Очистные сооружения применяются на промышленных предприятиях, в дорожном и коммунальном хозяйстве. Их главная задача — очистка воды от вредных для природы и человека загрязнений. На вход подаются неочищенные стоки. На выходе получается очищенная вода, которая может быть полезно использована или возвращена в природу.
Как устроены очистные сооружения сточных вод, какие элементы включают — в этой статье.
Принцип действия
Сложность и состав канализационных очистных сооружений зависит от трех моментов:
- Степень и характер загрязнения стоков. Чем больше в поступающей на вход сооружения загрязненной воде опасных примесей, тем более сложная конфигурация фильтров требуется. В некоторых случаях удалить и деактивировать загрязнения можно только применяя комплекс различных методов фильтрации: механический, химический, биологический. В других — например, очистные сооружения канализации в дорожном хозяйстве, достаточно установить сравнительно простые устройства — песколовки, нефтеуловители.
- Объем поступающих стоков в единицу времени. Скорость поступления загрязненной воды определяет проектную производительность комплекса. Традиционно она измеряется в м³/час. Промышленные установки способны очищать до 120 м³/час и более. Также производитель может указывать этот параметр в л/с.
- Применение отфильтрованной воды. Если ее предполагается использовать для орошения сельскохозяйственных угодий или возвращать в естественные водоемы, требования к степени очистки выше. Получение на выходе из комплекса технической воды — задача технологически более простая и может быть выполнена сравнительно быстрее.
В максимальном варианте исполнения очистные сооружения сточных вод — это три этапа фильтрации стоков:
- Подготовительный. На этом этапе вода освобождается от фракций, которые эффективно удерживаются путем механической очистки. В частности, из нее удаляются песок и камни. Для этого применяются песколовки. В пищевой промышленности и на предприятиях общественного питания устанавливают жироуловители — они улавливают фракции легче воды.
- Основная очистка. На этом этапе из стоков удаляются сложные и опасные загрязнения. Для этого может использоваться сорбционный фильтр. Кроме улавливания широкого спектра загрязнений он позволяет увеличить прозрачность воды. В химической промышленности в очистке стоков на основном этапе могут использоваться реагенты. Их задача — преобразовать растворенные активные примеси в осадок или пену, которые могут быть удалены механическим путем.
- Доочистка, финишная очистка. На этот этап стоки подаются с низким содержанием загрязнений. Задача финишной очистки — подготовить воду для слива в обычную канализацию или к возвращению ее в природный водоем. Одним из распространенных методов доочистки является отстойник. Здесь вода находится в покое. Что способствует выпадению остаточных загрязнений в виде осадка на дно. Забор жидкости выполняется из верхних слоев, где она максимально очищена. Осадок удаляется и утилизируется.
Стоит отметить, что каждый из перечисленных этапов может включать несколько стадий, а оборудование состоять из двух и более корпусов. Так, для финишной очистки могут быть организованы три и более водоема. После прохождения определенного периода отстаивания в одном вода перекачивается в следующий.
Выполняется эта операция с помощью ручного насоса — при небольшом объеме стоков, или электрическим канализационным агрегатом.
Типовые элементы канализационных очистных сооружений
- Канализационные станции. Применяются для выравнивания скорости подачи воды в очистные сооружения. Они компенсируют резкие скачки притока в период осадков или сброса на промышленных предприятиях. Также станции позволяют перекачивать стоки при значительной разнице уровней установки емкости накопителя и очистных сооружений сточных вод, когда использование гравитации для этой цели неэффективно.
- Песколовки. Представляют собой горизонтально и вертикально расположенные корпуса со специально организованными в них системами перегородок. За счет этого достигается замедление скорости потока, что способствует эффективному осаждению песка и камней.
- Жироуловители. Изделия также выполняются в корпусах из стали, полиэтилена, стеклопластика, имеют систему камер и перегородок. Они формируют поток таким образом, чтобы всплывший на поверхность жир был удержан внутри устройства. Удаляется он при очистке системы.
- Сорбционный фильтр. Этот элемент основной очистки воды использует загрузку на основе активированного угля. Проходя через фильтрующие слои, загрязненная вода освобождается от большинства видов загрязнений. Они удерживаются загрузкой. Частично загрязнения могут быть удалены из фильтра путем обратной промывки. Но часть их остается внутри гранул активированного угля. Поэтому на 100% вернуть эффективность сорбционного фильтра можно только заменой загрузки.
- Блоки химической фильтрации. Применяются при очистке стоков, содержащих химически активные вещества: кислоты, щелочи. При взаимодействии со специально подобранными реагентами примеси деактивируются. Распадаются на нейтральные компоненты или выпадают на дно в виде осадка.
- Блоки биологической очистки — биореакторы. В качестве фильтра используются микроорганизмы. Они способны перерабатывать различную органику. В том числе присутствующую в воде в виде мелких, сложно уловимых механическими фильтрами частиц. Микроорганизмы преобразуют эти загрязненные стоки в безопасную с экологической точки зрения среду.
Параметры эффективной очистки
Отметим, что для эффективной фильтрации в каждом блоке следует обеспечить три ключевых параметра:
- Скорость потока. Она должна быть в определенных пределах. Например, песколовка не может эффективно удерживать песок при слишком высокой скорости потока. Если объем поступающих стоков ниже номинала, канализационное очистное сооружение может удерживать органику и другие загрязнения, которые в нормальном режиме отправляются на следующие этапы очистки.
- Время нахождения в фильтрующем блоке. Для наступления химической реакции, работы механических фильтров и биореакторов требуется определенное время. В противном случае очистка неэффективна.
- Степень загрязнения поступающих стоков. При превышении предельных норм концентрации загрязняющих веществ фильтрующий блок будет выдавать на выходе очищенную воду. Возвращать ее в природу опасно.
Таким образом, очистные сооружения сточных вод являются важным компонентом систем канализации. Благодаря использованию современных технологий и методов можно эффективно контролировать и снижать уровень загрязнения, обеспечивая тем самым экологическую безопасность.
Автор статьи: Александр Шихов