Очистные сооружения систем водоснабжения

Из-за низкого качества воды, поставляемой на производство и для бытового потребления, требуется использовать специальные модульные очистные сооружения. С их помощью заметно повышается качество очистки воды, используемой потом для питья, в хозяйственных целях. Комплекс очистных сооружений объединяется в станции водоочистки. В НПП «Строй Система Технологии» предлагается специализированное оборудование, которое можно использовать для этих целей.

Особенности

В очистке нуждается не только вода, которая предназначена для потребления в пищу. Любые стоки, которые проходят определенный этап очистки, подлежат сбросу в водоемы или грунт. Если в них присутствует большой объем вредных примесей, а их концентрация превышает допустимые значения, то страдает окружающая среда, по которой наносится существенный удар. Именно поэтому первым шагом для защиты водоемов, природы и рек стартует с того, что повышается качество очистки стоков. Сооружения, используемые для этого, исполняют не только свои непосредственные функции, но и позволяют получить из стоков полезные примеси, доступные для дальнейшего производства.

Модульные очистные сооружения бывают водопроводными и канализационными. Каждый вид имеет подвиды, которые между собой различаются особенностями строения, составом, технологией очистки.

Водопроводные очистные сооружения

Для определения подходящего метода очистки воды, а также состава сооружений, требуется знать исходные параметры воды, а также требования к ней на выходе. В составе технологии очистки выделяются процессы обеззараживания, обесцвечивания и осветления. Это осуществляется с помощью фильтрации, коагуляции, обработки хлором, отстаивания. Если вода первоначально не слишком загрязненная, то допускается пропуск определенных технологических процессов.

Осветлять и обесцвечивать стоки принято с помощью методов коагуляции, фильтрации и отстаивания. Вода часто размещается в горизонтальных отстойниках, а ее фильтрация выполняется с помощью разных контактных осветлителей. Наиболее распространенными элементами комплексных очистных сооружений являются быстрые фильтры и горизонтальные отстойники.

Любые очистные сооружения систем водоснабжения обязательно снабжены следующими составляющими:

• Устройства с реагентами;
• Камерами хлопьеобразования;
• Горизонтальные камеры для отстаивания и осветления;
• Механические фильтры;
• Емкости, куда будет перемещаться очищенная вода;
• Насосные станции;
• Бытовые, административные и иные объекты.

В компании НПП «Строй Система Технологии» предлагается современное высокоэффективное оборудование для водоподготовки, которое можно использовать в любых условиях. Все используемые приспособления доказали свою эффективность при работе с сильно загрязненной водой.

Автоматические насосные установки для тушения пожаров являются инженерными сетями и различными коммуникациями, которые служат для поддержания безопасности людей и имущества в сооружениях, где есть риск возгорания.

Тепловые насосы являются высокоэффективными устройствами, которые служат для отопления домов.

Погружные насосы применяются на большинстве дачных участков, на которых имеются огороды и сады.

Владельцы частных домов нередко сталкиваются с проблемой отсутствия централизованного водоснабжения. Но расстраиваться нет повода, вед эту проблему легко решить, установив насосную станцию.

Типы и назначения очистных сооружений

В связи с ростом объемов водопотребления и недо­статочностью источников подземных вод для целей водо­снабжения используются источники поверхностных вод, забираемых из рек и водоемов.

К качеству питьевой воды предъявляются требования в соответствии с нормами действующего стандарта. Вы­сокие требования предъявляются также и к качеству воды, идущей на технологические цели промышленных предприятий, так как от этого во многом зависит нор­мальное функционирование промышленных агрегатов и оборудования цехов.

Качество воды в источниках водоснабжения часто не соответствует предъявляемым требованиям, поэтому воз­никает задача его улучшения. Улучшение качества при­родной воды для хозяйственно-питьевых нужд и техно­логических целей достигается различными специальными методами ее обработки (очистки). В целях улучше­ния качества питьевой воды и ее очистки в составе современных водопроводов возводятся специальные ком­плексы очистных сооружений , объединяемые в водо­очистные станции .

Сточные воды также требуют очистки с целью устра­нения вредного их воздействия на внешнюю среду (водоемы, почву, подземные воды, воздух) и через нее на людей, животных, рыб, растения. Очистка сточных вод является одним из важнейших мероприятий по ох­ране природы, рек и водоемов от загрязнения. Она про­изводится на специальных комплексах канализационных очистных сооружений . Эти сооружения не только очи­щают воды от загрязнений, но и улавливают полезные вещества для использования их на основном производстве (в промышленности) или для использования как сырья в других производствах.

Необходимая степень очистки отводимых сточных вод, сбрасываемых в водоемы РФ, регламентируется «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» и «Основами водного законодатель­ства РФ».

В практике строительства возводятся комплексы очистных сооружений двух основных типов – водопро­водные и канализационные . Каждый из указанных типов очистных сооружений имеет свои разновидности, а так­же специфические особенности как по составу и устрой­ству отдельных сооружений, так и по технологическим процессам, происходящим в них.

Водопроводные очистные сооружения . Метод обра­ботки воды и состав водопроводных очистных сооруже­ний зависят от качества исходной воды, требований, предъявляем их к качеству питьевой воды, и принятой технологической схемы ее очистки.

Технологические процессы очистки воды включают ее осветление , обесцвечивание и обеззараживание . При этом вода коагулируется, отстаивается и фильтруется, а также проходит обработку хлором. Если качество ис­ходной воды позволяет отказаться от некоторых техно­логических процессов ее обработки, соответственно сокращается комплекс сооружений.

Изучение технологических схем очистки питьевой воды показывает, что основными методами осветления и обесцвечивания воды на водопроводных очистных со­оружениях являются отстаивание и фильтрование с предварительном обработкой воды реагентами (коагу­лянтами). Для отстаивания воды используются в основ­ном горизонтальные (реже вертикальные) отстойники или осветлители со взвешенным осадком, а для филь­трования – фильтры с различными видами фильтрую­щей загрузки или контактные осветлители.

В практике водопроводного строительства в нашей стране наибольшее распространение получили водоочист­ные сооружения , запроектированные, но технологической схеме, предусматривающей в качестве основных очист­ных сооружений горизонтальные отстойники и скорые фильтры.

Принятая единая технологическая схема очистки питьевой воды предопределила практически одинаковый состав основных и вспомогательных сооружений. Так, например, во все комплексы водоочистных станций , не­зависимо от их производительности и типа, входят сле­дующие сооружения: реагентное хозяйство со смесите­лем , камеры реакции ( хлопьеобразование ), горизон­тальные отстойники или осветлители , фильтры, резер­вуары для чистой воды , насосная станция II подъема с электроподстанцией, а также объекты подсобно-вспомо­гательного (производственного), административно-технического и культурно-бытового назначения.

Канализационные очистные сооружения . Очистные сооружения канализации , как и водопровода, – это сложные комплексы инженерных сооружений, взаимо­связанных технологическим процессом очистки сточных вод. На очистных сооружениях сточные воды подвер­гаются механической, химической и биохимической (био­логической) очистке.

В процессе механической очистки из жидкой фазы сточных вод отделяются взвешенные вещества и гру­бые механические примеси путем процеживания, отстаи­вания и фильтрования. В некоторых случаях механиче­ская очистка является окончательной. Но чаще всего она служит лишь подготовкой для дальнейшей, например, биохимической очистки.

В комплекс очистных сооружений, предназначенных для механической очистки бытовых сточных вод , вхо­дят: решетки, предназначенные для задержания круп­ных веществ органического и минерального происхож­дения; песколовки для выделения тяжелых минеральных загрязнений (главным образом леска); отстойники для выделения осаждающихся веществ (в основном органи­ческих); хлораторная установка с контактными резер­вуарами, в которых происходит контакт осветленной сточной воды с хлором в целях уничтожения болезне­творных бактерий. В результате обработки поступаю­щих сточных вод на указанных сооружениях они после их дезинфекции могут быть отведены в водоем.

Схема химической очистки сточных вод отличается от механической введением перед отстойниками смеси­теля и реагентного хозяйства. При этом обрабатываемая сточная вода после решеток и песколовки поступает в смеситель, где к ней добавляется реагент для коагулирования, а затем в отстойник для осветления. Сточная вода из отстойника выпускается либо прямо в водоем, либо сперва на фильтр для дополнительного осветления, а потом в водоем. Сооружения для обработки осадка при химическое очистке такие же. как и при механиче­ской.

Биохимическая очистка сточных вод , в зависимости от местных условий, обычно осуществляется на трех ос­новных схемах сооружений: на полях орошения или по­лях фильтрации, на биофильтрах и в аэротенках. При первой схеме сточная водя, пройдя через решетки, по­ступает в песколовки и затем в отстойники для осветле­ния и дегельминтизации, откуда она направляется на поля орошения или поля фильтрации и затем в водоем. При второй схеме сточная вода сначала проходит через сооружения механической очистки и предварительной аэрации (преаэраторы), далее она поступает на био­фильтры, а затем во вторичный отстойник для выделе­ния из очищенной воды веществ, выносимых ил биофиль­тров. Очистка заканчивается дезинфекцией сточных вод перед спуском в водоем. При третьей схеме предвари­тельная очистка сточной воды производится на решет­ках, песколовках, преаэраторах и в отстойниках. После­дующая их очистка производится в аэротенках, затем во вторичных отстойниках и заканчивается дезинфек­цией, после чего вода сбрасывается в водоем. Выбор типа сооружений для биохимической очистки сточных вод производится в зависимости от ряда факторов, в том числе; требуемой степени очистки сточных вод, раз­мера площади под очистные сооружения (большая пло­щадь требуется для устройства полей орошения и го­раздо меньшая для аэротенков), характера грунтов, рельефа площади и др. Схему очистных сооружений выбирают с учетом экономических показателей – строи­тельной и эксплуатационной стоимости сооружений.

Водоснабжение очистных сооружений

Содержание статьи

Для проектирования водоснабжения очистных сооружений предусмотрены следующие строительные нормы:

СП 30.13330.2012 — Внутренний водопровод и канализация зданий (Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85)
СП 31.13330.2012 — Водоснабжение. Наружные сети и сооружения (Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84)
СП 10.13130.2009 — Внутренний противопожарный водопровод (Требования пожарной безопасности)
СП 8.13130.2009 — Источники наружного противопожарного водоснабжения (Требования пожарной безопасности)

Кроме того, проектная документация составляется строго в соответствии с Постановлением правительства № 87.

Разработка проектной и рабочей документации происходит в несколько этапов:

1) Получение технических условий
2) Составление технического задания
3) Заключение договора на проектирование
4) Разработка проектной документации
5) Получение положительного заключение экспертизы
6) Разработка рабочей документации
7) Согласование рабочей документации

Цена проекта водоснабжения варьируется в зависимости от типа и параметров здания, от протяженности и условий прокладки сети водоснабжения, от стадии проектной документации, от необходимости согласования документации и др.

Понятие рецикла в очистных сооружениях

Иногда, в основном при анализе технологического устройства тех или иных установок по очистке сточных вод, попадается такое понятие как рецикл. Разберём подробнее, что это такое и как он влияет на работу очистных сооружений.

В более широком плане под рециклом понимается некое повторение по кругу какого-то процесса, перемещение среды. В сфере водоотведения и водоподготовки под рециклом понимается повторная обработка (полная или частичная) воды, уже прошедшей установку очистки или водоподготовки.

Казалось бы, зачем требуется данная операция, ведь на это затрачиваются ресурсы, реагенты? Тем не менее, смысл есть, и зачастую весьма большой. Можно выделить несколько ситуаций, когда стоит предусмотреть рециклирование обрабатываемой жидкости. Но для этого сначала стоит рассмотреть, как осуществляется водоснабжение установок очистных сооружений и зачем оно нужно.

Практически все системы очистки сточных вод нуждаются в некотором количестве чистой воды для технических нужд. Промывки фильтров с зернистой загрузкой, обезвоживающих механизмов, профилактические мойки оборудования – все эти процессы проводятся водой по меньшей мере осветлённой до более-менее прозрачного состояния. Поэтому аккумуляция некоторого количества чистой и условно чистой воды на комплексе очистки необходима. Как правило, для этих целей либо прокладывается ветка от централизованного водоснабжения, бурится скважина или используется привозная вода. Поскольку в любом случае это дополнительные затраты, то для технологических процессов разумно использовать очищенные стоки. В то же время стоит отметить, что использование их для хозяйственных нужд в здании персонала (санузлы, уборка) прямо запрещено из-за риска заражения патогенными микроорганизмами, и требуется отдельное снабжение водой питьевого качества.

При каких ситуациях применяется рецикл воды

1) Для разбавления чрезмерно загрязнённой исходной воды. В водоподготовке и водоотведении не всегда соблюдается линейная зависимость цены очистки от её загрязнённости. При росте концентрации загрязнителей в 2 раза стоимость обработки может вырасти и в 2 раза, и в 4, и в большее количество раз. Одним из простых способов снизить концентрацию является разбавление чистой водой. Вполне резонно поэтому взять часть уже очищенной воды и направить её в начало очищающей установки, перемешав с исходной грязной. Стоит отметить, что в данном случае рециркулируемая очищенная вода выступает своего рода инертной средой.

2) Вторичное загрязнение части очищенной воды. Например, в процессе обезвоживания осадка на очистных сооружениях сточных вод образуется некоторое количество довольно грязной воды. Её направляют в начало очистных сооружений, где она проходит повторную очистку на общих основаниях. Это пример вынужденного рецикла.

3) Для использования частично очищенной воды в качестве своеобразного сырья на предыдущих ступенях очистки. В частности, данная идея иногда реализуется на канализационных очистных сооружениях для обработки азотсодержащих соединений. В настоящее время разработано несколько разновидностей схемы, но в основе лежит один и тот же принцип. Разберём подробнее данный вид рецикла на основе модифицированного процесса Людзак-Эттингера (или MLE — Modified Ludzack-Ettinger process).

В биологических очистных сооружениях происходит окисление и разложение сложных соединений, в том числе азотсодержащих (белки, жиры, углеводы и прочие органические загрязнения), до простых – молекулярного азота, воды, углекислого газа, метана. Эти сложные органические загрязнители условно моно рассматривать как «топливную» составляющую.

Для их окисления требуется кислород. Но проблема заключается в том, что окисление проходит не напрямую, а с участием различных микроорганизмов. А, как известно из курса биологии, микроорганизмы бывают анаэробные – которые функционируют при наличии кислорода, и анаэробные – которым свободный кислород вреден. Таким образом, появляется некоторое противоречие – с одной стороны, нам нужен кислород для окисления загрязнений, но с другой – нам не нужен кислород, поскольку для части микроорганизмов он опасен. Для разрешения этого противоречия и появилась вышеуказанная схема, представляющая собой разделение общей зоны обработки на несколько подзон – богатую и бедную кислородом. В данном случае ключевым элементом при переработке будет являться азот и его соединения.

В первоначальных стоках присутствуют различные органические загрязнения, обуславливающие ХПК и БПК сточных вод, а также соединения азота – преимущественно это азот аммонийный, но также есть незначительные количества нитратов, нитритов и азота в составе органических соединений (азота органического).

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП на очистные сооружения и гарантированную скидку

Basic Nitrogen Removal System (Ludzak-Ettinger process) — основной процесс удаления азота Людзак-Эттингера.
Influent — входящий/исходный сток
Effluent — очищенный сток
Anoxic (denitrification) — неаэрируемая зона/денитрификатор/безкислородная зона.
Aerobic — аэротенк/аэрируемая зона.
Sedimentation tank — отстойник
RAS — returned/recycled active sludge — возвратный активный ил.
Modified L-E process has recycle Qr — в модифицированном процессе Людзак-Эттингера к возврату активного ила добавляется возврат/рецикл самих сточных вод Qr.

Первым звеном схемы Людзака-Эттингера является бескислородная зона – денитрификатор. Здесь происходит процесс перевода азота органического в азот аммонийный, а также процесс частичного окисления органических загрязнений с помощью кислорода нитратов и нитритов. Откуда они здесь берутся, и как это происходит – об этом чуть ниже.

Далее стоки попадают в следующую зону – аэротенк, где происходит насыщение кислородом. Здесь процесс более понятен – органические загрязнения окисляются до простых соединений. Азот аммонийный тоже окисляется до нитритов и далее до нитратов. Важно подчеркнуть, что после аэротенка падает содержание азота аммонийного, но растёт содержание более богатых кислородом нитратов. Нитриты, как промежуточное звено, при нормальной работе должны находиться на небольшом равновесном значении.

И следующим этапом как раз вступает в действие вышеупомянутый рецикл. Часть сточных вод с большим содержанием нитратов забирается с конца аэротенка и подаётся в зону денитрификации на предыдущий уровень, о котором мы говорили выше. Как уже указано, в денитрификатор внешний кислород не подаётся, и микроорганизмы вынуждены искать иные способы его получения для окисления органических загрязнений с целью получения энергии для жизнедеятельности. Таким сырьём для получения кислорода являются поданные с рециклом нитраты – NO₃ , ведь каждый ион содержит целых три атома кислорода! Поэтому микроорганизмы вынуждены переходить в режим расщепления нитратов на молекулярный азот N₂(являющийся для них отходом) и кислород, являющийся окислителем для имеющихся в стоке органических загрязнений. Таким образом происходит снижение нитратов (на которые в, свою очередь, был затрачен аммонийный азот), частичное окисление органических загрязнений. В результате применения такой схемы рецикла снижается и ХПК/БПК, и содержание азотсодержащих загрязнений. А частично очищенная вода является сырьём для предыдущих ступеней очистки.

Со времени разработки этой схемы появилось много её модификаций и изменений, зачастую довольно существенных. Принцип действия, тем не менее, остаётся тем же. Ниже приведён список некоторых наиболее часто применяемых модификаций, более подробное описание которых можно найти в специализированной литературе.

1. Биореакторы периодического действия (SBR — Sequencing Batch Reactor).
2. Мембранные биореакторы (MBR – membrane bioreactors)
3. Реактор на биоплёнке в плавающей загрузке, реактор «кипящего слоя» (MBBR – moving bed biofilm reactor).
4. Модифицированный процесс Людзак-Эттингера (MLE — Modified Ludzack-Ettinger process)
5. Ступенчатый процесс
6. Карусельный процесс
7. Процесс ААО или А2/О
8. ANAMMOX-процесс
9. SHARON-процесс
10. CANON-процесс
11. OLAND-процесс