Сбор и очистка сточных вод

Содержание

Очистка сточных вод

Сбор и очистка сточных вод

Компания «РусАвтоматизация» осуществляет поставки исчерпывающей номенклатуры контрольно-измерительных приборов и устройств обработки информации и управления для систем очистки сточных вод промышленного и бытового происхождения. Все датчики могут быть непосредственно подключены к контроллерам или с помощью преобразователей интерфейса интегрированы в единую систему управления очистных сооружений.

Источником сточных вод являются промышленные, бытовые и атмосферные сбросы. Таким образом, сточные воды это сложные гетерогенные соединения, содержащие органические и минеральные соединения в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях.

Очистка сточных вод может быть разделена на два больших этапа:

  • сбор и перекачка по нужным направлениям канализационных вод;
  • очистка и обеззараживание воды различными методами и утилизация осадка.

Объектами автоматизации на очистных сооружениях являются устройства и агрегаты, осуществляющие:

  • изменения технологического режима при нормальной эксплуатации и в аварийных режимах;
  • вспомогательные процессы в сооружениях распределения и обеззараживания воды;
  • регулирование уровней осадков и ила;
  • дозировку реагентов и контроль качества очистки сточных вод.

Техническая сущность задач автоматизации состоит в основном в следующем:

  • для насосов и групп насосов: включение и отключение в зависимости от уровня жидкости в резервуарах; переход на резервный агрегат; предотвращение и сигнализация аварийных режимов и «сухого хода»;
  • сигнализация аварийных уровней воды в резервуарах;
  • включение и отключение задвижек и приборов отопления;
  • для решеток механической очистки – включение и отключение очистки в зависимости от перепада уровней воды до и после решетки или по заданной программе;
  • включение гидроэлеваторов удаления осадка (песка) в зависимости от уровня его в резервуаре;
  • для отстойников – выпуск ила (осадка) в зависимости от его уровня в отстойнике;
  • для станций нейтрализации сточных вод – дозирование реагентов в зависимости от расхода стоков воды.

Для решения задач автоматизации, для контроля процесса очистки воды, следует разместить в системе необходимое количество датчиков нужного типа.

Сбор и канализация сточных вод

Сточные воды собираются в крупных подземных резервуарах, именуемых сборными колодцами. В резервуаре устанавливается несколько насосных агрегатов, откачивающих воду из приемного резервуара и направляющих её на станции очистки. Весь этот узел очистной установки принято называть канализационной насосной станцией.

Конструктивные особенности КНС обусловлены составом перекачиваемой жидкости, содержащей большое количество мелких и крупных включений. Для задержания крупных включений в приемном резервуаре устанавливаются решетки. Насосы погружного типа.

Количество и производительность работающих насосов регулируется в зависимости от уровня и скорости прибывания воды в резервуаре, определяемой по показаниям датчиков уровня.

В качестве датчиков наилучшим общепризнанным применением являются бесконтактные ультразвуковые датчики производителей Nivelco, INNOLevel, FineTek, Baumer, SOLID Applied Technologies и др.

Также для глубоких колодцев популярны погружные гидростатические уровнемеры с промываемой мембраной или оснащенные адаптером для сточных вод, производителей Dwyer, Nivelco, BD SENSORS RUS.

Защита насосов от режима сухого хода при опорожнении резервуара осуществляется по сигналу поплавковых сигнализаторов уровня компаний FineTek, Nivelco, Atmi. Сводные таблицы для выбора датчиков КНС показаны в конце статьи.

Очистка сточных вод. Механическая очистка

Перекачиваемая из сточных колодцев вода поступает на станцию очистки. Первый этап – механическая очистка от крупных твердых включений. Удаление крупных включений осуществляется различными решетками и фильтрами. Оставшиеся на них отходы удаляются в шламосборник, а сточная вода перекачивается в резервуар отстаивания, где происходит осаждение мелких примесей типа песка.

Механическая очистка решеток и фильтров осуществляется по временным интервалам или по разнице показаний датчиков уровня жидкости до и после прохождения очищающих решеток. Включение гидроэлеваторов для удаления осадка на дне резервуара также осуществляется по показаниям датчика уровня или программно через определенные промежутки времени.

На этом этапе удаляется до 60% взвешенных частиц сточных вод.

Очистка сточных вод. Очистка физико-химическими методами

Этот этап очистки имеет огромное значение при обработке сточных вод промышленных предприятий. При этом удается обеспечить не только приемлемый состав сбрасываемой воды, но и предупредить химический износ и коррозию материалов водоотводящей сети.

Очищение жидкости осуществляется посредством подачи реагентов, нормализующих уровень кислотности, осветление и обеззараживание воды. После такой обработки образуется довольно много осадка, подвергающегося удалению и последующей переработке.

Дозирование и подготовка реагентов осуществляется с учетом расхода стоков воды и показаний аналитических датчиков: контроля проводимости воды AnaCONT LCK, контроля pH и ORP (окислительно-восстановительного потенциала) AnaCONT LE.

Очистка сточных вод. Биологическая очистка

В системах биологической очистки используется способность микроорганизмов минерализовать органические субстанции. Преобразование органических примесей происходит с образованием углекислого газа, воды (или метана при анаэробном процессе) и прироста биомассы бактерий.

Для повышения производительности этого процесса он искусственно интенсифицируется путем создания определенных условий: поддержания температуры, насыщения жидкости кислородом, поддержания уровня осадка – так называемого «активного ила». Насыщение кислородом происходит в емкостях аэрации. Роль последующих ёмкостей-отстойников заключается в разделении осадка (ила) и воды.

Недостаточное количество осадка снижает интенсивность процесса очистки, переизбыток его ведет к выносу частиц осадка из отстойника с последующей невозможностью обеспечить нужную степень очистки воды. Контроль уровня осадка может осуществляться непрерывно ультразвуковыми датчиками уровня с чувствительными элементами, имеющими соответствующую степень защиты IP68.

Иловая смесь подвергается частично утилизации, частично возвращается в процесс биоочистки. Возврат должен осуществляться в соответствии с изменением потока сточных вод.

Расход сточных вод, чаще всего, измеряется ультразвуковыми датчиками уровня в лотке Parshall. Наилучшее решение для измерения расхода иловой смеси – магнитно-индукционные расходомеры, например типа ЭМИС-МАГ 270.

Совокупность этих решений позволяет регулировать процесс биоочистки в реальном времени и поддерживать процесс качественной очистки воды с одновременной экономией электроэнергии на илоперекачивающих насосах и в процессе обезвоживания ила при его утилизации.

Удаление осадка

Осадок из ёмкостей-отстойников передается в автоклавы для термического обеззараживания и обезвоживания.

Уровень загрузки автоклава контролируется датчиком уровня ультразвукового типа, аналогичным рассмотренным выше, или микроволновым рефлексным уровнемером, например, типа MicroTrek (Nivelco) или GWLF (производства компании DDTOP GROUP).

Обезвоженный осадок вывозится для утилизации, а выделяющийся при обработке биогаз может использоваться для производства электроэнергии в генераторах.

Контроль давления процесса осуществляется врезными гидростатическими датчиками давления NIVOPRESS (Nivelco) или LMP331, LMP331i, LMK331, LMK351 (компания BD SENSORS RUS). Производство биогаза классифицируется как опасное, поэтому все указанные применяемые преобразователи сертифицированы по ATEX.

Контроль температуры биогаза осуществляется термодатчиками. К числу наиболее популярных можно отнести преобразователи THERMOCONT TTJ (Nivelco), датчики серии TW и TH (компании Autonics), или TS (производитель FOTEK CONTROLS).

Сводные таблицы применяемых преобразователей для разных этапов очистки сточных вод

Ультразвуковые преобразователи уровня используются на каждом этапе обработки сточных вод, начиная с канализационных насосных станций и вплоть до обработки осадка в автоклавах. Основные параметры, позволяющие предварительно выбрать датчики для этих этапов, с учетом их последующего интегрирования в единую информационную систему, представлены в таблице.

На первом этапе – при перекачке сточных вод канализационными насосными станциями, для глубоких колодцев также применяются погружные гидростатические датчики уровня.

Эти устройства разработаны для длительной работы в крайне тяжелых условиях при практически полном отсутствии обслуживания.

В таблице представлены типы гидростатических погружных датчиков уровня для работы в сточных колодцах.

Сводная таблица для выбора поплавковых сигнализаторов уровня для защиты канализационных насосов сточных колодцев от «сухого хода».

Все указанные датчики используются для систем канализации сточных вод. Большинство сигнализаторов позволяет напрямую осуществлять включение/отключение насосов, минуя дополнительные коммутирующие устройства.

Длина кабеля может быть выполнена по индивидуальному заказу.

Принципы очистки сточных вод

Сбор и очистка сточных вод

Выведение стоков в окружающую среду без очищения и химической обработки представляет опасность для растений, животных и человека. Хозяйственно-бытовые жидкие отходы начинают содержать все большее количество агрессивных компонентов. Поэтому способы очистки сточных вод постоянно улучшаются.

Установка для химической очистки сточных вод, получаемых на машиностроительных предприятиях.

Способы очистки сточных вод

Стоки содержат большое количество растворимых загрязнений и выпадающих в осадок веществ, поэтому разработать универсальный метод очистки невозможно. Очистные сооружения обеспечивают многоэтапную обработку. Вода проходит механическую, химическую и биологическую очистку.

Химические методы

Очищение канализационных и дождевых вод выполняется с использованием химикатов.

Оно включает 3 этапа:

  • Нейтрализация. На этой стадии кислотные и щелочные загрязнения превращаются в безопасные вещества. Такие включения содержатся в стоках, поступающих с производственных объектов. Если в отходах присутствуют щелочные и кислотные примеси, нейтрализацию осуществляют путем простого смешивания. Для очищения кислотных вод используют щелочные составы, известь и мел. Реализуется такой метод с помощью установки фильтров и других очистных устройств на предприятии.
  • Окисление. Этот этап проходят стоки, не обезвреживаемые другими средствами. Окислителями являются кислород, калия перманганат или гипохлорит кальция.
  • Восстановление. Таким способом нейтрализуют соли хрома, мышьяка, ртути и других тяжелых металлов. Реагентами являются сульфат железа или диоксид серы.

В таком случае вместе с химическими компонентами применяют бактерии, питающиеся органическими остатками.

Станции Jetex для очистки сточных вод.

Очистные сооружения, работающие по принципу биохимической очистки, делятся на 2 основных вида:

  • Естественные. Имеют вид водоемов или наземных сооружений, где происходит доочистка хозяйственно-бытовых вод. Станции имеют низкую производительность. Их создание требует использования обширных земельных участков. Работа очистного сооружения зависит от климатических условий.
  • Искусственные. В таком случае создают условия, необходимые для нормальной жизнедеятельности бактерий. Это позволяет увеличить степень очистки бытовых и ливневых стоков. В эту категорию входят аэрофильтры, аэротэнки и биофильтры. Последние представляют собой установки, содержащие фильтрующий слой из мелкого камня или другого подобного материала. Микроорганизмы оседают на дне сооружения. Аэрофильтр оснащен системой принудительной подачи кислорода, что увеличивает скорость течения процессов окисления.

Биологический метод водоочистки используется для устранения органических включений. От предыдущего способа он отличается отказом от применения химических реагентов. Наиболее качественно воду очищают аэробные бактерии, потребляющие кислород.

В таком случае стоки нужно обогащать этим веществом. Менее затратным считается использование анаэробных микроорганизмов. Чтобы увеличить степень чистоты, стоки подвергают дополнительной обработке.

Трудноокисляемые соединения удаляют с помощью угольных фильтров и химических реагентов, например озона. При биологической очистке жидкость насыщается фосфором и азотом.

Сброс такой воды в пруд провоцирует усиленный рост водорослей.

Азот удаляют 2 способами:

  • Физико-химический. Стоки насыщают известью, ощелачивая их. Получающийся при этом аммиак удаляют путем отдувки воздухом.
  • Биологический. Очищение выполняется поэтапно. С помощью бактерий вода нитрифицируется. Жидкость подается в герметичный резервуар, где лишенные доступа кислорода бактерии начинают разрушать нитриты и нитраты.

Слева – коагуляция сточной воды (выпадения осадка), справа – установка для снижения жесткости воды (ионообмен).

Физико-химические

К этой группе относятся следующие технологии:

  • Коагуляция. Сточные воды насыщают реагентами. Они оказывают разные действия. Растворимые загрязнения превращаются в осадок, удаляемый путем процеживания. Опасные компоненты преобразуются в безопасные соединения. Кислотность жидкости становится нейтральной
  • Ионообмен. Используется для снижения жесткости воды. Активные ионы кальция и магния заменяются нейтральными.
  • Флотация. Метод применяют для удаления нефтепродуктов. Сточные воды насыщают воздухом, частицы под действием пузырьков газа поднимаются на поверхность, образуя пену. Ее снимают специальными скребками или выводят в приемники путем увеличения уровня воды. Если частицы не обладают нужной адгезией, ее повышают, вводя реагенты.

Механические и физические

Такие способы применяются на начальном этапе очищения стоков. Они используются для удаления крупных загрязнений. К физическим методам относят отстаивание, фильтрование и процеживание.

Стадии очистки сточных вод и этапы устройства автономного септика

Автономный септик представляет собой резервуар, где происходит водоподготовка. Предварительно очищенная жидкость направляется в установки глубокой очистки. Септик имеет простую схему, включающую несколько камер, где стоки отстаиваются, процеживаются и фильтруются.

Отстаивание

Способ основывается на способности некоторых материалов к оседанию на дне резервуара. Загрязнения имеют большую плотность, поэтому они постепенно опускаются вниз. После выпадения осадка воду сливают, посторонние частицы выводят через канал на дне емкости.

Процеживание

На этом этапе сточные воды проходят через сетчатый фильтр, сделанный из пластика или металла. Решетка задерживает крупные частицы. Установка снабжается мотором, вращающим сетку при поступлении жидкости. В верхней части находится приспособление, снимающее загрязнения.

Фильтрование

На этой стадии применяется мелкоячеистая сетка. Этот способ используется для очистки стоков от мелких загрязнений.

Сооружения по очистке и их виды

По методу очистки воды сооружения делятся на:

  • Фильтрующие установки. Они очищают дождевые и бытовые жидкости от крупных примесей. В эту группу входят метантэнки и отстойники, содержащие активный ил.
  • Биофильтры.
  • Дезинфекционные сооружения. Здесь производится обработка стоков ультрафиолетовым излучением.

По сфере применения выделяют такие виды очистных установок:

  • Общегородские. Используются для очищения стоков, поступающих в централизованную канализацию.
  • Промышленные. Обрабатывают отходы, поступающие с предприятий. Представляют собой многокомпонентные комплексы, очищающие воду от большинства ядовитых примесей.
  • Локальные. Обеспечивают высокую степень очистки бытовых стоков. Получаемую в результате жидкость используют в хозяйственных целях. Узнать, как функционируют такие системы можно, посмотрев видео.

Нельзя заменять локальные канализационные установки выгребными ямами. Такие сооружения загрязняют грунт и источники питьевой воды.

Сточные воды

Сбор и очистка сточных вод

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

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

Принципы очистки сточных вод регулируются законодательством.

Что это такое и для чего необходима?

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

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

Если мероприятиями пренебречь, загрязнения попадут в природный водоем и почву, и отравят локальную экосистему. Численность растений и животных уменьшится.

Опасные вещества накапливаются в биоте и по пищевой цепи попадают в организм человека.

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

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

Процесс происходит на производственных или городских очистных сооружениях.

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

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

Общая схема работы очистных сооружений

Подготовка:

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

Механическое извлечение примесей:

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

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

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

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

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

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

Разница между очищением и обеззараживанием

При очистке удаляются механические и химические примеси.

Важно. Цель обеззараживания – удалить живые микроорганизмы, которые причиняют человеку вред.

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

Методы обеззараживания:

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

Требования и нормативные документы

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

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

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

Другие требования и нормативные документы:

Самые популярные способы обеззараживания и очистки сточных вод — список

Сбор и очистка сточных вод

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

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

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

Промышленные и бытовые сточные воды

могут отправляться на одни очистные сооружения.

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

Процесс происходит на производственных или городских очистных сооружениях.

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

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

Какие бывают виды систем очистки сточных вод?

По принципу действия системы очистки стоков можно разделить на три группы:

  • Биологические;
  • Физико-химические;
  • Механические.

К физико-химическим системам относятся: метод хлорирования и насыщение воды озоном.

На практике, системы очистки стоков используют сочетание комбинаций данных методов различного уровня загрязнения, а при очистке воды используются так называемые «усреднители». Что это такое? Поговорим об этом дальше.

Все способы очистки сточных вод сводный обзор

Сбор и очистка сточных вод

В каждом здании, где есть водопровод, должна быть своя система водоотвода и очистки стоков. Центральными системам канализации занимается водоканал, а при обустройстве местных систем водоотвода данная задача ложится на плечи владельца дома.

Что такое сточные воды?

Для начала давайте разберемся, что собой представляют сточные воды. Речь идет о жидкости, загрязненной в процессе использования в бытовых нуждах или производственных целях. Также к категории стоков относят всю собранную с поверхности грунта талую и дождевую воду.

Способы очистки сточных вод

Универсального способа очистки стоков не существует, поскольку в воде содержится большое количество разнообразных нерастворимых и растворимых загрязнителей, на каждый из которых следует воздействовать особым образом. Поэтому в рамках очистки сточных вод используется целый набор способов:

  • механические;
  • биологические;
  • биохимические;
  • химические;
  • физико-химические.

Каждый метод включает в себя целый набор ступеней, которые предполагают применение соответствующих устройств, биологически активных препаратов и химикатов.

Очистка сточных вод: методы, способы выполнения работ, специальное оборудование

Рассмотрим подробно, как именно проводится обезвреживание сточных масс в промышленных и бытовых условиях.

Методы очистки сточных вод разбор трех основных способов переработки воды: способы химической, биологической и биохимической очистки

Первый способ очистки стоков – химический. Он основывается на применении химикатов, которые вызывают следующие реакции:

  • нейтрализация – нужна для обезвреживания щелочей и кислот путем их преобразования в безопасные вещества;
  • окисление – реакции подвергаются те загрязнения, которые нельзя обезвредить другими способами;
  • восстановление – данный химический способ применяется для обезвреживания соединений ртути, мышьяка, хрома и других легковосстанавливаемых элементов.

В промышленных условиях обеззараживание очищенной воды проводят с помощью газообразного хлора, хлорной извести.

Второй популярный метод очистки стоков – биохимический. В ходе его проведения, кроме химических реагентов, используют микроорганизмы – они употребляют органические соединения, преобразуя их в безопасные соединения. Основные типы устройств, применяемые для биохимической очистки:

  • водоемы (биопруды);
  • «сухопутные» сооружения (поля орошения и фильтрации).

«Сухопутные» устройства представлены биофильтрами, аэрофильтрами, аэротенками. Биофильтры идут со специальной засыпкой, в которой колонии микроорганизмов образуют защитную пленку. Аэрофильтры устроены аналогичным образом, но в них предусматривается функция принудительной подачи воздуха в слой фильтра. В аэротенках полезная биологическая масса представлена активным илом.

Биологические методики используются для переработки стоков, содержащих только органические примеси. Самыми производительными в данном случае являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых требуется постоянный доступ к кислороду.

Анаэробные воздух не используют, поэтому стоят установки с их применением дешевле, но и эффективность имеют более низкую. В редких случаях могут использоваться микрофильтры.

Если в стоках содержатся трудноокисляемые вещества, их фильтруют с помощью активированного угля и других сорбентов либо прибегают к методике химического окисления.

Основные физико-химические способы очистки сточных вод

К физико-химическим способам очистки относят:

  • Коагуляцию – в стоки добавляют флоакулянты и коагулянты (реагенты). При этом растворимые загрязнители могут превращаться в нерастворимые хлопья, или опасные компоненты будут распадаться на безопасные, а реакция сточных масс изменяться с той же кислотной на нейтральную.
  • Ионный обмен – незаменим в том случае, если стоки нужно умягчить. Суть метода заключается в замене нежелательных ионов сравнительно безопасными.
  • Флотация – данный метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В стоки подается воздух, создающий огромное множество пузырьков. Частички нефтепродуктов прилипают к пузырькам, а затем поднимаются на поверхность в виде пены (пену легко можно убрать). Флотация бывает механической, пенной, биологической, напорной и пневматической.

Механические способы, применяемые для очищения стоков бытового характера: канализация населенных пунктов

Механическая очистка позволяет избавляться от нерастворимых включений, которые есть практически в любых стоках. В большинстве случаев данная стадия является предварительной и используется совместно с другими типами очистки.

Основные этапы механической очистки стоков:

  1. Отстаивание. Примеси с высокой плотностью (больше, чем у воды) оседают на дне, а легкие поднимаются наверх. На данном этапе применяются смолоуловители, песколовки, жироловушки, маслоуловители, гравитационные отстойники.
  2. Процеживание. Чтобы отсеивать крупные взвешенные частицы, стоки процеживают через сита и решетки.
  3. Фильтрование. Метод аналогичен процеживанию, но используется он для удаления примесей мелких фракций. Вместо сит используют тканевые, мелкозернистые, либо пористые фильтры, а также микропроцеживатели.

Как выбирать очистное сооружение?

Выбор очистного сооружения – очень важный момент при проектировании канализации. Руководствуйтесь следующими принципами:

  1. Долговечность и надежность – желательно, чтобы ресурс очистного сооружения был сравним со сроком службы здания в целом.
  2. Простая эксплуатация – хорошая очистная установка требует минимального облуживания.
  3. Качество очистки – сооружение должно обеспечивать высокую степень очистки стоков.
  4. Хорошая производительность – она должна соответствовать текущим требованиям.
  5. Соответствие типу загрязнений – а они бывают минеральными, органическими и биологическими.

Для определения состава стоков проще всего сделать лабораторный анализ.

Способы очистки сточных вод от загрязнений и нормативы очистки

Используемая для очистки сточных вод установка должна обеспечивать необходимое качество переработки. Строгие нормативы существуют только в промышленности, к бытовым стокам требования не такие серьезные.

Заключение

Правильный сбор и комплексная очистка сточных вод – обязательное мероприятие при обустройстве любой системы канализации. В ходе переработки стоков вы можете использовать различные методы, выбор которых следует осуществлять с учетом характера загрязнения стоков.

(2 , оценка: 5,00 из 5)
Загрузка…

Методы очистки сточных вод: обзор основных способов

Сбор и очистка сточных вод

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

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

Классификация

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

Поэтому на очистных сооружениях применяют целый набор приемов, каждый из которых ориентирован на работу с той или иной группой веществ.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

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

Каждая из перечисленных технологий очистки включает в себя несколько ступеней, требующих применения определенных технических устройств, химикатов и биологически активных препаратов.

Химические методы очистки сточных вод

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

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

Промышленная очистка воды

Обеззараживание очищенной воды осуществляют при помощи газообразного хлора или хлорной извести.

Биохимические

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

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

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

  • аэротенки;
  • биофильтры;
  • аэрофильтры.

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

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

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

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

Биологические

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

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

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

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

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

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

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

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

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

Биологический метод осуществляется поэтапно:

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

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

Физико-химические методы очистки

В данную категорию входят следующие способы:

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

Процесс физико-химической очистки воды

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

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

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

Механические и физические методы

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

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают.

К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители).

Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

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

Гравитационный отстойник

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке.

В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей.

Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

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

Процеживание

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

Фильтрование

Метод аналогичен процеживанию, но направлен на удаление примесей более мелких фракций.

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

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

на тему

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.