Типы занрязняющих веществ в сточных водах и методы очистки
| Тип загрязняющих веществ | Группа загрязнений | Методы очистки сточных вод |
| Грубодисперсные взвешенные вещества | Взвешенные вещества с размером частиц более 0,5 мм | Просеивание |
| Первичное отстаивание без реагентов | ||
| Фильтрация | ||
| Грубодисперсные эмульгированные частицы | Капельные загрязнения, органические вещества, не смешивающиеся с водой | Гравитационная сепарация |
| Фильтрация | ||
| Флотация | ||
| Электрофлотация | ||
| Микрочастицы | Взвешенные вещества с размером частиц более 0,01 мм | Фильтрация |
| Коагуляция | ||
| Флокуляция | ||
| Напорная флотация | ||
| Стабильные эмульсии | Нефтепродукты в количестве > 5 мг/л, вещества, экстрагируемые серным эфиром | Тонкослойная седиментация |
| Напорная флотация | ||
| Электрофлотация | ||
| Коллоидные частицы | Размер частиц от 0,1 до 10 мкм | Микрофильтрация |
| Электрофлотация | ||
| Агрессивность среды | pH, общая щелочность, общая кислотность | Нейтрализация |
| Масла | Концентрация масел более 10 мг/л | Гравитационная сепарация |
| Флотация | ||
| Электрофлотация | ||
| Фенолы | Концентрация фенолов 0,5 - 5 мг/л | Биологическая очистка +озонирование |
| Сорбция на активированном угле | ||
| Концентрация фенолов 5 - 500 мг/л | Биологическая очистка | |
| Флотация + Биологическая очистка | ||
| Коагуляция + озонирование | ||
| Высокое содержание органических примесей | Биологическая очистка | |
| Химическое окисление (озон) | ||
| Сорбция на активированном угле | ||
| Ионы тяжелых металлов | Концентрации Cu2+, Zn2+, Ni2+, Feобщ, Cd2+ 5 - 100 мг/л | Электрофлотация |
| Реагентный + отстаивание | ||
| Электродиализ | ||
| Электрокоагуляция | ||
| Концентрации Cu2+, Zn2+, Ni2+, Feобщ, Cd2+ 0,5 - 5 мг/л | Ультрафильтрация | |
| Ионный обмен | ||
| Цианиды | Концентрация CN- 1 - 10 мг/л | Химическое окисление |
| Электрофлотация | ||
| Электрохимическое окисление | ||
| Хром (VI) | Концентрация Cr6+ 1 - 100 мг/л | Химическое восстановление +Электрофлотация |
| Электрохимическое восстановление | ||
| Электрокоагуляция | ||
| Хром (III) | Концентрация Cr3+ 5 - 100 мг/л | Электрофлотация |
| Осаждение +Фильтрация | ||
| Концентрация Cr3+ 0,5 - 5 мг/л | Ионный обмен | |
| Ультрафильтрация | ||
| Сульфаты | Концентрация SO42- > 2000 мг/л | Реагентный + отстаивание+Фильтрация |
| Вакуумное выпаривание | ||
| Концентрация SO42- < 2000 мг/л | Нанофильтрация | |
| Обратный осмос | ||
| Хлориды | Концентрация Cl- > 300 мг/л | Обратный осмос |
| Вакуумное выпаривание | ||
| Электродиализ | ||
| Общее солесодержание | Нанофильтрация | |
| Обратный осмос | ||
| Вакуумное выпаривание | ||
| Электродиализ | ||
| Поверхностно-активные вещества | Анионные и неионогенные ПАВ | Флотация |
| Электрофлотация | ||
| Сорбция на активированном угле | ||
| Анионные, катионные и неионогенные ПАВ | Ультрафильтрация | |
| Нанофильтрация | ||
| Озонирование |
Как видно из таблицы каждому типу сточных вод соответствует метод или группа методов, пригодных для их очистки. В то же время, многие методы очистки сточных вод позволяют удалять более одного типа загрязнений, что и применяется при проектировании и строительстве установок очистки воды и очистных сооружений.
Классификация сточных вод
Загрязнение водных источников включает в себя любые изменения физических, химических, биологических свойств воды в водных объектах, обусловленных сбросом в них твердых, жидких и газообразных веществ, причиняющих или создающих проблемы, делающих воду опасной для потребления, нанося ущерб деятельности человека, здоровью человека и экологической безопасности населения.
Загрязнения поверхностных водоемов и грунтовых вод можно классифицировать следующим образом:
- Механические - увеличение содержания механических примесей, относящееся в основном к поверхностным видам загрязнений,
- Химические - присутствие в воде неорганических и органических веществ токсичного и нетоксичного действия,
- Биологические и бактериологические - присутствие в воде разнообразных патогенных бактерий, грибов и водорослей,
- Тепловые - сброс в водоемы нагретых вод ТЭЦ и АЭС,
- Радиоактивные - наличие радиоактивных веществ в поверхностных или грунтовых водах.
Основными источниками загрязнений водных объектов являются недостаточно очищенные стоки производственных предприятий и коммунальных объектов, животно- и птицеводческих фабрик, твердые отходы, образующиеся при разработке полезных ископаемых, сточные воды горнодобывающих шахт, сточные воды, образующиеся при обработке и сплаве леса; сточные воды железнодорожного и водного видов транспорта, техногенные отходы металлургических предприятий.
Загрязняющие вещества, попадая в водные объекты, вызывают качественные изменения, которые проявляются в изменении физических и химических свойств воды (появление запаха, неприятного привкуса и пр.).
Промышленные сточные воды как правило загрязнены выбросами и отходами производства. Качественный количественный и состав данных сточных вод различен и зависит от отрасли промышленности и производственных процессов. По составу стоки подразделяют на три основных класса, содержащих:
- Неорганические загрязнения, включая токсичные,
- Органические загрязнения,
- Неорганические и органические загрязнения.
К первому типу относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотных предприятий, обогатительных заводаов марганцевых, свинцовых, никелевых, цинковых, руд, в которых содержатся кислоты, щелочи, катионы тяжелых металлов и пр. Сточные воды этого типа как правило изменяют физические свойства воды.
Сточные воды второго типа сбрасываются НПЗ и нефтехимическими предприятиями, предприятиям органического синтеза и пр. В сточных водах присутствуют различные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и прочие вредные вещества. Токсикологическое воздействие стоков данного типа заключается, в основном, в процессах окисления, в результате которых снижается содержание кислорода в воде, возрастает биологическая (БПК) и химическая (ХПК) потребность в кислороде, происходит ухудшение органолептических свойств воды.
Сточные воды третьего типа образуются в процессах гальванической обработки поверхностей, производстве печатных плат приборостроительной и радиоэлектронной промышленности и прочих технологических процессах. В составе данных сточных вод присутствуют неорганические: щелочи, кислоты, катионы тяжелых и цветных металлов, и органические поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, красители и другие вещества.
Нефть и нефтепродукты в настоящее время являются основными загрязняющими веществами внутренних вод и морей мирового океана. Попадая в водные объекты, они создают различные классы загрязнений: нефтяную пленку, плавающую на поверхности воды, растворенные или эмульгированные нефтепродукты, осевшие на дно водоема тяжелые нефтяные фракции. В результате происходит изменение вкуса, запаха, цвета, поверхностного натяжения и вязкости воды, снижается количество кислорода, образуются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и начинает представлять угрозу для животного мира и человека. При содержании нефти всего 0,01 г/л вода становиться непригодной для употребления.
Особо опасным загрязняющим веществом является фенол. Фенол присутствует в сточных водах большинства нефтеперерабатывающих и коксохимических предприятий. В присутствии фенолов значительно снижаются биологические процессы водных объектов, процесс самоочищения, вода приобретает довольно неприятный запах.