Очистные сооружения

Очистные сооружения – важный компонент существования любого города. Но немногие знают, как функционируют эти системы, и из чего состоят.
Любой завод, в результате производства которого появляются токсичные отходы, обязан иметь систему очистных сооружений. В этом случае не загрязняется окружающая среда и не ухудшаются условия существования человека. При условии, что очистные сооружения будут функционировать правильно, отходы производства не нанесут вред природе. Площадь и сложность конструкции зависят, в первую очередь, от состава примесей загрязненной жидкости и ее объема.

Что такое очистные сооружения и принцип их работы

Очистные сооружения – комплекс конструкций, использующийся с целью устранить из сливной жидкости все загрязнения. Это своеобразный этап подготовки перед сбросом в пруды или другие водоемы. Одни очистные сооружения могут заниматься очищением загрязненной жидкости как промышленной, так и бытовой или хозяйственной.
Любой завод, в результате производства которого появляются токсичные отходы, обязан иметь систему очистных сооружений. В этом случае не загрязняется окружающая среда и не ухудшаются условия существования человека. При условии, что очистные сооружения будут функционировать правильно, отходы производства не нанесут вред природе. Площадь и сложность конструкции зависят, в первую очередь, от состава примесей загрязненной жидкости и ее объема.

Что такое очистные сооружения и принцип их работы

Очистные сооружения – комплекс конструкций, использующийся с целью устранить из сливной жидкости все загрязнения. Это своеобразный этап подготовки перед сбросом в пруды или другие водоемы. Одни очистные сооружения могут заниматься очищением загрязненной жидкости как промышленной, так и бытовой или хозяйственной.
Главной задачей таких конструкций является избавление воды от химических примесей, от патогенных вирусов и бактерий. Для этого применяется многоуровневая очистка. Лишние примеси и твердые отходы утилизируются или поступают в переработку. Необходимо рассмотреть подробнее устройство очистных сооружений.
Любой тип очистных сооружений работает на основе принципа аэрации. На русский язык этот термин переводится как воздуховод. Специальные конструкции насыщают загрязненную воду кислородом, что способствует размножению колонии полезных бактерий. Эти микроорганизмы перерабатывают биологические отходы в газы – метан, диоксид углерода. Таким образом, происходит расщепление вредных компонентов.
Современные очистные сооружения контролируют отношение потока воздуха к объему сточных вод. По этой причине становится практически невозможным избыточное или недостаточное аэрирование, что гарантирует качественный результат.
Неотъемлемой частью очистных сооружений являются так называемые песколовки. Их главная функция – задерживать мелкие твердые частицы. Например, песок, стеклянная пыль, шлак – все это оседает в специальных установках.
Полученный песок складируют в специальных котлованах. Его нередко используют для ремонта или строительства дорожного покрытия.
Особую роль в работе очистных конструкций играют резервуары-отстойники, куда перетекает жидкость после очищения в песколовках. Тут оседают органические остатки. Эти загрязнения впоследствии отправляются в специальные емкости, откуда потом уходят на переработку.
Помимо вышеназванных устройств, активно применяются жироловки. Их назначение понятно из названия – эти конструкции способны устранять гидрофобные элементы из жидкости.
Схема очистных сооружений канализации и конструкций схожи. Главное их назначение – сделать загрязненную воду безопасной. Как же они работают?

• Установленные под углом 90 градусов отводы собирают сливную жидкость от стиральных машин, раковин, душевых кабин и направляют воду в вертикальный стояк.
• На нулевом или подвальном этаже дома стояк переходит в канализационные трубы.
• Посредством системы труб жидкость попадает в очистные сооружения.
• После целого ряда процедур, направленных на избавление от примесей, вода направляется в пруд или в качестве технической жидкости — на производство.

Этапы очистки сточных вод

В работе очистных сооружений при обработке бытовых стоков наиболее ярко проявляется многоэтапность фильтрации загрязненной воды.
Избавление канализационной жидкости от ненужных примесей всегда происходит в одинаковом порядке. Первым этапом является механическое очищение, вторым – биологическое. Необходимо рассмотреть их подробнее.

Механический этап очистки сточных вод

На этом этапе вся канализационная вода поступает в специальную емкость на главной насосной станции. После этого загрязненная жидкость попадает в цех механической очистки. Основная часть (три четверти) ненужных примесей удаляется здесь. Существует целая система очистных сооружений механической обработки жидких отходов.

1. Решетки останавливают крупный мусор (не менее 16 миллиметров). Такие отходы собирают и либо уничтожают на самой станции очистки, либо отправляются в места переработки твердых бытовых материалов.
2. Песколовки. Их название говорит само за себя – они задерживают мелкие твердые частицы, такие как песок, небольшие осколки и т.д. Этот мусор оседает на дне, после чего его собирают специальным механизмом и либо утилизируют, либо используют в строительных целях.
3. Жироловки. Эти конструкции собирают вещества, которые легче воды и собираются на ее поверхности. Для этой цели используются специальные скребки.
4. Резервуар-отстойник. Важнейшая часть системы очистных сооружений. Посредством этих конструкций из воды удаляются взвешенные вещества, и в их числе – яйца паразитов. Существуют разные виды отстойников: стоящие в вертикальном и горизонтальном положении, одноуровневые и двухуровневые. Последние более эффективны, поскольку при очищении воды осадок попадает в нижний резервуар через особое отверстие. Принцип работы этой части очистных сооружений прост. В емкостях отстаивается вода, и твердые элементы осаживаются на дне. Для убыстрения процесса можно применять специальные вещества, которые способствуют слипанию частиц.
5. Дополнительные конструкции для механической очистки. В зависимости от степени загрязненности жидкости (например, вследствие производственного процесса) могут добавляться элементы. Кроме того, важно учитывать конечную цель очищения, которая тоже откладывает свой отпечаток на процесс удаления примесей.

Локальные очистные сооружения используют те же принципы при переработке бытовых сливных вод, только рассчитаны на меньший объем.
Таким образом, механическая обработка имеет высокое значение как стадия подготовки к биологической.

Биологический этап очистки сточных вод

Эта стадия может практиковаться как в отдельных конструкциях, так и в системе глубокой очистки бытовых сточных вод.
Главной задачей биологического этапа является избавление жидкости от органических загрязнений посредством активных бактерий. Одноклеточные организмы поглощают ненужные примеси, за счет чего жидкость очищается.
Биологическая очистка происходит поэтапно:

• Аэротенк. Это специальная емкость прямоугольной формы, в которой очищенная механическим способом жидкость перемешивается с активным илом. Активные бактерии делятся на два вида: аэробные (для работы этих организмов нужно насытить воду кислородом) и анаэробные (они могут функционировать в безвоздушном пространстве).
• Конструкция для очищения воздуха. Эта часть необходима для удаления неприятных запахов. Особенно важна эта конструкция вблизи городов или при большом количестве сточных вод.
• Вторичные резервуары-отстойники. Необходимы для удаления из воды активного ила, который постепенно оседает на дно и отправляется в специальное хранилище. Всплывающие частицы вылавливаются скребками.
• Биофильтры. В этих устройствах вода проходит через фильтры с бактериями, за счет чего очищается. Загрязненная вода в эту конструкцию подается по частям, иначе микроорганизмы могут погибнуть.

Доочистка сточных вод

Очистное сооружение избавляет воду от загрязнений примерно на 93 процента. Однако, оставшиеся примеси и микрофлора не дают слить жидкость в пруд. Поэтому были созданы станции дополнительного очищения воды. Какие же дополнительные конструкции используются для этой цели?

1. БиореакторыПрименяются чаще всего в промышленных очистных сооружениях. В этих конструкциях происходит расщепление следующих примесей:
   • Органических остатков, которые не смогли переработать активные одноклеточные организмы;
   • Бактерий, которые до этого участвовали в очищении жидкости;
   • Аммонийного азота.

   Происходит уничтожение примесей посредством автотрофных микроорганизмов. Они превращают органические соединения в неорганические. Чтобы расщепление происходило быстрее, емкость насыщают воздухом.

2. Фильтры дополнительной очистки канализационных водГлавный компонент таких конструкций – песок. Этот материал постоянно меняется в автономном режиме. Очищение происходит через несколько фильтрующих установок, подача воды – снизу. Для экономии электроэнергии конструкцию устанавливают ниже остальных частей очистного сооружения, что позволяет не устанавливать дополнительное оборудование. Фильтры для собственной очистки не требуют много воды, поэтому имеют компактные размеры.
3. Дезинфекция водыИзбавление от активных бактерий – заключительный этап перед сливом воды в пруд. Дезинфекция может быть проведена с помощью разных средств: электрического тока, ультразвука, ультрафиолетовых лучей.

   Ультрафиолет – один из эффективнейших способов обеззараживания. Он не только избавляется от 99% одноклеточных организмов, но и уничтожает яйца паразитов и даже вирусы. Ультрафиолетовые лучи разрушают оболочку микроорганизмов. На практике применяется нечасто. Еще одним недостатком является зависимость эффективности дезинфекции от загрязненности исходной жидкости.

Виды очистных сооружений

Для обработки и очистки сточных вод используется целый комплекс сооружений. Выделяют четыре типа подобных конструкций – городские, ливневые, для частного дома и локальные. Стоит рассмотреть их подробнее.

Городские

Городские очистные сооружения представляют собой спланированные конструкции коммуникаций. Посредством канализации не только собираются и избавляются от примесей бытовую, но и загрязненная жидкость с предприятий. Постоянный процесс фильтрации позволяет безопасно утилизировать воду.

Ливневые

Для этих очистных конструкций главной целью является избавление ливневых стоков от химических загрязнений и мусора.
Включает в себя следующие компоненты:

• Резервуар-отстойник. Здесь происходит избавление от твердого мусора.
• Тонкостенный модуль. Позволяет собрать нефтепродукты и другие химические загрязнения.
• Сорбционный волокнистый фильтр. Очищает воду от примесей, которые не смогла удержать предыдущая конструкция.
• Угольный фильтр дополнительной очистки. Окончательно избавляет воду от химических загрязнений.

Локальные

Это тип очистных сооружений, в которые стекает загрязненная жидкость частного лица. Бывают автономные конструкции, которые подключены к общей канализационной системе. Чаще всего применяется такой тип очистных сооружений в поселках, на дачах и автомойках.

Для частного дома

Есть три основных вида очистных сооружений для частных домов:

• Выгребная яма или накопитель. Самый примитивный способ сбора отхожей воды. Представляет собой резервуар, который с течением времени наполняется. Потребуются услуги ассенизаторов.
• Септик. Этот вид очистных сооружений позволяет не только хранить, но и очищать загрязненную воду. Главное преимущество – нет необходимости обращаться к ассенизаторам. К тому же, переработанную жидкость можно использовать в бытовых целях.
• Станция глубокой биологической очистки. Самый продвинутый вариант. Этот тип очистных сооружений фильтрует воду настолько хорошо, что после дополнительных процедур дома ее можно пить.

Утилизация избыточного активного ила микроорганизмов

Ил используется на стадии биологического очищения жидкости, полученной из канализационно-очистных сооружений. На следующих этапах фильтрации от него необходимо избавиться. Для этой цели применяют вещества, которые способствуют обезвоживанию ила. Далее его необходимо удалить (чаще всего это реализуется с помощью специальных скребков) и утилизировать. Жидкость, выжатая из активного ила, проходит повторную систему очистки сточных вод.

Очистка воздуха

Очистные сооружения бытовых сточных вод в процессе фильтрации насыщают воздух биологическими газами. Воздуховоды выполняют очень важную задачу. Они не только насыщают сливную жидкость кислородом, но и избавляются от ненужных продуктов переработки загрязнений – метана и оксида углерода. Почему эта задача так важна?

• Эти биологические газы достаточно токсичные;
• Метан и оксид углерода могут привести к возникновению очага пожара;
• Эти газы препятствуют нормальной работе.

Важно сказать, что в нашей стране избавление от биологических газов на практике реализуется нечасто. Однако, имеющиеся конструкции улучшаются и процесс откачки ненужных компонентов совершенствуется.