И сегодня я расскажу вам про канализацию и утилизацию воды в современном мегаполисе. Благодаря недавнему походу на Юго-Западные очистные сооружения города Санкт-Петербурга я и несколько моих спутников единомоментно превратились из простых блогеров в экспертов мирового уровня по технологиям сбора и очистки воды, и теперь с радостью покажем и расскажем вам, как это всё устроено!

Труба, из которой мощной струей льётся рейтинг социальный капитал содержимое канализационного коллектора

Аэротенки ЮЗОС

Итак, начнем. Воде, разбавленной мылом и шампунем, уличной грязью, промышленными отходами, остатками еды, а также результатами этой еды переваривания (всё это попадает в канализацию, а потом - на очистные сооружения) предстоит пройти долгий и тернистый путь перед тем, как она снова верётся в Неву или Финский залив. Начинается этот путь либо в решётке водостока, если дело происходит на улице, либо в “фановой” трубе, если речь идёт про квартиры и офисы. Из не очень больших (15 см в диаметре, все наверняка видели их у себя дома в ванной или туалетной комнатах) фановых труб вода вперемешку с отходами попадает в более крупные общедомовые трубы. Несколько домов (а так же уличных водостоков на близлежащей территории) объединяются в локальный водосбор, которые, в свою очередь, объединяются в районы канализования и далее - в бассейны канализования. На каждом этапе диаметр трубы с нечистотами увеличивается, и в тоннельных коллекторах он достигает уже 4,7м. По такой вот здоровенной трубе грязная водица неторопясь (самотёком, никаких насосов) доходит до станций аэрации. В Петербурге есть три крупных, полностью обеспичивающих город, и несколько поменьше, в отдалённых районах типа Репино, Пушкина или Кронштадта.

Да, насчёт самих очистных сооружений. У некоторых может возникнуть вполне резонный вопрос - «А зачем вообще очищать сточные воды? Залив с Невой всё стерпят!». В общем-то так оно раньше и было, до 1978 года стоки практически никак не очищались и сразу попадали в залив. Залив их худо бедно перерабатывал, справляясь, однако, с возрастающим потоком нечистот каждый год всё хуже. Естественно, такое положение дел не могло не сказаться на экологии. Больше всего доставалось нашим скандинавским соседям, но и окрестностиПетербурга тоже испытывали на себе негативное влияние. Да и перспектива дамбы через Финский заставила задуматься о том, что отходы города-миллионика вместо счастливого плавания в Балтйиском моря теперь будут болтаться между Кронштадтом и (тогда ёще) Ленинградом. В общем, переспективы со временем захлебнуться нечистотами никого не радовали, и город в лице Водоканала постепенно начал решать задачу очистки стоков. Почти полностью решённой её считать можно лишь последний год - осенью 2013 был запущен главный канализационный коллектор Северной части города, после чего количество очищаемых вод достигло 98,4 процента.

Посмотрим на примере Юго-Западных Очистных Сооружений, как происходит очистка. Достигнув самого дна коллектора (дно как раз находится на территории очистных сооружений) вода мощными насосами поднимается на почти 20 метровую высоту. Это нужно для того, чтобы грязная вода проходила этапы очистки под действием силы тяжести, с минимальным привлечением насосного оборудования.

Первый этап очистки - решётки, на которых остаётся крупный и не очень мусор - всякие тряпки, грязные носки, утопленные котята, потерянные мобильные телефоны и прочие бумажники с документами. Большая часть собранного отправляется прямиком на свалку, но самые любопытные находки остаются в импровизированном музее.

Бассейн с нечистотами. Вид снаружи

Бассейн с нечистотами. Вид изнутри

В этом помещении установлены решётки, улавливащие крупный мусор

За мутным пластиком можно разглядеть собранное решёткой. Выделяются бумага и этикетки

Принесённое водой

А вода двигается дальше, следующий шаг - песколовки. Задача этого этапа собрать грубые примеси и песок - всё то, что прошло мимо решёток. Перед выпуском из песколовок в воду добавляют химические реагенты для удаления фосфора. Далее вода направляется в первичные отстойники, в которых отделяются взвешенные и плавающие вещества.

Первичные остойники завершают первый этап очистики - механический и частично - химический. Отфильтрованная и отстоявшаяся вода не содержит в себе мусора и механических примесей, но в ней по прежнему полно не самой полезной органики, а так же обитает множество микроорганизмов. От этого всего тоже необходимо избавится, и начинают с органики...

Конструкция на переднем плане медленно двигается вдоль бассейна

Первичные отстойники. Вода в канализации имеет температуру около 15-16 градусов, от неё активно идёт пар, так как температура окружающего воздуха ниже

Процесс биологической очистки проходит в аэротенках - это такие здоровенные ванные, в котороые заливают воду, закачивают воздух и запускают «активный ил» - коктейль из простейших микроорганизмов, заточенных на переваривание именно тех химических соединений, от которых нужно избавиться. Воздух, закачиваемый в тенки, нужен для повышения активности микроорганизмов, в таких условиях они почти полностью «переваривают» содержимое ванной за пять часов. Далее биолически очищеную воду направляют во вторичные отстойники, где от неё отделяют активный ил. Ил снова отправляется в аэротенки (кроме излишков, которые сжигают), а вода попадает на последнюю стадию очистки - обработку ультрафиолетом.

Аэротенки. Эффект "кипения" из-за активной закачки воздуха

Диспетчерская. С высоты видно всю станцию

Вторичный отстойник. Вода в нём почему-то очень привлекает птиц

На Юго-Западных Очистных Сооружениях на этом этапе так же проводится субъектиный контроль качества очистки. Выглядит это следующим образом - очищенную и обеззараженную воду заливают в небольшой аквариум, в котором сидят несколько раков. Раки - существа очень привередливые, на грязь в воде реагируют немедленно. Поскольку эмоции ракообразных люди различать пока не научились, используется более объективная оценка - кардиограмма. Если вдруг несколько (защита от ложных срабатываний) раков испытали сильный стресс, значит с водой что-то не так, и нужно срочно разбираться, какой из этапов очистки дал сбой.

Но это ситуация нештатная, а при обычном порядке вещей уже чистая вода отправляется в Финский залив. Да, насчёт чистоты. Хоть раки в такой воде и существуют, и микробы-вирусы все из неё удалены, пить её все же не рекомендуется . Тем не менее, вода полностью соответствует экологическим стандартам ХЕЛКОМ (коннвенции по защите Балтики от загрязнения), что за последние годы уже положительно сказалось на состоянии Финского Залива.

Зловещий зелёный свет обеззараживает воду

Рак-детектор. К панцирю прикреплена не обычная верёвка, а кабель, по которому передаются данные о состоянии животного

Клац-клац

Скажу ещё пару слов насчет утилизации всего того, что из воды отфильтровывается. Твёрдые отходы отвозят на полигоны-свалки, а вот всё остальное сжигают на заводе, расположенном на территории очистных сооружений. В топку отправляются обезвоженный осадок из первичных отстойников и избытки активного ила из вторичных. Сжигание происходит при относительно высокой температуре (800 градусов) для максимального сокращения вредных веществ в выхлопе. Удивительно, что из всего объема помещений завода печки занмают лишь незначительную часть, около 10%. Всё остальные 90% отданы огромной системе разнообразных фильтров, отсеивающих все возможные и невозможные вредные вещества. На заводе, кстати, внедрена аналогичная субъективная система «контроля качества». Только детекторами выступают уже не раки, а улитки. Но принцип действия в общем и целом такой же - если содержание вредных веществ на выходе из трубы будет выше допустимого, организм моллюсска сразу же отреагирует.

Печи

Продувочные задвижки котла-утилизатора. Назначение до конца не ясно, но как эффектно выглядят!

Улитка. Над головой у неё трубка, из которой капает вода. А рядом ещё одна, с выхлопом

P. S. Один из самых популярных вопросов, которые задавали к анонсу - "Ну чё там с запахом? Воняет, да?". Запахом я оказался в некотором роде даже разочарован:) Неочищенное содержимое канализации (на самом первом фото) практически не пахнет. На территории станции запах, конечно, присутствует, но очень умеренный. Сильнее всего (и это уже ощутимо!) воняет обезвоженный осадок из первичных отстойников и активный ил - то, что отправляется в печку. Поэтому, кстати, их и начали сжигать, полигоны, на которые раньше свозили ил, давали уж очень неприятный запах для окрестностей...

Другие интересные посты на тему промышленности и производства.

Городские очистные сооружения

1. Назначение.
Водоочистное оборудование предназначено для очистки городских сточных вод (смесь бытовых и производственных стоков объектов коммунального хозяйства) до нормативов сброса в водоем рыбо-хозяйственного назначения.

2.Область применения.
Производительность очистных сооружений составляет от 2500 до 10000 куб.м/сут, что эквивалентно расходу сточных вод от города (поселка) с населением от 12 до 45 тысяч человек.

Расчетный состав и концентрация загрязняющих веществ в исходной воде:

• ХПК – до 300 – 350 мг/л
• БПКполн – до 250 -300 мг/л
• Взвешенные вещества – 200 -250 мг/л
• Азот общий – до 25мг/л
• Азот аммонийный – до 15мг/л
• Фосфаты – до 6 мг/л
• Нефтепродукты – до 5мг/л
• ПАВ – до 10мг/л

Нормативное качество очистки:

• БПКполн – до 3,0 мг/л
• Взвешенные вещества – до 3,0 мг/л
• Азот аммонийный – до 0,39 мг/л
• Азот нитритов – до 0,02 мг/л
• Азот нитратов – до 9,1 мг/л
• Фосфаты – до 0,2 мг/л
• Нефтепродукты – до 0,05 мг/л
• ПАВ – до 0,1мг/л

3. Состав очистных сооружений.

В состав технологической схемы очистки сточных вод входит четыре основных блока:

• блок механической очистки – для удаления крупных отбросов и песка;
• блок полной биологической очистки – для удаления основной части органических загрязнений и соединений азота;
• блок глубокой доочистки и обеззараживания;
• блок обработки осадков.

Механическая очистка сточных вод.

Для удаления грубодисперсных примесей используются механические процеживатели, обеспечивающие эффективное удаление загрязнений с размером более 2 мм. Удаление песка осуществляется на песколовках.
Удаление отбросов и песка полностью механизировано.

Биологическая очистка.

На стадии биологической очистки применяются аэротенки нитри-денитрификаторы, что обеспечивает параллельное удаление органических веществ и соединений азота.
Нитри-денитрификация необходима для обеспечения нормативов на сброс по соединениям азота, в частности, его окисленным формам (нитритам и нитратам).
Принцип работы такой схемы основан на рециркуляции части иловой смеси между аэробной и аноксичными зонами. При этом окисление органического субстрата, окисление и восстановление соединений азота происходит не последовательно (как в традиционных схемах), а циклически, небольшими порциями. В результате процессы нитри-денитрификации протекают практически одновременно, что позволяет удалять соединения азота без использования дополнительного источника органического субстрата.
Эта схема реализуется в аэротенках с организацией аноксичных и аэробных зон и с рециркуляцией иловой смеси между ними. Рециркуляция иловой смеси осуществляется из аэробной зоны в зону денитрификации эрлифтами.
В аноксичной зоне аэротенка нитри-денитрификатора предусмотрено механическое (погружными мешалками) перемешивание иловой смеси.

На рис.1 представлена принципиальная схема аэротенка нитри-денитрификатора, когда возврат иловой смеси из аэробной зоны в аноксичную осуществляется под гидростатическим давлением по самотечному каналу, подача иловой смеси из конца аноксичной зоны в начало аэробной производится эрлифтами или погружными насосами.
Исходная сточная вода и возвратный ил из вторичных отстойников подаются в зону дефосфатации (бескислородную), где происходит гидролиз высокомолекулярных органических загрязнений и аммонификация азотсодержащих органических соединений в отсутствии какого-либо кислорода.

Принципиальная схема аэротенка нитри-денитрификатора с зоной дефосфатации
I – зона дефосфатации; II – зона денитрификации; III – зона нитрификации, IV- зона отстаивания
1- сточная вода;

2- возвратный ил;

4- эрлифт;

6- иловая смесь;

7- канал циркуляционной иловой смеси,

8- очищенная вода.

Далее иловая смесь поступает в аноксичную зону аэротенка, где также происходит изъятие и деструкция органических загрязнений, аммонификация азотсодержащих органических загрязнений факультативными микроорганизмами активного ила в присутствии связанного кислорода (кислорода нитритов и нитратов, образующихся на последующей стадии очистки) с одновременной денитрификацией. Далее иловая смесь направляется в аэробную зону аэротенка, где происходит окончательное окисление органических веществ и нитрификация азота аммонийного с образованием нитритов и нитратов.

Процессы, протекающие в этой зоне, обуславливают необходимость интенсивной аэрации очищаемых сточных вод.
Часть иловой смеси из аэробной зоны поступает во вторичные отстойники, а другая – вновь возвращается в аноксичную зону аэротенка для денитрификации окисленных форм азота.
Эта схема в отличие от традиционных позволяет наряду с эффективным удалением соединений азота повысить эффективность изъятия соединений фосфора. За счет оптимального чередования аэробных и анаэробных условий при рециркуляции способность активного ила аккумулировать соединения фосфора возрастает в 5 -6 раз. Соответственно возрастает и эффективность его удаления с избыточным илом.
Однако в случае повышенного содержания фосфатов в исходной воде, для удаления фосфатов до величины ниже 0,5-1,0 мг/л, потребуется проведение обработки очищенной воды железо- или алюминий содержащим (например, оксихлорид алюминием) реагентом. Ввод реагента наиболее целесообразно производить перед сооружениями доочистки.
Осветленная во вторичных отстойниках сточная вода направляется на доочистку, затем на обеззараживание и далее в водоем.
Принципиальный вид комбинированного сооружения – аэротенка нитри-денитрификатора представлен на рис. 2.

Сооружения доочистки.

БИОСОРБЕР – установка для глубокой доочистки сточных вод. Более подробно описание и общие виды установок.
БИОСОРБЕР – см. в предыдущем разделе.
Применение биосорбера позволяет получить воду, очищенную до норм ПДК рыбохозяйственного водоема.
Высокое качество очистки воды на биосорберах позволяет использовать для обеззараживания стоков УФ установки.

Сооружения по обработке осадков.

Учитывая значительный объем осадков образующихся в процессе очистки стоков (до 1200 куб.м/сут), для уменьшения их объема необходимо использовать сооружения обеспечивающие их стабилизацию, уплотнение и механическое обезвоживание.
Для аэробной стабилизации осадков используются сооружения аналогичные аэротенкам со встроенным илоуплотнителем. Подобное технологическое решение позволяет исключить последующее загнивание образующихся осадков, а так же приблизительно в два раза уменьшить их объем.
Дальнейшее уменьшение объема происходит на ступени механического обезвоживания, предусматривающее предварительное сгущение осадков, их реагентную обработку, а затем обезвоживание на фильтр-прессах. Объем обезвоженного осадка для станции производительностью 7000 куб.м/сут составит приблизительно 5-10 куб.м/сут.
Стабилизированный и обезвоженный осадок направляется на хранение на иловых площадках. Площадь иловых площадок в этом случае составит приблизительно 2000 кв.м (производительность очистных сооружений 7000 куб.м/сут).

4.Конструктивное оформление очистных сооружений.

Конструктивно очистные сооружения механической и полной биологической очистки выполнены в виде комбинированных сооружений на базе нефтяных резервуаров диаметром 22 и высотой 11 м, закрытых сверху крышей и оборудованных системами вентиляции, внутреннего освещения и отопления (расход теплоносителя минимален, поскольку основной объем сооружения занимает исходная вода, имеющая температуру в пределах не ниже 12-16 град.).
Производительность одного подобного сооружения – 2500 куб.м/сут.
Аналогично выполнен аэробный стабилизатор со встроенным илоуплотнителем. Диаметр аэробного стабилизатора – 16 м для станций производительностью до 7,5 тыс куб.м/сут и 22 м – для станции производительностью 10 тыс. куб.м/сут.
Для размещения ступени доочистки – на базе установок БИОСОРБЕР БСД 0,6 , установок обеззараживания очищенных стоков, воздуходувной станции, лаборатории, бытовых и подсобных помещений требуется здание шириной 18 м, высотой 12 м и длинной для станции производительностью 2500 кубм/сут – 12 м, 5000 куб.м/сут – 18, 7500 – 24 и 10000 куб,м/сут – 30 м.

Спецификация зданий и сооружений:

1. комбинированные сооружения – аэротенки нитри-денитрификаторы диаметром 22м – 4 шт.;
2. производственно- бытовое здание 18х30 м с блоком доочистки, воздуходувной станцией, лабораторией и бытовыми помещениями;
3. комбинированное сооружение аэробный стабилизатор со встроенным илоуплотнителем диаметром 22м – 1 шт.;
4. галерея шириной 12 м;
5. иловые площадки 5 тыс. кв.м.

Канализационные очистные сооружения ОС, КОС, БОС.

Одним из основных способов защиты природной среды от загрязнений можно назвать предотвращение попадания неочищенной воды и других вредных компонентов в водоемы. Современные очистные сооружения – это комплекс инженерно-технических решений для последовательной фильтрации и обеззараживания загрязненных стоков с целью их повторного использования в производстве или для спуска в природные водоемы. Для этого разработан ряд методик и технологий, которые будут рассмотрены ниже.

Подробнее о технологии очистки сточных вод

Поскольку системы централизованного водоотведения проложены не во всех местах, а для некоторых промышленных предприятий требуется предварительная подготовка стоков, сегодня очень часто обустраиваются локальные канализационные сооружения. Они востребованы также в частных домах, загородных коттеджных городках и отдельно стоящих жилых комплексах, промышленных предприятиях, цехах.

Сточные воды отличаются по источнику загрязнения: хозбытовые, промышленные и поверхностные (произошедшие от атмосферных осадков). Бытовые стоки именуют хозяйственно-фекальными. Они состоят из загрязненной воды, удаляемой из душевых, туалетов, кухонь, столовых и больниц. При этом основными загрязнителями выступают физиологические и бытовые отходы.

К промышленным стокам относятся водяные массы, которые образовались при:

• выполнении различных производственно-технологических операций;
• промывании сырья и готовой продукции;
• охлаждении оборудования.

Также к этой разновидности относится вода, откачанная из недр при добывании полезных ископаемых. Основным источником загрязнения здесь выступают производственные отходы. В их состав могут входить отравляющие, потенциально опасные вещества, а также отходы, которые могут быть извлечены и использованы в виде вторичного сырья.

Поверхностные (атмосферные) стоки содержат чаще всего лишь минеральные загрязнения, к их очистке предъявляются минимальные требования. Помимо этого, сточные воды квалифицируют по концентрации различных загрязняющих веществ. Эти характеристики влияют на выбор метода и количества этапов очистки. Чтобы определить состав оборудования, необходимость строительства, а также мощность различных типов сооружений, выполняется расчет производства очистки стоков.

Основные этапы очистки

На первом этапе производится механическая очистка стоков, цель которой – фильтрация от различных нерастворимых примесей. Для этого применяют специальные самоочищающиеся решетки и сита. Задержанные отбросы, совместно с другими осадками, направляются на последующую переработку или вывозятся на полигоны вместе с твердыми бытовыми отходами.

В песколовке мелкие частицы песка, шлака и другие подобные минеральные элементы под воздействием силы тяжести осаждаются. При этом отфильтрованный состав пригоден для дальнейшего использования после переработки. Остальные нерастворенные вещества надежно задерживаются в специальных отстойниках и септиках, а жиры и нефтепродукты извлекаются при помощи жироловок, нефтеловушек и флотаторов. На стадии механической очистки из сточных потоков извлекаются до трех четвертей минеральных загрязнений. Так обеспечивается равномерность подачи жидкости на следующие стадии переработки.

После этого используются биологические методы очистки, выполняемые при помощи микроорганизмов и простейших. Первое сооружение, куда попадает вода на биологическом этапе, – специальные первичные отстойники, в которых происходит осаживание взвешенной органики. Одновременно используется еще один тип отстойников, в которых со дна удаляется активный ил. Биологическая очистка позволяет удалить более 90% органических загрязнений.

На физико-химическом этапе происходит очистка от растворенных примесей. Делается это при помощи специальных методик и реагентов. Здесь используется коагуляция, фильтрация, а также отстаивание. Наряду с ними применяются различные технологии дополнительной обработки, среди которых: гиперфильтрация, сорбция, ионообмен, удаление азотсодержащих веществ и фосфатов.

Последним этапом обработки считается хлорное обеззараживание жидкости от оставшихся бактериальных загрязнений. Приведенная ниже схема детально показывает все описанные этапы с указанием оборудования, которое используется на каждой стадии. Важно отметить, что способы очистки для различных производственных предприятий отличаются в зависимости от наличия в сточных водах определенных загрязнителей.

Особенности и требования к обустройству очистных сооружений

Бытовые стоки относят к однообразным по составу, поскольку концентрация загрязняющих веществ зависит лишь от объема потребляемой жильцами воды. Они содержат нерастворимые загрязнения, эмульсии, пены и суспензии, различные коллоидные частицы, а также другие элементы. Основная их часть – минеральные и растворимые вещества. Для очистки бытовых стоков используется базовый набор очистных сооружений, принцип работы которых описан выше.

В целом бытовые канализации считаются более простыми, поскольку они сооружаются для очистки стоков от одного или нескольких частных домов и хозяйственных построек. К ним не предъявляются требования относительно высокой производительности. Для этой цели используются специально разработанные установки, обеспечивающие биологическую очистку стоков.

Благодаря им в загородном жилье появилась возможность не только обустроить душевую, ванную или туалет, но и подключить различную бытовую технику. Обычно такие установки просты в монтаже и эксплуатации, не требуют дополнительных компонентов.

Для промышленных стоков состав и степень загрязнения изменяются в зависимости от характера производства, а также вариантов применения воды для обеспечения технологического процесса. При производстве пищевых продуктов для сточных вод характерно высокое загрязнение органическими веществами, поэтому основным способом очистки таких вод считается биологический. Оптимальным вариантом можно назвать использование аэробного и анаэробного метода или их сочетания.

В других отраслях основной проблемой является очистка нефте- и жиросодержащих стоков. Для таких предприятий применяются специальные нефтеотделители или жироуловители. Но наиболее безопасными для окружающей среды считаются водооборотные системы очистки загрязненной воды. Такие локально-очистные комплексы устанавливаются на мойках машин, а также на производственных предприятиях. Они позволяют организовать замкнутый цикл использования воды без ее сброса во внешние водоемы.

Для определения способа организации очистки и выбора конкретного сооружения применяются специальные системы и методы (предприятий много, поэтому процесс должен быть индивидуализирован). Немаловажное значение имеет цена оборудования и работ по его установке. Оптимальный вариант для каждого случая помогут подобрать лишь специалисты.

Отправьте заявку* Получаете консультацию

Локальные очистные сооружения канализации (ЛОС) бывают нескольких типов в зависимости от применяемого принципа очищения бытовых сточных вод. Каждый способ очистки имеет свои достоинства и недочеты, но всегда находит применение в той или иной ситуации. Локальные очистные сооружения канализации работают комплексно, то есть – очистка происходит в несколько этапов, и заключительным является получение чистой технической воды, пригодной для бытовых нужд (кроме стирки и приготовления пищи).

Очистные канализационные сооружения

Утилизировать вредные примеси из канализационных стоков можно разными способами:

• Механическая очистка.
• Биологическая очистка и фильтры.
• Физико-химическое очищение сточных вод.
• Дезинфицирование канализационных сточных вод.

Механическая очистка

Первый и самый грубый вариант очистки — локальные очистные сооружения канализации, в которых первым барьером установлены механические фильтры. Фильтрация подготавливает сточные воды к очистке биологической. Здесь задерживаются крупные твердые фракции при прохождении стоков через отстойники, септики, песколовки, металлические фильтры-сетки, мембраны и решетки, задерживающие нерастворимые фракции. Весь принцип работы очистных сооружений канализации при механической очистке сточных вод состоит из нескольких последовательных шагов:

• Решетки, сетки и металлическое сито удерживают крупный мусор и фракции органического и минерального происхождения.
• Пескоуловители не дают мелким частицам проходить дальше по циклу очистки.
• Мембрана удаляет оставшиеся мелкие фракции – это называется глубокая очистка.
• В отстойнике вода очищается от остальных взвешенных частиц.

После этих четырех этапов очистки вода может очиститься на 60-70%. После нескольких лет эксплуатации ЛОС требуется частичная реконструкция очистных сооружений канализации с заменой фильтров.

Биологическая очистка сточных вод

Если требуется дальнейшая очистка, то используют биологический способ. В резервуары с очищенными механически сточными водами заселяются анаэробные микроорганизмы и бактерии, которые питаются остатками органических веществ. На этом этапе очистки может работать активный ил, биологические фильтры или может быть запущен процесс анаэробного брожения.

Физико-химический этап предусматривает использование различных химических веществ и примесей для улучшения качества очищаемой воды. Это такие сложные процессы, как озонирование, хлорирование и другие химические реакции. Поэтому строительство очистных сооружений канализации должно проводиться только профессионалами и по предварительно разработанному проекту.

Если в системе очистки предусмотрен сброс стоков в искусственный (естественный) водоем, то необходимо дезинфицировать воду. Это делается при помощи УФ фильтров или обработкой хлором в течение 30 минут.

Очистка при помощи септиков

Но такие методы очистки канализационных стоков эффективны для города. А что делать дачникам или владельцам загородных коттеджей и домов? Самые актуальные очистные сооружения канализации для поселка или дачного домика – это септики. А если существует спрос, то будет и предложение. Промышленность и частные предприятия предлагают много различных вариантов таких автономных установок, работающих по-разному. Поэтому проблему отводов стоков и очистки для отдельно стоящих зданий решают автономные очистные сооружения канализации.

Септик – это резервуар большой емкости, который устанавливается на участке на определенную глубину. Для каждого рельефа местности рекомендуется подобрать наиболее эффективную установку, поэтому предварительное проектирование очистных сооружений канализации является неотъемлемой частью строительства ЛОС. Сточные воды очищаются за счет выпадения твердых фракций в осадок. Дополнительно и окончательно вода очищается в фильтрационном поле. После этого ее можно сливать в грунт или пользоваться в технических целях.

Если установить дополнительные фильтры, то можно откачивать воду 1 раз в 4-5 лет – периодичность зависит от объема камер септика. В качестве системы доочистки используются аэротенки.

Аэротенк – это приспособление для биологической очистки сточных вод. Он представляет собой систему резервуаров, заселенных микроорганизмами. После такой обработки вода пригодна для сброса в грунт.

Правильная эксплуатация очистных сооружений канализации позволяет повысить качество до 98%. Недостатком такого способа является обязательное наличие электричества или хорошей естественной приточно-вытяжной вентиляции, чтобы бактерии не погибли без кислорода и то, что нельзя превышать установленные объемы стоков, иначе бактерии не справятся с очисткой. Тандем биофильтров и септика намного улучшает качество воды.

Обеззараживание ультрафиолетом помогает защитить воду от заражения вирусами и болезнетворными организмами. Ультрафиолетовая установка применяется комплексно, в составе других очистных сооружений, так как ее функция – не очищать воду, а только обеззараживать ее. УФ установка дезинфицирует воду на 99%, но недостаток ее использования тот же – наличие электричества, что повышает и без того немаленькую стоимость станции.

А как работают очистные сооружения канализации с применением биологической очистки сточных вод? Биологическая очистка стоков канализации — самый эффективный способ. Устанавливать сооружения биологической очистки сточных вод можно рядом с жилыми домами и в любых климатических поясах. Срок эксплуатации такой системы -30-50 лет.

Недостаток такой очистки — присутствие неприятного запаха, возникающего при брожении отходов. Современные технологии позволяют устранить и этот недостаток, но такие приборы дорого стоят.

Биологическая очистка стоков используется и в обычных септиках – в камеру септика заселяются бактерии определенного вида. Но существуют еще и очистные сооружения ливневой канализации, которые предназначены для сбора, доставки к септику и очистки дождевой и талой воды и дальнейшей доставкой к фильтрационным полям. Стандартные септики и очистные могут не справиться с большим количеством дождевой воды, и для этой цели была разработана ливневая канализация.

Ливневые очистные сооружения

Основная задача «ливневки» — предохранение фундамента дома, дорожного покрытия, газонов и т.д. от подтопления дождевыми и талыми водами. Что собой представляют локальные очистные сооружения ливневой канализации? Это система водосточных труб, дождеприемников, водосточных желобов и дренажа, по которым вода собирается и поступает в коллектор. Коллектор должен находиться ниже уровня промерзания почвы.

Все элементы ливневой канализации оборудуются пескоуловителями. Стандартные городские очистные сооружения канализации устроены намного сложнее и образуют целые подземные коммуникации.

Дождеприемник имеет дополнительный фильтр для очистки талой и дождевой воды. После прохождения фильтра очищенная вода попадает в ближайший водоем. Также ею можно поливать огород или клумбы. Ливневка также требует плановой очистки. При выборе той или иной ливневой канализации примите во внимание следующее:

• Тип установки. Многие системы канализации работают в автономном режиме, некоторые требуют подключения электричества, а есть и такие очистные сооружения дождевой канализации, которые нельзя эксплуатировать, если грунтовые воды подступают к поверхности очень близко.
• Способ очистки. Использование нескольких очистных методов повышает эффективность работы.
• Место установки. Необходимо придерживаться СНиП в этом вопросе.
• Самостоятельный или профессиональный монтаж системы.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принцип работы очистных сооружений сточных вод

Очистные сооружения - сооружения, предназначенные для очистки от загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах.

Очистка воды происходит в несколько этапов.

Механический этап: очистка сточный вода

Сточные воды несут с собой множество мусора. Чтобы избавить от него стоки, на входе стоят решетки. Первая - крупная, отсеивает самый крупный мусор и предохраняет следующие решетки, от повреждений.

Следующий этап очистки - песколовки, продолговатые бетонные емкости, в которых течение воды замедляется и все тяжелые частицы выпадают в осадок.

Первичные отстойники, куда на следующем этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики.

Это железобетонные «тазики» глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения, в бункер. В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК(Биохимическое потребление кислорода) снижается на 30 %. Биологическое потребление кислорода (БПК) -- количество кислорода, израсходованное на биохимическое окисление под действием бактерий и разложение нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде. БПК является одним из важнейших критериев уровня загрязнения водоема органическими веществами.

Он определяет количество кислорода, необходимое для разложения органических загрязняющих веществ.

Биологический Этап. С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение)

Аэротенк - устройство биологической очистки стоков, главный и самый сложный этап. В аэротенке загрязнения разлагаются и окисляются активным илом

Например: На Люберецких очистных аэротенки - это огромные бетонные бассейны длинной 300 метров, разделенные на четыре дорожки, которые образуют «змейку». Дорожки сделаны для увеличения пробега воды и для выделения специальных зон, в каждой их которых идет своя ступень очистки.

Помимо растворенной и взвешенной органики из сточных вод необходимо удалять биогенные элементы. К ним относят фосфаты и соединения азота: нитриты, нитраты, аммонийный азот. Попадая в водоемы, они действуют как удобрения. Их накопление приводит к чрезмерному цветению, а затем и к заморам водоемов.

Активный ил - хлопья, представляющие собой скопление различных микроорганизмов, которые разлагают и окисляют растворенные загрязнения. Его состав весьма разнообразен: главным образом это бактерии, а также простейшие, коловратки, черви, водные грибы, дрожжи.

При отключении подачи кислорода и перемешивания активный ил начинает умирать, а на его восстановление может уйти около полгода.

После аэротенков вода поступает во вторичные отстойники, где удаляются остатки активного ила. Получаемая на выходе из вторичных отстойников вода поступает на доочистку - фильтрацию при помощи мельчайшей сетки в 1,6 мм. Завершающим этапом должна стать дезинфекция,

Для улучшения параметров очистки могут быть применены различные химические методы,а также физико-химические методы.

Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.

Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут.

Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных городов в России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод такие как гипохлорит, дезавид и озонироване.

После очистки воды остается осадок, полученный из первичных и вторичных отстойников. Например, на московских очистных за год образуется более 10 млн тонн осадка.

Выделяемые из сточной воды осадки отправляют на сбраживание в метантенки - огромные железобетонные баки высотой 24 метра и объемом 8 тыс. кубометров. В них осадок выдерживается около семи суток. Полученный в процессе брожения биогаз (смесь метана с углекислым газом) сжигается в расположенной тут же котельной, тепло которой используется для обогрева самих метантенков, а также для хозяйственных нужд предприятия.

Метантенки-устройство для анаэробного брожения(метановое брожение органических веществ с выделением свободного метана.) жидких органических отходов с получением метана.

Назначение

Метантенк является одним из важных элементов очистных сооружений. В отличие от аэротенков в них поступает, не сама сточная жидкость, а концентрированный осадок, выпадающий в отстойниках.

Биологические методы очистки основаны на окислении органических остатков с использованием микроорганизмов. Неперегнивший осадок не может быть утилизован. В метантенках органические остатки переводятся в незагнивающую форму без доступа кислорода. Первые эксперименты по метановому брожению канализационных отходов начались в конце XIX века. В середине 1920-х годов началась промышленная эксплуатация метантенков в Германии, Великобритании, США и СССР

Конструктивно метантенк представляет собой цилиндрический или реже прямоугольный резервуар, который может быть полностью или частично заглублён в землю. Днище метантенка имеет значительный уклон к центру. Кровля метантенка может быть жёсткая или плавающая. В метантенках с плавающей кровлей снижается опасность повышения давления во внутреннем объёме.

Стенки и днище метантенка выполняются, как правило, из железобетона.

Принцип действия

Сверху в метантенк по трубе поступает осадок и активный ил. Для ускорения процесса брожения метантенк подогревают, а содержимое перемешивают. Подогрев осуществляется водяным или паровым радиатором. В условиях отсутствия кислорода из органических веществ (жиров, белков и т. д.) образуются жирные кислоты, из которых при дальнейшем брожении образуется метан и углекислый газ.

Сброженный ил высокой влажности удаляется из нижней части метантенка. Образовавшийся газ отводится через трубы в кровле метантенка. Из одного кубического метра осадка в метантенке получается 12--16 кубометров газа, в котором около 70 % составляет метан.

Основными технологическими параметрами при расчётах метантенков являются температура во внутреннем пространстве, продолжительность сбраживания, производительность по сухому органическому веществу, концентрация перерабатываемого осадка и режим загрузки. Наибольшее применение нашли мезофильный (при температуре 32--35 °C) и термофильный режим (при температуре 52--55 °C). Мезофильный режим является менее энергоёмким, термофильный позволяет применять метантенки меньшего объёма. За рубежом чаще применяется мезофильный режим. В конце XX века вместо метантенков начали применять механическое обезвоживание и химическое кондиционирование нестабилизированных биологических осадков, однако эти методы энергетически менее выгодны.

Метамн - простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха.

Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %

Серьёзную опасность представляют собой взрывы паровых (газовых) облаков. Такие явления возникают при утечке газа либо испарении горючих жидкостей в ограниченных пространствах (помещениях), где быстро растет концентрация горючих элементов до предельной, при которой происходит воспламенение облака.

7 октября 2008г в Нижнем Тагиле на территории очистных сооружений «Водоканал-НТ» в камере отстойника произошел хлопок газа метана. Пострадало 4 человека, получили ожоги 1 и 2 степени. В ходе расследования было установлено, что взрыв произошел из-за несоблюдения техники безопасности: при проведении сварки металлической емкости, в которой находились остатки паров метана.

Опасность, связанная с горючими газами

Взрыв представляет собой довольно простую химическую реакцию, при которой кислород быстро соединяется с другими веществами, выделяя при этом энергию.

Для взрыва всегда необходимы три фактора:

1. Источник воспламенения(искра, пламя)

2. Кислород

3. Топливо в форме газа или пара

Поэтому целью любой системы противопожарной защиты является устранение, по крайней мере, одной из этих трех потенциальных опасностей.

Образование взрывоопасной смеси происходит лишь в определенном диапазоне концентрации газа/воздуха. Данный диапазон индивидуален для каждого газа и пара и ограничен верхним уровнем, известным как "верхний предел взрываемости" и нижним уровнем, именуемым "нижним пределом взрываемости".

При значениях менее нижнего предела взрываемости недостаточно газа для взрыва (то есть, смесь недостаточно концентрированная), а при значениях более верхнего предела взрываемости в смеси содержится недостаточное количество кислорода (то есть, смесь слишком концентрированная). Поэтому диапазон воспламенения находится между нижним пределом взрываемости и верхним пределом взрываемости для каждого газа или смеси газов. Вне этих пределов смесь не способна гореть.

На среднем промышленном предприятии обычно не бывает газов, которые могут выделяться в окружающую среду. В крайнем случае, наблюдается только незначительный фоновый уровень имеющегося газа. Поэтому обнаружение и система раннего предупреждения необходима только с целью обнаружения газа с концентрацией от нуля до нижнего предела взрываемости. Как только эта концентрация будет достигнута, потребуются процедуры отключения оборудования или очистки участка. В действительности это производится при концентрации менее 50% от значения нижнего предела взрываемости, таким образом, обеспечивается необходимый запас прочности.

Однако необходимо всегда помнить о том, что в закрытых или невентилируемых зонах возможно образование концентрации, превышающей верхний предел взрываемости. Поэтому во время инспектирования следует помнить, что при открытии дверей и люков и поступлении воздуха снаружи снижение концентрации газов может привести к образованию опасной, воспламеняемой смеси.

Свойства метана

Температура воспламенения.

Горючие газы имеют температуру, при которой происходит воспламенение, даже если отсутствует источник воспламенения, например, искра или пламя. Эта температура называется температурой воспламенения..(595. °C)

Температура вспышки (<-20 °C)

Температура вспышки воспламеняющейся жидкости является самой низкой температурой, при которой поверхность жидкости выделяет количество паров, достаточное для воспламенения от незначительного пламени.

Плотность пара(0.55)

Помогает решать вопрос расположения датчика

Плотность газа / паров определяется в сравнении с воздухом

Другие аварии

Причины аварий на очистных сооружениях:

Отключение электричества;

Износ оборудования;

Погода и стихийные бедствия (сильный мороз, наводнения);

Человеческий фактор (невнимание персонала, теракты);

Ненормативная работа очистных сооружений (объем загрязненного материала больше запланированного, очистные сооружения не рассчитаны на уничтожение отдельных веществ и компонентов и т.п.).

Последствия аварий на очистных сооружениях:

Основным последствием аварий на очистных сооружениях является загрязнение окружающей среды, вплоть до экологической катастрофы.

Примеры аварий:

В Запорожье из-за выхода из строя очистительных сооружений водоканала в водоемы попали неочищенные канализационные стоковые воды.

Из-за пробоины кабеля произошло отключение от электроснабжения КНС-7 (канализационно-насосной станции коммунального предприятия «Водоканал»), сообщили в Запорожском территориальном управлении МЧС. Тысячи кубометров неочищенных канализационных стоков попали в реку Мокрая Московка, которая впадает в Днепр.

В Харьковской области 4,5 тыс. кубометров канализационных стоков попали в реку Уды, причиной этого послужила авария на очистительных сооружениях поселка Эсхар. Техника вышла из строя частично из-за сильных морозов, а частично из-за того, что почти треть столетия ее не ремонтировали.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Механическая очистка сточных вод на канализационных очистных сооружениях. Оценка количественного и качественного состава, концентрации загрязнений бытовых и промышленных сточных вод. Биологическая их очистка на канализационных очистных сооружениях.

курсовая работа , добавлен 02.03.2012


Основные достоинства и недостатки биологического метода очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений. Описание работы очистных сооружений БИО–25 КС "Кармаскалы". Установка обеззараживания сточных вод. Выделение и активация аборигенных микроорганизмов.

дипломная работа , добавлен 25.11.2012


Определение концентрации загрязнений сточных вод. Оценка степени загрязнения сточных вод, поступающих от населенного пункта. Разработка схемы очистки сточных вод с последующим их сбросом в водоем. Расчет необходимых сооружений для очистки сточных вод.

курсовая работа , добавлен 09.01.2012


Загрязнения, содержащиеся в бытовых сточных водах. Биоразлагаемость как одно из ключевых свойств сточных вод. Факторы и процессы, оказывающие влияние на очистку сточных вод. Основная технологическая схема очистки для сооружений средней производительности.

реферат , добавлен 12.03.2011


Определение концентрации загрязнений в стоке бытовых и производственных сточных вод, пропускной способности очистных канализационных сооружений. Расчет приемной камеры, решеток, смесителя, камеры хлопьеобразования, отстойника, осветлителя, электролизера.

курсовая работа , добавлен 19.10.2014


Описание и принцип действия песколовок. Расчет первичных отстойников, предназначенных для предварительного осветления сточных вод. Азротенки-вытеснители для очистки сточных вод. Выбор типа вторичных отстойников, схема расчета глубины и диаметра.

курсовая работа , добавлен 04.12.2011


Характеристика современной очистки сточных вод для удаления загрязнений, примесей и вредных веществ. Методы очистки сточных вод: механические, химические, физико-химические и биологические. Анализ процессов флотации, сорбции. Знакомство с цеолитами.

реферат , добавлен 21.11.2011


Водопотребление и водоотведение предприятия. Методы очистки сточных вод: физико-химический, биологический, механический. Анализ работы очистных сооружений и воздействия на окружающую среду. Гидрологическая и гидрохимическая характеристика объекта.

курсовая работа , добавлен 01.06.2015


Определение расчетных параметров очистных сооружений. Расходы бытовых сточных вод от населения и промышленных предприятий. Содержание нефтепродуктов и синтетических поверхностно-активных веществ. Концентрация загрязнений в стоке, поступающем на очистку.

курсовая работа , добавлен 29.04.2014


Очистка сточных вод как комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных водах. Особенности механического, биологического и физико-химического способа. Сущность термической утилизации. Бактерии, водоросли, коловратки.