Очистка сточных вод: методв, схемы, обородование

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.

Содержание

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.

Что это такое?

Очистка сточных вод – комплекс различных действий, задача которых кроется в удалении вредных веществ из сточных вод, способных нарушить чистоту экосистемы. Образование стоков – это результат активной деятельности человека. Стоки способны навредить здоровью живых организмов, поэтому важно, чтобы они не попали в водоёмы или грунтовые воды. С каждым годом актуальность очистки сточных вод растёт.

В зависимости от происхождения стоки принято делить следующим образом.

  • Бытовые или хозяйственно-фекальные, городские. К их числу относят стоки, которые поступают в канализацию от жилой застройки и общественных зданий.
  • Производственные. Сточные воды промышленных объектов, где происходят различные технологические процессы.
  • Дождевые, которые стекают в канализацию после выпадения дождей, таяния снега, мойки территории.

Вне зависимости от вида сточных вод важно организовать их своевременную очистку и устранить вредные вещества перед тем, как сток попадёт в водоём.

Химический метод

Химическая очистка воды

Загрязнения убираются из сточных вод благодаря проведению реакции меду загрязнениями и реагентами, которые специально вводятся в воду. Эти реакции представлены реакциями восстановления и окисления, реакции, которые сопровождаются выделением газа, реакции, в результате происхождения которых возникают соединения, которые способны выпадать в осадок. Химический метод очистки применяют лишь в некоторых случаях.

Зачем чистить стоки?

Главной целью очищения является разрушение загрязнений различной природы и их удаление. Это сложный производственный процесс, готовая продукция которого представляет собой очищенную воду. Её параметры доведены до установленных нормативов. Причем требования, предъявляемые к воде для различных целей, существенно отличаются и неуклонно усиливаются.

Проектирование очистных сооружений

Строительство и водоподготовка

Чистая вода – одна из самых главных ценностей на земле. Именно эта природная жидкость используется человеком для различных целей: животноводства, промышленного производства, полива культурных растений и т.д. Именно поэтому качественная и своевременная очистка сточных вод, восполняющих необходимые запасы этой природной жидкости – первостепенная задача любого предприятия.Однако необходимо учитывать тот момент, что процесс водоочистки регламентирован нормами санитарно-эпидемиологической службы. А это значит, что проектирование очистных сооружений – комплекс необходимых, но достаточно сложных и трудоемких работ. Только качественный детально продуманный проект позволит создать максимально эффективную и безопасную систему водоочистки.

Методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод производится следующими способами:

  • Биологический.
  • Механический.
  • Физико-химический.
  • Дезинфекция.
  • Термическая утилизация.

Каждый из них имеет свои особенности, поэтому нуждается в более детальном рассмотрении.

Основные этапы проектирования

Строительство и водоподготовка

Предварительные работы напрямую влияют на функционал готовых

очистных сооружений,

а также итоговое качество очищенной воды. Специалисты берут во внимание множество отдельных факторов: основную деятельность, которой занимается предприятие, прилегающие к нему территории, климатические условия, состав загрязненной воды, особенности почвы и грунта. На основании проведенных исследований будет сделан вывод о том, как должна функционировать наиболее подходящая по всем критериям система очистки.

Реализованные проэкты

Характеристика

Для оценки состава и свойства сточных вод определены триосновных показателя:

ХПК – химическая потребность в кислороде, показатель,определяющий объем озона, необходимый для разрушения или окислениязагрязнителей;

БПК – биологическое потребление кислорода, необходимое длясуществования анаэробных бактерий, пожирающих органические загрязнители;

ООУ – общее содержание органических веществ;

рН – показатель кислотности.

Это величины, определяемые лабораторно для каждого видасточных вод. Они нужны для выбора метода очистки, определения объема реагентов.

Механохимическая очистка

Она нужна для того, чтобы можно выбор удалять из жидкости нерастворенные виды загрязнений. При таком вид очистки в жидкость добавляются специальные вещества – коагулянты, они способны удалить все загрязнения.

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.

Хозяйственно-бытовые стоки

Они содержат растворенные и загрязненные, взвеси, жесткийосадок. В составе бытовых сточных вод все то, что попадает в канализационныестоки. Это химические элементы, поверхностно-активные вещества, пищевые ипромышленные кислоты. Сложный состав органических элементов, это пищевыеотходы, биологические жидкости человека, фекальные массы. В составе загрязнителейприсутствуют биологические – это патогенные микроорганизмы (микробы, вирусы,грибки).

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические  и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

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.
Очистка воды на предприятии

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.
Аэротенк

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

Очищенная водаДля 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.

Процесс биологической очистки

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.
Очищение воды

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.

Водяной фильтрЗдоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают фильтры для воды. Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в этом материале.

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.

Отстаивание воды

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.

Мобильные устройства водоочистки

Наряду со стационарными станциями очистки сточных вод в случаях, когда имеется потребность в очистке небольших их объёмах или не постоянно, применяются мобильные станции водоочистки. Как правило, они состоят из барботёра, угольного фильтра, ёмкости обеззараживания и циркуляционного насоса.

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.

Источник: https://vodasovet.ru/kanalizatsiya/printsipy-ochistki-stochnyh-vod

Дезинфекция

Практически во всех типах сточных вод находятся опасные патогенные микроорганизмы, поэтому нельзя пренебрегать мероприятиями по дезинфекции.

Посредством специальных установок ультрафиолетового облучения осуществляется окончательное обеззараживание стоков. Эта методика является наиболее безопасной. Кроме нее прибегают к электролизу и хлорированию.

Важно! Хлор активно использовался в качестве обеззараживающего реагента, но из-за его высокой токсичности и возможного вреда на состояние окружающей среды, многие промышленные предприятия стали использовать другие вещества, к примеру, гипохлорит и дезавид.

Происхождение названия «станция аэрации»

В некоторых городах России, например, в Москве и Санкт-Петербурге, очистные сооружения из соображений благозвучности носят название «станция аэрации» (в Москве) или «центр аэрации» (ЦА) (в Санкт-Петербурге). В очистных сооружениях аэрация действительно применяется и является основным, но не единственным процессом.

4. Плюсы и минусы всех методов биологической очистки

Таблица 1. Эффективность очистки в зависимости от способа

Занимаемая площадь Скорость очистки Потребность в воздухе Типы загрязнений Круглогодичная эксплуатация
Поля фильтрации, биопруды большая низкая да органические нет
Биологические очистные сооружения Малая высокая да органические да

Точный расчет для отличного результата

Строительство и водоподготовка

Один из заключительных этапов проектирования – оценка технологической эффективности очистки. В расчет берутся экспериментально полученные показатели: основные характеристики загрязнения воды. В результате оценки производится детальный расчет (на основании законодательно утвержденной методики), который позволяет подобрать оптимальное оборудование, лучшие решения по его установке и дальнейшей эксплуатации и т.д.

Очистка сточных вод: специальное оборудование

Для очистки сточных вод применяются следующие категории оборудования:

  1. Насосные канализационные станции – бывают погружными и самовсасывающими. Перекачивают стоки в тех случаях, когда их транспортировка самотеком невозможна.
  2. Станции механической очистки – оснащаются пескоотделителями, служат для начальной обработки стоков путем их осаждения.
  3. Системы жироулавливания – выделяют жиры разного происхождения, незаменимы для очистки промышленных сточных вод.
  4. Станции биологической очистки – бывают наземными и заглубляемыми. Второе название – аэротенк.
  5. Станции химической очистки – могут использоваться самостоятельно и в комплексе с другими системами, незаменимы на производствах.
  6. Мембранные очистители – удаляют загрязнения на молекулярном уровне.
  7. И другое.

Стоимость оборудования зависит от его класса и производительности. В продаже сегодня представлены разные решения – дешевые и дорогие, бытовые и промышленные, решающие широкий или только основной спектр задач. Главное помните – чем дороже установка, тем она эффективнее.

Размещение сооружений очистки

Для очистных установок подходят ровные участки с низким расположением грунтовых вод, чтобы жидкость могла пройти окончательную очистку в грунте. В частных домах это участок, скрытый от посторонних глаз. Желательно, чтобы запахи, иногда появляющиеся при разложении органики, не доходили до соседей.

Расположение септика

Обычно оборудование подбирается исходя из особенностей участка и типа почвы. К примеру, на суглинках технические стоки плохо впитываются, может возникнуть застой. Поэтому монтируются водоотводные коммуникации, которые удаляют жидкость с участка по трубам.

По санитарным требованиям канализационная емкость должна находиться в удалении от питьевой скважины не менее чем на 50 метров. Существуют фильтрационные поля вокруг фильтрационного колодца, в радиусе которых не закладывают скважины, предназначенные для питьевой воды.

Нужно соблюдать расстояние от края дороги – не менее 3 метров. Если имеется проложенный электрический кабель, от него канализацию удаляют на 1 метр. От газопровода — на 1,5 метра.

См. также

  • Водоочистка
  • Канализация
  • Технология перекачиваемого льда
  • Ночное золото

Наилучшие доступные технологии (НДТ)

НДТ – современные технологии, основная задача которых заключается в решении актуальных экологические проблем различных промышленных предприятий. Наилучшие доступные технологии подразумевают значительное снижение внедрения в сточные воды, как опасных веществ, так и тех, которые не разлагаются со временем.

С этой целью может потребоваться:

  • отказаться от применения хлора и особо опасных реактивов во время осуществления технологического процесса;
  • организовать отдельный сбор и устранение остатков используемых веществ;
  • внедрить в производство безопасные для окружающей среды реагенты (вместо химикатов, которые не разлагаются).

Особой эффективностью обладает устранение загрязняющих веществ в зависимости от фазово-дисперсного состава. Для этого предложено отделение твердой фазы сточных вод посредством фильтрации, отделение быстрооседающих частиц в песколовках и гидроциклонах и глубокая очистка от взвешенных веществ посредством мембран.

Интересно. Среди новых технологий особым спросом пользуются радиационная очистка воды и озонирование.

С помощью радиационной методики удается подвергнуть загрязняющие вещества окислению и разложению за короткий промежуток времени. При озонировании не образуются вредные для окружающей среды вещества.

Проектная документация «под ключ»

Строительство и водоподготовка

Документальное воплощение проекта

(документация)

предоставляется заказчиком в природоохранные госструктуры. Предварительно специалисты подготавливают все необходимые бумаги в соответствии со всеми действующими инструкциями и положениями. Среди таких документов – проекты санитарно-защитной зоны, предельно допустимых выбросов и т.д.Готовые документы проходят самую тщательную проверку и согласовываются во всех надзорных инстанциях.

Любой проект, разрабатываемый для предприятий, устанавливающих на своей территории очистные сооружения, должен пройти обязательную государственную экспертизу. В результате такой экспертизы подтверждается полное соответствие проекта действующему природоохранительному законодательству. (Наши лицензии и сертификаты)

Ссылки

  • Непокорённая клоака — статья об очистке воды в России
modif.png

Эта страница в последний раз была отредактирована 16 апреля 2021 в 21:12.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...