Канализации и очистные сооружения – виды и принцип работы

Принцип работы и виды очистных сооружений | Агростройсервис

Человек в процессе своей жизнедеятельности для различных своих нужд использует воду. При ее прямом назначении она загрязняется, изменяется ее состав и физические свойства. Для санитарного благополучия людей данные стоки отводятся с населенных пунктов и для того, чтобы не загрязнять окружающую среду, подвергаются обработке на специальных комплексах.

Очистные сооружения – это набор технологического оборудования, позволяющего очистить сточные воды до нормативных показателей с учетом местных требований и последующего сброса осветленных вод в водоем или городскую канализацию. Возможен также их рецикл и повторное применение в технических нуждах различных предприятий.

Очистные сооружения бывают городские и локальные. В чем разница?

• На городские приходит смесь бытовых (хозяйственно-фекальных) от населения, производственных стоков от предприятий и ливневых после выпадения осадков или таяние снега. То есть чаще всего стоки на городских очистных сооружениях смешанного характера
• Локальные устанавливаются, например, на предприятиях для снятия основного количества загрязняющих веществ в промстоках перед сбросом их в городской коллектор или перед возвращением обратно в технологический процесс.

Вода загрязняется в результате следующих факторов:

• От жителей населенных пунктов, персонала на различных предприятиях (бытовые или хозяйственно-фекальные сточные воды)
• При использовании в технологических целях (производственные)
• Выпадения осадков или таяния снега (дождевые и талые).

Часто стоки бывают смешанного типа и включают в себя несколько разновидностей. Например, от промышленного производства образуются стоки:

• производственные стоки от технологического процесса
• бытовые от персонала
• атмосферные от таяния снега и выпадения дождя на промплощадку.

Для правильного проектирования системы водоотведения и подбора оборудования необходимо верно подобрать метод очистки в зависимости от качественного состава стоков, который отличается многообразием. В результате применения воды в различных сферах жизнедеятельности меняется состав стоков.

Различают загрязнения:

• минерального
• органического
• биологического
• бактериального происхождения.

В воде они присутствуют в:

• нерастворенном
• растворенном
• коллоидном виде.

Наибольшую опасность с санитарной точки зрения представляют органические загрязнения, так как при гниении они выделяют вредные пахнущие газы: сероводород, аммиак, углекислый газ и микробы, вызывающие брюшной тиф, дизентерию и тд.

Виды загрязнений в зависимости от характера стоков:

• Бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды загрязнены веществами минерального, органического и бактериологического происхождения
• Производственные по составу делятся на условно чистые и загрязненные. Условно чистые стоки образуются от охлаждения деталей и не загрязнены специфическими примесями. Загрязненные могут иметь в своем составе вредные ядовитые и радиоактивные вещества
• Дождевые и талые загрязнены в основном минеральными примесями, однако с промышленных площадок могут содержать органические и вредные вещества.

Для отвода от всех источников образования, для транспортировки и очистки сточных вод служит система канализации, которая бывает:

Рис.1 Система канализации городов

• Вывозная система канализации. Применяется в небольших населенных пунктах. Это вывоз ассенизаторскими машинами хозфекалий из выгребных ям на дальнейшую обработку
• Сплавная, при которой сточные воды по подземным коллекторам раздельно либо совместно поступают на очистные сооружения.

Сплавная сеть в свою очередь подразделяется на:

• Общесплавную. Когда хозяйственно-бытовые, ливневые и производственные стоки поступают все вместе по одному коллектору на очистные комплексы, то такая канализация называется общесплавной
• Раздельную. Это когда на каждый вид стока своя сеть
• Полураздельную. При полураздельной одновременно строят 2 сети: одна для производственной, другая – для бытовой и дождевой сети
• Комбинированную. В больших городах может быть применена комбинированная система канализации, включающая раздельную и полураздельную.

Метод очистки стоков в зависимости от качественного состава и характера различают:

• Механический (сита, решетки, отстойники)
• Биологический (аэротенки, биофильтры)
• Физико-химический (сорбционные фильтры, лампы УФ-дезинфекции, реагентная обработка)
• Смешанный (включающий несколько из выше перечисленных)

Например, на городских ОС применяется комбинированный метод, включающий механическую, биологическую  и физико – химическую очистки.

Под канализационными стоками понимается смесь бытовых и производственных, поступающих на городские очистные сооружения по раздельной канализационной системе. В чистом виде бытовые воды встречаются редко. В них чаще всего содержатся специфические загрязнения (нефтепродукты, соли и тд).

Строительство очистных сооружений можно разбить на этапы в зависимости от необходимой степени очистки:

• В результате механической очистки содержание взвешенных веществ снижается на 40-60%, БПК, который определяет степень загрязненности органикой, на 20-40% мг/л
• Биологический метод (аэротенки, биофильтры и вторичные отстойники) позволяет снизить содержание взвешенных веществ и БПК до 15-20 мг/л

Физико-химический метод (фильтрация, уф-дезинфекция, реагентная обработка, озонирование и тд) позволяет доочистить сточных вод до норм сброса в водоемы рыбохозяйственного значения.

Рис.5 Схемы очистных сооружений канализации

Разберем принцип работы очистных сооружений канализации с биологической очисткой в аэротенках. За пример возьмем введенный в эксплуатацию объект в пос. Сосновское Нижегородской области.

Сточные воды от поселка под напором поступают в приемную камеру, оборудованную решеткой для сбора крупных отбросов, и далее проходят механическую очистку в песколовках.

Предварительно очищенные от крупных отбросов и взвешенных веществ они поступают на биологическую очистку в аэротенки.

Аэротенк представляет собой открытый резервуар, в котором находится смесь активного ила и осветленной воды.

Анаэробно-аэробные условия, создаваемые в аэротенках с использованием взвешенной и прикрепленной активной биомассы, обеспечивают деструкцию органических загрязнений и режим нитро-денитрификации.

Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов активного ила в аэротенк подается воздух. Смесь очищенной воды и активного ила из аэротенков направляется во вторичный отстойник, который в данной схеме совмещен с аэротенком (по периферии находится зона с тонкослойными модулями).

Избыточный активный ил из вторичного отстойника направляется в илоуплотнитель, где объем осадка уменьшается примерно в 4-6 раз и далее на обезвоживание или на иловые карты.

Осветленные воды затем поступают на физико-химическую очистку в смеситель, где смешиваются с реагентами (коагулянтами и флокулянтами) для доочистки от фосфатов и потом в блоки доочистки, где осветляются от скоагулированных частиц нерастворимых соединений фосфатов на тонкослойных модулях и фильтруются через зернистую загрузку.

Из блоков доочистки направляются на установку ультрафиолетовой дезинфекции и отводятся на выпуск.

Использование анаэробно-аэробной схемы позволяет одновременно с очисткой решать вопросы по минерализации образующихся в технологическом процессе осадков.

Образующийся осадок выгружается на установку механического обезвоживания, а затем складируется на площадке компостирования и периодически вывозится на полигон ТБО.

Бытовые сточные воды, как уже известно, в чистом виде встречаются редко, и образуются в результате жизнедеятельности человека. Загрязнения, присущие для них – это фекальные отходы, остатки пищи, моющие средства, бытовой мусор, песок и тд без примесей производственных загрязнений.

Хоз-фекальные стоки одинаковые по своему качественному составу и большую часть загрязнений составляет органика, легко поддающаяся биологическому расщеплению.

В настоящее время многие городские жители уезжают жить в загородные дома, и все большую популярность набирают индивидуальные очистные сооружения в виде различных септиков. Как пример чистых хоз-фекальных стоков можно рассмотреть канализацию от дома или загородной дачи.

Здесь мы особое внимание уделим автономной системе очистки в виде одно или несколькокамерного септика, который устанавливают при отсутствии возможности подключения к гор коллектору.

Рис.6 Устройство септика с дренажной системой и без

Объем септика определяется по норме водопотребления на 1 жителя дома. Очищенные стоки инфильтруются в грунт.

Разберем принцип работы очистных сооружений бытовых сточных вод.

Хоз-фекальные воды по системе канализации попадают сначала в первый отсек септика – отстойник, где происходит механическое отстаивание тяжелых примесей.

Далее поступают во вторую камеру септика, где проходят биологическую очистку анаэробными бактериями, благодаря которым сложно молекулярные органические соединения распадаются на более простые для дальнейшего окисления элементы.

В септике обязательно предусмотрена вентиляция, так как процесс разложения сопровождается выделением тепла и газа. После биологической очистки поступают в фильтрующий колодец, где фильтруются через слой гравия и щебня и далее очищенные бытовые стоки впитываются в землю.

Очистные сооружения промышленных сточных вод

Вода, используемая в промышленности в различных технологических процессах, должна по 644 Постановлению РФ проходить очистку до необходимых параметров. Набор оборудования комплекса очистки меняется в зависимости от характера производства и наличия специфических присущих каждому производству загрязняющих веществ.

Рассмотрим несколько отраслей промышленности.

Очистные сооружения пищевой промышленности

Спиртовое производство

Рис.7 Очистные сооружения ОАО «Татспиртпром» Усадский спиртзавод Республика Татарстан 1500 м3/сут

Этапы очистки:

• механическая 
• биологическая 
• глубокая 
• УФ-обеззараживание стоков и дальнейший выпуск в водоем сбор, обезвоживание и утилизация осадков

Производство пива, соков, квасов, различных напитков

Рис.8 Очистные сооружения ОАО «Вятич» г.Киров 900 м3/сут

Этапы очистки:

• механическая 
• биологическая и дальнейший выпуск в горколлектор
• сбор, обезвоживание и утилизация осадков

Мясокомбинаты, мясоперерабатывающие предприятия

Этапы очистки:

• механическая очистка
• биологическая очистка и дальнейший выпуск в горколлектор
• сбор, обезвоживание и утилизация осадков

Стекольная промышленность

Этапы очистки:

• механическая 
• физико – химическая 
• биологическая и дальнейший выпуск в горколлектор
• сбор, обезвоживание и утилизация осадков

Так же по этой теме читайте статьи

Очистные сооружения ливневых стоков

ЛОС – это комбинированная емкость или несколько отдельных емкостей для очистки ливневых и талых стоков. Качественный состав ливневых стоков – это в основном нефтепродукты и взвешенные вещества от промышленных производств и селитебных территорий. Они согласно законодательству должны проходить очистку до НДС.

Устройство ливневых очистных сооружений с каждым годом модернизируется в связи с увеличением количества автомобилей, торговых центров, промплощадок. Стандартный набор оборудования очистных сооружений ливневых стоков – это цепочка из распределительного колодца, пескоотделителя, бензомаслоотделителя, сорбционного фильтра и колодца отбора проб.

Многие компании на данный период применяют комбинированную систему очистки сточных вод. Однокорпусные ЛОС – это емкость, разделенная внутри перегородками на секции пескоуловителя, нефтемаслоуловителя и сорбционного фильтра.

При этом цепочка выглядит следующим образом: распредколодец, комбинированный песконефтемаслоуловитель  и колодец отбора проб. Разница в занимаемой площади оборудования, в количестве емкостей и соответственно в цене.

Отдельно стоящие модули выглядят громоздко и получаются дороже однокорпусных.

Принцип работы состоит в следующем:

После выпадения осадков или таяния снега, вода, содержащая взвеси, нефтепродукты и другие загрязнения с промплощадок или селитебной (жилой) территории, поступает к решеткам дождевых колодцев и далее по коллекторам собирается в усредняющем резервуаре, если представлены ЛОС накопительного типа, или сразу черед распределительный колодец подаются на очистные сооружения ливневой канализации.   

Распределительный колодец служит для того, чтобы самый первый грязный сток направлять на очистку, а, уже по прошествии времени, когда на поверхности уже не будет загрязнений, условно-чистый сток по байпасной линии будет отводиться на сброс в канализацию или в водоем.

Ливневые стоки проходят первый этап очистки в песколоуловителе, в котором происходит гравитационное осаждение нерастворимых веществ и частичное всплытие свободноплавающих нефтепродуктов.

Затем через перегородку перетекают в нефтемаслоуловитель, в котором установлены тонкослойные модули, благодаря которым по наклонной поверхности взвешенные вещества оседают на дно, а большая часть нефтяных частиц поднимается наверх. Последним этапом очистки служит сорбционный фильтр с активированным углем.

За счет сорбционного поглощения улавливается оставшаяся часть нефтяных частиц и мелких механических примесей. Данная цепочка позволяет обеспечить высокую степень очистки и сбрасывать очищенную воду в водоем.

Например, по нефтепродуктам до 0,05 мг/л и по взвешенным веществам до 3 мг/л. Данные показатели полностью соответствуют действующим нормативам, регламентирующим сброс очищенных вод в рыбохозяйственные водоемы.

Очистные сооружения для поселка

В настоящее время вблизи мегаполисов строится большое количество автономных поселков, которые позволяют жить в комфортных условиях «на природе», не отрываясь от привычной городской жизни. Такие населенные пункты, как правило, имеют отдельную систему водоснабжения и канализации, так как нет возможности подключиться к центральной канализации.

Наиболее рациональным решением будет установка блочно-модульных очистных сооружений. Они представляют собой один или несколько блок-контейнеров, внутри которых размещается технологическое оборудование.

Компактность и мобильность таких станций очистки позволяет избежать огромных затрат на монтаж и строительство.

Однако, несмотря на малые размеры, в модулях располагается все необходимое оборудование для полной биологической очистки и обеззараживания стоков с достижением показателей качества очищенных сточных вод, соответствующих требованиям СанПиН 2.1.5.

980-00. Несомненным плюсом является полная заводская готовность блок-контейнеров, простота их установки и дальнейшей эксплуатации.

Очистные сооружения для города

Современный город, как известно, не может существовать без системы канализации. Тот, кто об этом не задумывается, не знает, что канализация – это сложная паутина сетей, скрытая от глаз жителей.

Над этой системой ломали свою голову несколько поколений инженером и ученых. Скрытая под землей сеть трубопроводов постоянно снабжает нас чистой водой и забирает сточные воды.

Все сточные воды города попадают в городские комплексы очистки, которые располагаются обычно вне города ниже по течению реки.

На городских ОС сточные воды очищаются в несколько этапов, проходя механическую, физико-химическую, биологическую и глубокую очистки. Рассмотрим принцип работы очистных сооружений города Нижний Новгород.

 Данные сооружения начинают свою работу с 1914 года и на сегодняшний день обеспечивают сбор и очистку сточных вод с 1,26 млн. жителей, всех предприятий и организаций города.

Применена раздельная система канализации, в которую входят канализационные насосные станции для перекачки стоков (225 шт.) и сети протяженностью 1 414 км.

Первый этап – механическая очистка на решетках с прозорами 16мм и песколовках. Далее предварительно очищенные стоки поступают в первичные радиальные отстойники диаметр 54 м. Отстойники состоят из илоскребов и приямков для удаления осадка.  Осадок насосами перекачивается на уплотнение.

Второй этап – биологическая очистка в 4-х коридорных аэротенках, которые продуваются компрессорами.
Далее сточные воды поступают во вторичные отстойники радиального типа диаметром 54м, в которых избыточный активный удаляется на уплотнение и дальнейшее обезвоживание, а активный ил эрлифтной системой возвращается в аэротенки.

Избыточный активный ил уплотняется и направляется на обезвоживание в фильтр-прессы или иловые поля. Обезвоженный осадок складируется на полигон.
Обеззараживание сточной воды осуществляется в контактных резервуарах хлором.

Далее очищенная обеззараженная вода идет в биологические пруды.

В планах у города стоит модернизация очистных сооружений с заменой системы обеззараживания сточных на безопасные в отличие от хлора и энергоемкие установки ультрафиолетовой дезинфекции стоков.

Очистные сооружения канализации: проектирование и типы

Очистные сооружения канализации  — это очень важные установки для функционирования системы отвода воды. Ситуация состоит в том, что стоки хозяйственно-бытовой сферы могут нанести вред окружающей среде.

Именно по этой причине законодательство регламентирует функционирование канализаций и устанавливает определенные нормы к механизмам.

В нашей статье мы познакомимся с видами сооружений фильтрации и требованиями к СЗЗ (санитарно-защитная зона).

Принцип работы сооружений

Очистные сооружения канализации — это очень важные установки для функционирования системы отвода воды

Не обращая внимания на тот факт, что канализационная установка имеет большое разнообразие видов и моделей, выбрать оптимальный тип конструкции можно по такому общему принципу работы:

• Первый этап – механический процесс очистки. Это такой тип, который может происходить в отстаивании, фильтрации и жироулавливании канализационных потоков. После окончания работ, получается так называемая осветленная жидкость.
• На второй стадии происходит переработка биологическими средствами. Жидкость переливается в биофильтр, где перерабатывается органические материи. Результат работы – ил и образование газов.
• Последний процесс – это обеззараживание потока. Стоит отметить, что выполняется он при помощи химикатов.

Выбор сооружения

Проектирование очистных сооружений канализаций производиться еще перед началом строительных работ дома

Проектирование очистных сооружений канализаций производиться еще перед началом строительных работ дома.

По этой причине очень важным действие есть оптимальный выбор очистного канализационного аппарата. Для осуществления задач необходимо подобрать тип и соответствующий уровень производительности.

На сегодняшний день существуют такие разновидности сооружений:

• Аппараты локальной очистки;
• Индивидуальные или локальные устройства;
• Системы с блоками и модулями.

Давайте рассмотрим каждый вид из них подробнее.

ЛОС:  Локальные – сооружения очистки

Очистные сооружения локального вида – это все устройства в здании, которые занимаются приемом всех видов канализационных систем

Очистные сооружения локального вида – это все устройства в здании, которые занимаются приемом всех видов канализационных систем.  Конструкции отличаются между собой масштабом и именно по этой причине могут обслуживать различные по размерам объекты. Давайте рассмотрим различное деление ЛОС на подгруппы. Итак, по предназначению бывают таких видов:

• Хозяйственно-бытовой тип;
• Промышленный.

Сооружения индивидуального или автономного вида

Очень похожие с ЛОС, но стоит учесть, что данный тип сооружений имеет свои явные отличительные черты. Они фиксируются во внутреннем устройстве резервуара, технических показателях и принципе функционирования механизма. К данной группе сооружений относятся все виды септиков, емкостей накопления, которые занимаются изначально накапливанием стоков, а потом их фильтрацией.

Блочные и модульные очистные сооружения

Очистные сооружения канализации с модульной и блочной системой – это устройства глубокой очистки

Очистные сооружения канализации с модульной и блочной системой – это устройства глубокой очистки, которые применяются в деятельности промышленной, хозяйственно-бытовой и производственной отрасли. Данный тип установки выполняет такие задачи:

• Обеспечение высокого уровня очищения канализационных вод;
• Снижение к минимуму образование ила;
• Качественная глубокая чистка;
• Бесшумная работа и защита окружающей среды от стоков;
• Предоставление возможности повторно использовать воду.

Стоит отметить, что производительность таких устройств достигает от 10 до 10 тыс. кубов в сутки. Данный показатель способен выполнить обработку стоков целых поселков. Плюсом систем есть способность функционировать даже в температурном климате до -55 градусов. Блоки и модули организуют тип работы, в основе которого лежит ступенчатая очистка.

Выбираем тип сооружения

Для произведения правильного и оптимального выбора системы очистки, следует отталкиваться от таких параметров:

• Объёма потребления воды за сутки. Его величина зависит от количества жильцов и бытовых приборов.
• Режимное пользование канализационной системой;
• Характеристики климата и почвы;
• Уровень промерзания земли.

Особенности проектирования

Выполняя, проектирование очистных сооружений канализации нужно рассчитывать все ситуации, которые в будущем могут отражаться на эксплуатации устройства

Выполняя, проектирование очистных сооружений канализации нужно рассчитывать все ситуации, которые в будущем могут отражаться на эксплуатации устройства. Прежде всего, нужно не забывать различную законодательную базу, в основе которой лежит охранная функция окружающей среде. Итак, для соблюдения санитарно-защитной зоны следует учитывать такие показатели:

• Расчет размеров и объёма;
• Выбор места, согласно требованиям которые имеет санитарно- защитная зона (СЗЗ);
• Подбор оптимального устройства;
• Особенности почвы и климатических условий;
• Точность расчета производительности;
• Рациональный подбор способа очистки;
• Правильный вариант монтажных работ для установки.

СЗЗ – это не единственное требование. Помимо этого вам следует уладить документальное оформление, чтоб потом не возникало проблем с учреждением санитарно-защитного направления. Итак, папка должна содержать такие документы:

• Договор, что свидетельствует об аренде земельного участка;
• Схематическая карта, где изображено место, где может выполняться строительство очистных сооружений канализации и санитарно-защитная зона (СЗЗ) полностью соблюдает нормам.
• Технические характеристики пользования водным ресурсом;
• Разница между потреблением и отведением воды;
• Документ, который содержит сведения об общих пунктах проекта;
• Схема сооружения фильтрации стока;
• Описание порядка утилизации и применения сточных потоков.

Регулирование по СНиП

Данный тип установок на каждом этапе монтажных работ регламентируется законодательство РФ

Данный тип установок на каждом этапе монтажных работ регламентируется законодательство РФ.

Именно по этой причине очень важно выполнять работы в соответствие всем нормам и требованиям, чтоб в будущем избежать большого количества проблем.

Если брать СНиП, то он содержит строительные правила и санитарно-защитные зоны (СЗЗ). Давайте, выясним основные понятия:

• Пункты о «Канализации. Наружных сетей, и сооружений», они зафиксированы в СНиП 2.04.03-85;
• Пункт 4.5, СанПиН 2.2.1, прописаны правила «Санитарно-защитная зона и защитная санитария классификаций предприятий». Стоит отметить, что СЗЗ следит за защитой природы от различных видов загрязнений. Например, зона должна располагаться к дому на дистанции от 50 до 100 метров.

• ФГУП «НИИ ВОДГЕО» описывает нормы для различных расчетов при создании проекта.

Если придерживаться всех санитарно-защитных норм, то это даст гарантию качественного выполнения монтажных работ и обезопасит вас от различных проблем с контролирующими организациями.

Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод

Прежде чем проектировать очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод или стоков иных типов, важно выяснить их объем (количество стоков, образующихся за определенный период времени), наличие примесей (токсичных, нерастворимых, абразивных и пр.) и другие параметры.

Виды сточных вод

Очистные сооружения сточных вод устанавливаются на стоки различных типов.

• Хозяйственно-бытовые стоки – это сливы из сантехнических приборов (умывальников, моек, унитазов и пр.) жилых зданий, в том числе, и частных домов, а также учреждений, общественных зданий. Хозяйственно-бытовые стоки опасны как питательная среда для болезнетворных бактерий.
• Производственные стоки образуются на предприятиях. Категория характеризуется возможным наличием разнообразных примесей, некоторые из которых значительно затрудняют процесс очистки. Очистные сооружения промышленных сточных вод обычно сложны по конструкции и имеет несколько ступеней очистки. Комплектность таких сооружений подбирается в соответствии с составом стоков. Промышленные сточные воды могут быть токсичными, кислотными, щелочными, имеющими механические примеси и даже радиоактивными.
• Ливневые стоки из-за способа образования называются также поверхностными. Их также именуют дождевыми или атмосферными. Стоки данного типа – это жидкость, образующаяся на крышах, дорогах, террасах, площадях при выпадении осадков. Очистные сооружения ливневых сточных вод обычно включают несколько ступеней и способны удалять из жидкости примеси различного типа (органические и минеральные, растворимые и нерастворимые, жидкие, твердые и коллоидные). Ливневые стоки – наименее опасные и наименее загрязненные из всех.

Виды очистных сооружений

Для того, чтобы понять, из каких блоков может состоять комплекс очистки, следует знать основные виды очистных сооружений для сточных вод.

К ним относятся:

• механические сооружения,
• установки биоочистки,
• кислородонасыщающие установки, обогащающие уже очищенную жидкость,
• адсорбционные фильтры,
• ионообменные блоки,
• электрохимические установки,
• оборудование физико-химической очистки,
• обеззараживающие установки.

К оборудованию для очистки стоков можно причислить и сооружения и резервуары для складирования и хранения, а также для обработки отфильтрованного осадка.

Городские очистные сооружения

Принцип работы комплекса очистки сточных вод

В комплексе может быть реализована схема очистных сооружений сточных вод с наземным или подземным исполнением.
Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод устанавливаются в коттеджных поселках, а также в небольших населенных пунктах (150-30 000 человек), на предприятиях, в районных центрах и пр.

Если комплекс устанавливается на поверхности земли, он имеет модульное исполнение. Для того, чтобы минимизировать повреждения, снизить расходы и трудозатраты на ремонт подземных конструкций, их корпуса изготавливают из материалов, прочность которых позволяет противостоять давлению грунта и подземных вод. Кроме прочего, такие материалы отличаются долговечностью (до 50 лет службы).

Чтобы понять принцип работы очистных сооружений сточных вод, рассмотрим, как функционируют отдельные ступени комплекса.

Механическая очистка

Эта ступень включает в себя следующие типы сооружений:

• первичные отстойники,
• пескоуловители,
• сорозадерживающие решетки и т.п.

Все эти приспособления предназначены для устранения взвесей, крупных и мелких нерастворимых примесей. Самые крупные включения задерживаются решеткой и попадают в специальный съемный контейнер.

Так называемые песколовки обладают ограниченной производительностью, поэтому при интенсивности подачи стоков на очистные сооружения более 100 куб. м. в сутки, целесообразно устанавливать параллельно два приспособления.

В этом случае их эффективность будет оптимальной, пескоуловители смогут задерживать до 60% взвеси. Задержанный песок с водой (песчаная пульпа) отводится на песковые площадки или в песчаный бункер.

Биологическая очистка

После удаления основной массы нерастворимых примесей (осветления стоков) жидкость для дальнейшей очистки поступает в аэротенк – сложное многофункциональное устройство с продленной аэрацией.

Аэротенки разделятся на участки аэробной и анаэробной очистки, благодаря чему одновременно с расщеплением биологических (органических) примесей производится вывод из жидкости фосфатов и нитратов. Это существенно повышает эффективность работы второй ступени очистного комплекса.

Активная биомасса, выделяемая из стоков, задерживается в специальных блоках, загруженных полимерным материалом. Такие блоки размещаются в зоне аэрации.

После аэротенка иловая масса переходит во вторичный отстойник, в нем происходит разделение на активный ил и очищенные стоки.

Доочистка

Доочистка сточных вод производится на самопромывных песчаных фильтрах или с помощью современных мембранных фильтров. На этом этапе количество взвешенных веществ, присутствующих в воде, сокращается до 3 мг/л.

Обеззараживание

Обеззараживание очищенных стоков выполняется методом обработки жидкости ультрафиолетом. Для повышения эффективности работы этой ступени очистные сооружения биологической очистки сточных вод оснащаются дополнительным воздуходувным оборудованием.

Стоки, прошедшие все ступени комплекса очистки, безопасны для окружающей среды и могут сбрасываться в водоем.

Проектирование очистных систем

Очистные сооружения производственных сточных вод проектируются с учетом следующих факторов:

• уровня залегания грунтовых вод,
• конструкции, геометрии, расположения подводящего коллектора,
• комплектности системы (тип и количество блоков, определяемые заблаговременно на основании биохимического анализа стоков или их прогнозируемого состава),
• расположения компрессорных установок,
• наличия свободного подъезда для транспорта, который будет осуществлять вывоз мусора, задерживаемого решетками, а также для ассенизаторской техники,
• возможного размещения вывода очищенной жидкости,
• необходимости использования дополнительного оборудования (определяется наличием специфических примесей и другими индивидуальными особенностями объекта).

Монтаж установок

Правильность монтажа очистных сооружений и отсутствие ошибок на этом этапе во многом определяют долговечность комплексов и их эффективность, а также бесперебойность работы – один из важнейших показателей.

Монтаж локальной очистной установки

Монтажные работы включают в себя следующие этапы:

• разработка схем монтажа,
• осмотр площадки и определение ее готовности к монтажу,
• строительные работы,
• подключение установок к коммуникациям и соединение их между собой,
• пуско-наладочные работы, регулировка и настройка автоматики,
• сдача объекта.

Полный комплекс монтажных работ (перечень необходимых операций, объем работ, требуемое для их выполнения время и другие параметры) определяются, исходя из особенностей объекта: его производительности, комплектности), а также с учетом характеристик места монтажа (тип рельефа, грунт, расположение грунтовых вод и др.).

Обслуживание очистных сооружений

Своевременное и профессиональное обслуживание очистных сооружений обеспечивает эффективность оборудования. Поэтому такие работы должны выполняться специалистами.

В комплекс работ входят:

• удаление задержанных нерастворимых включений (крупного мусора, песка),
• определение количества образующегося ила,
• проверка содержания кислорода,
• контроль работы по химическим и микробиологическим показателям,
• проверка функционирования всех элементов.

Важнейшим этапом обслуживания локальных очистных сооружений является контроль работы и профилактика электрооборудования. Обычно к этой категории относятся воздуходувные машины и перекачивающие насосы. В аналогичном обслуживании нуждаются и установки ультрафиолетового обеззараживающего излучения.

Схема сооружений для очистки воды

Вода всегда являлась незаменимым компонентом жизни любого человека. Большое значение уделяется качеству воды как централизованных, так и локальных систем водоснабжения. В основном для питьевых нужд используется вода открытых водоемов: рек, озер, прудов. Нередко используется и подземная вода.

Вода из поверхностных водоемов в большинстве случаев не соответствует гигиеническим нормативам.

Согласно закону о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения, вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна обладать благоприятными органолептическими свойствами.

Очистка воды — это процесс удаления из воды песка, различных взвесей и мути, солей и примесей.

Подземные (особенно артезианские) воды более безопасны, но, тем не менее, должны подвергаться специальной обработке перед поступлением в распределительную сеть. То же касается и поверхностных вод. Очистке подлежит не только питьевая вода, но и сточная.

Казалось бы, зачем ее очищать? Все дело в том, что к сточным водам тоже предъявляются особенные требования. Если они сливаются за чертой города, то качество их состава должно быть таким же, как и качество воды водоема, куда они сливаются.

Сточные воды могут содержать большое количество микроорганизмов, простейших, органических и токсических веществ, яиц гельминтов. При невыполнении данных требований возможно загрязнение водоемов, нарушение процессов самоочищения и последующее нарушение биоценоза.

Рассмотрим более подробно, как выглядит схема очистных сооружений, основные этапы очистки, виды очистных сооружений, схема очистки сточных вод.

Виды очистных сооружений

Задача очистных сооружений состоит в очистке сточных, канализационных или промышленных вод.

Для обработки воды применяются самые различные сооружения. Если планируется проводить данные работы в отношении поверхностных вод непосредственно перед их подачей в разводящую сеть города, то применяются следующие сооружения: отстойники, фильтры.

Для сточных вод можно использовать более широкий круг устройств: септики, аэротенки, метантенки, биологические пруды, поля орошения, поля фильтрации и так далее. Рассмотрим более подробно схему очистки стоков. Система канализации включает в себя трубопроводы и очистные сооружения.

Вода из канализации имеет самый разный состав, в ней могут присутствовать механические примеси даже крупных размеров.

Краткая характеристика

Схема очистных сооружений: 1 — пескоуловители; 2 — первичные отстойники; 3 — аэротенк; 4 — вторичные отстойники; 5 — биологические пруды; 6 — осветление; 7 — реагентная обработка; 8 — метатенк; АИ — активный ил.

Септик — это сооружение, которое предназначено для очистки небольшого количества бытовых сточных вод из канализации. Он необходим для задерживания взвешенных веществ. Это подземный отстойник, состоящий из нескольких камер, по которым протекает вода из канализации. Метантенк — это один из важнейших элементов линии очистных сооружений.

Предназначен он для анаэробного брожения жидких отходов, в результате которого образуется метан. Его нередко используют для сбраживания ила. Следующее сооружение — это аэротенк. Он предназначен главным образом для биологической очистки воды, то есть для уменьшения содержания в ней органических веществ.

Это резервуар прямоугольной формы, где стоки смешиваются с активным илом, содержащим большое количество бактерий. Процесс окисления ускоряется при подаче в резервуар воздуха. В отстойниках происходит осаждение взвешенных веществ.

Для биологической очистки могут применяться поля орошения, поля фильтрации, работа которых тоже основана на действии бактерий и активного ила.

Первый этап очищения стоков

Система механической очистки включает в себя: щитовой затвор, наклонную решетку, барабанную решетку тонкой очистки.

Для сооружений по очистке воды из канализации характерно то, что они выстраиваются в определенной последовательности. Такой комплекс называется линией очистных сооружений. Схема начинается с механической очистки. Здесь чаще всего используются решетки и песколовки. Это начальный этап всего процесса обработки воды.

Решетки представляют собой вид поперечных металлических балок, расстояние между которыми равно нескольким сантиметрам. На этом этапе задерживаются самые большие примеси. Это могут быть остатки бумаги, тряпки, вата, пакеты и другой мусор. После решеток в работу вступают песколовки.

Они необходимы для того, чтобы задерживать песок, в том числе и крупных размеров.

Мелкие частицы уносятся на следующий этап обработки. Если сравнивать этот этап с обычной водоподготовкой для питьевых целей, то в последнем варианте такие сооружения не применяются, в них нет необходимости. Вместо них происходят процессы осветления и обесцвечивания воды. Механическая очистка очень важна, так как в дальнейшем она позволит более эффективно провести биологическую очистку.

Применение отстойников

Сточные воды попадают в камеру предварительного осаживания, где часть загрязнений оседает в отстойник. Потом частично очищенные воды поднимаются вверх и проходят через фильтр. Задержанные примеси также сползают в отстойник.

Отстойники — важный элемент любой линии очистных сооружений. В них происходит освобождение воды от взвешенных веществ, в том числе от яиц гельминтов. Они могут быть вертикальными и горизонтальными, одноярусными и двухъярусными.

Последние наиболее оптимальны, так как при этом вода из канализации в первом ярусе очищается, а осадок (ил), который там образовался, через специальное отверстие сбрасывается в нижний ярус. Каким же образом в таких сооружениях происходит процесс освобождения воды из канализации от взвешенных веществ? Механизм довольно прост.

Отстойники представляют собой резервуары больших размеров круглой или прямоугольной формы, где происходит осаждение веществ под действием силы тяжести.

Для ускорения этого процесса можно использовать специальные добавки — коагулянты или флоккулянты. Они способствуют слипанию мелких частиц вследствие изменения заряда, более крупные вещества быстрее осаждаются.

Таким образом, отстойники — это незаменимые сооружения для очистки воды из канализации. Важно учесть, что при простой водоподготовке они тоже активно используются.

Принцип работы основан на том, что вода поступает с одного конца устройства, при этом диаметр трубы при выходе становится больше и ток жидкости замедляется. Все это способствует осаждению частиц.

Сбраживание осадка

Схема метантенка: 1 – газовый колпак для сбора метана; 2 – труба для отвода метана; 3 – труба для подачи сырого осадка; 4 – цилиндрический железобетонный герметический резервуар; 5 – труба для удаления сброженного осадка; 6 – насосы с гидроэлеваторами.

Схема очистки включает в себя и сбраживание осадка. Из очистных сооружений важен метантенк. Он представляет собой резервуар для сбраживания осадка, который образуется при отстаивании в двухъярусных первичных отстойниках. В ходе процесса сбраживания образуется метан, который можно использовать в других технологических операциях.

Образовавшийся ил собирается и вывозится на специальные площадки для тщательного просушивания. Для обезвоживания осадка нашли широкое применение иловые площадки и вакуум-фильтры. После этого он может утилизироваться или использоваться для других нужд. Сбраживание происходит под влиянием активных бактерий, водорослей, кислорода.

В схему очистки воды из канализации могут входить и биофильтры.

Оптимальнее всего размещать их до вторичных отстойников, чтобы вещества, которые унеслись с током воды из фильтров, могли осаждаться в отстойниках. Целесообразно для ускорения очистки применять так называемые преаэраторы.

Это устройства, которые способствуют насыщению воды кислородом для ускорения аэробных процессов окисления веществ и биологической очистки.

Нужно отметить, что очистка воды из канализации условно разделена на 2 этапа: предварительную и заключительную.

Биологическая очистка воды

Биофильтр включает в себя: вход для грязной воды, фильтровальную пластину, гранулят, перфорированное дно и выход для очищенной воды.

Схема очистных сооружений включает и биологическую очистку с помощью полей фильтрации и орошения. Сюда же можно отнести биофильтры. Биофильтры — это устройства, где сточные воды очищаются, проходя через фильтр, содержащий активные бактерии.

Он состоит из твердых веществ, в качестве которых может использоваться гранитная крошка, пенополиуретан, пенопласт и другие вещества. На поверхности этих частиц образуется биологическая пленка, состоящая из микроорганизмов. Они разлагают органические вещества.

По мере загрязнения биофильтры нужно периодически очищать.

Сточные воды подаются в фильтр дозировано, в противном случае большой напор может погубить полезные бактерии. После биофильтров применяются вторичные отстойники.

Ил, образованный в них, поступает частично в аэротенк, а остальная его часть — на илоуплотнители.

Выбор того или иного способа биологической очистки и вида очистных сооружений во многом зависит от требуемой степени очистки сточных вод, рельефа, типа грунта, экономических показателей.

Дезинфекция сточных вод

УФО воды представляет собой прохождение воды вдоль уф-лампы. Уф-лучи проникают на несколько сантиметров в толщ воды.

Дезинфекция, то есть уничтожение микроорганизмов, является заключительным этапом очищения стоков канализации. Дезинфекция или обеззараживание воды — важная составляющая, которая обеспечивает безопасность ее для водоема, в который она будет сброшена.

Для обеззараживания могут применяться самые разнообразные способы: ультрафиолетовое облучение, действие переменного тока, ультразвук, гамма-облучение, хлорирование. УФО — очень эффективный способ, с помощью которого уничтожается примерно 99% всех микроорганизмов, в том числе бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов. Он основан на способности разрушать мембрану бактерий.

Но этот метод не применяется так широко. Кроме того, его эффективность зависит от мутности воды, содержания в ней взвешенных веществ.

Наиболее часто используется после очистных сооружений метод хлорирования. Хлорирование бывает разным: двойным, суперхлорированием, с преаммонизацией. Последнее необходимо для предупреждения неприятного запаха. Суперхлорирование предполагает воздействие очень больших доз хлора.

Двойное действие заключается в том, что хлорирование осуществляется в 2 этапа. Это более характерно для водоподготовки. Метод хлорирования воды из канализации очень эффективен, кроме того, хлор обладает эффектом последействия, чем не могут похвастаться другие методы очистки.

После обеззараживания стоки сливаются в водоем.

Заключение, выводы, рекомендации

На основании всего вышесказанного можно сделать заключение о том, что схема очистных сооружений очень сложна и включает различные этапы очистки сточной воды из канализации. В первую очередь необходимо знать, что данная схема применяется только для бытовых сточных вод.

Если же имеют место промышленные стоки, то в этом случае дополнительно включают специальные методы, которые будут направлены на снижение концентрации опасных химических веществ.

В нашем случае схема очистки включает следующие основные этапы: механическую, биологическую очистку и обеззараживание (дезинфекцию). Механическая очистка начинается с применения решеток и песколовок, в которых задерживается крупный мусор (тряпки, бумага, вата).

Песколовки нужны для осаждения излишнего песка, особенно крупного. Это имеет большое значение для последующих этапов.

После решеток и песколовок схема очистных сооружений воды из канализации включает использование первичных отстойников. В них под силой тяжести оседают взвешенные вещества. Для ускорения этого процесса нередко применяют коагулянты. После отстойников начинается процесс фильтрации, который осуществляется главным образом в биофильтрах.

Механизм действия биофильтра основан на действии бактерий, которые разрушают органические вещества. Следующий этап — вторичные отстойники. В них ил, который унесло с током жидкости, оседает. После них целесообразно использовать метантенк, в нем сбраживается осадок и вывозится на иловые площадки.

Следующий этап — биологическая очистка с помощью аэротенка, полей фильтрации или полей орошения. Заключительный этап — дезинфекция.