Химические методы очистки сточных вод

Введение

       При проектировании очистных сооружений канализации необходимым условием является защита окружающей среды (водного и воздушного бассейнов) от загрязнений, образующихся в процессе очистки сточных вод и поступающих в водоем и атмосферу.

Загрязнение водоема, в который производится сброс сточных вод, отрицательно сказывается на состояние его фауны и флоры. Загрязнение воздушного бассейна влияет на условия проживания населения в прилегающих районах.

Для защиты водоема от загрязнений определяются условия выпуска сточных вод, при которых качество воды в реке не снижается ниже установленных предельно допустимых концентраций [1].

Защита населённых пунктов от влияния очистных сооружений обеспечивается соблюдением размеров санитарно-защитной зоны.

При проектировании очистных сооружений разрабатываются такие технические решения, которые уменьшают отрицательное воздействие очистных сооружений на окружающую среду.

Предложенная в данном проекте схема мембранной очистки сточных вод обеспечивает снижение концентраций загрязняющих веществ до установленных санитарно-гигиенических нормативов, снижение цветности и бактериальной загрязнённости стоков.

Запроектированные очистные сооружения занимают небольшую площадь, что очень важно в условиях дефицита свободных площадей на площадке предприятия. Строительство очистных сооружений обеспечит защиту канализационных сетей от засорений, уменьшение нагрузки на поселковые очистные сооружения [2].

В данной работе рассматривается станция биологической очистки сточных вод на ООО «Благоустройство» Аксубаевского муниципального района.

Задачами проекта является предложение метода очистки сточных вод, экономическое обоснование метода, а также расчеты технико-экономические.

Глава 1 Литературный обзор

Химические методы очистки сточных вод

Основные методы – нейтрализация и окисление. Химическую очистку можно применять самостоятельно перед подачей производственных сточных вод в систему оборотного водоснабжения, а также перед спуском их в водоем или в городскую канализационную сеть. В ряде случаев химическая очистка целесообразна перед биологической очисткой. Химическую очистку применяют также как метод глубокой очистки производственных сточных вод для их дезинфекции, обесцвечивания или извлечения из них различных компонентов.

Нейтрализацию осуществляют для приведения рН сточных вод к 6,5-8,5, т.е. к реакции среды близкой к нейтральной. Следовательно, нейтрализовать нужно сточные вод с рН < 6,5 (кислые) и рН > 8,5 (щелочные). При этом учитывают нейтрализационную способность водоема, а также щелочной резерв городских сточных вод. Чаще встречаются кислые стоки, и они более опасны, чем щелочные [3].

Рис.1  Контактная камера:

1 – ввод сточных вод; 2, 5 – камеры озонирования; 3 – ввод озона;

4 – металлокерамические распылительные трубы; 6 – вывод сточных вод

Наиболее часто сточные воды загрязнены минеральными кислотами (серной H2SO4, азотной HNO3, соляной HCl, а также их смесями). Для нейтрализации используется несколько способов:

- смешение кислых стоков со щелочными (в этом случае время реакции нейтрализации и образования осадка не регламентируется);

- взаимодействие с раствором извести или известняка (рекомендуется только при равномерной подаче сточных вод, содержащих сильные кислоты);

- фильтрование через слой известняка, доломита или мела (рекомендуется только при равномерной подаче сточных вод, содержащих сильные кислоты);

- взаимодействие с дымовыми газами, содержащими CO2, SO2, NO2 и др. (рекомендуется для щелочных сточных вод, позволяет одновременно очищать и дымовые газы) [4].

 Окисление применяется для обезвреживания производственных сточных вод, содержащих токсичные примеси, которые нецелесообразно извлекать. В качестве окислителей используют хлор, гипохлорид кальция и натрия, хлорную известь, диоксид хлора, озон, технический кислород, кислород воздуха. В зависимости от агрегатного состояния вводимых в воду хлора или хлорсодержащих реагентов определяют технологию обработки сточных вод. Если их обрабатывают газообразным хлором или озоном, то процесс окисления проводят в окислительных колоннах или контактных камерах; если же окислитель находится в растворе, то его сначала подают в смеситель, а затем в контактный резервуар. Схема контактной камеры представлена на рисунке 1. При окислении растворенные ядовитые вещества переводят в нетоксичные соединения, возможно образование осадка, который может быть удален отстаиванием или фильтрованием. Применяется также электрохимическое окисление, которое основано на электролизе сточных вод. Основу электролиза составляют анодное окисление и катодное восстановление (рис.2 ) [5].

Рис.2 Схема электролитического обезвреживания

 (анодное окисление токсичных веществ):

а – анодное пространство; б – катодное пространство;

1 – полупроницаемая перегородка; 2 – анод; 3 – катод

На аноде, выполненном из материалов, не подвергающихся электролитическому растворению (платина, графит), выделяются кислород и галогены, а также окисляются некоторые, присутствующие в сточных водах органические вещества. На катоде выделяется газообразный водород, и восстанавливаются некоторые органические вещества. Электрохимическое окисление – сравнительно дорогой метод обезвреживания сточных вод, поэтому его применяют для очистки концентрированных органических и неорганических загрязнений при небольших расходах производственных сточных вод.