Блог системах очистки сточных вод, водоподготовке и применяемых для очистки воды химических реагентах

Конструкции аэротенков подразделяются на три основных подвида, с вытеснением потока, с периодической подачей сточной воды и промежуточного между ними типа. К первому из них относятся аэротенки коридорного типа, разделенные перегородками, в которых располагаются каналы для подвода и отвода сочной воды.

Нарушения процессов жизнедеятельности бактерий активного в результате недостаточной степени аэрации могут быть вызваны несколькими факторами.
К первому относится нарушение работы систем аэрации по причине забивания элементов, через которые производится подача воздуха, таких как форсунки, диффузоры, деспергаторы и им подобные.

В качестве примера установки с системой аэрации, в которой учтены все эти аспекты, можно привести реактор непрерывной биологической очистки Биоктор С, производимый компанией Nijhuis Water Technology. В аэротенке этой конструкции при обработке сильно загрязненной легко окисляемыми органическими загрязнениями устанавливается комбинированная система аэрации, включающая придонную мелкодисперсную диффузорную и погружную, установленную вдоль стен.

При проектировании вторичных отстойников следует учитывать также и время нахождения в них осадка активного ила, так как он при уплотнении особенно подвержен развитию процессов гниения, так как жизнедеятельность населяющих его бактерий не прекращается и во вторичном отстойнике, а отсутствие перемешивания не позволяет удалять продукты их жизнедеятельности.

Фактором, уменьшающим эффективность работы системы аэробной биологической очистки, является и избыточный вынос активного ила, так как при этом снижается необходимый для работы аэротенка прирост биомассы, что приводит к снижению окислительной способности активного ила, уровню его обменных процессов, и устойчивости к воздействию токсических веществ.

Физико-химические методы очистки являются довольно эффективным способом очищения сточной воды с параллельным извлечением ценного сырья, повторно используемого в производстве, или же отправляемого на вторичную переработку. Этот момент является особенно актуальным на предприятиях пищевых производств, убоя и переработки мяса и птицы, при производстве крахмала и продуктов из молока.

Озонирование воды в промышленных масштабах при подготовке питьевой воды было в перый раз использовано во Франции, в 1887 г., а сама история озона началась в 1840 г., с его открытия Шейнбейном во время экспериментов с электрическими разрядами в кислороде. Им было замечено появление специфического запаха, которое отнес на счет образования какого-то нового газа, названного им озоном.

В обывательском представлении озон считается безопасным газом, придающим воздуху особый аромат, и образующимся в атмосфере после грозы. Это является верным только для небольшой доли его предельно допустимой концентрации. Озон является газом, токсичным для органов дыхательной и нервной системы человека настолько, что его ПДК его равняется 0,1 мг/м3.

В силу взрыво- и пожароопасности озона, обусловленными его нестабильностью и высокими окисляющими свойствами, его хранение и транспортировка являются небезопасными и экономическими невыгодными мероприятиями. Поэтому установки для его получения располагаются как можно ближе к месту его непосредственного использования.

В основе методов биологической очистки лежат процессы жизнедеятельности бактерий и микроорганизмов, существующие в природной, естественной среде, благодаря которым происходит очищение воды от загрязнений различного характера.

Процессы биохимического окисления, проходящие при непосредственном участии ферментов, теоретически базируется на двух основных постулатах. Согласно первому, фермент при взаимодействии с органическим веществом образуют комплексное соединение, благодаря чему биохимическое окисление является результатом прохождения нескольких промежуточных реакций, имеющих невысокий энергетический барьер.

Имеющие в своей основе одни и те же рабочие принципы, генераторы озона различаются по конструкционным особенностям своих элементов.

В качестве материалов, применяемых для изготовления диэлектрического слоя, нельзя использовать любые полимеры, так как углерод, являющийся основой любых веществ органического происхождения, склонен к выгоранию, что ведет к постепенному разрушению такого диэлектрика.

Для того, чтобы подобрать и спроектировать установку, эффективно работающую в конкретных условиях, требуется провести ряд соответствующих исследований. По их результатам можно определить необходимость применения озонирования, а так же установить дозы озона и определить основные технические характеристики.

Если при разработке технологической схемы очистки сточной воды, в которой предусмотрено использование озонирующих установок, пренебречь такими исследованиями и руководствоваться только результатами бактериологических и физико-химических исследований, то можно допустить значительные ошибки в определении дозы озона и технологических параметров установки озонирования.

То, насколько эффективной будет очищение воды от фенола и его соединений, зависит от сочетания методов его очистки. Как правило, это добиваются сочетанием методов окисления и сорбирования. Как правило, в качестве окислителей, удаляющих озон, используются хлор и его соединения, перманганат калия, озон и его смесь с закисью водорода.

К вспомогательному оборудованию, применяемому в процессе озонирования стоков, относится используемое на стадиях подготовки сырья для получения озона, переноса его в жидкую фазу и для нейтрализации его остаточной концентрации.

Нейтрализация остаточного озона является необходимой ступенью процесса озонирования, так как он обладает сильными окислительными свойствами и считается газом токсического действия, имеющим низкий ПДК.

В настоящее время существуют несколько классификаций сточных вод, необходимых для анализа и определения технологических схем их очистки. В первой из них разделение производится по возможности использования сточной воды в системах оборотного водоснабжения, что связано со значительной экономией водных ресурсов при их повторном использовании.

Следующая система классификации сточных вод основывается на месте технологического процесса, где происходит их образование и подразделяется на шесть групп.

Существуют так же классификации сточной воды, базирующиеся на степени загрязненности стоков, реакции водной среды, но более четко систематизирующей сточные воды для последующего выбора технологии их очистки является классификация, основанная на фазовом состоянии и дисперсности загрязнений.

Сточные воды любого производства проходят очистку в локальных и общих сетях. Роль первых состоит в первичной обработке и обезвреживании сточных вод, образующихся на определенной стадии производства, и они являются своего рода продолжением этой части общепроизводственного технологического процесса.

Сточные воды, образующиеся на буровых платформах при бурении морских скважин, используемые в оборотном водоснабжении, классифицируются согласно РД153-39-031-98, или Руководящему Документу «Правила охраны вод от загрязнения при бурении скважин на морских нефтегазовых месторождениях», утвержденному Минтопэнерго РФ 20 марта 1998 года.

Очистка нефтесодержащих и пластовых сточных вод для их использования в технологических целях заключается, прежде всего, в удалении частиц нефти и взвешенной фазы, влияющих, в том числе на уровень показателя БПК. Удаление грубодисперсной фазы входит в систему технологической первичной переработки, с возвращением уловленной нефти, поэтому актуальной стадией очистки является очистка сточной воды от коллоидной и тонкодисперсной фазы взвешенных и эмульгированных загрязняющих веществ.

Кроме коагулянтов, для интенсификации процесса выделения из нефтесодержащей сточной воды частиц, находящихся в виде суспензий и эмульсий, применяются флокулянты, являющиеся полиэлектролитами на основе полиакриламида. Они используются в небольших количествах, поэтому для их добавления используются растворы слабых концентраций.

Согласно РД153-39-031-98 указываются также требования у очистным установкам. При эксплуатации при температурах ниже нуля по Цельсию они должны обеспечиваться таким температурным режимом эксплуатации, при котором исключается размораживание и замораживание обрабатываемой в них сточной воды.

Основная часть промышленных сточных вод находится в фазе тонкодисперсных взвесей и эмульсий с размерами частиц, находящимися в диапазоне от 0,1 до 10 микрон, а так же коллоидных растворов, где он занимает нишу от 0,001 до 0,1 микрон.

В процессах стабилизации основная роль отводится адсорбции на поверхности фазового раздела. Причина в том, что ионы, атомы и молекулы, существующие на поверхности межфазного разделения, имеют более слабые связи, чем те, что находятся во внутрифазовом пространстве.

Структурно-механическая агрегативная устойчивость имеет место, если поверхность коллоидных частиц покрыта слоем стабилизирующих молекул, отличающихся структурной вязкостью и механической прочностью.

Процесс слипания коллоидных частиц, происходящий при снижении или полной ликвидации энергетического барьера, происходящего за счет повышения в растворе концентрации веществ с электролитическими свойствами, носит название коагуляции и является основополагающим в физико-химических методах очистки сточной воды.