1.2. Методы очистки сточных вод
Выбор методов очистки сточных вод представляет собой довольно сложную задачу и зависит от целого ряда факторов: расхода сточных вод, уровня загрязненности воды, вида загрязнений, необходимой степени очистки, энергетических затрат и других технико-экономических показателей. Для городских сточных вод наибольшее распространение получила механобиологическая очистка, при очистке производственных сточных вод используются механические, химические, физико-химические и биологические методы. На рис. 1 представлены наиболее широко применяемые методы очистки сточных вод.
Рис. 1. Наиболее распространенные методы очистки сточных вод
1.2.1. Механическая очистка сточных вод
Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей.
Как правило, механическая очистка – предварительный этап перед другими видами очистки, реже – окончательный. Механическая очистка позволяет выделить до 90–95% взвешенных веществ и снизить значение БПКполн сточной воды на 20–25%.
На современных городских очистных сооружениях механическая очистка включает: пропускание через решетки, пескоулавливание, отстаивание.
В городских сточных водах содержатся крупноразмерные (более 1 см) отходы, которые в процессе транспортирования по водоотводящим сетям адсорбируют органические соединения, жиры. Образовавшийся адгезионный слой способствует налипанию песка, шлаков и других минеральных частиц. Таким образом, формируются многокомпонентные крупноразмерные органоминеральные составляющие отбросов, на которых песок проносится через песколовки, что затрудняет в дальнейшем работу отстойников и сооружений биохимической очистки. Крупноразмерные загрязнения удаляются из сточных вод при их прохождении через решетки, которые являются первым элементом технологических схем очистки городских сточных вод.
В городских сточных водах содержится значительное количество нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.). При совместном выделении минеральных и органических примесей в отстойниках затрудняется удаление осадка, уменьшается его текучесть, существует вероятность расслоения осадка на тяжелую и легкую части и накопления песка в отстойниках. Возможны затруднения в работе последующих сооружений при попадании в них песка. Поэтому в составе очистных сооружений за решетками проектируются песколовки, в которых под действием силы тяжести происходит выделение нерастворенных минеральных примесей.
Отстаивание является самым простым и наименее энергоемким методом выделения из сточных вод грубодиспергированных примесей с плотностью, отличной от плотности воды. Под действием силы тяжести частицы загрязнений оседают на дно сооружения либо всплывают на его поверхность.
Выбор метода очистки от взвешенных частиц производственных сточных вод определяется размерами частиц и кинетикой их осаждения. Диаметры частиц могут колебаться от 0,005 до 500 мкм.
Если частицы достаточно велики (d >50 мкм), они могут быть выделены отстаиванием (при большой концентрации) или фильтрацией через микрофильтры (при малой концентрации).
Мелкодисперсные частицы (диаметром от 0,1 до 1,0 мкм) могут удаляться фильтрованием через слой зернистых материалов с использованием сетчатых барабанных фильтров, микрофильтров, фильтров с плавающей загрузкой. Достоинством фильтрования является отсутствие химических реагентов, однако из-за ограниченной емкости фильтрующего слоя этот метод не годится для очистки значительных объемов воды. Большее распространение получило отстаивание, причем для повышения интенсивности отстаивания применяют преаэрацию, коагуляцию (в том числе биокоагуляцию), осветление во взвешенном или тонком слое.
При создании замкнутых систем водопользования предъявляются особенно высокие требования к эффективности функционирования сооружений механической очистки. Этим требованиям удовлетворяют новые конструкции многополочных отстойников, напорных, многоярусных гидрофильтров и др.