Какие методы очистки сточных вод используются в загородном доме?

Вода – это ценнейший естественный ресурс, без которого невозможна жизнь на планете. Под загрязнением подразумевают любые изменения биологических, химических и физических средств воды, в связи с попаданием в нее различных веществ. Одним из источников загрязнения водных ресурсов на земле являются системы канализации, поэтому очень важно производить качественную очистку стоков. Сегодня широко применяются биологические методы очистки сточных вод, которые являются наиболее естественными и совершенно безопасными с экологической точки зрения, но есть и другие способы. Рассмотрим основные методы очистки сточных вод.

Основным источником загрязнения водных ресурсов являются плохо очищенные сточные воды, сбрасываемые промышленными, коммунальными или сельскохозяйственными предприятиями. Именно поэтому качеству очистки стоков нужно уделять самое пристальное внимание.

Методы очистки стоков

В реках и озерах происходят естественные системы самоочищения воды. Однако протекают они медленно и могут справиться только с небольшим количеством стоков. В наше время рассчитывать на способность воды самоочищаться не приходится, необходимо собирать сточные воды, очищать и обезвреживать их.

Кроме того, при очистке стоков канализации многих промышленных предприятий требуются более сложные методы обеззараживания сточных вод, поскольку в воде могут быть самые различные химические примеси.

Очистка стоков – это ряд мероприятий, направленных на извлечение из воды посторонних примесей перед сбрасыванием в водоемы. Производится она с использованием различных средств и способов. Сточные воды могут содержать частицы, как растворимых, так и нерастворимых примесей. Частицы примесей классифицируют по размерам:

• Эмульсии и суспензии – размер частиц составляет 0,1 мкм.
• Коллоиды – размер частиц в пределах 0,1 мкм — 1 нм.
• Растворенные частицы, размер которых соответствует размеру молекул.

Классификация методов очистки сточных вод:

• Самые простые механические методы очистки сточных вод, иначе говоря, фильтрация и гидродинамические процессы. К гидродинамическим относят гравитационное, а также центробежное отстаивание.
• Физико-химические методы очистки сточных вод, к их числу относят химическую обработку стоков, а также термические.
• Биохимические методы очистки сточных вод.

Выбор процесса очистки осуществляется в зависимости от степени загрязнения, содержания примесей и размера частиц загрязнений.

Биологические

В природе самоочищение почвы и воды происходит за счет биологических методов очистки. Примеси в загрязненной воде перерабатываются микроорганизмами, которые в естественной среде обитают в почве и воде. Под действием микроорганизмов происходит разложение органических включений с образованием воды, газа и других простых соединений.

Естественные методы довольно эффективны, но протекают очень медленно. Чтобы ускорить процесс, для микроорганизмов создается идеальная для их жизнедеятельности среда и используются другие способы интенсификации процесса очистки.

Различают аэробные и анаэробные методы биоочистки. В первом случае, микроорганизмам для осуществления переработки стоков нужен кислород, поэтому необходимо обеспечить поступление воздуха в очищаемую среду. Воздух может подаваться естественным путем (то есть, путем сооружения вентиляции) или принудительно (при помощи компрессора).

Механические

Механические методы применяются практически во всех очистных установках. Их суть заключается в удалении механических примесей путем фильтрации и отстаивания. Для удаления грубодисперсных частиц применяют сита, решетки, пескоуловители и прочие установки грубой фильтрации. Кроме того, в установках широко применяется метод отстаивания, то есть разделение стоков на фракции по удельному весу.

Совет! Механическая очистка, применяемая для обработки бытовых стоков, позволяет избавиться от 65-70% примесей.

По этой причине, наряду с механической очисткой, необходимо применять методы доочистки сточных вод. Чаще всего, используются именно биологические методы. Осадок, который скапливается на дне отстойников, подвергается анаэробному сбраживанию, а выводимая вода направляется на аэробную биологическую доочистку.

Химические

Химические методы заключаются в том, что в стоки добавляются различные химические вещества. Эти вещества вступают в реакцию с примесями, содержащимися в сточных водах, в результате чего образуется нерастворимый осадок. Осадок может быть удален самой простой механической фильтрацией. Применяя методы химической очистки, можно удалить до 95% нерастворимых примесей и примерно 25% растворимых.

Совет! Химический или реагентный метод очистки сточных вод применяют, в основном, для обработки промышленных стоков. С их помощью можно не только очищают стоки, но и осаждают вещества, которые могут быть использованы в производственном процессе.

Для химического очищения стоков применяют сжиженный или газообразный хлор, хлорат кальция, диоксид хлора, перманганат калия и ряд других реагентов.

Электрохимические

Такая методика применяется для утилизации промышленных стоков. Применяя электрохимические методы очистки сточных вод, можно добиться извлечения из сточных вод ценных продуктов. При этом схема очистки относительно проста, в процессе не используются вредные химические реагенты. Минусом этого способа является относительно высокий расход электроэнергии.

Совет! Очистка с применением электрохимических методов может проводиться непрерывно или периодически.

Методика заключается в пропускании сточных вод в пространстве между полярно заряженными электродами. Электрохимическая методика позволяет извлечь различные примеси:

• цианиды;
• спирты;
• нитратные соединения;
• альдегиды и пр.

В процессе очистки вещества распадаются с образованием углекислого газа, воды и аммиака. Для изготовления анода используется графит или нанесенный на титановую основу диоксид марганца или свинца. Для изготовления катода используется молибден, либо сплавы вольфрама с другими металлами.

Термическая очистка

Методика термической очистки воды практически ежедневно применяется в быту: вода просто кипятится. Разумеется, термические методы очистки сточных вод несколько более сложный процесс, чем простое кипячение.

Для проведения очистки в жидкость вводятся продукты, которые сгорают при очень высокой температуре (1000 градусов). В процессе обработки стоков в среде осуществляется ряд реакций, в результате которых происходит разложение примесей.

Часть из них уходит с дымом, часть сгорает, а чистая вода испаряется. Проводится процесс очистки в специальных печах, он достаточно эффективен, но дорог из-за высокого расхода топлива.

Физико-химические

При помощи физико-химических методов очищения удается удалить из сточных вод токсичных веществ, а также включений, которые невозможно переработать естественными биологическими способом.

Такие методы применяют, в основном, в промышлености. Предварительно используется лабораторный анализ сточных вод, определяется состав и концентрация загрязнений. Проводятся такие исследования для проведения расчетов использования реагентов и определения других параметров методом очистки.

Среди физико-химических методов очистки можно выделить следующие:

• Коагуляция. Основана на свойствах частиц укрупняться под действием определенных факторов. Коагуляция позволяет максимально ускорить процесс осаждения различных тонкодисперсных примесей. При применении этого метода в стоки добавляют специальные вещества, которые называются коагулянтами.
• Флокуляция. Этот физико-химический процесс позволяется очистить стоки от примесей, содержащейся в них во взвешенном состоянии. Для того чтобы добиться агрегации взвешенных частиц в массу очищаемых вод вводят специальные вещества флокулянты. В отличие от коагуляции, процесс флокуляции происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и при взаимодействии с молекулами, адсорбированными на частицах флокулянта.
• Флотация. Данный способ основан на различной степени смачиваемости различных веществ. Позволяет эффективно удалить из стоков нерастворимых веществ, которые плохо отстаиваются самостоятельно. Флотации часто применяют для удаления частиц ПАВ, в этом случае процесс иногда называют пенной сепарацией.
• Адсорбция. Сорбционный метод широко применяют для проведения глубокой очистки стоков. С его помощью удается избавиться от растворенных органических веществ, от которых не удается избавиться методами биологической очистки. Метод адсорбции является весьма эффективным и позволяет удалять из стоков вещества, содержащиеся там в низких концентрациях. В качестве сорбентов, чаще всего, применяют такое вещество, как уголь активированный.

• Ионообменный метод очистки применяют на производстве для извлечения из сточных вод примесей металлов, радиоактивных веществ, а также цианистых соединений и мышьяка. Ионообменая сорбция – это процесс взаимодействия сточных вод с ионитом – твёрдой фазой, обладающей свойством осуществлять обмен ионов, которые содержатся в ней на ионы, присутствующие в очищаемой жидкости. Применение ионнообменных методов позволяет обеспечить высокий уровень очистки промышленных канализационных стоков. Очищенная вода, как правило, направляется на повтореное использование в производственных процессах. В качестве ионитов могут применяться природные вещества или материалы, полученные искусственно.
• Метод обратного осмоса – это процесс фильтрации очищаемой жидкости через полупроницаемые мембраны. Применяется для извлечения ценных веществ, которые могут содержаться в стоках в виде раствора.

Какие методы применяют в системах бытовой канализации?

Рассмотрим, какие из описанных методов очистки применяются в системах бытовой канализации. Учитывая характер бытовых стоков, использование сложных и дорогостоящих методик является нецелесообразным.

Совет! Чтобы системы местной бытовой канализации работали эффективно, необходимо соблюдать правила ее эксплуатации. В такие системы должны попадать только бытовые стоки, в канализацию запрещено сбрасывать строительный мусор, растворители, краски, бензин и прочие химические вещества.

В самых простых канализационных системах (септиках и выгребных ямах) используются два основных метода очистки:

• Механические;
• Биологические.

То есть, сточные воды в таких установках, прежде всего, отстаиваются, а затем подвергаются обработке бактериями. В септиках и выгребных ямах используются методы анаэробной очистки, то есть, все процессы протекают без доступа воздуха.

Процессы эти протекают медленно и не позволяют полностью очистить стоки. Поэтому водами на выходе из этих установок можно заразить грунт и воду. Чтобы избежать этого, применяют доочистку.

Современные станции биологической очистки (ЛОС) применяют те же методы обработки стоков, однако, благодаря усовершенствованным методам, удается добиться хороших результатов.

В таких станциях, помимо отстаивания и анаэробной биоочистки, применяется фильтрование стоков (на входе), а также биологическая обработка стоков в насыщенной кислородом среде. В результате такой обработки удается избавиться от 97-98% примесей, содержащихся в сточных водах. Дополнительно для дезинфекции выводимой из установки воды могут использоваться безопасные обеззараживающие методы, чаще всего, это облучение воды ультрафиолетом.

Итак, для очистки сточных вод применяют различные методы. И если физико-химические и химические методы очистки сточных вод применяют, в основном, в промышленности, то механические и биологические способы широко применяют для очищения бытовых стоков.