1. Гравитационное отстаивание под действием силы тяжести. Для этого используются песколовки и отстойники больше крупные частицы меньше критической частоты.

L - длина песколовки

Н1 – толщина слоя воды над песком

Н2 – толщина слоя песка

Глубина аппарата выбирается из условия:

Cкорость оседания частиц , время пребывания движения воды в песколовке

Длина песколовки:

- скорость движения воды в песколовке

K – безразмерный коэффициент, учитывающий неравномерность движения воды в аппарате.

Вертикальный отстойник.

Вода поступает на очистку через трубку 5, затем движется по кольцевому каналу, который оборудован корпусом 6 и цилиндрической перегородкой 2. В процессе вертикального движения сточная вода встречает на своем пути отражательное кольцо 7

которое направляет воду во внутреннюю полость перегородки 2, а твердые частицы оседают в пеламосборнике –8 (масса твердых частиц с водой).

Очищенная вода через кольцевой водосбор –3 и трубку –1 удаляется из аппарата. Осадок, накопившийся в пеламосборнике периодически удаляется через трубку 4.

Отделение твердых нерастворимых примесей под действием центробежной силы происходит в гидроциклонах, схема которого совпадает с схемой циклона для очистки газа от пыли.

Фильтрация

Используется для отделения от воды дисперсионных примесей малых размеров или коллоидных соединений.

Разделение происходит с помощью перегородок пропускающих жидкость и задерживающих дисперсионную фазу.

Выбор перегородки зависит от :

Свойств сточных вод

От температуры раствора

от давления фильтрования

от конструкции аппарата.

В качестве фильтрующей перегородки используются металлические ленты и сетки, тканевые волокнистые и зернистые фильтры.

Фильтры подразделяются на :

по характеру протекания процесса

а) периодический

б)непериодический

по виду процесса

а) д\разделения

б) д\ сгущения

в\ для очистки

по давлению при фильтровании

а) под действием гидростатического давления столба жидкости

б) под повышенным давлением перед перегородкой

в) под вакуумным за перегородкой

По направлению фильтрования

По конструктивным особенностям

Химические методы очистки сточных вод

нейтрализация

окисление

восстановление

Все методы связаны с расходом реагенов и поэтому достаточно дороги.

Нейтрализация

Сточные воды, содержащие кислоты и щелочи перед сбросом нейтрализуют. Нейтральной считается вода с pH = 6,5 – 8,5

Существуют следующие пути нейтрализации:

Смешивание кислотных и щелочных сточных вод

Добавление реагентов

Фильтрование сточных вод через нейтрализирующие материалы

Абсорбция кислых газов щелочными сточными водами

Абсорбция аммиака кислыми сточными водами.

Выбор метода зависит от:

объема сточных вод

С сточных вод

Режима поступления сточных вод

Наличия и стоимости реагентов.

Нейтрализацию смещением применяют когда на одном или близких предприятиях образуются и кислые и щелочные сточные воды. При нейтрализации за счет добавления реагентов в случае кислых вод используются щелочи или карбонаты или водные растворы аммиака

Для нейтрализации щелочных вод используют растворы минеральных кислот или кислые газы.

Окисление

За счет реакции окисления загрязняющие вещества разрушаются и переходят в менее токсичное состояние. В качестве окисления используются газообразные или сжиженный хлор, кислород воздуха, азон, перманганат калия и другие окислители. Очистка окислением связана с большим расходом реагентов поэтому применяется тогда, когда сточные воды не возможно или не целесообразно очистить другими методами.

Пример : для очистки цианосоединений.

Восстановление

Используется когда в растворе содержатся легко восстанавливающие вещества. В основном – это ионы тяжелых металлов, такие как хром, ртуть и т.д. Так , например, соединение ртути восстанавливают до металла ртути, который затем удаляется отстаиванием или фильтрованием.

Физико-химические очистки сточных вод

Электрохимическая очистка:

2 - положительно заряженный анод

– отрицательно заряженный катод

– корпус аппара

На аноде электроны отдают электроны, т.е. происходит реакция анодного окисления. На катоде ионы получают электроны, т.е. происходит реакция катодного восстановления.

Существует еще несколько электрохимических методов, которые являются вариантами других физикохимических методов и будут рассматриваться в дальнейшем.

Коагуляция – слияние частиц коллоидной системы при их столкновении в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции образуются агрегаты, т.е. более крупные вторичные частицы, состоящие из боле мелких первичных частиц. Первичные частицы соединяются в такие скопления силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку растворителя. Коагуляция сопровождается прогрессирующим укрупнением частиц и уменьшением их общего количества в объеме раствора

. Существует несколько вариантов коагуляции

термокоагуляция – за счет повышения температуры. При повышении температуры растет скорость движения частиц и количество их столкновений и частицы быстрее слипаются. (варка куриного яйца).

Электрокоагуляция под воздействием электрического поля

Реагентная коагуляция – за счет добавления реагентов.

Схема установки для реагентной коагуляции

емкость для приготовления раствора .

дозатор

смеситель

камера, коагуляции (хлопьсобразования)

отстойник

Флотация - процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз (газ-жидкость). Этот процесс обусловлен избытком свободной энергии поверхностных слоев, а также поверхностными явлениями смачивания. Этими методами вода очищается от нефти, нефтепродуктов, масел и волокнистых материалов. Процесс флотации заключается в образовании этого комплекса на поверхность. Удаление образующейся пены различными методами. Существует несколько схем флотации:

1. С выделением газа из раствора механическими методами

2.с мех. Добавлением газа

3.химическая флотация, когда газ выделяется в результате химической реакции

4 электорхимическая флотация, когда газ выделяется на одном из электродов.

Биохимическая флотация, когда газ выделяют микроорганизмы.

4.Сорбция: адсорбция и абсорбция

Здесь справедливо то , что было сказано при поглощении жидкостей и газов. Только абсорбция возможна если жидкости не смешиваются.

5.Ионный обмен.

Используется для извлечения из сточных вод ионов металлов , а также соединений мышьяка, фосфора, цианкосоединений и радиоактивных веществ. Метод позволяет рекуперировать ценные вещества при высокой степени очистки. Ионный обмен представляет собой процесс взаимодействия раствора с твердой фазой. Причем эта твердая фаза обладает свойствами обмена. Ионы, присутствующие в ней на ионы находящиеся в растворе. Вещества ,Ю составляющие эту твердую фазу , практически нерастворимы и называются ионитами.

Схема ионообменной колонки

Вода на очистку

Чистая вода

корпус

слой ионита

Вода поступает сверху - ионит - обмен. Ионит выделяет ионы Н+, ОН- или Na+

Мембранные технологии.

Любой аппарат для мембранной технологии состоит из корпуса 1 , разделенного на 2 части полупроницаемой мембраной 2.

Мембранная технология является как бы противоположностью метода механического фильтрования. Если при фильтровании примеси задерживаются на мембране, то при мембранных методах они под воздействием некоторых сил переходят через мембрану в другую часть аппарата. Мембранные методы различаются по виду этих сил.

А) экстракция

Примеси переходят через мембрану под воздействием химических сил. Экстракция может приводится и без мембраны в том случае , когда жидкость в левой и правой части аппарата не смешиваются.

Б) обратный осмос и ультрафикация.

Примеси переходят через мембрану под воздействием разности давлений. Выбор того или иного метода происходит в зависимости от размера частиц примеси и величины разности давления.

В) электродионицизация. В обе части аппарата погружают по электроду и примеси переходят через мембрану под воздействием электрического поля.

7.Выпаривание. Используется для повышения концентрации примесей.

8.Кристаллизация. Основан различной растворимости содержащихся примесей, которая зависит как от их вида, так и от температуры. При понижении температуры получаются пересыщенные растворы и примеси выпадают в виде кристалов.

9.Дистилизация. Основан на разности температур испарения вредных веществ.

Биохимические методы

Используются при очистки сточных вод от органических соединений, а также соединений серы и азота. В процессе формирования своего органического вещества микроорганизмы частично разрушают загрязнитель , превращая в углекислый газ , воду, сульфат и нитрат ионы, а частично используются для построения своего органического вещества.

Биохимические методы делятся на две группы.

Аэробные. В присутствие кислородовоздуха,Ж которые проводятся в естественных условиях на полях орошения или биологических прудах и в искусственных условиях, например, в биофильтрах и биоскрубберах.

Аноэробные методы . Без кислородовоздуха. Используется для очистки высоко концентрированных стоков и осадков. Если сточные воды не могут быть очищены вышеперечисленными методами, то они подвергаются термической нейтрализации, т.е. сжиманием или закачиваются в глубинные скважины.

20.12.2000г.

Захоронение и утилизация твердых отходов

В настоящее время бытовые твердые отходы утилизируются в основном на городских свалках, где в течении нескольких лет они разлагаются сб образованием токсичных сточных вод и газов, более современными являются создание мусороперерабатывающих заводов. Однако для нашей страны существуют следующие проблемы:

во всех странах такие заводы 30% дотируются государством. В нашей стране это практически не возможно.

Отсутствие сортирования отходов: для металла, для бумаги и т.д.

В промышленности для утилизации и захоронения твердых отходов используютсчя специальные полигоны – территория не менее 50 гектаров, расположенная от ближайшего крупно населенного пункта на расстоянии не менее 100 км.

Под полигон выбирается территория, которая постигается водонепроницаемым отходам.

Полигон окружается кольцевым валом из глины и кольцевым каналом для перехвата сточных вод с поверхности. Полигон разделен на несколько секторов:

сектор для захоронения гальванических отходов

сектор для захоронения ?

сектор для захоронения особо токсичных отходов, которые захораниваются в гермитичных бетонных и металлических контейнерах.

--------------- малотоксичных и не токсичных отходов

участок для сжигания горючих отходов и рекуперации тепла.

На полигоне существует лаборатория для анализа состава отходов и отборы проб из кольцевого канала.