Все об оборудовании для очистки сточных вод

Очистные сооружения

Для переработки стоков, относящихся к бытовому типу,  применяются комплексные сооружения, к элементам которых относятся:

отстойники, в них происходит расслоение взвешенных частиц. Те, что с большим удельным весом, выпадают виде осадка. Инородные элементы, которые легче жидкости, уходят в поверхностные слои;

Очистные станции

• песколовки, они выполняют роль фильтра, в котором собираются примеси, не поддающиеся растворению, например, песок, битое стекло, шлаки и т.д.;
• решетки, их назначение улавливать содержащийся в стоках крупноразмерный мусор, например, ветошь, полиэтиленовые кульки или ветки.

В быту широко применяются септики, по сути они представляют собой мини отстойники. Для улучшения их результативности используются специальные биопрепараты, называемые антисептиками. Они содержат в своем составе различные виды микроорганизмов, способствующих разложению выпадающей в осадок органики.

Чтобы очистить отстойник при его заполнении илом, используется насос, эту процедуру достаточно выполнять один раз в несколько лет.

Видео: Как чистят сточные воды.

Аэротенк несколько отличается по принципу действия от отстойника, схема его работы отображена на картинке.

Схема работы аэротенка для переработки вод, относящихся к сточным

Используемые обозначения:

• А – аэротенк;
• B – отстойник для обогащенной кислородом смеси ила и канализационных стоков;
• c – патрубок для подачи бытовых стоков (подключается канализация);
• d – поступление смеси стоков и ила;
• е – отвод очищенной жидкости;
• f – патрубок для откачки излишков ила;
• g – возврат ила.

Принцип действия

• поступающие стоки «с» соединяются с активным илом в резервуаре аэротенка «А»;
• смесь обильно аэрируется, что способствует процессу биологического окисления, в результате которого происходит быстрое разложение органики;
• обогащенная кислородом смесь воды и ила «d» подается в резервуар «B»;
• прошедшая очистку жидкость «е» откачивается по мере заполнения;
• необходимое количество ила возвращается через отводы обратно для смеси со стоками «g», в то время, как его излишки выводятся через патрубок «f».

Данный способ довольно эффективен, если произведен правильный расчет и соблюдается технологический процесс, характеристика переработки воды приближается к 98%.

Аэротенки очищают воду от органики, при этом удаляют из нее азот и фтор, а также их соединения. Единственный недостаток этого способа — критичность к содержанию в стоках токсичных и губительных для бактерий соединений.

Использование аэротенка

Заметим, что высушенный ил с аэротенка, как и осадок из септика или отстойника, для бытовых вод, относящихся к сточному типу, являются отличным удобрением.

Для переработки производственных сточных отходов с завода или производственного предприятия используются сооружения, чей принцип действия очистки воды аналогичен отстойникам, например, нефтеловушки, устанавливаемые на НПЗ. Единственное отличие этих устройств связано со способом удаления загрязнений.

Флотаторы, эти сооружения позволяю ускорить процесс выделения из вод, относящихся к сточному типу,  легких фракций. С этой целью резервуар-отстойник подвергается аэрации.

Флотационная установка

Взвешенные вещества, содержащиеся в стоках, также могут выводиться при помощи гидроциклонов. В принцип их работы заложено использование центробежных сил, возникающих при быстром движении воды внутри цилиндроконического корпуса аппарата.

Для отбора из жидкости взвешенных веществ мелкодисперсного типа применяются очистные фильтрующие установки, в качестве фильтра может выступать крупнозернистый песок, а также сетчатый или тканевый материал.

Как функционирует система очистки?

Установки очистки ливневых стоков и хозяйственно-бытовых вод работают по принципу многоэтапной обработки воды.

Грубое очищение

Сточные воды поступают в фильтры, где отделяются крупные загрязнения. Этот этап называется грубой очисткой. После этого жидкость фильтруется повторно, что способствует устранению более мелких посторонних частиц. После завершения грубого очищения вода направляется в накопители, где производится осветление.

Химическое очищение

Перед сбросом в водоем стоки нужно очистить от органических и неорганических веществ, отрицательно влияющих на флору и фауну. Для этого выполняется химическая нейтрализация, основывающаяся на окислительно-восстановительных реакциях.

Бактериальное очищение

На этой стадии происходит распад органических включений, протекающий на фоне жизнедеятельности различных бактерий. Микроорганизмы перерабатывают загрязнения, которые в дальнейшем выводятся из очистной установки. Жизнедеятельность бактерий может протекать в аэробной или анаэробной среде. В зависимости от этого обработка бывает кислородной или бескислородной.

Что собой представляет СБО и как работает. Устройство станции, плюсы и минусы

Рассмотрим все варианты биологической очистки стоков, которые могут использоваться в современных канализационных системах. Первый – септик. Его название в переводе означает «гниение», а если говорить точнее, то естественное биоразложение. Основные способы очистки септиками:

• отстаивание (разделение сточных масс по удельному весу);
• биологическое разложение органических загрязнителей без контакта с кислородом.

В септиках применяются бактерии анаэробного типа, для жизнедеятельности которых кислород не нужен. В процессе деятельности бактерий осуществляется постепенное разложение органики (главная составляющая включений бытовых стоков) с образованием метана, воды и определенного объема нерастворимых веществ, которые оседают на дно отстойника в виде ила. Сначала стоки из дома по трубе попадают в первичный отстойник, так они задерживаются на некоторое время и разделяются по массе. Тяжелые включения оседают на дно, где подвергаются переработке анаэробными бактериями. В результате выделяется вода, которая затем переходит на следующий этап очистки, выводимый через вентиляционную систему. Осадок со дна септика время от времени нужно удалять, иначе эффективность установки упадет. Первично очищенные водные массы подаются во вторичный отстойник по трубам перелива, где дополнительно отстаиваются и обрабатываются бактериями. Дальнейшие процессы очистки осуществляются на аэрационных полях.

Многоступенчатая очистка позволяет добиваться хороших результатов, очищенная вода просто впитывается в почву и не несет вреда для окружающей среды. Для организации системы доочистки аэрационные площадки обустраивать необязательно, их функции могут выполнять фильтры биологической очистки (они продаются в том числе в полностью готовом к использованию виде). Выделяются:

1. Энергонезависимые биофильтры – в них вода поступает сверху вниз и постепенно проходит через насыпную загрузку. Такие системы оборудуются вентиляцией.
2. С принудительной аэрацией – компрессорные установки. Они оснащаются аэратором, через который воздух подается в камеры, после чего происходит перемешивание воды с илом и удаление загрязнителей.
3. Локальные станции биоочистки – более современный и удобный вариант полного цикла. Они осуществляют полную очистку стоков и при этом имеют компактные габариты. У станций ЛОС есть аэраторы – устройства, которые насыщают воду кислородом.

При установке станций очень желательно включать в схему подключения стабилизатор напряжения. Его наличие защитит электрику оборудования от резких перепадов напряжения, а в тех районах, где регулярно отключают свет, есть смысл дополнить схему ИБП.

Конструктивные особенности

Устройство таких санитарных систем достаточно простое. Торфяной биотуалет, например, Компакт Элит,имеет принцип работы, основанный на поглощении жидкости наполнителем. Снизу располагается емкость для отходов, а сверху – для обеззараживающего состава. Такое же устройство имеет и торфяной биотуалет марки Компакт Премиум. Для его работы потребуется также система вентиляции и дренаж.

Главной особенностью, которой торфяной мобильный биотуалет компакт отличается, является свойство заполняемой в него смеси впитывать в 10 раз больше жидкости, чем собственный вес. Особенно хорошо в этом плане проявляет себя туалет торфяного типа для дачи Piteco 505.

Этапы очистки сточных вод

Сточные воды из канализационных труб содержат много загрязнителей — фекальные массы, поверхностно-активные вещества, бумага и т.д. Поэтому перед тем, как выпустить их в водоем, необходима поэтапная очистка, включающая механический и биологический способы.

Механический

Хозяйственно-бытовые сточные воды поступают в насосную станцию, в резервуар. Воды попадают в цех механической очистки для избавления от крупных отходов — бытового мусора: полиэтиленовых пакетов, тряпок, бумаги.

Существует несколько водоочистных устройств для избавления от загрязнителей:

1. Решетки, сита. Ширина отверстий в них не превышает 1,6 см, что позволяет улавливать мусор, попавший в канализацию, — изделия из пластмассы, банки, бутылки. Твердые отходы вывозят на переработку. Решетки сделаны из металлических прутьев.
2. Песколовки. Эти устройства улавливают более мелкий мусор — частицы песка, осколки стекол, мелкие камни, которые выкачиваются насосом, промываются.
3. Жироловки способны отфильтровывать жир, масла, бензин и углеводороды.
4. Отстойники. Существуют вертикальные и горизонтальные отстойники. Они используются для того, чтобы освободить воду от взвешенных частиц и ила. Для ускорения протекания реакций используют реагенты.
5. Прочие элементы очистки — мембраны, септики.

Биологический

При помощи специальных бактерий, водорослей сточные воды очищают от загрязнений.

Этапы биологической очистки:

1. Аэротенк. В нем вода, проходящая очистку, смешивается с илом, содержащим микроорганизмы. Если бактерии аэробные, то вода обогащается кислородом для их дыхания.
2. Цех очистки воздуха.
3. Вторичные отстойники. Они необходимы для очистки от ила, содержащего микроорганизмы. Используются поверхностный и придонный скребковые механизмы, удаляющие ил сверху и со дна отстойника.
4. Обработка осадка ила. В процессе его сбраживания образуется метан, который может быть использован в производственных целях. Иногда сбраживание происходит с участием кислорода, для этого нужен преаэратор. Сбродивший ил просушивается с помощью вакуум-фильтров.

5. Современные биофильтры, содержащие специальные бактерии. Они могут состоять из гранитной крошки. Периодически проводится чистка фильтров и замена их содержимого.

Сначала сточные воды после механической очистки проходят фильтрацию, затем поступают во вторичные отстойники. Ил из отстойников направляется в аэротенк, затем его уплотняют и высушивают.

Способы и методы

Процеживание

Процеживание – начальный этап очистки стоков от плавающих крупных механических и биологических фрагментов и частиц. На пути самотечного движения сточной жидкости для улавливания обломков древесины, бумаги, мусора, камней устанавливаются решетки, для небольших частиц – сита.

Прочные барьеры очистных сооружений позволяют подавать жидкость под давлением, что значительно увеличивает их производительность.

Качество процеживания зависит от:

• формы и материала стержней;
• ширины зазоров между стержнями;
• способа подачи воды (под напором или самотеком).

Решетки предназначены для задержания частиц от 10 мм. Эффективность удаления твердых включений составляет 40-45%. Более мелкие примеси остаются в жидкости и перемещаются дальше – на процедуру отстаивания.

В случае больших расходов и сильной загрязненности СВ решетки оснащаются механическими устройствами очистки и выгрузки осадка.

Отстаивание

Это способ сепарации фракций с разными физическими свойствами. Процесс также называют гравитационным осаждением. Технология представляет собой осветление сточного раствора от механических включений в поле гравитационных или центробежных сил. Самый простой гравитационный отстойник – песколовка.

Вода движется через последовательно расположенные переливные камеры. Под действием силы тяжести вещества с большей массой выпадают в осадок, а более легкие включения поднимаются в верхний слой жидкости.

К последним относятся загрязнения, характерные для производственных СВ:

• жиры;
• масла;
• смолы;
• нефть и нефтепродукты.

Для выделения примесей применяются:

• маслоуловители;
• жироловушки;
• смолоуловители;
• нефтеловушки.

При этом способе очистки удается выделить только 80 % примесей, поддающихся такой обработке. В среднем этот объем не превышает 60% от общего количества нерастворенных загрязнений.

Продолжительность отстаивания зависит от категории и степени загрязнения стоков. Эффективность отстаивания увеличивают при помощи фильтрования, коагуляции и аэрации.

Фильтрование

Технология подобна процеживанию, но объект ее воздействия – примеси более мелких фракций или суспензии, состоящие из мельчайших частиц, равномерно распределенных в растворе.

Метод заключается в напорном или безнапорном пропускании СВ сквозь пористый засыпной наполнитель, фильтры или специальные перегородки.

В качестве последних используются:

• перфорированные металлические пластины;
• сетки из нержавеющей стали и другого металла;
• перегородки из асбеста, стекловолокна, синтетических тканей.

Сетчатые фильтры задерживают крупные загрязнения размером до 500 мкм. В зависимости от вида загрузки зернистые фильтры могут удалять даже специфические показатели (хлориды, соединения металлов), а также уменьшать жесткость воды.

В качестве зернистых фильтрующих материалов обычно используются:

• шлак;
• кварцевый песок;
• измельченные частицы пластика или стекла;
• гравий;
• антрацит;
• керамзит.

Один из вариантов фильтрования – использование мультипатронных фильтров (емкостей со сменными картриджами для фильтрации). Мельчайшие поры в картриджах позволяют задерживать частицы до 5 мкм.

Работа установки фильтрации зависит от продолжительности периодов фильтрования и промывки (регенерации) фильтрующей среды очищенным обратным потоком. Чем короче активный период фильтра, тем меньше он подвержен забиванию примесями. От этого скорость обработки в рабочий период возрастает.

Но при этом в целом увеличивается продолжительность простоя фильтрующего узла из-за приостановок для промывки фильтрующего слоя.

Септики

Септик — это технологически связанная система из емкостей, в которых с участием анаэробных бактерий происходит механическая очистка бытовых стоков. Загрязненная жидкость перетекает из одной емкости в другую. В каждой из них происходит оседание твердых фракций, которые впоследствии разлагаются бактериями. Накопленный осадок периодически должен удаляться из системы. Септики очищают стоки максимум до 60–70%. Все твердые нерастворимые загрязнения остаются внутри системы, а легкие фракции продолжают присутствовать в воде. Ее необходимо дополнительно очистить. Для этих целей используются специальные сооружения, выбор которых обусловлен типом грунта.

Чаще всего это фильтрационные поля. Они представляют собой трубы-распылители, помещенные в траншеи из фильтрующего элемента толщиной минимум в 1 м, под которым уложен дренаж для отвода чистой воды. Обустраиваться такие поля должны на определенном расстоянии от источников питьевой воды и плодовых растений. Кроме того, глубина их укладки должна быть больше уровня промерзания почвы, иначе система не сможет работать в холодное время года. Раз в пять-семь лет необходимо откапывать сооружение, полностью промывать или заменять фильтрующий слой. В любом случае такие поля — очень дорогостоящее и небезопасное для окружающей среды устройство.

Система очистки воды для частного дома — при помощи септика имеет неоспоримые достоинства:

• Полная энергонезависимость.
• Относительная дешевизна обустройства и монтажа.

К числу ее недостатков можно отнести:

• Невысокий уровень очистки бытовых стоков.
• Необходимость обустройства дополнительной очистительной системы типа фильтрационных колодцев, полей и т. п.
• Регулярная, хотя и не такая частая как для выгребных ям, откачка ила из системы.

Септик можно обустроить самостоятельно. Для этого изготавливается несколько емкостей, соединенных между собой. Они могут быть выполнены из бетона, кирпича, покрышек. Также для этих целей используются еврокубы. Самодельные системы обойдутся своему владельцу дешевле, чем септики промышленного производства. Однако последние отличаются высокой надежностью и разнообразием моделей, что позволяет подобрать оптимальный для конкретных условий вариант.

Основными критериями выбора септика считаются:

• Производительность или количество стоков, перерабатываемых устройством. Измеряется в куб. м/сутки.
• Качество материала емкостей.
• Максимальная величина залпового сброса, то есть объем сточных вод, одновременно поступающих в камеру устройства в кубометрах.
• Степень очистки, которую осуществляет сооружение.
• Предельное значение кратковременных нагрузок. Для некоторых моделей допустимо превышение паспортных нагрузок на короткое время, что обязательно указывается в документах устройства.
• Возможность установки конструкции в условиях высокого уровня грунтовых вод.

Как показывает практика, лучше всего приобретать септик в компаниях, специализирующихся на продаже и установке устройств. В этом случае можно быть уверенным в грамотном подборе и монтаже системы, что избавит от проблем и дополнительных расходов на исправление допущенных ошибок. Кроме того, необходимо ознакомиться с сертификатом, гигиеническим заключением и гарантиями. Эти документы обязательно должны присутствовать.

Сравнительные характеристики наиболее распространенных моделей приведены в таблице:

Методы механической очистки

Первичное механическое очищения стоков позволяет удалить из жидкости мелкодисперсные взвеси (70%), крупные частицы (95%). Область его применения достаточно широка – очистные станции, промышленные предприятия, независимые канализации для частных домов, иные объекты.

Процеживание

Считается самым простым методом механической очистки сточных вод. Стоковая жидкость процеживается посредством решеток и сит. Последние монтируются прямо перед отстойником. Это позволяет отловить крупные включения, взвешенные частички.

Последовательность процедуры такая:

• Стоки пропускаются сквозь сетку, которая задерживает крупные элементы, волокнистые примеси.
• Затем вода направляется к ситу, вылавливающему мелкие загрязняющие включения.

На выходе вышеописанной системы зачастую устанавливаются микропроцеживатели. Их задача – дополнительно вылавливать нерастворенные микроскопические частицы. 

Отстаивание

Удалить из стоков взвешенные вещества, устранить всплывающие примеси возможно путем отстаивания. Оно заключается в использовании гравитационных и центробежных сил. Под их воздействием тяжелые частицы собираются на дне, легкие поднимаются на поверхность жидкости.

Стоки в механических устройствах для отстаивания перемещаются медленно. Такая скорость не препятствует оседанию частиц. Для повышения эффективности процесса используются различные реагенты (например, коагулянты, флокулянты). Последние способствуют соединению мелких примесей в более крупные. Тяжеловесные включения опускаются интенсивнее.

Фильтрование

Загрязненная жидкость пропускается сквозь пористый материал, содержащий меленькие примеси. Вместо фильтров зачастую служат:

• песок, щебень, гравий;
• сеточки;
• хлопчатобумажные, полипропиленовые материалы.

Для более тщательного очищения предназначены мембраны обратного осмоса. Через такие конструкции проникает только чистая вода.

Технология отстаивания оправдывает себя в замкнутых системах водоснабжения, встречающихся на химических и металлургических предприятияхИсточник stroy-podskazka.ru

Принцип работы флотатора для очистки сточных вод

Принцип работы флотатора основан на пропускании через очищаемую среду пузырьков воздуха с целью образования пены. Данная пена называется флотошлам, который снимается и отводится на специальные устройства по обезвоживанию. Для того чтобы пузырьки захватывали и уносили с собой загрязнения, необходимо предварительное добавление специальных веществ – коагулянтов и флокулянтов. Данные вещества обладают высокой адгезивностью, то есть они помогают загрязняющим веществам слипаться друг с другом и с пузырьками воздуха, образовывая так называемые флоккулы.

Пузырек, проходя из сопла или форсунки распределяющего устройства наверх, захватывает с собой липкие загрязняющие вещества. Такой процесс проводится до тех пор, пока вода не достигнет нужного эффекта очистки.

Сложность процесса заключается в том, чтобы точно подобрать дозу коагулянта и флокулянта так, чтобы сила адгезии была достаточно высока, для слипания с пузырьком, но при этом образовавшиеся хлопья были не слишком большого веса, чтоб не повредить пузырек воздуха.

Биологическая очистка сточных вод

При этом способе очистки используются определённые микроорганизмы, либо дождевые черви. С их помощью воду очищают от биологических примесей и некоторых минеральных элементов, которые могут стать причиной «цветения водоёмов» (фосфор и азот). Микроорганизмы могут быть аэробными или анаэробными.

Очистка проводится в резервуарах, которые, в зависимости от видов микроорганизмов и способов очистки, называют аэротанки, метантанки, илососы, биофильтры.

При использовании анаэробных методов биологической очистки образуется побочный продукт — метан. Он считается загрязнителем, поэтому, в идеале, должен улавливаться для производства энергии. Образующийся на дне отстойников ил можно использовать как удобрение.

Разновидности автономных очистных систем

Существуют такие такие автономных очистных комплексов:

• аэротэнки;
• септики с резервуарами;
• биофильтры.

Системы отличаются конструктивными особенностями и способами обработки стоков. Все сооружения снабжаются фильтрующими установками. Требуемого уровня чистоты воды такие конструкции самостоятельно обеспечивать не могут.

Септики

Септик состоит из многокамерного резервуара и фильтрующих средств. Такие устройства хорошо подходят для обслуживания дачи или небольшого коттеджа.

Септики отличаются небольшими размерами и присутствием в комплекте всех необходимых для очистки стоков компонентов.

Корпус резервуара производится из прочного полимера. Материал имеет небольшой вес, что облегчает монтаж. Септик нечувствителен к перепадам температур, воздействию агрессивных веществ, механическим нагрузкам. Для строительства накопителя можно использовать железобетон.

Аэротэнки

Имеют вид прямоугольного резервуара, где происходит механическая очистка воды. Аэротэнк отличается удлиненной формой, что делает его похожим на канализационную трубу, по которой отводятся хозяйственно-фекальные воды. В резервуаре жидкость смешивается с активными бактериями, обеспечивающими переработку. Пленка из нефтепродуктов также может удаляться в аэротэнке.

Конструкция для биологической очистки

Такие сооружения представляют собой резервуары или постройки, используемые для очистки сточных вод с помощью бактерий. Так же как аэротэнки, включаются в состав централизованной системы водоотведения или локального очистного комплекса. Помимо бактерий биофильтры содержат материалы, отделяющие крупные загрязнения.

Для чего нужна очистка сточных вод

Обеззараживание сточной воды уничтожает бактерии, вирусы, грибки и паразитов, вызывающие болезни, нередко опасные для жизни. Деактивацией токсичных соединений предупреждают отравления, спровоцированные тяжелыми металлами, ядом, пестицидами или иными вредными веществами.

Дезинфекция позволяет сточную воду использовать повторно без угрозы заражения людей, флоры и фауны. Очищают для профилактики эпидемий и предупреждения отравлений.

Локальные очистные сооружения

В неочищенной воде могут находиться возбудители:

• ботулизма;
• холеры;
• гепатита A, E;
• легионеллеза;
• малярии, лихорадок;
• тифа;
• паразитарных поражений (аскаридиоза, шистосомоза, гиардиоза, лямблиоза, других);
• конъюнктивита;
• микозов;
• дизентерии;
• сальмонеллеза и иных острых кишечных инфекций;
• лептоспироза;
• других инфекционных патологий.

В дополнение читайте про обеззараживание питьевых вод.

Этапы проведения очистки

Чтобы стоки можно было безопасно спустить в природные водоемы, ее подвергают четырем видам очистки в следующей последовательности:

1. Механическая. На данном этапе происходит отделение нерастворимых остатков и твердых частиц. Используются различные решетки, сита, фильтры, песколовки, жироловки. Ширина отверстий в решетке составляет максимально 1,5 см. Механическая очистка сточных вод также имеет несколько стадий. После решетки стоки попадают в песколовку, где происходит осаждение мелких твердых частиц, в основном – песка. Следующий этап – жироловка. Жир легче воды, поэтому собирается на поверхности, откуда попадает в специальный резервуар и удаляется.
2. Биологический вид очистки предусматривает использование различных микроорганизмов, дождевых червей. Они способны утилизировать растворимую органику и превращать ее в безопасное вещество. Применяют аэробные и анаэробные бактерии. Одни работают в присутствии кислорода, другие в нем не нуждаются. При анаэробном брожении выделяется метан – горючий газ, который после получения в биореакторе очищают и используют для бытовых или промышленных нужд.
3. Физико-химический этап. Здесь происходит удаление взвешенных частиц, в основном – склеиванием их в более крупные – коагуляция. Методов много – флотация, центрифуга, выпаривание, сорбенты, аэрация (окисление) и другие. Физико-химические методы очистки сточных вод позволяют удалить все растворимые мелкодисперсные вещества из жидкости. В результате получают техническую воду, готовую к отправке в водоемы. Пить такую жидкость не рекомендуется.
4. Дезинфекция – окончательный этап. Наиболее распространенные методы – ультрафиолетовое облучение, озонирование, хлорирование.

Утилизация сточных вод

В некоторых случаях сточные воды не очищают, а утилизируют. Для этого используется огневой метод – дешевый и универсальный, при котором грязные стоки попадают в зажженный факел. Вода испаряется, а твердые частицы сгорают. При этом образуется вода и углекислый газ. Минус способа в том, что для него расходуются дополнительные топливные ресурсы.

Утилизируют стоки химическим методом, добиваясь выпадения осадка, после чего используют другие химикаты и расщепляют осадок до простых компонентов. Такой метод применяют для очищения воды на производствах синтетических полимеров.