Для чого потрібні очисні споруди, Агробудсервіс
Найціннішим ресурсом на землі є вода, вона грає головну роль в процесі обміну речовин. Багато живі істоти мешкають у водному середовищі, висока її потреба в побутових потребах людини, в світі тварин і рослин, в сільському господарстві і промисловості. З ростом малих міст і столичних мегаполісів, бурхливим розвитком підприємств і ферм зростає споживання води, а, значить, і кількість забруднених стоків.
Мало хто замислюється, що відбувається з водою після того, як її використовували в побуті або на виробництві, і як відбувається її очищення. Стоки за системою колекторів надходять на очисні споруди, де їх знешкоджують і випускають у водойму.
Очищення - обробка з метою руйнування або видалення шкідливих речовин, це досить складний процес, який можна порівняти з виробництвом. У ньому є вихідна сировина (стоки) і готова продукція (очищена вода).
Очисні споруди - це комплекс споруд, основним призначенням яких є очищення до рівня, придатного для подальшого використання. Способи різноманітні і залежать від забруднюючих факторів і рівня забруднення.
Системи очищення життєво необхідні для життєдіяльності людини. Наслідки скидання неочищених стоків згубні для природи. Забруднення, що потрапили у водойму, руйнують усталену екосистему: відбувається загибель рослин, мікроорганізмів, риб, отруєння грунту. Шкода завдається домашнім улюбленцем, а в кінцевому підсумку - і здоров'ю людей.
З розвитком технології конструкція очисних споруд зазнала значних змін. Основні складові очисних споруд та методи очищення ми розглянемо далі.
Очисні споруди стічних вод встановлюються на стоки різних типів:
За місцем розміщення споруди можна розділити на:
До загальноміським відносяться очисні споруди, які здійснюють прийом скидів міст, великих населених пунктів, стоків промислових підприємств, що пройшли попередню очистку на локальних очисних. Продуктивність таких ОС складає десятки і сотні тисяч кубометрів на добу. Займана площа може становити кілька гектарів. Як правило, такі споруди виконуються в бетоні.
Локальні очисні споруди значно менше загальноміських. Вони здійснюють очистку скидів підприємств, невеликих селищ до норм скидання в загальний міський колектор, або, якщо це можливо, до норм скидання у водоймище. Будь-яке підприємство, яке здійснює скид стоків повинно мати споруди з очищення стічних вод. Крім того, що очищення стічних вод позитивно впливає на екологію, знижуючи рівень забруднення водойм, повторне використання очищеної води в виробництві забезпечує економічність виробничого процесу.
Септики - це індивідуальні очисні установки продуктивністю до 5м3 / добу, що виробляють очищення стоків приватних будинків. В основному в даних установках застосовується біологічний метод очищення.
Вибір типу очисних споруд обумовлений методом очищення.
Методи очищення можна розділити на механічні, хімічні, фізико-хімічні та біологічні. У разі якщо вони застосовуються разом, то метод очищення і знешкодження стічних вод називається комбінованим. Поєднання методів обумовлюється характером забруднень стічної води та вимогами до якості.
Заснована на механічному видаленні забруднюючих домішок шляхом відстоювання і фільтрації. Грубодисперсні, нерозчинні частинки в залежності від розмірів уловлюються гратами, ситами, песколовками, первинними відстійниками, фільтрами. Поверхневі забруднення видаляються бензомаслоуловітелямі, відстійниками та ін. Найчастіше механічний спосіб є попереднім етапом очищення від нерозчинних домішок і забезпечує виділення зі стоків до 60 - 70% зважених речовин, а зниження органічних забруднень (за показником БПКполн) до 20 - 30%.
Полягає в тому, що в стоки вводять хімічні реагенти, які вступають в реакцію із забруднювачами й облягають їх у вигляді нерозчинних опадів. Хімічним очищенням досягається зменшення нерозчинних домішок до 95% і розчинних до 25%. Її проводять іноді як попередню перед біологічним очищенням або після неї як метод доочистки. Хімічна обробка знаходить застосування і як метод глибокого очищення виробничих стоків з метою їх дезінфекції, знебарвлення або вилучення з них різних компонентів. Перевага хімічних методів віддається при локальної очистки виробничих стоків.
Полягає у видаленні тонко дисперсних і розчинених неорганічних домішок і виділення погано окисляються речовин. Найчастіше з фізико-хімічних методів застосовується коагуляція, сорбція, флотація, центрифугування, нейтралізація, іонообмінна та електрохімічна очищення:
- коагуляція - введення коагулянтів (солей амонію, заліза, міді, шламових відходів і т.д.) для утворення хлопьевідний опадів, які потім легко видаляються
- сорбція - здатність деяких речовин (бентонітові глини, активоване вугілля, силікагель, торф та ін.) поглинати забруднення. Методом сорбції можливо витягти розчинні речовини і надалі їх утилізувати
- флотация - пропускання через стоки повітря. Газові бульбашки захоплюють при русі вгору поверхнево активні речовини - ПАР (нафта, масла, інші забруднення) і утворюють на поверхні легко видаляється пенообразний шар
Передбачає вилучення розчиненої частини забруднень стічних вод (органічні забруднення, біогенні речовини, азот і фосфор).
Заснована на використанні закономірностей біохімічного і фізіологічного самоочищення річок та інших водойм. В його основі лежить використання активного мулу - скупчення мікроорганізмів, які в процесі своєї життєдіяльності руйнують органічні забруднення. Руйнування органічних сполук за допомогою мікроорганізмів називають біохімічним окисленням. Окислення органічних речовин відбувається вибірково, тому деякі сполуки руйнуються легко, інші - повільно або зовсім не окислюються.
Нижче приведена стандартна схема біологічних очисних споруд.
Процес біоочищення заснований на здатності мікроорганізмів використовувати розчинені органічні речовини для харчування, нарощуючи біомасу і тим самим видаляти забруднення.
Умовно водоочисні споруди підрозділяють на:
- з очищенням в природних умовах або близьких до них
- з очищенням в штучних умовах
До перших відносяться поля фільтрації і зрошення, де видалення забруднень відбувається за рахунок фільтрації через родючий шар грунту. Також існують біопрудах, в яких процес заснований на здатності водойм до самоочищення.
Другі являють собою різні біофільтри, аеротенки (активний мул), метантенки (анаеробне бродіння), де води проходять очистку на штучно створеному біоценозі мікроорганізмів. Це може бути активний мул в підвішеному стані або ж закріплений на спеціальній завантаженні.
Біологічний метод, в комплексі з механічної та фізико-хімічної очищенням дозволяє домогтися такого ступеня видалення забруднень, що якість після водоочисних станцій виявляються набагато чистіше водойм, в які їх випускають
Першим етапом є механічна очистка. Завданням етапу є отримання нерозчинних твердих домішок відстоюванням і фільтрацією, він використовується для підготовки стоків до їх подальшої обробки.
Грати затримують найбільш великі домішки з органіки і мінералів і можуть бути:
- прямокутними
- ступінчастими
- шнековими
- дробильними
Чим менше отвори в гратах, тим вище ступінь видалення домішок. Максимальний Прозор не може перевищувати 20 мм. Також для видалення нерозчинних твердих частинок використовують барабанні сита, які, обертаючись, затримують домішки.
З решіток і сит стічні води направляються на пісколовки. які видаляють більш дрібні неорганічні забруднення і домішки.
Розрізняють такі види:
- горизонтальні
- вертикальні
- тангенціальні
- аеріруемие
У тангенціальних і аеріруемих додатково забезпечується обертальний рух води і на частинки, крім сили тяжіння, діють відцентрові сили, що дозволяє інтенсифікувати процес відділення піску.
Розрахунок пісковловлювачів проводиться з урахуванням того, щоб в них відбувалося затримання піску, а інші забруднювачі проходили на подальшу обробку. Відсіяти пісок, після промивання його, в подальшому може використовуватися в будівництві.
Після решіток і пісковловлювачів вода потрапляє в відстійники, де з неї під дією сили тяжіння при невеликій швидкості потоку витягаються зважені речовини і залишилися важкі домішки. Для інтенсифікації процесу застосовують коагулянти і флокулянти, що утворюють фільтруючий шар. Існує три основних типи відстійників - вертикальні, горизонтальні і радіальні. Вони відрізняються конструкцією і напрямком потоку. Найбільш ефективна горизонтальні відстійники, де вода розподіляється рівномірно за рахунок наявності поперечного лотка.
Після попереднього освітлення стічні води подаються на біологію, де з них видаляються розчинені органічні та неорганічні домішки. Процес здійснюється в різних биореакторах складним співтовариством мікроорганізмів: бактерій, найпростіших, ряду вищих організмів. Харчуванням для бактерій є забруднення, присутні в обсязі воді. Деяким мікроорганізмам для життєдіяльності потрібно приплив кисню повітря - аеробні бактерії, іншим же достатньо кисню органічних сполук - анаеробні, поглинаючи який, вони руйнують структуру забруднювача.
Біореактори так само поділяються на анаеробні і аеробні. Кількість і обсяги розраховуються при розробці технології та проектування очисних споруд, виходячи з якісних показників (обсягу і кількості забруднювачів) та необхідного ступеня їх очищення.
Біологічні реактори розрізняються за такими ознаками:
- за способом подачі повітря: аеробні, анаеробні, аеробно-анаеробні. Як анаеробного біореактора можливе застосування первинного відстійника
- по іммобілізації активного мулу: з прикріпленою мікрофлорою на завантаженні, зі свободноплавающей мікрофлорою в робочому обсязі, комбіновані
- за конструктивними ознаками: по виду завантаження (плоска, об'ємна, і тд.)
- за формою реактора (конічні, пірамідальні, тороїдальні і тд.)
За своєю конструкцією вторинні відстійники майже не відрізняються від первинних, зменшується тільки їх глибина.
Для того щоб видалити залишки мулу і зважених часток після біологічної очистки, використовують вторинні відстійники. Ефективність їх роботи визначає кінцевий ефект.
Розрахунок і проектування їх ведуть відповідно до норм і технічних умов, рекомендується різний час перебування і швидкості підйому рідини в залежності від осаждаемого осаду.
У разі наявності залишкового вмісту органічних і зважених забруднювачів, передбачається доочищення. Споруди доочистки є:
- фільтруючі колодязі. У них очищення здійснюється біоплівки з мікроорганізмів, які використовують органічні речовини, що містяться в стічній воді, для харчування
- біологічні ставки, з природною і штучною аерацією. Їх застосування ускладнюється кліматичними умовами і малими площами, відводяться під очисні станції
- фільтри із зернистим завантаженням
Розрізняють два види з піщано-гравійної завантаженням і каркасно-засипні фільтри. Для забезпечення стабільної якості доочистки необхідно передбачати установки промивки фільтрів доочистки.
В результаті обробки стоків відбувається осадження і відділення осаду у вигляді частинок активного мулу, зважених нерозчинних речовин, піску і дрібного сміття. Для його утилізації необхідно відокремити зайву вологу. Осад ущільнюється в ілоуплотнітелях, де додатково обробляється дегельмінтізіруют розчином, а потім зневоднюється на стрічкових фільтр-пресах, шнекових або дискових збезводнювача, вакуум-фільтрах і тд.
Завершальною стадією очищення є знезараження стоків.
Перед скиданням очищеної стічної води у водойму необхідно забезпечити відсутність в стоках залишилася мікрофлори, в тому числі патогенної. Традиційно в цих цілях застосовували хлорування стоків. Саме по собі наявність хлору у воді є забруднюють чинником, але довгий час альтернативи практично не було.
В даний час для забезпечення безпеки стічну воду знезаражують утьтрафіолетовим випромінюванням.
Залежно від обсягу стічних вод, що підлягають знезараженню, УФ-установки можуть встановлюватися в закритому кожусі і розташовуватися у відкритому каналі (при значних обсягах води, що очищається).
Далі повністю очищена і знезаражена стічна вода може бути скинута в водойму.