Большинство промышленных предприятий в ходе своей деятельности сталкиваются с проблемой очистки стоков. По соображениям экологии и безопасности сливать их напрямую в канализацию и в естественные водоемы запрещено. Для очистки стоков предназначены очистные сооружения — комплексы технологического оборудования, которые обеспечивают удаление загрязняющих веществ из хозяйственно-бытовых, производственных и ливневых стоков до требуемых нормативов.
Какие виды очистных сооружений сточных вод существуют, какие методы используют, как осуществляются процессы очистки стоков – в этой статье.
Очистные сооружения — назначение
Задача создания системы очистки сточных вод состоит в доведении процентного содержания опасных загрязнений в жидкой среде до допустимых для возврата в живую природу или использования в технических целях значений. Опасные химические компоненты улавливаются фильтрами или деактивируются реагентами. Эффективные средства разработаны для удаления твердых частиц, жира, нефтепродуктов, взвешенных веществ, органики и так далее.
Отметим, что очистные сооружения также могут создаваться по чисто техническим и технологическим соображениям. Так, частицы песка и небольшие камни не угрожают живой природе. Но способны серьезно снизить эффективность работы канализационной системы. Аналогичные проблемы вызывает и высокое содержание жира в стоках. Накапливаясь на стенках труб и каналов, его частицы сужают их пропускную способность.
Виды очистных сооружений для стоков по методам очистки
Виды очистных сооружений сточных вод условно можно разделить по методам, применяемым в их работе.
Механические
Фильтрование и процеживание позволяет улавливать значительное количество крупных частиц органики, твердых включений. При наличии разнородных загрязнений эффективна система из нескольких фильтров с разными характеристиками. На этапе грубой механической очистки отделяются крупные примеси на решетках и в песколовках. На последнем этапе устанавливают фильтр тонкой очистки, который улавливает самые мелкие по размеру частицы и взвешенные вещества.
Химические и физико-химические
Ключевую роль в очистке стоков в этих типах очистных сооружений играют реагенты. Их количество и химический состав подбираются, исходя из характера загрязнений в стоках. Цель применения реагентов — деактивировать активные компоненты (кислоты, щелочи) и/или добиться выпадения вредных веществ в виде относительно безопасного и легко улавливаемого осадка.
Физико-химическую очистку применяют для удаления специфических примесей, тяжелых металлов, нефтепродуктов и сложных загрязнений, которые не удаляются механическими и биологическими способами.
Биологические
Отличительный признак этого типа очистных сооружений сточных вод — применение живых организмов для очистки стоков. Чаще всего это бактерии и микроорганизмы, способные разлагать сложные органические загрязнения на простые и безопасные природные компоненты. Биологическая очистка может осуществляться аэробными бактериями (с подачей кислорода в аэротенках) или анаэробными микроорганизмами (в септиках, метантенках).
Применение биологического метода сопряжено с необходимостью поддерживать комфортную для процесса температуру и занимает сравнительно больше времени, чем химическая и механическая очистка. Плюс — почти полное отсутствие вредных отходов и высокая эффективность удаления органики, азота, фосфора.
Типы очистных сооружений по назначению и объему стоков
Какие очистные сооружения бывают по характеру и объему обслуживаемых стоков.
Локальные очистные сооружения (ЛОС)
Предназначены для очистки стоков от отдельных объектов — частных домов, коттеджей, небольших предприятий, коммерческих зданий. ЛОС могут использоваться как автономные системы в удаленных районах, где подключение к городской канализации невозможно или нецелесообразно. Производительность таких установок обычно составляет от 1 до 50 м³/сутки.
Промышленные
Устанавливаются на промышленных предприятиях для очистки производственных стоков, содержащих специфические загрязнения (жиры и нефтепродукты, тяжелые металлы, химические реагенты, высокие концентрации органики). Размеры и производительность зависят от характера производства и могут достигать десятков тысяч кубометров в сутки.
Городские централизованные
Представляют собой крупные комплексы для очистки хозяйственно-бытовых и дождевых стоков населенного пункта. Производительность средних сооружений составляет 200–10 000 м³/сутки, крупных городских станций — от 10 000 до 100 000 м³/сутки и выше.
Очистные сооружения ливневых (дождевых) канализаций
Предназначены для очистки поверхностных стоков от дождей и талых вод, которые попадают в ливневую канализацию с территорий застройки, дорог, промышленных площадок. Удаляют взвешенные частицы, песок, нефтепродукты, соли и другие загрязнения, характерные для поверхностных водных масс.
Конструктивные типы очистных сооружений
По конструкции и способу размещения очистные сооружения подразделяются на:
- Подземные — заглубленные в грунты резервуары и емкости (септики, накопители), защищенные от промерзания и не занимающие полезную площадь.
- Наземные стационарные — капитальные сооружения (отстойники, аэротенки, биофильтры), требующие строительных работ и устройства фундамента.
- Блочно-модульные — состоят из отдельных блоков заводского изготовления, транспортируются и монтируются на объекте.
- Контейнерные — размещаются в стандартных транспортных контейнерах, обеспечивая мобильность и быстрый монтаж.
Этапы очистки стоков
При построении многоэтапных очистных сооружений инженеры придерживаются следующего принципа последовательной обработки.
Первичная механическая очистка
На первом этапе ставят оборудование для механического удаления загрязнений. Они отличаются высокой производительностью — твердые частицы, песок и жир отделяются с высокой эффективностью.
Сточные воды проходят через решетки (для задержания крупных включений), песколовки (для осаждения минеральных примесей), первичные отстойники (где оседают тяжелые взвеси) и жироуловители (для улавливания жиров). В последнем случае принцип работы основан на разделении жидких стоков на фракции по плотности. Удаление грубых загрязнений (песок, жир) позволяет эффективнее очищать воду на последующих этапах и защищает насосные станции от повреждений.
Химическая очистка
При наличии в стоках опасных и токсичных загрязнений предусматривают этап химической очистки. Цель — обезопасить отходы путем нейтрализации кислот и щелочей, окисления или восстановления вредных веществ. В частности, применяется в химической промышленности и фармацевтике, где образуются стоки со сложными загрязнениями.
Для дополнительных процессов очистки используют флотацию — метод, при котором загрязняющие вещества всплывают на поверхность в виде пены и удаляются специальными устройствами (флотаторами).
Сорбционная фильтрация
На следующем этапе применяют сорбционные фильтры. Основным преимуществом сорбентов считается способность улавливать и удерживать мелкие частицы загрязнений, для которых фильтрация механическим способом неэффективна. Важно, что загрязнения остаются внутри загрузки фильтра и могут быть утилизированы вместе с ней с соблюдением норм экологического законодательства.
Биологическая очистка и доочистка
Биологические методы очистки применяются на последних этапах фильтрации. В отстойнике или аэротенке проще создать оптимальные условия для протекания процесса — подачу кислорода, аэрацию, поддержание температуры.
Активные микроорганизмы и бактерии в емкостях с активным илом разлагают растворенную органическую составляющую, снижают показатели БПК, удаляют соединения азота (аммонийного азота) и фосфора (фосфатов). Очищенная вода проходит доочистку и направляется на обеззараживание.
Дезинфекция (обеззараживание) и выпуск
Финальный этап — дезинфекция очищенной воды ультрафиолетом, хлором или другими методами обеззараживания перед сбросом в водоемы или использованием в технических целях. Очищенные стоки сбрасывают в водоемы рыбохозяйственного значения, поверхностные водные объекты или направляют на повторное использование в производственных процессах.
Следует отметить, что указанные этапы очистки условны. Их количество и порядок зависят от характера загрязнений, технологических особенностей объекта, требований нормативов (СНиП, СП) и проектных решений.
Очистка сточных вод — примеры сооружений
Городские
- Этап механической очистки. На этой стадии из сточных масс удаляется мусор, твердые неразрушимые включения. Загрязнения, которые можно измельчить, разбиваются на более мелкие частицы, не угрожающие работе элементов системы. Эти функции выполняют канализационные насосные станции (КНС), которые перекачивают стоки через решетки в песколовки и первичные отстойники. Там взвешенные вещества оседают на дно, образуя осадок, который периодически удаляется и направляется на обработку.
- Биологическая очистка. Специалистами водоканала подбираются и разводятся колонии микроорганизмов и бактерий, эффективно разлагающие сложные загрязнения до простых компонентов. Процесс протекает в биофильтрах или аэротенках. В этих специальных резервуарах создается комфортная среда для размножения полезных бактерий, включая насыщение стоков кислородом и поддержание нужной температуры. Активный ил с микроорганизмами окисляет органику, снижая показатели БПК и концентрации загрязняющих веществ до нормативных значений.
- Физико-химическая очистка и доочистка. Качество воды доводится до приемлемого для технического использования или возврата в природу через систему прудов-отстойников, фильтров доочистки и блоков обеззараживания. Очищенная сточная вода после всех стадий обработки может сбрасываться в водоемы или использоваться в производственных и хозяйственных нуждах.
Промышленные
Применяемое оборудование зависит от рода производственной деятельности и особенностей состава производственных стоков. Наиболее востребованы:
- Жироуловители. Устанавливаются в пищевой промышленности, на предприятиях общественного питания. Позволяют уловить до 90% жира, тем самым подготовить воду для выпуска в городскую канализацию или на дальнейшую биологическую обработку. Жиры и нефтепродукты всплывают на поверхность в специальных емкостях, откуда их периодически удаляют.
- Сорбционные фильтры. Позволяют очистить воду от сложных, иногда токсичных загрязнений. Тип загрузки и ее объем подбирается исходя из характера загрязнений и расчетной пропускной способности сооружения.
- Установки биологической очистки. Применяются при наличии в стоках большого количества органических примесей. Включают аэротенки с активным илом, биофильтры, септики для анаэробной обработки.
- Нефтеуловители и пескоуловители. Эффективны при очистке сточных вод автомастерских, автомоек, дождевых (ливневых) канализаций. Удаляют нефтепродукты, масла, песок и минеральные частицы, которые могут попадать в стоки с территорий промышленных площадок.
Проектирование и выбор типа очистных сооружений
Отметим, что размеры, расчетная производительность, объемы резервуаров и вид загрузки фильтров подбираются для проекта индивидуально. К этой работе привлекают инженеров и экологов. Первые помогают рассчитать технические параметры, вписать сооружения в условия существующей застройки, ландшафт, учесть особенности грунтов и грунтовых вод. Вторые — подобрать нужные методы фильтрации, определить их этапность, рассчитать степень очистки согласно нормативам СНиП и требованиям для выпуска в конкретные водоемы.
При проектировании учитываются:
- Объемы и составы стоков (бытовых, производственных, ливневых).
- Показатели загрязнений (БПК, взвешенные вещества, нефтепродукты, азот, фосфаты).
- Нормативы и требования к качеству очищенной воды для сброса.
- Производительность и режимы поступления стоков.
- Условия строительства, монтажа, эксплуатации и обслуживания.
- Возможность утилизации осадка и отходов.
Инженеры-конструкторы завода «Взлет» берут за основу разработанный проект и готовят техническую документацию на изготовление. Заказ размещается на собственной производственной базе предприятия.
Автор:
инженер отдела продаж
Алексей Бочкарев