Лекция 9_09677250485d833130a5199cb9602074. Лекция 9 Активный ил и его влияние на процессы биохимической очистки сточных вод
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
Лекция №9 Активный ил и его влияние на процессы биохимической очистки сточных вод. Интенсивность и эффективность биологической очистки сточных вод определяется скоростью размножения бактерий, т.е. приростом биомассы ак- тивного ила, в единицу времени, а также его концентрацией. Ил аэротенков и биофильтров – это сложное сообщество микроорганиз- мов различных групп: бактерий, актиномицетов, простейших, грибков, водо- рослей, вирусов, членистоногих и некоторых других. Основная роль в процес- сах очистки сточных вод принадлежит бактериям. Биопленка в биофильтрах представляет собой слизистые обрастания за- грузки, толщина биопленки обычно не превышает 3 мм. Важнейшее свойство активного ила – способность к седиментации и хлопьеобразованию. Аэротенк - сооружение, представляющее собой проточный резервуар с активным илом, снабженный устройством для аэрации содержимого. Для окисления органических веществ, запасённых микроорганизмами ила, и восстановления окислительной способности необходима регенерация активного ила. Химические и физико-химические методы Химические и физико-химические методы очистки сточных вод широко применяются в практике с целью удаления из них растворенных и дисперсных минеральных и органических соединений или перевода их в нетоксичные ве- щества. К этим методам относятся: нейтрализация, восстановление, адсорбция, кристаллизация и т.д. Среди химических методов наиболее широкое применение получили ре- агентные, основанные на взаимодействии токсичных химических соединений, присутствующих в сточных водах, с веществами, вводимыми в обрабатывае- мую воду и не обладающими токсичными свойствами. При этом образуются новые вещества, малотоксичные или выделяющиеся из воды в виде трудно- растворимых соединений. К реагентным методам относится, в первую очередь, нейтрализация кислот и оснований, осаждение труднорастворимых соединений металлов. Нейтрализация сточных вод основана на взаимодействии содержащихся в них кислот или оснований с веществами, придающими воде реакцию, близ- кую к нейтральной (рН = 7). Иными словами, нейтрализация – это взаимодей- ствие ионов водорода и гидроксид-ионов. Наиболее дешевым реагентом для нейтрализации кислот является из- весть, которая применяется в виде водной суспензии – известкового молока, получающегося растворением гашеной извести в воде: 2 2 Ca(OH) O H CaO Деструктивные методы очистки сточных вод. К основным деструктивным методам обезвреживания сточных вод от органических и неорганических веществ относятся: химическое и электрохи- мическое окисление, термоокисление, гидролиз. Эти методы применяются при невозможности или нецелесообразности извлечения примесей из сточных вод или удаления их другими, более дешевыми способами. Выбор деструктивного метода производится с учетом расхода и состава сточных вод, концентраций и свойств удаляемых примесей, требований к ка- честву очищенной воды и возможности ее повторного использования. Химическое окисление «Активным хлором». Химическое окисление наиболее часто применяется при очистке сточных вод от цианидов, фенолов, сульфидов, СПАВ и других органических примесей. В качестве окислителей широко применяются соединения, содержащие «активный хлор», пероксид водорода, озон, перманганат калия и оксиды марганца, кислород воздуха и технический кислород. До последнего времени одним из наиболее широко применяемых в практике водоподготовки и очистки сточных вод является «активный хлор». Под термином «активный хлор» понимают суммарное содержание свободного хлора (Cl 2 ), хлорноватистой кислоты (HOCl), гипохлорит-ионов (ClO - ) и хлораминов (NH 2 Cl, NHCl 2 , NCl 3 ) – в пересчете на Cl 2 Свободный (молекулярный) хлор, хлорноватистая кислота и ги- похлорит-ионы в растворах находятся в равновесии. Относительные коли- чества этих веществ определяются величиной рН: HCl HOCl O H Cl 2 2 - OCl H HOCl Окисление озоном. Высокая окислительная способность озона обу- славливает быстрое протекание реакций окисления многих органических ве- ществ при взаимодействии с ним. В процессе озонирования воды возможно одновременное окисление примесей, обесцвечивание, дезодорация, обеззараживание воды и насыщение её кислородом. ОЗОН (О 3 ) – бледно-фиолетовый газ, образующийся при пропускания воздуха или кислорода через электрический разряд высокого напряжения (5000 – 25000 В) в генераторе озона, состоящего из двух близкорасположен- ных электродов. Озон весьма токсичен – его ПДК в воздухе рабочей зоны составляет 0,0001 мг/л. Процессы восстановления в технологии очистки сточных вод. Процессы восстановления применяются для очистки сточных вод от токсичных соединений, которые в восстановленной форме менее токсичны или могут быть выделены из сточных вод в виде труднорастворимых соеди- нений. Широкое применение этот метод получил для очистки сточных вод от солей хромовых кислот – хроматов и бихроматов, часто используемых при химической и электрохимической обработке металлических изделий (хроми- рование, пассивирование, травление, хроматирование, анодирование, элек- трохимическое полирование). ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Ионообменные методы очистки сточных вод. Применение ион- ного обмена в технологии очистки сточных вод позволяет обеспечить любую заданную степень извлечения загрязняющих примесей, в ряде случаев утили- зировать извлекаемые ценные вещества и повторно использовать очищенную воду в производстве. Ионообменная очистка сточных вод производится последовательным контактированием их с катионитами и анионитами. Электрохимические методы очистки сточных вод. Электрохимические методы очистки сточных вод включают: анодное окис- ление ряда органических и неорганических веществ, катодное восстановление некоторых химических соединений, электрокоагуляцию, электрофлотацию и электродиализ. Баромембранные процессы. Обратный осмос Обратным осмосом называется метод очистки и опреснения жидких сред (растворов), основанный на фильтровании воды под избыточным давле- нием через полупроницаемую мембрану, пропускающую молекулы воды, но задерживающую ионы растворенных в воде солей. Если растворитель и раствор разделить полупроницаемой перегородкой, пропускающей молекулы растворителя и задерживающей молекулы раство- ренного вещества, то растворитель начнет переходить через перегородку в раствор. Этот самопроизвольный переход молекул растворителя под дей- ствием разности концентраций называется осмосом. Обратный осмос становится возможным при использовании полупрони- цаемых мембран, которые свободно пропускают молекулы воды, но задержи- вают 90 – 99% всех растворенных неорганических соединений, 95 – 99% орга- нических веществ и 100% мельчайших коллоидных примесей, в т. ч. бактерии, вирусы, коллоидную кремниевую кислоту. Мембранные аппараты и установки. Простейшая мембранная система состоит из питающего насоса и мем- бранного модуля, соединенных последовательно. Очищаемая вода проходит через мембрану под давлением, а концентрат непрерывно удаляется через управляемый клапан. Создать аппарат, который в полной мере удовлетворял бы всем требова- ниям, чрезвычайно трудно. Поэтому для каждого конкретного процесса разде- ления следует подбирать конструкцию аппарата, обеспечивающую наиболее выгодные условия проведения именно этого процесса. Промышленные отходы Отходы - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребле- ния, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства. Отходы производства - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, об- разовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратив- шие полностью или частично исходные потребительские свойства; вновь обра- зующиеся в процессе производства попутные вещества, не находящие примене- ния. В отходы производства включаются вмещающие и вскрышные породы, об- разующиеся при добыче полезных ископаемых, побочные и попутные про- дукты, отходы сельского хозяйства. Все опасные отходы классифицируются по степени их вредного воздей- ствия на человека и окружающую среду: отходы чрезвычайно опасные; особо опасные (высокоопасные); отходы опасные; отходы малоопасные. Основные показатели статистики токсичных отходов: Размещение (удаление) отходов - любая операция по хранению и захоро- нению отходов. Опасные отходы - отходы, которые содержат вредные вещества, обла- дающие опасными свойствами (токсичностью, взрывоопасностью, пожаро- опасностью, высокой реакционной способностью) или содержащие возбуди- телей инфекционных болезней, либо которые могут представлять непосред- ственную или потенциальную опасность для окружающей природной среды и здоровья человека самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами; обращение с отходами - деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов; размещение отходов - хранение и захоронение отходов; хранение отходов - содержание отходов в объектах размещения отхо- дов в целях их последующего захоронения, обезвреживания или использова- ния; захоронение отходов - изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах в целях предотвращения попада- ния вредных веществ в окружающую природную среду; использование отходов - применение отходов для производства то- варов (продукции), выполнения работ, оказания услуг или для получения энер- гии; обезвреживание отходов - обработка отходов, в том числе сжига- ние и обеззараживание отходов на специализированных установках, в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окру- жающую природную среду; Лимит на размещение отходов - предельно допустимое количество от- ходов конкретного вида, которые разрешается размещать определенным спо- собом на установленный срок в объектах размещения отходов с учетом эколо- гической обстановки на данной территории. Объект размещения отходов - специально оборудованное сооружение, предназначенное для размещения отходов (полигон, шламохранилище, хво- стохранилище, отвал горных пород и другое). |