Сточные воды: способы очистки в зависимости от происхождения стоков- Обзор + Видео

Как очистить сточные воды: выбор способа получения чистой жидкости

Многие люди, пользуясь очищенной водой, даже не подозревают, какими методами это достигнуто. Тем не менее, сейчас существует ряд способов очистки, таких как: механический, биологический, биохимический. химический, физико-химический, которые, в свою очередь, подразделяются на виды. В ряде случаев эти методы применяются комплексно. Какой из них наиболее эффективен – об этом будет речь ниже.

Очищение воды от присутствующих в ней различного рода примесей, тяжелых металлов и их соединений — кропотливый технологический процесс. Сейчас есть множество методов получения чистой жидкости, различаются способы очистки сточных вод по степени загрязнения и концентрации примеси в воде.

Схема способов очистки.

Зачем чистить стоки?

Главной целью очищения является разрушение загрязнений различной природы и их удаление. Это сложный производственный процесс, готовая продукция которого представляет собой очищенную воду. Её параметры доведены до установленных нормативов. Причем требования, предъявляемые к воде для различных целей, существенно отличаются и неуклонно усиливаются.

Методы очистки

Выбор способа очистки зависит от типа загрязнений. Чаще всего максимальная фильтрация достигается комбинированием различных методов.

Из всего разнообразия существующих методов можно выделить основные виды:

  1. Механический — очистка сточных вод осуществляется от нерастворимых примесей.
  2. Химический. На этом этапе происходит обезвреживание кислот и щелочей.
  3. Биохимический. Вместе с химическими реагентами используются микроорганизмы, которые в качестве пищи употребляют загрязнения.
  4. Биологический. Водоочистка происходит без применения химикатов.
  5. Физико-химическая очистка сточных вод включает в себя несколько видов, каждый из которых будет рассмотрен ниже.

Механический

Комплексная очистка сточных вод.

Используют для предварительного очищения стоков от нерастворимых загрязнений и применяют в комплексе с другими видами. Сама очистка осуществляется в несколько этапов.

Очищение

В процессе отстаивания частицы, с удельным весом большим, чем у воды, оседают на дно, а с меньшим — поднимаются на поверхность. К легким можно отнести масла, нефть, жиры, смолы. Подобные примеси присутствуют в производственных стоках. Впоследствии происходит их удаление из очистных сооружений и отправка на обработку.

Важно! Чтобы отделить природные твердые взвеси пользуются особым вариантом отстойников — песколовками, которые выполняются трубчатыми, статическими или динамическими.

Процеживание и фильтрация

Для отделения крупных загрязнений в виде бумаги, тряпок и пр. служат решетки. Для улавливания мелких частиц при механическом способе очищения воды используют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры. С этой же целью применяют микропроцеживатели, состоящие из барабана, снабженного сеткой. Смыв отделенных веществ в бункер-уловитель происходит под воздействием воды, которая подается через форсунки.

Биохимический

Система очистки сточных вод, которая в процессе работы вместе с химикатами использует специальные микроорганизмы, бывает двух видов:

Первые осуществляют водоочистку в естественных условиях. Это могут быть водоемы, поля орошения где необходима доочистка почвы. Для них характерна низкая эффективность, большая зависимость от условий климата и необходимо наличие больших площадей.

Вторые функционируют в обстановке искусственной среды, где для микроорганизмов создаются благоприятные условия. Это заметно повышает качество очистки. Такие станции можно поделить на три вида: аэротенки, био- и аэрофильтры.

  1. Аэротенки. Продуктивная биомасса представляет собой активный ил. При помощи специальных механизмов он смешивается с доставленными стоками в единую массу.
  2. Биофильтр — это устройство, где предусмотрена фильтрующая засыпка. Для неё используют такие материалы, как шлак, керамзитовый гравий.
  3. Аэрофильтр сооружен по такому же принципу, но в фильтрующий слой принудительно подается воздух.

Биологический

Биологические методы очистки сточных вод применяют тогда, когда имеются загрязнения органической природы. Больший эффект наблюдается при использовании аэробных бактерий. Но для обеспечения их жизнедеятельности требуется кислород. Поэтому при работе в искусственных условиях необходима закачка воздуха, что приводит к увеличению затрат.

Применение анаэробных микроорганизмов снижает расходы, однако уступает по эффективности. Для увеличения качества фильтрации производят доочистку ранее переработанных стоков. Наиболее часто с этой целью используются контактные осветлители, представляющие собой многослойный фильтр. Реже — микрофильтры.

Очистка сточных вод этим методом избавляет их от токсичных примесей, но одновременно происходит насыщение фосфором, азотом. Сброс такой воды нарушит экологическую систему водоема. Удаление азота осуществляется другими способами.

Физико-химический

Физико-химический способ очистки.

Такой метод очистки позволяет выделять из стоков мелкодисперсные и растворенные смеси неорганических соединений и разрушать трудноокисляемые органические вещества. Существует несколько видов такой очистки, выбор которого зависит от объема воды и количества содержащихся в ней примесей.

Коагуляция

Этот вид предполагает внесение химических реактивов: солей аммония, железа и т.п. Вредные примеси оседают в виде хлопьев, после чего их изъятие не представляет трудностей. При коагуляции мелкие частицы слипаются в крупные соединения, что значительно повышает эффективность процесса осаждения. Подобный метод очистки выделяет из стоков основную часть нежелательных включений. Он находит применение при возведении промышленных очистных систем.

Флокуляция

Для ускорения процесса, при котором происходит образование осадка, дополнительно применяют флокуляцию. Молекулярные соединения флокулянта при контакте с вредными примесями объединяются в одну систему, что позволяет снизить количество коагулянта. Хлопья, выпавшие в осадок, удаляются механическим способом.

Флокулянты бывают различного происхождения: природного (диоксид кремния) и синтетического (полиакриламид). На скорость процесса флокуляции оказывают влияние порядок добавки реактивов, температура и уровень загрязнения воды, с какой частотой и силой происходит смешивание. Время нахождения стоков в смесителе — 2 мин, а контактирование с реагентами — до одного часа. После чего осуществляют осветление воды в отстойниках. Сократить затраты коагулянтов и флокулянтов позволяет двойная обработка сточных вод, когда первоначальное отстаивание проводят без применения реагентов.

Адсорбция

Важно! Существует ряд веществ, которые способны поглощать вредные примеси. На этом основывается метод адсорбции. В качестве реагентов используют активированный уголь, монтмориллонит, торф, алюмосиликаты.

Очистка сточных вод этим способом дает высокую результативность, позволяет удалять различные виды загрязнений. Адсорбция бывает двух типов: регенеративная и деструктивная.

Первый вариант обусловлен удалением вредных примесей из реагента и лишь после этого происходит их утилизация. Во втором — они уничтожаются одновременно с адсорбентом.

Экстракционный

Вредные примеси помещают в смесь, состоящую из двух жидкостей, которые не растворяются одна в другой. Применяют тогда, когда необходимо удалить из стоков органические вещества.

Метод основан на добавлении определенного объема экстрагента. При этом вредные вещества оставляют воду и концентрируются в созданном слое. Когда их содержание достигает максимального значения, экстракт удаляется.

Метод ионного обмена

Благодаря обмену, происходящему между контактирующими фазами, можно выводить радиоактивные элементы: свинец, мышьяк, ртутные соединения и т.д. При высоком содержании токсичных веществ этот метод особенно эффективен.

Химический

Все химические методы очистки сточных вод основаны на добавлении реагентов, которые преобразуют растворенные вещества в состояние взвеси. После этого они удаляются без каких-либо трудностей.

В качестве реактивов применяют:

  • окислители (озон, хлор);
  • щелочи (сода, известь);
  • кислоты.

Нейтрализация

Очистка сточных вод подобным способом нейтрализует патогенные бактерии, выводит уровень рН на требуемый норматив (6,5-8,5). Для этого применяют следующие методы:

  • смешивают щелочи и кислоты в форме жидкостей;
  • вводят химические реагенты;
  • фильтруют стоки, содержащие кислоты;
  • нейтрализуют газы с помощью щелочей и кислоты — раствором аммиака.

Окисление

Когда не удалось удалить примеси механическим способом и отстаиванием, используют окисление. Реагентами в этом случае выступают озон, бихромат калия, хлор, пиролюзит и др. Озон применяется редко из-за высокой стоимости процесса и при большой концентрации он взрывоопасен.

Важно! Суть метода: восстанавливается физическое состояние всех вредных загрязнений, а затем удаляют их методом флотации, отстаиванием или фильтрацией.

Когда необходимо произвести очищение от мышьяка, ртути, хрома используют этот метод.

Флотация

Метод флотации — очистка под воздействием воздуха под высоким давлением

Это способ, при котором всплытие мусора на поверхность достигается добавлением в сточные воды вихревых потоков воздуха. Эффективность метода будет зависеть от гидрофобности частиц. Устойчивость воздушных пузырей к разрушению повышают добавкой реагентов.

Эффективность очистки сточных вод различными методами для наглядности можно представить в виде таблицы.

СпособЦель очисткиЭффективность в %
МеханическийУстранение взвешенных веществ

Снижение уровня БПК

75-90

20-35

Биологические методы очистки сточных водОбезвреживание органических веществ70-95
БиохимическийОкисление загрязнений органической природы

БПК

85-90

40

Физико-химическийРазрушение трудноокисляемых органических соединений95
ХимическийОсвобождение от вредных веществ в растворенном состоянии95
Ионный обменУдаляет токсичные вещества95
ЭкстракционныйОчищает стоки от органических примесей80-95

Переработанные осадки, которые являются результатом очистки бытовых сточных вод и некоторых промышленных отраслей могут быть использованы сельским хозяйством в качестве удобрений.

Основные способы очистки сточных вод

Для очистки природных и сточных вод используются разные технологии. Давайте сравним методы очистки сточных вод.

Для более полной картины сначала рассмотрим способ очистки скважинной воды. Вода из скважины несет сравнительно небольшое количество хорошо известных, «стандартных» загрязнений — соли жесткости и растворенное железо, которые удаляются с помощью достаточно простых фильтров и небольшого перечня химических реагентов.

Очистить хозяйственно-бытовые стоки из кухни, ванной и туалета сложнее, чем воду из скважины, так как количество различных загрязнений в стоках гораздо больше и концентрация выше. Именно поэтому все системы очистки сточных вод сложнее и дороже. Учитывая, что в роли загрязнителя сточной воды может выступать тысячи посторонних химических, органических и микробиологических включений — часто все сразу — способы очистки сточных вод имеют огромное разнообразие. Чем же чистят сточные воды?

Методы очистки стоков

Основные методы очистки сточных вод делятся на три группы:

  1. Механические.
  2. Физико-химические.
  3. Биологические.

В зависимости от типов загрязнений, стоки нуждаются в различных способах обработки. Часто способы очистки сточных вод выполняются поэтапно. Например, механическая очистка удаляет из стоков твердые загрязнения, которые могли бы повредить другое чистящее оборудование, и потому практически всегда является подготовительным этапом перед более тонкой физико-химической и биологической очисткой.

Очистка промышленных стоков

Вся промышленность делится на две группы: добывающая и обрабатывающая. Каждая группа в свою очередь подразделяется на десятки отраслей: топливная, металлургическая, химическая, целлюлозно-бумажная, строительные материалы, пищевая, микробиологическая, полиграфическая и многие другие. И везде в технологической цепочке обязательно используется обыкновенная вода, в конце концов становящаяся сточной.

очистка промышленных стоков

Большое количество промышленных отраслей создает огромное количество различных стоков, которые содержат почти всю периодическую таблицу химических элементов. Трудоемкость очистки жидких отходов с химического или нефтеперерабатывающего завода не идет ни в какое сравнение с очисткой простых хозяйственно-бытовых стоков на даче.

Вся промышленность делится на две группы: добывающая и обрабатывающая. Каждая группа в свою очередь подразделяется на десятки отраслей: топливная, металлургическая, химическая, целлюлозно-бумажная, строительные материалы, пищевая, микробиологическая, полиграфическая и многие другие. И везде в технологической цепочке обязательно используется обыкновенная вода, в конце концов становящаяся сточной. Легко догадаться, что методы очистки сточных вод по своему разнообразию сопоставимы с количеством различных типов производств. Часто даже установка очистки сточных вод в одном цеху не похожа на очистную станцию из соседнего цеха.

Механическая очистка

Кроме простейшего отстаивания и фильтрования существуют сложные методы механической и физической очистки: флотация, сепарация, экстракция, дистилляция, термическое разложение, сжигание и другие.

Сепарация осуществляется с применением специальных центрифуг, вращающихся с огромной скоростью. Для термического разложения нужны температуры в несколько сотен градусов. Промышленные способы отделения механических примесей требуют громоздкого оборудования, потребляющего много энергии. Окупаются такие системы только при больших объемах жидких отходов производства и постоянном ежедневном использовании. Можно с уверенностью сказать, что установка очистки сточных вод механическим способом есть на каждом обрабатывающем и перерабатывающем предприятии.

Химическая очистка

Для повышения эффективности промышленная химическая очистка в качестве реагентов использует чрезвычайно едкие и опасные вещества — соединения хлора, кислоты, щелочи и др. Как ни парадоксально, побочный эффект от использования мощных реагентов — необходимость чистить воду от следов самых реагентов. Например, от хлора.

Использовать в частном хозяйстве вышеописанные методы очистки стоков невозможно из-за их технической сложности и высокой стоимости. По этой причине многие химические (реагентная очистка) и механические методы применимы только в промышленности.

Мосводоканал: очистка речной воды до питьевой

Биологическая очистка

Биологическая очистка промышленных сточных вод не всегда возможна, так как загрязнения часто являются ядом для любых бактерий. Системы очистки сточных вод, в которых используются аэробные и анаэробные микроорганизмы, лучше всего справляются с переработкой органических веществ естественного происхождения. Такие стоки встречаются на пищевых предприятиях, в сфере животноводства, в кожевенной промышленности и т.д.

Стоки как полезные ископаемые

На многих заводах очистка стоков призвана не только убрать загрязнения, но извлечь полезные вещества и повторно их использовать в производственном цикле (метод рекуперации). Очищенная техническая вода также не сливается в дренаж, а используется повторно. Возвращенная в цеха вода называется оборотной.

Не все стоки можно очистить

Существуют так называемые некондиционные сточные воды, которые в принципе нельзя очистить современными технологиями, либо это будет слишком дорого. Такие стоки утилизируют методом закачки в естественные подземные пустоты. Главная сложность данного метода утилизации — гарантировать изоляцию места накопления стоков от питьевых водоносных горизонтов.

Очистка городских стоков

Ближе всего к индивидуальным системам обработки стоков городские и муниципальные очистные сооружения. Это могут быть огромные бетонные резервуары глубиной 5 м и диаметром 55 м, а также открытые поля фильтрации (аэрации) и биопруды. При высокой эффективности полей аэрации и биопрудов, в которых естественным образом живут почвенные аэробные бактерии, главным их недостатком является сезонность работы. При понижении температуры деятельность бактерий замирает. Поэтому основные городские системы очистки — это искусственные сооружения, где для бактерий круглый год обеспечиваются оптимальные параметры — температура, уровень аэрации и т.д.

очистка горродских стоков

Требования к общественным очистным сооружениям чрезвычайно строгие, ведь их задача поддерживать санитарно-эпидемиологическую безопасность в месте постоянного проживания сотен тысяч и миллионов людей. До появления чистой воды в кране городской квартиры, стоки или исходная вода из водоемов проходят четыре основных этапа:

  • механическая очистка, отстаивание (песок, твердые отходы, крупный мусор);
  • биологическая очистка (анаэробная, аноксидная, аэробная);
  • физико-химическая очистка (удаление азота и органики, сорбция, реагентная обработка);
  • обеззараживание (ультрафиолет, озонирование, хлорирование), обработка осадка.

Обеззараживание хлором используется все реже. В некоторых странах Европы хлорирование воды запрещено, вместо него применяют озон.

Очистка стоков на даче

Для очистки хозяйственно-бытовых стоков на загородном участке используется похожая на муниципальную, но более простая биологическая методика. Современные способы очистки сточных вод для частного дома основаны на двух технологиях:

  • аэробная (кислородная), эффективность 98%;
  • анаэробная (бескислородная), эффективность до 70%.

Хозяйственно-бытовые стоки представляют собой среду с очень высокой степенью органического загрязнения. Для аэробных и анаэробных бактерий такие стоки являются питательной средой. Сущность обоих методов заключается в биологическом разложении органических загрязнений на простые химические соединения, воду и углекислый газ.

Автономную канализацию для частного дома можно назвать специализированной, так как она рассчитана на отстаивание и биологическую очистку исключительно органических загрязнений.

В противном случае технологию обработки стоков пришлось бы усложнить и довести до “всеядного” уровня промышленной установки, но это увеличило бы цену дачного септика во много раз. Именно поэтому после монтажа системы автономной канализации Вы получаете от подрядчика список веществ и предметов, которые нельзя бросать в унитаз и сливать в раковину.

аэробная очистка хозяйственно-бытовых стоков на даче

Что нельзя бросать в дачную канализацию:

  • бытовая химия на основе хлора;
  • нефтепродукты, кислоты, щелочи, растворители, спиртосодержащие жидкости;
  • лекарства;
  • сгнившие остатки овощей, грибы;
  • садовый мусор, удобрения;
  • регенерационная вода из фильтров водоподготовки;
  • строительный мусор, известь, цемент, песок;
  • шерсть домашних животных;
  • неразлагающиеся полимерные пленки и волокна.

Из высокотехнологичных методов дополнительной очистки бытовых стоков на последнем этапе часто используют обеззараживание воды с помощью ультрафиолетового излучателя. Воду, прошедшую аэробную очистку и дезинфекцию УФ-лучами, можно сливать не только на грунт или в канаву, но даже в рыбоохранные водоемы.

Технологическая схема очистки сточных вод для каждого из методов

Анаэробная очистка бытовых сточных вод основана на бескислородном сбраживании (гниении), поэтому метод эффективен лишь на 70%. Причина низкой эффективности в том, что без кислорода, сильнейшего окислителя, нельзя достичь полного разрушения органики, в результате на дне септика накапливается большое количество осадка.

Осадок в анаэробном септике содержит болезнетворные микроорганизмы и непригоден для удобрения почвы. Осадка образуется много, поэтому раз в 1-3 года необходимо вызывать ассенизационную машину для откачки и вывоза. Анаэробная технология очистки используется в септиках типа КЕДР. Вода из септика нуждается в почвенной доочистке.

Аэробная установка очистки сточных вод использует другой тип бактерий, которые в присутствии кислорода активно разлагают и усваивают биологическую составляющую стоков. Из-за высокой степени разложения органики осадка образуется мало, а степень очистки воды доходит до 98%. Осадок из аэробной установки можно использовать в качестве садового удобрения. При распаде органических загрязнений образуются нитраты в форме, которая легко усваивается растениями. Данная технология применена в установках глубокой биологической очистки (УГБО) типа АСТРА, ПЕЛИКАН, ТОПАС и т.д.

Комплекс очистки сточных вод включает в себя: систему внутренней канализации загородного дома (сбор всех хозяйственно-бытовых стоков); очистка стоков в локальной очистной станции; отведение очищенных стоков в дренаж.

Сооружения для очистки сточных вод выбираются специалистами отдела канализации после расчета объема стоков, которые необходимо очистить, а также с учетом возможных вариантом отвода очищенной воды.

Методы очистки бытовых сточных вод

Очистка сточных вод – удаление из них чужеродных примесей перед сбросом в водоем или почву. Сточные воды можно разделить на несколько категорий:

  1. бытовые – канализация;
  2. промышленные – результат работы фабрик и заводов;
  3. атмосферные – талая и дождевая вода.

Очищаться должны не только стоки сбрасываемые предприятиями, но и бытовые – из канализационных систем. Плохо очищенная вода даже от небольшого частного дома может нанести серьезный ущерб окружающей среде.

Раньше, нечистоты собирались в обычные, так называемые выгребные ямы, но из-за несоответствия санитарным нормам от них приходится отказываться. Сегодня, для сбора и очистки бытовых стоков используются автономные очистные сооружения, где они очищается на 90 — 99 %. После чего их можно сбрасывать в открытые водоемы или грунт.

Методы очистки

В бытовых стоках могут содержаться растворимые или нерастворимые примеси. В зависимости от размера содержащихся частиц их можно разделить на:

  • эмульсии и суспензии – 0,1 мкм;
  • коллоиды – от 0,1 мкм до 1 нм;
  • растворенные частицы.

Очистка производится с помощью разных методов и средств. Методы очистки разделяются на несколько групп:

  1. механические – фильтрация и гидродинамические процессы;
  2. физико-химические – химическая и термическая обработка;
  3. биологические – переработка бактериями.

При выборе метода и процесса очистки необходимо учитывать степень загрязнения, содержание и размер примесей. Чаще всего, для хозяйственных (бытовых) стоков, применяются биологические и механические методы.

Видео: Методы и сооружения для очистки сточных вод

Биологическая очистка сточных вод

В природе вода очищается микроорганизмами, которые обитают в ней или почве. Бактерии разлагают органические частицы на газ воду. Этот метод хоть и эффективный, но довольно долгий.

Бактерии нуждаются в идеальной для их жизни среде. Так например для аэробных микроорганизмов, которым для жизнедеятельности необходим кислород, приходится обустраивать системы аэрации.

А вот их собратья – анаэробные бактерии, в кислороде не нуждаются и прекрасно справляются со своими обязанностями в герметичных емкостях. Вот только в результате их работы выделяется газ, поэтому для сооружений, в которых используются эти микроорганизмы, необходимо устраивать систему вентиляции.

На заметку! Биологическая очистка стоков используется только после механической.

Механические методы

Любая очистка стоков начинается с отстаивания или фильтрации, за счет чего из жидкости удаляются крупные примеси. Для этого используются фильтры грубой очистки, такие как: сита, решетки, пескоуловители и пр. В большинстве очистных установок используется метод отстаивания при котором более тяжелые частицы оседают на дно, а легкие переходят на следующий этап.

На заметку! При механической очистке, из бытовых стоков удаляется до 65 — 70 % примесей.

Химическая очистка

Этот способ основан на добавлении в стоки химических средств. В результате реакции происходящей при взаимодействии химических веществ с примесями содержащимися в стоках, образуется осадок, который в свою очередь удаляется механическим путем.

Этот метод позволяет удалить до 25 % растворимых и 95 % нерастворимых примесей. Для обеззараживания воды используется перманганат калия, хлор и другие вещества, способные обеззараживать.

Физико-химический метод

Для очищения и обеззараживания бытовых канализационных стоков физико-химический метод используется редко. Применяется он в основном на очистных сооружениях предназначенных для очистки промышленных стоков.

К физико-химическим методам относится:

  • коагуляция;
  • флокуляция;
  • флотация;
  • адсорбция;
  • ионообменный метод;
  • метод обратного осмоса.

Так как эта методика практически не используется в бытовой канализации, подробно разбирать каждый пункт в этой статье не будем.

Методы применяемые в бытовой канализации

Простейшие очистные устройства бытовых канализационных систем, к которым относятся септики или выгребные ямы, используют в своей работе два основных метода: механическую и биологическую очистку. Стоки в этих устройствах отстаиваются и обрабатываются микроорганизмами.

Большинство обычных септиков используют в своей работе анаэробные бактерии, то есть, те которые не нуждаются в доступе воздуха. При этом, очистка происходит медленно, а жидкость не полностью очищается, поэтому на выходе необходимо устраивать доочистку – поля фильтрации.

Более усовершенствованные очистные станции кроме отстаивания и анаэробной биоочистки, используют фильтрацию на входе и аэробные микроорганизмы. В результате, на выходе получается очищенная на 97-98% вода.

Нормы очистки

К хозяйственно бытовым стокам не предъявляют строгих требований. Нормативы, в которых записаны допустимые концентрации в очищенной воде конкретного вещества, касаются только производственных очистных сооружений. Однако это не значит, что неочищенную жидкость из канализации можно сливать в водоемы или прямо на землю. За это могут привлечь к административной ответственности.

Для хозяйственно бытовых стоков законом регулируется концентрация определенных веществ если они сбрасываются в открытые водоемы. Это же касается и воды, которая сливается в почву, так как она со временем все равно попадет в водоем.

На заметку! Для эффективной работы канализации, соблюдайте правила ее эксплуатации. Не стоит в нее сбрасывать мусор, а так же выливать растворители, лако-красочные материалы, бензин и другие химически опасные вещества. В канализационную систему должны поступать только бытовые стоки.

Заключение

Методов для очищения сточных вод много, выбор зависит от характера загрязнений и требований к качеству очищенной воды. Бытовые стоки очищаются в основном механическим и биологическим способом. А физико — химический и химический метод используется на крупных предприятиях.

Видео: Современные технологии очистки сточных вод

Способы очистки стоков

Способы очистки канализационных стоков

Устройство канализации – септика при отсутствии централизованной системы представляет собой сложную инженерную задачу.

Схема канализации обусловлена типом оборудования для туалета, общим объемом «серых» сточных вод из умывальников, ванн, стиральных машин, бассейнов.

А также геологическими особенностями местности: глубиной залегания грунтовых вод, фильтрующими способностями грунтов, наличием в непосредственной близости от очистных сооружений водозаборов.

Сточные воды, поступающие в канализационную сеть, могут содержать отбросы минерального происхождения (песок, глину, частицы шлака, растворенные в воде соли, кислоты, щелочи); гниющие органические вещества (животного и растительного происхождения); болезнетворные бактерии, вредные химические вещества.

Методы очистки сточных вод, применяемые в септиках, можно разделить на три основных типа: механический, химический и биологический.

Химический способ очистки сточных вод основан на применении различных реагентов, которые переводят растворенные примеси в труднорастворимое состояние. Далее происходит осаждение этих веществ. Этот метод, в основном, применяют для очистки производственных сточных вод.

Механическая очистка заключается в удалении из сточной жидкости отбросов минерального происхождения, находящихся в ней в нерастворенном, а частично во взвешенном состоянии, а также и от посторонних предметов, плавающих в сточных водах. При использовании механического способа очистки происходит отстаивание и фильтрация сточных вод. Один из минусов этого метода заключается в том, что не происходит очистки воды от растворенных органических загрязнений. Поэтому сооружения механической очистки (отстойники, песколовки, решетки и сита) чаще всего являются предварительной ступенью перед биологической очисткой.

В биологической очистке сточных вод участвуют бактерии, которые в зависимости от их отношения к кислороду делятся на две группы: аэробы (использующие при своем дыхании растворенный в воде кислород) и анаэробы (развивающиеся в отсутствии свободного кислорода).

Анаэробная (без доступа воздуха) очистка осуществляется в закрытых емкостях (метантенках, септиках, двухъярусных отстойниках), где идет сбраживание органических загрязнителей при помощи метанобразующих бактерий-анаэробов.

При аэробной (с подачей воздуха) очистке сточных вод применяют дренирующие поля , фильтрующие колодцы, биологические фильтры и аэротенки, в которых интенсивно, происходит процесс очистки. Кислород, необходимый для жизнедеятельности микроорганизмов, поступает из окружающего воздуха либо его нагнетают специальными компрессорами (воздуходувками).

Большое количество органических веществ, содержащихся в сточных водах, служит благоприятной питательной средой для бактерий-аэробов, которые способны поглощать в процессе своей жизнедеятельности различные органические вещества. Во время биологической очистки создается активный ил. Канализационные стоки смешиваются с активным илом, значительно ускоряя и улучшая процессы окисления. В результате чего болезнетворные микробы поглощаются активным илом, погибают либо становятся его активными агентами или происходит их распад на безвредные.

Благодаря этому вода теряет склонность к загниванию, становится прозрачной, снижается ее бактериальное загрязнение.

В современных очистных сооружениях – септиках с биологической очисткой используются оба типа бактерий: анаэробы и аэробы. Сначала канализационный сток попадает в емкость с анаэробами и окисляется там в течение 2–3 суток, затем он проходит процесс доочистки в емкостях с аэробами или в естественных условиях.

Сточная жидкость при биологической очистке почти полностью освобождается от органических веществ и вредных бактерий.

Канализационные стоки: система очистки, виды, методики

Системы водоотведения существуют для того, чтобы транспортировать канализационные стоки от участков сбора или приема до мест утилизации (сброса). Состав и количество жидкостей могут отличаться, но основными задачами всех видов канализации считается очистка и обеззараживание стоков перед возвратом в естественные природные хранилища.

Сбрасывать их в необработанном виде нельзя, поскольку повсеместно ведется жесткий контроль за составом и качеством сточной воды. Отсутствие должной обработки и очистки является экологическим преступлением и влечет за собой соответствующие санкции.

Виды сточных жидкостей

Канализационные стоки — это весь объем жидкости, перемещаемый от участков приема до точек возврата в водоемы. В зависимости от типа и специфики системы изменяется состав и вид содержимого канализационных труб и резервуаров.

Классификация стоков включает в свой состав несколько разновидностей:

  • бытовые. Это вода и органика, которые выводятся из внутренней квартирной системы в магистраль общественной канализации. Считаются одними из наиболее проблемных жидкостей, так как несут множество биологически активных компонентов;
  • промышленные. Многие технологии требуют использования воды в производственном процессе. Отработанная жидкость поступает в систему водоотведения. Производственная канализация — это сложный инженерно-технический комплекс. Иногда он работает на замкнутом цикле, но чаще стоки сбрасываются в собственную систему водоотведения;
  • ливневые (природные, дождевые). Это дождевая или талая вода, которую собирают с кровли зданий или с земной поверхности. Она содержит твердые частицы, смытые с поверхностей. Кроме этого, в составе дождевых сточных вод находят химические компоненты, следствие выбросов промышленных предприятий.

Классификация канализации полностью аналогична видам стоков. Действующие системы выполняют сбор, очистку и сброс осветленной воды в соответствии с санитарными и техническими требованиями.

Методики очистки

Разнообразие компонентов, входящих в состав канализационных жидкостей, способствовало возникновению разных методов утилизации. Очистка канализационных сточных вод производится следующими способами:

  • механическая. Используются различные фильтры, отстойники, центробежные отделители и т.п.;
  • химическая. В жидкость вносятся реактивы, связывающие или нейтрализующие вредные компоненты сточных вод;
  • биохимическая. Очистка с использованием специальных бактерий, поглощающих органику. Этот метод активно применяется в автономных системах или ЛОС.

Кроме этого, встречаются комбинированные способы очистки:

  • механохимический. Отличие от механической методики состоит в добавлении коагулянтов. Они связывают вредные примеси и заставляют их выпадать в осадок;
  • физико-химический. Применяются различные технологии, основанные на ионном обмене, флотации, гальванических процессах.

Как правило, биохимическая очистка канализационных вод используется в частных, автономных системах. Она не дает побочных эффектов, является наиболее экологичным видом утилизации стоков. Более сложные методики применяют на общественных очистных сооружениях. Помимо основной технологии, на них производят дополнительные мероприятия по доочистке и обеззараживанию осветленной воды.

Очистные сооружения

Система очистки канализационных стоков представляет собой комплекс оборудования, выполняющий отделение или нейтрализацию посторонних компонентов. Это механические, химические и органические примеси, которые удаляются разными способами. Как правило, но крупных очистных сооружениях используются комплексные методы отделения примесей. Стоки последовательно проходят разные стадии механической и химической нейтрализации. К наиболее сложным видам относится очистка канализационных стоков бытового типа. В составе оборудования используются:

  • отстойники. Это емкости, в которых стоки выдерживаются для оседания тяжелых частиц на дно;
  • песколовки. Устройства, отделяющие твердые частицы небольшого размера — песок, стекло, мелкий мусор;
  • решетки. Улавливают крупные предметы — ветки, полиэтиленовые пакеты, ветошь и т.п.

После отсева механических компонентов стоки поступают в секции химической очистки. В них жидкость смешивается с реагентами, нейтрализующими средства бытовой химии, моющие составы и прочие загрязняющие вещества. Кроме этого, вводятся коагулянты, связывающие некоторые составы. В результате они оседают на дно или всплывают в виде пены.

Сточная канализация частных домов обычно строится на базе септиков. Это резервуары, разделенные на несколько секций. В них происходит отстаивание жидкостей. Осветленная вода через переливные отверстия переходит из одной секции в другую. Последним элементом схемы является узел фильтрации. Он обеспечивает впитывание воды в грунт для почвенной доочистки.

Принцип действия аэротенка

Рассмотрим, как очищают канализационные стоки с помощью биологически активных компонентов. Это эффективная методика, способная очищать стоки на 98 %. Положительный результат достигается только при грамотно организованном процессе и точном соблюдении технологии.

Принцип действия аэротенка заключается в обработке сточной воды биологически активным илом. Конструкция представляет собой резервуар прямоугольной формы, соединенный с подающим трубопроводом канализации. Стоки поступают в емкость и смешиваются с активным илом. Затем их перекачивают во второй резервуар для прохождения очистки. Активным элементом ила являются аэробные бактерии, которые поглощают органику. Для нормальной жизнедеятельности им нужен кислород, поэтому стоки в резервуаре непрерывно насыщаются свежим воздухом.

Очищенная вода выводится из второго резервуара к точке сброса, а на замену ей из первой емкости поступает новый объем стоков. Излишки активного ила удаляются по отдельному трубопроводу. Состав аэробных бактерий периодически пополняется.

Работа аэротенков показывает высокую эффективность только при грамотно выполненном расчете и соблюдении технологических требований. Производится качественная очистка воды от органических примесей, а также удаление фтора и азота. Однако, необходимо тщательно контролировать исходный состав стоков. Если в них обнаружатся соединения, губительные для аэробных бактерий, использовать данную технологию нельзя.

Дезинфекция осветленной воды

Помимо очистки от примесей, воду необходимо обеззараживать. Это последняя стадия обработки перед процедурой сброса очищенной воды. Целью дезинфекции является уничтожение патогенных микроорганизмов.

Обработка воды производится в отдельных резервуарах. В качестве реагента используются соединения хлора (например, хлорная известь). На выходе состав воды проходит контроль на соответствие санитарным нормам. Это важный этап, от которого зависит профилактика распространения инфекций, предотвращение эпидемий.

Помимо обработки хлорсодержащими составами используют ультрафиолетовое облучение воды. Эта методика дает весьма высокий эффект, понемногу вытесняя традиционные способы дезинфекции.

Видеообзор:

Способы очистки сточных вод с использованием химических, биологических и механических средств

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Классификация

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

  1. Механические.
  2. Химические.
  3. Биологические и биохимические.
  4. Физико-химические.

Каждая из перечисленных технологий очистки включает в себя несколько ступеней, требующих применения определенных технических устройств, химикатов и биологически активных препаратов.

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Химические методы очистки сточных вод

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

  1. Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
  2. Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
  3. Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

Биохимические

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

  1. Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
  2. Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Согласно СанПиН, санитарные зоны должны быть организованы на всех водопроводов в целью сохранения водных ресурсов. Что такое охранная зона водопровода и какие требования предъявляются по защите источников водозабора, читайте далее.

Как сделать песчаный фильтр для бассейна своими руками, читайте тут.

А в этой статье http://aquacomm.ru/vodosnabzenie/zagorodnyie-doma-v/avtonomnoe-vodosnabzhenie/istochniki/skvazhina-ne-glubokaya/ot-zheleza.html вы можете ознакомиться с методами очистки воды от железа. А также вы узнаете, как определить наличие железа в воде.

Биологические

Для переработки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. От биохимического он отличается только отсутствием химикатов.

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.

Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

  1. Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
  2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

  • Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
  • Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

Физико-химические методы очистки

В данную категорию входят следующие способы:

  1. Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
  2. Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
  3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.

Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.

Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Здоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают фильтры для воды. Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в этом материале.

Механические и физические методы

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители). Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Содержащий большое количество яиц гельминтов и болезнетворных бактерий осадок подвергают доочистке при помощи анаэробных микроорганизмов в септиках и метантенках.

Процеживание

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Фильтрование

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

Видео на тему

Читайте также:  Битумаст гидроизоляционная мастика: область применения, условия хранения и нанесения + Видео
Добавить комментарий