Канализационные очистные сооружения ОС, КОС, БОС.

Одним из основных способов защиты природной среды от загрязнений можно назвать предотвращение попадания неочищенной воды и других вредных компонентов в водоемы. Современные очистные сооружения – это комплекс инженерно-технических решений для последовательной фильтрации и обеззараживания загрязненных стоков с целью их повторного использования в производстве или для спуска в природные водоемы. Для этого разработан ряд методик и технологий, которые будут рассмотрены ниже.

Подробнее о технологии очистки сточных вод

Поскольку системы централизованного водоотведения проложены не во всех местах, а для некоторых промышленных предприятий требуется предварительная подготовка стоков, сегодня очень часто обустраиваются локальные канализационные сооружения. Они востребованы также в частных домах, загородных коттеджных городках и отдельно стоящих жилых комплексах, промышленных предприятиях, цехах.

Сточные воды отличаются по источнику загрязнения: хозбытовые, промышленные и поверхностные (произошедшие от атмосферных осадков). Бытовые стоки именуют хозяйственно-фекальными. Они состоят из загрязненной воды, удаляемой из душевых, туалетов, кухонь, столовых и больниц. При этом основными загрязнителями выступают физиологические и бытовые отходы.

К промышленным стокам относятся водяные массы, которые образовались при:

• выполнении различных производственно-технологических операций;
• промывании сырья и готовой продукции;
• охлаждении оборудования.

Также к этой разновидности относится вода, откачанная из недр при добывании полезных ископаемых. Основным источником загрязнения здесь выступают производственные отходы. В их состав могут входить отравляющие, потенциально опасные вещества, а также отходы, которые могут быть извлечены и использованы в виде вторичного сырья.

Поверхностные (атмосферные) стоки содержат чаще всего лишь минеральные загрязнения, к их очистке предъявляются минимальные требования. Помимо этого, сточные воды квалифицируют по концентрации различных загрязняющих веществ. Эти характеристики влияют на выбор метода и количества этапов очистки. Чтобы определить состав оборудования, необходимость строительства, а также мощность различных типов сооружений, выполняется расчет производства очистки стоков.

Основные этапы очистки

На первом этапе производится механическая очистка стоков, цель которой – фильтрация от различных нерастворимых примесей. Для этого применяют специальные самоочищающиеся решетки и сита. Задержанные отбросы, совместно с другими осадками, направляются на последующую переработку или вывозятся на полигоны вместе с твердыми бытовыми отходами.

В песколовке мелкие частицы песка, шлака и другие подобные минеральные элементы под воздействием силы тяжести осаждаются. При этом отфильтрованный состав пригоден для дальнейшего использования после переработки. Остальные нерастворенные вещества надежно задерживаются в специальных отстойниках и септиках, а жиры и нефтепродукты извлекаются при помощи жироловок, нефтеловушек и флотаторов. На стадии механической очистки из сточных потоков извлекаются до трех четвертей минеральных загрязнений. Так обеспечивается равномерность подачи жидкости на следующие стадии переработки.

После этого используются биологические методы очистки, выполняемые при помощи микроорганизмов и простейших. Первое сооружение, куда попадает вода на биологическом этапе, – специальные первичные отстойники, в которых происходит осаживание взвешенной органики. Одновременно используется еще один тип отстойников, в которых со дна удаляется активный ил. Биологическая очистка позволяет удалить более 90% органических загрязнений.

На физико-химическом этапе происходит очистка от растворенных примесей. Делается это при помощи специальных методик и реагентов. Здесь используется коагуляция, фильтрация, а также отстаивание. Наряду с ними применяются различные технологии дополнительной обработки, среди которых: гиперфильтрация, сорбция, ионообмен, удаление азотсодержащих веществ и фосфатов.

Последним этапом обработки считается хлорное обеззараживание жидкости от оставшихся бактериальных загрязнений. Приведенная ниже схема детально показывает все описанные этапы с указанием оборудования, которое используется на каждой стадии. Важно отметить, что способы очистки для различных производственных предприятий отличаются в зависимости от наличия в сточных водах определенных загрязнителей.

Особенности и требования к обустройству очистных сооружений

Бытовые стоки относят к однообразным по составу, поскольку концентрация загрязняющих веществ зависит лишь от объема потребляемой жильцами воды. Они содержат нерастворимые загрязнения, эмульсии, пены и суспензии, различные коллоидные частицы, а также другие элементы. Основная их часть – минеральные и растворимые вещества. Для очистки бытовых стоков используется базовый набор очистных сооружений, принцип работы которых описан выше.

В целом бытовые канализации считаются более простыми, поскольку они сооружаются для очистки стоков от одного или нескольких частных домов и хозяйственных построек. К ним не предъявляются требования относительно высокой производительности. Для этой цели используются специально разработанные установки, обеспечивающие биологическую очистку стоков.

Благодаря им в загородном жилье появилась возможность не только обустроить душевую, ванную или туалет, но и подключить различную бытовую технику. Обычно такие установки просты в монтаже и эксплуатации, не требуют дополнительных компонентов.

Для промышленных стоков состав и степень загрязнения изменяются в зависимости от характера производства, а также вариантов применения воды для обеспечения технологического процесса. При производстве пищевых продуктов для сточных вод характерно высокое загрязнение органическими веществами, поэтому основным способом очистки таких вод считается биологический. Оптимальным вариантом можно назвать использование аэробного и анаэробного метода или их сочетания.

В других отраслях основной проблемой является очистка нефте- и жиросодержащих стоков. Для таких предприятий применяются специальные нефтеотделители или жироуловители. Но наиболее безопасными для окружающей среды считаются водооборотные системы очистки загрязненной воды. Такие локально-очистные комплексы устанавливаются на мойках машин, а также на производственных предприятиях. Они позволяют организовать замкнутый цикл использования воды без ее сброса во внешние водоемы.

Для определения способа организации очистки и выбора конкретного сооружения применяются специальные системы и методы (предприятий много, поэтому процесс должен быть индивидуализирован). Немаловажное значение имеет цена оборудования и работ по его установке. Оптимальный вариант для каждого случая помогут подобрать лишь специалисты.

Отправьте заявку* Получаете консультацию

Городские очистные сооружения

1. Назначение.
Водоочистное оборудование предназначено для очистки городских сточных вод (смесь бытовых и производственных стоков объектов коммунального хозяйства) до нормативов сброса в водоем рыбо-хозяйственного назначения.

2.Область применения.
Производительность очистных сооружений составляет от 2500 до 10000 куб.м/сут, что эквивалентно расходу сточных вод от города (поселка) с населением от 12 до 45 тысяч человек.

Расчетный состав и концентрация загрязняющих веществ в исходной воде:

• ХПК – до 300 – 350 мг/л
• БПКполн – до 250 -300 мг/л
• Взвешенные вещества – 200 -250 мг/л
• Азот общий – до 25мг/л
• Азот аммонийный – до 15мг/л
• Фосфаты – до 6 мг/л
• Нефтепродукты – до 5мг/л
• ПАВ – до 10мг/л

Нормативное качество очистки:

• БПКполн – до 3,0 мг/л
• Взвешенные вещества – до 3,0 мг/л
• Азот аммонийный – до 0,39 мг/л
• Азот нитритов – до 0,02 мг/л
• Азот нитратов – до 9,1 мг/л
• Фосфаты – до 0,2 мг/л
• Нефтепродукты – до 0,05 мг/л
• ПАВ – до 0,1мг/л

3. Состав очистных сооружений.

В состав технологической схемы очистки сточных вод входит четыре основных блока:

• блок механической очистки – для удаления крупных отбросов и песка;
• блок полной биологической очистки – для удаления основной части органических загрязнений и соединений азота;
• блок глубокой доочистки и обеззараживания;
• блок обработки осадков.

Механическая очистка сточных вод.

Для удаления грубодисперсных примесей используются механические процеживатели, обеспечивающие эффективное удаление загрязнений с размером более 2 мм. Удаление песка осуществляется на песколовках.
Удаление отбросов и песка полностью механизировано.

Биологическая очистка.

На стадии биологической очистки применяются аэротенки нитри-денитрификаторы, что обеспечивает параллельное удаление органических веществ и соединений азота.
Нитри-денитрификация необходима для обеспечения нормативов на сброс по соединениям азота, в частности, его окисленным формам (нитритам и нитратам).
Принцип работы такой схемы основан на рециркуляции части иловой смеси между аэробной и аноксичными зонами. При этом окисление органического субстрата, окисление и восстановление соединений азота происходит не последовательно (как в традиционных схемах), а циклически, небольшими порциями. В результате процессы нитри-денитрификации протекают практически одновременно, что позволяет удалять соединения азота без использования дополнительного источника органического субстрата.
Эта схема реализуется в аэротенках с организацией аноксичных и аэробных зон и с рециркуляцией иловой смеси между ними. Рециркуляция иловой смеси осуществляется из аэробной зоны в зону денитрификации эрлифтами.
В аноксичной зоне аэротенка нитри-денитрификатора предусмотрено механическое (погружными мешалками) перемешивание иловой смеси.

На рис.1 представлена принципиальная схема аэротенка нитри-денитрификатора, когда возврат иловой смеси из аэробной зоны в аноксичную осуществляется под гидростатическим давлением по самотечному каналу, подача иловой смеси из конца аноксичной зоны в начало аэробной производится эрлифтами или погружными насосами.
Исходная сточная вода и возвратный ил из вторичных отстойников подаются в зону дефосфатации (бескислородную), где происходит гидролиз высокомолекулярных органических загрязнений и аммонификация азотсодержащих органических соединений в отсутствии какого-либо кислорода.

Принципиальная схема аэротенка нитри-денитрификатора с зоной дефосфатации
I – зона дефосфатации; II – зона денитрификации; III – зона нитрификации, IV- зона отстаивания
1- сточная вода;

2- возвратный ил;

4- эрлифт;

6- иловая смесь;

7- канал циркуляционной иловой смеси,

8- очищенная вода.

Далее иловая смесь поступает в аноксичную зону аэротенка, где также происходит изъятие и деструкция органических загрязнений, аммонификация азотсодержащих органических загрязнений факультативными микроорганизмами активного ила в присутствии связанного кислорода (кислорода нитритов и нитратов, образующихся на последующей стадии очистки) с одновременной денитрификацией. Далее иловая смесь направляется в аэробную зону аэротенка, где происходит окончательное окисление органических веществ и нитрификация азота аммонийного с образованием нитритов и нитратов.

Процессы, протекающие в этой зоне, обуславливают необходимость интенсивной аэрации очищаемых сточных вод.
Часть иловой смеси из аэробной зоны поступает во вторичные отстойники, а другая – вновь возвращается в аноксичную зону аэротенка для денитрификации окисленных форм азота.
Эта схема в отличие от традиционных позволяет наряду с эффективным удалением соединений азота повысить эффективность изъятия соединений фосфора. За счет оптимального чередования аэробных и анаэробных условий при рециркуляции способность активного ила аккумулировать соединения фосфора возрастает в 5 -6 раз. Соответственно возрастает и эффективность его удаления с избыточным илом.
Однако в случае повышенного содержания фосфатов в исходной воде, для удаления фосфатов до величины ниже 0,5-1,0 мг/л, потребуется проведение обработки очищенной воды железо- или алюминий содержащим (например, оксихлорид алюминием) реагентом. Ввод реагента наиболее целесообразно производить перед сооружениями доочистки.
Осветленная во вторичных отстойниках сточная вода направляется на доочистку, затем на обеззараживание и далее в водоем.
Принципиальный вид комбинированного сооружения – аэротенка нитри-денитрификатора представлен на рис. 2.

Сооружения доочистки.

БИОСОРБЕР – установка для глубокой доочистки сточных вод. Более подробно описание и общие виды установок.
БИОСОРБЕР – см. в предыдущем разделе.
Применение биосорбера позволяет получить воду, очищенную до норм ПДК рыбохозяйственного водоема.
Высокое качество очистки воды на биосорберах позволяет использовать для обеззараживания стоков УФ установки.

Сооружения по обработке осадков.

Учитывая значительный объем осадков образующихся в процессе очистки стоков (до 1200 куб.м/сут), для уменьшения их объема необходимо использовать сооружения обеспечивающие их стабилизацию, уплотнение и механическое обезвоживание.
Для аэробной стабилизации осадков используются сооружения аналогичные аэротенкам со встроенным илоуплотнителем. Подобное технологическое решение позволяет исключить последующее загнивание образующихся осадков, а так же приблизительно в два раза уменьшить их объем.
Дальнейшее уменьшение объема происходит на ступени механического обезвоживания, предусматривающее предварительное сгущение осадков, их реагентную обработку, а затем обезвоживание на фильтр-прессах. Объем обезвоженного осадка для станции производительностью 7000 куб.м/сут составит приблизительно 5-10 куб.м/сут.
Стабилизированный и обезвоженный осадок направляется на хранение на иловых площадках. Площадь иловых площадок в этом случае составит приблизительно 2000 кв.м (производительность очистных сооружений 7000 куб.м/сут).

4.Конструктивное оформление очистных сооружений.

Конструктивно очистные сооружения механической и полной биологической очистки выполнены в виде комбинированных сооружений на базе нефтяных резервуаров диаметром 22 и высотой 11 м, закрытых сверху крышей и оборудованных системами вентиляции, внутреннего освещения и отопления (расход теплоносителя минимален, поскольку основной объем сооружения занимает исходная вода, имеющая температуру в пределах не ниже 12-16 град.).
Производительность одного подобного сооружения – 2500 куб.м/сут.
Аналогично выполнен аэробный стабилизатор со встроенным илоуплотнителем. Диаметр аэробного стабилизатора – 16 м для станций производительностью до 7,5 тыс куб.м/сут и 22 м – для станции производительностью 10 тыс. куб.м/сут.
Для размещения ступени доочистки – на базе установок БИОСОРБЕР БСД 0,6 , установок обеззараживания очищенных стоков, воздуходувной станции, лаборатории, бытовых и подсобных помещений требуется здание шириной 18 м, высотой 12 м и длинной для станции производительностью 2500 кубм/сут – 12 м, 5000 куб.м/сут – 18, 7500 – 24 и 10000 куб,м/сут – 30 м.

Спецификация зданий и сооружений:

1. комбинированные сооружения – аэротенки нитри-денитрификаторы диаметром 22м – 4 шт.;
2. производственно- бытовое здание 18х30 м с блоком доочистки, воздуходувной станцией, лабораторией и бытовыми помещениями;
3. комбинированное сооружение аэробный стабилизатор со встроенным илоуплотнителем диаметром 22м – 1 шт.;
4. галерея шириной 12 м;
5. иловые площадки 5 тыс. кв.м.

– это комплекс специальных сооружений, предназначенный для очистки сточных вод от содержащихся в них загрязнений. Очищенная вода либо используется в дальнейшем, либо сбрасывается в природные водоёмы (Большая советская энциклопедия).

Каждый населенный пункт нуждается в эффективных очистных сооружениях. От работы этих комплексов зависит, какая вода будет попадать в окружающую среду и как это в дальнейшем отразится на экосистеме. Если жидкие отходы не очищать вообще, то погибнут не только растения и животные, но и будет отравлена почва, а вредные бактерии могут попасть в организм человека и вызвать тяжелые последствия.

Каждое предприятие, имеющее токсичные жидкие отходы, обязано заниматься системой очистных сооружений. Таким образом, это отразится на состоянии природы, и улучшит условия жизни человека. Если очистные комплексы будут эффективно работать, то сточные воды станут безвредными при попадании в грунт и водоемы. Размеры очистных сооружений (далее – О.С.) и сложность очистки сильно зависят от загрязнённости сточных вод и их объёмов. Более подробно о этапах очистки сточных вод и видах О.С. читайте далее.

Этапы очистки сточных вод

Наиболее показательным в плане наличия этапов очистки воды являются городские или локальные О.С., рассчитанные на крупные населённые пункты. Именно хозяйственно-бытовые стоки наиболее сложны в очистке, так как содержат разнородные загрязнители.

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.

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.

Механический этап очистки сточных вод

Первоначально все воды из канализации поступают на главную насосную станцию в специальный резервуар. Этот резервуар призван компенсировать повышенную нагрузку в пиковые часы. А мощный насос равномерно нагнетает соответствующий объём воды для прохождения всех ступеней очистки.

улавливают крупный мусор более 16 мм – банки, бутылки, тряпки, пакеты, продукты питания, пластмассу и т.д. В дальнейшем этот мусор либо перерабатывается на месте, либо вывозится в места переработки твёрдых бытовых и промышленных отходов. Решетки представляют собой вид поперечных металлических балок, расстояние между которыми равно нескольким сантиметрам.

На самом деле они улавливают не только песок, но и маленькие камушки, осколки стекла, шлак и пр. Песок довольно быстро оседает на дно под действием силы тяжести. Затем осевшие частицы специальным устройством сгребается в углубление на дне, откуда и выкачивается насосом. Песок промывается и утилизируется.

. Здесь удаляются все примеси, которые всплывают на поверхность воды (жиры, масла, нефтепродукты и пр.) и. По аналогии с песколовкой, они также удаляются специальным скребком, только с поверхности воды.

4. 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.

механической очистки сточных вод могут использоваться в зависимости от степени загрязнённости воды и проекта конкретного очистительного сооружения. К ним относятся: мембраны, фильтры, септики и пр.

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.

Биологические очистные сооружения сточных вод

Биологическая очистка может быть, как самостоятельным очистным сооружением, так и важным этапом в многоступенчатой системе больших городских очистительных комплексов.

Суть биологической очистки заключается в удалении из воды различных загрязнителей (органики, азота, фосфора и пр.) при помощи специальных микроорганизмов (бактерий и простейших). Эти микроорганизмы питаются вредными загрязнениями, содержащимися в воде, тем самым очищая её.

С технической точки зрения биологическая очистка осуществляется в несколько этапов:

– прямоугольный резервуар, где вода после механической очистки смешивается с активным илом (специальными микроорганизмами), который и очищает её. Микроорганизмы бывают 2 видов:

• Аэробные – использующие кислород для очистки воды. При использовании этих микроорганизмов воду перед попаданием в аэротенк необходимо обогащать кислородом.
• Анаэробные – НЕ использующие кислород для очистки воды.

Необходим для удаления неприятно пахнущего воздуха с последующей его очисткой. Этот цех необходим, когда объём сточных вод достаточно большой и/или очистные сооружения расположены вблизи населённых пунктов.

Здесь вода очищается от активного ила путём его отстаивания. Микроорганизмы оседают на дно, где при помощи придонного скребка транспортируются к приямку. Для удаления всплывающего ила предусмотрен поверхностный скребковый механизм.

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.

Система очистных сооружений вместо полей фильтрации и орошения может включать и 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 и экономических показателей.

Доочистка сточных вод

После прохождения основных этапов очистки из сточных вод удаляется 90-95% всех загрязнений. Но оставшиеся загрязнители, а также остаточные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности не позволяют сбрасывать эту воду в природные водоёмы. В связи с этим на очистных сооружениях и были введены различные системы доочистки сточных вод.

В биореакторах происходит процесс окисления следующих загрязнителей:

• органических соединений, которые были «не по зубам» микроорганизмам,
• самих этих микроорганизмов,
• аммонийного азота.

Происходит это путем создания условий для развития автотрофных микроорганизмов, т.е. превращающих неорганические соединения в органические. Для этого используются специальные пластмассовые засыпные диск с высокой удельной площадью поверхности. Проще говоря, эти диск с отверстием в центре. Для ускорения процессов в биореакторе используется интенсивная аэрация.

Фильтры очищают воду при помощи песка. Песок непрерывно обновляется в автоматическом режиме. Фильтрация осуществляется на нескольких установках путём подачи к ним воды снизу-вверх. Для того, чтобы не использовать насосы и не расходовать электричество эти фильтры устанавливают на уровне ниже чем другие системы. Промывка фильтров устроена таким образом, что не требует большого количества воды. Поэтому они занимают не такую большую площадь.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Дезинфекция или обеззараживание воды – важная составляющая, которая обеспечивает безопасность ее для водоема, в который она будет сброшена. Дезинфекция, то есть уничтожение микроорганизмов, является заключительным этапом очищения стоков канализации. 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. И лампы УФО довольно быстро покрываются налётом из минеральных и биологических веществ. Для предотвращения этого предусмотрены специальные излучатели ультразвуковых волн.

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.

Очистка от фосфатов

Фосфаты – это соли фосфорных кислот. Они широко применяются в синтетических моющих средствах (стиральных порошках, средствах для мытья посуды и пр.). Фосфаты, попадая в водоёмы, приводят к их эвтрофикации, т.е. превращению в болото.

Очистка сточных вод от фосфатов осуществляется путём дозированного добавления специальных коагулянтов в воду перед сооружениями биологической очистки и перед песчаными фильтрами.

Вспомогательные помещения очистных сооружений

Цех аэрации

– это активный процесс насыщения воды воздухом, в данном случае путём пропускания пузырьков воздуха через воду. Аэрация используется во многих процессах в очистных сооружениях. Подача воздуха осуществляется одной или несколькими воздуходувками с частотными преобразователями. Специальные датчики кислорода регулируют количество подаваемого воздуха, чтобы его содержание в воде было оптимальным.

Утилизация избыточного активного ила (микроорганизмов)

На биологическом этапе очистки сточных вод образуется избыточный ил, так как микроорганизмы в аэротенках активно размножаются. Избыточный ил обезвоживается и утилизируется.

Процесс обезвоживания проходит в несколько этапов:

1. В избыточный ил добавляется специальные реагенты , которые приостанавливают деятельность микроорганизмов и способствуют их сгущению
2. В илоуплотнителе ил уплотняется и частично обезвоживается.
3. На центрифуге ил отжимается и из него удаляются остатки влаги.
4. Поточные осушители при помощи непрерывной циркуляции тёплого воздуха окончательно высушивают ил. Высушенный осадок имеет остаточную влажность 20-30%.
5. Затем ил упаковывается в герметичные контейнеры и утилизируется
6. Вода же, удалённая из ила, отправляется обратно к началу цикла очистки.

Очистка воздуха

К сожалению, очистные сооружения пахнут не самым лучшим образом. Особенно вонючим является этап биологической обработки сточных вод. Поэтому если очистное сооружение находится вблизи населённых пунктов или объём сточных вод велик настолько, что плохо пахнущего воздуха образуется очень много – нужно подумать об очистке не только воды, но и воздуха.

Очистка воздуха, как правило, проходит в 2 этапа:

1. Первоначально загрязнённый воздух подается в биореакторы, где он соприкасается со специализированной микрофлорой, адаптированной для утилизации органических веществ, содержащихся в воздухе. Именно эти органические вещества являются причиной дурного запаха.
2. Воздух проходит стадию обеззараживания ультрафиолетом для предотвращения попадания данных микроорганизмов в атмосферу.

Лаборатория на очистных сооружениях

Вся вода, которая выходит из очистных сооружений должна систематически контролироваться в лаборатории. Лаборатория определяет наличие в воде вредных примесей и соответствие их концентрации установленным нормам. В случае превышения того или иного показателя работники очистного сооружения проводят тщательный осмотр соответствующего этапа очистки. И в случае обнаружения неисправности устраняют её.

Административно-бытовой комплекс

Персонал обслуживающий очистное сооружение может достигать нескольких десятков человек. Для их комфортной работы и создаётся административно-бытовой комплекс в него входят:

• Мастерские по ремонту оборудования
• Лаборатория
• Диспетчерская
• Кабинеты административно-управленческого персонала (бухгалтерии, кадровой службы, инженерная и пр.)
• Кабинет руководителя.

Электроснабжение О.С. выполняется по первой категории надёжности. Так как длительная остановка работы О.С. из-за отсутствия электричества может вызвать выход О.С. из строя.

Для предотвращение аварийных ситуаций электроснабжение О.С. осуществляется из нескольких независимых источников. В отделении трансформаторной подстанции предусматривается ввод силового кабеля от городской системы электроснабжения. А также ввод независимого источника электрического тока, например, от дизельного генератора, на случай аварии в городской электросети.

Заключение

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.

Виды очистных сооружений

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. Очистные сооружения бывают нескольких видов в зависимости от их предназначения. Они отличаются не только объёмами очищаемой воды, но и наличием этапов её очистки.

Городские очистные сооружения

Данные О.С. являются самым крупными из всех, они применяются в крупных мегаполисах и городах. В таких системах применяют особо эффективные методы очистки жидкости, например, химическую обработку, метантанки, установки флотации Они предназначены для очистки городских сточных вод. Эти воды представляют собой смесь бытовых и производственных стоков. Поэтому загрязнителей в них весьма много, и они очень разнообразны. Воды очищаются до нормативов сброса в водоем рыбохозяйственного назначения. Нормативы регламентируются приказом Минсельхоза России от 13.12.2016 г. № 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения».

На данных О.С., как правило, используются все этапы очистки воды, описанные выше. Наиболее показательным является пример Курьяновских очистных сооружений.

Курьяновские О.С. являются крупнейшими в Европе. Его мощность составляет мощностью 2,2 млн.м3/сут. Они обслуживают 60% сточных вод города Москвы. История этих объектов уходит своими корнями в далёкий 1939 год.

Локальные очистные сооружения

Локальные очистные сооружения – это сооружения и устройства, предназначенные для очистки сточных вод абонента перед их сбросом в систему коммунальной канализации (определение дано Постановлением Правительства РФ от 12 февраля 1999 г. №167).

Существует несколько классификаций локальных О.С., например, существуют локальные О.С. подключаемые к центральной канализации и автономные. Локальные О.С. могут использоваться на следующих объектах:

• В небольших городах
• В поселках
• В санаториях и пансионатах
• На автомойках
• На приусадебных участках
• На производственных предприятиях
• И на прочих объектах.

Локальные О.С. могут быть весьма различны от небольших узлов до капитальных сооружений, которые ежедневно обслуживает квалифицированный персонал.

Очистные сооружения для частного дома.

Для утилизации сточных вод частного дома используется несколько решений. Все они имеют свои преимущества и недостатки. Однако выбор всегда остаётся за владельцем дома.

1. Выгребная яма . По правде говоря, это даже не очистное сооружение, а просто резервуар для временного хранения стоков. При заполнении ямы вызывается ассенизационная машина, которая выкачивает содержимое и отвозит его для дальнейшей переработки.

Эту архаичную технологию до сих пор используют из-за её дешевизны и простоты. Однако она имеет и существенные недостатки, которые, порой, сводят на нет все её достоинства. Сточные воды могут попадать в окружающую среду и подземные воды, тем самым загрязняя их. Для ассенизаторской машины нужно предусматривать нормальный подъезд, так как вызывать её придётся достаточно часто.

2. Накопитель . Представляет собой ёмкость из пластика, стеклопластика, металла или бетона, куда сливаются сточные воды и хранятся. Затем они выкачиваются и утилизируются ассенизаторской машиной. Технология аналогична выгребной яме, но воды не загрязняют окружающую среду. Минусом такой системы является тот факт, что весной при большом количестве воды в грунте накопитель может быть выдавлен на поверхность земли.

3. Септик – представляет собой большие емкости, в них такие вещества, как крупная грязь, соединения органики, камни и песок уходят в осадок, а такие элементы, как различные масла, жиры и нефтепродукты остаются на поверхности жидкости. Бактерии, которые обитают внутри септика, добывают кислород для жизни из выпавшего осадка, при этом снижают уровень азота в сточных водах. Когда жидкость выходит из отстойника, то становится осветленной. Затем ее очищают при помощи бактерий. Однако важно понимать, что в такой воде остается фосфор. Для окончательной биологической очистки могут применяться поля орошения, поля фильтрации или колодцы-фильтры, работа которых тоже основана на действии бактерий и активного ила. На этой площади нельзя будет выращивать растения с глубокой корневой системой.

Септик весьма дорог и может занимать большую площадь. Следует иметь ввиду, что это сооружение, которое предназначено для очистки небольшого количества бытовых сточных вод из канализации. Однако результат стоит затраченных средств. Более наглядно устройство септика отражено на рисунке ниже.

4. Станции глубокой биологической очистки являются уже более серьёзным очистным сооружением в отличии от септика. Для работы этого устройства требуется электроэнергия. Однако и качество очистки воды составляет до 98%. Конструкция является достаточно компактной и долговечной (до 50 лет эксплуатации). Для обслуживания станции в верху, над поверхностью земли имеется специальный люк.

Ливневые очистные сооружения

Несмотря на то, что дождевая вода считается достаточно чистой, однако она собирает с асфальта, крыш и газонов различные вредные элементы. Мусор, песок и нефтепродукты. Для того, чтобы всё это не попадало в ближайшие водоёмы и создаются ливневые очистные сооружения.

В них вода проходит механическую очистку в несколько этапов:

1. Отстойник. Здесь под действием силы тяжести Земли оседают на дно крупные частицы – камешки, осколки стекла, металлические детали и пр.
2. Тонкослойный модуль. Здесь масла и нефтепродукты собираются на поверхности воды, где и собираются на специальных гидрофобных пластинках.
3. Сорбционный волокнистый фильтр. Он улавливает всё то, что пропустил тонкослойный фильтр.
4. Коалесцентный модуль. Он способствует отделению частиц нефтепродуктов, всплывающих на поверхность, размер которых больше 0,2 мм.
5. Угольный фильтр доочистки. Он окончательно избавляет воду от всех нефтепродуктов, которые в ней остаются после прохождения предыдущих ступеней очистки.

Проектирование очистных сооружений

Проектирование О.С. определить их стоимость, правильным образом выбрать технологию очистки, обеспечить надежность работы конструкции, привести сточные воды к нормам качества. Опытные специалисты помогут найти эффективные установки и реагенты, составят схему очистки сточных вод и введут установку в эксплуатацию. Еще один важный момент – составление сметы, которая позволит планировать и контролировать расходы, а также внести коррективы в случае необходимости.

На проект О.С. сильно влияют следующие факторы:

• Объёмы сточных вод. Проектирование сооружений для приусадебного участка это одно, а проект сооружений для очистки сточных вод коттеджного посёлка – это другое. Притом нужно учитывать, что возможности О.С. должны быть больше текущего количества сточных вод.
• Местность. Сооружения для очистки сточных вод требуют подъезда специального транспорта. Также нужно предусмотреть электропитание объекта, отведение очищенной воды, расположение канализации. О.С. могут занимать большую площадь, однако они не должны создавать помех соседним зданиям, сооружениям, участкам дорогам и другим сооружениям.
• Загрязнённость сточных вод. Технология очистки ливневых вод сильно отличается от очистки хозяйственно-бытовых.
• Требуемый уровень очистки. Если заказчик хочет сэкономить на качестве очищаемой воды, то необходимо использовать простые технологии. Однако если нужно сбрасывать воду в природные водоёмы, то качество очистки должно быть соответственным.
• Компетентность исполнителя. Если Вы заказываете О.С. у неопытных компаний, то готовьтесь к неприятным сюрпризам в виде увеличения смет на строительство или вплывшего по весне септика. Это случается потому, что в проект забывают включить достаточно критичные моменты.
• Технологические особенности. Используемые технологии, наличие или отсутствие этапов очистки, необходимость возведения систем, обслуживающих очистное сооружение – всё это должно отражаться в проекте.
• Другое. Невозможно всё предусмотреть наперёд. По мере проектирования и монтажа очистного сооружения в проект плана могут вноситься различные изменения, которые нельзя было предусмотреть на начальном этапе.

Этапы проектирования очистного сооружения:

1. Предварительные работы. Они включают изучение объекта, уточнение пожеланий заказчика, анализ сточных вод и пр.
2. Сбор разрешительной документации. Этот пункт, как правило, актуален для возведения больших и сложных сооружений. Для их строительства необходимо получить и согласовать соответствующую документацию у надзорных инстанций: МОБВУ, МОСРЫБВОД, Росприроднадзор, СЭС, Гидромет и пр.
3. Выбор технологии. На основании п. 1 и 2. происходит выбор необходимых технологий, используемых для очистки воды.
4. Составление сметы. Затраты на строительство О.С. должны быть прозрачны. Заказчик должен точно знать сколько стоят материалы, какова цена устанавливаемого оборудования, какой фонд оплаты труда рабочих и т.д. Также следует учесть затраты на последующее обслуживание системы.
5. Эффективность очистки. Несмотря на все расчёты результаты очистки могут быть далеки от желаемых. Поэтому уже на этапе планирования О.С. необходимо провести эксперименты и лабораторные исследования, которые помогут избежать неприятных неожиданностей после окончания строительства.
6. Разработка и согласование проектной документации. Для начала возведения очистных сооружений необходимо разработать и согласовать следующие документы: проект санитарно-защитной зоны, проект нормативов допустимых сбросов, проект предельно допустимых выбросов.

Монтаж очистных сооружений

После того как проект О.С. был подготовлен и все необходимые разрешения были получены наступает стадия монтажа. Хотя монтаж дачного септика сильно отличается от строительства очистного сооружения коттеджного посёлка, однако всё равно они проходят несколько стадий.

Во-первых, подготавливается местность. Роется котлован для установки очистного сооружения. Пол котлована засыпается песком и утрамбовывается, либо бетонируется. Если очистное рассчитано на большое количество сточных вод, то как правило, оно возводится на поверхности земли. В таком случае заливается фундамент и на него уже устанавливается здание или сооружение.

Во-вторых, осуществляется монтаж оборудования. Оно устанавливается, подключается к системе канализации и водоотведения, к электрической сети. Этот этап очень важен так как он требует от персонала знаний специфики работы настраиваемого оборудования. Именно неправильным монтаж, чаще всего, становится причиной выхода из строя оборудования.

В-третьих, проверка и сдача объекта. После монтажа готовое очистное сооружение проходит проверку на качество очистки воды, а также на способность работать в условиях повышенной нагрузки. После проверки О.С. сдаётся заказчику или его представителю, а также, при необходимости, проходит процедуру государственного контроля.

Обслуживание очистных сооружений

Как и любое оборудование очистное сооружение тоже нуждается в обслуживании. В первую очередь из О.С. необходимо удалять крупный мусор, песок, а также избыточный ил, которые образуются в ходе очистки. На крупных О.С. количество и разновидность удаляемых элементов может быть значительно больше. Но в любом случае удалять их придётся.

Во-вторых, осуществляется проверка работоспособности оборудования. Неполадки в каком-либо элементе могут быть чреваты не только снижением качества очистки воды, но и выходом из строя всего оборудования.

В-третьих, в случае обнаружения поломки, оборудование подлежит ремонту. И хорошо, если оборудование будет на гарантии. Если же гарантийный срок истёк, то ремонт О.С. придётся осуществлять за свой счёт.

Разные условия борьбы со сливами и различие решаемых при этом задач привели к созданию разных видов очистных сооружений. К примеру, ливневые очистные сооружения по своей комплектации, возможностям предназначены для обработки поверхностных стоков; локальные в зависимости от оснащения служат для предварительной очистки загрязненных вод определенных цехов, производств.

Городской тип очистных сооружений в отличие от других более универсален и может очищать любые типы жидких отходов, но при одном условии (которое и отличает его от других) – все они должны быть приведены к определенным характеристикам, установленным нормативами. Среди них: концентрация примесей; кислотность стоков (рН), которая должна быть в пределах между значениями 8,5 и 6,5.

Городские стоки

Данный вид стоков отличается содержанием в качестве загрязнителей самых разных органических соединений и частиц неорганических веществ. Некоторые из них вполне безобидны (например, песок, частицы пыли, грязи), другие (нефть, нефтепродукты, токсины, тяжелые металлы) опасны и при попадании в природу наносят ей непоправимый вред, вызывают ухудшение здоровья у людей, приводят к эпидемиям.

По оценкам специалистов, подлежащие очистке городские сточные воды в среднем содержат (в мг/л):

• ПВА ………………………………………..…………....10;
• сухого остатка ………………………….…………… 800;
• взвешенных веществ ……………………….……....259;
• азота аммонийных солей …………………………...30;
• общего азота ……………………..……..……………..45;
• фосфатов ……………………..…………………..…….15;
• хлоридов ………………………….………………..…...35;
• БПКполн ……………………………………..……….. 280;
• БПК5 …………………………………………..………..200.

Описание очистных сооружений для города

Чаще всего в состав городских очистных сооружений входит четыре блока очистного оборудования: механический (или предварительный), биологический, глубокой очистки, окончательной обработки стоков.

В первом, механическом, из сливов удаляется песок, крупный мусор. Для этого при очистке городской сточной воды применяются различные по конструкции сита, решетки (механические барабанные, шнековые, грабельные и пр.), песколовки, сепараторы песка.

Поступившие на второй блок предварительно очищенные стоки освобождаются от соединений азота и большинства органических примесей. Выполняется это с использованием специальных биореакторов, работа которых основана на способности микроорганизмов перерабатывать в процессе своей жизнедеятельности входящие в стоки загрязнения. При этом опасные примеси «переходят» в категорию неопасных и во взвеси, которые удаляются на следующих этапах.

Третий блок на городских очистных сооружениях занимается очисткой стоков от взвешенных веществ, появившихся при предыдущих операциях и тех, которые биометодами убрать невозможно. Помогает сделать это разное оборудование: флотационные установки, отстойники, сепараторы, фильтры. На заключительном этапе производится обеззараживание очищенной воды, окончательное приведение ее к нормам, соответствующим установленным санэпидправилами требованиям.

Помимо описанного, на городских очистных сооружениях имеются участки, которые занимаются обработкой и утилизацией образующихся при очистке городских сточных вод осадков. Они оборудованы установками, на которых ил освобождается от излишней влаги (ленточные и камерные фильтр-прессы, декантеры). Здесь есть фильтрационные поля и биопруды.

Все объекты, относящиеся к городским очистным сооружениям, всегда ограждены и закрыты от несанкционированного доступа посторонних. На них постоянно ведется контроль за показателями очистки стоков, за состоянием атмосферного воздуха.

Совершенствование городских очистных сооружений

Данный тип системы очистки является капиталоемким. Он требует больших затрат на строительство, постоянных денежных расходов при эксплуатации. Поэтому любые мероприятия, позволяющие снизить расходы, а тем более привести процесс к уровню самоокупаемости, самодостаточности, а еще лучше – к прибыли, рассматриваются специалистами очень внимательно и заинтересованно.

Среди таких недавно опубликованное сообщение об исследованиях, которые провели со стоками из разных городов США специалисты Аризонского университета. Они в очередной раз подтвердили возможность зарабатывать на очистке городской сточной воды, извлекая их них и ила ценные для промышленности металлы и вещества.

Повышенную заинтересованность в результатах их изысканий вызывает факт, подтверждающий наличие в стоках драгоценных металлов. Причем присутствие их достаточно велико и составляет в тонне ила: для золота ¾ г, для серебра 16,7 г. По их оценкам, только извлечение этих металлов позволит зарабатывать очистным сооружениям города-миллионника до 2,6 млн. долларов США в год.

Не менее интересны сообщения о возможности получать электроэнергию в ходе очистки городских сточных вод. Реализация этого возможна по пути создания микробиологических топливных батарей, чем занимаются многие ученые в отрасли. До последнего времени эффективность направления была низкой, но все в корне поменялось после открытия инженеров, работающих в Орегонском университета в США.

Благодаря использованию уменьшенного катодно-анодного расположения, развитой бактериальной среды и новых разделяющих материалов им удалось получить в процессе переработки стоков количество электроэнергии, превышающее прежние достижения в 100 раз. Такой результат, по оценкам тех же инженеров, позволяет утверждать об эффективности технологии и возможности перенесения экспериментов на реальные очистные сооружения.

Надежды перевести процесс очистки городской сточной воды на уровень самодостаточности по производству собственной электроэнергии может оказаться слишком оптимистическим. Но даже и при частичной их реализации эффект от данного мероприятия ожидается ошеломляющим, потому и заслуживает внимания и скорейшей реализации.