ПРОБЛЕМЫ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ВОДЫ

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе изучены методы очистки производственных сточных вод: аэробная очистка, аэрация и электрокоагуляция. Выявлены основные и часто встречающиеся недостатки каждого метода.

Ключевые слова: очистка воды, аэробная очистка, аэрация, электрокоагуляция.

Очистка производственных сточных вод является одним из важнейших этапов на любом производстве, необходимо обезопасить окружающую среду от попадания различных вредных и токсичных веществ вместе с отходами. Существует множество методов очистки, однако у каждого из них есть недостатки.

Аэробная очистка воды. Во время предварительной обработки сточные воды усредняются, из них удаляются механические примеси (усредняющее оборудование, пескосборник, решетка, отстойник). На второй стадии растворенное органическое вещество разлагается при участии аэробных микроорганизмов. Полученный осадок (ил), который в основном состоит из микробных клеток, удаляется или закачивается в реактор. По технологии активный ил возвращают в тен. На необязательной третьей стадии происходит химическое осаждение и разделение азота и фосфора.

Биологическая очистка воды – это своего рода природный биологический материал. На каждом конкретном производстве активный ил определяется составом сточных вод и выбранной схемой очистки. Он состоит из темно-коричневых чешуек, размер которых может достигать нескольких сотен микрон. Он состоит на 70% из живых организмов и на 30% из неорганических частиц.

Сезонные колебания температуры, доступность кислорода и наличие минеральных компонентов также могут влиять на образование отложений с активным илом. Все это делает композицию трудной и почти невозможной для воспроизведения. Эффективность очистных сооружений также зависит от концентрации микроорганизмов в сточных водах и возраста активного ила. Далее на рисунке 1 представлена гистограмма с наиболее часто встречающимися недостатками и их рейтинг тяжести, где 1 – незначительное влияние на качество очистки сточных вод, 10 – катастрофические последствия.

Рисунок 1. Главные недостатки аэробной очистки воды

1 недостаток – время гидравлического удержания. Аэробная очистка воды занимает много времени, рейтинг тяжести: 8.

2 недостаток – время удерживания осадка. Рейтинг тяжести: 5.

3 недостаток – размер водоочистной установки. Из-за резервуаров биологического ила требуются большая свободная площадь. Рейтинг тяжести: 7.

4 недостаток – изменения в объеме сточных вод и характеристиках сточных вод могут привести к снижению качества очистки или к ее ухудшению. Рейтинг тяжести: 3.

5 недостаток – необходимость постоянной утилизации осадка. Рейтинг тяжести: 10.

6 недостаток – постоянное наблюдение специалистов за процессом очистки. Рейтинг тяжести: 7.

7 недостаток – Проблемы с урегулированием отстоя. Рейтинг тяжести: 6.

Из данной гистограммы следует, что самыми главными недостатками аэробной очистки являются: необходимость постоянной утилизации осадка, длительность очистки, а также постоянное наблюдение специалистов за процессом и громоздкость водоочистной установки.

Аэрация. Аэрация широко используется для удаления летучих органических соединений биологического происхождения из природных водоемов, которые могут вызывать неприятные запахи и вкусы.

Общим недостатком аэраторов, основанных на принципе мембранного контакта вода-воздух, является то, что их нельзя использовать зимой из-за их больших размеров, что приводит к низкой эффективности.

Биохимическая очистка сточных вод осуществляется с использованием сложного комплекса взаимосвязанных физических, химических и биологических процессов. По этой причине решение проблемы надежного автоматического управления системами дренажа и аэрации является сложной и очень актуальной практической задачей. Системы аэрации сточных вод обычно используются на очистных сооружениях с различной насосной мощностью. Высокое энергопотребление этих систем приводит к значительным эксплуатационным расходам.

Однако из-за наличия летучих примесей аэрация не позволяет удалить стойкие запахи и ароматы.

Рисунок 2. Главные недостатки очистки воды аэрацией

1 недостаток – время гидравлического удержания. Необходимо достаточное количество времени для очистки, рейтинг тяжести: 3.

2 недостаток – время удерживания осадка. Рейтинг тяжести: 1.

3 недостаток – размер водоочистной установки. Рейтинг тяжести: 9.

4 недостаток – изменения в объеме сточных вод и характеристиках сточных вод могут привести к снижению качества очистки или к ее ухудшению. Рейтинг тяжести: 5.

5 недостаток – необходимость постоянной утилизации осадка. Рейтинг тяжести: 1.

6 недостаток – постоянное наблюдение специалистов за процессом очистки. Рейтинг тяжести: 3.

7 недостаток – Проблемы с урегулированием отстоя. Рейтинг тяжести: 4.

Таким образом, самые главные недостатки данного метода очистки вод – это размер установки и снижение качества очистки при изменении объёма или характеристик сточных вод.

Электрокоагуляционная очистка. Конденсация примесей воды – это процесс увеличения мельчайших коллоидов и дисперсных частиц, которые образуются путем адгезии друг к другу под действием молекулярного притяжения. Конденсация заканчивается образованием агрегатов-хлопьев, которые видны невооруженным глазом и отделяются от жидкости.

Электрокоагуляционный метод показывает высокий процент удаления из воды примесей и загрязняющих соединений в виде взвешенных составляющих органической, биохимической, минеральной природы, коллоидных соединений кислорода, кремния, железа, элементов, влияющих на цветность воды, а также растворенных компонентов, находящихся в ионном и молекулярном состоянии.

Сегодня продолжаются исследования в области оптимизации процессов электрокоагуляции, поиска новых материалов с целью совершенствования конструкции электрокоагуляторов для очистки воды.

Рисунок 3. Главные недостатки электрокоагуляционной очистки воды

1 недостаток – время гидравлического удержания. Необходимо достаточное количество времени для очистки, рейтинг тяжести: 4.

2 недостаток – время удерживания осадка. Рейтинг тяжести: 2.

3 недостаток – размер водоочистной установки. Рейтинг тяжести: 5.

4 недостаток – изменения в объеме сточных вод и характеристиках сточных вод могут привести к снижению качества очистки или к ее ухудшению. Рейтинг тяжести: 1.

5 недостаток – необходимость постоянной утилизации осадка. Рейтинг тяжести: 7.

6 недостаток – постоянное наблюдение специалистов за процессом очистки. Рейтинг тяжести: 1.

7 недостаток – Проблемы с урегулированием отстоя. Рейтинг тяжести: 5.

Таким образом, благодаря исследованию, получилось выяснить, что главными недостатками электрокоагуляционной очистки – это необходимость постоянной утилизации осадка и проблемы с урегулированием отстоя.

Произведенные исследования показали, что у каждого метода очистки сточных вод есть свои недостатки, которые впоследствии сильно влияют на качество процесса.

Наиболее встречаемыми недостатками стали: необходимость утилизации осадков и большие размеры водоочистных сооружений, которые не каждое предприятие может себе позволить.

Список литературы:

1. ГОСТ 25661-83 Установки для финишной очистки воды. Общие технические требования. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. – 4 с.
2. ГОСТ Р 56059-2014 Производственный экологический мониторинг. Общие положения. М.: Стандартинформ, 2019. – 7 с.
3. ГОСТ Р 55270-2012 Системы менеджмента качества. Рекомендации по применению при разработке и освоении инновационной продукции. М.: Стандартинформ, 2014. – 28 с.
4. ИТС 8-2015 «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях». –М.: Бюро НДТ, 2015. – 116 с.