В основном они связаны с:
· уменьшением или полным прекращением сброса сточных вод, особенно от промпредприятий;
· очисткой до необходимого уровня сбрасываемых сточных вод;
· рациональной организацией стоков и водозаборов.
А) ограничение стока
Согласно требованиям ГОСТ система обеспечения водопотребителей должна быть с оборотом воды. При повторном использовании сточных вод после очистки 90¼95% воды поступает в систему оборотного водообеспечения. Эффективность очистки оценивается коэффициентом использования воды и процентом ее потерь. Использование оборота воды позволяет снизить степень очистки до допустимой величины и уменьшить расходы на очистку.
Наиболее радикальным является создание бессточных производств. Для этих целей используется цикл комплексной очистки и обезвреживания стоков. Практически в большинстве случаев используется ограничение стока.
Б) Очистка сточных вод
Обычно загрязнение происходит механическими (твердыми и жидкими), растворенными и органическими примесями. Соответственно этому подразделяются и способы очистки.
Очистка от твердых частиц производится, например, с помощью:
· процеживания на решетках и волокноуловителях крупных частиц размером до 25 мм;
· отстаивания в песколовках и отстойниках частиц размером до 0,25 мм, которые оседают под действием силы тяжести или всплывают с воздушными пузырьками (аэрируемые песколовки);
· отделения примесей в поле действия центробежных сил с помощью гидроциклонов и центрифуг;
· фильтрования на зернистых и пористых материалах и т.д.
Методы отличаются по производительности, степени очистки, размеру улавливаемых частиц, возможности регенерации и т.д.
Очистка от жидких частиц маслопродуктов в зависимости от их состава и концентрации осуществляется в основном путем:
· отстаивания частиц при всплытии в воде и удаления маслосборным устройством. Отстойники и маслоловушки при этом используются и для осаждения твердых частиц;
· отделения маслопродуктов в поле действия центробежных сил с помощью гидроциклонов;
· очистки флотацией за счет интенсификации всплытия маслопродуктов воздушными пузырьками, к которым прилипают частицы масла;
· фильтрования за счет адсорбции частиц на поверхности фильтра и т.д.
Очистка от растворимых примесей основана на использовании физико-химических процессов. Основными методами являются:
· экстракция — процесс распределения загрязняющего вещества в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей соответственно его растворимости в них. Этот метод используется при высоких концентрациях ВВ, представляющих техническую ценность. В обрабатываемую воду вводится экстрагент, образующийся при этом экстракт выделяется, а затем производится восстановление экстрагента и повторное использование его в процессе очистки. Так, для очистки воды от фенола в качестве экстрагента используется бензол, а эффективность извлечения фенола достигает 80...95%.
· сорбция также используется для выделения ценных примесей. В качестве сорбентов используются природные пористые материалы— зола, торф, силикагели, алюмогели, активированные угли. Процесс сорбции обратим, поэтому примеси могут повторно использоваться в производстве.
· нейтрализация предназначена для очистки от кислот, щелочей, а также солей металлов. Для этого используется взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод, нейтрализация реагентами, фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, мел и др.). Этот процесс используется как для очистки, так и для предупреждения коррозии материалов водоотводящих систем и очистных сооружений.
· коагуляция— процесс разрушения коллоидных частиц с последующим образованием из «осколков» более крупных агрегатов (хлопьев). Далее они механически удаляются из стока. В качестве коагулянтов используются соли аммония, железа, магния. Эффективность очистки достигает 90...95%. Из-за образования большого объема хлопьевидного осадка (до 20% от объема воды) этот метод применяется для очистки незначительных стоков. Аналогичен процесс электрокоагуляции, когда разрушение частиц происходит за счет воздействия тока.
· ионообменные методы основаны на обмене между ионами растворенного вещества и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы (ионита). Эти методы позволяют довести состав воды до нормируемых концентраций и выделить из нее металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей.
· озонирование— применяется для очистки от тяжелых металлов, цианидов, сульфидов за счет окисления их озоном и перевода в нетоксичные компоненты.
Очистка от органических примесей осуществляется биологическими методами, которые реализуются в естественных и искусственных сооружениях:
· естественные методы включают почвенные методы очистки в фильтрующих колодцы, траншеях, полях и в биологических прудах. Вода фильтруется слоем почвы. Накопленная микробиологическая пленка с органическими примесями окисляется образуя минеральные соединения.
· искусственные сооружения отличаются от естественных принудительной подачей компонентов для интенсификации биологической очистки. Для этого используются биологические фильтры с принудительной подачей воздуха и наличием в качестве фильтровальных материалов шлака, щебня, керамзита, пластмасс и т.п., аэротенки, в которых фильтром является активный ил, а окисление осуществляется сжатым воздухом, окситенки, отличающиеся от аэротенков подачей газообразного кислорода.
