Методы очистки сточных вод промышленных предприятий. Часть 2

29.05.2021

Это продолжение статьи "Методы очистки сточных вод промышленных предприятий."

В этом материале продолжим описывать способы и технологии очистки промышленных стоков. 

Автор: Родион Магомедов
Время прочтения: 8 мин.

Часть 2. Методы химической очистки

Химические методы очистки промышленных стоков

Реагенты для химической очистки стоков

Химическую очистку могут использовать перед подачей очищенной воды в систему оборотного водоснабжение промышленного предприятия, или перед сбросом очищенного стока в водоем рыбохозяйственного назначения или в городскую канализацию.

Также химическую очистку используют для глубокой очистки. Иногда этим способом извлекают полезные примеси.

Данные методы предполагают, что примесь выделятся в результате химической реакции. Перечислим их:

  • Нейтрализация – обработка промышленных стоков щелочью или кислотой.
  • Окисление – добавление хлора и его производных (хлорная известь, гипохлорит кальция или натрия, диоксид хлора), озона, перманганата калия и других окислителей.
  • Восстановление – использование реагентов для восстановления. Обычно растворенные примеси восстанавливаются до малорастворимых или нерастворимых и выпадают в осадок.

Таблица 1: Перечень отраслей и задач, для решения которых применяют методы химической очистки промышленных стоков:

Метод  Где используется 
 Нейтрализация  Метод позволяет избежать коррозию труб и других частей очистных сооружений, от осаждения тяжелых металлов при нарушении биологических процессов.
 Окисление  Метод используется для очистки гальванических стоков, обогатительных фабрик (горнодобывающих), на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах, при производстве бумаги.
 Восстановление  Как правило, метод применяют для извлечения тяжелых металлов из промышленных стоков.

Физико-химические методы.

Большая группа методов, позволяют удалять примеси от 1мм до1 нм. Применяют отдельно или в сочетании другими методами.

Физико-химические способы основаны на использовании следующих процессов:

  • коагуляции;
  • сорбции;
  • экстракции;
  • эвапорации;
  • флотации;
  • ионного обмена;
  • кристаллизации;
  • диализа;
  • дезактивации;
  • выпаривания;
  • аэрации.

Рассмотрим наиболее распространенные методы физико-химической очистки сточных вод, используемых при строительстве очистных сооружений для промышленных предприятий.

Коагуляция и флокуляция.

Оба метода используются для укрупнения частиц и уменьшения времени осаждения. Коагулянт – притягивает частицы примеси, а флокулянт – склеивает их. Укрупненные частицы, соответственно, быстрее осаждаются, поэтому коагулянты и флокулянты – добавляются в сточную воду в процессе очистки перед такими установками как отстойники, флотаторы, обезвоживатели и т.д.

Этод метод подробно расмотрен в нашей статье Очистка воды коагуляцией и фильтрацией

Сорбция.

Сорбция – процесс поглощения вещества твердым телом или жидкостью. Различают три вида собрции:

Виды сорбции для очистки промышленных стоков
Виды сорбции для очистки промышленных стоков

Преимущество сорбции – высокая эффективность и возможность целенаправленной сорбции ценных растворенных веществ.

Современные методы сорбционные установки – это колонны засыпанные сорбентом через которую пропускают промышленный сток. В качестве сорбентов выступают цеолиты, опилки, торф и т.п., но самый эффективный сорбент – активированный уголь, так как уголь имеет пористую структуру и за счет этого развитую поверхность. Удельная площадь одного килограмма угля составляет 400-900 квадратных метров.

Флотация.

Флотация – это процесс всплывания примесей, которые находятся во взвешенном состоянии, вместе с пузырьками воздуха. Частицы примесей прилипают к пузырькам воздуха и выносятся на поверхность, образуют пену, которая удаляется скребком.

Флотация подходит для удаления из воды примесей размером от 0,0001 до 3мм, но наиболее оптимальный размер примесей – от 0,001 до 0,01 мм.

Чаще всего в промышленности используют напорные флотаторы.

Таблица 2: Эффективность флотаторов марки СТОВ

Показатель 

Единица измерения 

На входе в установку  Эффективность очистки*, % 
 Нефтепродукты  мг/л  500  90-98
 Взвешенные вещества  мг/л  1500  95-99
 Жиры  мг/л  500  90-98
 ХПК  мгО2/л  35000  70-95
 БПК5  мгО2/л  17000  70-95

* эффективность зависит от подобранных реагентов (коагулянта и флокулянта)

Принципиальная схема работы напорного флотатора
Принципиальная схема работы напорного флотатора

Описание: Исходный сток и коагулянт поступают на флотатор. Туда же добавляется очищенная вода, насыщенная воздухом. Пузырьки воздуха поднимают частицы примесей, где они образуют флотопену, которая удаляется скребком и отправляется на обезвоживатель.

Экстракция.

Экстракция – это извлечение примесей из раствора с помощью растворителя (экстрагент), который практически не смешивается с исходной смесью

Экстракция оправдана, если сток имеет высокое содержание ценных растворенных органических веществ (более 3 г/л). Обычно этим методом извлекают фенолы, масла, жирные кислоты и ценные металлы.

В качестве экстрагента используют спирты, неорганические кислоты и щелочи, бензол и другие.

Ионный обмен.

ионообменная смола
Ионообменная смола

Используемый в прошлом метод умягчения и обессоливания воды. В процессе ионного обмена ионы, находящиеся в растворе, заменяются ионами, присутствующими на поверхности твердой части ионита. В последствие иониты восстанавливаются кислотой или щелочью.

В качестве ионита чаще всего используют специальное вещество – ионообменную смолу. Это твердое неорганическое вещество с пористой структурой. Если регулярно регенерировать смолу, то она прослужит до трех лет.

Метод широко используется для удаление тяжелых металлов.

  • Плюсы: высокая эффективность (до 100% при удалении тяжелых металлов), небольшие первоначальные вложения, возможность восстанавливать смолу.
  • Минусы: высокие эксплуатационные расходы, необходимость утилизации отходов с высоким содержанием солей, высокие требование по предочистке (поступающая вода должна быть избавлена от органических загрязнений).
Примечание: в настоящее время данный метод все больше заменяется на обратно-осмотические установки и редко используется при строительстве новых очистных сооружений.

Методы электрохимической очистки сточных вод.

Эта группа относится к физико-химическим методам очистки воды, но для удобства мы рассмотрим ее отдельно.

В эту группу входят следующие методы:

Методы электрохимической очистки сточных вод

Среди этих методов самыми распространенными являются три:

  • Электрокоагуляция
  • Электрофлотация
  • Электродиализ

Электрокоагуляция.

Самый часто применяемый метод электрохимической очистки. Используется для очистки слабощелочных стоков или нейтральных сточных вод.

Достоинства: универсальность, небольшие размеры установки, простота.

Недостатки: высокие затраты электроэнергии

Сущность метода:

Коагуляция – одна из важнейших физико-химических реакций. Ее особенность в том, что ионы металлов и коллоиды (органические или неорганические) удерживаются в воде электрическими зарядами. Добавление ионов с противоположным зарядом дестабилизируют коллоиды и они слипаются. Коагуляция может происходит как при добавлении реагента, так и с помощью электрических методов. В случае электрокоагуляции используется электричество.

Электрофлотация.

В процессе электрофлотации выделяется водород и кислород. Пузырьки газа поднимаются и поднимают частицы примесей. Главным образом в процессе участвуют водород.
Для увеличения эффективности в воду добавляют коагулянт.

Электродиализ.

Сущность метода – перенос ионов через ионитовую мембрану под действие электрического поля. Мембрана пропускает только ионы с тем же зарядом, что и у ионов ионообменной смолы.
Метод часто используют для очистки высокоминерализованных вод.


Конец второй части. 

В nhtnmtq части рассмотрим биологические методы очистки, а также способы утилизации осадка, который неизбежно остается в процессе очистки воды. Перейти к третьей части >>>

Сумма Технологий Очистки Воды
Офис

ООО "Сумма Технологий Очистки Воды"


Адрес: 124489, г. Москва, Зеленоград, проезд 4807,
дом 1,стр. б/н, Офис 302


производство

ООО "Сумма Технологий Очистки Воды"


Адрес: Тверской Завод Водоочистного Оборудования 170017, гор. Тверь, Базовый проезд, дом 2.