Технология строительств очистки сточных вод

Ежегодно в водоёмы России поступает 52,1 км 3 сточных вод, из которых 20 км 3 подлежит очистке. Однако лишь 10 % (1,9 км 3 ) прошедших обработку и после этого поступивших в водоёмы стоков соответствуют всем санитарно-химическим требованиям: более 70 % (13,7 км 3 ) сбрасываются недостаточно очищенными, а 20 % (3,7 км 3 ) и вовсе загрязнёнными.

Отчасти такие цифры обусловлены состоянием большинства сооружений водно-коммунального хозяйства: используемые на них технологии сильно устарели и не позволяют должным образом очищать стоки от органических загрязнений и биогенных элементов (азота и фосфора). Кроме того, существующее оборудование и строительные конструкции сооружений имеют высокую степень износа.

Для борьбы со сложившейся ситуацией на федеральном уровне принята целевая программа «Развитие водохозяйственного комплекса РФ в 2012-2020 годах», согласно которой к 2020 году должно быть реализовано 225 проектов по реконструкции и новому строительству очистных сооружений водоотведения. Основной целью при реализации данных проектов является переход на технологию глубокой биологической очистки (удаление биогенных элементов), восстановление изношенных строительных конструкций, внедрение энергосберегающих технологий, автоматизация технологических процессов.

Очистка сточных вод на водоканале

Остановимся подробнее на схеме работы очистных сооружений водоотведения и технологическом оборудовании, которое требуется на каждом этапе очистки.

Очистка сточных вод

Процесс очистки сточных вод на очистных сооружениях водоотведения проходит в несколько этапов, основные — механическая и биологическая очистка; в зависимости от характера загрязнений может потребоваться также и физико-химический метод очистки стоков. Перед сбросом в водоём сточные воды подвергаются обеззараживанию в соответствии с «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

Механический этап. Описание: из сточных вод извлекаются нерастворимые частицы с различным диапазоном крупности. Для задержания посторонних веществ используются решётки, сита, песколовки, отстойники и фильтры различных конструкций. Таким образом, сточные воды подготавливаются к следующему этапу — биологической очистке.

Основной целью при реализации проектов программы «Развитие водохозяйственного комплекса РФ» является переход на технологию глубокой биологической очистки, восстановление изношенных строительных конструкций, внедрение энергосберегающих технологий, автоматизация техпроцессов

Практический опыт: рассмотрим блок механической очистки на очистительной станции Водоканала города Череповца. Сточные воды поступают по двум коллекторам в приёмную камеру к зданию решёток. Пройдя их, стоки собираются в общий канал, а затем распределяются на две горизонтальные песколовки, предназначенные для удаления из жидкости минеральной части взвеси.

Затем сточная вода попадает в две распределительные чаши, из которых распределяется на шесть первичных отстойников, где происходит процесс осаждения грубодисперсных веществ. Сбор осветлённой воды производится в лоток через водослив, в качестве которого используется стенка сборного периферийного лотка, расположенного внутри отстойника. Плавающие вещества с поверхности воды удаляются через жироловку в жиросборник и далее утилизируются. Осадок, выпавший после сбора, собирается илоскрёбом в приямок отстойника и самотёком через систему колодцев поступает в илоуплотнители. Регулировка выгрузки осадка из отстойника в колодец осуществляется специальными задвижками.

Биологический этап. Описание: биологические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые минерализуют растворенные органические соединения, являющиеся для них источниками питания. Сооружения биологической очистки (БОС) условно делятся на два вида:

1. Поля фильтрации и биологические пруды, где процесс очистки протекает в условиях, близких к естественным;

2. Аэротенки и биофильтры, в которых обработка стоков идёт в искусственно созданных условиях.

Наибольшее распространение на сегодняшний день получили аэротенки — резервуары, где происходит процесс аэрации, то есть сточная вода перемешивается с активным илом и насыщается кислородом.

Практический опыт: в 2010 году во французской коммуне Валентон провели реконструкцию очистных сооружений. До проведения работ они принимали 600 тыс. м 3 стоков в сутки, а в дождливое время — 1,2 млн м 3 /сут. После модернизации пропускная способность сооружений увеличилась до 800 тыс. м 3 сточных вод ежедневно и до 1,5 млн м 3 в непогоду.

На БОС появились новые резервуары, оснащённые современными диффузорами и мешалками. Система была предварительно смоделирована при помощи программного обеспечения компании Grundfos, ведущего мирового производителя насосного оборудования. Данный подход позволил детально проработать схему расположения элементов и тем самым обеспечить однородность потока.

Теперь биологическая очистка стоков в коммуне происходит следующим образом: в главный полипропиленовый коллектор при помощи турбокомпрессора нагнетается воздух. Далее он поступает в распределительные воздуховоды с установленными на них диффузорами на дне резервуара. Через эти элементы происходит насыщение пузырьками кислорода иловой смеси.

Сборка системы аэрации и перемешивания происходила непосредственно на дне резервуара: специалисты вручную монтировали каждый диффузор на предназначенное для него посадочное место. Всего на очистных сооружениях установлено 26 360 диффузоров и 64 мешалки. Оборудование включается поочерёдно, за счёт чего и образуется однородная смесь.

«Преимущество подхода Grundfos, ставшее решающим при выборе исполнителя проекта, — сдача системы “под ключ». Специалисты компании обеспечили полный контроль над созданием систем аэрации и перемешивания, — рассказывает Игорь Кинаш, заместитель директора департамента по реализации проектов, ООО «Грундфос”. — Кроме того, оборудование, разработанное инженерами концерна, обладает отличными прочностными и эксплуатационными характеристиками. Диффузоры оснащены жёсткими мембранами из этилен-пропилен монодиена (EPDM), а также имеют встроенный обратный клапан, который обеспечивает быстрое блокирование. В свою очередь, мешалки серий AMD и AMG изготовлены из коррозионно-стойких материалов, благодаря чему способны работать даже в очень тяжёлых условиях».

Описание: в сточные воды добавляют реагенты (коагулянты, флокулянты), которые вступают в реакцию с загрязнителями, связывают и осаждают их в виде нерастворимых соединений. Таким образом происходит очистка от тонкодисперсных и растворенных неорганических примесей.

Практический опыт: в посёлке Чернянка Белгородской области в стандартную схему очистки сточных вод (отстойники — аэротенки — вторичные отстойники) решили включить реагентный метод. Для снижения содержания фосфатов и взвешенных веществ в лоток перед первичными отстойниками подаётся коагулянт — сернокислое железо. Точно выдержать требуемую дозу (40 мг/л) позволяют цифровые насосы серии DME, оснащённые шаговыми двигателями. Особенностью таких моторов является то, что процессы всасывания и нагнетания могут проходить с разной скоростью, что обеспечивает постоянство подачи реагента.

Дезинфекция сточных вод

Уже давно на очистных сооружениях водоотведения России используется способ обеззараживания сточных вод путём введения в жидкость газообразного хлора. Однако хлор является токсичным и взрывоопасным веществом. Одним из путей повышения уровня безопасности при модернизации ОС является переход к применению гипохлорита натрия NaClO.

Низкоконцентрированный (до 0,8 %) раствор гипохлорита натрия получают прямо на месте потребления методом электролиза водного раствора поваренной соли в установке Selcoperm. Образующийся в качестве побочного продукта реакции водород разбавляется в герметичной камере установки Selcoperm потоком воздуха, и далее невзрывоопасная водородо-воздушная смесь отводится за пределы помещения. Полученный целевой продукт — раствор гипохлорита натрия — поступает в ёмкость хранения готового продукта, из которой насосами-дозаторами подаётся в точки ввода дезинфектанта.

Применение установок Selcoperm позволяет сбрасывать в водоём очищенные и обеззараженные сточные воды, удовлетворяющие по своим химическим и микробиологическим характеристикам жёстким требованиям природоохранного законодательства РФ.

Обработка осадков сточных вод

На различных этапах очистки сточных вод образуются осадки в виде твёрдой фазы, содержащей органические и минеральные вещества. Так же, как и сточные воды, они нуждаются в обработке, которая заключается в уплотнении, стабилизации, кондиционировании, обезвоживании и термообработке. Как правило, для указанных процессов используются центробежные и объёмные насосы с различными схемами их расположения. Например, осадок песколовок характеризуется большой зольностью и перекачивается в виде песчаной пульпы влажностью 99,9 %.

Поддержка государства позволит водоканалам выйти на новый уровень: использовать продвинутые технологии и современное оборудование. Однако надёжные насосы и системы — лишь часть успеха. Важно грамотно провести полный комплекс мероприятий по проектированию, монтажу и вводу в эксплуатацию системы. Только в этом случае выполненные работы приведут к улучшению экологической обстановки и повышению статуса водоснабжающих и водоотводящих предприятий жилищно-коммунальной отрасти.

Источник: www.c-o-k.ru

Очистные сооружения сточных вод

В процессе работы какого-либо предприятия часто образуются сточные воды. В них могут содержаться соединения минерального, органического характера, а также патогенные организмы. В настоящее время очистку сточных вод регулирует законодательство, поэтому данная процедура должна выполняться по всем правилам.

Описание и принцип работы

Очисткой сточных вод называют комплекс мероприятий, благодаря которым стоки промышленного и бытового типа очищаются от всех загрязнений, попавших в их состав. Данная процедура должна проводиться на каждом предприятии и учреждении, которое спускает жидкость в водный источник.

Очистными сооружениями принято считать комплекс специальных установок, назначение которых – преобразование воды до ее безопасного состояния и дальнейшая подача в природные водоемы. В каждом населенном пункте должны присутствовать эффективные очистительные комплексы, так как именно от них зависит, какая жидкость будет попадать в окружающую среду, оказывая влияние на экосистему.

Если очистительные сооружения не будут функционировать, то произойдет отравление почв, водоемов и, как результат, погибнут растения, рыбы и животные.

Принцип работы очистительных сооружений включает в себя прохождение большого количества этапов, благодаря которым вода становится пригодной для использования человеком. Изначально жидкость напором попадает в камеру-приемник, где находятся механические фильтры решетки, уловители песка и жира. После этого воду отстаивают и обрабатывают септиками. Далее сточные воды отправляются на биологическую очистку и доочистку. Последним этапом является обеззараживание жидкости путем обработки ультрафиолетовым излучением и коагулянтами.

Обзор видов систем

Очистительные сооружения требуется устанавливать на стоки, которые бывают нескольких типов:

• Хозяйственно-бытовые. К ним относят сливы от мойки, умывальника, унитаза. Очистительные системы используются в частных домах, предприятиях, зданиях общественного назначения. Хозяйственно-бытовые стоки считаются довольно опасными за счет нахождения в них болезнетворных микроорганизмов.

• Производственные. Стоки образуются от промышленных предприятий, поэтому они характеризуются токсичностью, повышенной щелочностью или кислотностью. В водах пищевой промышленности могут находиться вредные примеси и крупный мусор. В нефтесодержащих сточных водах часто встречаются радиоактивные и механические примеси.

• Поверхностные. Ливневые стоки также называют атмосферными или дождевыми. В отличие от предыдущих они менее опасны, но могут содержать многие виды примесей.

Для того чтобы сделать сточные воды чистыми и пригодными для дальнейшего использования человеком, применяют разные виды современных очистительных приспособлений. Последние могут быть компактными и крупногабаритными, модульными или блочными.

Технология очистки

Технологический регламент очистки сточных вод подразумевает прохождение ими определенных этапов для устранения загрязнений. Схема ликвидации выбросов из промышленных, бытовых и ливневых вод – это много стадий, которые различаются наличием специальных агрегатов, приспособлений, химических и биологических веществ. В качественном процессе очищения сточных вод должны присутствовать дезинвазия, хлорирование, прохождение механических фильтров и другие процедуры.

Механическая

Изначально жидкость от предприятий и бытовых хозяйств поступает в специально предназначенный резервуар основной насосной станции. После этого вода отправляется в цех по механическому очищению. Этот этап позволяет ликвидировать около 75% загрязнений. Процедура осуществляется при помощи специальных приспособлений, которые удаляют крупные частицы мусора и нерастворимые соли. Рассмотрим виды этих приспособлений:

• Решетки, сита способны уловить мусор с диметром более 1,6 см. К таким загрязнителям относятся бутылки, куски тканей, пластмасс, продукты. После вылавливания этот мусор вывозят или перерабатывают на месте. Сито представлено поперечными балками из металла с расстоянием несколько сантиметров друг от друга.

• Песколовки – это специальные приспособления, способные уловить не только частицы песка, но и осколков, шлаков, мелких камней. Далее под силой тяжести происходит оседание песка, который впоследствии убирается специальными агрегатами – насосами. Песочную фракцию промывают и утилизируют.

• Жироуловители устраняют все примеси, что всплыли на водную поверхность, к примеру, жир, масло, нефтепродукты. Последние соскребают с водной поверхности и утилизируют.

• Отстойники. Данные конструкции являются самыми важными в процессе очищения воды. В этих конструкциях из жидкости устраняют взвешенные частицы, гельминты. Отстойник имеет вид резервуара с круглой либо прямоугольной формой, в нем происходит осаждение элементов под действием силы тяжести. Чтобы ускорить очистку воды, в нее вносят добавки в виде коагулянтов и флокулянтов.

• Другие приспособления. Их принято использовать только в случае высокой степени загрязнения жидкости. К таковым относят мембраны, септики и всевозможные фильтры.

Механическую очистку стоков считают важнейшим этапом, благодаря которому увеличивается эффективность биологической очистки.

Биологическая

Биологический этап очищения стоков может быть представлен как самостоятельный агрегат или же являться частью многоступенчатой системы очищения. Суть биологического очищения заключается в ликвидации разных загрязнителей, а именно: органических элементов, макроэлементов. В этой системе участвуют бактерии и простейшие, питающиеся вредоносными частицами, которые находятся в воде. В процессе своей жизнедеятельности одноклеточные чистят стоки.

Биологическая очистка осуществляется по определенной схеме в несколько этапов:

• Аэротенки – это прямоугольные резервуары, в которых происходит перемешивание жидкости и активного ила, что проводит ее эффективную очистку.

• Цех для воздушного очищения. Работа системы направлена на устранение неприятных запахов с последующим очищением воды.

• Вторичный отстойник. На данном этапе происходит очищение стоков от активного ила с помощью отстаивания. Чтобы ликвидировать всплывающий ил, используются специальные скребки.

• Обрабатывание осадков. Метантенки необходимы для сбраживания осадка, в ходе этого процесса выделяется метан, необходимый для иных операций. Чтобы обезводить осадок, применяют площадки с илом и вакуумные фильтры.

В процессе биоочистки часто используют специальные биофильтры с активными бактериями, через которые проходит жидкость. Данное приспособление имеет в составе твердые частицы, например, крошки гранита, пенополиуретана, пенопласта и иных веществ. Приспособления чистят и меняют в случае их чрезмерной засоренности.

Доочистка

После того как сточные воды пройдут все вышеописанные этапы, они считаются освобожденными от загрязнения более чем на 90%. После этого в жидкости все еще присутствует некоторая доля вредных элементов, из-за которых воду нельзя сбросить в природный источник. Для того чтобы исправить ситуацию, были разработаны следующие доочистительные системы – биореакторы. Приспособления для проведения глубокой очистки работают с помощью процесса окисления, которое ликвидирует органические соединения, микроорганизмы, азот аммония. С целью ускорить доочищение жидкости в системах применяют интенсивную аэрацию.

Обеззараживание

Ультрафиолетовые обеззараживатели необходимы для дезинфекции воды и возможности использовать ее в промышленности, быту. На данном этапе обеззараживание происходит при помощи ультрафиолетового облучения, влияния переменного напряжения, ультразвука, гамма-облучения и хлорирования. УФО считается довольно эффективным способом очищения сточных вод, так как благодаря ему уничтожаются практически все вредоносные организмы, бактерии, вирусы, инвазии.

Так как соли фосфорной кислоты довольно опасны для человека и животных, их требуется удалять из сточных вод. В противном случае водоем может превратиться в болото.

Ликвидация фосфатов проводится при помощи введения в жидкость коагулянтов.

Особенности монтажа

Правильное строительство агрегатов для очистки сточных вод и отсутствие ошибок в данном процессе способствуют долговечности систем, их эффективной бесперебойной работе.

Монтаж очистительных сооружений проходит по следующей схеме:

1. разрабатываются планы монтажных работ;
2. осматривается площадка, определяется готовность к процессу монтажа;
3. ведется стройка;
4. подключаются коммуникации;
5. производятся пусковые и наладочные работы, регулируется и настраивается автоматика;
6. объект сдается в работу.

Мастера определяются с комплексом монтажных мероприятий, учитывая характеристики объекта, а именно: его функциональность, укомплектованность. Помимо этого, обязательно должен учитываться рельеф, особенности почвы и расположение грунтовой воды на территории.

Обслуживание

Благодаря регулярному и качественному обслуживанию очистительных сооружений обеспечивается эффективность их работы. Основные правила эксплуатации систем:

• проведение экспертизы относительно процентного содержания ила, кислорода в воде;
• химический и микробиологический контроль работы сооружений;
• проверка функциональности каждого из элементов системы;
• регулярное удаление нерастворимых задержанных включений.

Обслуживание локальных систем очищения включает контроль их работы, а также профилактику электрического оборудования. В случае несоблюдения правил эксплуатации системы очистки сточных вод может выйти из строя один или несколько ее механизмов и, как результат, вода будет очищена некачественно.

Наглядный обзор действия очистных сооружений для сточных вод вы можете увидеть в следующем видео.

Источник: stroy-podskazka.ru

Способы очистки сточных вод с использованием химических, биологических и механических средств

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Классификация

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

[ads-pc-2]Поэтому на очистных сооружениях применяют целый набор приемов, каждый из которых ориентирован на работу с той или иной группой веществ.[ads-mob-1]

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

1. Механические.
2. Химические.
3. Биологические и биохимические.
4. Физико-химические.

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Химические методы очистки сточных вод

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

1. Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
2. Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
3. Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

Биохимические

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

1. Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
2. Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

• аэротенки;
• биофильтры;
• аэрофильтры.

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Согласно СанПиН, санитарные зоны должны быть организованы на всех водопроводов в целью сохранения водных ресурсов. Что такое охранная зона водопровода и какие требования предъявляются по защите источников водозабора, читайте далее.

Как сделать песчаный фильтр для бассейна своими руками, читайте тут.

А в этой статье http://aquacomm.ru/vodosnabzenie/zagorodnyie-doma-v/avtonomnoe-vodosnabzhenie/istochniki/skvazhina-ne-glubokaya/ot-zheleza.html вы можете ознакомиться с методами очистки воды от железа. А также вы узнаете, как определить наличие железа в воде.

Биологические

Для переработки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. От биохимического он отличается только отсутствием химикатов.

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.

Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

1. Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

• Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
• Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Физико-химические методы очистки

В данную категорию входят следующие способы:

1. Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
2. Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.

Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.

Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Здоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают фильтры для воды. Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в этом материале.

Механические и физические методы

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.[ads-mob-2]

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители). Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Содержащий большое количество яиц гельминтов и болезнетворных бактерий осадок подвергают доочистке при помощи анаэробных микроорганизмов в септиках и метантенках.

Процеживание

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Фильтрование

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

Видео на тему

Источник: aquacomm.ru

Сточные воды

Каждое предприятие и учреждение в процессе работы образует сточные воды, которые содержат минеральные и органические соединения, патогенные микроорганизмы.

Если бы стоки сбрасывались в природные водоемы без очистки, экосистемы давно бы вымерли. Очень важно извлекать из отработанных вод загрязнения, чтобы не причинить ущерб окружающей среде и человеку.

Принципы очистки сточных вод регулируются законодательством.

Что это такое и для чего необходима?

Очистка сточных вод – мероприятия, с помощью которых из промышленных и бытовых стоков извлекаются загрязнения. Комплекс проводится перед спуском жидкости в водоемы.

Каждое предприятие обязано проводить очистку стоков, это прописано в Водном кодексе РФ и Федеральном законе от 2011 года «О водоснабжении и водоотведении».

Если мероприятиями пренебречь, загрязнения попадут в природный водоем и почву, и отравят локальную экосистему. Численность растений и животных уменьшится. Опасные вещества накапливаются в биоте и по пищевой цепи попадают в организм человека.

Промышленные и бытовые сточные воды могут отправляться на одни очистные сооружения.

Их смешивание оптимизирует соотношение карбона и натрия, карбона и фосфора, что повышает эффективность биологической очистки.

Процесс происходит на производственных или городских очистных сооружениях.

Справка. Если жилые постройки не подключены к центральной канализации, для очистки сточных вод используются бытовые локальные сооружения (ЛОС).

Производственные ЛОС необходимы, если в стоках содержатся агрессивные или биотоксические загрязнения. Основная масса примесей удаляется, затем воды поступают на общепроизводственные сооружения.

Общая схема работы очистных сооружений

Подготовка:

• Усреднение – смешивание вод с разной концентрацией загрязняющих веществ. Этап длится 18-24 часа;
• Нейтрализация – в кислые воды добавляют известковое молоко, в щелочные – хлороводород, сульфатную кислоту или углекислый газ;
• Охлаждение горячих стоков, извлечение взрывоопасных газов.

Механическое извлечение примесей:

• Осаждение в отстойниках;
• Центрифугирование;
• Удаление масел, жира, нефтепродуктов;
• Фильтрование через нейтрализующие, абсорбирующие и тканевые материалы;
• Реагентная обработка стоков коагулянтами;
• Аэрация для извлечения сероводорода, аммиака, углекислого газа, диоксида серы;
• Фильтрация через мембраны.

Деструктивная очистка – разрушение загрязнений и расщепление их на безвредные соединения:

• Окисление, восстановление, трансформация, деструкция органики аэробными и анаэробными микроорганизмами;
• Окисление активным хлором или пероксидом водорода, восстановление водородом, фотокаталитическое и электрохимическое окисление;
• Термическая деструкция – сжигание.

Доочистка (глубокая очистка) – физическая, химическая или биологическая обработка сточных вод:

• Осветление;
• Фильтрование через зернистые загрузки;
• Микрофильтрация;
• Дезинфекция.

После полной очистки сточные воды спускают в водоемы или возвращают в производственный цикл. Глубокую очистку можно не проводить при сбросе малого количества стоков в мощный водоем.

Разница между очищением и обеззараживанием

При очистке удаляются механические и химические примеси.

К вредным микроорганизмам относятся патогенные и условно-патогенные бактерии, их споры, вирусы, грибки, гельминты и их яйца.

1. Химические: обработка воды озоном, диоксидом хлора, гипохлоритом натрия, полимерными антисептиками. Эти вещества убивают патогенов или делают их неспособными к размножению;
2. Физические: обработка воды ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком;
3. Комплексные: комбинирование химических и физических методов.

Требования и нормативные документы

Сточные воды должны очищаться до уровня ОДУ или ПДК, особенно если их возвращают в рыбохозяйственные водные объекты. Такое правило прописано в СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».

После биологической очистки БПКп должно снизиться до 15 мг/л, а взвешенные вещества – до 70 мг/л.

После глубокой очистки показатель БПКп не превышает 3-5 мг/л, а концентрация взвесей – 1-2 мг/л.

Другие требования и нормативные документы:

«Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»; «Ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».

Этапы извлечения загрязнений

Существует 3 степени извлечения загрязнений из сточных вод:

• Первичная – удаление мусора, крупнодисперсных примесей, поверхностных загрязнений и взвешенных веществ.
• Вторичная – разложение органических стоков.
• Третичная (доочистка) – извлечение взвешенных и коллоидных частиц, пестицидов, фунгицидов, осаждение остатков фосфора, азота, снижение ХПК. Показатели доводятся до норм ОДУ или ПДК.

На этих стадиях прибегают к помощи следующих методов:

1. Механические – использование стационарных или подвижных фильтрующих установок: грубых фильтров, отстойников, ловушек поверхностных загрязнений. После механической очистки количество загрязнений в стоках снижается на 30-60%.
2. Биологический – очистка с помощью живых микроорганизмов: бактерий, грибков, простейших. Микроорганизмы используют органику как пищу и превращают ее в безопасный биогаз, метан и воду. Биологические методы избавляют от 92-96% загрязнений.
3. Физико-химический – очистка стоков от растворенных примесей и взвешенных веществ с помощью законов физики и химических реактивов. Из вод удаляется 96-98% мелкодисперсных частиц.
4. Дезинфекция – уничтожение болезнетворных бактерий, вирусов. По нормативам сточные воды не должны содержать возбудителей заболеваний, поэтому эффективность обеззараживания достигает 99,9%.

Для очистки от бензина, мазута, керосина, нефтяных масел наиболее активно используют нефтеловушки и пористые сорбенты:

• Активированный уголь;
• Глины;
• Кокс;
• Торф;
• Золу;
• Силикагели.

Справка. ПДК нефтепродуктов в стоках не превышает 0,01-0,3 мг/л. Такие малые значения обусловлены токсичностью соединений для живых организмов.

Очищение различных стоков

Промышленных

Производственные и промышленные сточные воды необходимо очищать, чтобы снизить нагрузку на городские сооружения. Технологическая схема принципиально отличается в зависимости от состава стоков. Некоторые стоки насыщены органикой, другие – ионами тяжелых металлов.

Показатели КВЧ (общее количество взвешенных частиц), БПК5 и ХПК могут достигать десятки сотен мг/л. Уровень кислотности часто превышает 6-9.

Перед сбросом стоков в городскую систему очистки БПК5 доводят до 400 мг/л, а рН сокращают до 6-9. Технологическая схема выбирается в зависимости от состава вод.

Вышеописанные методы комбинируются в разной последовательности, некоторые могут упраздняться.

Бытовых

К этой категории стоков относятся воды из санузла, кухни, прачечных и воды, которые образуются после мойки помещений. Около 58% загрязнений – органические, а 42% – минеральные. В бытовых стоках содержатся моющие средства и возбудители заболеваний.

Распространенные методы очистки хозяйственных сточных вод – биологические. Обязательно используются обеззараживатели и реактивы для дезинфекции.

Поверхностных

К этим стокам относятся:

• дождевые;
• талые;
• поливомоечные воды с населенных пунктов и промышленных площадок.

Через дренажную систему жидкость попадает в канализацию, затем поступает в отстойник.

Часть примесей осаживается, после чего стоки перекачиваются к флотатору, где удаляются нефтепродукты.

Потом происходит очистка на механических и сорбционных фильтрах. Стоки обеззараживаются и возвращаются в природные водоемы.

Виды сооружений

В таблице охарактеризовано оборудование, которое применяется на разных этапах очистки стоков.

Для механического этапа:

Установка	Что собой представляет	Принцип работы
Песколовки	Горизонтальные или вертикальные установки продолговатой формы.	Вода движется по оборудованию со скоростью 0,15-0,3 м/с. При таком темпе минеральные примеси диаметром от 0,25 мм оседают на дне, а мелкие частицы органики остаются в воде.
Отстойники	Резервуары, где вода стоит или очень медленно двигается.	Механические примеси оседают на дно под силой земного притяжения.
Решетки	Фильтрующее полотно из металлических стержней, которые находятся на расстоянии 2-8 мм друг от друга.	Вода проходит через стержни, а крупный мусор задерживается.
Нефтеловушки и нефтепескоуловители	3-4 отдельных камеры, соединенных между собой.	В камерах стоки отстаиваются, проходят через решетку и коалесцентный фильтр, сорбционные материалы.

Для физико-химического этапа:

Установка	Что собой представляет	Принцип работы
Флотаторы	Резервуары, в которых образуются пузырьки газа. Они генерируются электронасосом / в процессе электролиза / вращающимися турбинами.	Пузырьки газов поднимаются и захватывают с собой мелкодисперсные частицы.
Флокуляторы	Система труб, в которых коагулянт смешивается со стоками, и происходит химическая реакция.	Коагулянты объединяются с загрязнениями, образуют крупные хлопья и выпадают в осадок.

Для биологического этапа:

Установка	Что собой представляет	Принцип работы
Аэротенки	Прямоугольный резервуар, по которому протекают стоки, смешанные с активным илом.	Аэробные бактерии в присутствии кислорода расщепляют органику. О2 подается механическими или пневматическими аэраторами.
Мембранные биоректоры	Аэротенк с мембраной, которая задерживает активный ил после переработки органики.	Аэробные бактерии в присутствии кислорода расщепляют органику. О2 подается механическими или пневматическими аэраторами.
Биофильтры	Резервуар с загрузочным материалом, на поверхности которого образуется пленка из микроорганизмов.	Воды проходят через пористый фильтр-загрузку. Биологическая пленка на гранулах расщепляет загрязнения.

Фильтрационные системы:

Установка	Что собой представляет	Принцип работы
Неподвижные перегородки	Установки с фильтрующим полотном разной пористости.	Вода проходит через фильтры, и загрязнения остаются за разделительным полотном.
Зернистые фильтры	Гранулированные пористые материалы, которые засыпаются в трубы, резервуары, колбы.	Вода проходит через гранулы абсорбирующего материала, и загрязнения накапливаются на их поверхности.
Ультрафильтрационные системы	Фильтры, оснащенные мембранами – материалами с размером пор до 0,2 мкм.	Мембраны пропускают воду, а высокомолекулярные загрязнения (99,9% примесей) задерживают.

Оборудование для дезинфекции:

Установка	Что собой представляет	Принцип работы
Озонаторы	Электрические установки с длинными шлангами. Приборы генерируют озон, который по трубкам проникает в воду.	Озон окисляет липиды и липопротеины клеточной стенки бактерий. Это приводит к структурным изменениям, несовместимым с жизнью клеток.
УФ-обеззараживатели	Аппараты, оборудованные несколькими лампами. Они погружаются в воду и там излучают УФ-лучи.	Лампы генерируют волны длиной 200-280 нм. Они разрушают генетический аппарат вредоносных бактерий и вирусов, что не дает им размножаться.

Возможные проблемы

Нормы содержания загрязнений в очищенных стоках хотят приравнять к мировым, а на большинстве предприятий России используется физически устаревшее оборудование.

Очистка по технологиям, разработанным в прошлом веке, не снижает уровень примесей до нужных показателей.

Современное оборудование дорогое. Например, УФ-обеззараживатели установлены только в столице и нескольких крупных городах. В большинстве населенных пунктов оборудование изжило себя настолько, что часто стоки сбрасывают в водоемы без очистки.

Некоторые частные предприниматели не хотят вкладывать средства в постройку очистных сооружений. Они сбрасывают в реки загрязненные воды.

Другие проблемы очищения сточных вод:

• Выбор неэффективной технологической схемы;
• Отсутствие возможности утилизировать или захоронить мусор, загрязнения, побочные продукты;
• Нехватка денег на электроэнергию, обслуживание и ремонт оборудования, транспортные расходы.

Существующие проблемы можно решить только на законодательном уровне: увеличить штрафы за нарушения, финансировать городские очистные сооружения и контролировать расход денег, поощрять частников вводить новые технологии, предлагая им различные скидки и льготы.

Чаще должны устраиваться честные проверки, которые могут быть спонтанными – без предупреждения.

Компании

Очисткой городских стоков в столице занимается «Мосводоканал».

Это коммунальное предприятие, в распоряжении которого очистные сооружения:

• Курьяновские;
• Люберецкие;
• Южно-Бутовские;
• Зеленоградские.

Справка. Каждые сутки они принимают больше 3 млн. куб. м хозяйственно-бытовых и ливневых сточных вод.

Во всех крупных городах есть свои очистные сооружения, которые контролирует местный водоканал.

Частные компании проектируют и строят очистные сооружения для промышленных предприятий и хозяйственных комплексов. Крупная фирма в России – Ecolos. Она делает очистные станции разных масштабов под ключ, ориентируясь на потребности заказчиков.

Еще одна крупная компания с аналогичной деятельностью – «РЕАТОРГ». Она занимается экологическим инжинирингом, ремонтно-строительными работами, проектно-сметными расчетами и т.д. Компания ориентирована на промышленные объекты.

Интересное видео

Смотрите полезный видеоматериал, в котором рассказано о принципе работы очистных сооружений.

Заключение

Сточные воды делятся на:

• Промышленные;
• Хозяйственно-бытовые;
• Поверхностные.

В зависимости от их состава используются разные технологии очистки до нормативного уровня. В целом схема стандартная: подготовка стоков, механическая, биологическая, физико-химическая очистка и дезинфекция. В некоторых случаях биологическая очистка не эффективна, например, для стоков гальванического производства.

Все сточные воды должны очищаться до уровня ОДУ и ПДК. Числовые значения прописаны в гигиенических нормативах. Обработанная вода спускается в природные водоемы, и она не должна нести вред экосистеме.

Бытовые сточные воды очищаются на государственных сооружениях. Каждое промышленное предприятие должно иметь свой комплекс для улучшения качества стоков. Оно может скидывать воду в общую систему только после частичного извлечения опасных веществ.

Составлением проекта и производством оборудования для предприятий занимаются частные компании.

Источник: o-vode.net