ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ РЕАГЕНТЫ НА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ?

Строительство и эксплуатация очистных сооружений всегда сопряжены с экономическими затратами. При этом если расходы на строительство понятны, то с эксплуатационными затратами часто возникают вопросы, в частности, зачем использовать различные реагенты для очистки сточной воды, запасы которых необходимо постоянно контролировать и пополнять? Почему автоматизированные очистные сооружения, состоящие из современного оборудования, не могут обеспечить высокое качество очистки просто за счет физических/биологических процессов:

• на флотационной установке есть пузырьки воздуха, которые должны отделять загрязнения, поднимая их на поверхность воды;
• в отстойниках взвешенные вещества, находящиеся в воде, должны под действием силы тяжести опускаться на дно установки;
• на биологической стадии очистки аэробный или анаэробный ил должен перерабатывать загрязнения, тем самым уменьшая их содержание в воде;
• ионообменные/мембранные фильтры выступают в качестве доочистки уже многостадийно очищенной сточной или питьевой воды;
• при обезвоживании образующегося в ходе очистки воды осадка используется оборудование, способствующее отделению твердой фракции от воды за счет центробежных сил (декантер), фильтровальных полотен (ленточный фильтр-пресс) и др.

Предлагаем разобраться, так ли необходимо использование реагентов при эксплуатации очистных сооружений.

Сточная вода представляет собой коллоидную систему, состоящую из большого количества различных загрязнений, находящихся как в нерастворенном, так и в растворенном виде. Содержание растворенной органики и азотсодержащих соединений, в меньшей степени фосфорсодержащих веществ, можно уменьшить с использованием биологических стадий очистки. Однако концентрацию нерастворенных частиц, фосфатов, металлов, можно снизить на флотационных установках или тонкослойных отстойниках за счет сочетания физических и химических процессов. Конечно, можно ограничиться только «физикой», но при условии, что содержащиеся в воде загрязнения за счет меньшей плотности (поднимуться на поверхность воды) или большого веса (осядут на дно) могут достаточно быстро отделиться от очищаемой воды. Тогда использование реагентов нецелесообразно. Реагенты используются в тех случаях, когда необходимо удалить из воды чрезвычайно мелкие частицы, размер которых не превышает нескольких микрон, или растворенные ионы (фосфаты, ионы металлов), которые при взаимодействии с реагентами образуют нерастворимые соединения и затем удаляются вместе с другой взвесью.

Возникает вопрос: почему мелкие частицы не могут за счет пузырьков воздуха на флотации или сил тяжести в отстойниках отделиться от воды? Ответ на него простой: могут! Но на флотации таким образом может отделиться примерно 5–10 % от всех взвешенных частиц, а в случае с отстаиванием в некоторых случаях придется ждать несколько часов, дней или даже лет. Есть ли у кого-то столько времени, места для организации такого размера прудов-отстойников при условии, что сточная вода на предприятиях образуется в объеме в среднем 100 м³/ч (в сутки 2 400 м³)? Скорее всего, нет. Поэтому для интенсификации процесса отделения взвеси от воды, повышения качества очистки используют реагенты – коагулянты, флокулянты, нейтрализующие агенты, осадители металлов.

Принцип работы реагентов, следующий:

1. Коагулянт способствует дестабилизации коллоидной системы и объединению мелкой взвеси, плавающей в объеме жидкости, в микрохлопья;
2. Нейтрализующие агенты обеспечивают поддержание уровня pH на оптимальном уровне, чтобы при минимальной дозировке коагулянта происходило максимальная дестабилизация;
3. Флокулянты представляют собой полимерные «ниточки», которые цепляют на себя микрохлопья, образованные коагулянтом, и объединяют их в более крупные макрохлопья. Именно эти крупные хлопья намного легче и быстрее отделяются от воды за счет физических процессов.
4. Осадители металлов образуют нерастворимые соединения, которые вместе с остальной взвесью отделяются из воды.

Таким образом, использование реагентов на флотационных установках или в тонкослойных отстойниках является необходимостью, которая позволяет сократить «время ожидания» разделения фаз при этом эффективно и качественно очищать воду. Но стоит отметить, что скорость очистки определяется потоком воды, подающимся на очистку, конструкцией флотационной установки или отстойника, а не только работой реагентов.

На биологической стадии очистки можно обойтись без использования реагентов, НО ТОЛЬКО ЛИШЬ В ТОМ СЛУЧАЕ, если в очищаемой воде есть все необходимые для полноценной жизнедеятельности аэробного/анаэробного ила питательные вещества, качество очистки удовлетворительное, а величина pH соответствует оптимальному значению для конкретного биоценоза ила. В противном случае необходимо дозировать питательные вещества и/или нейтрализующие агенты. Про важность использования питательных веществ в случае биологической очистки сточной воды можно прочитать в нашей статье «Питательные вещества как один из способов решения проблем биологической очистки сточных вод». Здесь же только отметим, что игнорирование требуемого соотношения таких компонентов в воде, как БПК, Общий Азот и Общий Фосфор может привести к ухудшению качества очистки воды, а также гибели активного ила. В последнем случае потребуется закупка новой партии ила, что только увеличит эксплуатационные затраты на содержание очистных сооружений.

Выше упоминалось, что одной из финальных стадий очистки является фильтрация воды через различные виды загрузок, при этом периодически проводится их промывка, регенерация с использованием специальных реагентов. Но так ли это необходимо?

Если не проводить промывку и/или регенерацию фильтровальных загрузок, то это может привести к уменьшению их сорбционной емкости (для угольных фильтров или ионообменной смолы), пропускной способности и, как следствие, к снижению качества доочистки воды. В некоторых случаях, в частности с песчаной загрузкой, достаточно обратной промывки фильтров водой для возобновления их работоспособности.

Но в случае с ионообменной смолой или мембранными фильтрами требуется использование кислотных/щелочных реагентов. Так, на мембранах могут образовываться различные отложения, например, карбонатные, вследствие большого количества факторов (давления проходящей через фильтр воды, температуры и величины pH, общего солесодержания очищаемой воды и др.), что может привести к уменьшению их пропускной способности, а также снижению качества очистки. Дозирование специальных щелочных и кислотных антискалантов позволяет предотвращать образование различных типов отложений на мембранах, тем самым сохраняя их работоспособность на высоком уровне.

Для ионообменной смолы периодически требуется ее регенерация, которая позволяет восстановить сорбционные свойства смолы, т.е. ее способность поглощать загрязняющие воду ионы.

Роль реагентов на стадии обезвоживания осадка аналогична, описанной выше. Чаще всего используются флокулянты, способствующие укрупнению хлопьев осадка, которые становятся более стабильными и способными «выдержать» воздействие на них центробежных сил или других процессов и с легкостью отделиться от воды.

Таким образом становится понятным, что в очистке сточных вод реагенты играют одну из главных ролей наравне с автоматизированным современным оборудованием. Однако стоит отметить, что правильно подобранное сочетание реагентов, корректно выставленные дозировки способствуют снижению эксплуатационных затрат при высоком качестве очистки.

Наши специалисты с радостью ответят на Ваши вопросы по очистке сточных вод, помогут подобрать альтернативные реагенты (коагулянты марки ECSO/флокулянты марки Envifloc), снизить эксплуатационные затраты, улучшить качество очистки.

Наши контакты