І сьогодні я розповім вам про каналізацію та утилізацію води у сучасному мегаполісі. Завдяки недавньому походу на Південно-Західні очисні споруди міста Санкт-Петербурга я і кілька моїх супутників одноразово перетворилися з простих блогерів на експертів світового рівня з технологій збору та очищення води, і тепер з радістю покажемо та розповімо вам, як це все влаштовано!

Труба, з якої потужним струменем ллється рейтинг соціальний капітал вміст каналізаційного колектора

Аеротенки ЮЗОС

Тож почнемо. Воді, розведеній милом і шампунем, вуличним брудом, промисловими відходами, залишками їжі, а також результатами цієї їжі перетравлення (все це потрапляє в каналізацію, а потім - на очисні споруди) має пройти довгий і тернистий шлях перед тим, як вона знову віриться в Неву або Фінську затоку. Починається цей шлях або у ґратах водостоку, якщо справа відбувається на вулиці, або у “фановій” трубі, якщо йдеться про квартири та офіси. З не дуже великих (15 см у діаметрі, всі напевно бачили їх у себе вдома у ванній чи туалетній кімнатах)фанових труб вода впереміш з відходами потрапляє у більші загальнобудинкові труби. Декілька будинків (а також вуличних водостоків на прилеглій території) об'єднуються в локальний водозбір, які, у свою чергу, об'єднуються в райони каналізації і далі - в басейни каналізації. На кожному етапі діаметр труби з нечистотами збільшується і в тунельних колекторах він досягає вже 4,7м. По такій ось здоровенної трубі брудна вода неквапливо (самотеком, ніяких насосів) доходить до станцій аерації. У Петербурзі є три великі, що повністю забезпечують місто, і трохи менше, у віддалених районах типу Рєпіно, Пушкіна або Кронштадта.

Так, щодо самих очисних споруд. У деяких може виникнути цілком резонне питання – «Навіщо взагалі очищати стічні води? Затоку з Невою все стерпають!». Загалом так воно раніше і було, до 1978 стоки практично ніяк не очищалися і відразу потрапляли в затоку. Затока їх погано бідно переробляла, справляючись, однак, із зростаючим потоком нечистот щороку все гірше. Звичайно, такий стан справ не міг не позначитися на екології. Найбільше діставалося нашим скандинавським сусідам, але й околиці Петербурга теж відчували на собі негативний вплив. Та й перспектива греблі через Фінський змусила задуматися про те, що відходи міста-мільйоника замість щасливого плавання в Балтійському морі тепер бовтатимуться між Кронштадтом і (тоді ще) Ленінградом. Загалом, переспективи з часом захлинутися нечистотами нікого не тішили, і місто в особі Водоканалу поступово почало вирішувати завдання очищення стоків. Майже повністю вирішеною її вважати можна лише останній рік - восени 2013 року було запущено головний каналізаційний колектор Північної частини міста, після чого кількість вод, що очищаються, досягла 98,4 відсотка.

Подивимося з прикладу Південно-Західних Очисних Спорудів, як відбувається очищення. Досягши самого дна колектора (дно саме знаходиться на території очисних споруд) вода потужними насосами піднімається на майже 20 метрову висоту. Це потрібно для того, щоб брудна вода проходила етапи очищення під дією сили тяжіння з мінімальним залученням насосного обладнання.

Перший етап очищення - грати, на яких залишається велике і не дуже сміття - всякі ганчірки, брудні шкарпетки, втоплені кошенята, втрачені мобільні телефонита інші гаманці з документами. Більшість зібраного вирушає прямо на звалище, але найцікавіші знахідки залишаються в імпровізованому музеї.

Басейн із нечистотами. Вид зовні

Басейн із нечистотами. Вид зсередини

У цьому приміщенні встановлені грати, що вловлюють велике сміття.

За каламутним пластиком можна розглянути зібране ґратами. Виділяються папір та етикетки

Принесене водою

А вода рухається далі, наступний крок – пісколовки. Завдання цього етапу зібрати грубі домішки і пісок - все те, що пройшло повз ґрати. Перед випуском з пісковловлювачів у воду додають хімічні реагенти для видалення фосфору. Далі вода прямує в первинні відстійники, в яких відокремлюються зважені та плаваючі речовини.

Первинні остійники завершують перший етап очищення – механічний та частково – хімічний. Відфільтрована і відстоялася вода не містить у собі сміття і механічних домішок, але в ній, як і раніше, повно не найкориснішої органіки, а також живе безліч мікроорганізмів. Цього всього теж необхідно позбутися, і починають з органіки...

Конструкція на передньому плані повільно рухається вздовж басейну

Первинні відстійники. Вода в каналізації має температуру близько 15-16 градусів, від неї активно йде пара, тому що температура навколишнього повітря нижче

Процес біологічного очищення проходить в аеротенках - це такі здоровенні ванні, в які заливають воду, закачують повітря і запускають «активний мул» - коктейль із найпростіших мікроорганізмів, заточених на перетравлення саме тих хімічних сполук, яких потрібно позбутися. Повітря, що закачується в тінки, необхідне підвищення активності мікроорганізмів, за таких умов вони майже повністю «перетравлюють» вміст ванни за п'ять годин. Далі біологічно очищену воду направляють у вторинні відстійники, де від неї відокремлюють активний мул. Іл знову вирушає в аеротенки (крім надлишків, які спалюють), а вода потрапляє на останню стадію очищення – обробку ультрафіолетом.

Аеротенки. Ефект "кипіння" через активне закачування повітря

Диспетчерська. З висоти видно всю станцію

Вторинний відстійник. Вода в ньому чомусь дуже приваблює птахів

На Південно-Західних Очисних Спорудах цьому етапі також проводиться суб'єктний контроль якості очищення. Виглядає це в такий спосіб - очищену та знезаражену воду заливають у невеликий акваріум, у якому сидять кілька раків. Раки – істоти дуже вибагливі, на бруд у воді реагують негайно. Оскільки емоції ракоподібних люди розрізняти поки що не навчилися, використовується більш об'єктивна оцінка – кардіограма. Якщо раптом кілька (захист від помилкових спрацьовувань) раків зазнали сильного стресу, значить з водою щось не так, і потрібно терміново розбиратися, який з етапів очищення дав збій.

Але це ситуація позаштатна, а за звичайного порядку речей вже чиста водавирушає до Фінської затоки. Так, щодо чистоти. Хоч раки в такій воді і існують, і мікроби-віруси всі з неї видалені, пити її все ж таки не рекомендується . Проте вода повністю відповідає екологічним стандартам ХЕЛКОМ (коннвенції щодо захисту Балтики від забруднення), що за останні рокивже позитивно позначилося стані Фінської Затоки.

Зловісне зелене світло знезаражує воду

Рак-детектор. До панциря прикріплена не звичайна мотузка, а кабель, яким передаються дані про стан тварини

Клац-клац

Скажу ще пару слів щодо утилізації того, що з води відфільтровується. Тверді відходи відвозять на полігони-звалища, а ось інше спалюють на заводі, розташованому на території очисних споруд. У топку вирушають зневоднений осад із первинних відстійників та надлишки активного мулу із вторинних. Спалювання відбувається за відносно високої температури (800 градусів) для максимального скорочення шкідливих речовину вихлопі. Дивно, що з усього обсягу приміщень заводу пічки займають лише незначну частину близько 10%. Решта 90% віддано величезній системі різноманітних фільтрів, що відсіюють всі можливі і неможливі шкідливі речовини. На заводі, до речі, запроваджено аналогічну суб'єктивну систему «контролю якості». Тільки детекторами виступають уже не раки, а равлики. Але принцип дії загалом такий самий - якщо вміст шкідливих речовин на виході з труби буде вище допустимого, організм молюска відразу ж відреагує.

Печі

П родувальні засувки котла-утилізатора. Призначення до кінця не зрозуміло, але як виглядають ефектно!

Равлик. Над головою у неї люлька, з якої капає вода. А поряд ще одна, з вихлопом

P. S. Одне з найпопулярніших питань, які ставили до анонсу - "Ну що там із запахом? Смердить, так?". Запахом я виявився до певної міри навіть розчарований:) Неочищений вміст каналізації (на першому фото) практично не пахне. На території станції запах, звичайно, є, але дуже помірний. Найсильніше (і це вже відчутно!) смердить зневоднений осад з первинних відстійників і активний мул - те, що вирушає в грубку. Тому, до речі, їх і почали спалювати, полігони, на які раніше звозили мул, давали дуже неприємний запах для околиць...

Інші цікаві посади на тему промисловості та виробництва.

Міські очисні споруди

1. Призначення.
Водоочисне обладнання призначене для очищення міських стічних вод (суміш побутових та виробничих стоків об'єктів комунального господарства) до нормативів скидання у водоймище рибо-господарського призначення.

2.Область застосування.
Продуктивність очисних споруд становить від 2500 до 10000 куб.

Розрахунковий склад та концентрація забруднюючих речовин у вихідній воді:

• ГПК – до 300 – 350 мг/л
• БПКпов – до 250 -300 мг/л
• Завислі речовини – 200 -250 мг/л
• Азот загальний – до 25мг/л
• Азот амонійний – до 15мг/л
• Фосфати – до 6 мг/л
• Нафтопродукти – до 5мг/л
• ПАР – до 10мг/л

Нормативна якість очищення:

• БПКповн – до 3,0 мг/л
• Завислі речовини – до 3,0 мг/л
• Азот амонійний – до 0,39 мг/л
• Азот нітритів – до 0,02 мг/л
• Азот нітратів – до 9,1 мг/л
• Фосфати – до 0,2 мг/л
• Нафтопродукти – до 0,05 мг/л
• ПАР – до 0,1мг/л

3. Склад очисних споруд.

До складу технологічної схеми очищення стічних вод входить чотири основні блоки:

• блок механічного очищення – для видалення великих покидьків та піску;
• блок повного біологічного очищення – для видалення основної частини органічних забруднень та сполук азоту;
• блок глибокого доочищення та знезараження;
• блок обробки опадів.

Механічна очистка стічних вод.

Для видалення грубодисперсних домішок використовуються механічні проціджувачі, що забезпечують ефективне видалення забруднень розміром більше 2 мм. Видалення піску здійснюється на пісколовки.
Видалення покидьків та піску повністю механізоване.

Біологічне очищення.

На стадії біологічного очищення застосовуються аеротенки нітри-денітрифікатори, що забезпечує паралельне видалення органічних речовин та сполук азоту.
Нітрі-денітрифікація необхідна для забезпечення нормативів на скидання сполук азоту, зокрема, його окислених форм (нітритів і нітратів).
Принцип роботи такої схеми заснований на рециркуляції частини мулової суміші між аеробною та аноксичними зонами. При цьому окислення органічного субстрату, окислення та відновлення сполук азоту відбувається не послідовно (як у традиційних схемах), а циклічно, невеликими порціями. В результаті процеси нітри-денітрифікації протікають практично одночасно, що дозволяє видаляти сполуки азоту без використання додаткового джерела органічного субстрату.
Ця схема реалізується в аеротенках з організацією аноксічних та аеробних зон та з рециркуляцією мулової суміші між ними. Рециркуляція мулової суміші здійснюється з аеробної зони до зони денітрифікації ерліфтами.
В аноксічній зоні аеротенку нітри-денітрифікатора передбачено механічне (занурювальними мішалками) перемішування мулової суміші.

На рис.1 представлена ​​принципова схема аеротенку нітри-денітрифікатора, коли повернення мулової суміші з аеробної зони в аноксичну здійснюється під гідростатичним тиском по самопливному каналу, подача мулової суміші з кінця аноксічної зони на початок аеробної проводиться ерліфтами або занурювальними насосами.
Вихідна стічна вода і зворотний мул з вторинних відстійників подаються в зону дефосфатації (безкисневу), де відбувається гідроліз високомолекулярних органічних забруднень і амоніфікація азотовмісних органічних сполук без будь-якого кисню.

Принципова схема аеротенку нітрі-денітрифікатора із зоною дефосфатації
I – зона дефосфатації; II – зона денітрифікації; III - зона нітрифікації, IV - зона відстоювання
1-стічна вода;

2- поворотний мул;

4-ерліфт;

6 - мулова суміш;

7- канал циркуляційної мулової суміші,

8 - очищена вода.

Далі мулова суміш надходить в аноксичну зону аеротенка, де також відбувається вилучення і деструкція органічних забруднень, амоніфікація азотовмісних органічних забруднень факультативними мікроорганізмами активного мулу в присутності пов'язаного кисню (кисню нітритів і нітратів, що утворюються на посліду). Далі мулова суміш прямує в аеробну зону аеротенку, де відбувається остаточне окислення органічних речовин і нітрифікація азоту амонійного з утворенням нітритів та нітратів.

Процеси, що протікають у цій зоні, зумовлюють необхідність інтенсивної аерації стічних вод, що очищаються.
Частина мулової суміші з аеробної зони надходить у вторинні відстійники, а інша - знову повертається в аноксичну зону аеротенку для денітрифікації окислених форм азоту.
Ця схема, на відміну від традиційних, дозволяє поряд з ефективним видаленням сполук азоту підвищити ефективність вилучення сполук фосфору. За рахунок оптимального чергування аеробних та анаеробних умов при рециркуляції здатність активного мулу акумулювати сполуки фосфору зростає у 5-6 разів. Відповідно зростає ефективність його видалення з надлишковим мулом.
Однак у разі підвищеного вмісту фосфатів у вихідній воді, для видалення фосфатів до величини нижче 0,5-1,0 мг/л, потрібно проведення обробки очищеної води залізо-або алюміній, що містить (наприклад, оксихлорид алюмінієм) реагентом. Введення реагенту найбільш доцільно проводити перед спорудами доочищення.
Освітлена у вторинних відстійниках стічна вода прямує на доочищення, потім на знезараження і далі у водоймище.
Принциповий вид комбінованої споруди – аеротенка нітри-денітрифікатора представлений на рис. 2.

Споруди доочищення.

Біосорбер– установка для глибокого доочищення стічних вод. Докладніше опис та загальні видиустановок.
Біосорбер– див. у попередньому розділі.
Застосування біосорбера дозволяє отримати воду, очищену до норм ГДК рибогосподарської водойми.
Висока якістьочищення води на біосорберах дозволяє використовувати для знезараження стоків УФ установки.

Споруди з обробки опадів.

Враховуючи значний обсяг опадів утворюються в процесі очищення стоків (до 1200 куб.м/добу), для зменшення їх обсягу необхідно використовувати споруди, що забезпечують їх стабілізацію, ущільнення та механічне зневоднення.
Для аеробної стабілізації опадів використовуються споруди аналогічні аеротенкам із вбудованим илоущільнювачем. Подібне технологічне рішення дозволяє виключити подальше загнивання опадів, що утворюються, а так само приблизно в два рази зменшити їх обсяг.
Подальше зменшення обсягу відбувається на щаблі механічного зневоднення, що передбачає попереднє згущення опадів, їх реагентну обробку, а потім зневоднення на фільтр-пресах. Об'єм зневодненого осаду станції продуктивністю 7000 куб.м/сут складе приблизно 5-10 куб.м/сут.
Стабілізований та зневоднений осад прямує на зберігання на мулових майданчиках. Площа мулових майданчиків у разі складе приблизно 2000 кв.м (продуктивність очисних споруд 7000 куб.м/сут).

4. Конструктивне оформлення очисних споруд.

Конструктивно очисні споруди механічного та повного біологічного очищення виконані у вигляді комбінованих споруд на базі нафтових резервуарів діаметром 22 та висотою 11 м, закритих зверху дахом та обладнаних системами вентиляції, внутрішнього освітлення та опалення (витрата теплоносія має мінімальний, оскільки температуру не нижче 12-16 град.).
Продуктивність однієї подібної споруди – 2500 куб.м/добу.
Аналогічно виконаний аеробний стабілізатор із вбудованим илоущільнювачем. Діаметр аеробного стабілізатора – 16 м для станцій продуктивністю до 7,5 тис. куб.м/добу та 22 м – для станції продуктивністю 10 тис. куб.м/добу.
Для розміщення ступеня доочищення – на базі установок Біосорбер БСД 0,6, установок знезараження очищених стоків, повітродувної станції, лабораторії, побутових і підсобних приміщень потрібна будівля шириною 18 м, висотою 12 м і довгою для станції продуктивністю 2500 куб. 10000 куб, м / добу - 30 м.

Специфікація будівель та споруд:

1. комбіновані споруди – аеротенки нітри-денітрифікатори діаметром 22м – 4 шт.;
2. виробничо-побутова будівля 18х30 м з блоком доочищення, повітродувною станцією, лабораторією та побутовими приміщеннями;
3. комбіноване спорудження аеробний стабілізатор із вбудованим илоущільнювачем діаметром 22м – 1 шт.;
4. галерея завширшки 12 м;
5. мулові майданчики 5 тис. кв.м.

Каналізаційні очисні споруди ОЗ, КОС, БОС.

Одним з основних способів захисту природного середовища від забруднень можна назвати запобігання попаданню неочищеної води та інших шкідливих компонентів у водойми. Сучасні очисні споруди – це комплекс інженерно-технічних рішень для послідовної фільтрації та знезараження забруднених стоків з метою їх повторного використання у виробництві або для спуску у природні водойми. Для цього розроблено низку методик та технологій, які будуть розглянуті нижче.

Докладніше про технологію очищення стічних вод

Оскільки системи централізованого водовідведення прокладено не у всіх місцях, а для деяких промислових підприємств потрібна попередня підготовка стоків, сьогодні дуже часто облаштовуються локальні каналізаційні споруди. Вони затребувані також у приватних будинках, заміських котеджних містечках і житлових комплексах, що окремо стоять, промислових підприємствах, цехах.

Стічні води відрізняються за джерелом забруднення: госппобутові, промислові та поверхневі (походи від атмосферних опадів). Побутові стоки називають господарсько-фекальними. Вони складаються із забрудненої води, що видаляється з душових, туалетів, кухонь, їдалень та лікарень. При цьому основними забруднювачами виступають фізіологічні та побутові відходи.

До промислових стоків відносяться водяні маси, які утворилися при:

• виконання різних виробничо-технологічних операцій;
• промиванні сировини та готової продукції;
• охолодження обладнання.

Також до цього різновиду відноситься вода, відкачана з надр при добуванні корисних копалин. Основним джерелом забруднення тут є виробничі відходи. До їх складу можуть входити отруйні, потенційно небезпечні речовини, а також відходи, які можуть бути вилучені та використані у вигляді вторинної сировини.

Поверхневі (атмосферні) стоки містять найчастіше мінеральні забруднення, до очищення пред'являються мінімальні вимоги. Крім цього, стічні води кваліфікують за концентрацією різних забруднюючих речовин. Ці характеристики впливають на вибір методу та кількості етапів очищення. Щоб визначити склад устаткування, необхідність будівництва, і навіть потужність різних типів споруд, виконується розрахунок виробництва очищення стоків.

Основні етапи очищення

На першому етапі проводиться механічне очищення стоків, мета якої – фільтрація від різних нерозчинних домішок. Для цього застосовують спеціальні самоочисні решітки та сита. Затримані покидьки разом з іншими опадами направляються на подальшу переробку або вивозяться на полігони разом з твердими побутовими відходами.

У пісковловлювачі дрібні частинки піску, шлаку та інші подібні мінеральні елементи під впливом сили тяжіння осідають. При цьому відфільтрований склад придатний для подальшого використання після переробки. Інші нерозчинені речовини надійно затримуються у спеціальних відстійниках та септиках, а жири та нафтопродукти витягуються за допомогою жировиків, нафтовиць і флотаторів. На стадії механічної очистки зі стічних потоків витягуються до трьох чвертей мінеральних забруднень. Так забезпечується рівномірність подачі рідини наступні стадії переробки.

Після цього використовуються біологічні методи очищення, що виконуються за допомогою мікроорганізмів та найпростіших. Перша споруда, куди потрапляє вода на біологічному етапі, – спеціальні первинні відстійники, у яких відбувається осадження зваженої органіки. Одночасно використовується ще один тип відстійників, у яких з дна видаляється активний мул. Біологічне очищення дозволяє видалити понад 90% органічних забруднень.

На фізико-хімічному етапі відбувається очищення розчинених домішок. Робиться це за допомогою спеціальних методик та реагентів. Тут використовують коагуляцію, фільтрацію, а також відстоювання. Поряд з ними застосовуються різні технології додаткової обробки, серед яких: гіперфільтрація, сорбція, іонообмін, видалення азотовмісних речовин та фосфатів.

Останнім етапом обробки вважається хлорне знезараження рідини від бактеріальних забруднень, що залишилися. Нижче наведена схема детально показує всі описані етапи із зазначенням обладнання, яке використовується на кожній стадії. Важливо відзначити, що способи очищення для різних виробничих підприємств відрізняються залежно від наявності стічних вод певних забруднювачів.

Особливості та вимоги до облаштування очисних споруд

Побутові стоки відносять до одноманітним за складом, оскільки концентрація забруднюючих речовин залежить лише від обсягу води, що споживається мешканцями. Вони містять нерозчинні забруднення, емульсії, піни та суспензії, різні колоїдні частинки, а також інші елементи. Основна їх частина – мінеральні та розчинні речовини. Для очищення побутових стоків використовується базовий набір очисних споруд, принцип яких описано вище.

Загалом побутові каналізації вважаються простішими, оскільки вони споруджуються для очищення стоків від одного або кількох приватних будинків та господарських будівель. До них не висуваються вимоги щодо високої продуктивності. Для цієї мети використовуються спеціально розроблені установки, що забезпечують біологічне очищення стоків.

Завдяки їм у заміському житлі з'явилася можливість не лише облаштувати душову, ванну чи туалет, а й підключити різну побутову техніку. Зазвичай такі установки прості у монтажі та експлуатації, не потребують додаткових компонентів.

Для промислових стоків склад і рівень забруднення змінюються залежно від характеру виробництва, і навіть варіантів застосування води забезпечення технологічного процесу. При виробництві харчових продуктів стічних вод характерно високе забруднення органічними речовинами, тому основним способом очищення таких вод вважається біологічний. Оптимальним варіантом можна назвати використання аеробного та анаеробного методу або їх поєднання.

В інших галузях основною проблемою є очищення нафто- та жировмісних стоків. Для таких підприємств застосовуються спеціальні нафтовідділювачі або жировловлювачі. Але найбільш безпечними для довкілля вважаються водооборотні системи очищення забрудненої води. Такі локально-очисні комплекси встановлюються на мийках машин, а також виробничих підприємствах. Вони дозволяють організувати замкнутий цикл використання води без її скидання до зовнішніх водойм.

Для визначення способу організації очищення та вибору конкретної споруди застосовуються спеціальні системи та методи (підприємств багато, тому процес має бути індивідуалізований). Важливе значення має вартість обладнання та робіт з його установки. Оптимальний варіант для кожного випадку допоможуть підібрати лише спеціалісти.

Надішліть заявку* Отримуєте консультацію

Локальні очисні споруди каналізації (ЛОС) бувають декількох типів залежно від принципу очищення побутових стічних вод. Кожен спосіб очищення має свої переваги та недоліки, але завжди знаходить застосування у тій чи іншій ситуації. Локальні очисні споруди каналізації працюють комплексно, тобто – очищення відбувається у кілька етапів, і заключним є отримання чистої технічної води, придатної для побутових потреб (крім прання та приготування їжі).

Очисні каналізаційні споруди

Утилізувати шкідливі домішки з каналізаційних стоків можна різними способами:

• Механічна очистка.
• Біологічне очищення та фільтри.
• Фізико-хімічне очищення стічних вод.
• Дезінфікування стічних вод.

Механічна очистка

Перший і грубий варіант очищення - локальні очисні споруди каналізації, в яких першим бар'єром встановлені механічні фільтри. Фільтрація готує стічні води до біологічної очистки. Тут затримуються великі тверді фракції при проходженні стоків через відстійники, септики, пісковловлювачі, металеві фільтри-сітки, мембрани та решітки, що затримують нерозчинні фракції. Весь принцип роботи очисних споруд каналізації при механічному очищенні стічних вод складається з кількох послідовних кроків:

• Грати, сітки та металеве сито утримують велике сміття та фракції органічного та мінерального походження.
• Пісковловлювачі не дають дрібним частинкам проходити далі за циклом очищення.
• Мембрана видаляє дрібні фракції, що залишилися - це називається глибока очищення.
• У відстійнику вода очищається від інших завислих частинок.

Після цих чотирьох етапів очищення вода може очиститись на 60-70%. Після кількох років експлуатації ЛОС потрібна часткова реконструкція очисних споруд каналізації із заміною фільтрів.

Біологічне очищення стічних вод

Якщо потрібно подальше очищення, то використовують біологічний спосіб. У резервуари з очищеними механічно стічними водами заселяються анаеробні мікроорганізми та бактерії, які живляться залишками органічних речовин. На цьому етапі очищення може працювати активний мул, біологічні фільтри або може бути запущено процес анаеробного бродіння.

Фізико-хімічний етап передбачає використання різних хімічних речовині домішок для поліпшення якості води, що очищається. Це такі складні процеси, як озонування, хлорування та інші хімічні реакції. Тому будівництво очисних споруд каналізації має проводитися лише професіоналами та за попередньо розробленим проектом.

Якщо в системі очищення передбачено скидання стоків у штучну (природну) водойму, то необхідно дезінфікувати воду. Це робиться за допомогою УФ-фільтрів або обробкою хлором протягом 30 хвилин.

Очищення за допомогою септиків

Але такі методи очищення стічних каналів ефективні для міста. А що робити дачникам чи власникам заміських котеджів та будинків? Найактуальніші очисні споруди каналізації для селища чи дачного будиночка – це септики. А якщо є попит, то буде й пропозиція. Промисловість та приватні підприємства пропонують багато різних варіантівтаких автономних установок, що працюють по-різному. Тому проблему відводів стоків і очищення для будівель, що окремо стоять, вирішують автономні очисні споруди каналізації.

Септик – це резервуар великої ємності, що встановлюється дільниці певну глибину. До кожного рельєфу місцевості рекомендується підібрати найбільш ефективну установку, тому попереднє проектування очисних споруд каналізації є невід'ємною частиною будівництва ЛОС. Стічні води очищаються з допомогою випадання твердих фракцій осад. Додатково та остаточно вода очищається у фільтраційному полі. Після цього її можна зливати в ґрунт або користуватися в технічних цілях.

Якщо встановити додаткові фільтри, можна відкачувати воду 1 раз на 4-5 років – періодичність залежить від обсягу камер септика. Як систему доочищення використовуються аеротенки.

Аеротенк – це пристрій для біологічного очищення стічних вод. Він є системою резервуарів, заселених мікроорганізмами. Після такої обробки вода придатна для скидання до ґрунту.

Правильна експлуатація очисних споруд каналізації дозволяє підвищити якість до 98%. Недоліком такого способу є обов'язкова наявність електрики або хорошої природної припливно-витяжної вентиляції, щоб бактерії не загинули без кисню і те, що не можна перевищувати встановлені обсяги стоків, інакше бактерії не впораються з очищенням. Тандем біофільтрів та септика набагато покращує якість води.

Знезараження ультрафіолетом допомагає захистити воду від зараження вірусами та хвороботворними організмами. Ультрафіолетова установка застосовується комплексно, у складі інших очисних споруд, оскільки її функція – не очищати воду, лише знезаражувати її. УФ установка дезінфікує воду на 99%, але недолік її використання той самий - наявність електрики, що підвищує і без того велику вартість станції.

А як працюють очисні споруди каналізації із застосуванням біологічного очищення стічних вод? Біологічне очищення стоків каналізації ефективний спосіб. Встановлювати споруди біологічного очищення стічних вод можна поруч із житловими будинками та у будь-яких кліматичних поясах. Термін експлуатації такої системи – 30-50 років.

Недолік такого очищення - наявність неприємного запаху, що виникає при бродінні відходів. Сучасні технологіїдозволяють усунути цей недолік, але такі прилади дорого коштують.

Біологічне очищення стоків використовується і у звичайних септиках – у камеру септика заселяються бактерії певного виду. Але існують ще й очисні споруди зливової каналізації, які призначені для збору, доставки до септика та очищення дощової та талої води та подальшої доставки до фільтраційних полів. Стандартні септики та очисні можуть не впоратися з великою кількістюдощової води, і для цієї мети було розроблено зливову каналізацію.

Зливові очисні споруди

Основне завдання «зливи» - захист фундаменту будинку, дорожнього покриття, газонів і т.д. від підтоплення дощовими та талими водами. Що являють собою локальні очисні споруди зливової каналізації? Це система водостічних труб, дощоприймачів, водостічних жолобів та дренажу, за якими вода збирається та надходить у колектор. Колектор повинен перебувати нижче рівня промерзання ґрунту.

Всі елементи зливової каналізації обладнуються пісковловлювачами. Стандартні міські очисні споруди каналізації влаштовані набагато складніше та утворюють цілі підземні комунікації.

Дощеприймач має додатковий фільтр для очищення талої та дощової води. Після проходження фільтра очищена вода потрапляє в найближчу водойму. Також нею можна поливати город чи клумби. Лівнівка також потребує планового очищення. При виборі тієї чи іншої зливової каналізації візьміть до уваги наступне:

• Тип установки. Багато систем каналізації працюють в автономному режимі, деякі вимагають підключення електрики, а є такі очисні споруди дощової каналізації, які не можна експлуатувати, якщо грунтові води підступають до поверхні дуже близько.
• Спосіб очищення. Використання кількох очисних методів підвищує ефективність роботи.
• Місце встановлення. Необхідно дотримуватися БНіП у цьому питанні.
• Самостійний чи професійний монтаж системи.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Принцип роботи очисних споруд стічних вод

Очисні споруди – споруди, призначені для очищення від забруднень, що містяться у побутових та промислових стічних водах.

Очищення води відбувається у кілька етапів.

Механічний етап: очищення стічна вода

Стічні води несуть із собою безліч сміття. Щоб позбавити його стоки, на вході стоять грати. Перша - велика, відсіює найбільше сміття і оберігає наступні грати, від пошкоджень.

Наступний етап очищення - пісковловлювачі, довгасті бетонні ємності, в яких перебіг води уповільнюється і всі важкі частинки випадають в осад.

Первинні відстійники, куди наступному етапі потрапляє вода, призначені для осадження зваженої органіки.

Це залізобетонні «тазики» завглибшки п'ять метрів і діаметром 40 та 54 метри. У їх центри знизу подаються стоки, осад збирається в центральний приямок скребками, що проходять по всій площині дна, а спеціальний поплавок зверху зганяє все легші, ніж вода, забруднення, в бункер. В результаті механічної очистки видаляється до 60-70% мінеральних забруднень, а БПК (Біохімічне споживання кисню) знижується на 30%. Біологічне споживання кисню (БПК) - кількість кисню, витрачене на біохімічне окислення під впливом бактерій і розкладання нестійких органічних сполук, які у досліджуваної воді. БПК є одним з найважливіших критеріїврівня забруднення водойми органічними речовинами.

Він визначає кількість кисню, необхідне розкладання органічних забруднюючих речовин.

Біологічний етап. З технічної погляду розрізняють кілька варіантів біологічної очистки. На даний момент основними є активний мул (аеротенки), біофільтри та метантенки (анаеробне бродіння)

Аеротенк - пристрій біологічної очистки стоків, головний і найскладніший етап. В аеротенці забруднення розкладаються та окислюються активним мулом

Наприклад: На Люберецьких очисних аеротенках – це величезні бетонні басейни довжиною 300 метрів, розділені на чотири доріжки, які утворюють «змійку». Доріжки зроблені для збільшення пробігу води та для виділення спеціальних зон, у кожній з яких йде свій ступінь очищення.

Крім розчиненої та виваженої органіки зі стічних вод необхідно видаляти біогенні елементи. До них відносять фосфати та сполуки азоту: нітрити, нітрати, амонійний азот. Потрапляючи у водоймища, вони діють як добрива. Їхнє накопичення призводить до надмірного цвітіння, а потім і до замор водойм.

Активний мул - пластівці, що являють собою скупчення різних мікроорганізмів, які розкладають та окислюють розчинені забруднення. Його склад дуже різноманітний: головним чином це бактерії, а також найпростіші коловратки, черв'яки, водні гриби, дріжджі.

При відключенні подачі кисню та перемішування активний мул починає вмирати, а на його відновлення може піти близько півроку.

Після аеротенків вода надходить у вторинні відстійники, де видаляються залишки активного мулу. Отримана на виході з вторинних відстійників вода надходить на доочищення - фільтрацію за допомогою найдрібнішої сітки в 1,6 мм. Завершальним етапом має стати дезінфекція,

Для поліпшення параметрів очищення можуть бути використані різні хімічні методи, а також фізико-хімічні методи.

Для остаточного знезараження стічних вод призначених для скидання на рельєф місцевості або у водоймище застосовують установки ультрафіолетового опромінення.

Для знезараження біологічно очищених стічних вод, поряд з ультрафіолетовим опроміненням, яке використовується, як правило, на очисних спорудах великих міст, застосовується також обробка хлором протягом 30 хвилин.

Хлор вже давно використовується як основний знезаражуючий реагент практично на всіх очисних міст в Росії. Оскільки хлор досить токсичний і становить небезпеку очисні підприємства багатьох міст Росії вже активно розглядають інші реагенти для знезараження стічних вод, такі як гіпохлорит, дезавід та озонування.

Після очищення води залишається осад, отриманий з первинних та вторинних відстійників. Наприклад, на московських очисних за рік утворюється понад 10 млн. тонн осаду.

Виділяються з стічної водиопади відправляють на зброджування у метантенки – величезні залізобетонні баки заввишки 24 метри та об'ємом 8 тис. кубометрів. Вони осад витримується близько семи діб. Отриманий у процесі бродіння біогаз (суміш метану з вуглекислим газом) спалюється в розташованій відразу котельні, тепло якої використовується для обігріву самих метантенків, а також для господарських потреб підприємства.

Метантенки-пристрій для анаеробного бродіння (метанове бродіння органічних речовин з виділенням вільного метану) рідких органічних відходів з отриманням метану.

Призначення

Метантенк є одним із важливих елементів очисних споруд. На відміну від аеротенків у них надходить, не сама стічна рідина, а концентрований осад, що випадає у відстійниках.

Біологічні методи очищення ґрунтуються на окисленні органічних залишків з використанням мікроорганізмів. Неперегнилий осад може бути утилізований. У метантенках органічні залишки перетворюються на незагнивающую форму без доступу кисню. Перші експерименти з метанового кидання каналізаційних відходів почалися в наприкінці XIXстоліття. У середині 1920-х років почалася промислова експлуатація метантенків у Німеччині, Великобританії, США та СРСР.

Конструктивно метантенк є циліндричний або рідше прямокутний резервуар, який може бути повністю або частково заглиблений в землю. Днище метантенка має значний ухил до центру. Покрівля метантенка може бути жорстка або плаваюча. У метантенках з плаваючою покрівлею знижується небезпека підвищення тиску у внутрішньому обсязі.

Стінки та днище метантенка виконуються, як правило, із залізобетону.

Принцип дії

Зверху в метантенк трубою надходить осад і активний мул. Для прискорення процесу бродіння метантенк підігрівають, а перемішують вміст. Підігрів здійснюється водяним чи паровим радіатором. У разі відсутності кисню з органічних речовин (жирів, білків тощо. буд.) утворюються жирні кислоти, у тому числі при подальшому бродінні утворюється метан і вуглекислий газ.

Зброджений мул високої вологості видаляється з нижньої частини метантенка. Газ, що утворився, відводиться через труби в покрівлі метантенка. З одного кубічного метраосаду в метантенці виходить 12-16 кубометрів газу, в якому близько 70% становить метан.

Основними технологічними параметрами при розрахунках метантенків є температура у внутрішньому просторі, тривалість зброджування, продуктивність по сухому органічній речовині, концентрація осаду, що переробляється, і режим завантаження. Найбільше застосування знайшли мезофільний (при температурі 32-35 °C) та термофільний режим (при температурі 52-55 °C). Мезофільний режим є менш енергоємним, термофільний дозволяє застосовувати метантенки меншого обсягу. За кордоном частіше застосовується мезофільний режим. Наприкінці XX століття замість метантенків почали застосовувати механічне зневоднення та хімічне кондиціювання нестабілізованих біологічних опадів, проте ці методи енергетично менш вигідні.

Метамн - найпростіший вуглеводень, безбарвний газ (у нормальних умовах) без запаху.

Нагромаджуючись у закритому приміщенні, метан вибухонебезпечний. Вибухонебезпечний при концентрації повітря від 4,4 % до 17 %. Найбільш вибухонебезпечна концентрація 9,5%

Серйозну небезпеку є вибухи парових (газових) хмар. Такі явища виникають при витоку газу або випаровуванні горючих рідин в обмежених просторах (приміщеннях), де швидко зростає концентрація горючих елементів до граничної, коли відбувається запалення хмари.

7 жовтня 2008 р. у Нижньому Тагілі на території очисних споруд «Водоканал-НТ» у камері відстійника сталася бавовна газу метану. Постраждало 4 особи, отримали опіки 1 та 2 ступеня. У ході розслідування було встановлено, що вибух стався через недотримання техніки безпеки: при зварюванні металевої ємності, в якій знаходилися залишки парів метану.

Небезпека, пов'язана з горючими газами

Вибух є досить простою хімічну реакцію, при якій кисень швидко з'єднується з іншими речовинами, виділяючи у своїй енергію.

Для вибуху завжди необхідні три фактори:

1. Джерело займання (іскра, полум'я)

2. Кисень

3. Паливо у формі газу чи пари

Тому метою будь-якої системи протипожежного захисту є усунення, Крайній мірі, однією з цих трьох потенційних небезпек.

Утворення вибухонебезпечної суміші відбувається лише певному діапазоні концентрації газу/повітря. Даний діапазон індивідуальний для кожного газу і пари і обмежений верхнім рівнем, відомим як "верхня межа вибуховості" і нижнім рівнем, що називається "нижньою межею вибуховості".

При значеннях менш нижньої межі вибуховості недостатньо газу для вибуху (тобто суміш недостатньо концентрована), а при значеннях більш верхньої межі вибуховості в суміші міститься недостатня кількість кисню (тобто суміш занадто концентрована). Тому діапазон займання знаходиться між нижньою межею вибуховості та верхньою межею вибуховості для кожного газу або суміші газів. Поза цими межами суміш не здатна горіти.

На середньому промисловому підприємстві зазвичай немає газів, які можуть виділятися в навколишнє середовище. У крайньому випадку, спостерігається лише незначний фоновий рівень газу. Тому виявлення та система раннього попередження необхідна тільки з метою виявлення газу з концентрацією від нуля до нижньої межі вибуховості. Як тільки ця концентрація буде досягнута, будуть потрібні процедури відключення обладнання або очищення ділянки. Насправді це проводиться при концентрації менше 50% від значення нижньої межі вибуховості, таким чином забезпечується необхідний запас міцності.

Однак необхідно завжди пам'ятати про те, що в закритих або невентильованих зонах можливе утворення концентрації, що перевищує верхню межу вибуховості. Тому під час інспектування слід пам'ятати, що при відкритті дверей та люків та надходженні повітря зовні зниження концентрації газів може призвести до утворення небезпечної, займистої суміші.

Властивості метану

Температура займання.

Горючі гази мають температуру, за якої відбувається займання, навіть якщо немає джерела займання, наприклад, іскра або полум'я. Ця температура називається температурою займання..(595. °C)

Температура спалаху (<-20 °C)

Температура спалаху займистої рідини є найнижчою температурою, при якій поверхня рідини виділяє кількість парів, достатню для займання від незначного полум'я.

Щільність пари (0.55)

Допомагає вирішувати питання розташування датчика

Щільність газу/пари визначається порівняно з повітрям

Інші аварії

Причини аварій на очисних спорудах:

Вимкнення електрики;

Знос обладнання;

Погода та стихійні лиха (сильний мороз, повені);

Людський фактор (неувага персоналу, теракти);

Ненормативна робота очисних споруд (обсяг забрудненого матеріалу більше запланованого, очисні споруди не розраховані на знищення окремих речовин та компонентів тощо).

Наслідки аварій на очисних спорудах:

Основним наслідком аварій на очисних спорудах є забруднення довкілля, до екологічної катастрофи.

Приклади аварій:

У Запоріжжі через вихід з ладу очисних споруд водоканалу до водойм потрапили неочищені каналізаційні стокові води.

Через пробоїну кабелю сталося відключення від електропостачання КНР-7 (каналізаційно-насосної станції комунального підприємства «Водоканал»), повідомили у Запорізькому територіальному управлінні МНС. Тисячі кубометрів неочищених каналізаційних стоків потрапили до річки Мокра Московка, яка впадає у Дніпро.

У Харківській області 4,5 тис. кубометрів каналізаційних стоків потрапили до річки Уди, причиною цього стала аварія на очисних спорудах селища Есхар. Техніка вийшла з ладу частково через сильні морози, а частково через те, що майже третину століття її не ремонтували.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Механічна очистка стічних вод на каналізаційних очисних спорудах. Оцінка кількісного та якісного складу, концентрації забруднень побутових та промислових стічних вод. Біологічне їх очищення на каналізаційних очисних спорудах.

курсова робота , доданий 02.03.2012


Основні переваги та недоліки біологічного методу очищення води та ґрунту від нафтових забруднень. Опис роботи очисних споруд БІО-25 КС "Кармаскали". Установка знезараження стічних вод. Виділення та активація аборигенних мікроорганізмів.

дипломна робота , доданий 25.11.2012


Визначення концентрації забруднень стічних вод. Оцінка ступеня забруднення стічних вод, які від населеного пункту. Розробка схеми очищення стічних вод з подальшим їх скиданням у водойму. Розрахунок необхідних споруд для очищення стічних вод.

курсова робота , доданий 09.01.2012


Забруднення, які у побутових стічних водах. Біорозкладається як одна з ключових властивостей стічних вод. Фактори та процеси, що впливають на очищення стічних вод. Основна технологічна схема очищення для споруд середньої продуктивності.

реферат, доданий 12.03.2011


Визначення концентрації забруднень у стоку побутових та виробничих стічних вод, пропускної спроможності очисних каналізаційних споруд. Розрахунок приймальної камери, решіток, змішувача, камери пластівництва, відстійника, освітлювача, електролізера.

курсова робота , доданий 19.10.2014


Опис та принцип дії песколовок. Розрахунок первинних відстійників, призначених для попереднього освітлення стічних вод. Азротенки-витискувачі для очищення стічних вод. Вибір типу вторинних відстійників, схема розрахунку глибини та діаметра.

курсова робота , доданий 04.12.2011


Характеристика сучасного очищення стічних вод для видалення забруднень, домішок та шкідливих речовин. Методи очищення стічних вод: механічні, хімічні, фізико-хімічні та біологічні. Аналіз процесів флотації, сорбції. Знайомство із цеолітами.

реферат, доданий 21.11.2011


Водоспоживання та водовідведення підприємства. Методи очищення стічних вод: фізико-хімічний, біологічний, механічний. Аналіз роботи очисних споруд та впливу на навколишнє середовище. Гідрологічна та гідрохімічна характеристика об'єкта.

курсова робота , доданий 01.06.2015


Визначення розрахункових параметрів очисних споруд. Витрати побутових стічних вод від населення та промислових підприємств. Вміст нафтопродуктів та синтетичних поверхнево-активних речовин. Концентрація забруднень у стоку, що надходить на чищення.

курсова робота , доданий 29.04.2014


Очищення стічних вод як комплекс заходів із видалення забруднень, які у побутових і промислових водах. Особливості механічного, біологічного та фізико-хімічного способу. Сутність термічної утилізації. Бактерії, водорості, коловратки.