Мембранний біореактор для очищення стічних вод


З метою дотримання санітарних норм і збереження нормального стану екології в країні проводиться постійна і безперервна нейтралізація стічних вод. Така дія являє собою комплекс певних заходів, спрямованих на очищення стічної води, що відправляється промисловими підприємствами або приватними господарствами в місцеві водойми. Варто знати, що доочищення стічних вод проводиться в спеціальних спорудах, конструкція і принцип дії яких змінюються залежно від способу нейтралізації.

Важливо: нейтралізацію стоків від централізованих мереж і промислових підприємств виробляють служби водоканалу. Побутові ж стоки від приватних будівель потрібно нейтралізувати своїми руками, тобто шляхом придбання спеціальних установок. Особливо актуальне це питання для господарів приватних заміських будов з індивідуальною системою каналізації.

Завжди важливо пам'ятати, що забруднені стоки є серйозною загрозою людству. Так, постійний скидання брудної води в грунт або водойми може призвести до закінчення запасів питної води на планеті. Тому потрібно серйозно задуматися про те, щоб наші лети і онуки могли повноцінно жити на Землі.

  • Визначення стічних вод
  • Нормативи нейтралізації стоків
  • Способи нейтралізації стоків
  • Механічний спосіб
  • Біологічний метод
  • Фізико-хімічний метод
  • Екстракція
  • Іонний обмін
  • Хімічні методи
  • Електрохімічний метод

Визначення стічних вод

нейтралізація стічних вод

Стоками називаються всі води, які пройшли цикл використання в побуті або промисловості і були забруднені різними методами від побутового до промислового

Щоб розуміти, яку загрозу несуть у собі стоки для людства, необхідно розуміти, що де таке самі стічні води. Стоками називаються всі води, які пройшли цикл використання в побуті або промисловості і були забруднені різними методами від побутового до промислового. В якості забруднювачів можуть виступати фекалії, біомаси, хімікати і луги. Крім того, до стоків також відносять талу і дощову воду, які також насичені реактивами і хімічними забруднювачами.

Таким чином, у відповідності з типом забруднення стоків вибирають і метод їх очищення.

Розрізняють три типи забруднень стоків:

  • Мінеральне. Цей тип домішок у воді має неорганічне походження. Тобто, вода в процесі експлуатації могла контактувати з частинками ґрунту, солями і іншими неорганічними речовинами.
  • Органічний. Такі стоки містять у собі домішки органічного походження, тобто продукти переробки тваринного і рослинного світів.
  • Біологічне. Тут домішки мають залежність від стічної води і живляться за рахунок цієї мокрою середовища.

Важливо: як правило, стоки містять всі три типи забруднень, але з тією лише різницею, що процентне співвідношення домішок може змінюватися в більшу або меншу сторону в залежності від методу використання води.

Нормативи нейтралізації стоків

нейтралізація стічних вод це

Нейтралізація – це процес доведення існуючого значення показника рн стічних вод до нейтрального рівня

Жорсткі норми по очищенню стоків прописані тільки для промислових підприємств. Тут регламент говорить, що очищена води після обробки повинна містити домішки з розрахунку 1 мг/літр води. Такі стоки вважаються вже безпечними для навколишнього середовища.

До нейтралізації стоків побутового походження в приватних господарствах поки не застосовується суворих норм. Але це не означає, що можна скидати брудну воду в грунт або водойми. Подібна халатність загрожує господареві будинку як мінімум адміністративної відповідальності (штраф), а По-максимуму можуть притягнути до кримінальної. Тому варто бути уважними до підсумкового станом стічної води і мулу в ній при сброске їх у грунт. Оскільки рано чи пізно навіть скинуті в грунт стоки потраплять через ґрунтові води у водойми.

Способи нейтралізації стоків

Стоки, які пройшли очищення через системи, що працюють за одним із принципів, можна сміливо використовувати в господарстві для поливу садово-городніх культур, будівництва, миття асфальтованих територій та ін

Виділяють кілька способів очищення стоків:

  • Механічна нейтралізація (відстоювання води та її фільтрування);
  • Біологічна очистка (обробка брудної води із застосуванням бактерій);
  • Фізико-хімічна (сорбція, коагуляція);
  • Хімічна очистка (змішання брудної води з реактивами).
  • Електрохімічний метод.

Розглянемо детальніше кожен з них.

Механічний спосіб

доочистка стічних вод

Цей метод очищення стоків використовується на самому початку нейтралізації стоків

Цей метод очищення стоків використовується на самому початку нейтралізації стоків. Спрямований метод на відділення великих частинок сміття від обсягу води і на утворення органічного мулу. Як технік механічної нейтралізації використовуються фільтри з великими отворами, або просте гравітаційне відстоювання. У першому випадку вода з домішками крупного сміття проходить через фільтри, залишаючи на їх сітках всі крупнофракционные включення. У другому випадку не застосовується ніяких фільтрів. Вода стоїть у накопичувачі і під впливом природної гравітації великий сміття осідає на дно, утворюючи іл. Схема роботи обох методів досить проста.

Важливо: завдяки механічному методом нейтралізації стоків вдається досягти їх очищення приблизно на 50-60%. Особливо актуальний такий метод на промислових підприємствах і підприємствах нафтопереробної галузі.

Варто відзначити, що механічний метод, що включає в себе відстоювання, проціджування і проходження стоків через фільтри, що є найдешевшим. Тому широко застосовується і в приватному господарстві. Крім того, саме таким способом вдається очистити більшою мірою зливові стоки. Для цього в системі каналізації монтують своєрідні фільтри — пескоулавливатели.

Важливо: для якісної роботи системи фільтрування необхідно періодично чистити фільтри.

Біологічний метод

електрохімічна очистка стічних вод

Цей метод заснований на роботі спеціальних установок, збагачених бактеріями

Цей метод заснований на роботі спеціальних установок, збагачених бактеріями. Схема роботи таких біологічних станцій проста і різниться залежно від використовуваних станцій. Так, при біологічному методі очищення і нейтралізації стоків використовують таке обладнання:

  • Біофільтр. Ця станція працює за принципом просочування. Тобто стоки повільно просочуються через фільтраційний шар (пісок або щебінь), верхня межа якого оброблена бактеріями. В результаті відбувається знищення активних домішок у воді. Реакція носить назву биоокисление. Стоки, які пройшли бактеріологічні фільтри, вважаються очищеними на 70-80%.
  • Биопруд. Біологічні ставки створюються штучно для подальшої доочищення стічної води після її відстоювання і біологічної нейтралізації. Як правило, ставки біологічні мають невелику глибину (близько 1 метра) і працюють на природних біологічних процесах. Тобто вода нейтралізується завдяки променям сонця, які розганяють роботу бактерій в ставках. Активний мул в цьому випадку осідає на дно і є середовищем для переробки мікроорганізмів у воді. У біологічних ставках безперервно відбувається аеробно-анаеробний процес нейтралізації шкідливих домішок. При цьому аеробний спосіб обробки води в ставку відбувається або під впливом кисню з атмосфери, або під впливом кисню, що надходить в ставок через спеціальну мембранну установку. Подібний метод носить назву штучна аерація.
  • Біореактор. Така установка призначена для нейтралізації домішок у стічних водах. Біореактор складається з декількох камер, укладених в монолітний герметичний резервуар. Також в біореакторі є різні шари бактерій, які обробляють воду, що протікає через них. Причому шари бактерій в біореакторі розташовані не знизу вгору, зліва направо. Тобто, по ходу струму води. До біологічно-активним верствам в біореакторі відносять торф, биоблокатор, кальцієвмісні породи, щебінь і два шари грубозернистої і мелкофракционной завантажень. Варто знати, що в якості гірської кальцийсодержащей породи в біореакторі використовують доломіт, вапняк або мергель. Таким чином, біореактор являє собою своєрідний фільтр для стоків.
  • Аеротенк. Схема і принцип роботи такої установки полягає у використанні активного мулу. Тобто, маємо повністю закритий резервуар, на дні якого розташовується активний мул з найпростіших організмів (інфузорії, амеби тощо). Всі вони відмінно справляються з доочищенням стічної води, пожираючи шкідливі мікроорганізми.

Важливо: активний мул працює інтенсивніше при плюсових температурах вище +5 градусів. Чим холодніше навколо, тим менш активним є іл.

Фізико-хімічний метод

активний мул для очищення стічних вод

Цей метод очищення стічної води рідко застосовується в побуті і все частіше зустрічається на промислових очисних спорудах

Цей метод очищення стічної води рідко застосовується в побуті і все частіше зустрічається на промислових очисних спорудах. Одним з найпоширеніших способів вважається коагуляція — тобто вплив на шкідливі домішки для їх подальшого злипання в більш крупні фракції. В результаті такої обробки стоків вода очищається від домішок в рази швидше і краще.

Сюди ж можна віднести і метод сорбції. У цьому випадку сорбційні препарати поглинають шкідливі домішки під впливом фізико-хімічних реакцій. Сорбційними матеріалами можуть бути як тверді речовини, так і рідкі. При цьому метод сорбції розрізняє два основних типи впливу на воду:

  • Адсорбція — поглинання домішок за рахунок поглинача (адсорбенту).
  • Абсорбція — поглинання з наступною дифузією поглинених домішок вглиб сорбенту.

Сорбція вважається найбільш ефективним з методів нейтралізації стоків особливо на промислових підприємствах.

Екстракція

Цей спосіб переробки та нейтралізації брудної води широко використовується на промислових підприємствах. Найбільш актуальний метод екстракції в тих випадках, коли в стоках міститься велика кількість розчинених домішок. У цьому випадку екстракт (органічний розчинник) запускається у воду з метою нейтралізувати домішки. В результаті екстракції всі домішки відокремлюються від стоків і виводяться одним з механічних способів (частіше через мембранну установку). Мембранне обладнання дозволяє більш продуктивно відокремити отримані екстракти домішок від води.

Іонний обмін

Суть і схема ионобменного методу полягає в нейтралізації всіх домішок солей, цинку, заліза, міді, хрому, ртуті та інших домішок з води. Іонний обмін відбувається у воді під впливом введених у стоки препаратів. Метод іонного обміну для нейтралізації стоків найчастіше застосовується на фармацевтичної, металургійної, коксохімічної та інших галузях промисловості. Використання методу іонного обміну в побуті недоцільно через дорожнечу і складність процесу.

Хімічні методи

Тут для очищення стічної води і нейтралізації шкідливих залишкових домішок використовуються хімічні препарати, які, вступаючи в реакцію з мікроорганізмами, повністю знешкоджують їх. В якості реагентів часто застосовують хлор, перманганат калію та ін. У подальшому вода також проходить через мембранний фільтр, з метою відсіювання препаратів обробки.

Електрохімічний метод

екстракція стічних вод це

Спосіб застосування анодного окислення, электрофлотации, електрокоагуляції, катодного відновлення по відношенню до стоків для їх очищення називають електрохімічним

Спосіб застосування анодного окислення, электрофлотации, електрокоагуляції, катодного відновлення по відношенню до стоків для їх очищення називають електрохімічним. Схема роботи такого методу полягає в пропущенні струму через всю товщу стічних вод. Завдяки застосуванню електрохімічної методики вдається витягти з стоків максимум шкідливих домішок без використання хімічних препаратів. Єдиним мінусом електрохімічного методу є надмірно великий витрата електрики, тому для побутового застосування такий спосіб нейтралізації стоків не підходить.