Файл: Практическая работа Демографическая емкость территорий Тема Основные положения классической экологии.docx

Отстаивание. Очистка сточных вод от маслопродуктов в зависимости от их состава и концентрации осуществляется на машиностроительных предприятиях отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, флотацией и фильтрованием. Этот метод основан на закономерностях всплывания маслопродуктов в воде по тем же законам, что и осаждение твердых частиц. Процесс отстаивания осуществляется в отстойниках и маслоловушках.

Очистка сточных вод от маслосодержащих примесей фильтрованием – заключительный этап очистки. В качестве фильтрующих материалов, кроме кварцевого песка, используют доломит, керамзит, глауконит. Эффективность очистки сточных вод от маслосодержащих примесей значительно повышается при добавлении волокнистых материалов (асбеста и отходов асбестоцементного производства).

Очистка сточных вод от растворимых примесей осуществляется экстракцией, сорбцией, нейтрализацией, электрокоагуляцией, эвапорацией, ионным обменом, озонированием и т. п.

Экстракция– процесс перераспределения примесей сточных вод в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей (сточной воды и экстрагента). Этот процесс применяют для очистки сточных вод от фенола. Перемешивание смеси сточных вод с экстрагентом осуществляют в экстракционных колоннах, заполненных насадками типа колец Рашига.

Сорбциянаряду с использованием в процессах очистки газа широко применяется для очистки сточных вод от растворимых примесей. В качестве сорбентов используют практически любые мелкодисперсные вещества: зола, торф, опилки, шлаки, глина. Наиболее активным сорбентом является активированный уголь.

Электрокоагуляцияприменяется для очистки сточных вод гальванических и травильных отделений от хрома и других тяжелых металлов, а также от цианов.

Электрокаталитический метод применяется для очистки питьевых и сточных вод от примесей. Преимущественная область использования данного метода – очистка промстоков и хозбытовых стоков, питьевых вод, содержащих растворенные органические вещества, аммонийные соединения, фосфаты, тяжелые металлы и другие соединения на предприятиях нефтехимической, химической, целлюлозно-бумажной, нефтяной промышленности, в коммунальном хозяйстве и т. д. Очистку питьевых и сточных вод осуществляют путем пропускания воды через слой катализатора, через фильтр с каталитическим зернистым материалом.

---

Ионобменные методы очистки сточных вод находят применение практически в любых отраслях промышленности для очистки от многих примесей, в том числе и шестивалентного хрома. Эти методы позволяют обеспечить высокую эффективность очистки, а также получать выделенные из сточной воды металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей.

Озонирование. Учитывая универсальность воздействия озона на загрязнения, его преимущества как мощного и быстродействующего окислителя, поставщика кислорода и эффективного дезинфектанта, озонирование как метод очистки и обеззараживания можно использовать на различных стадиях обработки бытовых и производственных сточных вод. По аналогии с водоподготовкой озон может быть применен для обесцвечивания стоков, удаления взвешенных веществ и коллоидов, окисления сложных органоминеральных комплексов, токсичных ионов, органических микрозагрязнителей и как средство для дезинфекции. Озонирование в третичной очистке способствует окислению растворенных и удалению взвешенных веществ. При озонировании сточных вод, имеющих повышенное содержание железа, высвобождаются ионы Fe³⁺, вступающие в реакцию с ОН^– с образованием Fe(ОН)₃. Гидрат окиси железа в свою очередь играет роль коагулянта, увеличивая степень извлечения взвешенных веществ путем сорбции загрязнений и осаждения. Так, например, при дозе озона 20 мг/л можно достичь снижения концентрации взвешенных веществ в бытовой воде до 3 мг/л. Озон используется для окисления цианистых соединений, которые являются одними из самых токсичных загрязнений, содержащихся в производственных сточных водах. Эффективно окисляются озоном фенолы и углеводороды, содержащиеся в сточных водах заводов по переработке нефти. Очистка происходит в специальных сооружениях – озонаторах различных конструкций.

Твердые отходы после проведения физико-химических методов очистки вывозятся на специализированные полигоны захоронения отходов.

3. Биологические методы очистки

Очистка сточных вод от органических примесейосуществляется в основном биологическими методами, которые реализуют в естественных и искусственных сооружениях. В естественных сооружениях очистку осуществляют на полях фильтрации

---

и орошения, на биологических прудах.

Суть биологической очистки на полях состоит в том, что при фильтровании сточной воды через слой почвы в ней адсорбируются взвешенные и коллоидные вещества, которые со временем образуют в порах почвы микробиологическую пленку. Эта пленка адсорбирует и окисляет задержанные биологические вещества, превращая их в минеральные соединения.

На некоторых машиностроительных предприятиях используют биологические аэрируемые пруды для доочистки небольших расходов сточных вод.

Нитри- и денитрификация – это распространенный метод биологической очистки сточных вод. Очистка сточных вод осуществляется бактериями, образующими активный ил. При соответствующих условиях (наличие кислорода, температура выше 4 °С и др.) под действием аэробных микроорганизмов (нитрифицирующих бактерий) происходит окисление азота аммонийных солей, в результате чего образуются сначала соли азотистой кислоты, или нитриты, а при дальнейшем окислении – соли азотной кислоты, или нитраты, т. е. происходит процесс нитрификации. Нитритные бактерии окисляют аммиак в азотистую кислоту, нитратные бактерии – азотистую кислоту в азотную.

Нитрификация имеет большое значение в очистке сточных вод, так как этим путем накапливается запас кислорода, который может быть использован для окисления органических безазотистых веществ, когда полностью уже израсходован для этого процесса весь свободный (растворенный) кислород. Связанный кислород отщепляется от нитритов и нитратов под действием микроорганизмов (денитрифицирующих бактерий) и вторично расходуется для окисления органического вещества. Процесс этот называется денитрификацией. Он сопровождается выделением в атмосферу свободного азота в форме газа. При использовании этого метода в сточных водах снижается концентрация солей аммония, повышается качество очистки.

Выбор методов очистки сточных вод зависит не только от качественного и количественного состава вод, но и от температуры жидкой фракции.

Биологическая очистка сточных вод в искусственных сооружениях осуществляется на биологических фильтрах, в аэротенках и окситенках. Стоки в процессе фильтрования, проходя через фильтры, загруженные шлаком, щебнем, керамзитом, пластмассой, гравием и т. п., на загрузочном материале образуют биологическую пленку, микроорганизмы которой поглощают органические вещества.

---

Аэротенки по конструкции аналогичны отстойникам, в которые помещают активный ил – микрорганизмы – и подают сжатый воздух, обеспечивающий интенсификацию процесса окисления органических примесей.

Окситенки – модификации аэротенков, в которые вместо сжатого воздуха подают газообразный кислород. При этом процессы окисления существенно интенсифицируются, однако вследствие взрывоопасности кислорода усложняются условия эксплуатации.

Метантенк представляет собой цилиндрический железобетонный резервуар с коническим днищем, предназначенный для сбраживания осадка. Для ускорения процессов брожения используют подогрев осадка и его перемешивание. Осадок подогревают обычно до температуры 33 или 53 °С острым паром, подаваемым в метантенк с помощью эжектирующих устройств. Кроме того, осадок можно подогревать в теплообменных аппаратах вне метантенка. Перемешивают осадок либо с помощью насосов, забирающих его из нижней части камеры и подающих в верхнюю часть, либо гидроэлеваторами с насосами или специальными мешалками.

Обычно в метантенки подается смесь сырого осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила из вторичных отстойников. Допускается подача в метантенки и других сбраживаемых органических веществ после их дробления (отбросов с решеток, домового мусора, промышленных отбросов органического происхождения и т. п.).

Сооружения для биологической очистки сточных вод включают:

• 
  приемный резервуар;
  
• 
  усреднители (для усреднения концентрации загрязняющих веществ);
  
• 
  камеры для подготовки стоков, в которые добавляют различные биогенные вещества (фосфорную кислоту, раствор соды, серную кислоту, воздух);
  
• 
  азротенк;
  
• 
  вторичные отстойники;
  
• 
  биофильтры;
  
• 
  иловые поля.
  

Обезвоживание отработанного ила проводят во флотаторе, избыточная вода после флотации поступает в аэротенки, а ил направляют на иловые поля для высушивания. После высушивания ил как отход вывозят на полигон рекультивации.

Анаэробный ил, образующийся при очистке сточных вод пищевых производств, представляет собой высококачественное органоминеральное удобрение, которое можно использовать без особых ограничений. Анаэробный ил не содержит патогенных микроорганизмов, а термофильный ил богат витамином В₁₂, поэтому его можно также использовать как пищевую добавку в корм крупного рогатого скота.

Загрязнение окружающей среды требует принятия адекватных мер для предотвращения этого процесса и ликвидации уже существующих очагов загрязнения. Использование в этих целях живых организмов получило название

---

биоремедиации. Загрязнененные нефтепродуктами почвы и воды очищаются этим методом.

---