Systémy úpravy vody jsou nedílnou součástí moderního života a téměř všichni spotřebitelé (od jednotlivců po podniky) potřebují vysoce kvalitní a správně upravenou vodu.
Metody a technologie v nich implementované jsou různé, stojí za to se předem seznámit s vlastnostmi každé možnosti.
Obsah
- Které existují na základě principu akce?
- Fyzikální metody
- Chemické
- Fyzikálně-chemický
- Biologické
- Moderní technologie čištění
- Filtrace v podnicích
- Recyklace odpadních vod
- Odstranění těžkých kovů
- Závěr
- popis
- Metody mechanického čištění
- Napínání
- usazování
- Filtrace
- Zařízení a konstrukce pro mechanické čištění
- Mříže
- lapače písku
- Septické nádrže
- Kalové podložky
- Lapače oleje a tuku
- Hydrocyklony
- Popis videa
- Další způsoby čištění odpadních vod
- Biologické
- Fyzikálně-chemický
- Úprava kalů
- Popis videa
- Závěr
Které existují na základě principu akce?
V závislosti na principu činnosti existují způsoby čištění vody, např.
- Fyzikální (hrubé mechanické čištění).
- Chemické (míchání vody s činidly).
- Fyzikálně-chemické (komplexní komplexní opatření).
- Biologické (dopad živých mikroorganismů).
Fyzikální metody
Tyto metody jsou určeny k čištění vody od pevných hrubých částic (nejčastěji nerozpustných).
Úspěšně se používají ve stádiích primárních a hrubých čištění a mnohem méně často – s hlubokými a jemnými vlivy.
Mezi hlavní fyzikální metody patří:
- Napínání – čištění kapalin od hrubých cizích inkluzí při průchodu buněčnými vrstvami (mřížky, mřížky, polypropylenová pytlovina). Mezi výhody této metody patří jednoduchost a efektivní zachycení velkých nečistot, nevýhodou nutnost častého mytí filtračních vložek, průchod patogenních mikroorganismů, solí a případných drobných nežádoucích nečistot.
- usazování – sedimentace cizích frakcí vlivem vlastní hmotnosti směrem dolů s následnou selekcí čistší vody. Tato metoda se používá jak na předběžném, tak na mezistupni úpravy vody, její výkon je výrazně omezen časem a objemem dosazovacích nádrží.
- Filtrace – podobná filtraci, ale pokročilejší metoda, která umožňuje při průchodu porézní filtrační vrstvou čistit vodu od nepotřebných nečistot s různou velikostí frakcí (minimální prahová hodnota – až mikronů). Metoda se aktivně používá v každodenním životě a ve výrobě, je považována za nejúčinnější ze všech fyzických typů.
- UV dezinfekce – úprava vody dříve čištěné z velkých frakcí UV paprsky o vlnové délce v rozsahu 200-400 nm za účelem dezinfekce. Tato metoda nemění složení a fyzikální vlastnosti kapaliny.
Chemické
Tyto metody jsou ceněny pro svou účinnost a vysokou produktivitu.
Help. K rozkladu, přeměně nebo vysrážení škodlivin při jejich aplikaci dochází v co nejkratším čase bez ohledu na objem čištění.
Na základě typu probíhajících reakcí Existují takové chemické metody úpravy vody jako:
- Neutralizace – vyrovnání pH rovnováhy vody přidáním speciálních činidel (čpavková voda, hydroxid draselný nebo sodný, soda) nebo jejím průchodem přes kyselé plyny. Nejčastěji se tento způsob využívá pro regeneraci průmyslových odpadních vod, voda odebraná ze studní nebo nádrží má zpočátku neutrální prostředí a není třeba ji upravovat.
- Oxidace – neutralizace toxických vodných roztoků a chlorace vody přidáním aktivních oxidačních činidel. Přes vysokou účinnost (mikroorganismy jsou rychle a dlouhodobě zabíjeny) je metoda považována za nebezpečnou pro lidské zdraví.
- Čištění restaurováním. Tato metoda se volí, pokud je ve zdrojové vodě nebo odpadní vodě vysoký podíl snadno redukovatelných látek. Při výběru se z vody odstraní řada jednoduchých a přechodných kovů a minerálů (chróm, rtuť nebo arsen) a jejich sloučenin.
Fyzikálně-chemický
Tato skupina je reprezentována komplexními metodami s širokým spektrem použití, používanými v jakékoli fázi čištění a úpravy vody.
Při jejich výběru se čištění vody provádí různými způsoby, včetně vystavení rozpuštěným plynům, jemně rozptýleným médiím a změnám iontového stavu molekul.
Vlastnosti nejoblíbenějších fyzikálních a chemických metod jsou uvedeny v tabulce:
Jméno | Stručný popis metody | Optimální využití/možná omezení |
Flotace | Oddělování a zvedání pevných hydrofobních částic při průchodu bublin vzduchu nebo jiných inertních plynů vodním sloupcem. Pěna nebo vrstva vytvořená na povrchu se snadno odstraní mechanickými prostředky. | Čištění kapalin z ropných produktů a olejů, odstraňování pevných nečistot při nízké účinnosti jiných metod. |
Sorbace | Selektivní filtrace nepotřebných nečistot při povrchovém nebo objemovém průchodu vody materiály s porézní strukturou (silikagely, uhlí a jejich analogy). Použité sorbenty lze po ztrátě filtračních vlastností obnovit nebo recyklovat. | Odstraňování povrchově aktivních látek, pesticidů, fenolů, procesy po úpravě. |
Extrakce | Nalití do čištěné vody mírně nebo nemísitelných látek, které rozpouštějí nečistoty, následuje aktivní míchání, usazování a separace různých fázových médií. | Odstraňování organických sloučenin včetně fenolů, regenerace odpadních vod. |
Iontová výměna | Výměna iontů mezi čištěnou vodou a přírodními (zeolity, sulfonované uhlí) nebo umělými (syntetické pryskyřice) ionexy. | Změkčování vody/metoda není určena pro čištění velkých objemů silně znečištěné vody v domácnostech. |
Elektrodialýza | Vyčištěná voda postupně prochází komorami s iontově selektivními membránami a stejnosměrnými elektrodami. V prvních komorách je voda selektivně odsolována, ve vnějších komorách akumuluje solný koncentrát s následnou separací. | Odsolení a odstranění nežádoucích iontů. Regenerace odpadních vod v chemických provozech. |
Reverzní osmóza | Voda prochází membránami s mikroskopickými buňkami pod přebytečným hydrostatickým tlakem a následuje likvidace odděleného kontaminovaného roztoku. | Odsolování, separace nežádoucích mikroorganismů, rozpuštěných plynů a koloidních látek. |
Tepelné metody | Podstatou těchto metod je získání destilátu nebo nejčištěnější vody po jejím odpaření, zmražení nebo tepelné oxidaci (rozstřikování a průchod přes vysokoteplotní produkty spalování). | Neutralizace nebo odstranění toxických nebo špatně odbouratelných nečistot. |
Biologické
Tyto metody se používají především při čištění odpadních vod a založené na využití živých organismů.
Mezi posledně jmenované patří jak bakterie (oxidující a ničící toxické a dusíkaté sloučeniny, absorbující fosfáty), prvoci, houby a řasy, tak mnohobuněčné organismy (červi, hmyz).
Čištění vody pomocí biologických metod se provádí v:
- Přírodní nebo umělé nádrže, které čistí relativně malé objemy vody s průměrným stupněm znečištění s minimem úsilí a nákladů.
- Biofiltry jsou speciální struktury s filtrační vrstvou aerobních mikroorganismů s přirozenou nebo nucenou výměnou vzduchu. – komplexní automatizované komplexy s nuceným provzdušňováním.
- Digestory jsou anaerobní fermentační zařízení pro zpracování koncentrovaných odpadních kalů.
Moderní technologie čištění
V moderních systémech úpravy vody se výše uvedené metody používají v kombinaci.
Pozoruhodným příkladem jsou vícestupňové domácí filtry s mechanickými předfiltry, iontoměničovými nebo sorpčními patronami a membránami pro reverzní osmózu. Takové instalace zajišťují kompletní přípravu pitné vody bez ohledu na její výchozí parametry.
Mezi inovativní trendy v oblasti úpravy vody patří:
- Odmítnutí chlorační metody ve prospěch ozonizace (oxidace kapalným kyslíkem) a/nebo UV ošetření.
- Použití ultrafiltrů a nanofiltračních membrán se sníženou selektivitou.
- Odstraňování suspendovaných látek a rozpuštěných organických nečistot pomocí elektrických fotokatalytických zařízení.
Se všemi jeho výhodami Takové technologie nelze nazvat rozpočtovými, odpovídající filtry, membrány a další spotřební materiál jsou drahé a v běžném životě se nevyplatí.
Osvědčené nové metody (iontová výměna, reverzní osmóza, vícestupňový filtr) jsou naopak pro jednotlivce stále dostupnější.
Filtrace v podnicích
Vztah mezi oblastí použití a požadovaným typem systému úpravy vody je uveden v tabulce:
Průmysl | Požadované funkce zajišťování hlavní linky |
Metalurgie | Odsolování |
Potravinářský průmysl | Zajištění iontové výměny, dezinfekce, změkčení |
Těžba a zpracování ropy a plynu | Odstranění cizích nečistot, odstranění železa, reverzní osmóza |
Zásobování energií, teplem a vodou | Odsolování, UV filtrace, chlorace nebo ozonizace |
Léčiva | Reverzní osmóza, destilace |
Ušetřit peníze výše uvedené metody jsou implementovány v kombinaci s mechanickou filtrací.
Samostatné požadavky jsou kladeny na systémy zpracování odpadních vod z podniků chemického nebo metalurgického průmyslu, vybraný koncentrát může být hodnotný nebo vyžadovat povinnou likvidaci.
Recyklace odpadních vod
Celý cyklus čištění odpadních vod ve výrobních a veřejných linkách zahrnuje:
- Přívod odpadní vody do homogenizátoru, pokud je nutné ředění.
- Mechanické usazování.
- Základní čištění (aktivní využití živých organismů).
- Hloubkové čištění (odstranění všech cizích nečistot pomocí reverzních osmotických membrán nebo jemných filtrů).
- Dezinfekce (UV ošetření, chlorace, ozonizace).
Sediment uvolněný ve stupních 2, 3 a 4 musí být regenerován nebo zlikvidován. Tyto procesy se vyskytují v metatancích, lisech nebo sušičkách.
K drahým fyzikálním a chemickým metodám uchyluje se pouze při zvýšených požadavcích na čistotu složení nebo s nízkou účinností jiných metod.
Čištění odpadních vod z domácností vyžaduje méně úsilí. Majitelé jednotlivých domů, ale napojených na kanalizační sítě, používají septiky (se dnem i bez něj), sorbenty nebo koagulanty.
Důležité! Opětovné použití vyčištěné odpadní vody je zřídka praktikováno (za určitých podmínek může být voda poslána do zavlažovacích systémů).
Více o čištění odpadních vod čtěte zde.
Odstranění těžkých kovů
Potřeba přijmout další opatření vzniká, když se MPC těžkých kovů ve vodě odchyluje od hygienických a hygienických norem. Nejčastěji je tato situace pozorována, když je studna blízko septiku nebo tyto látky vnikají zvenčí (srážky, proudění kontaminované podzemní vody, kontakt s kovovými armaturami).
K odstranění těchto látek v každodenním životě a průmyslu Používají se následující chemické a fyzikálně chemické metody:
Kovový typ | Přípustná koncentrace ve vodě, ne více než mg/l | Doporučený způsob čištění vody |
Mangan a železo | 0,1 | Iontová výměna, provzdušňování s následným plněním do plnicího filtru s katalytickou náplní, oxidace chlornanem sodným, dávkovaný přísun silných oxidačních činidel |
Sirovodík | 0,01, látka je velmi toxická | Oxidace, zvětrávání, okysličení |
Olovo | 0,03 | Reverzní osmóza, oxidace a redukce |
Rtuť | 0,001 | Reverzní osmóza a oxidace a redukce |
Chrome | 0,05 | Oxidace, reverzní osmóza a redukce |
Nikl | 0,1 | Oxidace a redukce |
Systémy reverzní osmózy, i když jsou nepopiratelně účinné, jsou zřídka používány kvůli vysokým nákladům a zrychlenému využití membránových zdrojů.
Důležité! Systém reverzní osmózy se doporučuje volit při čištění vody s vysokým obsahem železitého železa (od 20 mg/l) nebo když nelze použít jiné metody.
Závěr
Výše uvedené metody se neustále zdokonalují a vzájemně se doplňují, při výběru konkrétní možnosti se vyplatí seznámit se předem s jejich vlastnostmi a možnými omezeními.
Žádnou z existujících metod nelze nazvat univerzální, se správnou organizací úpravy vody se používají v komplexu.
Bez ohledu na zvolený způsob je do spotřebitelských nebo průmyslových zařízení dodávána voda s řízenými parametry.
V předvečer biologického, fyzikálního a chemického čištění odpadních vod je důležité provést jejich mechanické čištění. Jeho hlavním úkolem je čistit odpadní vody od minerálních a organických sloučenin, které představují nebezpečí pro člověka a životní prostředí. K provádění tohoto procesu se používají různé moderní metody. Jsou vysoce účinné a vyžadují použití speciálních konstrukcí a instalací.
Mechanické čištění odpadních vod eliminuje ucpávání potrubí, snižuje zatížení ve fázi biologického čištění a fyzikálního a chemického dočištění Zdroj stroy-podskazka.ru
popis
Mechanické čištění odpadních vod se provádí za účelem odstranění nerozpustných pevných látek z kontaminované kapaliny. V závislosti na objemu odpadních vod a stupni jejich znečištění vyžaduje použití určitých struktur čištění. Jsou navrženy speciálně pro odstraňování hrubého odpadu filtrací, drcením na částice a přípravou odpadních vod k dalšímu zpracování.
Mechanické způsoby čištění odpadních vod byly vynalezeny již dávno, ale stále zůstávají aktuální. Jejich hlavní výhodou je jednoduchost a přijatelná cena. Mezi nevýhody je důležité zdůraznit následující:
- kovy, nahromaděné plyny a organické sloučeniny chloru nelze odstranit;
- filtry se ucpávají příliš rychle;
- postup trvá dlouho.
Moderní nanotechnologie umožňují mechanicky čistit odpadní vody i od malých suspendovaných částic.
Mechanické čištění odpadních vod zahrnuje vliv gravitační nebo odstředivé síly na nečistoty a neznamená použití chemických činidel Zdroj stroy-podskazka.ru
Metody mechanického čištění
Primární mechanické čištění odpadních vod umožňuje odstranit z kapaliny jemné suspendované látky (70 %) a velké částice (95 %). Rozsah jeho použití je poměrně široký – čistírny odpadních vod, průmyslové podniky, samostatné kanalizace pro soukromé domy a další zařízení.
Napínání
Je považován za nejjednodušší způsob mechanického čištění odpadních vod. Odpadní kapalina je filtrována přes mřížky a síta. Ty se montují přímo před jímku. To vám umožní zachytit velké inkluze a suspendované částice.
Pořadí postupu je následující:
- Odpadní voda prochází síťkou, která zachycuje velké prvky a vláknité nečistoty.
- Voda je pak nasměrována do síta, které zachytí drobné nečistoty.
Na výstupu výše popsaného systému jsou často instalovány mikrofiltry. Jejich úkolem je dodatečně zachytit nerozpuštěné mikroskopické částice.
usazování
Z odpadních vod je možné odstraňovat suspendované látky a eliminovat plovoucí nečistoty usazováním. Spočívá ve využití gravitačních a odstředivých sil. Pod jejich vlivem se těžké částice shromažďují na dně, zatímco lehké částice stoupají k povrchu kapaliny.
V mechanických usazovacích zařízeních se odpadní vody pohybují pomalu. Tato rychlost nebrání částicím v usazování. Pro zvýšení účinnosti procesu se používají různá činidla (například koagulanty, flokulanty). Ty přispívají ke spojení malých nečistot do větších. Těžké inkluze klesají intenzivněji.
Filtrace
Kontaminovaná kapalina prochází porézním materiálem obsahujícím malé nečistoty. Místo filtrů často slouží:
- písek, drcený kámen, štěrk;
- pletivo;
- materiály bavlna, polypropylen.
Membrány s reverzní osmózou jsou navrženy pro důkladnější čištění. Takovými strukturami proniká pouze čistá voda.
Pozornost! Mechanické čištění průmyslových odpadních vod je levný a dostupný způsob odstraňování nečistot z kapalin.
Technologie usazování se ospravedlňuje v uzavřených systémech zásobování vodou v chemických a metalurgických podnicích Zdroj stroy-podskazka.ru
Zařízení a konstrukce pro mechanické čištění
V závislosti na stupni znečištění odpadní vody se k jejímu čištění používají různá zařízení. Liší se od sebe účinností, složitostí aplikace a dalšími vlastnostmi.
Mříže
Zadržuje největší nečistoty obsažené v odpadních vodách. Skládají se ze železných tyčí, z nichž každá je přivařena k rámu. Odpad ze zastaralých modelů grilů se sbírá ručně. Nové odrůdy jsou vybaveny automatickými zařízeními – hráběmi. Jsou umístěny na mřížových strukturách, během provozu odstraňují nahromaděné nečistoty z buněk a přemísťují je do komory k dehydrataci.
Technologicky nejvyspělejším zařízením pro mechanické čištění odpadních vod jsou efektivní síta drtiče. Nejprve zachycují nečistoty, pak jsou okamžitě rozdrceny. V důsledku tohoto postupu se výrazně sníží objem odpadu.
K odstranění velkého plovoucího odpadu prochází odpadní voda síty Source acs-nnov.ru
lapače písku
Čistí odpadní vodu od nečistot rovnající se hmotnosti písku. Hustota takových částic převyšuje hustotu kapaliny, takže v každém případě klesají ke dnu. S přihlédnutím ke směru pohybu vodního toku se lapače písku dělí na: kruhové, horizontální a tangenciální.
Provzdušňované lapače písku s přídavným přívodem vzduchu se vyznačují vysokou účinností. Pod vlivem silných proudů vzduchu se kapalina stáčí do spirály, zatímco písek se shromažďuje na dně. Taková zařízení zajišťují minimální začlenění organických složek do sedimentu. Díky tomu nepodléhá hnilobě.
Princip činnosti tangenciálního lapače písku je založen na separaci odpadní kapaliny a hrubých nerozpuštěných látek pod vlivem gravitačních sil Zdroj polymercon.com
Septické nádrže
Konstrukce jsou navrženy tak, aby eliminovaly zbytky nečistot po lapačích písku. Princip činnosti usazovacích nádrží je téměř stejný: jednotkou prochází proud kapaliny, částice se shromažďují na dně. V závislosti na směru pohybu odpadních vod jsou všechny skladovací nádrže rozděleny na:
- vertikální;
- horizontální;
- radiální.
Podle jejich zamýšleného účelu jsou tato zařízení:
- primární – používá se v počáteční fázi čištění odpadních vod;
- sekundární – odstranit přebytečný kal a biofilm po dokončení biologického čištění.
Rada! Pro efektivnější fungování jímky se doporučuje doplnit ji o předvzdušňovač nebo tenkovrstvé moduly.
K provádění usazovacích procesů se používají horizontální nádrže kulatého nebo obdélníkového průřezu s vykládáním sedimentu na dně Zdroj acs-nnov.ru
Kalové podložky
Určeno pro sušení silně navlhčených kalů z usazovacích nádrží, metanádrží a jiných podobných konstrukcí. Kalové lože se suší, dokud obsah vlhkosti odpadu nedosáhne 75 %. Zároveň se jejich objem několikrát zmenší.
Zvenčí je odkaliště malý pozemek obklopený svitky zeminy. Sediment se nalévá do oploceného areálu po vrstvách. Postupem času se jedna část kapaliny odpaří, druhá pronikne do půdy. Vysušený sediment se odstraní pro další zpracování. Kalová voda je přesměrována do čistíren.
Existují dva typy kalových loži: v prvním dochází k odvodnění přirozeně, ve druhém je sušení kalu zajištěno uměle vytvořenými podmínkami Zdroj nomitech.ru
Lapače oleje a tuku
Pokud odpadní voda obsahuje značné množství tuků a ropných produktů, je důležité je v počáteční fázi (před síty) odstranit. Jinak se při poklesu teploty mohou tuky přeměnit na polotuhé aglomeráty a hromadit se na mřížových konstrukcích, stěnách potrubí a dalších vyčnívajících částech zařízení.
Mastné nečistoty obvykle plavou na vodní hladinu a vytvářejí souvislý film. K jejich odstranění se používají lapače tuku – obdélníková zařízení vybavená mnoha průzory a přepady. Ty zabraňují tukové vrstvě v pohybu spolu s odpadní vodou. Odstraňuje se škrabkami.
Lapače oleje jsou obvykle kombinovány s lapači písku ve stejném krytu, aby se předešlo problémům s odstraňováním pevných látek a sedimentů Zdroj aquapolymer.com.ua
Hydrocyklony
Jsou to mechanické instalace, uvnitř kterých je přiváděný proud kapaliny vířen do nálevky. Vlivem odstředivé síly se odpadní voda dělí na vodu a tuhé znečišťující látky. Ve srovnání s tangenciálními lapači písku jsou hydrocyklony považovány za účinnější: vytvářejí vyšší rychlost pohybu kapaliny a mají maximální separační kapacitu.
Pro správnou funkci hydrocyklonů je vyžadován tlak vstupní kapaliny 3-5 atmosfér. K jeho vytvoření je často nutné nainstalovat čerpací systém.
Mechanické způsoby čištění odpadních vod jsou realizovány na specializovaných zařízeních a liší se principem jejich činnosti.
Tlakové hydrocyklony jsou určeny k oddělení nerozpuštěných látek od kapaliny působením odstředivých sil Zdroj hydrocyklon.net
Popis videa
Mechanické čištění vody
Další způsoby čištění odpadních vod
Pokud mechanická metoda čištění kontaminované kapaliny neposkytuje správnou kvalitu odpadní vody, je následně aplikováno další zpracování.
Biologické
Nečistoty zbývající po předchozím zpracování jsou z kapaliny odstraněny. Často se jedná o dusík, fosfor a další prvky.
Metody biologického čištění jsou založeny na rozkladu organických nečistot mikroorganismy, které sídlí v čistících zařízeních.
Fyzikálně-chemický
Umožňují současně odstranit rozpuštěné látky a nerozpustné nečistoty z kontaminované kapaliny. Takové metody vykazují lepší výsledky než biologické a mechanické čištění odpadních vod. Proto jsou žádané v případech, kdy je vyžadována vysoce kvalitní voda: například pro její druhotné použití.
Fyzikálně-chemické čištění využívá tyto složité procesy: extrakce, flotace, elektrolýza, neutralizace.
Úprava kalů
Pokud sedimentární materiál zůstává v nádrži po dlouhou dobu, pak v průběhu času začíná proces rozpadu. Dodatečné zpracování mu pomůže předejít, výsledkem je bezpečná suchá hmota, druhotné suroviny.
Hlavní způsoby zpracování kalů:
- kvašení;
- lisování;
- stabilizace;
- teplota, účinky činidel.
Dehydratace sedimentárních látek se provádí ve speciálních jednotkách na odkalištích.
V souladu s platnou legislativou musí být veškerá odpadní voda před vypuštěním do nádrže vyčištěna od nečistot Zdroj izhprofibur.ru
Popis videa
Primární mechanické čištění odpadních vod
Závěr
Při primárním čištění kontaminované kapaliny se často používají mechanické metody čištění odpadních vod. Přicházejí v několika variantách a jsou vysoce účinné. Volba optimální metody do značné míry závisí na stavu odpadní vody a jejích vlastnostech. Pokud je odpadní kapalina nadměrně kontaminována, mechanické čištění ji umožňuje připravit pro následné zpracovatelské kroky. Díky němu se používané čistírny nezanášejí suspendovanými látkami a pracují efektivněji.