Существующие методы очистки стоков и как сделать очистные сооружения самостоятельно- Обзор +Видео

Общая схема работы очистных сооружений

Подготовка

Усреднение — смешивание вод с различными концентрациями загрязняющих веществ. Эта фаза длится 18-24 часа,
Нейтрализация — для кислой воды добавляется известковое молоко, для щелочной — соляная, серная кислота или углекислый газ,
охлаждение горячих отходов, удаление взрывоопасных газов.

Механическое удаление примесей:

Осаждение в отстойниках,
центрифугирование,
удаление масел, жиров и нефтепродуктов,
фильтрация с помощью нейтрализующих, абсорбирующих и текстильных материалов,
Очистка сточных вод с помощью коагулирующих реагентов,
аэрация для извлечения сероводорода, аммиака, диоксида углерода и диоксида серы,
мембранная фильтрация.

Деструктивная очистка — разрушение загрязняющих веществ и их разложение на безвредные соединения:

Окисление, восстановление, преобразование, деградация органических веществ аэробными и анаэробными микроорганизмами,
Окисление активным хлором или перекисью водорода, восстановление водородом, фотокаталитическое и электрохимическое окисление,
Термическое уничтожение — сжигание.

Пост-очистка (глубокая очистка) — физическая, химическая или биологическая очистка сточных вод:

Разъяснение,
фильтрация через гранулированные твердые частицы,
микрофильтрация,
дезинфекция.

После полной очистки сточные воды сбрасываются в водоемы или возвращаются в производственный цикл. Тщательная очистка может не потребоваться, если небольшое количество сточных вод сбрасывается в большой водоем.

Как построить очистные сооружения самостоятельно

Очистные сооружения сточных вод можно купить в специальных магазинах или изготовить самостоятельно.

Механическая очистка

Комплексы механической очистки удаляют из стоков заметные частицы: песок, жир, пленки масел и прочее.

Для того, чтобы верно соорудить систему механической очистки, необходимо:

на выходе канализационной системы дома поставить грабельную решетку. Это даст возможность удалить из поступающей воды большие частицы;
следом очищенная от примесей вода должна попасть в пескоуловитель для осуществления механической очистки от мелких частиц.

Очистка сточных вод –избавление их от чужеродных примесей перед выбросом в водоем или землю.

Очищаться должны не только стоки от деятельности предприятий, но и бытовые, которые выходят из канализационных систем. Очищенная не должным образом вода даже от небольшого частного дома может нанести немалый вред экологии.

Раньше нечистоты накапливались в специальные выгребные ямы, но из-за того, что с точки зрения санитарии это небезопасно, от них приходится отказываться. В настоящее время для сбора и очистки бытовых стоков применяются автономные системы стоков, где производится очистка на 90 — 99 %. После этого можно не опасаться их сбрасывать в открытые водоемы или грунт.

При подборе метода и процесса очистки нужно отнестись с вниманием на степень загрязнения, содержание и размер примесей. Обычно, для хозяйственных (бытовых) стоков, используются биологические и механические методы

Вода – аккумулятор жизни на земле, и ее очистка является важнейшей задачей для человека. Очистка бытовых стоков нужна, потому что в них содержатся химические моющие вещества, жиры, болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и прочее. попадая в водоемы, они разрушают экосистему, нанося сильный вред.

Хозяйственно бытовые стоки, согласно вышеприведённой классификации – слабо и среднезагрязнённые с небольшой или средней токсичностью, смешанного состава с преобладанием органических загрязнений. Особенностью их также является то, что содержится большое количество микроорганизмов, в том числе патогенных.

Механический этап очистки

Технический процесс очищения сточных вод начинается с механического этапа, на котором происходит задержание нерастворимых примесей. Специальный комплекс из нескольких установок очищает водный поток от шлама (загрязнений органического и неорганического происхождения), одновременно подготавливая его к биологической очистке.

Оборудование для механической очистки:

решётки и сита;
механические грабли МГ;
решетки механические унифицированные РМУ;
дробилки и решетки-дробилки;
шнековые транспортеры и шнековые прессы;
песколовки;
первичные отстойники;
скребковые и цепные механизмы;
сетчатые микрофильтры и сетки барабанные с ультрафиолетовыми лампами;

Оценка стоков

Вариантов загрязнения воды можно назвать массу, для того, чтобы оценить степень загрязнения используются такие понятия как химическое и биохимическое потребление кислорода (ХПК и БПК соответственно).

Под этими терминами понимается:

БПК – определяется, сколько кислорода пойдет на окисление органики бактериями в воде за определенный период времени. Величину БПК определяет за 5, 7, 20 и 120 суток, единица измерения г/м3 или мг/м3;
ХПК – общее количество кислорода, которое идет на окисление всех химических веществ в воде, не только органических.

После того, как органика из воды будет удалена (т.е. пройдет стадия биоочистки) это соотношение снизится примерно до 0,1-0,15. После поступления стоков на очистное предприятие именно на основании соотношения между БПКполн и ХПК определяется оптимальная технология очистки и подбираются реагенты для этого.

От правильно подобранной технологии очистки будет зависеть, насколько эффективно станция очистки сточных вод очистит грязную воду.

Данные, по которым можно судить об эффективности работы очистных сооружений

После этого выполняется детальный анализ состава загрязнений стоков, для этого используются данные ХПК. Все виды загрязнений разделяются на основании анализа на несколько групп: ацетаты, плохо поддающиеся биологическому разложению вещества, легко разлагаемы субстраты.

О качестве очистки можно судить по понижению ХПК и БПК, а сам процесс чаще идет по такой схеме:

начальная стадия – физико-механический способ, удаляются крупные твердые включения, частично масляная пленка;
биологический метод – на второй стадии из стоков удаляются растворенные в воде вещества, а также мелкие твердые частицы;
3 этап – физико-механические способы очистки;
4 этап – понижение ХПК и БПК.

Один из вариантов организации процесса

Ливневые системы канализации

В локальных очистных сооружениях из стоков удаляются вредные примеси, неорганические и органические отходы. В дальнейшем очищенная жидкость используется для орошения полей. Но для того, чтобы собирать, транспортировать и очищать талые и дождевые воды, используются также очистные сооружения ливневой канализации. Обычные канализационные конструкции не справляются с этой задачей.

Система дренажной и ливневой канализации

Очистные сооружения дождевой канализации должны обеспечить безопасность фундаментного основания, дорожного покрытия и газонов, окружающих основное строение.

В их состав входят трубы, желоба и дождеприёмники. Через них осуществляется транспортировка излишков воды в общий коллектор.

Систему размещают ниже уровня промерзания почвы. Конструкция содержит фильтры для задержки песка и других мелких частиц. В коллектор должна попадать очищенная жидкость.

Более тонкая очистка сточных дождевых вод производится с помощью дополнительных устройств: сорбционного блока и фильтра для удаления нефтепродуктов. На конечном этапе очищенная вода спускается в водоёмы или применяется для поливки огорода. Следует учитывать, что в данной канализационной системе необходимо периодически производить замену фильтрационных элементов.

Монтаж установок

Наиболее экономичный способ транспортировки жидкости между различными очистными сооружениями — самотечный. Однако не всегда удается достичь правильного соотношения высот — именно здесь на помощь приходят канализационные насосные станции. При строительстве насосных станций учитывается возможность аварийного сброса.

При использовании электромеханических систем очистные сооружения должны иметь электромеханическое питание. Независимо от этого, требуется технический менеджер для руководства профилактическим обслуживанием. Эффективность работы оценивается по анализам сточных вод, которые проводятся в соответствии с графиком. Анализы проводятся вне графика:

Какие бывают ЛОС ↑

Локальные очистные сооружения принято относить к разряду двух типов сооружений:

состоящие в составе городской централизованной канализационной сети – обрабатывают сточные воды и направляют их в городские канализационные сети;
являющиеся автономным образованием – обслуживает канализационную систему той или иной автономной канализации пансионата, санатория, ресторана, гостиницы, частного дома, коттеджа или дачи, т.е. тех зданий, которые расположены на большом расстоянии от централизованной городской канализационной сети, к которой нет никакой возможности подключиться.

К первой группе по большому счету отнесены наиболее габаритные и масштабные сооружения, которые включают в себя ряд объектов по очистке стоков, образуя целый комплекс автоматизированных систем по очищению стоков.

А промышленные ЛОС, судя по названию, обрабатывают и перерабатывают сточные воды, отходящие от различного вида производств, заводов, фабрик или каких-либо цехов, то есть, промышленных предприятий. ЛОС.

Они представляют собой городские канализационные масштабные сооружения, построены на специально отведенных местах за городской чертой, окружены санитарной зоной, на территории которой нельзя проживать, устраивать пикники и прочие мероприятия по отдыху.

Такие сооружения обязательно обслуживаются специальным техническим персоналом, оборудованием, соответственно, энергозависимы, так как некоторые устройства системы требуют электропитания: насосы, аэротенки и прочие приспособления для чистки стоков.

Фото: городские канализационные ЛОС

А такие локальные очистные сооружения как автономные образования имеют уже гораздо меньшие габаритные размеры и, соответственно, наименее масштабные задачи. Такие ЛОС призваны обслуживать объекты сброса сточных хозяйственно-бытовых и промышленных отходов значительно меньших объемов, параметров и значений.

Такие ЛОС выглядят менее масштабно, чем ЛОС городских сетей, а потому и называются несколько иначе:

септики;
аэротенки;
биофильтры.

Эти установки обязательно должны дополняться фильтрационными сооружениями или приспособлениями, чтобы очищенная вода достигала наиболее высокой оценки очистки от 98 до 100%. Самостоятельно эти ЛОС могут существовать лишь для неполного цикла очищения сточных вод.

Септики

Септик – это канализационные сооружения, которые состоят из одной емкости поделенной на камеры, или из нескольких емкостей, представляющих собой камеры для работы септика.

Такие конструкции малогабаритные и имеют в своем внутреннем устройстве все необходимые приспособления для очищения и отстаивания стоков хозяйственно-бытовых отходов.

На сегодня рынок канализационного оборудования предлагает широкий ассортимент изделий очистных сооружений изготовленных из разного вида пластика: полиэтилена низкого давления (ПНД) и полипропилена (ПП).

Септики считаются не окончательными точками полного очищения стоков, к ним обязательно делаются еще и фильтрационные поля, которые обеспечивают почвенную доочистку практически на 100%.

К очистным сооружениям полного типа очистки принято относить станции глубокой биологической очистки, которые, как правило, не требуют дополнительных установок фильтрационных полей или колодцев, очищая стоки на 98-100%.

Фото: септик

Аэротенки

Аэротенки – представляют собой специальные открытые резервуары прямоугольной формы, где происходит очищение и отстаивание стоков.

Аэротенки имеют также длинную форму и напоминают небольшие каналы, по которым протекает сточная вода, смешиваясь с активным илом при помощи потоков воздуха, который и перерабатывает стоки.

Такие приспособления не строятся сами по себе, а всегда включены в состав целых канализационных сооружений городских канализаций.

Такие приспособления, как аэротенки, часто можно встретить в очистных сооружениях автономных канализаций типа септиков или станции глубокой очистки. Только эти аэротенки имеют совсем миниатюрный вид и встроены внутрь камер ЛОС.

Фото: аэротенки

Биофильтры

Биофильтры – также как и аэротенки входят в состав всего ЛОС городской канализации, и также могут применяться для септиков в уменьшенной конструкции.

Биофильтры обеспечивают наиболее глубокую биологическую очистку сточных вод при помощи колоний бактерий для септика, которые помещены в специальные устройства, где для них обеспечивается нормальная среда для жизнедеятельности.

Биофильтры могут располагаться в миниатюрном виде как внутри септиков, или очистных станций, так и быть габаритными установками в ЛОС городских канализационных системах.

Фото: биофильтры

Принцип работы

В процессе работы станции очистки освобождают воду от следующих видов загрязнений:

органического (фекалии, остатки продуктов питания);
минерального (песок, камни, стекло);
биологического;
бактериологического.

Наибольшую опасность представляют бактериологические и биологические нечистоты. При разложении они выделяют опасные токсины и неприятные запахи. При недостаточном уровне очистки может возникнуть эпидемия дизентерии или брюшного тифа. Для предотвращения таких ситуаций воду после полного цикла очистки проверяют на наличие патогенной флоры, и только после проведения экспертизы сливают в водохранилища.

Принцип работы очистных сооружений заключается в поэтапном отделении мусора, песка, органических составляющих, жира. Затем полуочищенная жидкость отправляется в отстойники с бактериями, которые перерабатывают мельчайшие частицы. Эти колонии микроорганизмов называют активным илом. Бактерии также выделяют продукты своей жизнедеятельности в воду, поэтому после того, как они утилизировали органику, вода очищается от бактерий и их отходов.

Этапы биологической очистки. Монтаж станции

Биостанция представляет собой емкость, которая разделена на несколько отсеков. В первом из них происходит механическое очищение воды от твердых бытовых отходов и накопление осадка. Периодически его нужно удалять. Далее, в зависимости от особенностей конструкции, уже немного очищенная вода переливается или во вторичный отстойник (метатенк или же анаэробную камеру) или в отсек биоочистки. В нем дальнейший процесс происходит при помощи биофильтра или аэротенка.

Станция вписывается в дизайн практически любой дачи, потому что ее можно:

установить под землей;
углубить наполовину (если грунтовые воды проходят близко к поверхности)
поставить на земельном участке (актуально для устройств, которые работают не круглый год, а только в теплое время).

Схема установки станции

Сборку станции лучше доверять профессионалам, поскольку цена ошибки во время монтажа бывает очень существенной. Например, грамотно установленное сооружение не является источником неприятного запаха, поскольку абсолютно герметично. Кроме того, из-за неправильного монтажа дорогостоящие детали постепенно выходят из строя.

Характерные проблемы с засорением септика

Частные дома, не подключенные к централизованной канализационной системе, в большинстве случаев оснащают автономными системами очистки бытовых стоков. Оптимальным вариантом утилизации биологических отходов жизнедеятельности человека является их переработка в септиках. Последние представляют собой одно- или многокамерные устройства, в которых стоки накапливаются, отстаиваются, очищаются и дренируются в почву.

Схема организации автономной системы очистки стоков на несколько частных домов

Твердые тяжелые фракции скапливаются на дне резервуара в виде осадка. Находящиеся в нем микроорганизмы (бактерии) вызывают брожение и гниение биологического материала с образованием метана и конечного продукта распада — ила. В процессе эксплуатации автономной системы бытовых стоков толщина осадочного слоя увеличивается, тем самым уменьшая объем отстойника и фильтрационной емкости. В отвердевшем иле прекращаются биологические процессы разложения, что негативно сказывается на качестве очистки сточных вод.

Если в рекомендованные сроки осадок не убрать, то неочищенная вода попадет на поля фильтрации и заилит дренажную систему. Некачественная работа септика сопровождается не только появлением неприятного запаха, но и выходящими наружу сливами.

Негативное последствие несвоевременной чистки септика от ила

Виды и принцип работы аэротенков

Поступающие в аэротенк сточные воды перемешиваются с активным илом с помощью пузырьков воздуха, подаваемого через аэрационную систему, состоящую из аэраторов разного типа. При этом происходит насыщение смеси кислородом, который необходим для жизнедеятельности популяции микроорганизмов, составляющих биомассу активного ила. Они поглощают до 85% растворённой органики. Биомасса в резервуаре увеличивается за счёт их питания и размножения. С помощью постоянного перемешивания создается равномерная концентрация кислорода по объёму резервуара. С его помощью бактерии превращают отходы в углекислый газ и воду.

На выходе из аэротенка вода, содержащая минимальное количество растворённой органики, вместе с осадком, который образуется в процессе жизнедеятельности микроорганизмов и бактерий, проходит через систему отстойников. Осадок из вторичных отстойников направляется в перегниватель, а затем восполняет количество активного ила. После конечного отстойника чистая вода сбрасывается в водоём.

Технологическая схема с осветлителем – перегнивателем с естественной аэрацией — эффективнее задерживает загрязнения и выдерживает пиковые нагрузки, чем применение обычных вертикальных отстойников.

Принцип действия механических аэраторов заключается в захватывании воздуха с поверхности при перемешивании жидкости, пневматических – в подаче воздуха от компрессора. Комбинированные аэраторы позволяют с помощью механических устройств дробить воздушные потоки в воде.

Основные факторы, влияющие на систему очистки: температурный режим;

непрерывность поступления исходной воды;
степень насыщения кислородом;
отравляющие вещества;
уровень кислотности среды.

В зависимости от способа подачи сточных вод и активного ила, и отвода очищенной воды различают несколько видов аэротенков.

Аэротенки-смесители

Предназначены для очистки производственных стоков, имеющих высокую концентрацию загрязнения — до 1000 мг/л. Позволяют производить очистку при неравномерном поступлении стоков и изменении их состава, принцип работы аэротенков для очистки сточных вод заключается в подаче воды и ила через отверстия по всей длине ёмкости. Очищенная вода равномерно отводится. При этом достигается лучшее перемешивание ила с исходной водой, при котором ускоряется биохимическая очистка.

Аэротенки-вытеснители

Используются для очистки городских и хозяйственно-бытовых промышленных стоков. С одного конца аэротенка подается активный ил и загрязнённая вода, которые по мере своего продвижения перемешиваются под действием аэраторов и направляются к выходу из резервуара. Скорость реакции расщепления органической массы снижается по мере продвижения, так как количество органики уменьшается. На выходе очищенная вода поступает в отстойники, а иловая смесь выводятся через выходное отверстие для дальнейшего использования.

Главный недостаток в снижении качества очистки при резком изменении содержания органики и токсичных веществ. При равномерном поступлении стоков использование аэротенков вытеснителей предпочтительнее в силу небольших объёмов и простоты конструкции. Они подразделяются на секционированные и коридорные.

Первые применяются в аэротенках длиной свыше 60 м. Через равные промежутки коридоры разделены перегородками, чтобы предотвратить изменение направления перемещения исходной воды.

Коридорными называются аэротенки-вытеснители при соотношении ширины резервуара к его длине 1:50. Если ширина составит 6 м, то длина соответственно 300 м, при ширине 9 м, длина не менее 450 м. Для компактности делают двухкоридорные аэротенки, если резервуар занимает более половины объёма очистных сооружений. Применение трёхкоридорных конструкций позволяет работать без регенерации ила.

Аэротенк вытеснитель с регенератором

Для более интенсивного процесса окисления органики применяют аэротенки вытеснители со встроенными регенераторами, где дозировка активного ила увеличивается в два-три раза, что позволяет увеличить качество очистки.

Аэротенк в септике

Владельцы частных строений для эффективной очистки сточных вод делают активный септик. Он требует большого объёма, отличается простой конструкцией и высокой очисткой бытовых стоков – до 99%. Продуктивность аэробных микроорганизмов выше, чем анаэробных бактерий, присутствующих в выгребных ямах. Чтобы увеличить численность аэробов, к септику подключают систему аэрации и устанавливают компрессор.

Методы очистки стоков

Еще на стадии проектирования продумывается система очистки канализации. В учет берется тип загрязнений, который преобладает в составе стоков. Для очистки такой жидкости используются следующие методы:

Механический, который предполагает отстаивание и фильтрование;
Биологический, при котором происходит разложение органики под влиянием микроорганизмов;
Физико-химический, представленный флотацией, абсорбцией и другими подобными способами очистки.

В некоторых случаях может требоваться дополнительная дезинфекция стоков с помощью веществ, содержащих хлор, а также методом озонирования, облучения ультрафиолетом и так далее.

Сточные воды металлургии и автомобильной промышленности

Лекция для студентов и специалистов посвящена особенностям загрязненных вод, образующихся в процессе деятельности металлургической и автомобильной промышленности.

Рассмотрим в описании очистку сточных вод в автомобильной отрасли, которая близка к металлургии, но загрязнения там несколько другие, кардинально отличающиеся от пищевой отрасли.

Хотя также присутствуют и взвешенные вещества, но уже есть и нефтепродукты, какое-то количество органики. Но, главным образом, эти стоки характеризуются большим количеством тяжелых металлов.

Потому что в процессе изготовления автомобиля, в процессе обработки поверхности металлов происходят различные процессы, связанные с мойкой, с поступлением смазочно-охлаждающих жидкостей. То есть так или иначе везде используется вода. Ее не так много, как на пищевых предприятиях, но загрязнения в ней довольно серьезные. Нефтепродукты представлены при нанесении лакокрасочных покрытий на кузовные детали. Конечно, есть фосфор, но основное – это тяжелые металлы, т.е. железо, цинк, никель, алюминий, марганец, свинец. Как связаны между собой технологические процессы. В первую очередь стоки разделены на два потока:

1. Нефтесодержащие, т.е. стоки с содержанием лакокрасочных веществ;

2. Стоки с содержанием тяжелых металлов. То есть воды с высоким содержанием нефтепродуктов собираются отдельно.

Часть нефтепродуктов удаляется с поверхности, собирается в отдельные емкости. Часть собирается в отдельный реактор, куда подается серная кислота. Происходит отделение от воды данных нефтепродуктов. Они осаждаются, они более тяжелые и отводятся в одну общую емкость. После такой предварительной грубой очистки в воде присутствуют растворенные соединения, различные тяжелые металлы. Эти сточные воды уже смешиваются с другим потоком, который также имеет в своем составе другие тяжелые металлы. То есть предварительно мы убрали только нефтепродукты. Конечно, есть усреднитель. Там стоит мешалка. Разницы особой нет, какая стоит технология, усреднитель должен быть.

Для тяжелых металлов также происходят физико-химические процессы. Как мы знаем, есть предел растворимости металлов, металлы также могут выпадать в осадок в виде гидроксидов при различном значении PH. При одном значении PH эффективно выпадает одна группа металлов, при другом другая и т.д. То есть имея последовательные реакторы этим процессом можно эффективно манипулировать и поэтапно удалять ту или иную группу металлов в виде гидроксидной формы.

После этого идет процесс флокуляции. Взвесь из этих металлов очень мелкодисперсная. Добавляется флокулянт. Флокулянт их склеивает, увеличивая их вес. Раз вес становится больше, то процесс осаждения проходит быстрее. Для этого используется уже не флотация, а процесс осаждения. Мы боремся с загрязнениями, но не с природными процессами. То есть если жиры на пищевых производствах имеют плотность меньше 1 и стремятся вверх, то мы этот процесс только подталкиваем воздухом. То здесь наоборот, вещества тяжелые и стремятся к низу, к осаждению. Добавляя флокулянт, мы ускоряем процесс движения к низу, к осаждению. Собирается все в полочном осветлителе.

Полочный – потому что в нем стоят ламели, где вода условно разделена на определенную толщину, чтобы ускорить процесс осаждения. И дальше вода может проходить песчаную фильтрацию, угольную адсорбцию, если требуется удалить остаточное количество нефтепродуктов, и, если необходимо, используются ионообменные процессы для того, чтобы убрать те металлы, которые по-прежнему остались в растворенном виде, т.е. они уже не могут быть осаждены или переведены в нерастворенную форму, поэтому они могут быть отделены с помощью ионообменных процессов. Одни ионы меняются на другие.

Отходы или шлам, который образуется, подается в емкость, перемешивается и на обезвоживание с помощью камерного или ленточного фильтр-пресса. Вверху представлена станция дозирования реагентов. На этом технологическом этапе мы видим разные способы очистки:

1. Удаление нефтепродуктов – грубый процесс 2. Физико-химический процесс удаления тяжелых металлов 3. Процесс осаждения 4. Остатки каких-то веществ, взвеси дочищаются с помощью физико-химических процессов.

https://vk.com/video_ext.php