Очистные сооружения: что такое очистка сточных вод? Принцип работы очистных сооружений. Виды очистных сооружений

Прежде чем проектировать очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод или стоков иных типов, важно выяснить их объем (количество стоков, образующихся за определенный период времени), наличие примесей (токсичных, нерастворимых, абразивных и пр.) и другие параметры.

Виды сточных вод

Очистные сооружения сточных вод устанавливаются на стоки различных типов.

Хозяйственно-бытовые стоки – это сливы из сантехнических приборов (умывальников, моек, унитазов и пр.) жилых зданий, в том числе, и частных домов, а также учреждений, общественных зданий. Хозяйственно-бытовые стоки опасны как питательная среда для болезнетворных бактерий.
Производственные стоки образуются на предприятиях. Категория характеризуется возможным наличием разнообразных примесей, некоторые из которых значительно затрудняют процесс очистки. Очистные сооружения промышленных сточных вод обычно сложны по конструкции и имеет несколько ступеней очистки. Комплектность таких сооружений подбирается в соответствии с составом стоков. Промышленные сточные воды могут быть токсичными, кислотными, щелочными, имеющими механические примеси и даже радиоактивными.
Ливневые стоки из-за способа образования называются также поверхностными. Их также именуют дождевыми или атмосферными. Стоки данного типа – это жидкость, образующаяся на крышах, дорогах, террасах, площадях при выпадении осадков. Очистные сооружения ливневых сточных вод обычно включают несколько ступеней и способны удалять из жидкости примеси различного типа (органические и минеральные, растворимые и нерастворимые, жидкие, твердые и коллоидные). Ливневые стоки – наименее опасные и наименее загрязненные из всех.

Виды очистных сооружений

Для того, чтобы понять, из каких блоков может состоять комплекс очистки, следует знать основные виды очистных сооружений для сточных вод.

К ним относятся:

механические сооружения,
установки биоочистки,
кислородонасыщающие установки, обогащающие уже очищенную жидкость,
адсорбционные фильтры,
ионообменные блоки,
электрохимические установки,
оборудование физико-химической очистки,
обеззараживающие установки.

К оборудованию для очистки стоков можно причислить и сооружения и резервуары для складирования и хранения, а также для обработки отфильтрованного осадка.

Принцип работы комплекса очистки сточных вод

В комплексе может быть реализована схема очистных сооружений сточных вод с наземным или подземным исполнением.
Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод устанавливаются в коттеджных поселках, а также в небольших населенных пунктах (150-30 000 человек), на предприятиях, в районных центрах и пр.

Если комплекс устанавливается на поверхности земли, он имеет модульное исполнение. Для того, чтобы минимизировать повреждения, снизить расходы и трудозатраты на ремонт подземных конструкций, их корпуса изготавливают из материалов, прочность которых позволяет противостоять давлению грунта и подземных вод. Кроме прочего, такие материалы отличаются долговечностью (до 50 лет службы).

Чтобы понять принцип работы очистных сооружений сточных вод, рассмотрим, как функционируют отдельные ступени комплекса.

Механическая очистка

Эта ступень включает в себя следующие типы сооружений:

первичные отстойники,
пескоуловители,
сорозадерживающие решетки и т.п.

Все эти приспособления предназначены для устранения взвесей, крупных и мелких нерастворимых примесей. Самые крупные включения задерживаются решеткой и попадают в специальный съемный контейнер. Так называемые песколовки обладают ограниченной производительностью, поэтому при интенсивности подачи стоков на очистные сооружения более 100 куб. м. в сутки, целесообразно устанавливать параллельно два приспособления. В этом случае их эффективность будет оптимальной, пескоуловители смогут задерживать до 60% взвеси. Задержанный песок с водой (песчаная пульпа) отводится на песковые площадки или в песчаный бункер.

Биологическая очистка

После удаления основной массы нерастворимых примесей (осветления стоков) жидкость для дальнейшей очистки поступает в аэротенк – сложное многофункциональное устройство с продленной аэрацией. Аэротенки разделятся на участки аэробной и анаэробной очистки, благодаря чему одновременно с расщеплением биологических (органических) примесей производится вывод из жидкости фосфатов и нитратов. Это существенно повышает эффективность работы второй ступени очистного комплекса. Активная биомасса, выделяемая из стоков, задерживается в специальных блоках, загруженных полимерным материалом. Такие блоки размещаются в зоне аэрации.

После аэротенка иловая масса переходит во вторичный отстойник, в нем происходит разделение на активный ил и очищенные стоки.

Доочистка

Доочистка сточных вод производится на самопромывных песчаных фильтрах или с помощью современных мембранных фильтров. На этом этапе количество взвешенных веществ, присутствующих в воде, сокращается до 3 мг/л.

Обеззараживание

Обеззараживание очищенных стоков выполняется методом обработки жидкости ультрафиолетом. Для повышения эффективности работы этой ступени очистные сооружения биологической очистки сточных вод оснащаются дополнительным воздуходувным оборудованием.

Стоки, прошедшие все ступени комплекса очистки, безопасны для окружающей среды и могут сбрасываться в водоем.

Проектирование очистных систем

Очистные сооружения производственных сточных вод проектируются с учетом следующих факторов:

уровня залегания грунтовых вод,
конструкции, геометрии, расположения подводящего коллектора,
комплектности системы (тип и количество блоков, определяемые заблаговременно на основании биохимического анализа стоков или их прогнозируемого состава),
расположения компрессорных установок,
наличия свободного подъезда для транспорта, который будет осуществлять вывоз мусора, задерживаемого решетками, а также для ассенизаторской техники,
возможного размещения вывода очищенной жидкости,
необходимости использования дополнительного оборудования (определяется наличием специфических примесей и другими индивидуальными особенностями объекта).

Важно: Очистные сооружения поверхностных сточных вод должны проектироваться только компаниями или организациями, обладающими сертификатом СРО.

Монтаж установок

Правильность монтажа очистных сооружений и отсутствие ошибок на этом этапе во многом определяют долговечность комплексов и их эффективность, а также бесперебойность работы – один из важнейших показателей.

Монтажные работы включают в себя следующие этапы:

разработка схем монтажа,
осмотр площадки и определение ее готовности к монтажу,
строительные работы,
подключение установок к коммуникациям и соединение их между собой,
пуско-наладочные работы, регулировка и настройка автоматики,
сдача объекта.

Полный комплекс монтажных работ (перечень необходимых операций, объем работ, требуемое для их выполнения время и другие параметры) определяются, исходя из особенностей объекта: его производительности, комплектности), а также с учетом характеристик места монтажа (тип рельефа, грунт, расположение грунтовых вод и др.).

Обслуживание очистных сооружений

Своевременное и профессиональное обслуживание очистных сооружений обеспечивает эффективность оборудования. Поэтому такие работы должны выполняться специалистами.

В комплекс работ входят:

удаление задержанных нерастворимых включений (крупного мусора, песка),
определение количества образующегося ила,
проверка содержания кислорода,
контроль работы по химическим и микробиологическим показателям,
проверка функционирования всех элементов.

Важнейшим этапом обслуживания локальных очистных сооружений является контроль работы и профилактика электрооборудования. Обычно к этой категории относятся воздуходувные машины и перекачивающие насосы. В аналогичном обслуживании нуждаются и установки ультрафиолетового обеззараживающего излучения.

Система утилизации отходов, является неотъемлемой частью любого города. Именно она обеспечивает жилому массиву, нормальное функционирование и соблюдение санитарных норм в городских условиях. Сточные воды, которые проникают в городские очистные сооружения, в своём составе содержат очень разнообразные органические и минеральные соединения, способные нанести окружающей среде колоссальный урон, если не будут утилизированы должным образом.

В состав очистного сооружения входит четыре специальных очистных блока. Для удаления песка и крупного мусора служит первый механический блок очистки (как правило, крупные отходы, отсеянные ещё на первом этапе утилизировать гораздо проще). Затем, на следующем этапе, в другом блоке происходит полная биологическая очистка, и при этом удаляются соединения азота и максимально возможное количество органических соединений. После этого, в третьем блоке, уже происходит дальнейшая доочистка отходов - они очищаются на более глубоком уровне и обеззараживаются. И в четвёртом блоке, происходит процесс обработки оставшихся осадков. Далее, чтобы лучше понять суть процесса, мы рассмотрим более детально то, как именно это происходит.

Благодаря механической, физико-химической и биологической обработке, из загрязнённых вод выделяют осадок, который потом отсеивается в специально разработанных для этих целей отстойниках, а затем, когда образуется активный ил, он переходит во вторичные отстойники. Активный ил - это очень вязкое вещество, которое содержит в своём составе различные простейшие организмы, бактерии и хлопья, образовавшиеся из разнообразных химических соединений. Ил, отсеиваемый отстойниками, обладает почти стопроцентной влажностью, но удалить излишнюю влагу невероятно сложно, поскольку вещества сильно связаны между собой и обладают низкой влагоотдачей. С помощью специальных илоуплотнителей, ил обрабатывают и уплотняют на два-три процента.

К сожалению, образовавшееся вещество, нельзя использовать как удобрение, потому как, несмотря на то, что калий, азот и фосфор присутствуют в активном иле, они плохо усваиваются растениями, а помимо опасных для человека микроорганизмов в его составе также содержатся и яйца гельминтов. Далее рассмотрим подробнее виды и принципы работы сооружений для очистки городских сточных вод. В очистных сооружениях для механической очистки вод, для удаления песка и крупного мусора, используются специализированные сетки или процеживатели с ячейками не больше двух миллиметров. Для более мелкого песка используются песколовки. Это полностью механизированная процедура. Выглядят сооружения для механической очистки, как высокие одиннадцати метров и диаметров до двадцати двух метров, резервуары, созданные на основе нефтяных. Сверху они закрываются крышками и оснащены системой вентиляции. В освещении и отоплении такие сооружения нуждаются в минимальных количествах, так как наибольший объём в нём занимают сточные воды, для которых не требуется повышать температуру (она должна быть в пределах примерно двенадцати-шестнадцати градусов).

В биологической очистке задействованы сложные химические процессы, способствующие окислению и расщеплению жидкостей, при использовании насосов, которые транспортируют загрязнённую воду из одной зоны в другую. Кроме того, система оснащена анаэробным стабилизатором, который содержит илоуплотнитель. В настоящее время, в городской черте используются различные виды очистных сооружений, локальные, которые рассчитаны на частные и загородные дома и промышленные, необходимые для того, чтобы очистить воды от промышленных отходов.

С особенной строгостью соблюдения экологических норм, относятся к предприятиям выпускающий какой-либо вид продукции (особенно тех, от деятельности которых остаются отработанные тяжёлые металлы и химические соединения). Поэтому только после предварительной очистки, отходы промышленных предприятий, связанных с выпуском химической, лёгкой, нефтеперерабатывающей и другой промышленностью, можно сбрасывать в систему центральной канализации или использовать вторично. То, какие процессы должны производиться при очистке вод с промышленного предприятия, определяется отраслью промышленности. Участок, который используется для постройки крупных , обязательно выбирается с учётом удобного подъезда автотранспорта, наличия водоёма, в который планируется сбрасывать уже очищенные воды и особенности рельефа местности (в частности, состав грунта и уровень грунтовых вод).

Поскольку станция очистки является сооружением, способным оказывать непосредственное влияние на окружающую среду, оно должно соответствовать строго определённым стандартом и нормам. Периметр станции служащей для очистки сточных вод всегда должен огораживаться забором, а на самой территории станции используются только резервуары городского изготовления. Кроме того, очистные сооружения подлежат строгому контролю министерства экологии и биоресурсов, которые устраивают проверку всех сооружений на станции.

Удобства – это непременный атрибут нашего времени. Человеку хочется комфорта, где бы он ни находился: в городской квартире или в доме, на природе, поэтому без устройства очистных сооружений не обойтись.

Очистные сооружения децентрализованн ой канализации бывают двух основных типов очистки: механической и биологической. При первом типе происходит отстаивание канализационных стоков и их осветленных. Второй – более сложный и дорогой, но он гарантирует максимальную степень очистки сточных вод – это биологическое очищение.

Если говорить об устройстве индивидуальной системы канализации, то возможны три варианта: отстойник, септик и установки глубокой биологической очистки.

Основой самой простейшей системы канализации является накопительная емкость – отстойник. Здесь все устроено элементарно: сточная вода со всех источников (ванная (душ), туалет, раковина) поступает в емкость. По мере заполнения отстойника его откачивают с помощью спецтехники. В этом случае говорить о какой-то хотя бы элементарной технологии очистки не приходится.

Но не стоит сбрасывать со счетов накопители, ведь у них тоже есть преимущества: невысокая стоимость, абсолютная экологичность, поскольку емкость герметичная – то в грунт вообще ничего не попадает, ну и возможность установки даже на самом маленьком участке. Минус только один: приходится регулярно вызывать ассенизационную машину, но для дачи или дома, где постоянно никто не проживает, это идеальный вариант. Откачивать канализацию чаще, чем один раз в год, вряд ли потребуется.

Септики

Очистные сооружения на основе септика – это довольно популярная канализационная система. Стоимость ее может быть как минимальной, так и довольно внушительной. Все зависит от выбора септика. Если взять однокамерную мини установку и смонтировать ее вместе с фильтрационным колодцем, то получится самая дешевая схема, которая по карману даже пенсионерам.

Но при обустройстве очистной системы самое главное – это безопасность! Даже хозяйственно-быт овые сточные водыявляются объектом загрязнения окружающей среды и могут угрожать экологической безопасности участка. Ни в коем случае с целью экономии нельзя устанавливать систему, которая может навредить здоровью членов вашей семьи.

Объем и производительность

Что влияет на безопасность использования? Прежде всего, емкость септика не должна быть маленькой. Рассчитать необходимый объем септика просто: по нормативам один человек расходует в день 200 л воды, соответственно, столько жесточных вод он и производит. В СНиПе 2.04.03-85 говорится о том, что расчетный объем септика должен включать не менее трехкратного суточного притока канализационных стоков с учетом того, что система обслуживает не более 25 человек.

Значит, количество жильцов умножаем на 200, а потом еще умножаем на три, прибавляем хотя бы 15% от полученного значения (запас на тот случай, когда приходят в гости, или дома собирается вся семья и велик риск залпового сброса со всех источников: душа, унитаза, раковины) и вот конечный результат – нужный вам объем. Когда в семье любят часто мыться и стирать одежду, а по выходным гостеприимный дом принимает гостей, следует предусмотреть запас мощности септика 25%.

Еще один важный показатель, характеризующий эффективность работы септика и, соответственно, качество очистки сточных вод – это производительнос ть. Даже у моделей, находящихся в одной ценовой категории и имеющих одинаковый объем, может быть разная производительнос ть, пусть она и ненамного отличатся, но, тем не менее, учитывайте этот факт.

Количество камер

Количество камер в септике прямо пропорционально его стоимости: однокамерный стоит дешевле, чем двухкамерный или трехкамерный. Если говорить об оправданности использования многокамерного септика, то здесь все не так однозначно. Небольшой семье с минимальным потреблением воды, имеющей участок с песчаной почвой, вполне достаточно однокамерного септика. Когда семья большая, воды потребляется много, грунт на участке не очень водопроницаемый, то лучше остановить свой выбор хотя бы на двухкамерной установке.

Кстати, даже трехкамерный септик очищает стоки, максимум на 70%, а в основном, степень очистки сточных вод септиком равна 50-60%. Принцип работы подобных очистных сооружений заключается в том, что когда канализационные стоки попадают в септик, если он имеет несколько камер – то в первую камеру, они расслаиваются и отстаиваются.

На дно выпадает осадок, а сверху остается жидкость с небольшим количеством примесей, она переливается во вторую камеру, где большая часть уже легких частиц оседает на дно (то же самое происходит и в третьей камере, если она есть), а осветленная жидкость отводится на грунт через поля фильтрации, инфильтраторы или дренажные колодцы. Во всех камерах происходит процесс брожения и разложения органического осадка.

Требуется фильтрация

Для доочистки стоков, выходящих из септика, требуется фильтрация. Она происходит либо на полях фильтрации, которые устраивают в грунте с использованием перфорированных труб, либо в дренажном колодце. Самая современная технология – это использование в системе канализации дополнительного элемента – инфильтратора.

Промышленные образцы изготавливают из пластика, они имеют форму перевернутого корыта. Использование этого устройства позволяет производить даже залповый сброс в канализацию без риска загрязнить окружающую среду стоками.

Инфильтратор

Инфильтратор стоит не дорого, и специалисты рекомендуют использовать его для очистных сооружений вместо полей фильтрации, которым требуется значительная площадь. Но при выборе изделия обратите внимание на его конструкцию: лучше, если у нее будут перфорированные стенки, тогда вы сможете рассчитывать на максимальную производительнос ть.

Инфильтратор защищает верхние слои почвы от попадания в них не полностью очищенных сточных вод. Перед его установкой в котловане засыпают слой мелкофракционной щебенки (отдайте предпочтение гранитной – или из других твердых пород камня, а не изготовленной из строительных или металлургических отходов).

Щебень будет работать как фильтр, улавливая из поступающих стоков оставшиеся в них органические примеси. А если устройство не только поставить на щебеночную подушку, но и засыпать его по сторонам тоже щебенкой, то площадь фильтрации значительно увеличится.

Нужна ли агроткань?

Еще один важный момент: использование нетканого материала при монтаже очистного сооружения. Очень многие так называемые «специалисты» укладывают его в слой щебня под инфильтратор. Это совершенно недопустимо! Никакой функциональной нагрузки этот материал в данном месте не несет, кроме того, его наличие будет способствовать постепенному заиливанию фильтрационного слоя.

Иными словами, ткань значительно ухудшит пропускную способность дренажного слоя, и со временем процесс фильтрации станет невозможным. Единственное и очень важное назначение агроткани – это фильтрация песка, который во время дождей может попадать в нижние слои грунта и оседать в щебне, ухудшая его пропускную способность. Следовательно, располагать ткань нужно поверх установленного инфильтратора.

Септик с биофильтром

Сейчас появились септики, способные работать без дополнительной доочистки сточной воды, во всяком случае, об этом заявляют производители, но на практике все же требуется устройство дренажной канавы, именно в нее будет отводиться переработанная жидкость. Это септики с биофильтрами.

Септик со встроенным биофильтром, как правило, трехкамерный (но всегда горизонтальный). Первая камера – это приемник стоков, здесь у них выпадает первый осадок, во второй камере они еще раз отстаиваются, а в третий отсек попадает уже осветленная жидкость. Третья камера – биофильтра самая большая, так как в ней находится фильтрационный материал.

Чаще всего – это керамзит, но применяют и гранулированные полимеры, используют объемные пластиковые сетки или щетки. Они нужны для того, чтобы на них могли селиться микроорганизмы, которые будут перерабатывать остатки органики из сточных вод. Биофильтр – это фильтрационное поле в миниатюре. Нормативная база по применению биофильтров изложена в СНиП 2.04.03-85 (Сооружения для биологической очистки сточных вод).

Преимущества и недостатки

Биофильтры бывают как встроенными в септик, так и автономными. По принципу работы: аэробные и анаэробные. В одних очистка происходит с помощью микроорганизмов, образующихся при доступе воздуха (необходимо наличие системы вентиляции), а в других нет доступа воздуха (герметичные установки), поэтому там селятся бактерии анаэробные.

Преимущества биофильтров:

компактность;
энергонезависимо сть;
простота монтажа и эксплуатации;
очистка стоков до 90-95% (при использовании фильтра необходимой производительнос ти).

Но присущи этим очистным сооружениям и некоторые недостатки:

высокая стоимость;
нельзя выливать в канализацию чистящие и моющие средства на основе хлора, любые краски, растворители, лекарства…;
регулярно нужно добавлять концентрированны е препараты со штаммами разных бактерий;
биофильтры не используют в домах с сезонным проживанием – в сточных водах биологический процесс должен идти постоянно, а если нет стоков и микрофлоре нечего перерабатывать – она гибнет.

Рекомендации в каждом конкретном случае могут быть разными. Зная определенные нюансы работы биофильтра, проконсультируйт есь у специалистов по поводу обоснованности его применения с вашим очистным сооружением.

Станции глубокой очистки

И последние очистные сооружения – станции глубокой биологической очистки. Пока это наиболее современные установки. В них все процессы проходят интенсивнее и качество очистки выше – до 98%. Отработанная вода из системы может сливаться непосредственно в грунт или в канаву – никакого вреда окружающей среде она не нанесет. Несмотря на свою эффективность, сами станции имеют скромные размеры и могут устанавливаться на любых почвах и даже при высоком уровне залегания грунтовых вод.

Высокая степень очистки сточных вод в этих системах достигается благодаря поэтапному аэробному и анаэробному методам. В компактном корпусе находятся: четыре камеры (приемная, аэротенк, вторичный отстойник и отделение стабилизации активного ила), компрессор и автоматическая система управления.

Принцип работы

В приемном отсеке происходит расслоение сточных вод: тяжелые фракции выпадают в осадок, и начинается первичный процесс очистки.

Затем с помощью насоса жидкость перекачивается во вторую камеру (аэротенк), куда компрессор нагнетает воздух для активизации деятельности микроорганизмов, чтобы процесс расщепления органических соединений шел гораздо быстрее. Более легкие частицы, которые всплывают в сточной воде, переливаются обратно в первую камеру.

После аэротенка очищенная вода, смешанная с активным илом, поступает во вторичный отстойник, где ил оседает и возвращается во вторую камеру, откуда он откачивается в отделение стабилизации ила, а чистая вода выводится за пределы установки. Скопившийся ил тоже периодически откачивают, и сделать это можно с помощью прилагаемого в комплекте насоса. Ил является прекрасным удобрением, и им можно подкармливать растения в саду, ведь он не имеет неприятного запаха.

Преимуществ у этой системы множество. Среди них, конечно же, высокое качество очистки сточных вод, компактность и долговечность установки, которая работает совершенно автономно без вмешательства человека, но нуждается в периодическом техническом обслуживании. А вот сдерживающими факторами применения этой системы являются: высокая цена и энергозависимост ь.

Делайте правильный выбор!

Очистные сооружения любого варианта исполнения имеют право на существование в каждом конкретном случае. Чтобы сделать правильный выбор, нужно сопоставить очень многие факторы, а поскольку даже самая простейшая канализационная система обойдется в пару десятков тысяч рублей, а более совершенные и производительные будут стоить гораздо больше, то ошибка в выборе обойдется в очень кругленькую сумму.

Со всеми своими вопросами и сомнениями обратитесь к высококвалифицированным специалистам, которые порекомендуют вам систему очистки сточных вод, а в последствии и смонтируют ее. Сотрудники нашей компании ООО «Москомплект» имеют большой опыт по установке различной сложности очистных сооружений, и мы готовы проконсультировать вас по этой сложной теме. Звоните, оставляйте заявки на монтаж! Мы работает быстро, качественно и не дорого, но с гарантией!

→ Решения комплексов очистных сооружений

Примеры очистных сооружений крупнейших городов

Прежде чем рассматривать конкретные примеры очистных сооружений, необходимо определить, что означают понятия крупнейший, крупный, средний и малый город.

С определённой долей условности можно классифицировать города по числу жителей или с учётом профессиональной специализации по количеству сточных вод, поступающих на очистные сооружения. Так для крупнейших городов с населением более 1 млн. чел количество сточных вод превышает 0,4 млн. м3/сут, для крупных городов с населением от 100 тыс. до 1 млн. чел количество сточных вод составляет 25-400 тыс. м3/сут. В средних городах проживает 50-100 тыс. человек, а количество сточных вод 10-25 тыс. м3/сут. В малых городах и посёлках городского типа число жителей от 3-50 тыс. человек (с возможной градацией 3-10 тыс. чел; 10-20 тыс. чел; 25-50 тыс. чел.). При этом расчётное количество сточных вод изменяется в достаточно широком диапазоне: от 0,5 до 10-15 тыс. м3/сут.

Доля малых городов в Российской Федерации составляет 90% от общего числа городов. Необходимо также учитывать, что система водоот-ведения в городах может быть децентрализованной и иметь несколько очистных сооружений.

Рассмотрим наиболее показательные примеры крупных очистных сооружений в городах Российской Федерации: Москва, Санкт-Петербург и Нижний Новгород.

Курьяновская станция аэрации (КСА) г. Москва. Курьяновская станция аэрация – старейшая и крупнейшая станция аэрации в России, на её примере можно достаточно наглядно изучить историю развития техники и технологии очистки сточных вод в нашей стране.

Площадь, занимаемая станцией, составляет 380 га; проектная производительность – 3,125 млн. м3 в сутки; из них почти 2/3 составляют хозяйственно-бытовые и 1/3 промышленные сточные воды. В составе станции имеются четыре самостоятельных блока сооружений.

Развитие Курьяновской станции аэрации началось в 1950 г. после введения в эксплуатацию комплекса сооружений пропускной способностью 250 тыс. м3 в сутки. На этом блоке была заложена промышленно-экспериментальная технологическая и конструктивная база, которая явилась основанием для разработок практически всех станций аэрации в стране, а также была использована при расширении самой Курьяновской станции.

На рис. 19.3 и 19.4 приведены технологические схемы очистки сточных вод и обработки осадков Курьяновской станции аэрации.

Технология очистки сточных вод включает следующие основные сооружения: решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, сооружения для обеззараживания сточных вод. Часть биологически очищенных сточных вод проходит доочистку на зернистых фильтрах.

Рис. 19.3. Технологическая схема очистки сточных вод Курьяновской станции аэрации:
1 – решётка; 2 – песколовка; 3 – первичный отстойник; 4 – аэротенк; 5 – вторичный отстойник; 6 – плоское щелевое сито; 7 – скорый фильтр; 8 – регенератор; 9 – главное машинное здание ЦБО; 10 – илоуплотнитель; 11 – гравитационный ленточный сгуститель; 12 – узел приготовления раствора флокулянта; 13 – сооружения промводопровода; 14 – цех обработки песка; 75 – поступающая сточная вода; 16 – промывная вода со скорых фильтров; 17 – песковая пульпа; 18 – вода из цеха песка; 19 – плавающие вещества; 20 – воздух; 21 – осадок первичных отстойников на сооружения по обработке осадка; 22 -циркуляционный активный ил; 23 – фильтрат; 24 – обеззараженная техническая вода; 25 – техническая вода; 26 – воздух; 27 – сгущенный активный ил на сооружения обработки осадка; 28 – обеззараженная техническая вода в город; 29 – очищенная вода в р. Москва; 30 – доочищенная сточная вода в р. Москва

На КСА установлены механизированные решетки с прозорами 6 мм с непрерывно двигающимися скребковыми механизмами.

На КСА эксплуатируются песколовки трех типов – вертикальные, горизонтальные и аэрируемые. После обезвоживания и обработки в специальном цехе, песок можно использовать при строительстве дорог и для других целей.

В качестве первичных отстойников на КСА используют отстойники радиального типа диаметрами 33, 40 и 54 м. Проектная продолжительность отстаивания составляет 2 ч. Первичные отстойники в центральной части имеют встроенные преаэраторы.

Биологическая очистка сточных вод осуществляется в четырехко-ридорных аэротенках-вытеснителях, процент регенерации составляет от 25 до 50%.

Воздух для аэрации в аэротенки подаётся через фильтросные пластины. В настоящее время для выбора оптимальной системы аэрации в ряде секций аэротенков проходят испытания трубчатые полиэтиленовые аэраторы фирмы «Экополимер», тарельчатые аэраторы фирм «Грин-фрог» и «Патфил».

Рис. 19.4. Технологическая схема обработки осадков Курьяновской станции аэрации:
1 – загрузочная камера метантенка; 2 – метантенк; 3 – выгрузочная камера метантенков; 4 – газгольдер; 5 – теплообменник; 6 – камера смешения; 7 – промывной резервуар; 8 – уплотнитель сброженного осадка; 9 – фильтр-пресс; 10 – узел приготовления раствора флокулянта; 11 – иловая площадка; 12 – осадок первичных отстойников; 13 – избыточный активный ил; 14 – газ на свечу; 15 – газ брожения в котельную станции аэрации; 16 – техническая вода; 17 – песок на песковые площадки; 18 – воздух; 19 – фильтрат; 20 – сливная вода; 21 – иловая вода в городскую канализацию

Одна из секций аэротенков реконструирована для работы по одно-иловой системе нитри-денитрификации, в которой также предусмотрена система удаления фосфатов.

Вторичные отстойники, так же как первичные, приняты радиального типа, диаметрами 33, 40 и 54 м.

Доочистке подвергается около 30% биологически очищенных сточных вод, которые сначала проходят очистку на плоских щелевых ситах и далее на зернистых фильтрах.

Для сбраживания осадка на КСА используются заглубленные ме-тантенки диаметром 24 м из монолитного железобетона с земляной обсыпкой, наземные диаметром 18 м с термоизоляцией стен. Все метантенки работают по проточной схеме, в термофильном режиме. Выделяющийся газ отводится в местную котельную. После метантенков сброженная смесь сырого осадка и избыточного активного ила подвергается уплотнению. Из общего количества смеси 40-45% направляется на иловые площадки, а 55 -60% направляется в цех механического обезвоживания. Общая площадь иловых площадок составляет 380 га.

Механическое обезвоживание осадков осуществляется на восьми фильтр-прессах.

Люберецкая станция аэрации (ЛбСА) г. Москва. Более 40% сточных вод г. Москвы и крупных городов Московской области очищаются на Люберецкой станции аэрации (ЛбСА), расположенной в п. Некрасовка Московской области (рис. 19.5).

ЛбСА была построена в довоенные годы. Технологический про-цесс очистки заключался в механической очистке сточных вод и после-дующей очистке на полях орошения. В 1959 г. по решению правительства на месте Люберецких полей орошения было начато строительство станции аэрации.

Рис. 19.5. План очистных сооружений Люберецкой и Новолюберецкой станций аэрации:
1 – подача сточных вод на ЛбСА; 2 – подача сточных вод на НЛбСА; 3 – ЛбСА; 4 – НЛбСА; 5 – сооружения по обработке осадка; б – выпуски очищенных сточных вод

Технологическая схема очистки сточных вод на ЛбСА практически не отличается от принятой схемы на КСА и включает следующие сооружения: решетки; песколовки; первичные отстойники с преаэраторами; аэротенки-вытеснители; вторичные отстойники; сооружения по обработке осадка и обеззараживания сточных вод (рис. 19.6).

В отличие от сооружений КСА, большинство которых было построено из монолитного железобетона, на ЛбСА широко использовались сборные железобетонные конструкции.

После строительства и пуска в 1984 г. первого блока, а впоследствии и второго блока очистных сооружений Новолюберецкой станции аэрации (НЛбСА) проектная пропускная способность ЛбСА составляет 3,125 млн. м /сут. Технологическая схема очистки сточных вод и обработки осадка на ЛбСА практически ничем не отличается от классической схемы, принятой на КСА.

Однако в последние годы на Люберецкой станции проводят большие работы по модернизации и реконструкции очистных сооружений сточных вод.

На станции установлены новые зарубежные и отечественные мелкопрозорные механизированные решётки (4-6 мм), а также проведена модернизация существующих механизированных решёток по разработанной в МГП «Мосводоканал» технологии с уменьшением величины прозо-ров до 4-5 мм.

Рис. 19.6. Технологическая схема очистки сточных вод Люберецкой станции аэрации:
1 – сточная вода; 2 – решётки; 3 – песколовки; 4 – преаэраторы; 5 – первичные отстойники; 6 – воздух; 7 – аэротенки; 8 – вторичные отстойники; 9 – йлоуплотнители; 10 – фильтр-прессы; 11 – площадки хранения обезвоженного осадка; 12 – реагентное хозяйство; 13 – уплотнители сброженного осадка перед фильтр-прессами; 14 – узел подготовки осадка; 15 – метантенки; 16 – бункер песка; 17 – классификатор песка; 18 – гидроциклон; 19 – газгольдер; 20 – котельная; 21 – гидропрессы для обезвоживания отбросов; 22 – аварийный выпуск

Наибольший интерес вызывает технологическая схема II блока НЛбСа, которая представляет собой современную одноиловую схему нит-ри-денитрификации с двумя ступенями нитрификации. Наряду с глубоким окислением углеродсодержащих органических веществ происходит более глубокий процесс окисления азота аммонийных солей с образованием нитратов и снижением фосфатов. Внедрение данной технологии позволяет в ближайшее время получить на Люберецкой станции аэрации очищенную сточную воду, которая бы отвечала современным нормативным требованиям для сброса в водоёмы рыбохозяйственного назначения (рис. 19.7). Впервые, около 1 млн. м3/в сут сточных вод на ЛбСА подвергается глубокой биологической очистке с удалением биогенных элементов из очищенных сточных вод.

Практически весь сырой осадок из первичных отстойников, перед сбраживанием в метантенках, проходит предварительную обработку на решётках. Основными технологическими процессами обработки осадков сточных вод на ЛбСА являются: гравитационное уплотнение избыточного активного ила и сырого осадка; термофильное сбраживание; промывка и уплотнение сброженного осадка; полимерное кондиционирование; механическое обезвреживание; депонирование; естественная сушка (аварийные иловые площадки).

Рис. 19.7. Технологическая схема очистки сточных вод на ЛбСА по одноиловой схеме нитри-денитрификации:
1 – исходная сточная вода; 2 – первичный отстойник; 3 – осветлённая сточная вода; 4 – аэротенк-денитрификатор; 5 – воздух; 6 – вторичный отстойник; 7 – очищенная сточная вода; 8 – рециркуляционный активный ил; 9 – сырой осадок

Для обезвоживания осадка установлены новые рамные фильтр-прессы, позволяющие получать кек с влажностью 70-75%.

Центральная станция аэрации, г. Санкт-Петербург. Очистные сооружения Центральной станции аэрации г. Санкт-Петербург находятся в устье р. Невы на искусственно намытом острове Белом. Станция введена в эксплуатацию в 1978 г.; проектная пропускная способность – 1,5 млн. м в сутки была достигнута в 1985 г. Площадь застройки составляет 57 га.

Центральная станция аэрации г. Санкт-Петербург принимает и обрабатывает около 60% бытовых и 40% промышленных сточных вод города. Санкт-Петербург – самый большой город в бассейне Балтийского моря, это возлагает особую ответственность за обеспечение его экологической безопасности.

Технологическая схема очистки сточных вод и обработки осадков Центральной станции аэрации г. Санкт-Петербург представлена на рис. 19.8.

Максимальный расход сточной воды, перекачиваемой насосной станцией в сухую погоду, составляет 20 м3/с и в дождливую – 30 м /с. Сточные воды, поступающие из входного коллектора городской водоотводящей сети, перекачиваются в приемную камеру механической очистки.

В состав сооружений механической очистки входят: приемная камера, здание решеток, первичные отстойники с жиросборниками. Первоначально сточная вода проходит очистку на 14 механизированных решетках грабельного и ступенчатого типа. После решеток сточная вода поступает на песколовки (12 шт.) и далее через распределительный канал отводится к трем группам первичных отстойников. Первичные отстойники радиального типа, в количестве 12 штук. Диаметр каждого отстойника 54 м при глубине 5 м.

Рис. 19.8. Технологическая схема очистки сточных вод и обработки осадков Центральной станции г. Санкт-Петербург:
1 – сточные воды из города; 2 – главная насосная станция; 3 – подводящий канал; 4 – механизированные решётки; 5 – песколовки; 6 – отбросы; 7 – песок; 8 – песковые; площадки; 9 – первичные отстойники; 10 – резервуар сырого осадка; 11 – аэротенки; 12 – воздух; 13 – нагнетатели; 14 – возвратный активный ил; 15 – иловая насосная, станция; 16 – вторичные отстойники; 17 – камера выпусков; 18 – река Нева; 19 – активный ил; 20 – илоуплотнители; 21 – приёмный резервуар;
22 – центрипрессы; 23 – кек на сжигание; 24 – сжигание осадка; 25 – печь; 26 – зола; 27 – флокулянт; 28 – сливная вода илоуплотнителей; 29 – вода; 30 – раствор
флокулянта; 31 – фугат

В состав сооружений биологической очистки входят аэротенки, радиальные отстойники и главное машинное здание, включающее в себя блок воздуходувных агрегатов и иловые насосы. Аэротенки состоят из двух групп, каждая из которых представляет собой шесть параллельных трехко-ридорных аэротенков длиной 192 м с общим верхним и нижним каналами, ширина и глубина коридоров соответственно 8 и 5,5 м. Подача воздуха в аэротенки осуществляется через мелкопузырчатые аэраторы. Регенерация активного ила составляет 33%, при этом возвратный активный ил из вторичных отстойников подается в один из коридоров аэротенка, служащий регенератором.

Из аэротенков очищенная вода направляется в 12 вторичных отстойников для выделения активного ила из биологически очищенной сточной воды. Вторичные отстойники, также как и первичные, приняты радиального типа диаметром 54 м при глубине зоны отстаивания 5 м. Из вторичных отстойников активный ил поступает под гидростатическим давлением в иловую насосную станцию. После вторичных отстойников через камеру выпусков очищенная вода сбрасывается в р. Неву.

В цехе механического обезвоживания осадков обрабатывается сырой осадок из первичных отстойников и уплотненный активный ил из вторичных отстойников. Основным оборудованием этого цеха является десять центрипрессов, оборудованных системами предварительного подогрева смеси сырого осадка и активного ила. Для повышения степени влагоотдачи смеси в центрипрессы подаётся раствор флокулянта. После обработки в центрипрессах влажность кека достигает 76,5%.

В цехе сжигания осадка установлены 4 печи с псевдоожиженным слоем (французской фирмы OTV ).

Отличительной особенностью этих очистных сооружений является, что в цикле обработки осадка отсутствует предварительное сбраживание в метантенках. Обезвоживание смеси осадков и избыточного активного ила происходит непосредственно в центрипрессах. Сочетание центрипрессов и сжигание уплотненных осадков резко снижает объем конечного продукта -золы. По сравнению с традиционной механической обработкой осадков, образующейся золы в 10 раз меньше, чем обезвоженного кека. Использование метода сжигания смеси осадка и избыточного активного ила в печах с псевдоожиженным слоем гарантирует безопасность в санитарном отношении.

Станция аэрации г. Нижний Новгород. Нижегородская станция аэрации – комплекс сооружений, предназначенный для полной биологической очистки бытовых и производственных сточных вод г. Нижний Новгород и г. Бор. В технологическую схему включены следующие сооружения: блок механической очистки – решетки, песколовки, первичные отстойники; блок биологической очистки – аэротенки и вторичные отстойники; доочистка; сооружения по обработке осадков (рис. 19.9).

Рис. 19.9. Технологическая схема обработки сточных вод на Нижегородской станции аэрации:
1 – приёмная камера сточных вод; 2 – решётки; 3 – песколовки; 4 – песковые площадки; 5 – первичные отстойники; 6 – аэротенки; 7 – вторичные отстойники; 8 – насосная станция избыточного активного ила; 9 – эрлифтная камера; 10 – биологические пруды; 11 – контактные резервуары; 12 – выпуск в р. Волга; 13 – илоуплотнители; 14 – насосная станция сырого осадка (из первичных отстойников); 75 – метантенки; 16 – иловая насосная станция; 17 -флокулянт; 18 – фильтр-пресс; 19 – иловые площадки

Проектная пропускная способность сооружений составляет 1,2 млн. м3/сут. В здании установлены 4 механизированные решетки производительностью – 400 тыс. м3/сут каждая. Отбросы с решеток перемещаются с помощью транспортеров, сбрасываются в бункеры, хлорируются и выводятся на полигон для компостирования.

Песколовки включают два блока: первый состоит из 7 горизонтальных аэрируемых песколовок производительностью 600 м7ч каждая, второй – из 2 горизонтальных щелевых песколовок производительностью 600 м3/ч каждая.

На станции построены 8 первичных радиальных отстойников, диаметром 54 м. Для удаления плавающих загрязнений отстойники оборудованы жиросборниками.
В качестве сооружений биологической очистки используются 4-коридорные аэротенки-смесители. Рассредоточенный впуск сточных вод в аэротенки позволяет изменять объем регенераторов от 25 до 50%, обеспечивать хорошее смешение поступающей воды с активным илом и равномерное потребление кислорода по всей длине коридоров. Длина каждого аэротенка составляет 120 м, общая ширина – 36 м, глубина – 5,2 м.

Конструкция вторичных отстойников и их размеры аналогичны первичным, всего на станции построено 10 вторичных отстойников.

После вторичных отстойников вода направляется на доочистку в два биологических пруда с естественной аэрацией. Биологические пруды построены на естественном основании и обвалованы земляными дамбами; площадь зеркала воды каждого пруда – 20 га. Время пребывания в биологических прудах составляет 18-20 ч.

После биопрудов очищенная сточная вода обеззараживается в контактных резервуарах с использованием хлора.

Очищенная и обеззараженная вода через лотки Паршаля поступает в водоотводящие каналы и после насыщения кислородом в водосбросном перепадном устройстве поступает в р. Волга.

Смесь сырого осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила направляется в метантенки. В метантенках поддерживается термофильный режим.

Сброженный осадок частично подаётся на иловые площадки, а частично на ленточный фильтр-пресс.

Локальные очистные сооружения канализации (ЛОС) бывают нескольких типов в зависимости от применяемого принципа очищения бытовых сточных вод. Каждый способ очистки имеет свои достоинства и недочеты, но всегда находит применение в той или иной ситуации. Локальные очистные сооружения канализации работают комплексно, то есть – очистка происходит в несколько этапов, и заключительным является получение чистой технической воды, пригодной для бытовых нужд (кроме стирки и приготовления пищи).

Очистные канализационные сооружения

Утилизировать вредные примеси из канализационных стоков можно разными способами:

Механическая очистка.
Биологическая очистка и фильтры.
Физико-химическое очищение сточных вод.
Дезинфицирование канализационных сточных вод.

Механическая очистка

Первый и самый грубый вариант очистки — локальные очистные сооружения канализации, в которых первым барьером установлены механические фильтры. Фильтрация подготавливает сточные воды к очистке биологической. Здесь задерживаются крупные твердые фракции при прохождении стоков через отстойники, септики, песколовки, металлические фильтры-сетки, мембраны и решетки, задерживающие нерастворимые фракции. Весь принцип работы очистных сооружений канализации при механической очистке сточных вод состоит из нескольких последовательных шагов:

Решетки, сетки и металлическое сито удерживают крупный мусор и фракции органического и минерального происхождения.
Пескоуловители не дают мелким частицам проходить дальше по циклу очистки.
Мембрана удаляет оставшиеся мелкие фракции – это называется глубокая очистка.
В отстойнике вода очищается от остальных взвешенных частиц.

После этих четырех этапов очистки вода может очиститься на 60-70%. После нескольких лет эксплуатации ЛОС требуется частичная реконструкция очистных сооружений канализации с заменой фильтров.

Биологическая очистка сточных вод

Если требуется дальнейшая очистка, то используют биологический способ. В резервуары с очищенными механически сточными водами заселяются анаэробные микроорганизмы и бактерии, которые питаются остатками органических веществ. На этом этапе очистки может работать активный ил, биологические фильтры или может быть запущен процесс анаэробного брожения.

Физико-химический этап предусматривает использование различных химических веществ и примесей для улучшения качества очищаемой воды. Это такие сложные процессы, как озонирование, хлорирование и другие химические реакции. Поэтому строительство очистных сооружений канализации должно проводиться только профессионалами и по предварительно разработанному проекту.

Если в системе очистки предусмотрен сброс стоков в искусственный (естественный) водоем, то необходимо дезинфицировать воду. Это делается при помощи УФ фильтров или обработкой хлором в течение 30 минут.

Очистка при помощи септиков

Но такие методы очистки канализационных стоков эффективны для города. А что делать дачникам или владельцам загородных коттеджей и домов? Самые актуальные очистные сооружения канализации для поселка или дачного домика – это септики. А если существует спрос, то будет и предложение. Промышленность и частные предприятия предлагают много различных вариантов таких автономных установок, работающих по-разному. Поэтому проблему отводов стоков и очистки для отдельно стоящих зданий решают автономные очистные сооружения канализации.

Септик – это резервуар большой емкости, который устанавливается на участке на определенную глубину. Для каждого рельефа местности рекомендуется подобрать наиболее эффективную установку, поэтому предварительное проектирование очистных сооружений канализации является неотъемлемой частью строительства ЛОС. Сточные воды очищаются за счет выпадения твердых фракций в осадок. Дополнительно и окончательно вода очищается в фильтрационном поле. После этого ее можно сливать в грунт или пользоваться в технических целях.

Если установить дополнительные фильтры, то можно откачивать воду 1 раз в 4-5 лет – периодичность зависит от объема камер септика. В качестве системы доочистки используются аэротенки.

Аэротенк – это приспособление для биологической очистки сточных вод. Он представляет собой систему резервуаров, заселенных микроорганизмами. После такой обработки вода пригодна для сброса в грунт.

Правильная эксплуатация очистных сооружений канализации позволяет повысить качество до 98%. Недостатком такого способа является обязательное наличие электричества или хорошей естественной приточно-вытяжной вентиляции, чтобы бактерии не погибли без кислорода и то, что нельзя превышать установленные объемы стоков, иначе бактерии не справятся с очисткой. Тандем биофильтров и септика намного улучшает качество воды.

Обеззараживание ультрафиолетом помогает защитить воду от заражения вирусами и болезнетворными организмами. Ультрафиолетовая установка применяется комплексно, в составе других очистных сооружений, так как ее функция – не очищать воду, а только обеззараживать ее. УФ установка дезинфицирует воду на 99%, но недостаток ее использования тот же – наличие электричества, что повышает и без того немаленькую стоимость станции.

А как работают очистные сооружения канализации с применением биологической очистки сточных вод? Биологическая очистка стоков канализации — самый эффективный способ. Устанавливать сооружения биологической очистки сточных вод можно рядом с жилыми домами и в любых климатических поясах. Срок эксплуатации такой системы -30-50 лет.

Недостаток такой очистки — присутствие неприятного запаха, возникающего при брожении отходов. Современные технологии позволяют устранить и этот недостаток, но такие приборы дорого стоят.

Биологическая очистка стоков используется и в обычных септиках – в камеру септика заселяются бактерии определенного вида. Но существуют еще и очистные сооружения ливневой канализации, которые предназначены для сбора, доставки к септику и очистки дождевой и талой воды и дальнейшей доставкой к фильтрационным полям. Стандартные септики и очистные могут не справиться с большим количеством дождевой воды, и для этой цели была разработана ливневая канализация.

Ливневые очистные сооружения

Основная задача «ливневки» — предохранение фундамента дома, дорожного покрытия, газонов и т.д. от подтопления дождевыми и талыми водами. Что собой представляют локальные очистные сооружения ливневой канализации? Это система водосточных труб, дождеприемников, водосточных желобов и дренажа, по которым вода собирается и поступает в коллектор. Коллектор должен находиться ниже уровня промерзания почвы.

Все элементы ливневой канализации оборудуются пескоуловителями. Стандартные городские очистные сооружения канализации устроены намного сложнее и образуют целые подземные коммуникации.

Дождеприемник имеет дополнительный фильтр для очистки талой и дождевой воды. После прохождения фильтра очищенная вода попадает в ближайший водоем. Также ею можно поливать огород или клумбы. Ливневка также требует плановой очистки. При выборе той или иной ливневой канализации примите во внимание следующее:

Тип установки. Многие системы канализации работают в автономном режиме, некоторые требуют подключения электричества, а есть и такие очистные сооружения дождевой канализации, которые нельзя эксплуатировать, если грунтовые воды подступают к поверхности очень близко.
Способ очистки. Использование нескольких очистных методов повышает эффективность работы.
Место установки. Необходимо придерживаться СНиП в этом вопросе.
Самостоятельный или профессиональный монтаж системы.

Главная » Артикли » Очистные сооружения: что такое очистка сточных вод? Принцип работы очистных сооружений. Виды очистных сооружений