Чтобы нивелировать это воздействие, сточные воды предварительно очищают. Каковы основные технологии очистки? Что делать с осадком, образующимся в процессе?
Классификация сточных вод
Сточные воды представлены несколькими типами, определяющими характер загрязнений, концентрации потенциально опасных веществ, наиболее эффективные методы их устранения. Основные категории выглядят следующим образом:
- Производственные. Используются промышленными предприятиями, позволяют создать условия, в которых производственные процессы протекают максимально эффективно. Они могут быть как “условно-чистыми”, подходящими даже для прямого сброса в грунт или водоемы, так и “загрязненными”, с высокими концентрациями тяжелых металлов, минеральных веществ, нуждающимся в фильтрации.
- Хозяйственно-бытовые. Формируются как результат человеческой деятельности, сбрасываются в канализацию жилыми домами, больницами, общественными банями, прачечными. Их характерная особенность – насыщенность ПАВ, поверхностно-активными веществами, основой моющих средств, и патогенными микроорганизмами. При построении очистных сооружений нужно учитывать эту особенность.
- Ливневые. Образуются во время сильного дождя, активного таяния снега в весенний период. Типы, концентрации загрязняющих веществ в данной ситуации определяются местностью, близостью химических производств, сельскохозяйственных угодий. Ливневые стоки могут быть как чистыми, так и сильно загрязненными.
Выбор технологии очистки
Подбирая метод очистки, необходимо принимать во внимание следующие факторы:
- Класс стоков. Происхождение, объект, территория образования.
- Данные лабораторного анализа, где зафиксированы виды загрязняющих веществ и их концентрации.
- Цели дальнейшего применения. Сточные воды не только могут сбрасываться в почву и водоемы, при высокой степени фильтрации – допустимо их повторное применение.
Классификация методов очистки
Технологии очистки стоков различны по принципу действия, используемому оборудованию. Для достижения максимальной эффективности фильтрации, исключения лишних расходов, нужно внимательно подойти к выбору, учесть специфику каждого метода.
Механическая очистка
Применяется на предварительном этапе, основная задача – удаление крупных нерастворимых фракций органического, неорганического происхождения. Для реализации методики используется следующее оборудование:
- Отстойники. Крупные резервуары, в которых происходит осаждение механических веществ под действием силы тяжести. Не самый эффективный, однако, наименее затратный метод.
- Фильтры. Фильтр может представлять собой как металлическую решетку с мелкими ячейками, так и резервуар, засыпанный песком или другим подобным веществом. При прохождении воды через сетку или засыпку происходит улавливание загрязняющих веществ.
- Уловители. Благодаря особой конфигурации, уловители “закручивают” проходящий поток воды, под действием центробежной силы удается эффективно задержать посторонние фракции, будь то песок, частички ила, нефтепродукты.
Химическая очистка
Методика предполагает внесение реагента, который разрушает загрязняющие вещества, преобразует их в безопасную форму, заставляет выпадать в видимый осадок, легко удаляемый механически. Основные виды химических реакций таковы:
- Нейтрализация, коррекция кислотно-щелочного баланса.
- Коагуляция и флокуляция. В обоих случаях вещества, находящиеся в растворенной форме, становятся видимым осадком.
- Обеззараживание. Применяется при выраженном бактериальном загрязнении сточных вод. Простейший метод – хлорирование, более технологичные и безопасные – обработка озоном, ультрафиолетом.
Биологическая очистка
Методика предполагает расщепление загрязнений микроорганизмами, для которых они являются питательной средой, источником энергии. Выделяют два вида условий существования и размножения таких микроорганизмов:
- Аэробные. Предполагают наличие кислорода. Эффективность очистки очень высокая, находится на уровне около 95 процентов.
- Анаэробные. Очистка происходит в бескислородной среде, что упрощает реализацию технологии, однако, негативно сказывается на общей эффективности, составляющей не больше 70 процентов.
Реализация биологического метода возможна посредством следующих конструкций:
- Биофильтры. Фильтры, находящиеся под биологической пленкой, сквозь которую проходят загрязненные стоки. При прохождении активируются окислительные процессы, на чем и строится очистка.
- Искусственные водоемы. Имитируют процессы очистки, характерные для природных, естественных, условий. Процесс занимает больше времени, однако, на 100% безопасен.
- Аэротенки. Крупные металлические, пластиковые резервуары. Внутри находятся колонии как аэробных, так и анаэробных микроорганизмов, что ускоряет очистку, а также делает ее эффективнее.
Физико-химическая очистка
Основана на протекании как физических, так и химических процессов, снижающих концентрации опасных веществ в стоках, либо преобразующих их в безопасную форму. Наиболее востребованные вариации таковы:
- Сорбция. Загрязнения поглощаются веществом с выраженной соответствующей способностью. Таковым может быть, например, активированный уголь или полимерная губка.
- Аэрация. Насыщение воды кислородом способствует быстрому удалению летучих загрязнений, в том числе сульфидов и сероводорода, окислению ПАВ.
- Электролиз. Протекание электрохимических процессов сопряжено с интенсивным разрушением содержащихся в стоках металлических, кислотных, щелочных примесей.
- Флотация. Технически процесс напоминает аэрацию, однако, протекает по несколько иному принципу. Вода насыщается мелкими воздушными пузырьками, “захватывающими” масляные, жировые, волокнистые фракции, всплывающими вместе с ними на поверхность.
Образование и утилизация осадка
Большинство из перечисленных методов очистки сточных вод сопряжено с образованием осадков, представить которые можно следующими группами:
- Грубые механические примеси, песчаные, иловые фракции, накапливающиеся на очистительных решетках.
- Песок, накапливающийся на пескоуловителе.
- Жировые, масляные, нефтяные и другие фракции с положительной плавучестью, накопление которых происходит в отстойниках.
- Активный ил, накапливающийся во вторичном отстойнике, формирующийся в процессе биологической очистки.
Определить принадлежность осадка к одному из перечисленных типов можно при помощи его анализа, определения густоты, вязкости, показателей по содержанию бактериальных, минеральных, химических, нефтяных и других фракций.
Одним из наиболее технологичных и эффективных методов переработки илового осадка является пиролиз, термическое воздействие в бескислородной среде, в процессе которого удается получить полукокс и органику, подходящую для вторичного применения.
Иловые осадки также могут перерабатываться в животные корма, за счет высокого содержания белков, либо в минеральные удобрения и биологическое топливо. Именно такого подхода придерживаются в большинстве развитых государств, в том числе в европейских странах, где сельскохозяйственные угодья обрабатываются именно такими удобрениями.