В современном мире, когда человечество использует более половины своих ресурсов пресной воды для своих производственных и экономических нужд, проблема поддержания качества поверхностных вод становится чрезвычайно актуальной. Возрастающий объем сточных вод требует разработки новых методов и технологий их очистки.
Загрязнение природной воды в большинстве случаев происходит в результате хозяйственной деятельности людей и бывает разного характера:
Физическое загрязнение связано с изменением физических параметров водной среды и определяется тепловыми, механическими и радиоактивными примесями.
Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных неорганических (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы) и органических примесей (нефть, нефтепродукты, смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), поверхностно-активные вещества (ПАВ), пестициды, органические растворители).
Биологическое загрязнение заключается в изменении свойств водной среды в результате увеличения количества не свойственных ей видов микроорганизмов, растений и животных, привнесенных извне.
Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей нет определенного способа для борьбы с ними, и для очистки вод используется целый набор приемов, наиболее распространенными из которых на сегодняшний день являются механический, химический, физико-химический и биологический.
Выбор метода очистки и конструктивное оформление процесса производятся с учетом следующих факторов:
санитарных и технологических требований, предъявляемых к качеству очищенных вод с учетом дальнейшего использования;
количества сточных вод;
наличия у предприятия необходимых для процесса обезвреживания энергетических и материальных ресурсов (пар, топливо, сжатый воздух, электроэнергия, реагенты, сорбенты), а также необходимой площади для сооружения очистных установок;
эффективности процесса обезвреживания.
Очистка сточных вод контролируется и регламентируется нормативно-правовыми актами, в частности, Постановлением Правительства РФ от 29.07.2013 № 644 «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации» и Постановлением Правительства РФ от 21 июня 2013 г. № 525 «Об утверждении Правил осуществления контроля состава и свойств сточных вод». Эти правила устанавливают нормативные значения показателей общих свойств отводимой воды и концентраций загрязняющих веществ. Предприятия и организации для соблюдения установленных норм должны проводить анализ сточных вод, позволяющий контролировать процессы очистки.
Говоря о механическом методе, хотелось бы отметить, что он сегодня активно используется повсюду. Это первый этап очистки сточных вод и его использование как самостоятельного метода возможно в тех случаях, когда осветленная вода будет после использована в технологических производственных процессах, либо просто отведена в водоемы без оказания вредного воздействия.
Механическая очистка относится к грубым методам и основывается на удалении из жидкости нерастворенной минеральной и органической массы. Этот метод может удалять от 70% до 90% примесей осевших или взвешенных нерастворимых частиц. Сначала сточные воды под давлением проходят через решетки и различные сетки. Более мелкие компоненты осаждаются песколовками и другими видами отстойников, которые помогают выделить из сточной воды взвешенные вещества. Вода здесь может находиться от нескольких часов до нескольких дней. Для глубокой доочистки применяется метод фильтрования, когда вода пропускается через пористые материалы, к примеру, такие, как гравий, активированный уголь, кварцевый песок и другие. К более сложным методам механической очистки относится флотация и центрифугирование (гидроциклон).
В процессе механической очистки из сточных вод достаточно легко удаляются частицы размером 10 мкм и более, а мелкодисперсные и коллоидные частицы практически не удаляются. Для дальнейшей очистки таких стоков применяют оборудование для физико-химических методов очистки, основанное на методах коагуляции и флокуляции. При введении коагулянтов в воду они обволакивают взвешенные частицы, полностью меняя их поверхностные свойства и нейтрализуя их заряд. Поэтому происходит их слипание в крупные агромераты, имеющие большую скорость осаждения.
Использование физико-химического метода характеризуется способностью удаления из сточных вод трудноокисляемых и органических соединений, а также, тонкодисперсных и растворенных неорганических веществ. К этому способу относится множество различных методов очистки, такие как абсорбция (поглощение определенными веществами других), метод окисления, который заключается в обеззараживании загрязнений, что осуществляется при помощи озона, фтора, сжиженного хлора и других веществ; ионный обмен, когда из специального раствора электролита отбираются ионы в обмен на такое же число ионов твердой фазы, и множество других способов очистки.
Самым эффективным из всех методов очистки воды является биологический. Этот процесс очистки заключается в использовании особых бактерий, которые способны минерализировать все загрязнения, в результате чего все примеси распадаются на безвредные компоненты. Основой этого способа стали естественные процессы очистки рек и водоемов. Для осуществления биологического метода используются различные сооружения, такие как аэротенки, биофильтры и др.
Применение метода биологической очистки обусловлено его преимуществами: возможностью удаления различных органических соединений из сточных вод, простотой аппаратурного оформления и относительно низкими эксплуатационными затратами. К недостаткам метода относятся большие капитальные затраты, необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, токсическое воздействие многих органических и неорганических соединений на микроорганизмы, необходимость обезвреживания активного ила (активный ил представляет собой сложный комплекс микроорганизмов разных систематических групп (бактерий, простейших, грибов), между которыми складываются определённые взаимоотношения). Наибольшую группу микроорганизмов в активном иле составляют бактерии, которые требуют особого внимания.
Москва
