Очистные сооружения для поселка и города

СТОЧНЫЕ ВОДЫ ЖИЛЫХ ПОСЕЛЕНИЙ

Если раньше жители уезжали в города поближе к «цивилизации», то в наше время многие возвращаются жить в пригород, подальше от шума и пыли. Особую популярность набирают загородные дома, в которых есть все условия для жизни круглый год и откуда можно недалеко ездить на работу. Что же касается канализации, то у поселков не всегда есть возможность подключиться к городскому коллектору из-за дальности расположения. При этом многие из них не имеют своих очистных сооружений, поэтому единственный выход у жителей - устройство автономной канализации. Можно пойти простым путем и сделать как у наших предков: колодец, выгребная яма и печь или обеспечить свой дом удобствами.

Систему канализации жилых поселений сегодня изготавливают с применением новых технологий и современных материалов.

Очистные сооружения жилых поселений

Благодаря очистным сооружениям (ОС) удаётся полностью исключить необходимость прокладки громоздких канализационных сетей и коллекторов. ОС обеспечивают полное водоотведение в условиях отсутствия единой городской канализационной сети.

Ниже приведён пример водоотведения и водоочистки поселка «Новинки» Богородского района Нижегородской области.

Очистные сооружения крупного жилого комплекса вы можете посмотреть здесь:

Большая часть стоков от жилых поселений – это хозяйственно-бытовые (фекальные). Данный вид стоков очищается биологическим методом с помощью микроорганизмов активного ила.

ОЧИСТКА ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Хозяйственно-бытовые сточные воды

Образуются они при ежедневном применении воды в хозяйственно-бытовых целях: мытье посуды, стирке белья, уборке дома, пользовании ванной и туалетом. Загрязненные воды направляются на очистные сооружения, где удаляются всевозможные примеси, биогенные вещества и вредные микроорганизмы.

Очистные сооружения жилых поселений позволяют эффективно решить задачу первичной очистки стоков с их последующей доочисткой и обеззараживанием. Такие сточные воды допускается сбрасывать на рельеф и в естественные водоемы.

Водоочистные станции представляют собой комплекс аппаратов различного назначения. Как правило, хозяйственно-бытовые сточные воды проходят три стадии очистки – механическую, биологическую и доочистку с последующим обеззараживанием. В первом случае стоки избавляются от крупного и мелкого мусора, взвешенных нерастворенных веществ на решетках и песколовках.

Затем направляются в специальные реакторы на очистку микроорганизмами и бактериями, которые потребляют в пищу органические и неорганические растворенные примеси. Активный биоценоз находится во взвешенном или закрепленном состоянии. Зафиксировать его позволяют блоки биологической загрузки. На выходе получается практически чистая вода, но процесс еще не завершен.

Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод

На последнем этапе стоки проходят доочистку отстаиванием, где удаляются мелкие взвеси и остаточный ил, и систему ультрафиолетового обеззараживания, которая полностью уничтожает биогенные микроорганизмы, но совершенно безопасна для человека и окружающей среды. Очищенные и обеззараженные сточные воды сливают в водоем, где они снова вступают в природный круговорот.

Очистные сооружения для очистки бытовых стоков удобны в эксплуатации и не требуют сложного обслуживания.

На сегодняшний день уровень развития технологий очистки сточных вод находится на достаточно высоком уровне. Многие поставщики предлагают современные очистные сооружения, например, реакторы метанового сбраживания, биомембранные реакторы, мембранные фильтры доочистки, различные новые загрузки, системы аэрации и емкостное оборудование с совмещенными зонами, различные современные способы утилизации осадка и т.д.

Очистные установки типа "БИОТОК" и "КРОС" разработаны с совмещением зон и увеличены в высоту.  Давайте разберем в чем плюсы данной технологии.

Отличительной особенностью является то, что увеличилась высота столба жидкости до 6-7 м, в отличие от 3-4 м. За счет увеличения высоты оборудования обеспечивается компактность ОС, оптимальный гидравлический режим, максимальная энергоемкость за счет исключения дополнительного перекачивания жидкости и лучший эффект насыщения воздухом. Данные ОС исключают перекачивание сточных вод из зоны в зону и обеспечивают достаточный напор для самотечного режима работы установки.

Для того чтобы максимально полезно использовать площадь под застройку ОС, установки типа «БИОТОК» и «КРОС» объединили совместно аэробную и отстойную зоны в одном реакторе, процесс денитрификации с анаэробным реактором. За счет этого уменьшилась площадь под застройку ОС и сократились затраты на электроэнергию, отопление, вентиляцию и обслуживание здания. Рассмотрим отличия ОС поселка и города.

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПОСЕЛКА

В городских квартирах жители сталкиваются только с внутренней системой канализации (раковина, туалет, ванна, стояк). К внешней относятся коллекторы, колодцы, трубопроводы, насосные станции, перекачивающие стоки на очистные сооружения и на выпуск.

Жителю же собственного дома приходится задуматься о внутренней и внешней канализации, причем об очистке бытовых и ливневых стоков.

Ливневые стоки необходимо чистить, если вы не хотите, чтобы менялся рельеф вашей территории: чтобы затапливался подвал, размывался фундамент дома.

Поселки могут быть различными по населенности, для каждого есть свое решение:

• Для 3-5 домов (до 5 м3/сут) подойдет автономная канализация в виде выгребной ямы или септика со сбросом очищенной сточной воды на рельеф, то есть инфильтрацией в грунт
• При очистке более 5-10 м3/сут возможно применение септиков, либо использование модульных очистных сооружений типа "БИОТОК-М" и сброс очищенных стоков на рельеф или в водоем
• При 25-30 м3/сут – блок-боксы заводской готовности типа «БИОТОК-М» и сброс для такого объема разрешен уже только в водоем, так как через почву утилизировать такой объем не получится, это потребует наличия больших площадей и значительных затрат

Система очистки поселковых стоков может быть:

• Полная (фекальные стоки, стоки от кухни и ванной)
• Частичная, если проживание сезонное и необходимо сэкономить средства (например, только от кухни и ванной)

Если в поселке есть очистные сооружения, то необходимо получить разрешение на подключение к ним. Если нет такой возможности, то на территории закапывается септик или делается выгребная яма.

Устройство выгребной ямы

Модульные очистные сооружения БИОТОК-М

Данные модульные очистные сооружения подойдут также и для небольших городов. Блоки крепятся друг к другу, таким образом можно наращивать производительность и строить поочередно по мере заселения жителей, либо по мере поступления финансирования на очистку СВ.

На крупные города данный вид ОС не рассчитан. Для них подходят железобетонные, либо рулонированные ОС типа "КРОС".

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ГОРОДА

В настоящее время многие города столкнулись с тем, что меняются нормы на сбросы загрязнений, увеличивается число жителей. Все это приводит к тому, что необходимо проводить модернизацию большого числа коммунальных очистных сооружений.

Появляются новые технологии, и из существующих очистных сооружений зачастую возможно использовать только, например, насосные станции или существующие аэротенки и отстойники переделывать в усреднители стоков или накопители осадков.

Большая часть ОС требует изменений исходя из следующего:

• Существующие установки не потянут новое количество стоков в связи с расширением городов
• Техническое и технологическое состояние имеющихся установок «оставляют желать лучшего». И зачастую стоимость их модернизации и реконструкции превосходит стоимость строительства новых, адаптированных по новым нормам
• Вокруг ОС часто образуется городская среда, и, исходя из этого, и по экологическим нормам, новые должны быть компактнее. Например, убираются иловые поля и заменяются современным оборудованием по обработке и обезвоживанию осадков

Рассмотрим реконструкцию существующего оборудования в г.Усмань Липецкой области. На данном объекте построены рулонированные ОС типа "КРОС". Данный вид – это металлические блоки биологической и глубокой очистки диаметром 15м, в которых сточные воды проходят анаэробно-аэробную очистку, глубокую нитро-денитрификацию и дефосфотацию.

Сточные воды проходят предварительную механическую очистку в здании, далее биологическую в биреакторах, где установлено специальное оборудование, технологическая загрузка, тонкослойные модули, эрлифты, полимерные аэраторы. Далее поступают на стадию глубокой очистки, где проводится реагентная обработка для снижения концентрации фосфатов до нормативных показателей. В производственном здании, которое располагается вблизи блоков, находятся установки ультрафиолетовой дезинфекции, воздуходувки, оборудование для обработки осадка.

Технологической схемой реконструкции КОС предусматривается:

• Максимальное использование существующего оборудования, находящегося в рабочем состоянии
• Минимальная протяженность внутриплощадочных коммуникаций
• Самотечный проток сточных вод через установку за счет гидравлического уклона
• Автоматизация работы технологических узлов

С целью предотвращения перегрузки сооружений в часы максимального притока сточных вод запроектировано переоборудование пяти существующих вторичных вертикальных отстойников в усреднители пиковых нагрузок. В часы максимального притока часть расхода, превышающего расчетный, из приёмной камеры автоматически переливается в усреднители и возвращается в неё через существующую насосную станцию перекачки, в часы минимального поступления сточных вод на КОС.

Сточные воды от неканализованного населения выгружаются из ассенизационных машин в сливную станцию, под которую переоборудован один существующий вертикальный вторичный отстойник. С помощью камеры предварительной механической очистки нечистоты освобождаются от грубых примесей и песка, которые собираются в герметичные контейнеры и вывозятся в места, согласованные с Роспотребнадзором. Разбавление нечистот производится частью переливных сточных вод, поступающих из приемной камеры. При технологической необходимости разбавление нечистот можно выполнять водопроводной водой. Работа погружных насосов, установленных в сливной станции, автоматизирована. Сточные воды из сливной станции перекачиваются в кольцевой лоток емкости и далее совместно со стоками от усреднителей и илоуплотнителей самотеком поступают в насосную станцию перекачки.

На городские очистные сооружения поступают ливневые, промышленные и бытовые сточные воды.

Городские сточные воды (далее ГСВ), идущие на очистку, содержат несколько сотен видов органических загрязнений. Выбор той или иной технологии определяется исходя из амортизации инвестиций и эксплуатационных затрат.

При выборе необходимо учесть следующее:

• Природу и изменчивость обрабатываемых ГСВ
• Соблюдение стабильных показателей качества обработанной воды
• Конечное назначение и утилизацию образующихся осадков
• Воздействие на окружающую среду
• Возможность реализации современных конструктивных решений
• Ориентацию на длительную работу оборудования
• Возможность частичной или полной реконструкции очистных сооружений

ГСВ классифицируются и меняются исходя из:

• Величины часового расхода в дневное или ночное время, в праздники и выходные дни, сезон отпусков или простоя предприятий
• Уровня загрязненности сточных вод взвесями, органикой, азотом, фосфором и др. соединениями
• Наличия дополнительного поступления извне стоков (нечистот из выгребных ям, отходов от чистки сетей канализации или сбросов жиров)
• Способа транспортировки к месту очистных сооружений (общесплавная, раздельная или комбинированная), состояния сетей

Требуемое качество очистки регламентируется местным или национальным законодательством и часто зависит от места сброса.

Например, в Европе не настолько жесткие нормы на сброс, как в РФ. Чаще всего применяется механическая, физико-химическая и реже биологическая очистка и доочистка сточных вод.

ОС могут быть объектом дизайна городской среды. Как иллюстрацию рассмотрим интересный пример метан-реакторов в Германии.

 

 

Реакторы метанового сбраживания

Реакторы, в которых осуществляется процесс сбраживания, называются метан-реакторами. Метод метанового сбраживания очень распространен в Европе. Несмотря на высокие капитальные затраты при строительстве, данные сооружения являются энергоемкими, так как энергия для нагрева реактора и перемешивания в нем стоков компенсируется энергией, получаемой из образующегося биогаза.

Для реализации этого процесса необходимое строгое соблюдение параметров:

• PН-среды, при обработке сточных вод необходимо повышать их щелочность, чтобы поддерживать рН в реакторе около 7
• Поддержание определенной температуры 37±20С, в термофильных условиях – 600С. Следовательно, необходимо подогревающее устройство
• Необходимо предусмотреть элементы защиты (клапаны от повышения и понижения давления, огнезащитный экран от воспламенения и взрыва в газовых контурах и так далее)

Полученный при брожении газ чаще всего используется в качестве источника энергии на предприятии. Его собирают и хранят в газгольдерах (эластичная оболочка).

Помимо метана и СО₂, газ еще содержит Н2S, образующийся при восстановлении находившихся в исходной воде сульфатов. В промышленных сточных водах содержание сульфатов может составлять более 200 мг/л, в этом случае содержание Н₂S возрастает до 2%. Это может затруднить использование газа для внутренних нужд, так как он вызывает коррозию горелок и повышенное содержание SOx в дымовых газах. Для того, чтобы уменьшить его содержание, необходимо десульфирование биогаза.

Метод метанового сбраживания не так широко применяется на территории РФ. Это связано с высокими капитальными и эксплуатационными затратами, и также с тем, что после метанового сбраживания необходима установка биологических очистных сооружений и доочистки до нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения.

Сейчас на рынке огромное число компаний, специализирующихся на очистке стоков. Наиболее правильным решением будет выбор организации, которая осуществляет полный комплекс услуг по ОС, а именно проектирование, изготовление, поставку, строительно-монтажные и пусконаладочные работы.