Напірна флотаційна установка

1 – забруднена вода; 2 – подача стислого повітря; 3 – газгольдер; 4 – флотатор; 5 – пінний шлам; 6 – очищена вода.

Під час флотації одночасно відбувається дегазація води і насичення її киснем.

Перевагами флотації є: безперервність і швидкість процесу, високий ступінь очистки (95-98%), простота конструкції установок, незначні капіталовкладення, можливість використання вилучених речовин як вторинну сировину.

Крім флотації з механічною подачею повітря, на підприємствах також застосовується хімічна і біологічна флотація.

Хімічна флотація ґрунтується на введенні в стічну воду хімічних реагентів, які спричиняють хімічні процеси з виділенням газів – О₂, СО₂ та інші. Бульбашки цих газів можуть налипати до нерозчинених твердих частинок і виносять їх у пінний шар. Таке явище, наприклад, спостерігається при обробці стічних вод хлорним вапном з виділенням газоподібного хлору.

Біологічна флотація застосовується для ущільнення осаду із первинних відстійників при очищенні побутових стічних вод. Для цього осад підігрівають водяною парою в спеціальній ємності до 35-55°С і у таких умовах витримується декілька діб. У результаті діяльності мікроорганізмів виділяються бульбашки газів, які виносять частинки осаду в пінний шар, після чого осад ущільнюється.

Інші методи фізико-хімічної очистки стічних вод мають обмежене застосування. З них найбільш відомі:

Гіперфільтрація (зворотній осмос) – це процес фільтрування стічних вод через напівпроникні мембрани під тиском.

Мембрани – це тонкі перегородки, виготовлені з напівпроникних і проникних матеріалів (полімери, неорганічні матеріали та ін.), які здатні розділяти як рідинні, так і газові суміші на компоненти. Мембрани, пропускаючи молекули розчинника, затримують розчинені речовини.

Зворотній осмос застосовують для знесолення води в системах водопостачання парових і водяних котлів промислових підприємств, ТЕЦ, а також для очищення промислових і побутових стічних вод.

Ультрафільтрація – це також мембранний процес розділення розчинів, але при малому осмотичному тиску. Цей метод може застосовуватись для очищення стічних вод від високомолекулярних сполук частинок і колоїдів при виробництві деревостружкових плит, клеєної фанери, целюлози та ін.

При наявності на підприємстві надлишків тепла, наприклад, гарячих димових газів, можна організувати випарювання стічних вод. При цьому необхідно застосувати міри по охороні атмосферного повітря від шкідливих речовин, які можуть потрапити в повітря разом з випарами води, наприклад таких як бенз(а)пірен.

Випаровування стічних вод може відбуватись і в природних умовах в накопичувачах-випарниках. Ці випарники являють собою земляні споруди великих розмірів, іноді діаметром до декількох кілометрів, обваловані дамбою.

 

 

4.Біологічне очищення стічних вод – один з методів очищення стічних вод від багатьох органічних і деяких неорганічних домішок на підприємствах целюлозно-паперової, деревообробної, харчової та інших галузей промисловості. За характером цей метод аналогічний природним процесам, наприклад, біологічному очищенню організмів, до складу яких входить багато різних бактерій (як простих, так і високоорганізованих), пов’язаних між собою в єдиний комплекс складними взаємовідносинами (метабіозу, симбіозу та антагонізму). Основну роль в цьому комплексі відіграють бактерії, число яких знаходиться в межах від 10⁶ до 10¹⁴ на один грам сухої біомаси. Число видів бактерій може досягати декількох десятків і навіть сотень.

У процесі очищення стічних вод беруть участь дві групи бактерій: гетеротрофи і автотрофи. Ці групи бактерій відрізняються за способом використання джерела вуглецевого живлення. Гетеротрофи використовують вуглець з готових органічних речовин, що перероблюються ними для отримання енергії, необхідної для біосинтезу клітин. Автотрофи для синтезу клітин застосовують неорганічний вуглець, а енергію утримують у результаті фотосинтезу або хемосинтезу (окислення деяких органічних сполук: аміаку, нітритів, сірководню, деяких солей та ін.). Під дією мікроорганізмів можуть протікати окислювальний (аеробний) або відновлювальний (анаеробний)процеси. Аеробний процес може відбуватись нормально, якщо концентрація органічної речовини в воді не перевищує певне значення. У зв’язку з цим під час біологічного очищення аеробним методом концентровані стічні води розводять слабо концентрованими побутовими стоками, а в окремих випадках чистою водою. Анаеробний процес часто застосовують для очищення дуже концентрованих стічних вод, що викидаються малярними, лакувальними, машинобудівними, деревообробними та іншими промисловими підприємствами.

Ефективність процесів біологічного очищення залежить від температури, рН середовища, наявності біогенних елементів, рівня живлення мікроорганізмів, кисневого режиму, вмісту токсичних речовин.

Найбільш поширеними є три групи очисних споруд для біологічного очищення, які відрізняються за видом розміщення в них активної біомаси:

- біомаса закріплена нерухомо, а стічна вода рухається;

- біомаса знаходиться у стічній воді у вільному стані;

- перший і другий варіанти поєднані.

До першої групи водоочисних споруд відносяться біофільтри, до другої - аеротенки, циркуляційні канали; до третьої – занурені біофільтри, аеротенки із наповнювачем.

Біофільтр – це споруда, в корпусі якої розміщується кускова насадка (завантаження) і розподільчий пристрій для стічної води і повітря. В біофільтрах стічна вода фільтрується через шар кускової насадки, покритої плівкою з мікроорганізмів. Мікроорганізми біоплівки окислюють органічні речовини, які використовують при цьому як джерела живлення та енергії. Внаслідок цього зі стічної води виводяться органічні речовини, а маса активної плівки збільшується. Відпрацьована біоплівка змивається проточною стічною водою та виноситься з біофільтра.

В якості кускової насадки (завантаження) у біофільтрі використовують: щебінь, гравій, шлак, керамзит, керамічні, пластмасові кільця, кульки, циліндри, тканинні та пластикові сітки згорнені у рулон.

Аеротенками називають спеціальні залізобетонні резервуари. Процес очищення в аеротенку відбувається при протіканні через нього аерованої суміші стічної води та активного мулу.

Сумарна швидкість біологічного очищення стічних вод визначається за формулою:

W = К∙ С_м;

де К – питома швидкість окислення, мг БПК_пов/г год;

С_м – концентрація мулу, г/л;

Питома швидкість окислення для окремих речовин і стічних вод різних виробництв надається в спеціальних довідниках.

Біохімічні процеси в аеротенку протікають в два етапи:

- адсорбція поверхнею активного мулу органічних речовин і мінералізація легко-окислювальних при інтенсивному споживанні кисню;

- доокислення повільно-окислювальних органічних речовин і регенерація активного мулу. На цьому етапі кисень споживається досить повільно.

Температура стічних вод, що підлягають очищенню, не повинна бути нижчою, ніж 6 С, а рН – у межах 6,5-9.Потім стічна вода з мулом поступає у вторинний відстійник, де мул відокремлюється від води. Більша частина мулу повертається в аеротенк.