Види очисного обладнання та споруд

Під процесом очистки розуміють:

• знешкодження сторонніх і небажаних домішок з поверхні або об’єму якого-небудь об’єкту (атмосфери, гідросфери, сировини);
• звільнення твердих, рідких або газоподібних відходів від шкідливих домішок (тобто очищення відходів від небажаних компонентів).

Позитивне значення очистки полягає у тому, що при ній раціонально розподіляються шкідливі речовини, з’являється можливість їх подальшої переробки.

Треба пам’ятати, що очистка вимагає витрат матеріальних засобів та енергії і глобально не знешкоджує самі забруднювачі. Вона дозволяє видаляти шкідливі домішки. Для токсичних речовин, особливо тих, що погано розчиняються, очистка є лише переміщенням їх в просторі з тих місць, де вони особливо небезпечні або небажані, в інші міста. Часто це призводить до їх небезпечного накопичення в місцях поховання чи скидів і неконтрольованій міграції з цих місць. Тому без вдосконалення методів очистки практично неможливий подальший промисловий розвиток людства.

Головними способами попередження забруднення повітря є видалення джерел їх утворення або шляхом заміни технологій або шляхом повної ліквідації процесу. Сьогодні більш доцільним є застосування підходів, що передбачають зменшення концентрації шкідливих викидів за рахунок використання різноманітних систем очистки повітря від газоподібних забруднювачів та твердих частинок.

Для очистки від газоподібних домішок використовують методи:

• зв’язування молекул забруднювачів тим чи іншим способом, наприклад, за рахунок дифузії їх в об’єм чи на поверхню поглинача;
• перетворення забруднювачів в інші менш небезпечні речовини з використанням каталізаторів;
• допалювання забруднювачів в полум’ї.

Для очистки застосовують різноманітні конструкції апаратів. За способом поглинання пилу розрізняють апарати механічної (сухої та вологої ) та електричної очистки газів.

Очистку від твердих частинок проводять з використанням обладнання:

• осаджувальних камер, що в найпростішому вигляді являють собою просте розширення в трубопроводі – осадження відбувається за рахунок гравітаційних сил;
• циклонів – частинки рухаються разом з газовим потоком, що обертається і осаджується під дією відцентрових сил на стінках;
• фільтрів та пиловловлювачів;
• скрубберах, де запилений газ промивається рідиною.

Вибір апаратів залежить від розмірів частинок пилу, вологості, об’єму газу, що надходить на очистку, потрібного ступеня чистоти.

Для очищення газів від шкідливих домішок використовують дві групи методів: каталітичні та некаталітичні. Суть каталітичних методів полягає в тому, що шкідливі домішки вступають в хімічні реакції і перетворюються в безпечні речовини на поверхні каталізаторів. Методи другої групи засновані на виведенні домішок з газоподібної суміші за допомогою поглинання рідкими або твердими речовинами.

Досить складний процес являє очищення стічних вод.

За призначенням води класифікують на:

• господарсько-питні;
• поливні;
• технічні, які, у свою чергу, поділяють на охолоджувальні, енергетичні, технологічні (останні використовують як реагент, середовище, транспортний агент).

Використовуючи чисту воду для власних потреб, людина повертає в природу меншу її кількість і значно гіршої якості, найчастіше у вигляді стічних вод.

Стічні води – води які використовувались у виробничих процесах, сільському господарстві, побуті і які за своїми якостями не відповідають вимогам водоспоживачів. За походженням стічні води поділяють на:

• промислові (містять важкі метали, нафтопродукти, різноманітні солі);
• сільськогосподарські (характеризуються високим вмістом органічних сполук, сполук нітрогену і фосфору);
• побутові (містять органічні речовини, сполуки нітрогену і фосфору, поверхнево-активні речовини).

Оскільки у найближчий перспективі, очевидно ще не вдасться запобігти забрудненню води у процесі технологічного використання, велике значення, як і раніше, матимуть різного роду очисні споруди та методи очищення.

Існують різноманітні методи очищення стічних вод, найважливіші з них механічні, хімічні і біологічні.

Метод механічного очищення полягає в механічному видаленні зі стічних вод нерозчинених домішок, для чого застосовують спеціальні споруди. Видалення різнорідних домішок при цьому здійснюється з допомогою різноманітних пристроїв: решіток і сит,
жиро-, масло-, нафто- і самовловлювачів. У відстійниках відбувається осадження важких часток, а легкі речовини спливають на поверхню води відстійників.

Механічним очищенням можна досягти виділення з побутових та виробничих стічних вод значної кількості нерозчинених домішок.

Метод хімічного очищення ґрунтується на додаванні у стічні води таких реагентів, які вступаючи в реакцію із забрудненнями, сприяють випадінню нерозчинених колоїдних і частково розчинених речовин. Деякі нерозчинні речовини перетворюються у нешкідливі розчинені.

Хімічний метод очищення дає змогу зменшити кількість нерозчинених забруднень стічних вод до 95% і розчинених до 25%.

Метод біологічного очищення полягає в мінералізації органічних забруднень стічних вод за допомогою аеробних біохімічних процесів. Здійснюється він у природних або штучних умовах.

Біологічне очищення в природних умовах здійснюється на спеціально підготовлених ділянках землі – полях зрошення або полях фільтрації. На цих полях планується зрошувальна мережа магістральних і розподільних каналів, по яких розливаються стічні води. Очищення забруднень відбувається в процесі фільтрації вод через грунт. Шар ґрунту у 80 см забезпечує досить надійне очищення.

Для біологічного очищення використовують також біологічні ставки, в яких відбуваються ті ж процеси, що й при самоочищенні водойм. Звичайно, вони будуються у вигляді чотирьох-п’яти серій на похилій місцевості. Їх розташовують сходами так, щоб вода з верхнього ставка, самопливом надходила у розташований нижче. Біологічне очищення вод у штучних умовах здійснюється у спеціальних спорудах – біофільтрах або аеротенках. Очищення стічних вод здійснюється фільтрацією їх крізь крупнозернисті матеріали. Поверхня зернин цього матеріалу вкрита біологічною плівкою, заселеною аеробними мікроорганізмами. Суть біологічного очищення стічних вод на біофільтрах не відрізняється від процесу очищення на полях зрошення або на полях фільтрації, однак біохімічне окиснення відбувається більш інтенсивно.

Промислові стічні води, які не підлягають очищенню переліченими методами, піддають термічній обробці, тобто спалюють або закачують під землю. З метою знезараження стічних вод від мікроорганізмів, бактерій, які містяться в побутових стічних водах, застосовують хлорування у спеціальних відстійниках. Процес очищення стічних вод – це багатоступеневий процес. Як правило ступінь очищення не перевищує 95%, тобто повністю ліквідувати забруднення водних басейнів неможливо.

Контрольні питання

1. Які проблеми впровадження очисних споруд на підприємствах?

2. Охарактеризуйте напрямки маловідходних технологій.

3. Що являють собою ресурсозбереження та енергозбереження.

4. Які перспективи використання альтернативних джерел енергії?

5. Які перспективи розвитку біотехнологій?

6. Які методи очистки використовують для очищення повітря від газоподібних домішок?7. Які методи використовують для очистки газів від шкідливих домішок?8. Що являє процес очистки стічних вод?