Особливості очисних споруд

Знання, що це таке — очисні споруди, важливе для кожної сучасної людини з цілком зрозумілих причин. Для тих, хто вирішує їх замовляти, актуальними стають докладніші принципи роботи та схеми. Обов'язково потрібно буде розбиратися з первинними та вторинними відстійниками, з іншими стадіями очищення води установками.

Що це таке та як працюють?

Очисні споруди - це дуже складний комплекс усілякого обладнання, що забезпечує видалення зі стоків усіляких забруднень.. Без такого очищення скидати рідкі відходи у водоймища просто злочинно. І не лише з погляду законодавства, а й з позиції елементарного збереження природи та перспектив людського життя.

Очистити рідкі відходи можна лише внаслідок складної багатоетапної роботи. Відсіяне чисто механічно утилізується чи переробляється.

Принцип роботи будь-яких очисних споруд має на увазі використання системи аерації. Інша їх назва - повітродувки. Такі апарати сприяють активному насиченню відходів повітрям. В результаті там розвиваються у великій кількості корисні бактерії. Під їх впливом замість плаваючої у воді біомаси утворюється метан, також діоксид вуглецю, тобто відбувається знешкодження небезпечних речовин.

Обладнання професійного класу дозволяє регулювати потоки повітря, що надходить за обсягом очищуваних відходів, тому що надмірне, так і недостатнє аерування виключаються. Але повітродувки відповідають і за іншу важливу функцію, а саме за видалення біогазу, що утворився на попередньому етапі. Значимість такого очищення пов'язана з тим, що метан та діоксид вуглецю:

• токсичні;
• пожежонебезпечні;
• заважають нормальному виконанню робіт.

Варто зазначити, що відкачування біогазу у вітчизняній практиці реалізовано поки що слабко. Але поступово існуючі установки модернізуються. Інший важливий момент полягає у використанні пісковловлювачів. У цих апаратах дрібні зважені частинки — не лише піщинки, а й скляний бій, шлак та інше — осідають.

Додатково застосовуються жироловки, здатні прибирати плаваючі на поверхні гідрофобні включення за рахунок флотації.

Зібраний пісок складують у відвали, але іноді його передають для дорожньо-будівельних та дорожньо-ремонтних робіт. Значну роль дії очисних споруд відіграють первинні відстійники, куди вода надходить після песколовок. Вони осаджується органічна суспензія. Опади, що відкладаються, збираються в спеціальних приямках, а звідти згрібаються в бункери. За деякими даними, альтернативою такому методу дедалі частіше стає мембранна технологія.

Додатково можуть використовуватись:

• очищення в аеротенках;
• флотація;
• нейтралізація;
• сорбція;
• гіперфільтрування;
• обробка у центрифузі;
• евапорація та інші методики.

У всіх значних населених пунктах давно вже є централізовані очисні споруди. Їх використання визнано найбільш ефективним методом видалення токсичних речовин та зниження екологічного навантаження.

Централізація стоків дозволяє стабілізувати хімічний склад та згладити добові, календарні нерівномірності в порівнянні з системами, що приймають стоки від окремих споживачів.

Крім того, на великих об'єктах можна застосовувати складні потужні системи очищення, передові методики. Єдиний випадок, коли виправдано використання локальних систем очищення — це віддалені чи інші об'єкти, які з технічних причин складно підключати до централізованих мереж.

Опис видів

У сучасних умовах очисні споруди поділяються на багато видів. Дуже відповідальні водопровідні системи, тому що вони є комплексом пристроїв, апаратів і технологічних процесів, що відповідають за життєзабезпечення міських і сільських поселень, їх великих частин.

Професіонали старанно підбирають склад обладнання та ретельно стежать за багаторазовим резервуванням його надійності.

Особливістю цього виду очисників є велика охоронна зона, що дозволяє уникнути зайвого засмічення притоку. Доводиться враховувати особливості різних джерел води, сезонні режими їх та багато інших нюансів.

Водопостачання на промислових підприємствах трохи простіше, ніж одержання рідини для водоканалу. Так, там потрібна, швидше, технічна вода, проте обсяг її споживання досить великий, і часом один завод чи фабрика витрачає води стільки ж, скільки решта мешканців міста.

Очисні споруди повинні стояти не лише на вході, а й на виході.

І саме там вони повинні бути набагато досконалішими та витонченішими систем для очищення побутових стоків, адже скидання з індустріального об'єкту містить куди більше різноманітних речовин, і багато з них можуть стати причиною санітарної чи екологічної катастрофи.

Усі згадані типи очисних споруд можуть бути блочно-модульними за виконанням. Такі комплекси відрізняються гнучкістю та монтуються швидко. Їх легко оптимізувати під виконання тих чи інших завдань. Або — прибрати компоненти, що стали непотрібними. Блочно-модульні комплекси можуть бути розраховані на різну потужність, що обслуговується.

Стадії очищення води

Механічна

Саме цей рівень очищення присутній у будь-якій технологічній схемі очисних споруд, більше того, він йде найпершим у будь-якій послідовності.Саме на цій стадії застосовуються пісколовки та грати. Подібні системи вирішують завдання уловлювання:

• паперових залишків;
• вати;
• шматків ганчірок;
• фрагменти упаковки;
• іншого сміття та сторонніх речей.

Але перша ланка, яка зустрічає стічні води, - це особливий резервуар. У ньому створюються умови компенсації пікових навантажень. Завдяки насосу великої потужності відбувається рівномірне підкачування води для подолання всіх стадій очищення. Недооцінювати механічне очищення не можна – саме тут видаляється до 75% засмічень.

У каналізацію можуть потрапляти навіть дуже великі зважені частки: банки та пляшки, залишки продуктів та ліків, пластмаса, іноді дрібне будівельне сміття, грудки пилу, бруду та землі.

Щоб такі засмічення не заважали нормальній експлуатації тонких очисних систем, використовують ґрати та сита, що затримують дедалі більше 1,6 см діаметром. Після первинного сортування ці відходи або переробляють на місці, або вивозять на звалища, комбінати з професійної переробки. У згаданих жироловках усуваються домішки, здатні плавати лежить на поверхні. А це не лише харчові жири, а й різноманітні продукти нафтопереробки. Зняття відбувається тим самим способом, що й у пісковловлювачах, але вже на поверхні, а не в глибині.

Первинний відстійник

Так називають споруди, де за рахунок гравітаційних ефектів відстоюються дрібнодисперсні частки. Їхня форма може бути різною: вертикаль, горизонталь або радіусний тип. Горизонтальне виконання ефективніше, але потребує значної площі. Вертикальне – має на увазі суттєву глибину, що не завжди можливо забезпечити. Радіальні системи малоефективні, натомість дешеві.

Аеротенк

Це система, де відбувається аерування води за рахунок механічних чи пневматичних апаратів подачі повітря. Аеротенки відрізняються високою ефективністю. Усередині стабільно підтримується температура вище 5 градусів. Хороший результат залежить від пропорції забруднювачів та активного мулу. Критично важливий кисневий режим внутрішнього середовища.

Вторинний відстійник

Цей агрегат затримає нерозчинні речовини. Іловий підтип діє при найбільшому завантаженні. Є одноярусні та двоярусні його варіанти. Тут відокремлюють відмерлу біологічну плівку. Геометрична форма — та сама, як у первинному ланці.

Доочищення

Коли пройдено всі описані етапи, у стічних водах залишається трохи більше 5—10% вихідних забруднень. Але навіть цей рівень неприпустимо високий з міркувань безпеки.

Залишкові засмічують агенти можуть заподіяти незворотну шкоду екосистемам та здоров'ю людей. У просунутих комплексах, що очищають, завжди присутні біореактори, розраховані на глибоку доочищення.

Там відбувається знешкодження:

• органіки, непідвладної корисним мікробам;
• самих цих мікроорганізмів;
• азоту в амонійній формі.

Подібний ефект досягається за рахунок створення умов зростання автотрофної мікрофлори. Всередину розміщують пластмасові диски, які мають значну питому поверхню. Щоб біореактор працював швидше, використовують потужну додаткову аерацію. Використовують і фільтри, що доочищають, в яких міститься пісок. Ця маса оновлюється автоматично, причому безперервно; фільтри продумують таким чином, щоб вони вимагали якомога меншої витрати води при власному промиванні та займали обмежене місце.

Знезараження

Але це ще не все. Перед скиданням води у водойму її обов'язково дезінфікують.У багатьох випадках вдаються до впливу ультрафіолету, згубного для всієї мікрофлори. Лише незначна частина її (близько 0,1%) має певний шанс пережити обробку. Варто врахувати, що ультрафіолет погано працює у каламутній воді.

На практиці і в нашій країні, і за кордоном стоки, що скидаються, переважно хлорують. Це надійний та відпрацьований багатьма десятиліттями спосіб. У складних випадках проводять суперхлорування, а щоб не було поганого запаху, вдаються до преаммонізації.

Додатково доводиться очищати рідину від фосфатів, засмічення якими сприяє заболочуванню водойм. Впоратися з фосфатами допомагають спеціальні коагулянти, які додають строго дозовано.

У приватних будинках застосовують септики. Вони простіші за будовою. Для роботи використовуються лише механічні та прості біологічні фактори. Немає необхідності використовувати занурювальні мішалки та інше просунуте обладнання. Ці мішалки потрібні лише там, де потрібно підтримувати ілосмісь у виваженому вигляді.

Виробники

Серед заводів, що спеціалізуються на постачанні обладнання для очисних споруд, вигідно виділяються:

• HAOR;
• Ulu Pandan;
• НВО "Агробудсервіс";
• Norma;
• "Еколос";
• НВО «Російські очисні споруди»;
• НВК "ТехВодПолімер";
• ПЗ «Зліт»;
• "Екокомпозит".

Які фактори враховуються під час проектування?

Найважливіший параметр, який не можна ігнорувати, – це необхідна продуктивність. Її завжди визначають із деяким запасом, щоб уникнути неприємних несподіванок. Обов'язково проводять ще й статистичні аналізи лабораторних даних. Це дозволяє підібрати оптимальну кількість ступенів очищення, найкращі технологічні схеми та конкретні параметри обладнання.

При розрахунку гідравлічних схем звертають увагу на параметри майданчика та рельєф місцевості; помилки з розрахунку режимів перекачування найбільш неприємні.

Додатково доведеться вивчити:

• містобудівний план або його аналог на території підприємства;
• умови підходу стічних вод;
• необхідні умови скидання після очищення;
• дані інженерних та геологічних досліджень;
• прогноз зростання обсягів стоків у міру освоєння території та зростання господарських потужностей.

Монтаж установок

Місце для встановлення обладнання підбирається за двома критеріями: мінімально можлива відстань до об'єкта, що обслуговується, і дотримання при цьому вимог санітарної безпеки. Захисні зони під час використання полів фільтрації становлять щонайменше 1000 м. При використанні інших варіантів очищення цей показник зменшується до 300 м-коду. Монтажники керуються обов'язково генеральним планом або аналогічним документом, враховують і вимоги щодо під'їзних шляхів, водопровідного постачання та електроживлення.

Найбільш економічний метод переміщення рідини між різними очисними спорудами. самоплив. Але не завжди необхідне висотне співвідношення вдається забезпечити і в таких випадках на допомогу приходять каналізаційні насосні станції. При монтажі обов'язково передбачають можливість аварійного (екстренного) скидання стоків..

Використання та обслуговування

При використанні електротехнічних систем на очисній споруді обов'язково має бути електромеханічна служба. Незалежно від цього має передбачатись служба технічного директора, яка контролює планово-попереджувальні ремонти. Результативність роботи оцінюється за аналізами стічних вод, що відбираються згідно з графіком. Поза графіком аналізи відбирають:

• після будь-якої позаштатної ситуації;
• після капітального ремонту обладнання;
• після встановлення нових систем;
• після повернення до ладу окремих систем, що вилучалися на капремонт;
• при різкій зміні складу стоків;
• при надходженні інформації про позаштатні ситуації (викиди, засмічення, аварії).

Щоб забезпечити нормальну експлуатацію, слід виключити:

• перевантаження споруд стоками як і кількісному, і у якісному відношенні;
• збої електроживлення;
• відхилення від нормальних періодичностей планово-попереджувальних ремонтів;
• недотримання норм техніки безпеки;
• недостатньо оперативне очищення від мулу та опадів.

Пісколовки чудово справляються зі своєю роботою, якщо вода рухається з нормальною швидкістю і знаходиться всередині заданий час. Вивантажувати осад необхідно за технологічною картою.

Всі робочі механізми повинні підтримуватись у справному стані, і не менш важливо їх оперативно змащувати. Раз на 30 діб (а при необхідності частіше) пісковловлювач спорожняють і промивають.

У відстійниках потрібно контролювати водозливи та лотки. Від усіх кірок потрібно оперативно позбавлятися. Додатково стежать рівнями осаду. В аеротенках критично значущі точне регулювання надходження повітря та скидання надлишків мулу. Обов'язково контролюють запірну арматуру та пристрої, що сигналізують.

Що таке очисні споруди, принцип роботи

Антропогенний фактор – основна причина забруднення довкілля. У зв'язку з цим на державному рівні вживаються заходи, спрямовані на зниження негативного впливу побутової та промислової діяльності. Зокрема, йдеться про очисні споруди, призначені для фільтрації та багаторівневого очищення стічних вод.

Побутові та промислові стоки містять безліч механічних та хімічних домішок, тому не можуть зливатися у водойми та навколишнє середовище без попередньої підготовки. Очисні споруди – це багаторівневий комплекс резервуарів та обладнання, що допомагає приводити стічні води до встановлених чинними регламентами нормативів щодо вмісту тих чи інших речовин. Це дозволяє зливати очищені стоки без негативних наслідків для навколишнього середовища або використовувати таку технічну воду вдруге у промислових системах замкнутого циклу.

Види та галузі застосування очисних споруд

По галузі застосування можна виділити такі типи споруд:

- каналізаційні – для очищення стоків перед їх викидом у водоймища або на дренажні поля;

- Водопровідні - Системи водопідготовки для побутового або промислового споживання;

- Побутові – для задоволення побутових потреб користувачів у населених пунктах, багатоквартирних чи приватних будинках;

- промислові - Встановлюються на підприємствах для очищення виробничих стоків.

Також обладнання класифікується за способами впливу, які варто розглянути детальніше.

Способи очищення стічних вод

Залежно від типу очисних споруд, ступеня забрудненості стоків та вимог до якості їх очищення можуть застосовуватись такі способи та технології:

- механічний - Відділення твердих нерозчинних домішок і частинок, великих фрагментів;

- Біологічний – переробка біорозкладних речовин активним мулом та іншими мікроорганізмами;

- фізико-хімічний – відстоювання, використання центрифуг, коагулянтів та флокулянтів для формування осаду;

- хімічний - Використання реагентів для видалення розчинених у воді домішок;

- ультразвуковий та ультрафіолетовий - Знезараження, знищення патогенних мікробів та вірусів.

Механічна очистка – найбільш ємний етап, оскільки більшість домішок є у воді в нерозчиненому, хімічно постійному вигляді. Найефективніший спосіб видалення цих речовин – зворотний осмос. Рідина пропускається під тиском через спеціальну мембрану, розмір перерізу осередків у якій відповідає розміру молекули води. Всі інші домішки видаляються.

Однак це фінальний ступінь механічного очищення, якому передує кілька попередніх етапів. Вони включають первинне відстоювання, проходження через грубі механічні фільтри, грати, центрифуги. Тільки після цього можна застосовувати хімічні реагенти та інше обладнання.

Влаштування промислових очисних споруд

На промислових підприємствах комплекс очисних споруджень проектується індивідуально з урахуванням специфіки діяльності, ступеня забрудненості стоків та типів домішок, необхідності вторинного використання води.

Комплекс може включати такі вузли:

- приймальний вузол з ґратами та ситами, пісковловлювачами, первинними відстійниками;

- комплекс фільтрів грубого очищення та септиків, аераційних ємностей;

- Блоки біологічного очищення аеробними та анаеробними бактеріями в активному мулі;

- флотаційні ємності, центрифуги, флотаційні баки, екстрактори;

- Устаткування для дезінфекції із застосуванням хлору, ультрафіолету.

Акцентованої уваги заслуговує етап механічного очищення, оскільки від її якості залежить ефективність подальших заходів та ресурс споруд.

Устаткування для механічного очищення

У промислових та побутових стоках можуть бути різні тверді домішки, такі як гілки та листя рослин, чагарників, залишки сировини та матеріалів (текстилю, паперу або картону, пластику тощо). Тому в першу чергу потрібно очистити стоки від них. Для цього призначені такі види обладнання:

- Грати дробарки – приймають стоки та перемелюють тверді домішки, вирівнюючи розмір їх фракцій для подальшого очищення. Устаткування оснащується фрезами чи молотками.

- Ланцюгові грабельні або шнекові грати – використовуються для відокремлення твердих домішок для подальшої переробки.

- ротаційні сита - похилий барабан з ситом, що обертається, який допомагає відокремлювати домішки певних фракцій.

- Грати ручного очищення – встановлюються в точках скидання відділення великого сміття без застосування автоматизації.

- Пісколівки – допомагають у первинному очищенні стоків від домішок піску та інших дрібнофракційних важких суспензій.

- відстійники – у них осаджуються важкі домішки та спливають на поверхню менш щільні речовини (масло, жир тощо).

- Для видалення осаду використовуються гідроелеватори.

Після первинної підготовки стоки направляються у фільтри грубої очистки, які допомагають у видаленні твердих домішок дрібних фракцій перед зворотним осмосом або біологічним та хімічним впливом. Вони можуть застосовуватися різні типи мембран, що затримують частинки з діаметром від 100 мкм (в окремих випадках від 50 мкм). Фільтри, що відокремлюють домішки менше 50 мкм, призначені для тонкого очищення.

Найбільш ефективними є комплекси очисних споруд, спроектовані індивідуально під конкретні потреби підприємств.Вони можуть бути оснащені зневоднювачами осаду, транспортерами та пресами, іншими вузлами, що допомагають у очищенні стоків та ефективному використанні вторинної сировини.

Очисні споруди

Очисні споруди - це комплекс спеціалізованих пристроїв, призначених для очищення стічних вод до встановлених нормативів з урахуванням місцевих вимог. Після очищення води або скидаються у водоймище, або надходять у каналізаційну систему на етап доочищення. Очищені води застосовуються також і для технічних потреб підприємств різних галузей.

Принцип роботи очисних споруд

Очищення стоків відбувається послідовно в кілька етапів, серед яких можуть бути такі:

• Механічний На даному етапі видаляється до 75% відсоткових стокових забруднень – різні домішки, у тому числі жирові, та предмети.
• Біологічний усунення забруднень з використанням мікроорганізмів. Такі мікроорганізми переробляють забруднення (органіку, азот, фосфор та інші) більш безпечні для навколишнього середовища.
• Фізико-хімічний Застосовується для очищення нерозчинних забруднень (суспензії, важкі метали, ціаніди, фториди і т.д.). Принцип очищення ґрунтується на використанні хімічних реагентів та законів фізики (нерозчинні фрагменти за допомогою коагулянтів укрупнюються, укрупнені тверді фракції осідають на дні резервуарів та видаляються спеціальними механізмами).
• Хімічний Розчинені в стічних водах хімічні сполуки за допомогою спеціальних реагентів перетворюються на нерозчинні, а потім також або осаджуються на дно, або утворюють на поверхні рідини піну, яка видаляється механічно.
• Ультразвуковий Цей метод використовується як один із способів знезараження стічних вод.
• Ще один спосіб знезараження стічних вод, найчастіший з усіх застосовуваних: потік води пропускається через спеціальні установки з УФ-опромінювачами, випромінювання яких вбиває більшість патогенної флори.
• Зворотній осмос Найбільш дієвий і один із найдорожчих способів очищення стічних вод. Застосовується для ступеня очищення стоку, що дозволяє використовувати стічні води у виробничому циклі повторно (тобто створити замкнутий цикл водоспоживання).
• Очищення на іонообмінних фільтрах (з використанням іонообмінних смол) Застосовується для видалення зі стічних вод таких іонів, які не можна видалити осадженням за допомогою простої коагуляції або флокуляції, наприклад, заліза.

Під час проектування та будівництва очисної споруди застосовуються всі етапи чищення, утворюючи повноцінний комплекс, що забезпечує відповідність вимогам встановлених норм. Комплекс заходів підбирається індивідуально кожному за об'єкта. Враховується його тип, область розташування та поставлені завдання.