Методы и технология очистки сточных вод

Сточные воды — это воды, загрязненные в результате деятельности человека и отводимые по канализационному коллектору в место скопления для дальнейшей переработки и очистки. Причем сточными считаются воды, образовавшиеся (загрязненные) как на промышленных предприятиях, так и сформировавшиеся впоследствие хозяйственно-бытовой деятельности человека. Такая вода содержит массу патогенных микроорганизмов, соли тяжелых металлов, пестициды, нитраты и нитриты, а также много вредных химических и биологических соединений. Поэтому с целью сохранения водных ресурсов Земли была разработана специальная схема очистки сточных вод, которая направлена на то, чтобы сбрасывать в водоёмы и грунт уже нейтрализованную осветленную воду. Такое отношение к экологии позволяет сберечь пресную воду на планете для последующих поколений.

Методы нейтрализации (очистки) стоков

Схема очистки сточных вод

Сточную воду в зависимости от типа и вида примесей в ней сегодня очищают несколькими методами

Сточную воду в зависимости от типа и вида примесей в ней сегодня очищают несколькими методами. Причем использоваться может как просто конкретный метод, так и комбинированная технология очистки, если это необходимо для качественной нейтрализации стоков. Чаще всего используют такие методы очистки:


  • Механическая обработка воды (отстаивание и фильтрование). Это самый простой и недорогой способ очистки воды.
  • Химическая очистка стоков (смешивание стоков с химическими нейтрализующими веществами). В результате добавления реактивов в воду происходят реакции, которые полностью или частично нейтрализуют вредные примеси в стоках.
  • Физико-химическая обработка загрязненной воды (обработка ультрафиолетом или озонирование стоков).
  • Биологический способ очистки стоков. В этом случае в водную среду загружается определенное количество бактерий, которые питаются конкретными патогенными микроорганизма, сводя их количество в воде к нулю.

Очистные сооружения и специальные системы для очистки сточных вод

Самыми действенными и востребованными в процессе нейтрализации стоков являются такие установки и приспособления:

  • УФС — установка фильтрующая самоочищающая.
  • Пескоуловители.
  • Жироуловители.
  • Пруды-отстойники.
  • Септики и мембранные сооружения.

Рассмотрим подробнее принцип действия каждого приспособления.

Фильтрующая установка

Схема очистки сточных вод

Работает такая установка по принципу отделения мусора и крупных примесей от жидкости

Приспособление, которое пропускает через свои фильтры сточную воду и тем самым очищает её. Фильтры должны самоочищаться, но на практике на промышленных предприятиях применяются вместо самоочищающихся фильтров стандартные решетки и сита, которые требуют очистки грабельным методом вручную или с использованием специальных устройств.

Работает такая установка по принципу отделения мусора и крупных примесей от жидкости. Причем решетки и фильтрующие сетки в такой установке могут иметь совершенно различное строение (дробильное, шнековое, ступенчатое, в виде пластин или стержней). Самая мелкая фракция решетки такого приспособления равна 2 см. Весь мусор, собранный на решетки или сетки, сразу же отправляется на переработку или утилизацию. Если же используются решетки с дробильной конструкцией, то примеси мусора нейтрализуются прямо в очищаемой воде.

Кроме сеток и решеток в механической очистке стоков могут принимать участие барабанные сита. Фракция ячеек у сита составляет до нескольких десятых миллиметра. Эти устройства имеют более мелкую фракцию по сравнению с решетками и предназначены для удаления из воды примесей в виде гравия, песка, мелких осколков стекла и пр. Барабан, вращаясь в воде, вбирает в свою полость все посторонние примеси.

Песколовки


Схема очистки сточных вод

После того как вода пройдет барабанные сита и решетки, стоки отправляются дальше к пескоуловителям

Следующий этап в очистке вод механическим способом. После того как вода пройдет барабанные сита и решетки, стоки отправляются дальше к пескоуловителям. Здесь приспособления дополнительно отсеивают самые мелкие частички примесей в виде песка. В песколовках вода может двигаться как горизонтально, так и вертикально. Эффект очистки от этого не снижается. Пескоуловители работают благодаря силе гравитации, которая осаживает на дно все мелкие частички песка. При этом стоит знать, что чем выше скорость потока воды, тем слабее сила гравитации. А это значит, что для качественной работы песколовки скорость движения стоков нужно снижать.

Важно: песок, отделенный от воды таким образом, чаще всего используется в дальнейшем при строительных работах.

Жироуловитель

Этот тип очистного сооружения, как правило, устанавливается следующим за песколовкой. Жироуловитель имеет закрытую форму и предназначен для некоторого охлаждения стоков. В результате снижения температуры воды все растворимые жиры приобретают определенную форму и всплывают на поверхность воды. Далее стоки протекают в отстойники, а жиры удаляются из жироуловителей.


Схема очистки сточных вод

Такие неглубокие самодельные современные емкости предназначены для дальнейшего отстаивания воды

Такие неглубокие самодельные современные пруды предназначены для дальнейшего отстаивания воды. Здесь стоки могут отстаиваться до 3 часов. В результате отстаивания все примеси и взвешенные частички мусора, оставшиеся в воде, дополнительно удаляются.

Важно: эффективность отстаивания с применением такой схемы очистки сточных вод равна 50%. Эффективность можно и увеличить, если на порядок уменьшить глубину пруда-отстойника и при этом увеличить его площадь.

После отстаивания воду осветляют с использованием специальных коагулянтов, которые превращаются в воде в хлопья, тем самым фильтруя стоки, дополнительно осветляя их.

Дополнительные установки для очистки сточной воды

Помимо перечисленных выше систем и приспособлений в очистке стоков применяются и так называемые мембранные приспособления. В конструкции таких установок есть специальные мембранные листы, переливные трубы и капилляры. Благодаря такой конструкции стоки делятся в мембранной установке на две части. При этом их давление и составы разнятся. Мембранные установки могут быть выполнены из полимеров или керамики.

Гидроциклоны и центрифуги

Схема очистки сточных вод


Эти современные устройства также используются для осаждения взвешенных частиц в стоках

Эти современные устройства также используются для осаждения взвешенных частиц в стоках. Благодаря центробежной силе, в которую попадает сточная вода, все примеси отделяются от жидкости и вода считается прошедшей этап механической обработки.

Гидроциклоны в отличие от центрифуг бывают открытыми (работают с легкими примесями) и напорными (предназначены для отделения тяжелых частиц мусора от стоков). Такая классификация позволяет использовать установки в зависимости от типа и степени загрязнения сточных вод.

В свою очередь классификация центрифуги выглядит так:

В конструкции фильтрующих производственных центрифуг предусмотрены тонкие металлические листы с перфорацией для более качественного осаждения частиц. Также аппараты имеют основные сетки из меди, алюминия или стали и тканевые плотные перегородки. Вид и тип фильтра полностью зависит от намеченной задачи, то есть от скорости отделения примесей, их величины, вида стоков, давления жидкости и концентрации мусора в стоках.

Водоочистное устройство для биологической очистки стоков. Здесь вода обрабатывается специальным органическим илом под воздействием нагнетаемого в установку кислорода. В результате происходит поедание бактериями вредных примесей, содержащихся в воде. Чаще всего такой основной метод очистки сточной воды используют в случае её загрязнения органическим мусором.

Принцип и схема очистки загрязненной сточной воды сегодня


Схема очистки сточных вод

Эффективность очистки стоков с применением первоначального механического метода равна 60%

Изучив все действующие приспособления для нейтрализации сточных вод можно рассмотреть, как происходит нейтрализация стоков. Состоит она из нескольких этапов:

  • Сначала все стоки с предприятий и жилых массивов города попадают в специально смонтированный водосборник, откуда после транспортируются на очистную станцию.
  • Первый основной этап нейтрализации производственных (промышленных) стоков — механическая очистка. То есть прохождение стоков через специальные фильтры, сетки и решетки для отделения крупного мусора. Частицы мусора отправляются в шламосборник.
  • Следующий этап (стадия) очистки воды — её перекачивание в специальный отстойник, где происходит дальнейшее осаждение оставшихся частиц мусора и их удаление из воды. В отстаивании принимает участие и песколовка, которая пропускает через себя поступающую в отстойный пруд воду.
  • Далее отстоянная вода проходит стадию осветления с использованием коагулянтов и отправляется в пресс-фильтры. Здесь под большим давлением вода проходит сквозь специальные фильтры, которые улавливают все оставшиеся частицы. Эта стадия является заключительной при механической очистке стоков.
  • Далее в зависимости от первоначального типа загрязнения стоков вода отправляется для дальнейшей биологической, химической или физико-химической очистки. То есть на воду будут воздействовать либо бактериями, либо химическими веществами, либо ультрафиолетом или озоном.

Важно: эффективность очистки стоков с применением первоначального механического метода равна 60%. Дальнейшие манипуляции с водой позволяют очистить стоки на 90-98%.

Дальнейшее обеззараживание стоков

Схема очистки сточных вод

Самым распространенным методом обеззараживания воды считается хлорирование

Помимо очистки сточной воды необходимо провести и стадию её обеззараживания. Самым распространенным методом считается хлорирование. Но согласно канадского «Акта о защите окружающей среды» этот метод представляет собой угрозу для экологии, поэтому в России принято решение о дополнительном дехлорировании стоков перед их сбросом в пруды, грунт или водоёмы.

Помимо хлорирования очень эффективным способом дезинфекции стоков является озонирование. Но этот метод достаточно дорогостоящ. Используется лишь в странах Европы.

Альтернативным и качественным способом очистки стоков является обработка воды ультрафиолетом. Специальные УФ лампы воздействуют на поверхность воды, обеззараживая её и уничтожая остаточные патогенные микроорганизмы в жидкости.

Стоит отметить, что при обработке воды УФ-лампами вода не принимает участия в реакции. Между собой взаимодействуют только бактерии и ультрафиолет. Эффективность такой очистки воды равна 90%.

Важно: установки для дезинфекции стоков ультрафиолетом не занимают много места и полностью автоматизированы. Кроме того, они не представляют угрозы для человека.


Схема очистки сточных вод

ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» обеспечивает питьевой водой 5,2 млн человек и десятки тысяч предприятий и организаций. Еще одна задача Водоканала – собрать и очистить сточные воды.

Схема очистки сточных вод

С 2013 года на территории очистных сооружений поселка Репино в Курортном районе Санкт-Петербурга проходят реабилитацию ластоногие, попавшие в беду, – серые тюлени и кольчатые нерпы (балтийские и ладожские).

Схема очистки сточных вод 10 октября 2013 года завершен крупнейший экологический проект – строительство Главного канализационного коллектора северной части Санкт-Петербурга

Схема очистки сточных вод

С 28 июня 2011 года Санкт-Петербург полностью выполняет рекомендации Хельсинкской комиссии по защите Балтийского моря


Схема очистки сточных вод

В июне 2009 года с территории петербургского «Водоканала» был вывезен последний баллон с жидким хлором

Схема очистки сточных вод

По данным Роспотребнадзора, за последние 8 лет заболеваемость гепатитом А в Петербурге снизилась в десятки раз

Технологии очистки

На очистных сооружениях канализации в Санкт-Петербурге до недавнего времени применялась классическая технологическая схема очистки сточных вод, включающая два основных блока:

  • механическая очистка
  • биологическая очистка

Механическая очистка предназначена для осветления сточных вод.
Этот блок состоит из приемной камеры, механизированных решеток, песколовок и первичных отстойников.

В состав блока биологической очистки входят аэротенки и вторичные отстойники.
Процесс биологической очистки происходит за счет жизнедеятельности в аэротенке активного ила при постоянном контакте с кислородом воздуха, нагнетаемого в аэротенке. Активный ил – это биоциноз, населенный различными бактериями, простейшими и многоклеточными микроорганизмами, которые трансформируют загрязняющие вещества сточных вод и таким образом очищают их.


Схема очистки сточных вод

Все это было в сточных водах

Схема очистки сточных вод

Завод по сжиганию осадка на ССА

Схема очистки сточных вод

На очистных сооружениях

Схема очистки сточных вод

Панорама канализационных очистных сооружений

Схема очистки сточных вод

Юго-Западные очистные сооружения

Однако комбинация только этих двух блоков очистки не обеспечивала то качество очищенных стоков, которое предусмотрено в рекомендациях ХЕЛКОМа (Хельсинской конвенции по защите Балтийского моря от загрязнений) по содержанию биогенных элементов – общего азота и общего фосфора (при попадании в акваторию Балтийского моря биогены создают питательную среду для сине-зеленых водорослей, которые, в свою очередь, поглощают из воды кислород и приводят к гибели живых организмов водоемов).

Поэтому в настоящее время на очистных сооружениях Водоканала внедрена химико-биологическая очистка сточных вод, которая сочетает глубокое удаление биогенных элементов биологическим путем, а также сопутствующее ей осаждение фосфора химическим путем. Сегодня на всех очистных сооружениях города внедрен химический метод удаления фосфора с использованием наиболее эффективного и экономичного реагента – сульфата алюминия.

Принцип химической обработки стоков заключается в том, что при введении реагента происходит реакция, в результате которой алюминий образует с фосфатами нерастворимое соединение, которое затем вместе с осадком выводится из системы.

После внедрения химического метода очистки сточных вод на всех сооружениях города в очищенных сточных водах стабильно достигается соответствие рекомендациям ХЕЛКОМ – не более 0,5 мг/л по показателю «общий фосфор».

С 2010 года ХЕЛКОМ ужесточил нормативы по содержанию азота и фосфора в очищенных сточных водах до 10 мг/л по азоту, 0,5 мг/л по фосфору. Уже в 2008 году Водоканалу на Юго-Западных очистных сооружениях удалось выйти на уровень содержания фосфора в очищенных сточных водах ниже 0,5 мг/л, а азота – 8 мг/л.

Летом 2011 года завершился международный проект «Чистая Балтика». Теперь Санкт-Петербург в полном объеме выполняет новые рекомендации Хельсинкской комиссии по защите Балтийского моря – содержание фосфора в общем сбросе городских сточных вод не превышает 0,5 мг/л.

Еще один уровень очистки сточных вод – обеззараживание очищенных стоков ультрафиолетовым облучением. Сейчас эта технология применяется на Юго-Западных очистных сооружениях, а также очистных сооружениях Сестрорецка, Репина и Петродворца.

Для совершенствования технологий очистки сточных вод на канализационных очистных сооружениях:

  • Осуществляется опытная эксплуатация реконструированных очистных сооружений 2-ой очереди Северной станции аэрации (1 этап реконструкции с внедрением технологии UCT глубокого удаления биогенных элементов фирмы SWECO (Швеция)).
  • Проводятся работы по реконструкции илоуплотнителей на КОС г.Пушкин с внедрением технологии раздельного уплотнения избыточного активного ила и сырого осадка.
  • Выполнена реконструкция двух вторичных отстойников КОС г.Колпино.

Эффективность очистки сточных вод в 2016 году на сооружениях ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» по очистке хозяйственно-бытовых и общесплавных стоков составила более 97% по взвешенным веществам и БПК; 95,4 % по общему фосфору и 72,5 % по общему азоту.

В настоящее время осуществляется поиск новых эффективных и экономически целесообразных технологических решений по доочистке и обеззараживанию очищенных сточных вод для внедрения на всех канализационных сооружениях города.

Схема очистки сточных вод Технологические схемы очистки сточных вод

Если при расчете необходимой степени очистки сточных вод концентрация взвешенных веществ должна быть снижена на 40-50%, а величина показателя БПКП0Лн – на 20-3 0%, то можно ограничиться механической очисткой.

Сточная вода, поступающая на очистную станцию, проходит через решетки, песколовки, отстойники и обеззараживается при использовании хлора.

Отбросы с решеток направляются в дробилку и в виде пульпы сбрасываются в канал перед или за решеткой. Возможен вариант вывоза отбросов на полигон. Осадок из песколовок перекачивается на песковые площадки. Из отстойников осадок направляется в метантенки с целью окисления органических веществ. Для обезвоживания сброженного осадка используются иловые площадки, дренажная вода с этих площадок перекачивается в канал перед контактным резервуаром.

При больших расходах сточных вод – от 50 тыс. м3/сут до 2-3 млн. м3/сут и более применяется технологическая схема, приведенная на рис. 9.2. Механическая очистка сточных вод производится на решетках, в песколовках и отстойниках.

Для интенсификации осаждения взвешенных веществ перед первичными отстойниками могут использоваться преаэраторы, в которые подается определенная часть избыточного активного ила в качестве биофлокулятора. Сырой осадок из первичных отстойников направляется в метантенки.

Биологическая очистка сточных вод по этой схеме осуществляется в аэротенке. Аэротенк представляет собой открытый резервуар, в котором находится смесь активного ила и осветленной сточной воды.

Рис. 9.1. Технологическая схема очистной станции с механической очисткой сточных вод:
1 – сточная вода; 2 – решетки; 3 – песколовки; 4 – отстойники; 5 – смесители; 6 – контактный резервуар; 7 – выпуск; 8 – дробилки; 9 – песковые площадки; 10 – метантенки; 11 – хлораторная; 12 – иловые площадки; 13 – отбросы; ё4 – пульпа; 15 – песчаная пульпа; 16 – сырой осадок; 17 – сброженный осадок; 18- Дренажная вода; 19 – хлорная вода

Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов активного ила в аэротенк должен поступать воздух, который подается воздуходувка-ми, установленными в машинном здании. Смесь очищенной сточной воды и активного ила из аэротенка направляется во вторичный отстойник, где 0саждается активный ил и основная его масса возвращается в аэротенк. В системе аэротенк — вторичный отстойник масса активного ила увеличивается за счет его прироста, поэтому часть его (избыточный активный ил) удаляется из вторичного отстойника и подается в илоуплотнитель, при этом объем ила уменьшается в 4-6 раз, а уплотненный избыточный ил перекачивается в метантенк. Очищенная сточная вода обеззараживается (обычно хлорируется) в контактном резервуаре и сбрасывается в водоем.

Сброженный осадок из метантенков направляется для механического обезвоживания на вакуум-фильтры или фильтр-прессы. Обезвоженный осадок может подвергаться термической сушке и использоваться в качестве удобрения.

Рис. 9.2. Технологическая схема очистной станции с биологической очисткой сточных вод в аэротенках:
1 – сточная вода; 2 – решетки; 3 – песколовки; 4 – преаэраторы; 5 – первичные отстойники; 6 – аэротенки; 7 – вторичные отстойники; 8 – контактный резервуар; 9 – выпуск; 10 – отбросы; 11 – дробилки; 12 – песковые площадки; 13 – илоуплотнители; 14 – песок; 15 – избыточный активный ил; 16 – циркуляционный активный ил; 17 – газгольдеры; 18 – котельная; 19 – машинное здание; 20 – метантеки; 21 – цех механического обезвоживания сброженного осадка; 22 – газ; 23 – сжатый воздух; 24 – сырой осадок; 25 – сброженный осадок; 26 – на удобрение; 27 – хлораторная установка; 28 – хлорная вода

На рис. 9.3 приведена технологическая схема биологической очистки сточных вод на биофильтрах. Такие схемы используются для расходов сточных вод порядка 10- 20 тыс. м3/сут.

Рис. 9.3. Технологическая схема очистной станции с биологической очисткой сточных вод на биофильтрах:
1 – сточная вода; 2 – решетки; 3 – песколовки; 4 – первичные отстойники; 5 – биофильтры; 6 – вторичные отстойники; 7 – контактный резервуар; 8 – выпуск; 9 – отбросы; 10 – дробилки; 11 – хлораторная установка; 12 – осадок из первичных отстойников; 13 – биопленка из вторичных отстойников; 14 – песок; 15 – бункер песка; 16- иловые площадки

После сооружений механической очистки (решетки, песколовки и первичные отстойники) вода поступает на биофильтры и затем во вторичные отстойники, в которых задерживается биологическая пленка (биопленка), выносимая водой из биофильтров, далее вода направляется в контактный резервуар, дезинфицируется и сбрасывается в водоем.

Проходя через фильтрующую загрузку биофильтра, загрязненная вода оставляет в ней взвешенные и коллоидные органические вещества, не осевшие в первичных отстойниках, которые создают биопленку, густо заселенную микроорганизмами. Микроорганизмы биопленки окисляют орга-нические вещества и получают необходимую для своей жизнедеятельности энергию. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества, а в теле биофильтра увеличивается масса биологической пленки. Отработанная и омертвевшая пленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра.

Для нормального хода процесса очистки в биофильтрах иногда необходимо осуществлять рециркуляцию осветленной во вторичных отстойниках воды, т.е. подавать перед биофильтрами и смешивать с водой из первичных отстойников. Необходимость рециркуляции определяется расчетом.

Физико-химическая очистка городских сточных вод применяется для очистки расходов – 10-20 тыс. м3/сут. На рис. 9.4 приведена технологическая схема физико-химической очистки сточных вод.

Рис. 9.4. Технологическая схема очистной станции с физико-химической очисткой сточных вод:
1 – сточная вода; 2 – решетки; 3 – песколовки; 4 – смеситель; 5 – камера хлопьеобразования; 6 – горизонтальные отстойники; 7 – барабанные сетки 8 – фильтры; 9 – контактный резервуар; 10 – выпуск в водоем; 11 – песок 12 – бункер песка; 13 – приготовление и дозирование реагентов; 14 – осадок 15 – осадкоуплотнители; 16 – центрифуги; 17 – хлораторная; 18 – шлам: 19 – отстоенная вода

Вода, прошедшая решетки и песколовки, направляется в смеситель, куда в определенных дозах подаются растворы реагентов – минеральных коагулянтов и органических флокулянтов. При введении в сточную воду минеральных коагулянтов образуются оксигидраты металлов, на которых собираются взвешенные, коллоидные и частично растворенные вещества, флокулянты укрупняют хлопья оксигидратов и улучшают их структурно-механические свойства. После камер хлопьеобразования осадки отделяются от очищенной воды в горизонтальных отстойниках. Для глубокой очистки от взвешенных веществ используются барабанные сетки и двухслойные фильтры или фильтры с восходящим потоком воды. Обеззараженная хлором вода сбрасывается в водоем. Осадок из отстойников уплотняется и обезвоживается на центрифугах.

Приведенные технологические схемы широко распространены как в отечественной, так и зарубежной практике, при этом имеются станции, работающие измененным схемам.

Технологические схемы очистки производственных сточных вод могут решаться при использовании самых разнообразных методов очистки, включая физико-химические методы, биологический метод и т.д. Это зависит от специфики загрязняющих сточные воды веществ, их концентрации и ПДК сброса в городскую канализацию. При разработке технологий очистки производственных сточных вод основной тенденцией должно быть максимальное повторно-оборотное использование очищенных вод на предприятиях. Атмосферные воды с промплощадок могут быть загрязнены такими же веществами, что и производственные, поэтому эти воды с промплощадок очищаются совместно с производственными.

Атмосферные сточные воды с территорий городов могут очищаться на отдельных очистных сооружениях при использовании, в основном, механических методов. За рубежом атмосферные воды очищаются на городских очистных сооружениях совместно с бытовыми сточными водами, однако, и за рубежом в настоящее время определилась тенденция очистки атмосферных вод на автономных очистных сооружениях.

Источники: http://vodakanazer.ru/kanalizaciya/sxema-ochistki-stochnyx-vod.html, http://www.vodokanal.spb.ru/kanalizovanie/tehnologii_ochistki/, http://stroy-spravka.ru/article/tekhnologicheskie-skhemy-ochistki-stochnykh-vod

Источник: septikman.ru

Скачать статью

Факт 1 Полноценная технологическая схема очистки ГСВ состоит из 4 основных процессов

Полноценная технологическая схема очистки ГСВ должна включать в себя 4 основных процесса: механическую очистку, биологическую очистку, обеззараживание очищенной воды и обработку осадка. В ряде случаев могут применяться так называемые «урезанные схемы», в которых отсутствует какой-то процесс – это оправдано в исключительных условиях. Например, технология без биологической очистки – с использованием физико-химической обработки и фильтрационной очистки. Этот процесс вынужденно применяется на некоторых удаленных объектах с временным (сезонным) пребыванием, где сооружения биологической очистки не могут быть использованы, так как они требуют длительного запуска (наращивание биомассы в течение 2–3 месяцев).
И, наоборот, технологическая схема может быть сложнее, если очистные сооружения используются для очистки значительных объемов сточных вод.

Рис. 1 Этапы очистки в полноценной технологической схеме ГСВ

Рис. 1 Этапы очистки в полноценной технологической схеме ГСВ

 

Факт 2 Механическая очистка воды – начальный этап очистки ГСВ

Механическая очистка воды – выделение из сточных вод находящихся в них нерастворенных грубодисперсных примесей, которые имеют минеральную и органическую породу. В основном, механическую очистку используют как предварительный этап биологической очистки или в качестве доочистки стоков.
Для механической очистки воды характерны следующие процессы:

  • Процеживание
  • Отстаивание
  • Фильтрование

Рассмотрим их подробно.

Факт 3 Первый этап механической очистки сточных вод  –  процеживание

Процеживание – выделение плавающих грубых примесей и частично взвешенных веществ на решетках и ситах для обеспечения корректной работы сооружений и оборудования. В таблице 1 представлен перечень наиболее распространенного оборудования для процеживания.

 

Таблица 1

 

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Реечные (стержневые) решетки

Сточная вода проходит через совокупность стержней, которые установлены под наклоном к потоку и имеют фиксированные расстояния между каждым стержнем, и работающим скребком, который прочищает и поднимает наверх задержанные отбросы

Ширина прозоров от 60–80 мм (при использовании для предварительного грубого процеживания) до 5–6 мм.

Благодаря фиксированным прозорам происходит одномерное процеживание, при котором длинные узкие включения могут проходить через решетки

Ступенчатые

Очищаемая вода проходит через совокупность ступенчатых полотен, которые установлены под наклоном к потоку и имеют фиксированные расстояния между собой. Наборы полотен — через одно — подвижные и неподвижные. Возвратно-поступательные движения полотен — со ступени на ступень — обеспечивают подъем отбросов.

Обеспечивает размер прозора до 3 мм. Эффективно работает с намывным слоем отбросов, обеспечивающим более

эффективное задержание

Ленточные (реечные и перфорированные)

Сточная вода протекает через совокупность пластиковых секций небольшой длины (либо фрагментов сит), оснащенных крючками и шарнирно связанных

между собой в бесконечную ленту

Перфорированные устройства обеспечивают глубокое процеживание с двумерным эффектом (задерживаются все

включения, которые больше размера отверстий). Реечные устройства по эффективности занимают промежуточное положение между ситами и стержневыми решетками

Барабанные (шнековые)

Сточная вода протекает изнутри наружу через барабанное вращающееся сито. Уловленные отбросы по центральному каналу отводятся шнеком

Наиболее эффективные устройства. Требуют предварительного удаления

крупных включений. По производительности применимы до больших ОС включительно.

Об эффективности используемого оборудования судят по массе удержанных отбросов. Согласно действующим нормам* допускается не предусматривать решетки в случае подачи сточных вод на станцию очистки насосами при установке перед насосами решеток с прозорами не более 16 мм или решеток-дробилок, при этом длина напорного трубопровода не должна превышать 500 м и на насосных станциях предусматривается вывоз задержанных на решетке отбросов.
Не рекомендуется дробить отходы на входе на очистные сооружения ГСВ, т.к. это приводит к увеличению сброса частиц мусора с очищенной воды.

Рис. 2 Решетки для очистки сточных вод

Рис. 2 Решетки для очистки сточных вод

Факт 4 На этапе отстаивания из сточных вод удаляются и осаждаются (осветляются) взвешенные вещества.

Отстаивание – выделение из сточных вод взвешенных веществ (далее ВВ) под действием силы тяжести на песколовках, отстойниках, нефтеловушках, масло- и смолоуловителях, а также на гидроциклонах и центрифугах – под действием центробежных сил.

Песколовки применяются для выделения нерастворенных минеральных примесей и предусматриваются в очистных сооружениях при производительности больше 100 м³/сут. Количество песколовок или отделений должно быть не менее 2-х, причем все – рабочие. При объеме улавливаемого осадка до 0,1 м³/сут. допускается удалять осадок вручную, при большем объеме выгрузка осадка механизируется.
Об эффективности задержания песка судят по содержанию песка в осадке первичных отстойников. Содержание песка, не создающее трудностей для эксплуатации, не более 6 % от сухого вещества осадка (не более 3 % при использовании высокоскоростных центрифуг для обезвоживания осадка).

Рис. 3. Аэрируемая прямоугольная песколовка

Рис. 3. Аэрируемая прямоугольная песколовка

Отстаивание в отстойниках является самым простым, доступным  и наименее трудоемким методом выделения из очищаемых стоков грубодиспергированных примесей, плотность которых не равна плотности воды. Такие примеси оседают на дно или всплывают на поверхность. Отстойники классифицируются по характеру работы, технологической роли, направлению движения потока воды, способу обеспечения флокуляции взвешенных веществ и способу выгрузки осадка. 

Таблица 2. Классификация отстойников

Тип классификации

Деление

По характеру работы

Периодического и непрерывного действия

По технологической роли

Первичные отстойники (для осветления сточной воды)

Вторичные отстойники (для отстаивания воды, прошедшей биологическую обработку)

Третичные отстойники (для доочистки)

Илоуплотнители и осадкоуплотнители

По направлению движения потока воды

Вертикальные, горизонтальные, радиальные и наклонные тонкослойные

По способу обеспечения флокуляции взвешенных веществ

Активная флокуляция и пассивная флокуляция

По способу выгрузки осадка

Сооружения со скребковыми механизмами, илососами и гидросмывом

В стадии механической очистки воды используются первичные отстойники вертикальной, горизонтальной радиальной и наклонной тонкослойной конструкции. В технологической схеме первичные отстойники располагаются непосредственно после песколовок и предназначены для выделения взвешенных веществ из сточной воды. Основной характеристикой работы первичных отстойников является эффективность осветления (отстаивания). В большинстве случаев эффект осветления составляет 40-60%, что приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40%. Для станции полной биологической очистки концентрация ВВ в воде после первичных отстойников не должна превышать 150 мг/л во избежание повышенного прироста активного ила или биопленки.
Использование отстойников позволяет уменьшить нагрузку на стадию биологической очистки, что, в свою очередь, позволяет уменьшить объем образующихся осадков и сократить до 30-50% затраты электроэнергии на процесс очистки в целом.
Первичное осветление является основой технологии физико-химической очистки, которая используется в тех случаях, когда биологическая очистка по объективным причинам не применима. Применение коагулянтов позволяет достичь глубокого удаления взвешенных веществ и очистки по БПК₅ до 80 %.

Рис 4. Радиальный отстойник с мостовым скребковым механизмом

Рис 4. Радиальный отстойник с мостовым скребковым механизмом


Нефтеловушки, смоло – и маслоуловители
применяются для очистки производственных сточных вод, которые содержат всплывающие грубодиспергированные примеси (нефть, легкие смолы, масла) при концентрации выше 100 мг/л. 

Гидроциклоны и центрифуги используют принцип осаждения в поле центробежных ускорений, которое позволяет значительно сократить объем и увеличить гидравлическую нагрузку по сравнению с отстойными сооружениями.

Факт 5 Фильтрование, как механический метод, применяется для доочистки сточных вод ГСВ после стадии биологической очистки

Фильтрование – задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых (барабанных) и зернистых фильтрах. Фильтровальная станция доочистки сточных вод обычно включает в себя приемный резервуар, насосную станцию для подачи воды, фильтровальные установки, резервуар для сбора промывных вод, насосную станцию для их перекачки в начало очистной станции канализации, а также другое оборудование. Рис. 5

Рис. 5 Станция доочистки сточных вод с фильтрованием

Рис. 5 Станция доочистки сточных вод с фильтрованием

1-приемный резервуар, 2,8,10 –насосные станции, 3-барабанные сетки, 4-фильтровальные сооружения, 5-контактный резервуар для хлорирования, 6-аэратор-быстроток, 7-резервуар для сбора промывной воды, 9-резервуар для промывки фильтров

Регенерацию зернистых фильтрующих материалов производят промывкой водой и воздухом, синтетические материалы обычно отжимают для регенерации. Для промывки фильтров используют водопроводную воду или воду после барабанных сеток и фильтров

Факт 6 Как самостоятельный метод механическую очистку применяют редко для очистки ГСВ

Такая возможность существует, если при использовании только механической очистки по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое качество воды (для производственных сточных вод – повторный возврат в технологический процесс).
В большинстве случаев, механическую очистку используют в качестве начального этапа, перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.
О биологической очистке ГСВ будет рассказано в следующих выпусках рассылки.

Сокращения, используемые в статье:

ГСВ – городские сточные воды
ОС – очистные сооружения
ВВ – взвешенные вещества
БПК — биологическое потребление кислорода

* Свод правил СП 32.133330-2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения».

 

При написании статьи использовались материалы пособий: «Механическая очистка сточных вод», «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов»

Источник: prom-water.ru

Виды сточных вод

С учетом происхождения типа и состава данные воды могут быть бытовыми, производственными, атмосферными.

Если говорить о бытовых сточных водах, то причиной их появления является практическая деятельность и жизнедеятельность людей.

В такой жидкости содержится минеральная и органическая примесь. Минеральная примесь — это соли таких соединений, как аммоний, хлориды, гидрокарбонаты. Органические примеси представлены в виде безазотистых и азотосодержащих веществ. Как правило, это углеводы, жиры, белки. Особая форма примесей бытовых вод — микроорганизмы. Кроме того, иногда присутствуют болезнетворные микроорганизмы (речь идет о бактериях и вирусах).

Характер производства воздействует на состав производственных вод. К примеру, производственные сточные воды могут быть разных видов:

Воды, в состав которых входят неорганические примеси со специальными токсичными характеристиками: стоки гальванических компаний, предприятий по изготовлению кислот, стройматериалов, минеральной продукции и так далее. Таким образом могут изменяться рН воды водоема. Соли тяжелого металла, токсичные по отношению к организмам, присутствующим в воде.

Кроме того, есть сточные воды, неорганические соединения которых не имеют токсичных действий. Это воды таких заводов, как рудообогатительные, цементные и так далее. Для водоемов эти примеси не являются слишком опасными.

Воды с нетоксичными органическими компонентами. Речь идет о сточных водах компаний пищевой промышленности (мясная, молочная, целлюлозно-бумажная, микробиологическая). Если данные вещества попадают в водоем, то в нем сразу же начинает возрастать окисляемость.

В некоторых водах содержатся органические компоненты со специальными токсичными свойствами. Это воды такой промышленности, как нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, текстильная, легкая; компании, производящие сахар, консервы, продукцию органического синтеза.

В производственной жидкости может быть различная концентрация загрязняющих компонентов, уровень агрессивности.

Подбор метода очистки

Поскольку производственные сточные воды имеют разный состав, нужно подбирать надежный и эффективный метод очистки в каждой конкретной ситуации. Научные исследования помогают получить расчетные параметры и технологические регламенты обработки сточной воды. Нормой потребления воды является ее количество, необходимое для производственных процессов.

Норму можно установить при помощи научно обоснованных расчетов или передовой практики. Укрупненная норма водопотребления включает расходы жидкости в компании. Нормами расходов производственных вод пользуются во время проектирования опять возводящихся конструкций водоотведения промышленных организаций. С помощью таких норм можно оценить рациональность применения воды в любой компании.

На уровень загрязненности атмосферных вод (дождевые и талые воды отводятся вместе с водами от полива улиц, фонтанов и дренажей) могут воздействовать различные факторы, а также общая санитарная обстановка пункта. Используя технологию сухой уборки улицы, невозможно полностью удалить загрязнения. В мусоре с дорог содержатся такие вещества: органика, биогены, нефтепродукты, соли металлов в огромном количестве.

Что по поводу загрязненности дождевых стоков, то она зависит от их расхода. Если расход составляет около 25 л/с га, воды не способны смыть загрязнения, вот поэтому их загрязненность является минимальной. Если расход стока будет увеличиваться, то в нем вырастут концентрации взвешенных компонентов. Почти вся грязная дождевая вода поступает в канализацию в начале осадков. Максимальную величину БПК жидкости можно наблюдать в летнее время, а в осенний период они снижаются в несколько раз.

Определение

В практике применяется определение городские сточные воды. Как правило, это бытовые и производственные сточные смеси. Что касательно бытовых, производственных и атмосферных сточных вод, то их можно отводить совместно или раздельно. Более популярными являются общесплавные и раздельные конструкции водоотведения. Для общесплавной системы не проблема отвести любые виды сточных вод по одной сети труб за пределы города на очистное сооружение. В состав раздельных систем входят различные трубы и каналы: по одной может отводиться дождевая и незагрязненная производственная жидкость, а по иной — бытовая и загрязненная.

Сточные воды являются сложными гетерогенными смесями, в которых содержатся разные соединения (органические и минеральные). Как правило, их состояние нерастворенное, коллоидное и растворенное. Уровень загрязнения сточной жидкости можно оценить при помощи концентрации. Чтобы разработать рациональную схему водоотведения и оценить возможность повторного применения вод, необходимо ознакомиться с составом и режимом водоотведения.

Эффективность применения жидкости в промышленной компании можно оценить при помощи количества использованных оборотных вод, коэффициента использования и процента потерь.

Для промышленной компании потребуется составить баланс воды, который включает расходы на потери, сбросы и компенсирующие расходы жидкости в систему. Проектирование опять возводящейся или реконструируемой системы водоотведения населенного пункта и промышленной компании необходимо выполнять, используя утвержденные в установленном порядке схемы развития сферы хозяйства.

Выбор систем

Когда будете выбирать системы водоотведения, учитывайте техническую, экономическую и санитарную оценки определенных сооружений, предусмотрите возможную интенсификацию их деятельности.

Количество воды, выпускаемой в сточный объект, можно определить, используя предельно допустимый сброс (ПДС). ПДС — масса компонентов в сточной воде, которая допускается к отведению в установленном режиме в определенном пункте объекта в единицу времени, чтобы обеспечить нормы качества жидкости в контрольном пункте.

Водоем загрязняется в основном через спуск в них сточной воды от промышленных компаний и пунктов. Из-за сброса сточной жидкости возможно изменение физических свойств воды (повышение температуры, уменьшение прозрачности, появление привкусов, запахов); в водоеме могут появляться плавающие вещества, бактерии. Загрязненный водоем становится непригодным для питьевого водоснабжения.

Условия выпуска сточной воды в поверхностный водоем определяет народнохозяйственная их значимость и характер пользования. После того как сточная жидкость выпущена, ухудшается ее качество в водоеме, но это не должно сильно влиять на его жизнь и на возможность в дальнейшем использовать водоем как источник водоснабжения, рыбохозяйственной цели.

Санитарно-эпидемиологические станции наблюдают за выполнением условий спуска производственной сточной жидкости в водоем.

Нормативами качества вод (хозяйственно-питьевые и культурно-бытовые водоемы) устанавливается качество жидкости для водоемов по разным типам пользования. Первый тип — территория водоема, который используется как источник с целью предоставить централизованное или нецентрализованное хозяйственно-питьевое водоснабжение предприятия пищевой промышленности. Второй тип — это территории водоемов, которые используются с целью купания, занятия спортом и отдыха людей. Органы санитарного надзора относят водоемы к определенному типу пользования.

Самоочищение воды

Самоочищение вод в водоемах — это взаимосвязанные гидродинамические, химические, микробиологические и гидробиологические процессы, с помощью которых можно восстановить первоначальное состояние объекта. Из-за того, что в сточных водах промышленных компаний содержатся загрязнения, их спуск в городские водоотводящие сети ограничен некоторыми требованиями. Например, из-за выпускаемых в водоотводящую сеть производственных сточных вод не должна нарушаться работа сооружений, кроме того, в жидкости не должны содержаться вещества, засоряющие сеть или отлагаться на трубах. Производственную сточную воду, которая не удовлетворяет данным требованиям, необходимо предварительно очищать и только после этого сбрасывать в водоотводящие сети города.

Среди популярных очистных сооружений можно выделить системы механической очистки. Как правило, они могут иметь сооружения биологической или химической очистки, а иногда в комплект очистных сооружений включены системы глубокой очистки. Непосредственно перед сбросом в водоемы очищенная жидкость обеззараживается, а вот масса, которая образуется на каждой стадии очистки, появляется на сооружениях после обработки осадка. Очищенная сточная вода, как правило, направляется в оборотную систему водообеспечения промышленности (организаций, заводов), на сельскохозяйственные потребности или сбрасывается в водоемы. Осадок утилизируют, уничтожают или складируют.

Механическая очистка

Механическую очистку применяют для выделения из жидкости нерастворенной минеральной и органической массы. Как правило, это метод предварительной очистки, и предназначен он для того, чтобы подготовить сточные воды к определенным способам очистки. Благодаря грамотно выполненной механической очистке можно снизить взвешенные вещества до 92%, а органические — до 23%.

В состав систем механической очистки включены разнообразные решетки, фильтры. К примеру, песколовки применяют для того, чтобы выделить из воды тяжелые минеральные примеси (речь идет о песке). Обезвоженный материал во время надежного обеззараживания можно использовать при производстве строительной продукции. Усреднитель применяют, чтобы регулировать состав и расход сточной воды. Усреднение можно выполнить при помощи дифференцирования потоков поступающей жидкости или перемешивая отдельные стоки.

Первичные отстойники применяют, чтобы выделить из сточной воды взвешенные вещества, которые из-за действия гравитационной силы располагаются на дне отстойника. Чтобы очистить сточные воды, содержащие нефтепродукцию, используйте специальную нефтеловушку. Данное сооружение представляет собой прямоугольный резервуар, в котором разделяется нефть и жидкость (это происходит благодаря тому, что их плотности разные). Нефтепродукция и нефть начинают всплывать на поверхность, собираться и удаляться из нефтеловушек на утилизацию.

Источник: masterseptika.ru


Categories: Другое

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector