Выбор методов очистки от примесей природных и сточных вод

Очистка воды от примесей I группы

Процессы: осветление (удаление взвешенных веществ), обеззараживание или дезинфекция (прекращение жизнедеятельности бактерий).
Способы:

• Механическая очистка:
  
  
  • отстаивание (седиментация) — удаление взвесей в гравитационном поле (под действием сил тяжести). Этим методом удаляется крупная взвесь;
  
  
  • центрифугирование — удаление взвесей в поле центробежных сил, создаваемых вращением воды в гидроциклонах или центрифугах). При этом изымается грубая и средняя взвесь;
  
  
  • флотация — прикрепление частиц к пузырькам газа с последующим всплытием образовавшихся агрегатов на поверхность воды и удалением пены. Способ применяется для удаления гидрофобных взвешенных частиц, планктона, чаще — нефтепродуктов, масел, жиров, поверхностно-активных веществ (ПАВ);
  
  
  • фильтрование — пропускание воды через пористый слой для изъятия из нее планктона, крупной и мелкой взвеси.
  
  
• Физико-химическая очистка — агрегация (укрупнение) примесей путем коагуляции или флокуляции с последующим отстаиванием, флотацией или фильтрованием. Этим методом удаляются тонкодисперсные взвеси.
  
  
• Бактерицидная очистка — методы предназначены для нарушения обменных процессов в клетках микробов (метаболизма), что вызывает их гибель:
  
  
  • обработка воды окислителями (хлором, озоном);
  
  
  • обработка воды ионами тяжелых металлов (серебро, медь, свинец и пр.);
  
  
  • облучение воды ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком, ионизирующими излучениями;
  
  
  • термообработка (кипячение).
  
  
• Биологическая очистка заключается в разведении рыб и моллюсков для уничтожения водорослей и планктона.

Очистка воды от примесей II группы

Процессы: обесцвечивание, окисление органики, обеззараживание.
Способы:

• Физико-химические:
  
  
  • агрегация коллоидных примесей агрегацией или флокуляцией с последующим отстаиванием, флотацией, фильтрованием;
  
  
  • адсорбция;
  
  
  • воздействие сильными окислителями (хлором, озоном, перманганатом калия), разрушающими органические коллоидные соединения.
  
  
• Вирулицидная обработка — уничтожение вирусов. Осуществляется методами бактерицидной очистки.
  
  
• Биохимическая очистка — окисление органических примесей с переводом их в минеральные соединения в процессе жизнедеятельности специально культивируемых микроорганизмов.

Очистка воды от примесей III группы

Процессы: окисление органики, дезодорация (устранение запахов), дегазация (удаление газов).
Способы:

• Физико-химические:
  
  
  • окисление органических примесей;
  
  
  • адсорбция молекулярных примесей на активированном угле, силикагеле и других сорбентах;
  
  
  • экстракция примесей с помощью различных экстрагентов;
  
  
  • эвапорация — отгонка летучих примесей «острым» (высокотемпературным) паром.
  
  
  • ультрафильтрация через мембраны с порами, пропускающими молекулы воды и задерживающими более крупные молекулы примесей.
  
  
• Аэрирование — создание большой поверхности контакта воды с воздухом за счет:
  
  
  
  • барботажа (продувки слоя воды воздухом);
  
  
  • разбрызгивания воды в атмосфере.
  
  
  Аэрирование применяется в основном для удаления растворенных газов.
  
  
• Биохимическая очистка.

Очистка воды от примесей IV группы

Процессы: деминерализация (удаление растворенных солей), опреснение (неглубокая очистка от солей до состояния пресной воды), обессоливание (глубокая очистка от солей), умягчение (устранение жесткости), подщелачивание и подкисление, нейтрализация, обезжелезивание и др.
Способы:

• Физико-химические:
  
  
  • обработка реагентами с переводом ионов в малодиссоциированные соединения;
  
  
  • ионный обмен с помощью ионитов, извлекающих из воды ионы растворенных солей.
  
  
  • электродиализ — разделение катионов и анионов в постоянном электрическом поле;
  
  
  • гиперфильтрация (обратный осмос) — продавливание под большим давлением воды с ионными примесями через полупроницаемые мембраны, которые пропускают воду и задерживают ионы солей.
  
  
• Физические методы:
  
  
  
  • термический — нагрев воды для выделения солей карбонатной жесткости;
  
  
  • изменение фазового состояния воды для ее обессоливания: перевод в газообразное состояние с последующей конденсацией (дистилляция) и перевод в твердую фазу вымораживанием с последующим оттаиванием и разделением на лед и рассол; образованием газгидратов обработкой жидкими газами-хладагентами (метан, фреон) при определенных температуре и давлении;
  
  
  • магнитная обработка.
  
  
• Биохимическая очистка воды от ионов железа, сульфатов, хроматов и нитратов специфическими бактериями.

Если в основу классификации методов очистки воды брать не свойства примесей, а тип воздействия на них, то способы можно разделить на следующие группы:


• механическая очистка (процеживание, седиментация);


• физические методы (дистилляция, вымораживание, агрегирование);


• химические методы (нейтрализация, ионный обмен);


• физико-химические методы (коагуляция, адсорбция);


• биохимическая, биологическая и биоцидная очистка.


К отмеченным процессам можно добавить вспомогательные, сопутствующие очистке: смешение, хлопьеобразование, диффузия, обезвоживание, сушка, охлаждение.