Защита водной среды от материальных загрязнений

При очистке СВ должна соблюдаться определенная последовательность в применении методов очистки. Вначале сбрасываемые СВ очищаются от взвесей и дисперсно-коллоидных частиц (механическая очистка). Потом применяются методы физико-химической и химической (реагентной) очисток. Для удаления высокотоксичных примесей в СВ используются электрохимические методы, а при особо вредных примесях может применяться термическая обработка. Для очистки бытовых стоков чаще всего применяются биологические методы.

Взвешенные частицы удаляются из воды процеживанием, отстаиванием и фильтрацией. При процеживании (первичной стадии механической очистки СВ), с помощью решеток, сит и фрикционаторов удаляются крупные нерастворимые примеси размеров до 25 мм. При отстаивании или медленном расслоении жидкой дисперсной системы на составляющие ее фазы идет постепенное осаждение грубых дисперсных примесей; кинетика отсеивания представлена на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Типичная динамика осаждения грубых дисперсных примесей.

Продолжительность отстаивания устанавливается в зависимости от требуемой степени очистки от данного вида примесей.

Тонкодисперсные примеси небольшой концентрации удаляются с помощью фильтров, т.е. пористых перегородок, пропускающих жидкость, но задерживавших твердые частицы Различаются зернистые (песок, уголь, и т.д.) и гибкие (сетка, бумага и т.п.) фильтры.

С помощью физико-химических методов удаляются токсические вещества и обеспечивается более высокая степень очистки. Всего применяется более 10 физико-химических методов очистки, важнейшими из которых являются флотация и адсорбция. Флотация применяется для удаления нерастворимых диспергированных примесей, поверхностно-активных веществ (ПАВ) и т.д. Она не требует сложной аппаратуры и больших затрат. Удаление частиц примесей обеспечивается за счет их прилипания к пузырькам воздуха, образующихся при вакуумировании раствора, или резкого уменьшения его давления в емкости, при механическом диспергировании турбинами насосного типа, при химических реакциях (например, в реакциях с выделением ) и в биологических процессах.

Адсорбционная очистка СВ применяется при небольших концентрациях вредных примесей, главным образом, органических соединений (пестицидов, гербицидов), а также фенолов, ПИВ и т.п. В качестве адсорбентов используется активированный уголь, зола, шлаки, опилки. Как правило, в установках адсорбции используются несколько последовательных слоев адсорбента, генерация которых осуществляется нагревом до температуры 200…800°С.

Рис. 5.3. Типичные изотермы адсорбции

Типичные изотермы адсорбции или линии, показывающие связь между количеством адсорбированного вещества (Q), давлением (Р) и температурой очищаемых стоков (t) представлены на рис. 5.3.

Для избирательной очистки ряда токсических примесей применяют более сложные и дорогостоящие физико-химические методы: ионообменную очистку, обратный осмос, ультрафильтрацию и т.п. Химические и электрохимические методы очистки СВ включают в себя нейтрализацию агрессивных стоков (стоки считаются неагрессивными при рН = 6 .6,5 и рН = 8 .9; сильно агрессивными при рН < 6 и рН > 9), добавление химических реагентов, фильтрации через нейтрализующие мембраны и хемосорбцию, т.е. поглощение вещества поверхностью хемосорбента в результате химических реакций. Нейтрализация обеспечивается смешением кислых и щелочных СВ, добавлением кислых или щелочных реагентов, фильтрацией кислых стоков через известняк, мрамор или доломит.

Еще статьи

Использование биологических объектов для изучения загрязнений окружающей среды тяжелыми металлами
Одной из важнейших проблем современности и обозримого будущего является проблема загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Соединения этих элементов в силу высокой токсичности, подвижности и способности к биоаккумуляции представляют опасность не только для челов ...