Методы и оборудование для очистки выбросов неприятно пахнущих веществ

Очистка сточных вод

Промышленные и бытовые сточные воды от примесей очищают различными методами: механическими, химическими, физико-химическими, биологическими, термическими. Все методы очистки подразделяют на рекуперационные и деструктивные.

Рекуперационные методы предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку ценных веществ.

При деструктивных методах загрязняющие вещества подвергают разрушению путем окисления или восстановления. Продукты разрушения удаляют из воды в виде газов или осадков.

Механическую очистку сточных вод применяют при отделении твердых нерастворимых примесей. В зависимости от их свойств, концентрации и фракционного состава очистка осуществляется методами процеживания, отстаивания или фильтрования.

Твердые примеси размером более 5 мм задерживаются решетками, более мелкие примеси - ситами. Грубодисперсные примеси чаще всего выделяют отстаиванием и фильтрованием; мелкодисперсные - в поле центробежных сил, флотационным методом и другими.

Отстаивание осуществляют в песколовках и отстойниках различных конструкций. Для сбора нефти и маслянистых продуктов применяют нефтеловушки и маслоуловители. Сточные воды маслозаводов, мясокомбинатов, пищевых предприятий содержат жиры. Для эффективного их удаления применяют аэрированные жироловушки.

Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тонкодиспергированных твердых или жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих воду и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над фильтрующей перегородкой или разряжения после перегородки. В системах очистки сточных вод используют фильтры периодического действия: нутч-фильтры, листовые и фильтр-прессы, а также фильтры непрерывного действия: барабанные, дисковые, ленточные. Из фильтров периодического действия наиболее простыми по устройству являются нутч - или друк-фильтры. Они предназначены для разделения нейтральных, кислых или щелочных суспензий. Для разделения труднофильтруемых суспензий применяют фильтр прессы, работающие при давлении 0,3 -1,2 МПа.

Из фильтров непрерывного действия широко применяют барабанные, дисковые и ленточные вакуум-фильтры. Барабанные вакуум-фильтры используются для разделения суспензий, быстро образующих осадок. Дисковые фильтры предназначены преимущественно для фильтрования суспензий с невысокой скоростью осаждения твердой фазы.

В процессах очистки сточных вод приходится иметь дело с большим количеством воды, поэтому широкое применение нашли зернистые фильтры. В качестве фильтрующего материала в зернистых фильтрах используется кварцевый песок, гравий, шлак, пенополиуретан и другие материалы.

По механизму задерживания взвешенных частиц на зернистых фильтрах различают два вида фильтрования: фильтрование через пленку загрязнений, образующуюся на поверхности зерен загрузки и фильтрование без об­разования пленки загрязнений. Первый механизм характерен для медленных или открытых зернистых фильтров, которые работают при малых скоростях фильтрования. Во втором случае фильтрование происходит в толще слоя загрузки, где частицы загрязнений удерживаются на зернах фильтрующего материала адгезионными силами. Такой механизм характерен для скоростных или закрытых фильтров.

Выбор типа фильтра для очистки сточных вод зависит от количества фильтрующих вод, концентрация загрязнений и степени их дисперсности, физико-химических свойств твердой и жидкой фаз и от требуемой степени очистки.

При фильтровании эмульсий через зернистый слой имеет значение первоначальный характер поверхности. При гидрофобной поверхности прилипание частиц сильнее, чем при гидрофильной, так как на поверхности зерен гидрофильных материалов имеется гидратная оболочка, и прилипание частиц происходит только там, где эта оболочка нарушена. Поэтому для фильтрования эмульсий нашли применение фильтры с загрузкой из пенополиуретана.

Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводят в гидроциклонах и центрифугах. Для очистки сточных вод используют напорные (закрытые) и низконапорные (открытые) гидроциклоны.

Очистка сточных вод от растворенных примесей осуществляется различными методами: адсорбцией, экстракцией, нейтрализацией, окислением, восстановлением, ионным обменом, обратным осмосом, ультрафильтрацией, электрохимическим методом и др.

Достаточно распространенным и несложным в техническом исполнении методом очистки сточных вод является нейтрализация. Нейтрализации подвергают кислые или щелочные воды. В качестве реагентов для нейтрализации кислых вод используют гашеную известь, гидроксиды калия и натрия, соду, мел, природный материал доломит и др. Для нейтрализации щелочных вод применяют кислоты и кислые газы.

Основным методом очистки сточных вод от органических примесей считается биохимический с участием микроорганизмов. Биохимический метод очистки может быть реализован как в естественных условиях, так и в искусственных сооружениях. В естественных условиях очистка осуществляется на полях фильтрации, полях орошения и биологических прудах.

Поля орошения - это территории, предназначенные для биологической очистки сточных вод и обычно используемые для сельскохозяйственных целей.

Специально устроенные для биологической очистки поля фильтрации, как правило, для сельскохозяйственных целей не используются. При проведении биологической очистки сточных вод пищевой, в частности, молочной промышленности, на полях фильтрации не следует допускать перегрузки полей загрязнениями. В противном случае происходит неполное окисление загрязнений, развитие молочнокислого брожения и закисание почвы. Перед подачей на поля фильтрации сточные воды необходимо очистить от взвешенных частиц и жиров, которые вода очищается под действием микроорганизмов и солнечного света. Биологическое потребление кислорода (БПК_полн) очищенных вод снижается до 15-20 мг/дм³. В процессе очистки в биологических прудах сточные воды обеззараживаются. Бактериальная загрязненность снижается на 99 % по микробному числу и коли-индексу.

Биологическая очистка сточных вод в искусственных сооружениях осуществляется в аэротенках, окситенках и биофильтрах. Аэротенки - объемные открытые сооружения, снабженные системой аэрации, подачи сточной воды и активного ила. Под действием микроорганизмов активного ила протекает процесс очистки. Окситенки отличаются от аэротенков, в основном, подачей вместо воздуха технического кислорода.

На предприятиях пищевой, в частности молочной, промышленности чаще используются биофильтры, в которых сточная вода протекает через толщу фильтрующего материала, покрытого активной микробиологической пленкой. Эти сооружения просты в работе, относительно легко переносят временные перегрузки и перерывы в подаче сточных вод. Работа биофильтров в отличие от других сооружений биологической очистки, например, аэротенков не нарушается при массовом развитии нитчатых бактерий, которое обычно имеет место в сточных водах молочных заводов (табл. 21). Применение биофильтров для очистки сточных вод мясокомбинатов требует тщательной предварительной очистки от жиров и взвешенных веществ, так как начальная концентрация указанных загрязнений значительно выше, чем в сточных водах молочных заводов.

Сточные воды мясокомбинатов характеризуются более высоким содержанием взвешенных веществ (2000-4000 мг/дм³) и жира (200-1000 мг/дм³). Особенностью сточных вод мясокомбинатов является наличие бактериального загрязнения

Эффективную очистку сточных вод пищевой промышленности проводят в биологических прудах, которые представляют собой каскад неглубоких прудов, протекая через которые вода очищается под действием микроорганизмов и солнечного света. По микробному числу и коли индексу бактериальная загрязненность снижается на 99%.