Методы очистки сточных вод: механический, биологический и химический способы + Фото и Видео

Современные способы и методы очистки воды

Системы водочистки являются неотъемлемой частью современной жизни и практически все потребители (от частных лиц до предприятий) нуждаются в качественной и правильно подготовленной воде.

Реализованные в них методы и технологии бывают разными, с особенностями каждого варианта стоит познакомиться заранее.

Какие существуют по принципу действия?

В зависимости от принципа действия выделяют такие способы очистки воды как:

  • Физические (грубая механическая чистка).
  • Химические (смешение воды с реагентами).
  • Физико-химические (сложные комплексные мероприятия).
  • Биологические (воздействие живых микроорганизмов).

Физические методы

Данные методы предназначены для очищения воды от твердых крупнофракционных частиц (чаще всего – нерастворимых).

Они успешно задействуются на этапах первичной и грубой очистки и в разы реже – при глубоких и тонких воздействиях.

Среди главных физических методов выделяют:

  • Процеживание – очищение жидкостей от крупнофракционных посторонних включений при проходе через ячеистые прослойки (сетки, решетки, полипропиленовую мешковину). К преимуществам этого метода относят простоту и эффективное улавливание крупного мусора, к минусам – потребность в частой промывке фильтрующих элементов, пропускание патогенных микроорганизмов, солей и любых мелких нежелательных примесей.
  • Отстаивание – осаждение посторонних фракций под действием собственного веса вниз с последующим отбором более чистой воды. Этот метод используются как на предварительных, так и на промежуточных этапах водоподготовки, его производительность существенно ограничена временем и объемами отстойников.
  • Фильтрование – схожий с процеживанием, но более совершенный метод, позволяющий очищать воду от ненужных примесей с разным размером фракций (минимальный порог – до микронов) при прохождении через пористый фильтрующий слой. Метод активно используется в быту и на производстве, из всех физических видов он считается самым эффективным.
  • УФ-дезинфекция – обработка предварительно очищенной от крупных фракций воды УФ-лучами с длиной волн в пределах 200-400 нм с целью обеззараживания. Состав и физические свойства жидкости этот метод не меняет.

Химические

Эти методы ценятся за эффективность и высокую производительность.

Исходя из вида протекающих реакций выделяют такие химические методы водоочистки как:

  1. Нейтрализация – выравнивание PH-баланса воды за счет добавления особых реагентов (аммиачной воды, гидроксидов калия или натрия, кальцированной соды) или ее пропускании через кислые газы. Чаще всего к этому методу обращаются при регенерации промышленных стоков, забираемая из скважин или водоемов вода изначально имеет нейтральную среду и корректировке баланса не нуждается.
  2. Окисление – обезвреживание токсичных водных растворов и хлорирование воды при добавлении активных окислителей. Несмотря на высокую эффективность (микроорганизмы убиваются быстро и надолго) метод считается опасным для здоровья человека.
  3. Очистку восстановлением. Данный метод выбирается при высокой доли легко восстанавливаемых веществ в исходной воде или стоках. При его выборе из воды удаляются ряд простых и переходных металлов и минералов (хрома, ртути или мышьяка) и их соединений.

Физико-химические

Данная группа представлена комплексными методами с широким спектром применения, задействуемыми на любых этапах очистки и водоподготовки.

Очистка воды при их выборе осуществляется самыми разными способами, включая воздействие растворенных газов, тонкодисперсных сред и изменение ионного состояния молекул.

Особенности наиболее востребованных физико-химических методов изложены в таблице:

НаименованиеКратное описание методаОптимальное применение/ возможные ограничения
ФлотацияОтделение и подъем твердых гидрофобных частиц при пропускании сквозь толщу воды пузырьков воздуха или других инертных газов. Формируемая на поверхности пена или прослойка легко удаляется механическими способами.Очистка жидкостей от нефтепродуктов и масел, удаление твердых примесей при низкой эффективности других методов.
СорбацияИзбирательная фильтрация ненужных примесей при поверхностном или объемном прохождении воды через материалы с пористой структурой (силикагели, уголь и их аналоги). Используемые сорбенты могут быть восстанавливаемыми или утилизируемыми после потери фильтрационных свойств.Удаление ПАВ, пестицидов, фенолов, процессы доочистки.
ЭкстракцияЗаливка в очищаемую воду мало- или несмешиваемых веществ, растворяющих грязь, с последующим активным перемешиванием, отстаиванием и разделением разнофазных сред.Удаление органический соединений, включая фенолы, регенерация стоков.
ИонообменОбмен ионами между очищаемой водой и природными (цеолиты, сульфоугли) или искусственными (синтетические смолы) ионитами.Умягчение воды/ метод не предназначен для бытовой очистки больших объемов сильнозагрязненной воды.
ЭлектродиализОчищаемая вода последовательно проходит камеры с ионоселективными мембранами и электродами постоянного тока. В первых камерах вода избирательно обессоливается, в крайних – накапливает концентрат солей с последующим разделением.Обессоливание и удаление нежелательных ионов. Регенерация стоков на химических предприятиях.
Обратный осмосВода пропускается через мембраны с микроскопическими ячейками под избыточным гидростатическим давлением с последующей утилизацией выделенного загрязненного раствора.Обессоливание, отделение нежелательных микроорганизмов, растворенных газов и коллоидных веществ.
Термические методыСуть данных метолов состоит в получении дистиллята или максимально очищенной воды после ее выпаривания, вымораживания или термического окисления (распыление и пропускание через высокотемпературные продукты сгорания).Нейтрализация или удаление токсичных или слабо разлагающихся примесей.

Биологические

Эти методы преимущественно задействуются при очищении стоковых вод и базируются на использовании живых организмов.

К последним относят как бактерии (окисляющие и разрушающие токсичные и азотосодержащие соединения, поглощающие фосфаты), простейшие грибы и водоросли, так и многоклеточные (черви, насекомые).

Водоочистка биологическими методами проводится в:

  • Естественных или искусственных водоемах, очищающих сравнительно небольшие объемы воды со средней степенью загрязненности при минимуме усилий и трат.
  • Биофильтрах – специальных сооружениях с фильтрующей прослойкой из аэробных микроорганизмов с естественным или принудительным воздухообменом.
  • Аэротенках – сложных автоматизированных комплексах с принудительной аэрацией.
  • Метатенках – устройствах анаэробного брожения для переработки концентрированных стоковых осадков.

Современные технологии очищения

В современных системах водоподготовки приведенные методы используются в комплексе.

Ярким примером служат многоступенчатые бытовые фильтры с механическими предфильтрами, ионообменными или сорбционными картриджами и обратноосмотическими мембранами. Такие установки обеспечивают полноценную подготовку питьевой воды вне зависимости от ее исходных параметров.

К инновационным тенденциям в сфере водоподготовки относят:

  • Отказ от метода хлорирования в пользу озонирования (окисление жидким кислородом) и/или УФ-обработки.
  • Использование ультрафильтров и нанофильтрационных мембран с пониженной селективностью.
  • Вывод взвесей и растворенных органических примесей с помощью электроприборов фотокатализации.

При всех своих преимуществах такие технологии нельзя назвать бюджетными, соответствующие фильтры, мембраны и другие расходные материалы обходятся дорого и в быту не окупаются.

Проверенные новые методы (ионообмен, обратный осмос, многоступенчатое исполнение фильтра), наоборот, становятся более доступными для частных лиц.

Фильтрация на предприятиях

Взаимосвязь между областью использования и требуемым типом системы водоподготовки отражена в таблице:

Отрасль производстваТребуемые функции основной линии подготовки
МеталлургияОбессоливание
Пищевая промышленностьОбеспечение ионного обмена, обеззараживание, умягчение
Добыча и переработка нефти и газаИсключение посторонних примесей, обезжелезивание, обратный осмос
Энерго- и тепло- и водоснабжениеОбессоливание, УФ-фильтрация, хлорирование или озонирование
ФармацевтикаОбратный осмос, дистилляция

В целях экономии средств приведенные методы реализуются в комплексе с механическим фильтрованием.

Отдельные требования выдвигаются к системам переработки стоков предприятий химической или металлургической отрасли, отбираемый концентрат может быть ценным или нуждаться в обязательной утилизации.

Переработка стоков

Полный цикл переработки стоков на производстве и в общественных линиях включает:

  1. Подачу стоков на усреднитель при необходимости разбавления.
  2. Отстаивание механическим способом.
  3. Основную чистку (активное использование живых организмов).
  4. Глубокую чистку (удаление всех посторонних примесей с помощью обратноосмотических мембран или тонких фильтров).
  5. Обеззараживание (УФ-обработка, хлорирование, озонирование).

Выделяемый на 2, 3 и 4 стадиях осадок в обязательном порядке регенерируется или утилизируется. Эти процессы происходят в метатенках, отжимных или сушильных аппаратах.

Бытовое очищение стоков требует меньше усилий. Владельцы индивидуальных домов, но подключенных к канализационным сетям используют септики (как с днищем, так и без), сорбенты или коагулянты.

Более подробно об очистке сточных вод читайте здесь.

Удаление тяжелых металлов

Потребность в принятии дополнительных мер возникает при отклонении ПДК тяжелых металлов в воде от санитарно-гигиенически норм. Чаще всего такая ситуация наблюдается при близости скважины к септику или попадании этих веществ извне (осадки, протекание зараженных грунтовых вод, контакт с металлически фитингами).

Для удаления этих веществ в быту и промышленности используются следующие химические и физико-химические методы:

Тип металлаДопустимая концентрация в воде, не более мг/лРекомендуемый метод очистки воды
Марганец и железо0,1Ионообмен, аэрация с последующей подачей в засыпной фильтр с каталитическим зарядом, окисление гипохлоритом натрия, дозированная подача сильнодействующих окислителей
Сероводород0,01, вещество очень токсичноОкисление, выветривание, насыщение кислородом
Свинец0,03Обратный осмос, окисление и восстановление
Ртуть0,001Обратный осмос, а также окисление и восстановление
Хром0,05Окисление, обратный осмос и восстановление
Никель0,1Окисление и восстановление

Системы обратного осмоса при несомненной эффективности редко используются из-за дороговизны и ускоренного использования ресурсов мембран.

Заключение

Приведенные методы непрерывно совершенствуются и дополняют друг друга, при выборе конкретного варианта стоит ознакомиться с их особенностями и возможными ограничениями заранее.

Ни один из методов, который существует, нельзя назвать универсальным, при правильной организации водоподготовки они задействуются в комплексе.

Вне зависимости от выбранного метода к потребителю или на промышленные объекты подается вода с контролируемыми параметрами.

Очистка сточных вод: механический, химический и биологический способы

Внести лепту в решение проблемы питьевой воды на планете помогает очистка сточных вод, после которой вода может использоваться повторно. Процесс в промышленных масштабах предполагает работу огромных очистных сооружений с применением различных химических реагентов и микроорганизмов. В пределах отдельного частного домовладения обеззараживание стоков, фильтрация и получение на выходе относительно чистой воды тоже возможно благодаря автономным системам.

Очистные сооружения на предприятии

Без воды не обойтись

Помимо использования воды в быту, она жизненно важна для:

  • сельского хозяйства;
  • производственных циклах нефтеперерабатывающей, химической, фармацевтической промышленности;
  • легкой промышленности;
  • металлургии.

Использованная вода кардинально изменяет свое качество, «обогащаясь» разнообразными примесями, как правило, вредными для человека и окружающей среды:

  • бытовые стоки включают в себя остатки моющих, чистящих средств, грубодисперсные примеси, нерастворимые волокна;
  • промышленные воды могут содержать такие вещества как фенол, соли меди/свинца и прочие примеси.

Просто сбрасывать сточные воды в реки или озера не выход из ситуации, во-первых, это запрещено законом, а во-вторых, гораздо перспективнее организовать на предприятии замкнутый цикл. То есть отводить загрязненную воду в очистные сооружения, удалять примеси и заново пускать ее в производственный процесс.

Пример организации замкнутого цикла

Способы очистки стоков

Удаление загрязнений может выполняться одним из следующих способов:

  • механическим;
  • химическим;
  • биологическим.

Довольно часто для получения эффективного результат один способ дополняется другим, в результате комбинации применяться могут механохимический способ или химико-биологический.

Для улучшения качества бытовых канализационных стоков, как правило, хватает механического очищения, которое заключается в отстаивании и фильтровании и биологического с использованием работы микроорганизмов. А вот на производстве не обойтись без химической очистки воды.

Механическая очистка

Это неотъемлемая процедура, через которую проходят бытовые стоки, и проводится она с помощью:

  • решеток (удаляются разнообразнейшие вещи – от ветоши, бытовых предметов до трупов бродячих животных);
  • песколовок – для нерастворенных минеральных веществ, шлака, песка;
  • отстойников, где оседают взвеси.

Очистка производственных стоков проходит с использованием разного рода жироловок, маслоотделителей и нефтеловушек. Для проходящей параллельно механической очистки используют сетчатые или песчаные фильтры.

На схеме – устройство простого фильтра

Механическая очистка сточных вод может выполняться с применением мощных центрифуг. При вращении с высокой скоростью на твердые включения в воде действует значительная центробежная сила и они скапливаются у края вращающейся части гидроциклона. Затраты времени в десятки раз меньше, чем при простом отстаивании грязной воды.

В пищепроме, на НПЗ и в металлургии нужно быстро и эффективно очистить стоки с высоким уровнем загрязнения. Суть метода заключается в прохождении небольших пузырьков газа через стоки, по пути к их стенкам прилипают твердые включения и на поверхности скапливается пена. Такая очистка сточных вод от тяжелых вод позволяет достичь уровня очистки 90-95%.

Обратите внимание!
Флотация – дорогой способ очистки, но если в дальнейшем вода будет проходить через систему фильтров, то будет достигнута немалая экономия за счет того, что основная часть загрязнений уже удалена.

Химический способ

Используется для ограниченного количества производственных стоков и в его основе лежат реакции окисления и восстановления, выпадения в осадок и газовыделения.

Для осуществления этих реакций используются реагенты для очистки сточных вод из разряда:

  • окислителей – хлора, марганца, озона;
  • щелочей – извести, гидроксида натрия и соды;
  • кислот серной и соляной.

Выбор конкретного вещества для очистки стоков зависит от типа загрязнения. Например, если кислотность воды повышена, то понадобится нейтрализация, а значит пригодятся щелочные соединения. Нейтрализация считается завершенной, когда показатель рН будет находиться в диапазоне 6,5-8,5.

Так организована очистка на гальваническом производстве

Операция окисления проводится при необходимости обеззаразить воду. Самыми распространенными и эффективными окислителями можно считать хлор, фтор, озон. Например, хлор позволяет не только обеззаразить воду, но и продезинфицировать внутреннюю поверхность труб.

Любая станция нейтрализации сточных вод использует для этого перечисленные реагенты. Также могут применяться и другие вещества для связывания загрязнений, которые потом выпадают в виде осадка на дно или скапливаются на поверхности в виде пены. Удаляются связанные загрязнения механическим способом.

Обратите внимание!
Любопытный факт – в некоторых городах для контроля качества воды могут использоваться обычные раки.
Их можно считать экспертами в области очистки воды, в некачественной они не будут жить.

Биологическая очистка

Длительность и безопасность этого процесса (вода уже прошла стадию механической очистки) позволяет проводить его в почти естественных условиях на специально оборудованных:

  • полях орошения, на которых попутно могут выращивать сельхозкультуры;
  • биоплато;
  • полях фильтрации, предназначенных только для этой цели.

Главным действующим лицом в данном случае являются микроорганизмы, которые попутно минерализуют органические остатки, а кислород, необходимый для их жизнедеятельности поступает из воздуха.

Основные этапы биоочистки

При механохимической очистке в воду добавляют коагулянты, способствующие слипанию твердых частиц, которые удаляются механическим путем.

Физико-химический способ включает в себя широкий спектр используемых процессов:

  • ионный обмен;
  • электролиз;
  • коагуляция;
  • кристаллизация и др.

Биологическое очищение стоков популярно в небольших домовладениях, а также в коттеджных поселках, где централизованная канализация отсутствует, а со стоками что-то делать нужно. Специальные установки включают в себя несколько последовательно расположенных камер, химические реагенты не используются.

Независимо от того, насколько загрязнены были сточные воды – очистка позволяет удалить 99,9% загрязнений и вода, после прохождения установки, может сбрасываться даже в пруды, предназначенные для разведения рыбы. Основная роль при таком способе очистки отводится бактериям, которые перерабатывают органическую часть загрязнений, нейтрализуют стоки, а твердые включения удаляются фильтрами.

Оценка стоков

Вариантов загрязнения воды можно назвать массу, для того, чтобы оценить степень загрязнения используются такие понятия как химическое и биохимическое потребление кислорода (ХПК и БПК соответственно).

Под этими терминами понимается:

  • БПК – определяется, сколько кислорода пойдет на окисление органики бактериями в воде за определенный период времени. Величину БПК определяет за 5, 7, 20 и 120 суток, единица измерения г/м3 или мг/м3;
  • ХПК – общее количество кислорода, которое идет на окисление всех химических веществ в воде, не только органических.

Обратите внимание!
ХПК сточных вод всегда будет больше, чем БПК.
Считается, что оптимальное соотношение БПК полн /ХПК должно находиться в диапазоне 0,4-0,75, при таком соотношении биологическая очистка будет проходить наиболее эффективно.

После того, как органика из воды будет удалена (т.е. пройдет стадия биоочистки) это соотношение снизится примерно до 0,1-0,15. После поступления стоков на очистное предприятие именно на основании соотношения между БПКполн и ХПК определяется оптимальная технология очистки и подбираются реагенты для этого.

Читайте также:  Как регулировать обороты электродвигателя переменного тока

От правильно подобранной технологии очистки будет зависеть, насколько эффективно станция очистки сточных вод очистит грязную воду.

Данные, по которым можно судить об эффективности работы очистных сооружений

После этого выполняется детальный анализ состава загрязнений стоков, для этого используются данные ХПК. Все виды загрязнений разделяются на основании анализа на несколько групп: ацетаты, плохо поддающиеся биологическому разложению вещества, легко разлагаемы субстраты.

О качестве очистки можно судить по понижению ХПК и БПК, а сам процесс чаще идет по такой схеме:

  • начальная стадия – физико-механический способ, удаляются крупные твердые включения, частично масляная пленка;
  • биологический метод – на второй стадии из стоков удаляются растворенные в воде вещества, а также мелкие твердые частицы;
  • 3 этап – физико-механические способы очистки;
  • 4 этап – понижение ХПК и БПК.

Один из вариантов организации процесса

Обратите внимание!
Приведенная схема позволяет даже сильно загрязненные стоки очистить на 95-99,9%.
Менее загрязненная вода может очищаться в 2-3 этапа с применением более простых и дешевых приемов.

Очистка стоков в домашних условиях

Очистка в домашних условиях – намного более простая задача, чем очистка производственных стоков. Вода загрязнена различным мусором, а также бытовой химией, более опасные вещества в ней практически не будут встречаться.

В случае с частным домом, если рядом нет централизованной системы водоотвода, придется заняться автономной канализацией.

Возможны такие способы решения проблемы стоков:

  • устройство сливной ямы. Яма роется достаточно глубокой, стенки выкладываются кирпичом (вместо этого можно установить бетонные кольца) и в нее выводится сливная труба. Сверху яму нужно будет накрыть крышкой и обеспечить вентиляцию, теплоизоляцию в холодное время года;
  • установить на участке септик или станцию биологической очистки.

Станция биоочистки в разрезе

Сливная яма по всем параметрам кроме стоимости сильно уступает септикам и станциям биоочистки. Стоки будут перерабатываться лишь частично, периодически придется заказывать услугу откачки, затем содержимое ямы все равно будет перерабатываться там же, где и стоки городской канализации.

Сливную яму, да и септик придется периодически очищать

Септики и станции биологической очистки позволяют достичь 99,99% степени очистки воды, так что канализация получается действительно автономной. Если очистка производственных сточных вод выполняется с применением всех типов очистки, то в станциях для частных домовладений упор делается на экологичность, поэтому применяется в основном биологический метод и механический.

Такая станция выглядит как цилиндр, разделенный на несколько секторов. Вода очищается в несколько этапов и на выходе получается настолько чистой, что может даже сбрасываться в пруды и реки.

Так выглядит станция биоочистки

Очистка стоков необходима перед сбросом их в водоемы, а на некоторых предприятиях и вовсе организован замкнутый цикл, при котором вода очищается и заново используется в производстве (такой подход распространен в металлургии). При этом важно правильно подобрать технологию очистки, например, очистка сточных вод от железа поможет сохранить металлические части оборудования.

На видео в статье рассматривается принцип работы станции очистки Alta Air Master Pro.

В комментариях вы можете уточнить технологию очистки сточных вод на производстве и в быту.

Методы очистки сточных вод

Сточные воды и их очистка – на сегодняшний день эта тема волнует многих, потому что существует целый ряд предприятий, в результате работы которых происходит загрязнение вод. Что же такое сточные воды, что они представляют собой? Это воды, которые были загрязненными в результате отходов производственного и бытового характера. Обычно такие воды удаляются с территории с помощью канализации. Помимо этого, к сточным можно отнести и те воды, которые возникли после атмосферных осадков на территории, где расположены населенные пункты и предприятия.

Таким образом, можно выделить три основных вида:

  • Атмосферные;
  • Хозяйственно-фекальные (бытовые);
  • Промышленно-производственные.

Существуют такие методы очистки сточных вод:

  • Механический способ;
  • Химический;
  • Физико-химический метод очистки;
  • Биохимический (биологический).
  • Механохимический.

Рассмотрим немного конкретней каждый из представленных методов.

Механические способы очистки сточных вод актуальны для уничтожения из сточных вод взвешенных примесей в твердом состоянии. Этот метод осуществляется путем флотации, отстаивания или фильтрации.

В зависимости от размеров частиц, для их улавливания используют нефтеловушки, песколовки, решетки, отстойники, сита. Механический вид очистки используется с целью, чтобы можно было подготовить воду для очистки в дальнейшем, ведь с помощью такого способа моно уничтожить лишь загрязнения крупных размеров.

Химический метод

Загрязнения убираются из сточных вод благодаря проведению реакции меду загрязнениями и реагентами, которые специально вводятся в воду. Эти реакции представлены реакциями восстановления и окисления, реакции, которые сопровождаются выделением газа, реакции, в результате происхождения которых возникают соединения, которые способны выпадать в осадок. Химический метод очистки применяют лишь в некоторых случаях.

Механохимическая очистка

Она нужна для того, чтобы можно выбор удалять из жидкости нерастворенные виды загрязнений. При таком вид очистки в жидкость добавляются специальные вещества – коагулянты, они способны удалить все загрязнения.

Физико-химическая очистка

Из воды можно убрать вещества органического характера, тонкодисперсные вещества и неорганические вещества, находящиеся в нерастворенном состоянии. К физико-химическим способам можно отнести следующие: окисление, электрокоагуляция, электролиз, экстракция, ионообменный метод, флокуляция, коагуляция, сорбция.

Очень важно провести механическим путем обезвоживание осадка. Этот процесс проводится с применением декантеров (центрифуг), ленточных прессов и фильтров-прессов с камерами. Каждая технология может похвастаться своими положительными сторонами, но также имеет и негативные стороны. С целью обезвоживания обычно используется флокулянт (реагент), это усиливает эффективность.

Биологическая очистка

Такая очистка проводится после механической. Из жидкости уничтожаются все оставшиеся вилы загрязнений. Это происходит благодаря воздействию специальных микроорганизмов, которые могут в результате своей жизнедеятельности сделать минерализованными органические вещества. Этот метод моет проходить в условиях, которые очень близки к природным (к примеру, в биологических прудах). Также и в условиях, которые были специально созданы (например, биологические фильтры).

Как выбрать методы очистки

Методы очистки воды достаточно разнообразны, по этой причине выбрать оптимальный вариант – не простая задача. Это объясняется тем, что в водах находится много видов загрязняющих веществ, а требования к очищенному продукту достаточно высоки. Чтобы выбрать метод очищения, нужно учитывать и состав, и дальнейшие требования к готовому продукту. Чтобы получить техническую воду нужно обязательно оценивать метод очистки с экономической стороны. Экономически выгодными являются системы очистки с замкнутым механизмом использования.

Обеззараживание сточных вод

Чтобы провести обеззараживание (дезинфекцию) сточных вод применяется хлор или же хлорная известь. Используются специальные емкости, в которых происходит соединения хлора или хлорной извести с жидкостью. По своей конструкции данные резервуары напоминают отстойники. В процессе возникает осадок, его нужно обработать. Делают это такими способами:

  • С помощью сушки;
  • Обезвоживания;
  • Перегнивания (сбраживания).

Также используют приборы с ультрафиолетовым облучением. Его используют вместе с обработкой хлором на протяжении получаса.

Кроме стационарных станций очищения есть и мобильные очистные станции. Они подходят для очистки небольших объемов жидкости.

Если все перечисленные методы очистки производственных сточных вод бессильны и не могут дать необходимого результата, то в таком случае проводят термическую утилизацию. Сточные воды сжигают в разных установках, печках, горелках.

За границей популярным является термическое разложение, но, к сожалению, этот способ достаточно дорогой, поэтому в нашей стране он не распространен. У нас используется другой метод. Он предусматривает впрыскивание технологических стоков в распыленном состоянии в факел, которые, когда сжигает, образует жидкое топливо. Жидкость при этом испаряется, и все вредные вещества разлагаются до воды и углекислый газ.

Современные технологии очистки сточных вод: Видео

Биохимическая очистка сточных вод

Биохимические методы очистки сточных вод основаны на ис­пользовании микроорганизмов, окисляющих органические вещест­ва, присутствующие в сточных водах в коллоидном и растворен­ном состоянии. Микроорганизмы разрушают молекулы различных соединений, используя вещества, необходимые для их питания, размножения и увеличения биологической массы — активного ила и биопленки.

Активный ил представляет собой комочки и хлопья размером от 5 до 150 мкм, состоящие из живых организмов и твердого суб­страта. К живым организмам активного ила относится скопление бактерий, простейших червей, бактериальных клеток, грибов, дрожжей. Твердым субстратом является отмершая часть микроор­ганизмов активного ила. Биопленка имеет вид слизистых обраста­ний толщиной 1—3 мм на наполнителе биофильтра и состоит так­же из бактерий, грибов, дрожжей и других организмов.

Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмам нужны различные химические элементы, которые они усваивают из сточ­ных вод. Недостающие элементы — азот, фосфор, калий — искус­ственно вводят в очищаемую сточную воду.

Биохимические методы обычно применяют для окончательной очистки сточных вод после использования физико-химических ме­тодов обработки. С помощью физико-химических методов удаляют вещества, не поддающиеся биологической очистке, или снижают их концентрацию. В настоящее время широко применяют совмест­ную очистку бытовых и производственных сточных вод, так как в бытовых стоках содержатся растворенные вещества, наиболее легко усваиваемые микроорганизмами.

Процесс биохимической очистки сточных вод осуществляется в устройствах различного типа: аэротенках, биофильтрах и прудах. Активный ил разрушает различные соединения в аэротенках, где осуществляется искусственная аэрация сточных вод и ила, нахо­дящегося во взвешенном состоянии. Биопленка прикрепляется к наполнительной массе биофильтра и соприкасается с воздухом при фильтрации сточных вод.

Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары, состоящие из нескольких секций, по которым движется очищаемая вода. Конструктивно

аэротенки имеют различную форму. Благо­даря аэрации сточных вод и ила, активный ил разрушает различ­ные соединения. Аэрировать сточные воды в аэротенках можно механическими и пневматическими методами. Чем мельче диспер­гирован воздух, тем больше поверхность контакта пузырьков воз­духа с водой, т. е. тем полнее насыщаются сточные воды кислоро­дом, необходимым для жизнедеятельности микроорганизмов. Ино­гда используют поверхностную аэрацию сточных вод, заключаю­щуюся в поверхностном разбрызгивании воды, откачиваемой из нижней части аэротенка. При пневматической аэрации часто вместо воздуха вводят кислород. Применение кислорода, с одной стороны, удорожает процесс биохимической очистки, сточных вод, а с другой — значительно интенсифицирует его, так как почти в два раза увеличивается концентрация активного ила и уменьша­ется время, необходимое для разложения микроорганизмами раз­личных веществ.

По схеме полной биохимической очистки сточных вод (рис. 111) сточная вода поступает в усреднитель 1, снабженный решеткой для механической очистки вод от крупных частиц и различных предметов. Из усреднителя вода подается в песколовку 2, пред­ставляющую собой цилиндроконический резервуар с тангенциаль­ным вводом воды. В песколовке осаждается зернистая фракция — песок. Слив песколовки поступает в первичный отстойник 3, в ко­тором осаждается тонкозернистая фракция взвешенных частиц. Слив первичных отстойников совместно с возвратным илом пода­ется в аэротенки 4 с поперечным сечением прямоугольной формы, где с помощью микроорганизмов разлагаются различные органи­ческие и минеральные вещества. В аэротенках сточные воды аэри­руют сжатым воздухом. Из аэротенка сточную воду с активным илом направляют на отстаивание во вторичный отстойник 5 для улавливания активного ила. Слив вторичного отстойника поступа­ет в контактный резервуар 6, в который подают также жидкий хлор для обеззараживания сточных вод. Продолжительность кон­тактирования сточных вод с жидким хлором 15—20 мин. После контактирования с хлором сточные воды отстаивают в чане 7. а затем подают в буферные пруды, в которых очищенная вода долж­на находиться не менее З сут.

Ил из вторичного отстойника откачивают насосами станции 8 в илоуплотнитель 9. Часть ила — возврат — подают в аэротенк. Уплотненный ил и осадок первичного отстойника подают в метантенк 10 — герметически закрытый резервуар для брожения осадка без доступа кислорода. Осадок в метантенке интенсивно переме­шивается пропеллерной мешалкой. Интенсивность брожения осад­ка повышается при температуре 50—55 °С, поэтому в метантект из котельной 12 подают пар. При брожении 1 т осадка образуется около 10 м 3 газа. Газ, выделяемый в результате брожения и со­держащий 70—75 % метана и 20—25 % углекислого газа, сжига­ют в котельной. Из метантенка осадок подают на иловую площад­ку 11 с искусственным или естественным дренирующим основа­нием.

Дренажная вода иловых площадок перекачивается в первич­ный отстойник. На иловых площадках осадок обезвоживается до содержания 75—80 % твердого. После этого его можно использо­вать в качестве удобрений. Иногда осадок метантенков обезвожи­вают в фильтр-прессах типа ФПАКМ и в термических сушилках.

В биофильтрах окисление загрязнений сточной воды осуществ­ляется при ее фильтровании через наполнитель фильтра, на по­верхности которого растут и развиваются организмы биопленки. Биофильтры представляют собой сооружения чаще цилиндриче­ской формы, выполненные из бетона, железобетона или кирпича. Биофильтр заполняют фильтрующим материалом, состоящим из кусков размером 4—6 см. Материал должен быть шероховатым для лучшего удержания биопленки. Сточная вода в биофильтре создает условия для развития микроорганизмов, прикрепляющихся к фильтрующему материалу. При фильтровании сточных вод че­рез наполнитель фильтра биопленкой разлагаются различные со­единения сточных вод. Очищенные воды концентрируются на не­проницаемом для воды днище фильтра, откуда отводятся по дре­нажным трубам.

Биофильтры подразделяют на высоконагруженные и слабона-груженные или капельные. Высота высоконагруженного фильтра составляет 2—4 м, а капельного менее 2 м. В высоконагруженных фильтрах применяют искусственную вентиляцию сточных вод.

Производительность по очищаемой воде высоконагруженных и капельных биофильтров соответственно 10—30 и 0,5—3 м 3 /(м 2 ·сут).

Оптимальные условия работы биофильтров следующие: рН сточных вод 7—8; температура 18—25 °С; концентрация в сточных водах, элементов калия, азота и фосфора и взвешенных веществ не более 100 мг/л.

Сточные воды очищают биохимическими методами и в естественных условиях: на полях орошения и фильтрации и в биологи­ческих прудах. Поля орошения и фильтрации используют для очистки стоков сравнительно редко. Обычно для окончательной очистки и отстаивания сточные воды направляют в биологические пруды.

Химические и физико-механические методы очистки

Системы механической очистки

Обработки осадков

Системы, методы и средства очистки сточных вод и

В зависимости от происхождения воды и состава сточных вод подразделяются на три основные категории:

– бытовые (воды от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань и т.д.);

– производственные (воды, используемые в технологических процессах);

– атмосферные (дождевые и талые).

Загрязненные производственные сточные воды подразделяются на три группы:

– загрязненные преимущественно минеральными примесями;

– загрязненные преимущественно органическими примесями;

– загрязненные преимущественно органическими и минеральными примесями.

Системы и методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод можно разделить на три группы:

– химические и физико-механические;

Системы механической очистки применяются для выделения из сточных вод нерастворимых минеральных и органических примесей (предварительная очистка), обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%, органических веществ до 20%.

Например: В состав сооружений и средств механической очистки входят:

– решетки с дробилками крупных фракций;

– уловители различного рода (песколовки улавливают тяжелых минеральных примеси и песок, усреднители регулируют состав и расход сточных вод);

– отстойники горизонтальные и вертикальные (взвешенное вещество под действием гравитационных сил оседает на дно отстойника или всплывает на его поверхность, например масло- и смолоотстойники, нефте- и жироловки);

– фильтры (гидроциклоны – принцип действия которых основан на сепарации частиц, твердой фазы во вращающемся потоке жидкости).

Гидроциклоны бывают двух видов:

а) безнапорные открытые гидроциклоны (для выделения из сточных вод оседающих и всплывающих веществ);

б) напорные закрытые гидроциклоны (для выделения и сточных вод примесей минерального происхождения, плотность которых значительно отличается от плотности воды).

Химические и физико-механические системы и методы очистки наиболее эффективны при локальной очистке сточных вод промышленных предприятий.

7.2.1. К химическим методам очистке сточных вод относятся:

а) метод нейтрализации (обработка сточных вод, содержащих кислоты и щелочи).

Например:– взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод;

– нейтрализация реагентами (растворы кислот, негашеная и гашеная известь);

Читайте также:  Как распилить чугунную ванну с использованием болгарки?

– фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, магнезит, мел и др.)

б)окислительный метод (обеззараживание сточных вод, содержащих токсические примеси или соединения).

Например: в качестве окислителей используют хлор, хлорная известь, диоксид хлора, озон, технический кислород и кислород воздуха.

7.2.2. К физико-механические методам относятся:

– коагуляция (для мелкодисперсных и коллоидных частиц больше 10 мкм, для коагуляции используются соли аммония железа, магния, шламовые отходы и отработанные растворы, а также различные виды флокулянтов).

Например: В процессе коагуляции образуется значительный объем рыхлого хлопьевидного осадка;

– сорбция (метод очистки сточных вод от растворенных в них органических веществ и для извлечения ценных растворенных веществ). Например: В качестве сорбентов используют различные искусственные и пористые природные материалы, например золу, коксовую мелочь, торф, силикогель, алюмогель, активные глины, активированный уголь;

– флотация (используется для очистки производственных сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества, нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые частицы).

Например: Процесс флотации заключается в образовании в толще воды газовых пузырьков (воздушных), прилипании частиц к поверхности раздела газовой и жидкой фазы, всплывании этих комплексов на поверхность обрабатываемой сточной жидкости и удаление образовавшегося пенного слоя;

– экстракционный метод очистки (используется для улавливания в сточных водах растворах органических веществ, представляющих техническую ценность – фенолы, жирные кислоты, метод основан на распределение загрязненного вещества в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей соответственно его растворимости в них);

– метод ионного обмена (между ионами находящимся в растворе и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы, позволяет извлекать и утилизировать из сточных вод ценные примеси соединения мышьяка, фосфор, хром, цинк, свинец, медь, ртуть, радиоактивные вещества);

7.3. Системы и методы биологической очистки

Системы и методы биологической очистки основаны на процессах биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах.

Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающем множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов – водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложных взаимоотношений (метабиоза, симбиоза и антагонизма). Биологическую очистку называют полной, если биологический показатель кишечной палочки (БПК) очищенной воды составляет БПК ≤ 20 мг/л и неполной при БПК > 20 мг/л.

Для биологической очистки сточных вод применяются два метода:

– метод естественной очистки;

– метод искусственной очистки.

Естественные методы биологической очистки включает:

а) почвенные методы очистки предполагает использование сооружения почвенной очистки, которые делятся на:

– малые (фильтрационные колодцы, фильтрационные траншеи с естественным и искусственным слоем грунта, песчано-гравийные фильтры);

– средние (поля подземного орошения, поля подземной фильтрации);

– крупные (земледельческие поля орошения, коммунальные поля орошения, поля подземной фильтрации).

б) метод биологических прудов предполагает использование биологических полей очистки, которые делятся на:

– биологические поля естественной аэрации (поверхностная аэрация, не глубже 1 метра);

– биологические поля искусственной аэрации (продувка воздуха механическим аэраторами через толщу воды глубиной до 3 метров).

Недостатки биологических прудов:

– низкая окислительная способность;

– сезонность работы (летом большая эффективность);

– потребность в больших территориях.

Искусственные сооружения биологической очистки по признаку расположения в них активной биомассы можно разделить на две группы:

а) активная биомасса находится в обрабатываемой сточной воде во взвешенном состоянии, к нем относятся:

– аэротеки (сооружения или резервуары разделенные перегородками на отдельные коридоры). По структуре потока сточной жидкости аэротеки бывают: аэротеки – вытеснители и аэротеки – смесители, которые отличаются системой подачи обрабатываемой сточных вод и циркуляцией активного ила;

– циркуляционные окислительные каналы (для очистки небольшого количества сточных вод, объемом менее 700 м 3 /сут используют замкнутый кольцевой канал, в котором устанавливают аэраторы);

– окситенки (аэрационные сооружения с искусственной подачей технического кислорода для повышения его производительности).

б) активная биомасса закрепляется на неподвижном материале, а сточная вода обтекает его тонкий пленочный слоем, к ним относятся биофильтры (составная часть – загрузочный материал, по типу загрузочного материала их подразделяют на две категории):

– биофильтры объемной загрузки (состоит из гравия, керамзита, шлака крупностью отдельных фракций 15…80 мм, он засыпается навалом после сортировки фракций слоем 2…4 метра);

– биофильтры плоскостной загрузки (материал из пластмасс, асбестоцемента, керамики, металла, тканей, материал засыпают высотой слоя загрузки 4. 8 метров).

7.4. Методы обработки осадков сточных вод

В процессе очистки сточных вод образуются осадки, объем которых обычно не превышает 0,5…2% объема очищаемой воды.

В общем виде технологическая схема обработки осадков включает следующие стадии:

– уплотнение (осуществляется гравитационным способом, центрифугированием, фильтрованием, флотацией);

– стабилизация (служит для предотвращения загнивания осадков и достигается минерализацией органических веществ с помощью анаэробного сбраживания, аэробного окисления, высушиванием);

– кондиционирования (подготовку осадков к обезвоживанию за счет изменения структуры осадка и форм связи воды, что увеличивает способность к водоотдаче – обработки минеральными коагулянтами, а также методы – тепловой обработки, жидкофазное окисление, замораживание и отстаивание);

– обезвоживание осадков (в естественных условиях на иловых площадках и в искусственных условиях на вакуум-фильтрах, центрифугах, виброфильтрах, фильтр-прессах, ленточных прессах);

– сжигание осадков (в том случае, если они содержат токсичные примеси или их утилизация нецелесообразна).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Физико-химические методы очистки

Воды является самым нужным ресурсам природы. Она важны для природы и лежит в основе жизни. Промышленное производство и сельскохозяйственная деятельность не могут функционировать без воды. Она нужна растительному и животному миру, а так же человеку. Водный мир богат обитателями, которым не выжить на суши.

За последние два столетия города стали интенсивно расти, промышленность развиваться, сельскохозяйственные земли находятся на орошенных территориях. Все это привело к возникновению проблем со снабжением чистой пресной водой.

Человек нуждается в водных ресурсах. Нужды людей с каждым годом растет в геометрической прогрессии. Более 70% всей используемой воды идет на сельскохозяйственные нужды. Ученые во всем мире озабочены проблемой обеспечения пресной водой. Сегодня стремятся к расширению воспроизводства пресных источников и их использования, предлагают массу новых технологий с минимальными загрязнениями сточных вод.

Загрязнения в воде бывают в любом агрегатном состоянии: твердом, жидком, газообразном. Они не позволяют потреблять воду без обработки. Загрязнения появляются в природных источниках из необработанных сточных вод промышленного производства, животноводства, растениеводства, добычи ископаемых, транспортных компаний и т.д. Вода меняет свой химический состав, физические и биологические свойства.

Во время очистки сточных вод опасные вещества разрушаются или физически удаляются. Это достаточно сложный процесс. Существует насколько способов очистки сточных вод:

  • механический;
  • химический;
  • физико-химический;
  • биологический;
  • комбинированный, включающий несколько методов.

Физико-химические методы очистки сточных вод

Физико-химическая обработка изымает из сточной воды тонкодисперсные и растворенные неорганические вещества, разрушает трудноокисляемые и органические соединения.

Существует несколько способов физико-химической очистки:

  • коагуляция;
  • адсорбция;
  • флотация;
  • экстракция;
  • ионный обмен;
  • диализ и др.

Физико-химические методы очистки сточных вод обладают большими возможностями:

  • глубокая очистка;
  • удаляются неокисляемые токсичные загрязнения;
  • минимальные габариты очистных сооружений;
  • минимальная чувствительность к переменам нагрузок;
  • допустимо полностью автоматизировать процесс очистки;
  • не надо контролировать работу живых организмов;
  • допустимо рекупирация веществ;
  • все процессы более изучены и отработаны на практике.

Для эффективного выбора метода очистки руководствуются техническими и санитарными требованиями, количеством примесей в сточной воде и ее объемом.

Коагуляция

В основе метода лежит добавление в сточные воды активных коагулянтов: соли аммония, меди, железа и т.д. Вредные вщества выпадают в осадок хлопьями, которые изымаются без особого труда. Коагуляция популярна на большинство предприятий промышленности: текстильной, легкой, нефтехимической, целлюлозабумажной, химической и др.

Механическая очистка делает обработанные воды агрегативно устойчивыми. Баланс нарушается при появлении коагулянтов и флокулянтов. Формируются крупные образования благодаря воздействию молекулярных сил сцепления во время перемешивания или движения под воздействием внешнего силового поля. Могут слипаться как однородные частицы (гомокоагуляция), так и неоднородные (гетерокоагуляция). Воду опять отправляют на механическую обработку. При коагуляции осадок в форме хлопьев составляет почти пятую часть всех фильтруемых сточных вод.

Метод имеет эффективность до 95%.

Для форсирования могут использоваться эмульгированные или тонкодисперсные вещества. Эффективно удаляются частицы от 1 до 100 мкм. Возможно самопроизвольное протекание очистки.

Коллоидные частицы образуют составной электрический слой на поверхности частицы. Первая часть фиксируется в месте раздела двух фаз, а другая – представляет собой скопление ионов. Наблюдается две части слоя: одна — подвижная (диффузный слой), а другая – неподвижная.

Хлопья образуются из взвешенных частиц и коагулянта. Что бы это произошло, необходимо приблизить частицы для возникновения силы притяжения и химического сродства. Это случается благодаря броуновскому движению и турбулентному движению воды.

Существует другая разновидность этого метода – электрохимическая коагулирование. Для его осуществления необходимы железные или алюминиевые электроды и постоянный электрический ток. Анодный металл подвергается ионизации и попадает в воду. Примеси начинают коагулировать малорастворимые гидроксидами железа или алюминия. Концентрация электролита оказывает прямое влияние на скорость очистки.

Важно отметить, что полидисперсные системы лучше подаются коагуляции: крупные частицы тянут на дно мелкие. Влияет и форма частиц: круглые медленнее коагулируют, чем длинные.

Хорошим коагулянтом считается двухвалентное железо FeSО4, которое является отходом процесса травления стали. Травильные стоки содержат до 15 % железа. При его использовании очистка по ХПК – до 75%, мутность снижается до 90%, количество фосфора – на 98%, бактерий – до 80%.

Флокуляция

  1. отстойник;
  2. флотационная камера;
  3. кольцевой водосборный лоток;
  4. радиальные водосборные лотки;
  5. насос;
  6. воздухорастворитель ( сатуратор);
  7. вода на очистку;
  8. вода после очистки;
  9. рециркуляционная линия аэрированной воды;
  10. сжатый воздух

Флокулянты представляют собой высокомолекулярные соединения. Молекулы флокулянта контактируют с частицами примесей, что приводит к агрегации загрязнений. Мелкие частицы переходят во взвешенное состояние. Обычно этот метод дополнительно используют коагуляцией, что бы ускорить выпадение в осадок хлопьев и сократить объемы необходимого коагулянта.

При добавлении флокулянта происходят следующие воздействия:

  • на поверхностном слое коллоидных частиц адсорбируются молекулы коагулянта;
  • молекулы флокулянта образуют сетчатую структуру;
  • воздействие сил Ван-дер-Ваальса заставляет коллоидные частицы слипаться.

Очистка этим способам очень проста в реализации и применении. Сначала подбирают необходимый объем флокулянта и добавляют его в воду. Выпадают хлопья, которые забирают механическим методом.

Фокулянты бывают природного (диоксид кремния) или синтетического (полиакриламид) происхождения.

Они могут быть разной полярной группы:

  • неионогенные: -ОН, -СО;
  • анионные: -СООН, -SО3Н, -ОSО3Н;
  • катионные: -NН2, NН;
  • амфотерные: включают анионные и катионные группы.

На скорость флокуляции влияют последовательность добавления реактивов, частота и сила перемешивания, температура воды и степень ее загрязненности. Рекомендуемое время нахождение сточных вод в смесители – 2 минуты, контакт с реагентами — от 0,2-1 час. Далее воду осветляют в отстойниках.

Экономить на коагулянтах и флокулянтах возможно при выполнении двойной обработки воды: сначала отстаивание без реагентов, а потом отстаивание с коагулянтами и флокулянтами.

Если концентрация примесей не превышают 4 г/л, то совмещают коагуляторы и осветлители. Это наиболее действенно обычных отстойников.

Вода в осветлителях идет снизу вверх через выделенный шлам с большой скоростью, что бы не вымывался взвешенный осадок. Таким образом, задерживаются мелкосуспензированные частицы. Для стабильной работы осветлителя важно, что бы подаваемая вода была без газовых пузырьков и постоянной температуры (колебания в диапазоне 1 градуса). Лишний шлам уходит в особую камеру благодаря разной плотности взвешенного слоя и осветленной воды.

Адсорбция

Адсорбция основана на способности определенных веществ впитывать примеси. Наиболее частыми реагентами являются активированный уголь, бентонитовые глины, торф, цеолиты и т.д.

Основным плюсам адсорбции является большая результативность, очистка от нескольких видов загрязнений, рекуперация.

Разделяют регенеративную и деструктивную адсорбционную очистку. В первом виде примеси удаляются из адсорбента и подвергаются утилизации. При втором виде примеси подвергаются уничтожению вместе с адсорбентом.

В зависимости от вида используемого адсорбента и удаляемого химического вещества можно достигнуть эффективности до 95%.

Наиболее распространено использование активированного угля.

В адсорбции обязательно предусматривают перемешивание воды и сорбента или пропускание воды через его слой. Сорбционная установка может состоять из 3-5 фильтров в определенной последовательности.

Флотация

  1. труба, по которой поступает взвесь измельченной руды в воде
  2. сосуд, из которого капает флотационный реагент (масло)
  3. поступление воздуха, засасываемого винтом
  4. место, где всплывшая полезная порода отделяется от оседающей пустой породы
  5. сток пены с полезной породой (концентрат)

Флотация основана на образовании воздушных пузырьков, которые поднимают примеси вверх. Образуется слой пены, которую легко удалить. Метод действенен при обработке сточных вод от нефтепродуктов, волокнистых частиц, масел и других веществ.

Примеси прилипают на разделе двух сред: жидкой и газообразной. Существует несколько разновидностей флотации.

Наиболее популярная – напорная для очистки сточных вод с концентрацией примесей до 5 г/л. Происходит обогащение воды газовыми пузырьками под давлением. Эта разновидность флотации требует больше времени.

На результат очистки влияет количество и размер пузырьков. Так как примеси находятся во всем объеме сточных вод, то стремятся к максимально равномерному распределению пузырьков по всему объему. Газовые пузырьки должны быть 15-30 мкм в диаметре. При большем размере они быстро всплывают и не успевают захватить примеси.

Вода после флотации может направляться на внутренние нужды предприятия или подвергаться более тщательной очистки.

Экстракционный метод

Загрязняющие примеси распределяются в смеси двух жидкостей, которые не растворяются друг в друге. Используют для удаления со сточных вод органики, которую впоследствии перерабатывают: жирные кислоты, фенолы. Таким образом, подбираются такие жидкости, которые способны растворить ценные вещества из сточной воды, но не растворяются с самой очищаемой водой.

Здесь работает физико-химический закон распределения: при активном перемешивании двух нерастворимых жидкостей всякое вещество, растворенное в одной из них, начнет распределяться согласно своей растворимости. После выделения первой жидкости из второй, одна из них будет частично очищена.

Во время очистки вводят определенное количество экстрагента. Когда примеси начинают скапливаться в экстракционном слое, покидая воду, экстракт удаляется. Важно выждать время, что бы содержание веществ в экстракте было значительно выше, чем остаточное в воде.

Экстрагируемое вещество отделяется и подвергается переработки, а экстрагент опять используется в технологии очистки.

Экстрагент должен соответствовать определенным требованиям:

  • не должна образовываться эмульсия;
  • несложная регенерация;
  • нетоксичен.

Для эффективности очистки сточную воду подвергают экстракционной очистки несколько раз. Каждая заливка должна иметь новый экстрагент в той же пропорции, что и предыдущий раз. Это не очень экономично. Например, при очистке 1 литра воды от фенола с концентрацией 6 г/л необходимо затратить 2,2 литра бензола.

Сэкономить средства поможет противоточная экстракция, когда вода направлена на поток экстрагента. Так для очистки воды из предыдущего примера уже необходимо только 0,5 литра бензола. В специальных установках сточная вода подается сверху в поток менее плотного эстрогента. В противоположнос случае все происходит наоборот: вода — снизу, а эстрогент – сверху.

Существует трехступенчатая экстракционной очистки: вода встречается с двумя направленными потоками экстрогента. Синергический эффект способен ускорить очистку. Значение рН важно при кислотном или основном характере примесей.

Сорбционная очистка

Наиболее универсальный способ. Сегодня даже рассматривают вопросы замены биологической очистки сорбционными методами. Существует три вида сорбции:

  • адсорбция – участвует вся поверхность твердого поглотителя;
  • абсорбция – поглощенные вещества поступают во внутрь сорбента диффузным поглощением;
  • хемосорбция – сорбент и примеси вступают в химические реакции.

Сорбентами могут быть не только природные материалы, но и синтетические, которые обладают высокой пористостью. Сорбенты характеризуются структурой пор, химическим составом, пористостью. Основной недостаток — высокая стоимость.

Эвапорационный метод

Сточную воду нагревают до температуры кипения и обрабатывают насыщенным водяным паром. Он забирает летучие примеси. Долее пар направляют на горячий поглотитель, который изымает эти вещества, а паром опять обрабатывают сточные воды. Основное условие – вода и пар должны идти друг на друга. Главным плюсом является отсутствие реагентов, простата очистных сооружений, экономичен.

Читайте также:  Как сшить наматрасник – инструкции и рекомендации

Метод ионного обмена

Иониты твердой фазы и ионы в растворе происходит обмен. Благодаря этому можно забирать из сточных вод нужные радиоактивные вещества и примеси: фосфор, мышьяк, ртуть, свинец и др. Особо результативен ионный обмен при высокой токсичности воды.

Ионообменным материалом могут быть как природные, так и искусственные материалы. Часто используются различные виды смол, содержащие активные ионные группы. Ионная смола используется многократно после каждого восстановления в специальном растворе.

Обратный осмос

Ультрафильтрация заключается в пропускании сточных вод через мембрану. Обеспечивается давление, которое больше осмотического (0,1-10 Мпа). Мембрана не пропускает вещества, молекулы которых больше молекул воды.

Результат зависит от используемых мембран: их селективность (разделительная способность), проницаемость, химическая и физическая стойкость к воздействию среды, прочность и небольшая стоимость.

Диализ

В процессе диализа полупроницаемая мембрана освобождает коллоидные растворы и низкомолекулярные соединения из высокомолекулярных веществ. Низкомолекулярные вещества способны пройти через мембрану.

Обычный диализ имеет форму мешка из полупроницаемого материала, который заполнен диализируемой жидкостью. Этот мешок опускают в очищаемую воду. Со временем диализируемое вещество в обоих растворах становиться равным. Далее заменяется растворитель в мешочке, опять повторяют все действия до полного очищения воды.

Главный недостаток диализа – долгий период очистки. Для ускорения процесса прибегают к увеличению активной площади и повышают температуру. Диализ объединяет в себе осмос и диффузию.

Используется для очистки коллоидных жидкостей от низкомолекулярных неэлектролитов и электролитов.

Кристаллизация

Удаление кристаллов примесей. Применяется в водоемах и прудах выпариванием. Возможно только при высоком содержании примесей.

Электрохимические методы

Электрокоагуляция

Сточные воды пропускают между электродами с постоянным током. В процессе электрокоагуляции коллоидные частицы увеличивают свой размер благодаря ориентации по силовым линиям образованного электромагнитного поля и объединения. Постоянный ток способствует электролизу при возникновении водородных ионов на катоде и растворение анодного металла. Гидроксиды металлов захватывают тонко дисперсные и растворенные вещества.

Электорофлотация

Во время электролиза образуются газы, которые захватывают взвешенные примеси. Размерные параметры пузырьков влияют на степень очистки и зависят от плотности тока. В отличии от обычной флотации воздушные пузырьки при электролизе значительно меньше и распределены более равномерно.

Электрофлотация эффективна для локальной очистки при небольших объемах воды и сильном загрязнении промышленными отходами.

Электрофоретический метод

К этому методу прибегают при изъятии веществ с отрицательным зарядом. Электрическое поле не позволяет отрицательно заряженным частицам коагулировать.

Электроосмос

Жидкость по воздействием электрического поля проходит по капиллярам. Примеси остаются на поверхности пористых перегородок.

Во многих случаях уровень загрязнения сточной воды невидим визуально. Исключением являются пенящиеся средства, нефть и неочищенные стоки. Каждый год в бассейны водоисточников пресной воды выбрасывается тысячи химических веществ, среди которых множество новых. Последствия подобной деятельности человека непредсказуемы. Нефть, радиоактивные отходы, токсичные тяжелые металлы, пестициды – все опасно не только для человека, но и всей жизни на нашей планете. ВОЗ бьет тревогу – 80% болезней возникают вследствие употребления воды плохого качества. Люди сельской местности во всем мире используют воду для бытовых нужд из загрязненных источников.

Смывной бачок для унитаза: устройство, монтаж, настройка, ремонт

Каким бы качественным ни был унитаз и арматура, периодически возникают проблемы: то вода не набирается, то наоборот, постоянно течет со слива. Все эти неполадки связаны с арматурой (сливным и впускным клапанами), которую ставят в сливной бачок. Далее и поговорим о том, как самостоятельно, своими руками устанавливать ее, менять, регулировать и ремонтировать.

Как бы ни выглядел унитаз, начинка в сливном бачке будет похожей

Внутреннее устройство

Сливной бачок унитаза состоит из двух несложных систем: набора воды и ее слива. Чтобы устранять возможные неполадки, необходимо понять, как все устроено и работает. Сначала рассмотрим из каких частей состоит бачок для унитаза старого образца. Их система более понятна и наглядна, а работа более современных устройств будет понятна по аналогии.

Внутренняя арматура бачка такого типа очень проста. Система подачи воды — это впускной клапан с поплавковым механизмом. Система слива — рычаг и груша со спускным клапаном внутри. Есть еще переливная трубка — по ней уходят излишки воды из бачка, минуя сливное отверстие.

Устройство сливного бачка старой конструкции

Основное в этой конструкции — корректная работа системы подачи воды. Более подробная схема ее устройства — на рисунке ниже. Впускной клапан соединен с поплавком при помощи изогнутого рычага. Этот рычаг давит на поршень, который открывает/закрывает подачу воды.

При заполнении бачка поплавок находится в нижнем положении. Его рычаг не давит на поршень и он отжимается давлением воды, открывая выход в патрубок. Вода постепенно набирается. По мере подъема уровня воды поднимается вверх поплавок. Постепенно он поджимает поршень, перекрывая подачу воды.

Устройство поплавкового механизма в унитазном бачке

Система проста и эффективна, уровень заполнения бачка можно изменить выгнув немного рычаг. Недостаток этой системы — ощутимый шум при заполнении.

Теперь рассмотрим как работает слив воды в бачке. В варианте, представленном на рисунке выше, сливное отверстие перекрыто грушей спускного клапана. К груше привязана цепочка, которая соединена с рычагом слива. Нажимаем на рычаг, приподнимаем грушу, вода сливается в отверстие. При понижении уровня, поплавок опускается вниз, открывая подаче воды. Вот так работает сливной бачок этого типа.

Современные модели с рычажным сливом

Меньше шумят при заполнении бачки для унитазов с нижней подводкой воды. Это — более современная версия устройства, описанного выше. Тут кран/впускной клапан спрятан внутри бачка — в трубке (на фото — серая трубка, к которой подсоединен поплавок).

Устройство сливного бачка с подачей воды снизу

Механизм работы такой же — поплавок опущен — клапан открыт, вода поступает. Бачок наполнился, поплавок поднялся, клапан перекрыл воду. Система слива осталась в этой версии почти без изменений. Тот же клапан, который поднимается при нажатии на рычаг. Почти не изменилась и система перелива воды. Это тоже трубка, но выведена она в тот же слив.

Наглядно работу сливного бачка такой системы можете увидеть в видео.

С кнопкой

Модели бачков для унитаза с кнопкой имеют похожую арматуру впуска воды (есть с боковой подачей воды, есть с нижней). Сливная арматура у них другого типа.

Устройство бачка с кнопочным сливом

Представленная на фото система встречается чаще всего в унитазах отечественного производства. Она недорога и надежна. Устройство импортных агрегатов другое. У них в основном нижняя подача воды и другое сливное-переливное устройство (на фото ниже).

Импортная арматура для сливного бачка

Такие системы есть разные:

  • с одной кнопкой
    • вода сливается пока кнопка нажата;
    • слив начинается при нажатии, прекращается при повторном нажатии;
  • с двумя кнопками, выпускающими разное количество воды.

Механизм работы тут немного другой, хотя принцип остается тот же. В данной арматуре при нажатии на кнопку поднимается стакан, блокирующий слив. Стойка остается неподвижной. Если коротко, то это все отличие. Регулировка слива происходит при помощи поворотной гайки или специального рычага.

Монтаж и замена арматуры сливного бачка

Значительная часть проблем с унитазом решается путем регулировки или замены арматуры бачка. В любом случае надо знать, как разобрать и собрать внутренности бачка. Этот навык вам точно пригодится. При замене сначала надо демонтировать старое устройство, а потом установить новое. Опишем в деталях весь процесс, в том числе, монтаж новой арматуры.

Как снять крышку с бачка

Если ремонтируется сливной бачок с кнопкой, не всегда сразу понятно, как снять крышку. Сделать это несложно: нажимаете на кнопку, проворачиваете кольцо.

Как снять крышку с бачка с кнопкой

Если пальцами не получается, вдавив кнопку, рассматриваем ее внутренний ободок. Там есть две специальные прорези. Можно взять отвертку с нешироким концом, ею провернуть немного кольцо. Потом уже можно и пальцами выкрутить.

После этого вынимаете кнопку, потянув ее вверх. Все, крышку можно поднимать.

Демонтаж бачка

Чтобы заменить старую арматуру спускного бачка, его надо снять с чаши унитаза. Первым делом перекрываем подачу воды, затем сливаем воду с бачка. Потом при помощи ключей снимаем подводящий воду шланг (он крепится сбоку или снизу).

При нижнем расположении подвода воды он находится рядом с крепежными шпильками

Далее надо отсоединить бачок от чаши унитаза. Если заглянуть под него снизу, можно увидеть болты, которые затянуты гайками. Вот их и откручиваем, используя набор рожковых ключей или разводной. Перед этим возле унитаза поставьте емкость или постелите тряпку — некоторое количество воды в бачке остается всегда, при откручивании гаек она и будет сливаться.

Открутив две гайки — справа и слева, снимаем бачок. На чаше обычно остается прокладка. Если она деформировалась или пересохла, ее тоже желательно заменить.

Сливной бачок снимаем с чаши

Бачок укладываем на ровную поверхность. В нижней его части есть большая пластиковая гайка. Она удерживает сливной механизм, ее откручиваем. Иногда первые витки приходится делать при помощи разводного ключа, но не слишком пережимайте его — пластик может быть хрупким.

Откручиваем гайку, удерживающую сливной механизм

Теперь механизм слива воды легко вынимается.

Так выглядит арматура сливного бачка после нескольких лет работы

Аналогичным образом снимаем механизм подачи воды. При нижней подаче гайка крепления также находится снизу (справа или слева от центра).

Гайка крепления механизма подачи воды

Это сняли устройство подачи воды в бачок

После этого заглядываем внутрь сливного бачка. Обычно на дне скапливается ржавый осадок, мелкие частицы металла, песок и т.п. Все это надо удалить, по возможности, промыть. Внутренность должна быть чистой — попавшие под прокладки мусоринки могут стать причиной появления течи. После этого начинаем монтаж новой арматуры.

Монтаж арматуры сливного бачка

Происходит все в обратном порядке. Сначала устанавливаем новую стойку сливного механизма. Откручиваем с него пластиковую гайку, надеваем на патрубок резиновую прокладку. Она может быть белого (как на фото) или черного цвета.

На резьбу надеваем прокладку из резины

Устройство заводим внутрь емкости, с наружной стороны накручиваем пластиковую гайку. Ее закручиваем, пока возможно, пальцами, затем немного подтягиваем ключом. Перетягивать нельзя — лопнет.

Устанавливаем и закручиваем гайку

Герметизация

Теперь на чаше унитаза заменяем уплотнительное кольцо, герметизирующее ее соединение со сливным бачком. В этом месте часто скапливается грязь и ржавчина — ее предварительно вытираем, посадочное место должно быть сухим и чистым.

Укладываем уплотнительное кольцо

Внутрь бачка устанавливаем крепежные болты, не забыв положить прокладки. Сливной бачок ставим на место, пока можно не выравнивать. Главное — попасть винтами и выпускной частью на посадочные места. Берем шайбу, гайку и накручиваем их на винты.

Когда установлены обе гайки, но еще не затянуты, выравниваем емкость. Затем при помощи ключа начинаем затягивать крепление. Крутим на несколько оборотов то справа, то слева.

Ставим выпускной клапан

В последнюю очередь устанавливаем впускной клапан для сливного бачка. Его можно было поставить раньше, но тогда неудобно устанавливать крепежные болты — слишком мало места. На выходной патрубок также надеваем прокладку, потом устанавливаем внутрь, закрепляем при помощи гайки.

Закручиваем гайку крепления впускного клапана

Следующий шаг — к тому же патрубку подключаем воду. Перед подключением гибкого шланга для воды на некоторое время открываем воду, давая возможность удалить окалину, которая скапливается каждый раз после закрывания крана даже на непродолжительное время. Спустив некоторое количество воды (подставьте ведро, чтобы не мочить пол), шланг подключаем к штуцеру (воду снова отключаем).

Подсоединяем воду к бачку для унитаза

Хоть штуцер и металлический, сильно затягивать это соединение тоже не нужно — сначала пальцами, затем на один оборот ключом. Если при включении воды обнаружится капель, можно подтянуть ее еще на пол оборота. После этого проверяем правильно ли работает система. Если все верно, устанавливаем крышку, прикручиваем кнопку. Можно еще раз протестировать. На этом монтаж арматуры сливного бачка закончен. Как видите, все можно сделать своими руками.

Регулировка и ремонт

При эксплуатации унитаза периодически возникают проблемы — то он течет, то, наоборот, в него не набирается вода. Иногда, устав от неудобств, люди покупают новые унитазы. А зря. Большая часть неисправностей устраняется за 10-20 минут. Причем, все настолько просто, что справиться может каждый. Вам не обязательно звать сантехника. Сможете сделать все своими руками.

Регулировка уровня воды

Речь пойдет об устройствах с нижним подводом воды. После установки сливной бачок для унитаза надо отрегулировать. По умолчанию с завода они приходят выставленные на максимальное количество воды в емкости. Такое количество часто бывает избыточным. При помощи несложной регулировки можем уменьшить объем воды в бачке. Для этого:

  • Отключаем подачу воды, сливаем воду.
  • Откручиваем кнопку.
  • Снимаем крышку.

Где находится регулировочный винт

Такая же процедура необходима если из бачка постоянно подтекает вода. Одна из причин — слишком высоко поднятый поплавок. Из-за этого вода стекает через систему перелива.

При боковой подаче воды и поплавковом механизме, регулировка происходит еще проще — изменяем положение поплавка изгибая его рычаг. С одной стороны это проще, но с другой — сложнее. Приходится выгибать его много раз чтобы добиться требуемого уровня.

Изгибая рычаг поплавка меняем уровень воды в сливном бачке

Течет бачок унитаза

Если вода в унитазе постоянно подтекает, а уровень ее нормальный, двигаемся дальше. Есть несколько причин появления этой течи. А раз так, то и способы устранения будут разные.

  • Уплотнительная резинка под спускным клапаном в бачке заилилась, под нее попала грязь, на ее поверхности появилась бороздка (или несколько). Способ лечения — очищение действующей прокладки или ее замена на новую. Для реанимации старой надо:
    • отключить воду, спустить ее,
    • снять спускной механизм, открутив снизу пластиковую гайку;
    • вытащить спускной клапан, снять и рассмотреть прокладку, очистить ее от осевших частиц, при необходимости (есть бороздки) отшлифовать очень мелкой наждачной бумагой до гладкости;
    • установить на место, все подключить и проверить работу.

    Сносился сам спускной механизм. Чтобы проверить, в этом ли дело, можно при снятой крышке слегка надавить на механизм. Если течь прекратилась, значит дело в этом. Все еще течет — надо попробовать почистить прокладку (описано выше) или заменить ее. Если при нажатии течь перестало, можно заменить арматуру или утяжелить стакан.

Куда класть утяжелитель

Для этого снимаем спускной механизм и в нижнюю его часть укладываем что-то тяжелое. Это может быть несколько кусков металла, носок, в который насыпали копейки, песок и т.п. Устанавливаем устройство на место и проверяем работу.

Не набирается вода

Еще одна проблема, которую можно устранить своими руками — не набирается вода в сливной бачок. Скорее всего дело в засоре — забился фильтр или трубки. Рассказывать долго, лучше посмотрите видео.

Оцените статью
Добавить комментарий