Физико-химическая очистка сточных вод: основные методы и их суть

Физико-химические методы очистки сточных вод основываются на использовании физических свойств загрязнений и химических веществ, которые используются для их дальнейшего удаления. Большинство гидрофильных компонентов интенсивно взаимодействуют с молекулами воды и хорошо растворяются. К гидрофобным веществам относят жиры, АТФ, нуклеиновые кислоты, белки, которые не растворяются в воде и часть углеводов (крахмал, клетчатка, гликоген).

Установив в своей организации жиросборник можно частично забыть о необходимости очистки сточных вод, поскольку такое оборудование будет регулярно проводить самостоятельную фильтрацию, а Вас уведомит только для того, чтобы избавиться от ненужного мусора в системе.

Важно! Из-за взаимодействия гидрофобные компоненты отделяются от гидрофильных, преобразуясь в пену или выпадая в осадок.

Научно-производственное предприятие «Гидрикс» осуществляет проектирование очистных сооружений сточных вод с использованием современного оборудования и новых технологий.

Преимущества и недостатки метода

1. Невысокая продолжительность обработки;
2. Стабильная работа даже в условиях низкой температуры, колебаниях pH, гидравлических, органических и других нагрузках;
3. Возможность рекуперации большинства отходов с целью вторичного использования;
4. Автоматизация процесса, поэтому участие человека минимально;
5. Быстрый запуск в работу после первичной установки, профилактического обслуживания и ремонта;
6. Уровень очистки от примесей, не улавливающихся во время механической фильтрации, составляет 80-90% (в зависимости от способа);
7. Стабильная обработка стоков.

К недостаткам относят высокую стоимость на высокоэффективные технологии (адсорбция, ионный обмен, обратный осмос), требование доочистки стоков с целью удаления массы побочных продуктов, а также большие затраты на электроэнергию.

Виды сточных вод

Сточные воды сбрасываются в водоемы промышленных объектов и населенных пунктов через канализационную систему или самотеком. Поэтому их можно подразделить на несколько видов:

1. Производственные (образуются из-за технологических процессов):
   1. условно-чистые (не изменяют физико-химический состав водоема и не требуют специальной очистки);
   2. нормативно-очищенные (уровень загрязнения не превышает порогового значения нормы);
   3. загрязненные (концентрация веществ выше заявленных нормативов):
   4. загрязненные (концентрация веществ выше заявленных нормативов):
      1. загрязненные преимущественно органическими примесями;
      2. загрязненные преимущественно минеральными примесями;
      3. загрязненные смесью органических и минеральных примесей;
2. Хозяйственно-бытовые (образуются из-за деятельности человека, а также после использования душевых, баней, прачечных, больниц, столовых);
3. Атмосферные или ливневые (образуются после атмосферных осадков).

Рассмотрим отличительные характеристики каждого из видов сточных вод.

Основные способы очистки

1. Коагуляция – это процесс увеличения частиц загрязняющих веществ и объединение их в агрегаты. Чаще всего используется для очищения от эмульсий и суспензий. Для производственных вод используют такие коагулянты, как соли алюминия, соли железа, соли магния, известь, цинк, сернокислый кальций и многое другое;
2. Экстракция – основывается на растворении загрязнителя при помощи экстрагентов. В процессе можно извлечь полезные вещества (жирные кислоты и фенолы). Обычно экстрагентами выступают органические растворители, которые не смешиваются с водой (бензол, минеральные масла, четыреххлористый углерод);
3. Дистилляция – ускоряется естественный процесс испарения воды под действием нагрева до температуры кипения, приводящие к образованию пара. Механические частицы оказываются слишком тяжелыми, чтобы подхватываться паром. Растворенные химические вещества выпадают в осадок. Вместе с паром поднимаются летучие органические соединения, поэтому часто в дистилляторах может встретиться фильтр доочистки, работающий на основе активированного угля;
4. Концентрирование – проводится обезвреживание сточной воды, выделение минеральных солей и получение условно чистой воды, которая подходит для системы оборотного водоснабжения. Метод проводится в несколько этапов:
   1. стадия концентрирования;
   2. стадия выделения сухих веществ.
5. Адсорбция – процесс удаления примесей, сконцентрированных на поверхности или в порах твердых частиц. Адсорбентами выступают природные и искусственные пористые материалы: активная глина, торф, ирлиты, доломиты, активированный уголь, зола, алюмогели, силикагели, опилки. Используя физико-химический метод адсорбции для очистки сточных вод можно выполнить качественную очистку стоков, эффективность составляет 95%. Такой способ используется, если необходимо провести глубокую очистку стоков от растворенной органики после биохимической очистки. К достоинствам метода относят экономичность и возможность очистки от нескольких видов примесей;
6. Ионный обмен – процесс взаимодействия растворов с твёрдой средой, которая может обменивать собственные ионы на другие, находящиеся в конкретном растворе. Данный метод особенно эффективен для выделения тяжелых металлов: меди, цинка, никеля, хрома, свинца, кадмия, ртути, ванадия, марганца, соединений мышьяка, фосфора и других.
   Процесс очистки проходит следующим образом: в сточную воду добавляют собирателей (ПАВ), обеспечивающие флотируемым металлам водоотталкивание и связывание с пузырьками, которые удаляют загрязнения и выносят их в слой пены в флотационную камеру, откуда они выводятся и удаляются.
7. Флокуляция – метод основан на агрегации взвешенных элементов. Процесс очистки начинается после введения в сточные воды высокомолекулярных соединений. Агрегация происходит как во время непосредственного контакта частиц, так и при взаимодействии молекул адсорбированного флокулянта. Соединяя процессы флокуляции и коагуляции значительно сокращают затраты на коагулянты. Кроме того, что флокуляции улучшает эффективность очистки, процесс также увеличивает производительность и срок службы системы.
   Флокулянты подразделяют на несколько групп:
   1. неорганические (активная кремниевая кислота);
   2. природные полимеры (гуаровые смолы, крахмал, альгинат натрия, целлюлоза);
   3. синтетические полимеры (неионные, анионные, катионные).
8. Флотация – слипание частиц грязи вместе с пузырьками воздуха, которые выносят их на поверхность. Пена легко удаляется пеносборным оборудованием. Эффективность очистки зависит от того, насколько сильно частицы присоединились к воздушному пузырьку. Поскольку воздух является гидрофобным (смачиваемая поверхность), то к пузырькам могут присоединяться такие же вещества: масла, жиры, ПАВ, нефтепродукты.
   Достоинствами такого способа являются широкая область использования, высокое качество очищения, непрерывная работы, высокая скорость реализации, а также возможность рекуперации удаляемых примесей.
   Также, выделяют несколько видов флотации в зависимости от технологии образования пузырьков воздуха:
   1. механическая;
   2. струйная;
   3. вакуумная, напорная, эрлифтная;
   4. химическая;
   5. биологическая;
   6. электрофлотация;
   7. флотация с подачей воздуха через пористые материалы;
   8. безнапорная флотация.

Особенности физико-химической очистки стоков для предприятий разных сфер деятельности

Отрасль и интенсивность производства определяют объемы использования сточных вод и виды загрязнений. В городах с развитой промышленность около 60% отводится под предприятия, 25% – под жилищно-коммунальные нужды, 9% – на сельское хозяйство и 3% на всё остальное.

Сегодня у предприятий есть большой выбор методов и оборудования, например, жироулавливатель, для очищения сточных вод. С целью сохранения экологии и соблюдения всех установленных норм необходимо регулярно проводить анализ стоков и регулировать степень очистки. Современные способы физико-химической очистки основываются на минимизации использования опасных и не подверженных разложению

Научно-производственное предприятие «Гидрикс» предлагает оборудование для очистки производственных стоков по доступным ценам. Наши специалисты подберут метод индивидуально под Ваши требования, ориентируясь на состав стоков и результаты обработки.

Мы работаем со всеми регионами России. Обращайтесь в нашу компанию по почте info@hydrig.ru, по телефону +7(495)788-01-88 или через форму обратной связи на сайте.