27. Методы очистки воды

Механическая очистка. Применяется прежде всего для отделения твёрдых и взвешенных веществ.

1. Процеживание — первичная стадия очистки сточных вод: вода пропускается через специальные металлические решётки, установленные наклонно.

2. Отстаивание происходит в специальных ёмкостях. Общими для них являются выход очищенной воды в верхней части отстойника и гравитационный принцип осаждения частиц, которые собираются внизу.

3. Инерционное разделение осуществляется в гидроциклонах, принцип действия которых аналогичен циклонам для очистки газов.

4. Фильтрование осуществляется чаще всего через пористые материалы. Фильтры очищают воду от тонкодисперсных примесей даже при небольших концентрациях. Фильтроматериалы: кварцевый песок, гравий, антрацит, частички металлов и т.д.

5. Нефтеловушки в самом простом исполнении представляют собой отстойник, в котором выход очищенной воды происходит снизу, а нефтяная плёнка собирается сверху.

Физико-химическая очистка обеспечивает отделение как твёрдых и взвешенных частиц, так и растворённых примесей.

1. Экстракция — процесс разделения примесей в смеси двух нерастворимых жидкостей (экстрагента и сточной воды). Например, в специальных колонках стоки смешиваются с экстрагентом, отбирающим вредные вещества.

2. Флотация — процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пузырьками воздуха подаваемого в сточную воду.

3. Нейтрализация — обработка воды щелочами или кислотами, известью, содой, аммиаком и т.п. с целью обеспечения заданной величины pH. Самый простой способ нейтрализации — смешение кислых и щелочных стоков.

4. Окисление — применяется как при водоподготовке, так и при обработке сточных вод для обеззараживания воды и уничтожения токсичных биологических примесей. Хлорирование, озонирование. В процессе хлорирования могут образоваться активные ионы хлора, обладающие канцерогенным действием. Озонирование более безопасный метод, но и более дорогой.

5. Адсорбция — способна обеспечить эффективную очистку воды от солей тяжёлых металлов, непредельных углеводородов, частичек красящих веществ и т.д. Лучший сорбент — активированный уголь.

6. Коагуляция — обработка воды специальными реагентами с целью удаления нежелательных растворённых примесей. Обработка ведётся соединениями алюминия или железа, при этом образуются твёрдые нерастворимые примеси, отделяемые обычными способами.

7. Ионообменные методы достаточно эффективны для очистки от многих растворов и даже от тяжёлых металлов. Очистка производится синтетической ионообменной смолой и, если ей предшествует механическая очистка, позволяет получить выделенные из воды металлы в виде сравнительно чистых концентрированных солей.

Биологическая очистка возможна в естественных условиях и в искусственных сооружениях. И в том и в другом случае органические примеси обрабатываются редуцентами (бактериями, простейшими, водорослями и т.д.) и превращаются в минеральные вещества. В естественных условиях очистка производится на полях фильтрации или орошения (через почву) или в биологических прудах-отстойниках, в которых концентрация загрязнений снижается до требуемых норм за счёт процессов самоочищения, осуществляемых микроорганизмами, водорослями, беспозвоночными. Пруды могут быть с поддувом воздуха (с искусственной аэрацией). В качестве искусственных сооружений могут применяться аэротенки, окситенки, метатенки и биофильтры. В тенках (аэро — с подачей воздуха, окси — с подачей кислорода, мета — без доступа кислорода) сточные воды обрабатываются микроорганизмами при определённой температуре, pH и отсутствии многих солей. На промышленных очистных сооружениях чаще применяются биофильтры, в которых активная биологическая среда менее чувствительна к колебаниям параметров среды и сточных вод.