2.5 Биохимическая потребность в кислороде
Количество кислорода, которое расходуется для биохимического окисления органических веществ в определенный интервал времени, называется биохимической потребностью в кислороде (БПК), которая выражается в мг/л. По величине БПК можно установить степень загрязненности сточных вод и воды водоемов органическими веществами. Чем больше БПК, тем более загрязнены сточные воды, и наоборот.
БПК определяют обычно в пробе сточной жидкости, отстоенной в течение двух часов, в которой остается часть взвешенных веществ, коллоидные и растворенные вещества. Это делается потому, что величина БПК необходима при расчете сооружений для биохимической (биологической) очистки сточных вод, на которые сточные воды направляются после предварительного отстаивания, о чем будет более подробно сказано ниже. Но в последнее время БПК определяют в отстоенной и взболтанной (неотстоенной) пробе сточной жидкости для получения соответствующей характеристики сточной жидкости по загрязнениям в необходимых случаях, например при спуске сточных вод в водоем.
Для получения данных о величине БПК отобранную пробу сточной жидкости разбавляют специально подготовленной водопроводной или дистиллированной водой во столько раз, чтобы растворенного в жидкости кислорода хватило для окисления находящихся в сточной жидкости органических веществ и чтобы остаточное содержание кислорода в последней склянке было не менее 3 мг/л. Разбавленную жидкость наливают в калиброванные кислородные склянки с косо срезанными, хорошо притертыми пробками емкостью 150-250 мл для обеспечения изоляции содержимого склянок от внешней среды. Затем склянки ставят в термостат, в котором поддерживается постоянная температура 20 ± 1 0С. Для получения полного окисления органических веществ, или, иначе говоря, величины полной БПК, пробу выдерживают в термостате до появления в жидкости 0,1 мг/л нитритов. Как показала практика, в этот период, продолжающийся 15-30 суток (в зависимости от концентрации сточных вод по органическим загрязнениям), происходит почти полное потребление кислорода (около 99%). При контроле работы очистных сооружений такой длительный срок определения БПК неприемлем. Поэтому в таких случаях ограничиваются определением БПК за пять суток, или, как говорят, в пятисуточной пробе. Периодически же устанавливают отношение БПК5 и БПКполн. Ход окисления органических веществ в сточной жидкости по времени происходит неравномерно. Вначале процесс идет интенсивно, а к концу он идет очень медленно. Например, для бытовых сточных вод считают, что через сутки в пробе жидкости, выдерживаемой в термостате при 20 0С, расходуется 21% кислорода от общей ее потребности, через пять суток — 68%, через двадцать суток — 99%. Стопроцентное окисление наступает примерно через сто.
Но для практических надобностей можно считать, что полная БПК, или БПКполн соответствует БПК20. Таким образом, зная БПК в пятисуточной пробе (ее обозначают БПК5), можно определить БПКполн, или БПК20. Для этого полученную величину БПК5 необходимо разделить на 0,68. В СНиПе для таких расчетов БПК5 принята равной 0,875 от БПК20.
Величина БПК сточных вод колеблется в зависимости от их концентрации по органическим загрязнениям. В Российской Федерации исходят из БПК20 в отстоенной сточной жидкости 40 г/сут на одного человека, пользующегося канализацией. Зная норму водоотведения сточных вод, можно определить величину БПК20 сточной жидкости.
Например, при норме водоотведения 200 л/сут на одного человека БПК20 получается равной
40 . 1000 / 200 = 200 мг/л.
В неотстоенной сточной жидкости БПК20 на одного человека будет составлять 75 г/сут.
((75 . 1000) / 200) = 350 мг/л.
Следует отметить, что БПК сточных вод не характеризует полного количества органических веществ, содержащихся в сточных водах, так как часть из них не поддается окислению биохимическим методом, а часть веществ расходуется на прирост биомассы. Поэтому для определения полного количества кислорода, необходимого для окисления всех органических загрязнений сточных вод, применяют химические методы окисления, а именно: иодатную или бихроматную окисляемость. Количество кислорода, эквивалентное расходу окислителя, выражает окисляемость, размерность которой дается в мг О2 на 1 л анализируемой жидкости. Для определения величины иодатной или бихроматной окисляемости испытуемую пробу сточных вод смешивают с химически чистой концентрированной серной кислотой, к которой в первом случае добавляют иодат калия (KIO3), а во втором случае — соли хромовой кислоты, отдающие свой кислород для окисления. Окисление ведется при кипячении. Для повышения полноты окисления прибавляют сульфат серебра в качестве катализатора. Профессор Н.А. Базякина предложила назвать количество кислорода, необходимое для окисления органических веществ указанными химическими методами, химической потребностью в кислороде (ХПК).
По данным Н.А. Базякиной, БПК20 бытовых сточных вод составляет 86% от ХПК. В производственных сточных водах это соотношение может быть другое, например БПКполн сточных вод некоторых отраслей химической промышленности может равняться 20% ХПК. БПКполн сточных вод молочных предприятий составляет 80-84% от ХПК. Более того, при определении БПК производственных сточных вод не соблюдается того соотношения БПК5 и БПКполн, которое имеет место в бытовых сточных водах. Поэтому в таких случаях приходится устанавливать эти соотношения путем определения в лаборатории БПК за разное количество суток. В настоящее время при проектировании сооружений для очистки производственных сточных вод или смеси бытовых и производственных сточных вод необходимо определять и БПКполн и ХПК.
2.6 Негативное воздействие сточных вод на окружающую среду
По степени интенсивности отрицательного воздействия предприятий рыбной промышленности на объекты окружающей среды первое место занимают водные ресурсы.
По расходу воды на единицу выпускаемой продукции рыбная промышленность занимает одно из первых мест среди отраслей народного хозяйства. Высокий уровень потребления обуславливает большой объем образования сточных вод на предприятиях, при этом они имеют высокую степень загрязненности и представляют опасность для окружающей среды.
Сброс сточных вод в водоемы быстро истощает запасы кислорода, что вызывает гибель обитателей этих водоемов. Для сточных вод характерен высокий показатель содержания взвешенных органических веществ. Этот осадок в течение многих лет накапливается в отстойниках и на полях фильтрации, что приводит к переполнению карт полей фильтрации и попаданию сточных вод в открытые водоемы.
Сточные воды рыбоперерабатывающего предприятия образуются в основном при мойке рыбы, мытье оборудования, инвентаря, тары и полов. В производственный сток попадают жир, кровь, белки, соль, фосфаты. В рыбной промышленности образуются два основных потока сточных вод — производственные и бытовые. Производственные стоки подразделятся на содержащие жир (стоки цехов первичной переработки, кишечного, пищевых жиров) и на не содержащие жир. Сточные воды предприятий рыбной промышленности имеют высокую степень бактериальной обсемененности.
Поэтому перед сбросом в водоемы или на земляные площадки сточных вод предприятий рыбной промышленности их необходимо подвергать механической и биологической очистке и обеззараживанию.
2.7 Требования к качеству очищенных сточных вод
«Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» предъявляются нормативные требования к качеству воды водоемов согласно СП 32.13330.2012, в зависимости от вида водопользования. Для индивидуальных вредных веществ в качестве нормативов приняты предельно допустимые концентрации (ПДК). Под которыми подразумевается такая максимальная концентрация вещества, которая оставляет воду при неограниченно долгом ее использовании такой же безвредной, как и при полном отсутствии этого вещества. ПДК вещества в воде рыбохозяйственных водоемов более жесткие, чем в водоемах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Так, уже после выхода правил в свет были ужесточены рыбохозяйственные ПДК для меди — с 0,01 до 0,001 мг/л, сульфатов — с 500 до 100, хлоридов с 350 до 300. Содержание кислорода в рыбохозяйственных водоемах I категории, в которых постоянно обитают или заходят ценные, высокочувствительные к кислороду рыбы (лососевые, сиговые, осетровые), не должно быть ниже 6 мг/л, в водоемах II категории зимой подо льдом — не ниже 4, летом — не ниже 6.
Особого внимания заслуживает нормирование в воде водоемов синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) и биогенных элементов, поступающих в значительных количествах с очищенными хозяйственно-фекальными сточными водами. Биогенные вещества (азот и фосфор) вызывают евтрофирование водоемов, а СПАВ изменяют санитарно-гигиенические показатели качества воды, оказывают влияние на патогенную и сапрофитную микрофлору, на фауну и процессы самоочищения; они могут накапливаться в организме рыб. При использовании водоемов как источников хозяйственно-питьевого водоснабжения присутствующие в них СПАВ во время обработки воды могут трансформироваться в вещества с иными физико-химическими и токсическими свойствами.
Существующими нормативами ПДК анионных СПАВ регламентируется для водоемов хозяйственно-питьевого пользования на уровне 0,5 мг/л, азота аммонийного — 2, азота нитратов -10. Для рыбохозяйственных водоемов ПДК составляет: азота аммонийного — 0,05 мг/л, азота нитритов — 0,02, азота нитратов — 9,1. Содержание фосфатов в воде водоемов России пока не нормировано. По одним литературным данным, экологические нормативы по фосфору составляют 0,01-0,02 мг/л, по другим — до 0,05-0,10 и могут рассматриваться как ориентировочные. Очевидно, целесообразно их уточнение для определенных регионов страны и различных типов водоемов, в частности, в зависимости от скорости течения воды.
Все вредные вещества по характеру воздействия подразделяются органами здравоохранения на три группы. Каждая группа объединяет вещества одинакового признака действия: санитарно-токсикологического, общесанитарного, органолептического. Органы рыбоохраны дополнительно выделяют еще и рыбохозяйственный признак. Вещество относят к тому признаку вредности, в котором его действие проявляется в минимальной концентрации, хотя это и не означает, что оно не проявляет другого вредного действия. В силу этого такой признак вредности получил название (ЛПВ).
Согласно этому принципу вещества одного ЛПВ проявляют аддитивное действие. Это означает, что общее воздействие двух или нескольких веществ одного ЛПВ, каждое из которых содержится в ПДК, будет таким же, как если бы какое-нибудь из них, присутствуя в воде в единственном числе, содержалось в двух или нескольких ПДК (т.е. в двух или нескольких дозах вредного вещества) Минздравом СССР издан документ № 2932-83 от 24.10.1983 г. (в дополнение к Правилам) «Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования». В этом документе все вещества подразделены на четыре класса опасности и принцип аддитивности относится только к веществам I и II класса опасности.
Когда в воде присутствует несколько веществ одного ЛПВ, концентрация каждого из них должна быть меньше соответствующей ПДК, составляя ее часть, подчас весьма небольшую и аналитически трудно определимую. Выдвигаются предложения о замене ПДК предельным допустимым сбросом (ПДС), который значительно легче контролировать. Конечно, определение малых концентраций загрязняющих веществ в воде весьма трудно. Однако главное состоит в том, что если не иметь этого норматива, особенно для веществ повышенной вредности, то по другим критериям оценить качество воды водоема будет невозможно, поскольку ПДС не может быть заменителем ПДК. Эти характеристики имеют различную природу и размерность. ПДК — содержание вещества в единице объема воды водоема (размерность: масса/объем), ПДС — масса вещества в сточных водах, поступающего в водоем в единицу времени (размерность: масса/время). Только ПДК могут быть критериями качества воды, на основании которых и устанавливаются все производные величины, в том числе и ПДС. Требовать уменьшения массы сбрасываемых в водный объект веществ можно лишь в том случае, если она не обеспечивает в контрольном створе норм качества воды. Но в таком случае эта масса является не ПДС, а какой-то другой, превосходящей его величиной. Основное значение ПДС- это контроль за соблюдением разрешения на специальное водопользование, выданное водопользователю органами по регулированию использования и охране вод. Под предельно допустимым сбросом веществ в водный объект понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
Когда величина ПДС будет весьма малой, достижимая при сложной и дорогостоящей системе очистки сточных вод, строительство очистных сооружений может вестись по очередям. В таких случаях для промежуточных очередей строительства очистных сооружений водопользователю следует утвердить временно согласованный сброс (ВСС) веществ.
Условия спуска сточных вод в водные объекты севера должны удовлетворять не только требованиям «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами», но и «Правилам санитарной охраны прибрежных вод морей». При этом необходимо учитывать низкую самоочищающую способность водных объектов, их полное перемерзание или резкое сокращение расходов в зимний период. Следовательно, главным для нормирования качества воды северных водоемов является разбавление.
3. Методы очистки сточных вод
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.
Под очисткой сточных вод подразумевается их обработка различными методами с целью разрушения или извлечения содержащихся в них минеральных и органических веществ до степени, позволяющей сбрасывать эти воды в водоемы и водотоки или повторно использовать их для производственных и других целей. К очистке воды относятся также ее обезвреживание и обеззараживание, удаление вредных для человека, животных или растений веществ и устранение из воды болезнетворных микроорганизмов и вирусов.
Для очистки сточных вод предусматривается комплекс отдельных сооружений, в которых по ходу движения сточная вода постепенно очищается сначала от крупных, а затем от все более мелких загрязнений, находящихся в нерастворенном состоянии.
Для очистки сточных вод применяются следующие методы:
— механический (осуществляется на таких сооружениях, как решетки, песколовки, усреднители, отстойники различного назначения, гидроциклоны, нефтеловушки, жироловки, смолоулавливатели, фильтры разнообразных конструкций, центрифуги, жидкостные сепараторы);
— химический (используются реагенты, позволяющие нейтрализовать и окислить сточные воды, вывести некоторые компоненты в осадок);
— физико-химический (используются такие сооружения, как коагуляторы, флотаторы, экстракторы, сорбционные и ионообменные фильтры);
— электрохимический (электрофлотаторы, электрокоагуляторы, электролизеры различных конструкций, т. е. устройства, использующие для интенсификации химических и физико-химических процессов электрический ток);
— биологический (применяются аэротенки, метантенки, биофильтры, биопруды и другие сооружения, в которых очистка сточных вод осуществляется с помощью биологических процессов. В последнее время разработан ряд новых технологических процессов — мембранные способы, синтетические сорбенты, окислительные методы, применение чистого технического кислорода или обогащенного им воздуха, использование специфического биоценоза.
3.1 Механический метод очистки сточных вод
Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. К механическим способам очистки сточных вод можно отнести фильтрование, осаждение, и флотацию стоков.
Метод осаждения может использоваться, например, для очистки сточных вод от взвешенных веществ. Фильтрация сточных вод при помощи данного метода можно организовать двумя различными способами: либо под действием силы тяжести – при отстаивании сточных вод, или же под действием центробежной силы. Установки, очищающие сточные воды такими способами, как правило, могут удалять нерастворимые взвеси размером более нескольких долей миллиметра. При фильтрации сточных вод нередко используют многоступенчатые отстойники. При этом частично очищенная на первой ступени сточная вода под напором подается в следующие отстойники.
Другим методом очистки производственных сточных вод и загрязненных вод другого происхождения от крупнодисперсных субстанций является метод флотации. Суть данной методики состоит в переносе загрязняющих агентов на поверхность обрабатываемых сточных вод при помощи воздушных пузырьков. Как результат флотации, образуются пенные образования, содержащие загрязнители воды, которые, затем, удаляются особыми скребками. Пузырьки воздуха для флотации могут быть получены механическими способами – при помощи турбин или форсунок, при помощи электрофлотации воды и другими способами.
Пожалуй, самым широко используемым в настоящее время методом очистки сточных воды от крупнодисперсных загрязнений является процесс фильтрации стоков через пористые материалы или сетки с нужным пространственным рейтингом фильтрации. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60–75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве. Важной и обязательной мерой очистки и подготовки воды для последующей очистки является удаление из сточных вод крупных загрязнений. Для этого в составе всех очистных сооружений проектируются решетки. Они выполняются из ряда металлических стержней, расположенных параллельно друг другу и создающих плоскость с прозорами, через которую процеживается вода.
Таким образом, эффективное удаление крупноразмерных загрязнений из сточных вод при их прохождении через решетки позволит обеспечить нормальную эксплуатацию других сооружений, а также повысить качество очистки стоков.
Для устройства решеток применяются стержни прямоугольной с закругленной лобовой частью, круглой и других форм. Толщина стержней равна 6–10 мм. Ширина прозоров между стержнями обычно принимается 16 мм. Скорость движения воды в прозорах решеток принимается равной 0,8–1,0 м/с. Размер решеток определяется из условия обеспечения в прозорах решеток оптимальной скорости 0,8–1,0 м/с при максимальном расходе сточных вод.
Для удаления более мелких взвешенных веществ, а также ценных продуктов, применяют сита, которые могут быть двух типов: барабанные или дисковые. Сито барабанного типа представляет собой сетчатый барабан с отверстиями 0,5–1,0 мм. При вращении барабана сточная вода фильтруется через его внешнюю или внутреннюю поверхность в зависимости от подвода воды снаружи или внутрь. Задерживаемые примеси смываются с сетки водой и отводятся в желоб. Производительность сита зависит от диаметра барабана и его длины, а также от свойств примесей.
Отстаивание. Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц. Как правило, сточные воды содержат взвешенные частицы различной формы и размера. Такие воды представляют собой полидисперсные гетерогенные агрегативно-неустойчивые системы. В процессе осаждения размер, плотность и форма частиц, а также физические свойства системы изменяются. Кроме того, при слиянии различных по химическому составу сточных вод могут образовываться твердые вещества, в том числе и коагулянты. Эти явления также оказывают влияние на форму и размеры частиц. Все это усложняет установление действительных закономерностей процесса осаждения.
Песколовки. В сточных водах содержится значительное количество нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.). При совместном выделении минеральных и органических примесей в отстойниках затрудняется удаление осадка и уменьшается его текучесть. При этом могут происходить разделение осадка на тяжелую (песок с большой плотностью) и легкую (органическую с небольшим удельным весом) части и накопление песка в осветлителях — перегнивателях. Осадок, содержащий песок, плохо транспортируется по трубопроводам. Возможны затруднения в работе и последующих сооружений в случае попадания в них песка. Поэтому в составе очистных сооружений за решетками проектируются специальные сооружения, называемые песколовками. Они предназначены для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, и др.). Выделение песка в них происходит под действием силы тяжести.
По характеру движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные — с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные – с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимости от способа создания винтового движения подразделяются на тангенциальные и аэрируемые. В данной дипломной работе была выбрана горизонтальная песколовка с круговым движением воды, как наиболее экономически целесообразная. Песколовки сооружают из сборных железобетонных элементов. Весь расход сточных вод проходит через секции песколовки с постоянной скоростью 0,3 м/с.
К горизонтальным могут быть отнесены песколовки с круговым дви-жением воды. Наиболее целесообразно применение этих песколовок с бункером для песка. По опыту эксплуатации песколовок с круговым движением воды в них задерживается зимой 21 л и летом 82 л (в среднем 45 л) осадка на 1000 м3 сточных вод. Зольность осадка 81—93%, содержание песка в осадке 76—86%. Оптимальная эксплуатационная нагрузка на поверхность 47,7 м3/(м2-ч). Удаление осадка из песколовок производится каждую смену. Применение бункера позволяет полностью механизировать удаление песка, что значительно облегчает эксплуатацию песколовок. Для нормальной работы сооружений содержание песка в осадке отстойников — перегнивателей не должно превышать 3-6%. Поскольку для оценки работы песколовок важно содержание минеральной части в осадке песколовок, при анализе учитывался этот показатель.
Сложность эксплуатации горизонтальных песколовок заключается в необходимости выгрузки осадка из сооружений не реже 1 раза за 8-12 ч.
Откачка осадка из бункеров производится гидроэлеваторами. Предварительно осадок в бункерах взмучивается. Для этого в них прокладываются трубопроводы, оборудованные соплами, направленными в основание бункеров. По ним подается вода на взмучивание. Выгрузка осадка производится не реже 1 раз в сутки. Обычно выгрузка производится 1 раз в смену (через 7-8 ч).
Осветлитель – перегниватель. Осветлитель-перегниватель состоит из двух цилиндрических, концентрически расположенных резервуаров с коническими днищами. Внутренний резервуар выполняет роль осветлителя (отстойной камеры), внешний — камеры сбраживания осадка. Внутри осветлителя размещена камера флокуляции, где происходит укрупнение частиц взвеси. Через камеру флокуляции проходит центральная труба для подачи сточных вод в сооружение. С целью ликвидации затвердений на поверхности камеры сбраживания (перегниватель) предусматривается перемешивание ила насосами.
Осветлитель-перегниватель оборудуется иловыми трубами для извлечения и перемешивания осадка. В зимний период для предотвращения переохлаждения осадка перегниватель покрывают железобетонными крышками. Технологический процесс осветления состоит в следующем. Сточная вода через лоток подается в центральную трубу, в конце которой прикреплен щит с загнутыми вверх краями, направляющий поток воды снизу вверх. Перепад уровней воды в 0,6 м обеспечивает скорость движения воды в центральной трубе 0,5-0,7 м/с, необходимую для засасывания воздуха из атмосферы. Водовоздушная смесь от центральной трубы направляется щитом в камеру флокуляции. Здесь происходит самопроизвольная коагуляция сточных вод в течение 20 минут, после чего жидкость поступает в осветлитель, в нижнюю его часть, проходя через слой взвешенного осадка. Продолжительность пребывания жидкости в этой камере должна быть не менее 70 минут. Осветленная жидкость собирается в верхней зоне осветлителя периферийным лотком, соединенным с отводящей трубой или лотками.
Выпавший на дно осветлителя осадок по иловыжимной трубе поступает в сборный резервуар иловой насосной станций и по напорному илопроводу подается в камеру сбраживания не реже одного раза в сутки.
Всплывающие на поверхность осветлителя вещества собираются в жиросборник и по трубам направляются в камеру сбраживания. Выпуск сброженного осадка должен производиться не реже одного 7-10 суток; затем он подается на иловые площадки для обезвоживания. Влажность свежего осадка, загружаемого из осветлителя в камеру сбраживания, — 95%, в камере влажность поддержи не выше 97%, что достигается периодическим выпуском иловоды по трубам, специально предназначенным для этой цели.
Суточная доза загрузки осадка принимается в пределах 0,72- 2,57%. Для определения размеров осветлителя — перегнивателя можно принимать расчетные параметры:
Время флокуляции, мин – 20;
Время отстаивания, ч — 1–1,5;
Эффект задержания взвешенных веществ, % — 70;
Снижение БПК сточных вод, % — 15;
Среднезимняя температура сточных вод, оС – 15;
Расчетная доза загрузки для перегнивателя, % — 2,57;
Влажность свежего осадка, % — 95;
Влажность осадка в перегнивателе, % — 97;
Глубина камеры флокуляции, м — 4 – 5;
Допустимая скорость движения воды в отстойной зоне, мм/с — 0,8 – 1,5.
В зависимости от температуры сточных вод выбирают и дозу загрузки (Таблица 3.1).
Таблица 3.1-Определение дозы загрузки
| Среднезимняя температура сточных вод или осадка, оС | Суточная доза загрузки, %
|
| 6 | 0,72 |
| 7 | 0,85 |
| 8,5 | 1,02 |
| 10 | 1,28 |
| 12 | 1,7 |
| 15 | 2,57 |
| 20 | 5 |
В осветлителях — перегнивателях задерживается обычно 40 – 50% взвешенных веществ, содержащихся в сточных водах. В результате эффект очистки стоков в сооружении достигает 75% (Таблица 3.2). Осветлители компонуются в блок из двух сооружений.
Таблица 3.2-Продолжительность отстаивания в зависимости от эффекта осветления
| Эффект осветления, %
| Продолжительность взвешенных веществ, с, в глубиной 500 мм | ||||||||||
| для (и =0,25) | для мелкодисперсных минеральных взвесей с плотностью 2 – 3 г/см3 (гс-0,4) | для тяжелых 5 – в г/см3 (л=0,6) | |||||||||
| Концентрация, мг/л | |||||||||||
| 100 | 200 | 300 | 500 | 500 | 1000 | 2000 | 3000 | 200 | 300 | 400 | |
| 20 30 40 | 600 900 1320 | 300 540 650 | 320 450 | 260 390 | 150 180 200 | 140 150 180 | 100 120 150 | 40 50 60 | 75 | 60 | 45 |
| 50 60 70 | 1900 3800 | 900 1200 3600 | 640 970 2600 | 450 680 1830 | 240 280 360 | 200 240 280 | 180 200 230 | 80 100 130 | 120 180 390 | 90 120 180 | 60 75 130 |
| 80 90 100 | — | — | — | 5260 | 1920 | 690 2230 | 570 1470 3600 | 370 1080 1850 | 3000 | 580 | 380 |
3.2 Химический метод очистки сточных вод
Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.
К химическим методам относят нейтрализацию и окисление. Химическую очистку проводят как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод.
Нейтрализация применяется для обработки производственных сточных вод, содержащих щелочи и кислоты. В большинстве кислые стоки содержат соли тяжелых металлов, которые необходимо выделять из этих вод.
Нейтрализация сточных вод осуществляется с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоемах.
Окислительный метод очистки применяют для обезвреживания производственных сточных вод, содержащих токсичные примеси (цианиды, комплексные цианиды меди и цинка) или соединения, которые целесообразно извлекать из сточных вод, а также очищать другими методами (сероводород, сульфиды). В качестве окислителей используют газообразный и сжиженный хлор, гипохлорит кальция и натрия, хлорную известь, диоксид хлора, озон, технический кислород и кислород воздуха и др. В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в результате химических реакций переходят в менее токсичные, которые удаляют из воды.
3.3 Физико-химический метод очистки сточных вод
При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях – электролизерах.
Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.
В последние годы отмечено возрастающее применение физико-химических методов. Широкое распространение получили коагуляция и флотация. Реагентный способ очистки достаточно эффективен и прост. Этот способ можно применять практически при неограниченных объемах сточных вод.
Очистка производственных сточных вод реагентным способом включает несколько стадий, основными из которых являются:
1) Приготовление и дозирование реагентов;
2) Смешение реагентов с водой;
3) Хлопьеобразование;
4) Отделение хлопьевидных примесей от воды.