Флотационная очистка сточных вод

Температуры сточных  вод на нефтебазах в течение года колеблется от 0 до 35 °С. Такой большой  диапазон температур вызывает резкое изменение в поведении микроорганизмов. Резкие перепады температур неблагоприятно влияют на жизнедеятельность микроорганизмов.

При низких температурах процесс жизнедеятельности микроорганизмов  и процесс биологической очистки  замедляются, а также ухудшается глубина очистки и процесс  флокуляции. Ухудшение процесса флокуляции приводит к выносу отдельных микроорганизмов из вторичных отстойников.

Чем выше температура, тем меньше кислорода растворено в воде. В зимний период растворенного  в воде кислорода больше, однако активность микроорганизмов ниже и, следовательно, количество потребляемого  ими кислорода меньше. Поэтому  для поддержания высокой активности микроорганизмов в летний период необходимо усилить аэрацию. Для  увеличения эффективности очистки  сточных вод в зимний период следует  увеличить количество микроорганизмов  в очистных установках. Качество очистки  сточных вод зависит от наличия  кислорода в воде.

Сооружения  для биологической  очистки

Преимущества  биологического метода очистки - возможность  удалять из сточных вод разнообразные  органические соединения, в том числе  токсичные, простота конструкции аппаратуры, относительно невысокая эксплуатационная стоимость. К недостаткам следует  отнести высокие капитальные  затраты, необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, токсичное  действие на микроорганизмы некоторых  органических соединений и необходимость  разбавления сточных вод в  случае высокой концентрации примесей.

Очистные сооружения делятся на аэробные и анаэробные. Аэробные методы очистки получили большее  распространение по сравнению с  анаэробными. При аэробном методе жизнедеятельность  микроорганизмов поддерживается с  помощью свободного кислорода в  воде. Эти методы широко применяют  при очистке бытовых сточных  вод.

Основой процесса биологической очистки является постоянное воспроизводство микроорганизмов. Процесс хорошо прослеживается на схеме.

Сточная вода подается в аэротенк аэробной биологической  очистки. Сюда также подаются активный ил и воздух. Все эти три компонента перемешиваются. Микроорганизмы уничтожают загрязнения и воздух, находящийся  в воде. Этот процесс сопровождается увеличением биомассы. Смесь очищенной  воды и активного ила поступает  во вторичный отстойни, где происходит разделение смеси на воду (очищенную) и активный ил. Очищенная вода выпускается  в водоем. Часть активного ила  из отстойника подается в аэротенк, а другая часть выходит в накопитель ила. В биофильтрах очистка сточных  вод производится микроорганизмами биопленки, находящейся на поверхности  наполнителя.

Биологическую очистку сточных вод можно  проводить в естественных и искусственных  сооружениях.

В качестве естественных сооружений биологической очистки  применяют поля фильтрации, орошения и биологические пруды. Для очистки  некоторых видов сточных вод, например бытовых, эти сооружения используют и в настоящее время; однако для  очистки промышленных сточных вод  такие сооружения (особенно два первых) не нашли универсального применения. Это обусловлено большим количеством  сточных вод промышленных предприятий  и малой производительностью  единицы площади полей, а также  возможностью попадания на поля в  воде токсичных для микроорганизмов  примесей.

Промышленные  сточные воды, особенно содержащие нефть, медленно очищаются в естественных сооружениях, поэтому их биологическую  очистку проводят в искусственных сооружениях. К таким сооружениям чаще всего относят биофильтры, аэротенки и биологические пруды.

Биофильтры представляют собой железобетонные или кирпичные  резервуары, заполненные фильтрующим  материалом, который укладывается на дырчатое днище и орошается сточными водами. Для загрузки биофильтров  применяют шлак, щебень, пластмассу и др. Очистка сточных вод в  биофильтрах происходит под воздействием микроорганизмов, заселяющих поверхность  загрузки и образующих биологическую  пленку. При контакте сточной жидкости с этой пленкой микроорганизмы извлекают  из воды органические вещества, в результате чего сточная вода очищается.

Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары длиной 30-100 м и более, шириной 3-10 м и  глубиной 3-5 м. Очистка сточных вод  в аэротенках происходит под воздействием скоплений микроорганизмов (активного  ила). Для нормальной их жизнедеятельности  в аэротенки подают воздух и питательные  вещества.

Эффективность процесса очистки в аэротенках, качественное состояние и окислительная способность  активного ила определяются условиями, к которым относятся: состав и  свойства сточных вод, гидродинамические  условия перемешивания, соотношение  количества поданных загрязнений и  жизнеспособного ила, кислородный  режим сооружения, температура, активная реакция среды, наличие элементов  питания, присутствие активаторов  или ингибиторов процесса и др.

Диспергирование воздуха в воде проводят с помощью  механических и пневматических аэраторов. Пневматические аэраторы подразделяются в зависимости от размера аэрируемых пузырьков: мелкопузырчатые, среднепузырчатые и крупнопузырчатые.

При механической и пневматической системах аэрации  происходит перемешивание иловой смеси  и воздуха с помощью механических устройств. Механические аэраторы подразделяются на аэраторы малого и глубокого погружения. Аэраторы малого погружения насыщают воздухом поверхностный слой воды и  затем насыщенную кислородом воду перемешивают за счет своей энергетической мощности. Аэраторы глубокого погружения перемешивают придонные слои воды с воздухом. Дальнейшее перемешивание всего  объема воды происходит без энергии  аэратора.

Преимущества  механических аэраторов - высокая эффективность  и экономичность, а также отсутствие необходимости в строительстве  воздуходувных станций и коммуникаций.

Для биологической  очистки небольших количеств  смеси сточных вод, в которой  преобладают бытовые сточные  воды, могут применяться аэротенки-отстойники, конструктивно обеспечивающие объединение  двух технологических процессов  очистки.

Заключение

Существование человечества без пресной воды невозможно. Поэтому в последние годы вопрос о чистоте воды и воздуха ставится на многих всемирных форумах. Эта  проблема возникла в связи с огромными  масштабами промышленного, сельскохозяйственного  и коммунального использования  вод. В настоящее время во многих районах земного шара ощущается  острый водный голод. Использование  пресной воды в таких огромных масштабах приводит к изменению  физико-химического состава воды. Для уменьшения вредного влияния промышленного и сельскохозяйственного использования воды на экологию земного шара необходима более глубокая очистка сточных вод.

Список  литературы

Карелин Я.А., Попова И.А., Евсеева Л.А. и др. Очистка  сточных вод нефтеперерабатывающих  заводов, М., Стройиздат, 1982

Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное  использование нефтепродуктов, М., Недра, 1987

Стахов Е.А. Очистка  нефтесодержащих сточных вод  предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов, Л., Недра, 1983

Роев Г.А. Очистные сооружения. Охрана окружающей среды, М., Недра, 1993

[1] Размер ячеек  сеток микрофильтра - фильтрующей  40х40 мкм, поддерживающей 2х2 мм; размер  ячеек барабанной сетки - от 0,3х0,3 до 0,5х0,5 мм.

[2] Нефтепродуктами  являются малополярные или неполярные  вещества, растворимые в гексане

[3] При наличии  в сточных водах смеси анионных  и неионогенных ПАВ общая концентрация  их не должна превышать 20 мг/л.

[4] За исключением  ферроцианидов