ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЯ ВОДНО-КАНАЛИЗАЦИОННОГО ХОЗЯЙСТВА ОТ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2017. № 1-2

УДК 628.3

А.Р. Бикзинурова

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЯ ВОДНО-КАНАЛИЗАЦИОННОГО ХОЗЯЙСТВА

ОТ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

В данной статье рассмотрена проблема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод от загрязняющих примесей неорганического происхождения, был подобран оптимальный вариант решения данной проблемы.

Ключевые слова: биохимические очистные сооружения, сточные воды, ионообменные фильтры.

Предохранение водоемов от загрязнения сточными водами зависит от состава поступающих в них стоков. К сожалению, традиционные технологии биохимической очистки сточных вод, применяющихся на предприятиях водно-канализационного хозяйства, не обеспечивают предъявляемого качества очищенных сточных вод для современных требований. Биохимические методы очистки сточных вод широко применяются из-за небольшой стоимости, высокой эффективности и способности очищать различные виды сточных вод.

Процесс биохимической очистки воды достаточно сложен и зависит от ряда факторов, включая химический состав и концентрацию органического вещества в сточной воде, температуру воды и уровень рН, а также содержание токсичных веществ. Замечено, что концентрации сточных вод, поступающих в очистительные установки, в последнее время возросли. В результате технологических процессов различные минеральные вещества, такие как хлориды и сульфаты попадают в водоемы. Данные вещества невозможно удалить из воды методом биологической очистки. Хлориды попадают в воду с промышленными и бытовыми стоками, так как хлор и его соединения широко используются для обеззараживания стоков. Эффективность очистки сточных вод зависит от ряда факторов, включаю наличие катализаторов. В то время, как ферменты способствуют обмену веществ, сульфаты окисляют среду для микроорганизмов, что негативно влияет на деятельность ферментов. Установлено, что большие концентрации хлоридов нарушают активность микроорганизмов. При высокой концентрации хлоридов, попадающим в резервуар со сточными водами, концентрация активного осадка сокращается более чем в 2 раза [1].

Главным естественным источником сульфатов являются процессы химического выветривания и растворения серосодержащих минералов, в основном гипса, а также окисления сульфидов и серы. Значительные количества сульфатов поступают в водоемы в процессе отмирания живых организмов, окисления наземных и водных веществ растительного и животного происхождения.

Из антропогенных источников сульфатов в первую очередь надо упомянуть шахтные воды и в промышленные стоки производств, в которых используется серная кислота. Сульфаты выносятся также со сточными водами коммунального хозяйства и сельскохозяйственного производства.

Установлено, что большие концентрации хлоридов нарушают активность микроорганизмов. При высокой концентрации хлоридов, попадающим в резервуар со сточными водами, концентрация активного осадка сокращается более чем в 2 раза [2].

Промышленные фильтровальные установки для очистки сточных вод от сульфатов, хлоридов созданы на основе ионообменных смол с макропористой полистирольной матрицей и иминодиуксусными хелатообразующими группами. Очистку воды осуществляют ионитами — синтетическими ионообменными смолами, изготовленными в виде гранул размером 0,2...2 мм. Иониты изготовляют из нерастворимых в воде полимерных веществ, имеющих на своей поверхности подвижный ион (катион или анион), который при определенных условиях вступает в реакцию обмена с ионами того же знака, содержащимися в воде. Различают сильно - и слабокислотные катиониты (в Н+ - или №+ - форме) и сильно - и слабоосновные аниониты (в ОН - или солевой форме), а также иониты смешанного действия. Основополагающим фактором кинетики процесса является скорость ионообмена между ионами воды и омываемой частицей смолы. На наружной поверхности омываемой частицы образуется неподвижная водяная пленка, толщина которой зависит от скорости потока очищаемой воды и размеров зерна смолы. Ион, который

© Бикзинурова А.Р., 2017.

Научный руководитель: Апкин Ренат Нуриханович - кандидат географических наук, доцент, Казанский государственный энергетический университет, Россия.

Вестник магистратуры. 2017. № 1-2(64).

ISSN 2223-4047

стремится попасть внутрь частицы смолы, в функциональную группу, должен диффундировать из воды через пленку, пройти через граничную поверхность частицы и внутри смолы в растворе набухания устремиться к ассоциации с функциональной группой. Диффузия ионов через пленку является важнейшим этапом процесса.

Ионообменные фильтры предназначены для удаления ионов тяжелых металлов из промышленных стоков. Эти ионы могут быть выделены из растворов, содержащих высокие концентрации одновалентных ионов (как правило, натрия), а также двухвалентные катионы (такие как кальций). Смолы могут работать как в слабокислых, так и в слабоосновных растворах.

Другая важная область применения заключается в рафинировании соляных растворов переходных и благородных металлов, а также в очистке различных органических и неорганических химических продуктов удалением следов тяжелых металлов (обычно из водных растворов).

Ионообменные фильтры могут быть использованы для снижения содержания тяжелых металлов до уровня ниже максимально допустимой концентрации, который часто значительно ниже получаемого методом осаждения.

Как правило, это оборудование состоит из пластикового или стального корпуса, загруженного ионообменным материалом. В комплект входит запорная арматура, трубопроводы, верхнее и нижнее распределительное устройство (для обеспечения равномерного распределения жидкости), а также емкости для регенерирующего раствора.

Фильтры различаются объемом фильтрующей загрузки, а, следовательно, и производительностью. В зависимости от направления движения регенерирующего раствора подобные устройства подразделяются на противоточные и прямоточные [3].

Преимуществами применения предлагаемого оборудования является: высокая степень очистки по целевым компонентам катионита или анионита, минимальная шумовая нагрузка в процессе эксплуатации, отсутствие необходимости регулярной замены фильтрующего материала, стандартизация сопутствующего оборудования хорошо известной системы водоочистки на основе реакции ионного обмена, ионообменные фильтры для умягчения воды практически вне конкуренции. Данная установка позволит предотвратить экологический ущерб, снизив сброс загрязняющих веществ.

Библиографический список

1. Скайсгирене А., Вайтекунас П., В Забукас. Влияние хлоридов и сульфатов на качество биологической очистки сточных вод с использованием ферментных аппаратов. 2004. 4 с.

2. Логинова Е. В. Гидроэкология: курс лекций: Учебное пособие. - Минск: БГУ, 2011. - 300с.

3. Василенко Л.В., Никифоров А.Ф., Лобухина Т.В. Методы очистки промышленных сточных вод: Учебное пособие. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. университет, 2009. - 174 с.

БИКЗИНУРОВА АЛИЯ РАШИТОВНА - магистрант кафедры инженерной экологии и рационального природопользования, Казанский государственный энергетический университет, Россия.