Очистные сооружения – это набор технологического оборудования, позволяющего очистить сточные воды до установленных нормативных показателей с учетом местных требований. В дальнейшем, возможен сброс осветленных вод в водоем или городскую канализацию на доочистку. Так же, возможен рецикл воды и повторное применение на технические нужды различных предприятий.
НАЗНАЧЕНИЕ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Потребление и использование воды в бытовой и производственной деятельности населения неизбежно приводит к ее обогащению различными элементами. Справедливо подметить, что сколько человек воды потребляет, столько возвращается обратно. Совершенно естественно, что прежде чем вернуть ее в природу, необходимо провести качественную очистку до соответствующих норм предельно допустимой концентрации (ПДК).
СХЕМА ДВИЖЕНИЯ БЫТОВЫХ СТОКОВ КАНАЛИЗАЦИИ ГОРОДОВ
ТРЕБОВАНИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЕМЫ, ИМЕЮЩИХ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ
СанПиН 2.1.5.980-00 и ПДК вредных веществ, для воды водных объектов.
|
№ п/п
|
Наименование показателей
|
Сточные воды
|
|
До очистки
|
После очистки
|
|
1
|
рН
|
6,5-8,5
|
6,5-8,5
|
|
2
|
Взвешенные вещества, мг/дм3
|
до 350,0
|
3,0
|
|
3
|
БПКп, мг/дм3
|
до500,0
|
3,0
|
|
4
|
ХПК, мг/дм3
|
до 600,0
|
15,0
|
|
5
|
Азот аммонийный, мг/дм3
|
до 45,0
|
0,4
|
|
6
|
СПАВ, мг/дм3
|
до 12,0
|
0,1
|
|
7
|
Нефтепродукты, мг/дм3
|
до 3,0
|
0,05
|
|
8
|
Фосфаты, мг/дм3
|
до 16,0
|
0,2
|
КЛАССИФИКАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД
Бытовые сточные воды (хозяйственно-фекальные) загрязнены веществами минерального, органического и бактериологического происхождения. В повседневной деятельности, мы умываемся, принимаем душ, посещаем туалет, приготавливаем пищу, моем продукты и посуду, стираем белье, убираемся в доме. Сюда же относится работа медицинских учреждений, объектов общественного питания, спортивных залов, санаториев. Примерно 50% загрязнителей наполняют органические составляющие, далее фосфор, азотные группы, жиры, белки, коллоидные примеси.
Производственные по составу делятся на условно чистые и загрязненные.
- Условно чистые стоки образуются от охлаждения деталей, бытовых приборов (холодильники, кондиционеры), компрессорных установок, теплообменных аппаратов и не загрязнены специфическими примесями.
- Загрязненные могут иметь в своем составе вредные ядовитые и радиоактивные вещества.
Обозначения: 1. Установка нейтрализации 2.Приемная камера 3.Флотатор трехступенчатый 4.Сгуститель флотошлама 5.Жиросборник 6. Насос импеллерный 7. Фильтр обезвоживания 8. Установка дегельминтизации 9.Пластиковый контейнер 10.Распредкамера 11.Блок биологической очистки 12.Блок илоуплотнителя 13.Воздуходувка 14.Смеситель 15.Блок доочистки 16.УФ-обеззараживатель 17.Установка техничсекого водоснабжения 18.Установка промывки 19.Реагентная установка
Дождевые и талые стоки загрязнены в основном минеральными примесями, однако подобные стоки с промышленных площадок могут содержать органические и вредные вещества. Обеззараживание данного вида вод производится методом физико–химической очистки.
Часто стоки бывают смешанного типа и совмещают в себе одновременно несколько разновидностей.
Например, от производства образуются стоки:
- Производственные - от технологического процесса
- Бытовые - от персонала
- Атмосферные - от таяния снега и выпадения атмосферных осадков на промышленную площадку
Загрязняющие вещества делятся на несколько видов:
- Минеральные – химические соли, земля, песок и прочее
- Органические – нефть, различные углеводороды, фенол, спирты, кислоты, альдегиды, эфиры;
- Биологические – в основной массе, это продукты жизнедеятельности населения;
- Бактериального происхождения – бактерии и микроаргонизмы.
В воде они присутствуют в нерастворенном, растворенном и коллоидном виде.
Наибольшую опасность с санитарной точки зрения представляют органические загрязнения, так как при гниении они выделяют ядовитые газы (сероводород, аммиак, углекислый газ), возникает процессе гниения, зарождаются микробы вызывающие брюшной тиф, дизентерию и другие смертоносные заболевания.
Сточные воды от поселка под напором поступают в приемную камеру, оборудованную решеткой для сбора крупных отбросов, и далее проходят механическую очистку в песколовках.
На данном этапе применяется следующее оборудование:
- устройства решеток - изготавливаются автоматического и обычного исполнения. Предназначены для задержки крупного мусора, который в дальнейшем утилизируется как твердые бытовые отходы.
- пескоуловители - основной их целю является задержка и сбор песка, битого стекла и подобных загрязнений соответствующих по фракционному размеру механические решетки
- первичные отстойники - за счет увеличенного объема, происходит образование отстойных зон, позволяющих мелким взвесям осаждаться на дно резервуара. Для повышения качества очистки применяются специализированные загрузки.
- жироуловители и нефтеуловители: - принцип работы основан на прохождении стока через ряд перегородок и мембран. В результате происходит задержание маслянистых составляющих.
Предварительно очищенные от крупных отбросов и взвешенных веществ они поступают на биологическую очистку в аэротенки.
Аэротенк представляет собой резервуар (биореактор), в котором происходит процесс биохимической очистки сточной воды. Реакция протекает при постоянной поддержке активного ила в необходимой концентрации.
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 обработанной воды и активного ила из аэротенков направляется во вторичный отстойник. 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 стоки 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.
ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ГОРОДА
Расход сточных вод поступающих на обработку, напрямую зависит от количества жителей, т.е. норма водоотведения равна норме водопотребления. Для большого объема жидкости нужны соответствующие емкости и резервуары. Этот факт формирует интерес к устройству и функционированию очистных сооружений типа БИОТОК М и БИОТОК Р.
При проектировании канализационных сетей населенного пункта учитывается нагрузка на трубопроводы, которые подбирают из расчета пропускной способности требуемого количества стока. Чтобы не проводить сложный и дорогостоящий монтаж коллекторов очень большого диаметра, в больших городах строятся несколько станций очистки.
Таким образом, мегаполис делится на несколько «городов» (районов), а уже для каждого из них проектируется и строится своя станция очистки.
Наглядным примером являются очистные сооружения в столице России, среди которых есть Люберецкие производительностью 3 млн. м3/сут (крупнейшие в Европе) и множество других. Основной блок данных КОС, это старые модернизированные ОС, обеспечивающие половину мощности станции, два других блока – 1 млн. м3/сут и 500тыс. м3/сут.
Особенностями устройства таких станций очистки сточных вод являются увеличенные размеры сооружений по сравнению с ОС других городов: отстойники диаметром 54 метра, а каналы сопоставимы с небольшими реками.
С точки зрения технологии все стандартно: механическая очистка, отстаивание, биологическая очистка, вторичное отстаивание, обеззараживание.
Основная особенность лишь в том, это какой вид имеют сооружения для данных этапов обработки. Например, Москва, как известно, строилась не сразу, но большим источником для очистных сооружений она была всегда. Строились железобетонные сооружения, которые сегодня претерпели несколько реконструкций и модернизаций. Из-за снижения количества разбавляемой чистой воды часть ранее построенных сооружений законсервирована или используется в других целях. В этом также заключается особенность устройства ОС: старые каналы песколовок становятся промежуточным резервуаром, коридор аэротенка преобразуется и немного по-другому работает.
И если раньше станция очистки сточных вод была значительно удалена от города, то сейчас располагается вблизи новых жилых комплексов.
По той же причине, на подобных ОС устанавливаются распрыскиватели, которые выпускают специальные вещества, нейтрализующие запахи стоков.
УСТАНОВКИ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Системы очистки сточных вод – это комплекс оборудования, предназначенный для удаления из стоков загрязняющих и опасных веществ. Очистка сточных вод производится до спуска жидкости в водоемы. Промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды могут отправляться на одни очистные сооружения.
Назначением систем очистки сточных вод является качественное удаление примесей, взвешенных веществ, патогенных вирусов и бактерий. Следует различать очищение и обеззараживание. При очистке сточных вод удаляются механические и химические примеси. Целью обеззараживания является удаление живых микроорганизмов, которые могут нанести вред человеку.
На разных этапах очистки применяется разное оборудование. Так, на этапе механической очистки работает комплекс песколовок, отстойников, решеток и нефтеловушек.
СХЕМА СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ СТОКОВ
Условные обозначения: 1. Приемная камера 2. Блок биореактора 3. Установка УФ-обеззараживания 4. Установка приготовления и дозирования коагулянта 5. Установка обезвоживания 6. Установка приготовления и дозирования флокулянта 7. Воздуходувное оборудование 8. Смеситель
Песколовка – это горизонтальная или вертикальная установка продолговатой формы, в которой вода движется со скоростью 0,15-0,3 м/с.
Отстойник – резервуар, где вода стоит или очень медленно двигается, а механические примеси оседают на дно под действием силы земного притяжения.
Решетка – фильтрующее полотно из металлических стержней, через которые проходит вода, задерживая крупный мусор.
Нефтеловушка представляет собой 3-4 камеры, соединенные между собой, предназначена для отстаивания стоков и прохождения их через сорбционные материалы.
На этапе физико-химической очистки используются флотаторы – резервуары, в которых образуются пузырьки газа, поднимающие мусор наверх и флокуляторы – система труб, в которых коагулянт смешивается со стоками и загрязнения в виду хлопьев выпадают в осадок.
Для биологического этапа характерно использование аэротенков (резервуаров прямоугольной формы, по которым циркулируют стоки вместе с активным илом), мембранных биореакторов (мембрана задерживает активный ил после переработки органики) и биофильтров ( емкость с загрузочным материалом, на поверхности которого образуется пленка из микроорганизмов.
Оборудование для дезинфекции включает в себя озонаторы и ультрафиолетовые обеззараживатели. Озонаторы – это электрические установки с длинными шлангами, по которым проникает озон в сточные воды. УФ-обеззараживатели погружаются в воду и там излучают УФ-лучи.
Таким образом, системы очистки сточных вод – сложная система, состоящая из определенного набора оборудования и установок, предназначенных для очистки и обеззараживания сточных вод.
В комплексе с системой канализации населенного пункта или предприятием очистные установки служат для очистки различного характера загрязнений. Основная цель очистки заключается в подготовке и обработке стока для дальнейшего рецикла на производстве или сброса в водоем.
ГОРОДСКИЕ И ЛОКАЛЬНЫЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
На городские приходит смесь бытовых (хозяйственно-фекальных) стоков от населения, производственных стоков от предприятий и ливневых после выпадения осадков или таяния снега
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)
ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД
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 т.д., без примесей производственных загрязнений.
Хоз-фекальные стоки одинаковые по своему качественному составу, 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 городскому коллектору.
Объем септика определяется по норме водопотребления на 1 жителя дома. Очищенные стоки инфильтруются в грунт.
Рассмотрим 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 элементы для дальнейшего окисления. В септике обязательно предусмотрена вентиляция, так как процесс разложения сопровождается выделением тепла и газа. После биологической очистки стоки поступают в фильтрующий колодец, где фильтруются через слой гравия и щебня и далее очищенные бытовые стоки впитываются в землю.
