Очистка бытовых сточных вод: какие методы используются

Человек ежедневно решает несколько житейских задач, которые сопряжены с необходимостью расходования воды. Утреннее умывание, приготовление пищи, мытьё посуды, стирка, приём душа или ванны – вот неполный перечень этих обязательных действий. В процессе решения таких задач вода серьёзно загрязняется и становится непригодной для дальнейшего использования. Кроме того, различные элементы и частицы делают такую жидкость опасной для окружающей среды.

Хозяйственно-бытовые сточные воды

Хозяйственно-бытовые сточные воды подвергаются специальной очистке

Именуемая бытовыми стоками, такая вода выводится в систему канализации. По ней жидкость доставляется в специальные сооружения, предназначенные для удаления вредных и опасных элементов. В процессе удаления в очистных системах используются различные методы, чтобы вода на выходе, перед спуском в водоём или грунт, не представляла опасности для человека и окружающей среды. Какие же методы очистки применяются и как они работают?

Виды стоков и методики удаления загрязнений

Все сточные воды принято разделять на три вида. К атмосферным стокам относят ливневую канализацию, поливные, талые и дождевые воды. Промышленные (производственные) сточные жидкости – результат деятельности заводов и предприятий. Бытовые стоки – результат деятельности человека, воды которые попадают в централизованные или автономные канализационные сети.

Бытовые сточные воды могут иметь загрязнения трёх типов:

  1. Минеральные.
  2. Органические.
  3. Биологические.

К минеральным загрязнителям относят: части грунта, соли, химические элементы и соединения неорганического происхождения. К органическим загрязнителям относят: сложные элементы животного и растительного происхождения, различные химические и полимерные органические соединения.

Биологические загрязнители – различные бактерии, грибковые, вирусы и другие простейшие микроорганизмы, находящиеся в канализационных сетях, осуществляющие жизнедеятельность за счёт содержимого стоков.

В бытовых стоках из-за благоприятной среды находится высокая концентрация биологических загрязнений. Они могут служить источником серьёзных заболеваний, поэтому очистка стоков приобретает большое значение. Как правило, в стоках содержатся все три типа загрязнений. Минеральные и органические примеси находятся в соотношении примерно 3 к 2.

Выделяется несколько методов очистки сточных вод. Очистные сооружения в зависимости от задач могут включать различное количество систем, в которых поэтапно применяется определённое сочетание методов.

В централизованных системах по очистке бытовых стоков обязательно применяются механический, биологический и дезинфицирующий методы. Для промышленных предприятий характерно дополнительное применение физико-химических и химических методов.

Методы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод

Механические методы

Задача технологий по механической очистке – удаление из жидкости нерастворимых частиц и элементов. Выделяют два основных метода такой процедуры:

  1. Применение фильтрующих устройств грубой очистки при водотоке (решётки, песколовки, фильтры).
  2. Отстаивание в специальных резервуарах, когда тяжёлые частицы оседают на дно (первичные отстойники, септики).

К технологиям механической очистки относят:

  1. Отстаивание.
  2. Процеживание.
  3. Фильтрацию.

Такие методы применяются в качестве первичного этапа в системе очистных сооружений и позволяют удалить до 75% всех загрязнителей. К механическим устройствам относятся: решётки, сита, пескоулавливатели, нефтеловушки, отстойники, септики, фильтры. Такие методы являются наиболее простыми и дешёвыми.

Системы механической очистки монтируются в сетях ливневой канализации, так как в ливневых сточных водах содержится большое количество крупного нерастворимого мусора – частицы грунта, листья, ветки. В канализационных трубах устанавливаются пескоулавливатели, которые фильтруют и выводят из системы крупный мусор.

Схема блока механической очистки

Схема блока механической очистки

Биологические методы

Биологические методы очистки сточных вод подразумевают удаление растворённых компонентов благодаря жизнедеятельности аэробных или анаэробных микроорганизмов и бактерий.

Аэробные организмы требуют для своей деятельности постоянного поступления кислорода. Анаэробные организмы осуществляют окисление растворённой органики в жидкости без присутствия кислорода.

Сооружения биологической очистки:

  1. Септики.
  2. Биофильтры.
  3. Аэротенки.
  4. Метатенки.
  5. Биологические пруды.

Септик представляет собой герметичную ёмкость, где за счёт наличия кислорода и биологической среды происходят окислительные процессы, позволяющие удалить органику из жидкости. Простые септики могут быть отнесены к средству простой механической очистки.

Септик с биофильтрами оснащён специальным резервуаром с дренажной системой из щебня и песка. Дренаж покрыт специальной биоплёнкой. Проходя через такой фильтрующий слой, в котором находятся бактерии и простейшие организмы, жидкость освобождается от подавляющего большинства загрязнений.

Аэротенки – искусственные резервуары, где происходит очистка за счёт перемешивания в стоках активного ила с бактериями и простейшими при подаче кислорода.

Метатенки – герметичные ёмкости, где происходит процесс окисления за счёт жизнедеятельности анаэробных бактерий с выделением метана.

Биопруды – искусственные водоёмы, небольшой глубины (до 1 метра), где создаются естественные условия для аэробной очистки стоков. В прудах происходит естественное насыщение кислородом из воздуха, а солнце нагревает жидкость небольшой глубины, что способствует созданию благоприятной среды для бактерий и простейших.

Схема биологического метода очистки бытовых сточных вод

Схема биологического метода очистки бытовых сточных вод

Физико-химические методы

Для очистки в бытовых условиях данные методы практикуются крайне редко. Их применение практикуется для очистки стоков на промышленных предприятиях. К таким методам относятся:

  1. Коагуляция. Эти элементы связывают частицы загрязнений и образуют крупные соединения, которые оседают в качестве осадков.
  2. Сорбция (абсорбция и адсорбция) – поглощение твёрдым телом или жидкостью различных веществ.
  3. Центрифугирование – отделение частиц из жидкости путём вращения в специальной центрифуге.
  4. Окисление.
  5. Тепловая обработка, выпаривание и испарение.
  6. Флокуляция – разновидность коагуляции. Очистка происходит в результате образования хлопьев в результате добавления флокулянтов и оседания их в виде осадков. Использование крахмала и декстрина в качестве флокулянтов.
  7. Ионообменный метод.
  8. Гиперфильтрация.
  9. Электролиз. Способ очень эффективен: разрушает органику, удаляет металлы и кислоты.
  10. Экстракция – извлечение из жидкости определённых веществ с помощью помещения растворителя.
  11. Эвапорация – очистка стоков с использование водного пара.
  12. Электрокоагуляция.
  13. Кристаллизация.

Физико-химические методы имеют ряд бесспорных преимуществ:

  1. Удаляет широкий спектр загрязнений различного характера.
  2. Степень очистки имеет стабильные показатели, отличается большей глубиной и качеством.
  3. Процесс очистки можно полностью автоматизировать.
  4. Не требуют крупных резервуаров и водоёмов.

Одновременно использовать все вышеназванные технологии в очистных сооружениях нет необходимости. Для каждой конкретной системы подбираются несколько способов, которые максимально подходят для конкретного случая.

Физико-химические методы очистки сточных вод

Физико-химические методы очистки сточных вод

Химические методы и дезинфекция

Химическими называются методы очистки путём добавления в жидкость определённых химических элементов, которые нейтрализуют органические и биологические загрязнения. Благодаря использованию химических реагентов из воды выводится до 95% нерастворимых загрязнений и до 25% растворимых. В городских системах очистных сооружений часто применяется обработка за счёт добавления хлора. Для обеззараживания сточных вод применяются специальные установки ультрафиолетового облучения.

Требования по очистке

Строгие требования по очистке стоков существуют только для промышленной сферы. В нормативах указываются допустимые концентрации всех элементов и веществ. Для стоков из источников непромышленного происхождения строгих нормативов не предъявляется. Но сброс таких жидкостей в открытые водоёмы или почвы также запрещается. Они должны проходить необходимые процедуры по удалению наиболее опасных компонентов. По хозяйственным стокам, которые сбрасываются в водоёмы, существуют нормативные требования по содержанию и концентрациям.

В современных условиях серьёзно возросла антропогенная нагрузка на водные объекты. Большое количество токсикантов попадает в стоки не только из промышленных предприятий, их количественные показатели растут и на бытовом уровне. Такие неблагоприятные условия требуют ужесточения мер по контролю очистки сточных вод бытового происхождения. Сегодня перечень элементов, которые в ограниченном количестве содержаться в стоках, попадающих в очистные системы, составляет более 1300 наименований. Большое значение придаётся мерам по удалению азота и фосфора.

Санитарно-химические показатели очистки сточных вод

Санитарно-химические показатели очистки сточных вод

Состояние очищенных сточных вод регламентируется специальными санитарными правилами и нормами. В этих документах представлен общий перечень предельно допустимых концентраций и ориентировочно безопасных уровней воздействия. Такие перечни включают около 1 тыс. наименований элементов.

Система контроля ориентирована на поддержание жизнеспособной среды рыбохозяйственных водоёмов, к которым относится подавляющее большинство естественных рек, озёр, прудов и т. д. То есть, сбрасываемые стоки после очистки не должны нести угрозы рыбам, обитающим в водоёме. Ключевым показателем здесь является концентрация кислорода в воде.

На основе требований нормативной документации по качеству и составу стоков производится проектирование всех очистных сооружений. Они позволяют спланировать необходимое количество методик удаления загрязнений. На этой основе производится расчёт размеров и количества очистных резервуаров, перечень необходимого оборудования и приборов.

Очистные сооружения

Оборудование различных типов очистных систем производится исходя из задач, которые они будут решать. Они могут быть оборудованы различным количеством блоков, в каждом из которых реализуется определённая технология удаления загрязнений.

Виды очистных блоков:

  1. Фильтрующие и отсеивающие.
  2. Биоочистные.
  3. Установки по регулированию насыщенности кислородом.
  4. Обеззараживающие.
  5. Реализации химических и физических реакций по удалению загрязнений.

Сооружения могут использовать блоки надземного или подземного размещения. К элементам систем относятся резервуары по хранению и транспортировке стоков. К устройствам очистных систем предъявляются серьёзные требования по надёжности и прочности материалов. Все блоки должны быть долговечными, с точки зрения эффективности использования (не менее 30 лет полезной работы).

Требования при планировании монтажа очистных сооружений:

  1. Глубина залегания грунтовых вод.
  2. Характер подводящих конструкций.
  3. Комплектация: количество этапов очистки, выраженных в блочной структуре.
  4. Наличие источников электроэнергии и других ресурсов.
  5. Транспортная доступность для вывоза твёрдых элементов.
  6. Характер выводящих конструкций.
  7. Необходимость применения дополнительных средств химической и физической очистки (реагенты и т. д.).

Схема очистных сооружений модульного типа (БИОС):

  1. Решётки и сита.
  2. Песколовки.
  3. Первичный отстойник.
  4. Аэротенк.
  5. Вторичный отстойник.
  6. Блок доочистки.

В резервуарах с решётками, ситами, песколовками проходит механическая очистка стоков. Такую же задачу решает и первичный отстойник, который предваряет аэротенк. Решётки позволяют удалить крупные загрязнения минерального и органического происхождений. Сита удаляют более мелкие нерастворённые примеси.

Отсеянные загрязнения выводятся для переработки в специальные сектора на самом очистном сооружении или на отдельные перерабатывающие предприятия.

Затем стоки проходят через резервуар с песколовками. Здесь происходит осаживание мелких частиц. Здесь же используется метод флотации. Он применяется с помощью жироловки, которая позволяет удалять жировые элементы с поверхности жидкости благодаря охлаждению и замедлению движения жидкости при прохождении через специальные ёмкости. Отфильтрованный песок используется при проведении дорожных работ.

Далее, стоки попадают в первичный отстойник. В этом резервуаре из железобетона, с глубиной от трёх до пяти метров, происходит осаживание взвесей органического характера. Специальными скребками из жидкости выгребаются загрязнения. В последние годы, для более глубокой механической очистки используются мембранные устройства. Состоящие из плоских листов, труб, капилляров и волокон, они позволяют удалять максимально возможное количество загрязнений.

После первичного отстойника жидкость попадает в аэротенки, где начинается этап биологической очистки воды. После аэротенков очищенные стоки переводятся во вторичные отстойники. Здесь с помощью специальных насосов из жидкости удаляется активный ил, который возвращается по специальным трубам в аэротенк. При необходимости в систему могут подключаться резервуары, в которых проводятся определённые процедуры физико-химической очистки.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Главная/Сточные воды/Очистка бытовых сточных вод: какие методы используются
 
Подписаться Подписаться Будьте в курсе новинок нашего сайта