Очистка сточных вод – вынужденное и дорогостоящее мероприятие, представляющее собой
довольно сложную задачу, связанную с большим разнообразием загрязняющих веществ и появлением в их составе новых соединений. Методы очистки сточных вод можно разделить на 2 большие группы: деструктивные и регенеративные.
В основе деструктивных методов лежат процессы разрушения загрязняющих веществ. Образующиеся продукты распада удаляются из воды в виде газов, осадков или остаются в воде, но уже в обезвреженном виде.
Регенеративные методы – это не только очистка сточных вод, но и утилизация ценных веществ, образующихся в отходах.
Методы очистки сточных вод многообразны: гидромеханические, химические, термические, электрохимические, физико-химические, биохимические.
Гидромеханические методы применяют для извлечения из сточных вод нерастворимых грубодисперсных примесей органических и неорганических веществ путем отстаивания, процеживания, фильтрования, центрифугирования. С этой целью используют различные конструктивные модификации сит, решеток, песколовок, отстойников, центрифуг и гидроциклонов.
Основные методы химической очистки – нейтрализация, окисление, восстановление. Нейтрализация используется для доведения реакции кислых и щелочных сточных вод до нейтральной (рН=6,5-8,5) с целью предупреждения коррозии водоотводящих сетей и очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в процессе биологической очистки. Химическое окисление сточных вод относится к деструктивным методам и применяется для обезвреживания токсичных примесей, которые невозможно извлечь из сточных вод другими известными методами. Химическое восстановление. Им очищают воды, содержащие легко растворимые вещества: соединения ртути, хрома, мышьяка.
Физико-химические методы очистки сточных вод многообразны. Это коагуляция, флотация, адсорбционная очистка, ионный обмен, экстракция, обратный осмос и ультрафикация, перегонка и ректификация, кристаллизация.
Электрохимические методы очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей включают анодное окисление и катодное восстановление, электрокоагуляцию, электродиализ. Процессы, лежащие в основе этих методов, протекают при пропускании через сточную воду электрического тока. Под действием электрического поля положительно заряженные ионы мигрируют к катоду, а заряженные отрицательно – к аноду. В прикатодном пространстве происходят процессы восстановления, а в прианодном – процессы окисления.
Термические методы очистки. Для очистки минерализованных сточных вод используют термическое концентрирование выпариванием в специальных выпарных или вымораживающих установках с последующей стадией выделения сухих веществ. Часто вторая стадия заменяется захоронением концентрированных растворов.
Для очистки сточных вод применяют также термоокислительные методы: парофазное окисление (огневой метод), жидкофазное окисление, парофазное каталитическое окисление.
Биохимические методы очистки сточных вод. Применяются для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от органических и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитратов и др.) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания, превращения их в воду, диоксид углерода, сульфат-фосфат-ион и др. и увеличивая свою биомассу.
Известны аэробные и анаэробные методы биохимической очистки сточных вод.
Загрязнения удаляются из воды в три этапа: 1) первичная очистка, при которой сточные воды освобождаются от крупных твердых отходов в результате их механического оседания из потока;
2) вторичная очистка, в процессе которой растворенные органические вещества разлагаются микроорганизмами; 3) третичная очистка, при которой удаляются соединения азота и фосфора, а также оставшиеся органические вещества. После этих трех этапов вода хлорируется или озонируются для обеззараживания (уничтожения оставшихся бактерий, вирусов и микроорганизмов) и затем сбрасывается в природные водоемы.
Воду подвергают очистке, чтобы удалить из нее как болезнетворные организмы, так и вредные химические вещества. Очистка воды предназначена для того, чтобы сделать ее приятной на вкус.
Вода, поступающая в водопроводную сеть, подвергается очистке для удаления загрязнений, которые делают воду либо неприятной на вкус, либо опасной. Важнейшие этапы очистки и их функции таковы:
1. Добавление сульфата меди и аэрация для удаления неприятных вкуса и запаха.
2. Первое хлорирование для разрушения микробов.
3. Коагуляция и осаждение загрязнений для удаления крупных частиц из воды.
4. Фильтрование для удаления болезнетворных микроорганизмов.
5. Заключительное хлорирование для завершения уничтожения микроорганизмов.