К.т.н. Столярова Н.А., Широких К.С.

Автомобильно-дорожный институт

Донецкого национального технического университета, Украина

 

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФОСФАТОВ

 

Накопление данных о состоянии водоемов и катастрофических тенденциях в них привело к разработке новых критериев - более жестких требований к качеству очистки по БПК и взвешенным веществам, а также установлению предельно допустимые концентрации соединений азота, фосфора, тяжелых металлов, ток­сичных органических веществ. Снижение предельно допустимых норм сброса по азоту и фосфору обусловлено тем, что эти биогенные элементы являются доминирующими в процессах эвтрофикации во­доемов, вызывают бурное развитие водорослей даже при микро-граммовых концентрациях.

Современное направление в области очистки стоков от растворенных ортофосфатов и др. форм фосфатных солей связано с интенсификацией процесса поглощения фосфатов прирастающим активным илом сооружений биоочистки сточных вод. Установлено, что денитрифицирую­щий ил (факультативно аэробные бактерии) более интенсивно поглощают фосфор. Если в обычном аэробном иле накапливается 1,5% фосфора от всей сухой биомассы, то факультативные анаэро­бы поглощают до 4,5-5%. В данной технологической схеме очист­ки необходимо выводить биомассу после интенсивного поглоще­ния фосфатов из зоны денитрификации, что предполагает малый возраст активного ила, т.е. процесс осуществляется при высо­ких нагрузках на активный ил. Система очистки позволяет уб­рать БПК, азот и фосфор, но необходимо постоянно регулировать режим в аэротенках, т.к. при его нарушении эффективность резко падает. Необходимо также иметь две зоны в аэротенке. Обрабатываемые стоки подаются в эти зоны периодически, т.е. помимо аэрационного режима необходимо постоянно переключать направление потока сточной воды.

Физико-химические методы удаления фосфатов из сточных вод основаны, как правило, на использовании реагентов-традиционных минеральных коагулянтов (солей алюминия, желе­за или извести), можно также использовать отходы производств, содержащие соли железа или алюминия и нетоксичные для биологического процесса. При введении реагентов на ступени механической очистки сточных вод, одновременно имеет место значительное снижение концентрации органических и других загрязняющих веществ, поэтому предварительное осаждение фосфатов целесообразно применять для очистки производственных и смеси городских и производственных сточных вод с величиной БПКп более 400мг/дм3, а также при перегрузке сооружений очистки стоков. Реагенты можно вводить в сооружения биологической очистки сточных вод. Известь можно применять только при очистке локальных стоков, т.к. при этом происходит резкое повышение pH и, как следствие, необ­ходимо добавлять кислоту, что в условиях ограничения норм по солям делает этот процесс малоприемлемым. Большее разви­тие получили методы, связанные с применением различных со­лей алюминия и железа. Сущность использования этих реагентов сводится к образованию малорастворимых солей – фосфатов железа или алюминия, а такие сорбций фосфатов на гидроокисях данных элементов. Метод применяют на всех стадиях очистки воды. Соли можно добавлять перед первичными отстойни­ками, увеличивая тем самым и общий эффект осветления стоков. Добавляют известь и в аэротенки, а также перед контактной фильт­рацией. Из-за сорбции гидроокисей металлов взвешенными ве­ществами, расход солей коагулянтов наименьший при добавлении их после вторичных отстойников. Но в этом случае необходимо иметь дополнительные сооружения - смеситель, камеру коагуля­ции, осветлитель или фильтр. Во всех названных случаях, за исключением симультантного осаждения в аэротенках, необходи­мо использовать трехвалентные ионы металлов, а в отмеченном варианте возможно применение наиболее дешевого реагента - железного купороса, отхода многих перерабатывающих произ­водств. Двухвалентное железо, при его добавлении в аэротенк, окисляется в трехвалентное и таким образом оказывает необхо­димое действие. Использование каждого реагента имеет сбои недостатки. Из-за сильной адсорбционной способности фосфата к осажденному фосфату или гидроксиду железа могут образовы­ваться сильно диспергированные фосфоросодержащие коллоиды. Эти коллоиды не оседают и не могут быть удалены даже с по­мощью мембранного фильтрования. Применение гидроокиси алюми­ния ограничивается ее способностью к растворению при pH более 7,2. Использование коагулянтов на стадии биоочистки на­иболее простой метод, т.к. эти соли можно вводить периоди­чески, несколько раз в сутки, добавляя их непосредственно в аэротенк.

Дозы реагентов зависят от места их ввода в сооружения очистки стоков. Наименьшие - при добавлении после вторичных отстойников, они составляют от, 1,2 до 1,8 г иона металлов на г. фосфора. При контактном фильтровании сорбированных фосфатов эффект очистки улучшается, если наряду с коагу­лянтом вводят неионогенные флокулянты в дозе 0,1-0,5 мг/л.

Была проанализирована эффективность использова­ния реагентного метода осаждения фосфатов на различных эта­пах очистки сточных вод, что связано, во-первых, с тем, что этот метод является стандартным и с наличием значительного количества различных коагулянтов. Именно. Одним из наиболее популярных коагулянтов в настоящее время явля­ется оксихлорид алюминия. Этот коагулянт отличается от наи­более известного сульфата алюминия, прежде всего тем, что содержит в своем составе гидроксидную группу, что определя­ет его меньшую кислотность. По концентрации фосфора в очищаемой воде, можно оп­ределить оптимальное значение рН, при котором образуется наименее растворимое соединение.

 

Литература:

1.   Большаков Н.Ю. Оптимизация технологического процесса в системе аэротенк — отстойник для минимизации сброса органических и биогенных элементов: Автореф. дис. к. т. н. — СПб., 2005 г. – 30 с.

2.   Максимовский Н. С. Очистка сточных вод. - М.: Стройиздат, 1961. -193 с.