Канализационные стоки: система очистки, виды, методики

Канализационные стоки: система очистки, виды, методики

Полезно

Системы водоотведения существуют для того, чтобы транспортировать канализационные стоки от участков сбора или приема до мест утилизации (сброса). Состав и количество жидкостей могут отличаться, но основными задачами всех видов канализации считается очистка и обеззараживание стоков перед возвратом в естественные природные хранилища.

Сбрасывать их в необработанном виде нельзя, поскольку повсеместно ведется жесткий контроль за составом и качеством сточной воды. Отсутствие должной обработки и очистки является экологическим преступлением и влечет за собой соответствующие санкции.

Виды сточных жидкостей

Канализационные стоки — это весь объем жидкости, перемещаемый от участков приема до точек возврата в водоемы. В зависимости от типа и специфики системы изменяется состав и вид содержимого канализационных труб и резервуаров.

Классификация стоков включает в свой состав несколько разновидностей:

• бытовые. Это вода и органика, которые выводятся из внутренней квартирной системы в магистраль общественной канализации. Считаются одними из наиболее проблемных жидкостей, так как несут множество биологически активных компонентов;
• промышленные. Многие технологии требуют использования воды в производственном процессе. Отработанная жидкость поступает в систему водоотведения. Производственная канализация — это сложный инженерно-технический комплекс. Иногда он работает на замкнутом цикле, но чаще стоки сбрасываются в собственную систему водоотведения;
• ливневые (природные, дождевые). Это дождевая или талая вода, которую собирают с кровли зданий или с земной поверхности. Она содержит твердые частицы, смытые с поверхностей. Кроме этого, в составе дождевых сточных вод находят химические компоненты, следствие выбросов промышленных предприятий.

Классификация канализации полностью аналогична видам стоков. Действующие системы выполняют сбор, очистку и сброс осветленной воды в соответствии с санитарными и техническими требованиями.

Методики очистки

Разнообразие компонентов, входящих в состав канализационных жидкостей, способствовало возникновению разных методов утилизации. Очистка канализационных сточных вод производится следующими способами:

• механическая. Используются различные фильтры, отстойники, центробежные отделители и т.п.;
• химическая. В жидкость вносятся реактивы, связывающие или нейтрализующие вредные компоненты сточных вод;
• биохимическая. Очистка с использованием специальных бактерий, поглощающих органику. Этот метод активно применяется в автономных системах или ЛОС.

Кроме этого, встречаются комбинированные способы очистки:

• механохимический. Отличие от механической методики состоит в добавлении коагулянтов. Они связывают вредные примеси и заставляют их выпадать в осадок;
• физико-химический. Применяются различные технологии, основанные на ионном обмене, флотации, гальванических процессах.

Как правило, биохимическая очистка канализационных вод используется в частных, автономных системах. Она не дает побочных эффектов, является наиболее экологичным видом утилизации стоков. Более сложные методики применяют на общественных очистных сооружениях. Помимо основной технологии, на них производят дополнительные мероприятия по доочистке и обеззараживанию осветленной воды.

Очистные сооружения

Система очистки канализационных стоков представляет собой комплекс оборудования, выполняющий отделение или нейтрализацию посторонних компонентов. Это механические, химические и органические примеси, которые удаляются разными способами. Как правило, но крупных очистных сооружениях используются комплексные методы отделения примесей. Стоки последовательно проходят разные стадии механической и химической нейтрализации. К наиболее сложным видам относится очистка канализационных стоков бытового типа. В составе оборудования используются:

• отстойники. Это емкости, в которых стоки выдерживаются для оседания тяжелых частиц на дно;
• песколовки. Устройства, отделяющие твердые частицы небольшого размера — песок, стекло, мелкий мусор;
• решетки. Улавливают крупные предметы — ветки, полиэтиленовые пакеты, ветошь и т.п.

После отсева механических компонентов стоки поступают в секции химической очистки. В них жидкость смешивается с реагентами, нейтрализующими средства бытовой химии, моющие составы и прочие загрязняющие вещества. Кроме этого, вводятся коагулянты, связывающие некоторые составы. В результате они оседают на дно или всплывают в виде пены.

Сточная канализация частных домов обычно строится на базе септиков. Это резервуары, разделенные на несколько секций. В них происходит отстаивание жидкостей. Осветленная вода через переливные отверстия переходит из одной секции в другую. Последним элементом схемы является узел фильтрации. Он обеспечивает впитывание воды в грунт для почвенной доочистки.

Принцип действия аэротенка

Рассмотрим, как очищают канализационные стоки с помощью биологически активных компонентов. Это эффективная методика, способная очищать стоки на 98 %. Положительный результат достигается только при грамотно организованном процессе и точном соблюдении технологии.

Принцип действия аэротенка заключается в обработке сточной воды биологически активным илом. Конструкция представляет собой резервуар прямоугольной формы, соединенный с подающим трубопроводом канализации. Стоки поступают в емкость и смешиваются с активным илом. Затем их перекачивают во второй резервуар для прохождения очистки. Активным элементом ила являются аэробные бактерии, которые поглощают органику. Для нормальной жизнедеятельности им нужен кислород, поэтому стоки в резервуаре непрерывно насыщаются свежим воздухом.

Очищенная вода выводится из второго резервуара к точке сброса, а на замену ей из первой емкости поступает новый объем стоков. Излишки активного ила удаляются по отдельному трубопроводу. Состав аэробных бактерий периодически пополняется.

Работа аэротенков показывает высокую эффективность только при грамотно выполненном расчете и соблюдении технологических требований. Производится качественная очистка воды от органических примесей, а также удаление фтора и азота. Однако, необходимо тщательно контролировать исходный состав стоков. Если в них обнаружатся соединения, губительные для аэробных бактерий, использовать данную технологию нельзя.

Дезинфекция осветленной воды

Помимо очистки от примесей, воду необходимо обеззараживать. Это последняя стадия обработки перед процедурой сброса очищенной воды. Целью дезинфекции является уничтожение патогенных микроорганизмов.

Обработка воды производится в отдельных резервуарах. В качестве реагента используются соединения хлора (например, хлорная известь). На выходе состав воды проходит контроль на соответствие санитарным нормам. Это важный этап, от которого зависит профилактика распространения инфекций, предотвращение эпидемий.

Помимо обработки хлорсодержащими составами используют ультрафиолетовое облучение воды. Эта методика дает весьма высокий эффект, понемногу вытесняя традиционные способы дезинфекции.

Видеообзор:

Все об очистке сточных вод

Вода играет важную роль в условиях комфортного проживания человека как в городе, так за его пределами. Она выступает в качестве ключевого ресурса для промышленности и является источником жизни для всех. Поэтому стоит позаботиться о том, чтобы организовать эффективную очистку сточных вод. Сегодня существует несколько способов подобной чистки, и каждый следует рассмотреть отдельно.

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.

Обзор сооружений

Вид сооружения для очистки воды определяется методикой, которую выбирает предприятие или застройщик. Стоит подробнее рассмотреть, какой вид оборудования используют для устранения из воды вредных веществ и других загрязнений.

Решётки

Представляют собой устройства механического типа, посредством которых удаётся удалить из поступающих стоков крупный мусор. Воду пропускают через стержни, расстояние между которыми определяется предварительными расчётами. В зависимости от степени загрязнения определяется шаг и количество стержней решётки.

Функции подобных устройств:

• снижение нагрузки на оборудование следующих этапов;
• удаление крупных примесей и осадков;
• обеспечение защиты оборудования от повреждения.

Производители выпускают решётки стационарного и самоочищающегося типа, а также специальные дробилки.

Песколовки

Специальное оборудование для чистки сточных вод. С помощью песколовок из стоков выводят тяжёлые и твёрдые примеси органического происхождения, к числу которых относят:

• гравий;
• песок;
• кости и их осколки;
• шлак.

С помощью песколовок удаётся извлечь из воды частицы бетона и бой стекла. Процесс осуществляется посредством задействования центробежной силы и учёта разных плотностей обрабатываемых веществ. Производители выпускают несколько видов песколовок. Они могут быть вертикального или горизонтального типа, а также аэрируемыми и центробежными.

Отстойник

Ёмкость для накопления жидкости с целью её отстаивания для получения осадка из взвесей и примесей механического типа.

Выпускают следующие виды отстойников.

• Горизонтальные. В этом случае стоки текут параллельно земле, что обеспечивает надёжную работу устройства.

• Вертикальные. Сток поступает сначала в нижний уровень отстойника. Так удаётся оставить тяжёлый осадок и поднять лёгкую воду наверх, где её удаление происходит посредством переливных карманов.

• Радиальные. Конструкция напоминает предыдущий вариант, единственное отличие – наличие перемешивающего устройства. Лопасти вращают жидкость, определяя таким образом направление осадка для его последующей сборки и выведения.

• Оборудование с тонкослойными элементами. В таких отстойниках устанавливают ламели, за счёт чего удаётся увеличить площадь осаждения вредных примесей.

Также отстойники бывают подземными и наземными. Ёмкости используют для устранения из сточных вод органических веществ и коллоидов, за счёт чего снижается нагрузка на окончательную биологическую очистку.

Гидроциклоны

Гидроциклоны – специальные аппараты, посредством применения которых удаётся устранить из жидкости мелкие и твёрдые виды загрязнений. Удаление происходит в потоке с учётом центробежной силы, организованной вращением жидкости внутри.

Подобные устройства распространены на сильнозагрязнённых песком стоках и пульпах, так как с помощью такого оборудования удаётся организовать очистку больших объёмов.

Сетчатый фильтр

Аппарат, очистка воды в котором проводится путём пропускания загрязнённой жидкости через сетчатые элементы. Чаще остальных в качестве таких элементов выступают плетёные сетки из стальной проволоки или волокна из полимера. Размер ячеек сетки определяется количеством поступающей жидкости.

Дисковые фильтры

Основу оборудования составляет наборный картридж, в котором собрано несколько пластиковых дисков для образования полей фильтрации. На поверхности каждого диска нанесена насечка определённого размера. Когда каналы пересекаются, диски формируют поры, в которые проникают примеси и удерживаются там.

Блоки биологической очистки

Блоком выступает аэротен – особая ёмкость, внутри которой живут и размножаются простые микроорганизмы: бактерии и микробы. Их жизнедеятельность поддерживается посредством обогащения стоков кислородом. За счёт их работы и происходит очистка поступающих вод.

Помимо перечисленного оборудования, для очистки сточных вод используют теплообменники, рекуператоры и другие устройства, обеспечивающие получение надёжного результата.

Основные методы

Загрязнителей воды множество, поэтому нет уникального способа устранения из загрязнённой воды нерастворимых и растворимых частиц одновременно. Для реализации эффективной очистки сточных вод используют разные методы:

• химический;
• физико-механический;
• биологический;
• биохимический.

Зачастую для качественной очистки воды требуется использование сразу нескольких способов. Методы подбирают, опираясь на состав загрязнений поступающей жидкости и степень очистки, которую нужно получить.

Химические

Предполагает устранение из сточных вод химических соединений и отдельных элементов. Для получения требуемого результата используют различные реагенты, подбор которых осуществляют в зависимости от природы поступающих стоков.

Результатом химической реакции становится образование нерастворимых взвесей, которые затем удаляют из воды с помощью фильтров. Также посредством использования реагентов удаётся нейтрализовать большинство загрязнений, предотвратив ухудшение состава воды. Реагентный метод востребован в промышленности.

Дополнительно в процессе использования во время очистки химических реагентов удается нормализовать pH воды и устранить большую часть патогенной микрофлоры. Такая методика позволяет сэкономить на последнем этапе очистки – обеззараживании.

Биологические

Главный принцип такой очистки – использование микроорганизмов для устранения загрязнений в стоках. Бактерии и микробы запускают окислительные и восстановительные реакции в органических веществах, которые содержат сточные воды. Биопрепарат для проведения подобной очистки выпускают в виде:

• раствора;
• суспензии;
• коллоида.

В свою очередь, для использования подобной методики применяют разные виды сооружений. В оборудовании первого типа очистку осуществляют в условиях, максимально приближенных к реальным. Во вторых необходимые факторы создают искусственным путём.

К первой группе систем относят небольшие сооружения в виде маленьких водоёмов, способных пропустить воду через почву. Организмы в таких жидкостях беспрепятственно получают нужную порцию кислорода для организации собственной жизнедеятельности.

В искусственных системах подача кислорода обеспечивается за счёт компрессора. Очистка проводится в специальных фильтрах или аэротенках. Стоит отметить, что эффективность такого оборудования выше.

Биохимические

Комбинированная методика очистки сточных вод, востребованная в очистительных сооружениях автономного типа. Принцип работы заключается в использовании:

• химических реагентов;
• активных микроорганизмов анаэробного вида;
• микроорганизмов аэробного вида.

Особенность биохимического метода в возможности его использования как в открытых, так и в закрытых сооружениях. При этом посредством внедрения микроорганизмов удаётся ускорить процесс очистки.

Более высоких результатов биохимической очистки можно добиться с помощью использования специальных растворов в аэрофильтрах, биофильтрах или аэротенках. Первый вариант обеспечивает качественное удаление загрязнений посредством работы специального фильтрующего слоя. Таким слоем обычно выступает засыпка из шлака, керамзита или гравия. Дополнительно в оборудование нагнетают кислород.

У биофильтра схожий принцип работы, но в случае его использования основная нагрузка идёт на засыпку. Искусственное поступление воздуха отсутствует.

Аэротенки позволяют добиться высоких показателей очистки, но при этом требуют больше времени на выполнение процедуры и занимают много места. Принцип работы подобных устройств основан на использовании активного ила.

Физико-химические

Их также называют электрохимическими. С помощью таких методов удаётся организовать утилизацию растворённых в стоках мелкодисперсных и неорганических соединений. Также посредством методики можно разрушить органические вещества, которые с трудом поддаются окислению.

Для получения требуемых результатов принято использовать несколько видов физико-химической очистки. Выбор подспособа определяется видом загрязнителей в стоках, а также поступающим в очистные сооружения объёмом мусора.

Коагуляция

При проведении такой очистки принято использовать химические реактивы в виде солей железа, аммония или других соединений. Посредством использования данной методики можно избавиться от большинства загрязнений, способных осесть в виде хлопьев или взвесей. Впоследствии осадок можно удалить с помощью фильтров. Метод востребован в основном на промышленных производствах.

Флокуляция

Методика подразумевает задействование особых химических соединений – флокулянтов. В результате химической реакции образуются связи между молекулами загрязняющих веществ, что приводит к формированию нерастворимых субстанций.

Дальнейшее удаление взвесей и осадков происходит с помощью мембранных фильтров.

Механические и физические

Представляют собой предварительный деструктивный этап очистки сточных вод. Ключевая задача – устранить из жидкости волокна, выпавшие в виде осадков или взвесей. Также посредством механической чистки удаётся вывести из сточных вод:

• твёрдые компоненты;
• грубодисперсные примеси;
• нерастворимые вещества.

Если не предусмотреть данный этап очистки, сорбционные фильтры могут выйти из строя. Методика также является обязательной для тех, кто планирует использовать сточные воды в качестве технической жидкости.

Очистка включает несколько этапов.

1. Процеживание. В этом случае жидкость протекает через специальные решётки и сетки, размеры ячеек которых подбираются в зависимости от степени загрязнения стоков. Применение установок такого типа обеспечивает эффективное очищение воды на первом этапе.
2. Фильтрация. Воду на данном этапе пропускают через пористый или засыпной материал, применяя напор. В основном в качестве наполнителя для фильтра используют металлическую крошку, песок или частички стекла.
3. Отстаивание. Процедура сопровождается гравитационным осаждением и разделением на фракции твёрдых загрязнителей. Самым простым устройством для отстаивания является песколовка.
4. Дисковой фильтр. Имеет форму цилиндрического пакета с встроенными в конструкцию полимерными дисками. За счёт использования такого оборудования удаётся повысить степень очистки воды.

И это далеко не полный перечень классификаций доступных методик и оборудования для проведения механической чистки сточных вод. В некоторых изданиях можно встретить термические методы очистки стоков.

Стадии обработки

Типовая технология очистки сточных вод включает несколько этапов, каждый из которых стоит рассмотреть внимательно.

Предварительная очистка

На предварительном этапе происходит удаление нерастворимых механических примесей. Стоки пропускают через систему решёток и сит, а затем жидкость поступает в отстойник. Каждое сито и каждая решётка отличаются шагом расположения ячеек. Производители выпускают следующие виды сеток:

• с крупной ячейкой;
• мелкой;
• средней.

Количество решёток зависит от характеристик сточной воды. Отстойники и фильтры используют для вывода более крупных загрязнителей.

Биологическая очистка

Проводится с использованием микроорганизмов. Выделяют два способа биологической чистки сточных вод.

1. Аэробный. Проводится с применением бактерий, которые для организации самостоятельной жизнедеятельности потребляют кислород. Поэтому важно, чтобы поступающая в ёмкость с бактериями жидкость была насыщена кислородом. В качестве основных сооружений используют биофильтры с активным илом или аэротенки. Габариты очистительных ёмкостей подбираются в соответствии с проектной документацией.
2. Анаэробный. Очищение стоков происходит с помощью бактерий, способных прожить без кислорода. Органические вещества, которые содержатся в поступающих в ёмкость сточных водах, также преобразуются за счёт работы микроорганизмов в углекислый газ и метан. Сам процесс происходит в специальных баках – метатенках.

Второй вариант считается наиболее экономичным, однако не таким эффективным по сравнению с первым вариантом.

Дополнительная очистка

Подразумевает более тщательное удаление примесей, которые остаются в очищенных стоках. Для проведения очистки используют коагулирующие растворы, которые активно борются со взвесями и растворёнными солями металлов.

Особой популярностью пользуется титановый коагулянт, который проявил большую эффективность по сравнению с растворами на основе алюминия или железа.

Очистка воды УФ-излучением

Современная схема очистки и обеззараживания, посредством которой удаётся удалить из сточных вод патогенную микрофлору. На сегодняшний день выступает в качестве завершающего этапа, после которого воду сбрасывают в грунт или водоём.

Также обеззараживание могут проводить с помощью санобработки хлором или озонированием. У каждого способа есть свои плюсы и минусы. Однако наиболее эффективным на сегодняшний день принято считать устранение патогенных бактерий ультрафиолетовым облучением.

Очистка сточных вод – необходимый процесс для предотвращения загрязнения водоёмов и ухудшения жизни людей, других организмов.

Источник https://gidkanal.ru/kanalizatsionnye-stoki-sistema-ochistki-vidy-metodiki/

Источник https://stroy-podskazka.ru/ochistka-stochnyh-vod/vse/

Источник

Источник