Пречистване на отпадъчни води

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАРАБОТИ НАЙ-ГОЛЯМАТА СИСТЕМА ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ЕНЕРГИЯ ОТ ОТПАДНИ ВОДИ

 

 

Местното ВиК дружество в окръг Колумбия разкри нов завод на стойност 470 милиона долара, който представлява система за производство на енергия от отпадъци. Системата преобразува твърдата утайка – теост човешките екскременти – в електроенергия. ВиК дружеството D.C. Water е първото в Северна Америка, което използва норвежката система за топлинна хидролиза в градска пречиствателна станция. Според служители на дружеството, тази система е най-голямата по рода си в света.

 

Норвежката компания Cambi AS е изградила системата за топлинна хидролиза, която използва метода „тенджера под налягане“. Процесът съчетава високо налягане и топлина, за да смачка твърдите утайки в края на процеса на пречистване на отпадъчните води. Това прави твърдите утайки по-добре биоразградими. Системата подобрява ефективността на разграждането им в четирите бетонни анаеробни биореактора. Метанът бива уловен и след това се подава към три големи турбини с размер на голям самолет за производство на чиста, възобновяема енергия.

„Този проект е олицетворение на преминаването от третиране на водата, при което тя се разглежда кто отпадък, към отприщването й като ресурс“, каза изпълнителният директор на ВиК дружеството Джордж С. Хокинс.

От започването на работа през септември досега системата е произвела 10 мегавата електроенергия от процеса на третиране на отпадъчните води. Очаква се системата да спестява по около 10 милиона долара годишно от сметките за енергия на града и да намали въглеродните емисии на пречиствателната станция с една трета.

 

 

 

ПРЕЧИСТВАНЕ НА ПРОМИШЛЕНИ ОТПАДНИ ВОДИ

 

 

Високото съдържание както на вредни, така и на ценни за производствения процес замърсяващи вещества налага предприемането на мерки за предварително пречистване на промишлените отпадни води.

От своя страна, високите изисквания по отношение на качеството на пречистените води предполага използването на разнообразни методи за пречистване. В практиката приложение намират всички традиционно използвани методи за пречистване на отпадни води – механични, биологични, химични.

Основен критерий при избора е съставът на водата и най-вече видът на съдържащите се замърсявания. При пречистването на отпадните води от промишлеността, за разлика от пречистването на битовите отпадни води, обикновено се цели не само достигане на необходимите санитарни норми, но и понижаване на разходите както за допълнително използване на водата, така и за използваните в промишлеността суровини.

Обикновено при пречистването на промишлените отпадни води от различни производствени процеси се предвижда възможност за повторно използване на водата и за извличане на ценните продукти от отпадъчната вода с оглед на тяхното повторно използване.

 

 

Регенеративни и деструктивни методи


Пречистването на промишлените отпадни води може да бъде в близост до мястото на тяхното използване, което улеснява връщането на извлечените ценни вещества обратно в производствения процес, както и използването на пречистената вода в рамките на предприятието.

В този случай се допуска обработената вода да съдържа известни примеси, които не оказват влияние при повторното й използване. В случаите, когато се предвижда водата да бъде заустена във воден басейн, е необходимо тя да бъде пречистена до степен, в която качеството й да отговаря на всички санитарно-хигиенни норми и, съответно, да не създава опасност от замърсяване на водния басейн.

Методите, които се използват за пречистване на промишлени отпадни води, обикновено се подразделят на регенеративни и деструктивни. Регенеративните методи позволяват от водата да бъдат извлечени ценни примеси, които могат да бъдат повторно използвани в производството. Като деструктивни се определят методите, при които пречистването на водата е свързано с разрушаване на съдържащите се примеси с оглед постигане на висока степен на пречистване на водата. 

В случаите, когато се предвижда пречистените води да бъдат използвани повторно в рамките на предприятието, предпочитани са регенерационните методи. В качеството на регенерационни методи за пречистване обикновено се използват: механично пречистване, включващо филтрация, утаяване, флотация, прецеждане; някои химически методи като коагулация и флотация; електрокоагулация и други.

Използването на деструктивни методи, които напълно разрушават всички съдържащи се във водата примеси, се препоръчва в случаите, когато се предвижда заустване на водата във воден басейн. Това е свързано с високите изисквания към качеството на изхвърляните отпадни води, в които не се допуска наличието на каквито и да е замърсявания. Регенерационните методи не винаги позволят от водата да се извличат всички съдържащи се замърсявания.

В подобни случаи също се прибягва до използването на деструктивни методи. За икономия и намаляване на разходите често се провежда комплексно пречистване, което позволява да се използват и двата метода на пречистване.

В този случай в началото се използват регенерационни методи за пречистване на водата, при което се извличат всички възможни ценни продукти, след което се пристъпва към деструктивно пречистване, при което от водата се отделят намиращите се все още в нея замърсявания. Най-широко използваните мерки за деструктивно пречистване на отпадните води се явяват химическите методи за пречистване.

 

 

Механично пречистване на отпадните води


Стандартно, механичното пречистване се явява предварително пречистване. Основното му предназначение е отстраняване на по-едрите примеси, съдържащи се във водата и подготовката и за следващите етапи на пречистване като биологично, физико-химично пречистване.

Отстраняването на примесите е посредством прецеждане, утаяване, филтриране. Съответно, сред използваните съоръжения са: решетки, сита, пясъкозадържатели, утаители, маслоуловители и други.

При механичното пречистване първоначално водата се подлага на прецеждане през различни сита и решетки, при което се отстраняват едрите примеси и частично неразтворени вещества.

За отделяне на неразтворени вещества, имащи по-голяма или по-малка плътност в сравнение с плътността на водата, се използва утаяване, при което тежките частици се утаяват на дъното, а по-леките изплуват на повърхността. Утаяването като правило се използва в съчетание с други методи на очистка като коагулация, филтрация и други.

Механичната филтрация е пречистване на отпадните води, при коeто с помощта на помпи-дозатори водата се филтрира през слой филтриращ материал. В качеството на филтриращ материал се използват разнообразни материали, имащи зърнеста или пореста структура. По време на пречистването на водата различните неразтворени примеси се задържат в порите или между гранулите на филтриращия материал.

Този метод се използва и като самостоятелна мярка за пречистване на отпадни води в промишлените предприятия и в съчетание с методи като химическа очистка на водата. 
Механичното пречистване може да се прилага като самостоятелен метод в случаите, когато след това водата може да бъде използвана в технологичния процес или заустена във водоем без да създава опасност от нарушаване на неговото екологично равновесие.

Във всички други случаи механичното пречистване се явява първият етап от процеса на пречистване на отпадните води.

 

 

Химични и физико-химични методи на пречистване
 

Под химично пречистване на отпадните води от промишлеността обикновено се има предвид обработка на водата с различни химични реагенти. Към химическите методи се включват основно методи като неутрализация и химическо окисление. Целта е постигане на неутрална киселинност.

Сред използваните съоръжения са реактори-смесители, като химическата очистка може да се извършва директно в мястото на отделяне на замърсените води. Обикновено в практиката се наблюдават основно два случая. Първият е когато отпадните води имат алкален характер, при който те се обработват с киселини до получаване на соли. Съответно, вторият случай е когато отпадните води имат кисел характер.

Тогава те се обработват с разтвори на основи например натриева или калиева основа. В резултат се образуват разтворими или неразтворими соли. Неразтворимите соли се отделят във вид на утайки.

За отстраняване на фино суспендираните частици, намиращи се в пречистваната вода, обикновено се използват физико-химични методи. Тук се включват процеси като флотация, флокулация, коагулация. Флотацията е метод за извличане на различни замърсители от водата с помощта на насищане на водата с мехурчета въздух.

Методът се използва предимно за третиране на силно замърсени отпадни води. Счита се за много подходящ и при третирането на индустриални отпадни води. Самият процес на флотация представлява интензивно изплуване на малки мехурчета от газ към повърхността на течността, заедно с прилепналите към тях дисперсни частици, при което се образува слой на повърхността на пречистената вода.

Флокулацията и коагулацията са много близки по своята същност методи. При тях пречистването на водата се основава на добавяне на реагент (коагулант или флокулант), който взаимодейства с примесите във водата и улеснява утаяването им. И двата метода предполагат използването на допълнително филтриране на водата за отделяне на образувалата се утайка.

 

 

Биологично пречистване на промишлени отпадни води 
 

Когато в производствените води се съдържат биоразградими органични вещества, се препоръчва те да бъдат подложени и на биологично пречистване. В зависимост от концентрацията на органичните вещества, биологичното пречистване може да се проведе в аеробни или анаеробни условия.

Обикновено при БПК5 до около 400 mg/l пречистването е при аеробни условия, а при БПК5 над около 2000 mg/l - в анаеробни условия. При недостиг на азот и фосфор в пречистваните отпадни води се препоръчва те да се добавят допълнително така, че да се изпълни условието БПК5 : N : P = 100 : 5 : 1.

Използваните съоръжения за биологично пречистване основно могат да бъдат разделени на съоръжения, в които пречистването на промишлените отпадни води протича в условия, близки до естествените и такива, в които пречистването протича при изкуствено създадени условия.

Към първите се причисляват филтрационните полета, биологичните езера и т. н. Към втората група се включват биофилтри, биобасейни и други. Характерно за пречиствателните съоръжения с изкуствено създадени условия е интензивното протичане на процеса на пречистване.

 

 

Как мръсната вода става питейна

 

Проблемът с достъпа до питейна вода за милиони хора скоро може да бъде решен

 

 

 

 

Австралийски учени са създали филтър от графен, който лесно превръща замърсената вода в питейна.

 

Графенът е от семейството на въглерода, графита и диаманта. Заради уникалните му електро- и топлопрводимост, твърдост и гъвкавост  е наричан материал чудо.

 

Важно свойство на графена е, че отблъска водата. Учените са използвали това свойство, за да създадат филм от графен с микроскопични наноканали, които пропускат само водата и спират по-големите молекули.

 

Тестовете са показали, че графеновият филтър спира 99% от замърсителите, при това само с едно филтриране. Той може да се използва успешно дори и покрит със замърсители за разлика от обикновените филтри, които трябва да бъдат сменяни.

 

Изобретението на австралийските учени може да се окаже безценно за милиарди хора в районите, страдащи от недостиг на питейна вода.

 

  

Екопроект - иновативни решения за подобряване на околната среда и консумация на енергия