Принцип работы очистных сооружений. Виды очистных сооружений

Назначение, виды очистных сооружений и методы очистки

Человек в процессе своей жизнедеятельности для различных своих нужд использует воду. При ее прямом назначении она загрязняется, изменяется ее состав и физические свойства. Для санитарного благополучия людей данные стоки отводятся с населенных пунктов и для того, чтобы не загрязнять окружающую среду, подвергаются обработке на специальных комплексах.

Очистные сооружения – это набор технологического оборудования, позволяющего очистить сточные воды до нормативных показателей с учетом местных требований и последующего сброса осветленных вод в водоем или городскую канализацию. Возможен также их рецикл и повторное применение в технических нуждах различных предприятий.

Очистные сооружения бывают городские и локальные. В чем разница?

  • На городские приходит смесь бытовых (хозяйственно-фекальных) от населения, производственных стоков от предприятий и ливневых после выпадения осадков или таяние снега. То есть чаще всего стоки на городских очистных сооружениях смешанного характера
  • Локальные устанавливаются, например, на предприятиях для снятия основного количества загрязняющих веществ в промстоках перед сбросом их в городской коллектор или перед возвращением обратно в технологический процесс.

Вода загрязняется в результате следующих факторов:

  • От жителей населенных пунктов, персонала на различных предприятиях (бытовые или хозяйственно-фекальные сточные воды)
  • При использовании в технологических целях (производственные)
  • Выпадения осадков или таяния снега (дождевые и талые).

Часто стоки бывают смешанного типа и включают в себя несколько разновидностей. Например, от промышленного производства образуются стоки:

  • производственные стоки от технологического процесса
  • бытовые от персонала
  • атмосферные от таяния снега и выпадения дождя на промплощадку.

Для правильного проектирования системы водоотведения и подбора оборудования необходимо верно подобрать метод очистки в зависимости от качественного состава стоков, который отличается многообразием. В результате применения воды в различных сферах жизнедеятельности меняется состав стоков.

Различают загрязнения:

  • минерального
  • органического
  • биологического
  • бактериального происхождения.

В воде они присутствуют в:

  • нерастворенном
  • растворенном
  • коллоидном виде.

Наибольшую опасность с санитарной точки зрения представляют органические загрязнения, так как при гниении они выделяют вредные пахнущие газы: сероводород, аммиак, углекислый газ и микробы, вызывающие брюшной тиф, дизентерию и тд.

Виды загрязнений в зависимости от характера стоков:

  • Бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды загрязнены веществами минерального, органического и бактериологического происхождения
  • Производственные по составу делятся на условно чистые и загрязненные. Условно чистые стоки образуются от охлаждения деталей и не загрязнены специфическими примесями. Загрязненные могут иметь в своем составе вредные ядовитые и радиоактивные вещества
  • Дождевые и талые загрязнены в основном минеральными примесями, однако с промышленных площадок могут содержать органические и вредные вещества.

Для отвода от всех источников образования, для транспортировки и очистки сточных вод служит система канализации, которая бывает:

система канализации

Рис.1 Система канализации городов

  • Вывозная система канализации. Применяется в небольших населенных пунктах. Это вывоз ассенизаторскими машинами хозфекалий из выгребных ям на дальнейшую обработку
  • Сплавная, при которой сточные воды по подземным коллекторам раздельно либо совместно поступают на очистные сооружения.

Сплавная сеть в свою очередь подразделяется на:

  • Общесплавную. Когда хозяйственно-бытовые, ливневые и производственные стоки поступают все вместе по одному коллектору на очистные комплексы, то такая канализация называется общесплавной
  • Раздельную. Это когда на каждый вид стока своя сеть
  • Полураздельную. При полураздельной одновременно строят 2 сети: одна для производственной, другая – для бытовой и дождевой сети
  • Комбинированную. В больших городах может быть применена комбинированная система канализации, включающая раздельную и полураздельную.

Метод очистки стоков в зависимости от качественного состава и характера различают:

  • Механический (сита, решетки, отстойники)
  • Биологический (аэротенки, биофильтры)
  • Физико-химический (сорбционные фильтры, лампы УФ-дезинфекции, реагентная обработка)
  • Смешанный (включающий несколько из выше перечисленных)

Например, на городских ОС применяется комбинированный метод, включающий механическую, биологическую  и физико - химическую очистки.

принцип работы городских очистных сооружений

городские очистные сооружения

  Рис.2 Городские очистные сооружения г.Усмань Липецкой области и г.Лукоянов Нижегородской области

реагенты

Рис.3 Химическая обработка сточных вод (раствор флокулянта)

решетки

Рис.4 Механический метод очистки (решетка)

Очистные сооружения канализации

Под канализационными стоками понимается смесь бытовых и производственных, поступающих на городские очистные сооружения по раздельной канализационной системе. В чистом виде бытовые воды встречаются редко. В них чаще всего содержатся специфические загрязнения (нефтепродукты, соли и тд).

Строительство очистных сооружений можно разбить на этапы в зависимости от необходимой степени очистки:

  • В результате механической очистки содержание взвешенных веществ снижается на 40-60%, БПК, который определяет степень загрязненности органикой, на 20-40% мг/л
  • Биологический метод (аэротенки, биофильтры и вторичные отстойники) позволяет снизить содержание взвешенных веществ и БПК до 15-20 мг/л

Физико-химический метод (фильтрация, уф-дезинфекция, реагентная обработка, озонирование и тд) позволяет доочистить сточных вод до норм сброса в водоемы рыбохозяйственного значения.

 

Схемы очистных сооружений канализации

Схемы очистных сооружений канализации

Рис.5 Схемы очистных сооружений канализации

Разберем принцип работы очистных сооружений канализации с биологической очисткой в аэротенках. За пример возьмем введенный в эксплуатацию объект в пос. Сосновское Нижегородской области.

Сточные воды от поселка под напором поступают в приемную камеру, оборудованную решеткой для сбора крупных отбросов, и далее проходят механическую очистку в песколовках. Предварительно очищенные от крупных отбросов и взвешенных веществ они поступают на биологическую очистку в аэротенки. Аэротенк представляет собой открытый резервуар, в котором находится смесь активного ила и осветленной воды.

Анаэробно-аэробные условия, создаваемые в аэротенках с использованием взвешенной и прикрепленной активной биомассы, обеспечивают деструкцию органических загрязнений и режим нитро-денитрификации.

Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов активного ила в аэротенк подается воздух. Смесь очищенной воды и активного ила из аэротенков направляется во вторичный отстойник, который в данной схеме совмещен с аэротенком (по периферии находится зона с тонкослойными модулями). Избыточный активный ил из вторичного отстойника направляется в илоуплотнитель, где объем осадка уменьшается примерно в 4-6 раз и далее на обезвоживание или на иловые карты. Осветленные воды затем поступают на физико-химическую очистку в смеситель, где смешиваются с реагентами (коагулянтами и флокулянтами) для доочистки от фосфатов и потом в блоки доочистки, где осветляются от скоагулированных частиц нерастворимых соединений фосфатов на тонкослойных модулях и фильтруются через зернистую загрузку.

Из блоков доочистки направляются на установку ультрафиолетовой дезинфекции и отводятся на выпуск.

Использование анаэробно-аэробной схемы позволяет одновременно с очисткой решать вопросы по минерализации образующихся в технологическом процессе осадков.

Образующийся осадок выгружается на установку механического обезвоживания, а затем складируется на площадке компостирования и периодически вывозится на полигон ТБО.

Очистные сооружения бытовых сточных вод

Бытовые сточные воды, как уже известно, в чистом виде встречаются редко, и образуются в результате жизнедеятельности человека. Загрязнения, присущие для них - это фекальные отходы, остатки пищи, моющие средства, бытовой мусор, песок и тд без примесей производственных загрязнений. Хоз-фекальные стоки одинаковые по своему качественному составу и большую часть загрязнений составляет органика, легко поддающаяся биологическому расщеплению. В настоящее время многие городские жители уезжают жить в загородные дома, и все большую популярность набирают индивидуальные очистные сооружения в виде различных септиков. Как пример чистых хоз-фекальных стоков можно рассмотреть канализацию от дома или загородной дачи. Здесь мы особое внимание уделим автономной системе очистки в виде одно или несколькокамерного септика, который устанавливают при отсутствии возможности подключения к гор коллектору.

септик

Устройство септика

Рис.6 Устройство септика с дренажной системой и без

Объем септика определяется по норме водопотребления на 1 жителя дома. Очищенные стоки инфильтруются в грунт.

Разберем принцип работы очистных сооружений бытовых сточных вод.

Хоз-фекальные воды по системе канализации попадают сначала в первый отсек септика – отстойник, где происходит механическое отстаивание тяжелых примесей. Далее поступают во вторую камеру септика, где проходят биологическую очистку анаэробными бактериями, благодаря которым сложно молекулярные органические соединения распадаются на более простые для дальнейшего окисления элементы. В септике обязательно предусмотрена вентиляция, так как процесс разложения сопровождается выделением тепла и газа. После биологической очистки поступают в фильтрующий колодец, где фильтруются через слой гравия и щебня и далее очищенные бытовые стоки впитываются в землю.

Очистные сооружения промышленных сточных вод

Вода, используемая в промышленности в различных технологических процессах, должна по 644 Постановлению РФ проходить очистку до необходимых параметров. Набор оборудования комплекса очистки меняется в зависимости от характера производства и наличия специфических присущих каждому производству загрязняющих веществ.

Рассмотрим несколько отраслей промышленности.

Очистные сооружения пищевой промышленности

Спиртовое производство

очистное оборудование спиртзавода
очистные сооружения спиртзавода

Рис.7 Очистные сооружения ОАО «Татспиртпром» Усадский спиртзавод Республика Татарстан 1500 м3/сут

Этапы очистки:

  • механическая 
  • биологическая 
  • глубокая 
  • УФ-обеззараживание стоков и дальнейший выпуск в водоем сбор, обезвоживание и утилизация осадков

Производство пива, соков, квасов, различных напитков

очистные сооружения пивзавода

очистные сооружения пивзавода

Рис.8 Очистные сооружения ОАО «Вятич» г.Киров 900 м3/сут

Этапы очистки:

  • механическая 
  • биологическая и дальнейший выпуск в горколлектор
  • сбор, обезвоживание и утилизация осадков

Мясокомбинаты, мясоперерабатывающие предприятия

Очистные сооружения мясокомбината

Очистные сооружения мясокомбината

Рис.9 Очистные сооружения АПК «Камский» г. Набережные Челны 500 м3/сут

Этапы очистки:

  • механическая очистка
  • биологическая очистка и дальнейший выпуск в горколлектор
  • сбор, обезвоживание и утилизация осадков

Стекольная промышленность

принцип работы городских очистных сооружений

принцип работы городских очистных сооружений

Рис.10 Очистные сооружения ООО «Посуда» г.Бор производительностью 500 м3/сут и 200 м3/сут

Этапы очистки:

  • механическая 
  • физико – химическая 
  • биологическая и дальнейший выпуск в горколлектор
  • сбор, обезвоживание и утилизация осадков

Так же по этой теме читайте статьи

Очистные сооружения ливневых стоков

ЛОС – это комбинированная емкость или несколько отдельных емкостей для очистки ливневых и талых стоков. Качественный состав ливневых стоков – это в основном нефтепродукты и взвешенные вещества от промышленных производств и селитебных территорий. Они согласно законодательству должны проходить очистку до НДС.

Устройство ливневых очистных сооружений с каждым годом модернизируется в связи с увеличением количества автомобилей, торговых центров, промплощадок. Стандартный набор оборудования очистных сооружений ливневых стоков – это цепочка из распределительного колодца, пескоотделителя, бензомаслоотделителя, сорбционного фильтра и колодца отбора проб.

Многие компании на данный период применяют комбинированную систему очистки сточных вод. Однокорпусные ЛОС – это емкость, разделенная внутри перегородками на секции пескоуловителя, нефтемаслоуловителя и сорбционного фильтра. При этом цепочка выглядит следующим образом: распредколодец, комбинированный песконефтемаслоуловитель  и колодец отбора проб. Разница в занимаемой площади оборудования, в количестве емкостей и соответственно в цене. Отдельно стоящие модули выглядят громоздко и получаются дороже однокорпусных.

ЛОС

Рис.11 Раздельные ливневые очистные сооружения

ЛОС

ливневка

Рис.12 Комбинированные ливневые очистные сооружения

Принцип работы состоит в следующем:

После выпадения осадков или таяния снега, вода, содержащая взвеси, нефтепродукты и другие загрязнения с промплощадок или селитебной (жилой) территории, поступает к решеткам дождевых колодцев и далее по коллекторам собирается в усредняющем резервуаре, если представлены ЛОС накопительного типа, или сразу черед распределительный колодец подаются на очистные сооружения ливневой канализации.   

Распределительный колодец служит для того, чтобы самый первый грязный сток направлять на очистку, а, уже по прошествии времени, когда на поверхности уже не будет загрязнений, условно-чистый сток по байпасной линии будет отводиться на сброс в канализацию или в водоем. Ливневые стоки проходят первый этап очистки в песколоуловителе, в котором происходит гравитационное осаждение нерастворимых веществ и частичное всплытие свободноплавающих нефтепродуктов. Затем через перегородку перетекают в нефтемаслоуловитель, в котором установлены тонкослойные модули, благодаря которым по наклонной поверхности взвешенные вещества оседают на дно, а большая часть нефтяных частиц поднимается наверх. Последним этапом очистки служит сорбционный фильтр с активированным углем. За счет сорбционного поглощения улавливается оставшаяся часть нефтяных частиц и мелких механических примесей. Данная цепочка позволяет обеспечить высокую степень очистки и сбрасывать очищенную воду в водоем.

Например, по нефтепродуктам до 0,05 мг/л и по взвешенным веществам до 3 мг/л. Данные показатели полностью соответствуют действующим нормативам, регламентирующим сброс очищенных вод в рыбохозяйственные водоемы.

Очистные сооружения для поселка

В настоящее время вблизи мегаполисов строится большое количество автономных поселков, которые позволяют жить в комфортных условиях «на природе», не отрываясь от привычной городской жизни. Такие населенные пункты, как правило, имеют отдельную систему водоснабжения и канализации, так как нет возможности подключиться к центральной канализации.

Стоки поселка

Сточные воды поселка

Рис.13 Поселок

Наиболее рациональным решением будет установка блочно-модульных очистных сооружений. Они представляют собой один или несколько блок-контейнеров, внутри которых размещается технологическое оборудование.

Блочно-модульные очистные сооружения

очистные для поселка

модульные очистные

Рис.14 Блочно-модульные очистные сооружения

Компактность и мобильность таких станций очистки позволяет избежать огромных затрат на монтаж и строительство. Однако, несмотря на малые размеры, в модулях располагается все необходимое оборудование для полной биологической очистки и обеззараживания стоков с достижением показателей качества очищенных сточных вод, соответствующих требованиям СанПиН 2.1.5.980-00. Несомненным плюсом является полная заводская готовность блок-контейнеров, простота их установки и дальнейшей эксплуатации.

Очистные сооружения для города

очистная установка для города

городские очистные сооружения

Рис.15 Очистные сооружения г. Нижнего Новгорода и г. Дзержинска


Современный город, как известно, не может существовать без системы канализации. Тот, кто об этом не задумывается, не знает, что канализация - это сложная паутина сетей, скрытая от глаз жителей. Над этой системой ломали свою голову несколько поколений инженером и ученых. Скрытая под землей сеть трубопроводов постоянно снабжает нас чистой водой и забирает сточные воды.
Все сточные воды города попадают в городские комплексы очистки, которые располагаются обычно вне города ниже по течению реки.

На городских ОС сточные воды очищаются в несколько этапов, проходя механическую, физико-химическую, биологическую и глубокую очистки. Рассмотрим принцип работы очистных сооружений города Нижний Новгород. Данные сооружения начинают свою работу с 1914 года и на сегодняшний день обеспечивают сбор и очистку сточных вод с 1,26 млн. жителей, всех предприятий и организаций города. Применена раздельная система канализации, в которую входят канализационные насосные станции для перекачки стоков (225 шт.) и сети протяженностью 1 414 км.

Первый этап – механическая очистка на решетках с прозорами 16мм и песколовках. Далее предварительно очищенные стоки поступают в первичные радиальные отстойники диаметр 54 м. Отстойники состоят из илоскребов и приямков для удаления осадка.  Осадок насосами перекачивается на уплотнение.

Второй этап – биологическая очистка в 4-х коридорных аэротенках, которые продуваются компрессорами.
Далее сточные воды поступают во вторичные отстойники радиального типа диаметром 54м, в которых избыточный активный удаляется на уплотнение и дальнейшее обезвоживание, а активный ил эрлифтной системой возвращается в аэротенки.

Избыточный активный ил уплотняется и направляется на обезвоживание в фильтр-прессы или иловые поля. Обезвоженный осадок складируется на полигон.
Обеззараживание сточной воды осуществляется в контактных резервуарах хлором. Далее очищенная обеззараженная вода идет в биологические пруды. В планах у города стоит модернизация очистных сооружений с заменой системы обеззараживания сточных на безопасные в отличие от хлора и энергоемкие установки ультрафиолетовой дезинфекции стоков.

Автор: ООО "НПО "Агростройсервис"
Дата публикации: 06.02.2017
Заказать обратный звонок

Введите свои контактные данные и наши менеджеры вам перезвонят!
Мы работаем в будни с 8.00 до 17.00.

Заказать оборудование

Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время!

Отправить сообщение

Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.