодисперсных примесей механическими и физическими методами. Для задержания крупных нерастворимых примесей сточную воду процеживают через решетки и сита. Более мелкие нерастворимые примеси могут быть выделены из сточных вод отстаиванием, фильтрованием и флотацией.
Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодис-персных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц или крупнозернистого песка.
Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тонко-диспергированных твердых и жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки. Метод фильтрования применяют в настоящее время как один из основных методов глубокой очистки природных и сточных вод от взвешенных частиц.
Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тонко-диспергированных твердых и жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки. Метод фильтрования применяют в настоящее время как один из основных методов глубокой очистки природных и сточных вод от взвешенных частиц. Фильтрование может быть использовано в технологических схемах очистки как самостоятельный метод, так и в сочетании с другими методами. В отечественной и зарубежной практике нашли широкое применение фильтры с зернистой загрузкой и тонкими фильтрующими перегородками.
Для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, масла и смолы, возможно применение флотации. Ее используют также для выделения активного ила после биохимической очистки. В некоторых случаях флотация может заменить отстаивание, особенно при обработке флотируемой жидкости коагулянтами. Эффект очистки получается не ниже, чем при отстаивании, в то же время всплывший осадок в 2-3 раза меньше по объему в связи со значительно меньшей влажностью, чем влажность осадков.
Растворимые неорганические соединения удаляют из сточных вод физико-химическими методами очистки, которые заключаются в нейтрализации кислот и щелочей, переводе ионов в плохо растворимые формы, соосаждении минеральных примесей с солями, окислении и восстановлении токсичных примесей до слабо токсичных, десорбции летучих примесей. Эти методы используют также для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц, растворимых газов и органических веществ.
Сточные воды очищают от растворимых органических соединений деструктивными и рекуперационными методами. Рекуперационные методы предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку всех ценных компонентов, содержащихся в сточных водах. В деструктивных методах эти компоненты подвергаются разрушению путем их окисления или восстановления. Продукты разрушения удаляются из воды в виде газов или осадков.
Использование физико-химических методов для очистки сточных вод по сравнению с биохимическими имеет ряд преимуществ.
Это, во-первых, возможность удаления из сточных вод токсичных, биохимически неокисляемых органических загрязнений, достижение более глубокой и стабильной степени очистки; во-вторых - меньшие размеры очистных сооружений, меньшая чувствительность к изменениям нагрузок, возможность полной автоматизации, в-третьих - возможность рекуперации различных веществ.
Биохимические методы очистки основаны на способности микроорганизмов использовать в качестве питательного субстрата и разлагать многие вредные органические и некоторые неорганические вещества и соединения, присутствующие в сточных водах.
Выбор метода очистки и конструктивное оформление очистных сооружений горных предприятий зависят от состава и концентрации загрязняющих веществ, объема сточных вод, санитарных и технологических требований, предъявляемых к качеству очищенных вод с учетом дальнейшего их использования, климатических условий, наличия у предприятий необходимых для процесса обезвреживания энергетических и материальных ресурсов (пар, топливо, сжатый воздух, электроэнергия, реагенты, сорбенты и т.п.) и других факторов. Во многих случаях приходится применять комбинацию указанных методов. Одна из типовых схем очистки сточных вод показана на рис.5.10. Ниже приводится описание методов очистки сточных вод, наиболее широко применяемых на карьерах.