Назначение и виды очистных сооружений

Очистные сооружения — это оборудованные комплексы, предназначенные для очищения, обеззараживания канализационных вод. Необходимы для сохранения экологии окружающей среды. Состоят из специальных фильтров, где происходит поэтапная обработка сточных вод. В таких сооружениях используются реагенты. Применяются различные методы очистки.

Узнайте про назначение и виды очистных сооружений.

Этапы очистки сточных вод

Сточные воды из канализационных труб содержат много загрязнителей — фекальные массы, поверхностно-активные вещества, бумага и т.д. Поэтому перед тем, как выпустить их в водоем, необходима поэтапная очистка, включающая механический и биологический способы.

Механический

Хозяйственно-бытовые сточные воды поступают в насосную станцию, в резервуар. Воды попадают в цех механической очистки для избавления от крупных отходов — бытового мусора: полиэтиленовых пакетов, тряпок, бумаги.

Существует несколько водоочистных устройств для избавления от загрязнителей:

1. Решетки, сита. Ширина отверстий в них не превышает 1,6 см, что позволяет улавливать мусор, попавший в канализацию, — изделия из пластмассы, банки, бутылки. Твердые отходы вывозят на переработку. Решетки сделаны из металлических прутьев.
2. Песколовки. Эти устройства улавливают более мелкий мусор — частицы песка, осколки стекол, мелкие камни, которые выкачиваются насосом, промываются.
3. Жироловки способны отфильтровывать жир, масла, бензин и углеводороды.
4. Отстойники. Существуют вертикальные и горизонтальные отстойники. Они используются для того, чтобы освободить воду от взвешенных частиц и ила. Для ускорения протекания реакций используют реагенты.
5. Прочие элементы очистки — мембраны, септики.

Биологический

При помощи специальных бактерий, водорослей сточные воды очищают от загрязнений.

Аэробные и анаэробные бактерии питаются химическими веществами, перерабатывая их в более безопасные для окружающей среды соединения.

Этапы биологической очистки:

1. Аэротенк. В нем вода, проходящая очистку, смешивается с илом, содержащим микроорганизмы. Если бактерии аэробные, то вода обогащается кислородом для их дыхания.
2. Цех очистки воздуха.
3. Вторичные отстойники. Они необходимы для очистки от ила, содержащего микроорганизмы. Используются поверхностный и придонный скребковые механизмы, удаляющие ил сверху и со дна отстойника.
4. Обработка осадка ила. В процессе его сбраживания образуется метан, который может быть использован в производственных целях. Иногда сбраживание происходит с участием кислорода, для этого нужен преаэратор. Сбродивший ил просушивается с помощью вакуум-фильтров.
5. Можно проводить доочистку сточных вод.

Современные биофильтры, содержащие специальные бактерии. Они могут состоять из гранитной крошки. Периодически проводится чистка фильтров и замена их содержимого.

Сначала сточные воды после механической очистки проходят фильтрацию, затем поступают во вторичные отстойники. Ил из отстойников направляется в аэротенк, затем его уплотняют и высушивают.

Доочистка сточных вод

Механический и биологический этапы очистки удаляют 90% загрязнителей, однако не избавляют воду от микроорганизмов, что опасно для окружающей среды. Поэтому необходима доочистка.

Биореакторы глубокой доочистки

Биореакторы используются для окисления неорганических веществ и превращения их в органические. Реакции происходят на поверхности специальных дисков. Автотрофные микроорганизмы нуждаются в кислороде, поэтому включается аэрация жидкости.

Фильтры доочистки сточных вод

Фильтрация происходит через песок. Сточные воды подаются снизу вверх. Сами фильтры расположены ниже других установок. Содержимое фильтров автоматически обновляется.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Для дезинфекции воды используется хлорирование, озонирование, гамма-облучение, переменный ток, ультразвук, ультрафиолетовое излучение.

Ультрафиолетовое облучение — эффективный способ, позволяющий уничтожать все болезнетворные микроорганизмы — бактерии, вирусы, простейших, грибки. Мутность снижает эффективность облучения, поэтому необходима большая мощность. Постепенно загрязнения оседают на УФ-лампе, и ее нужно чистить.

Виды хлорирования: суперхлорирование, двойное хлорирование, с предварительной аммонизацией. Ультрафиолетовое облучение имеет преимущество перед хлорированием — не оставляет запах и не вредит здоровью, не загрязняет окружающую среду.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды.

Очистка от фосфатов

Фосфаты содержатся в стиральных порошках и других моющих средствах. Они загрязняют окружающую среду, приводя к цветению водоемов. Для очистки от солей фосфорной кислоты используют уплотнители перед биологическим этапом очистки и песчаными фильтрами.

Виды очистных сооружений

Для очистки поверхностных вод из водоема перед подачей в дома используются отстойники и фильтры. Чтобы обработать канализационные отходы, применяют аэротенки, метантенки, септики, поля орошения и фильтрации, биологические пруды.

ОС характеризуются наличием этапов очистки, объемом обрабатываемой воды.

Городские

Эти КОС используются в городах. Они снабжены метантенками, устройствами флотации. Предназначены для очищения канализационных бытовых и производственных жидких отходов.

Крупнейшими ОС являются Курьяновские ОС, обрабатывающие в день более 2 млн м³ отходов.

Локальные

Это очистные сооружения, обрабатывающие сточные воды абонента. Существуют автономные ОС и ОС, подключенные к общей канализации. Они используются в небольших городах, селах, предприятиях, дачных участках, автомойках. Обслуживаются такие ОС специалистами.

Для частного дома

Существует несколько видов очистных сооружений для частных домов:

1. Выгребная яма — это место для сброса канализационных отходов.
   Для ее обслуживания необходимы услуги ассенизатора, поэтому при ее сооружении нужно позаботиться об удобном подъезде к ней. Недостаток состоит в том, что такая яма может загрязнять подземные воды.
2. Накопитель.
   В отличие от выгребной ямы не загрязняет окружающую среду, т.к. представлен емкостью из металла или пластика. По мере ее наполнения необходимо вызывать ассенизационную машину.
3. Ливневое очистное сооружение.

Септик.
Это оборудованная большая емкость, в которой происходит осаждение камней, песка, подъем жировых капель на поверхность, биологическая очистка со снижением уровня азотистых веществ.
Недостатком септика является дороговизна и выброс фосфатов, большая площадь сооружения. Его необходимо дополнять полями орошения, фильтрации.

Станция глубокой биологической очистки.
Является самым эффективным сооружением. Используется электричество.

Ливневые

Используются для очистки дождевых стоков, в которые попадают нефтепродукты, мусор.

Обработка происходит через несколько устройств:

1. Отстойник.
   Здесь происходит очищение от крупного мусора.
2. Тонкослойный модуль.
   На гидрофобных пластинках собираются нефтепродукты, масла, жиры.
3. Сорбционный волокнистый фильтр.
   Задерживает то, что не уловило предыдущее устройство.
4. Коалесцентный модуль.
   Отделяет жировые капли более 0,2 мм в диаметре.
5. Угольный фильтр доочистки.
   Полностью очищает воду от нефтепродуктов.

Вспомогательные помещения очистных сооружений

Для обслуживания ОС необходима административная часть, лаборатория, цех аэрации, очистка воздуха.

Цех аэрации

В этом помещении обеспечивается насыщение жидких отходов кислородом с помощью воздуходувок. Датчики фиксируют уровень насыщения кислородом.

Утилизация избыточного активного ила микроорганизмов

Ил образуется на этапе биологической очистки. Он удаляется, обезвоживается и утилизируется. Для обезвоживания ила используют вещества, сгущающие его. Затем его помещают в илоуплотнитель. Потом в центрифугу. Его высушивают теплым воздухом. Вода, выделившаяся при центрифугировании, повторяет цикл очистки.

Очистка воздуха

Воздух очистных сооружений имеет неприятный запах и загрязняет атмосферу. Поэтому его сначала прогоняют через биореактор, а затем обеззараживают ультрафиолетом.

Лаборатория на очистных сооружениях

Лаборанты, обслуживающие ОС, делают пробы воды на содержание в них микробов, загрязнений. Таким образом они контролируют качество очистки и исправность оборудования.

Может быть лаборатория на очистных сооружениях.

Административно-бытовой комплекс

В состав административного комплекса входят ремонтные мастерские, кабинеты руководителя, бухгалтеров, инженеров, кадровых работников, лаборатории, диспетчерской.

Электроподстанция

Электричество необходимо для работы всей системы, в том числе ультрафиолетовых ламп, другого оборудования. Чтобы электростанция работала бесперебойно, ее оснащают дизельным генератором.

Проектирование очистных сооружений

Проектировщики ОС учитывают мощность сооружений, уровень загрязненности жидких отходов, требуемый уровень очистки.

1. Предварительные работы — оценка загрязненности, желаемой площади постройки.
2. Сбор документов на разрешение у Природнадзора, СЭС.
3. Выбор технологии очищения.
4. Составление сметы на строительство.
5. Лабораторные пробы на эффективность.
6. Разработка и согласование документов на проект.

Видео о схеме ОС.

Монтаж сооружений очистки

Монтаж ОС происходит в несколько стадий:

1. Роется котлован для ОС, засыпается песком или бетонируется. Либо закладывается фундамент, на котором строят здание.
2. Подключается оборудование (фильтры, аэрация) к канализации, электросети, системе водоснабжения.
3. Объект проверяется на качество работы, устойчивость к перегрузке и сдается.

Для корректной работы ОС необходимо его постоянное обслуживание.

Особенности выбора оборудования для очистки воды в загородном доме

Пользователи нашего портала знают, что в рамках проекта «ДОМ ЗА ГОД» с FORUMHOUSE мы с нашими партнёрами построили в Подмосковье современный коттедж. При возведении дома использовались материалы и технологии, обеспечивающие максимальный уровень комфорта. В частности, специалисты установили систему водоочистки, с помощью которой жители коттеджа получат воду питьевого качества. Поэтому в рамках данной статьи, в формате мастер-класса, мы, с помощью эксперта Группы компаний «Гейзер», ответим на следующие вопросы:

• Как выбрать систему для водоочистки в коттедже.
• Как происходит очищение воды до питьевого качества.
• Какое оборудование для этого используется.

Нюансы выбора оборудования для системы водоочистки загородного дома

Современный загородный дом оснащен по последнему слову техники. Он включает в себя все инженерные системы, которые обеспечивают его жизнедеятельность и комфорт для жителей. Важную роль среди них играет водоснабжение, задача которого — не только подать воду для принятия ванны, мытья посуды, приготовления еды и, тем более, для питья, но и специальным образом ее подготовить.

Вода – это не просто Н₂О. В воде присутствуют как полезные, так и вредные примеси. Полезные — это минеральные соли, которые в слишком большом количестве, наоборот, пользы не приносят. При выборе компонентов системы водоочистки, в первую очередь, пользователя должны волновать вредные примеси, иными словами — загрязнения.

Для понимания сути всё «вредное» можно разделить на:

1. Механические примеси, нерастворённые в воде. Это — песок, ил, глина, взвеси, ржавчина и т.д.
2. Растворенные химические соединения:

• неорганические вещества: лишние соли жесткости, соединения железа, марганца, тяжелых металлов, также в воде могут встречаться и радиоактивные вещества;
• органические соединения, в том числе природные гуминовые кислоты, содержащиеся в почве, а также токсичные, хлорсодержащие вещества и т.д.

1. Биологические загрязнения — бактерии и вирусы.

Вредные вещества могут попасть в почву, а оттуда – в воду, например, в колодец или неглубокую скважину, из-за сброса промышленных отходов, выхлопных газов транспорта. Зачастую участки под ИЖС выделяются в местах, где раньше интенсивно велось сельское хозяйство, и весь «химический коктейль» от удобрений давно проник в грунт.

Поэтому вся вода, как питьевая, так и техническая, используемая для стирки, мытья посуды и т.д., должна соответствовать санитарным правилам и нормам. Качество воды в городских сетях регулируется требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 (Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения).

Горожане, не удовлетворенные качеством воды, централизованно поставляемой муниципальными службами (Водоканалами), могут установить в квартире бытовые фильтры. Такие фильтры очистят воду от механических примесей, например, ржавчины (попавшей в воду из-за старых труб), «химии», «органики», бактерий и т.д.

Загородный житель, в отличие от проживающего в городе и имеющего «первую линию обороны» в виде водопроводной станции «Водоканала», такого преимущества лишён. Отсюда: владелец загородного дома при очистке воды должен руководствоваться правилом «позаботься о себе сам».

Загородный дом обычно не подключен к централизованной системе водоподготовки, поэтому покупкой и установкой простого бытового фильтра не отделаешься. Он быстро засорится, если на него подавать речную или озерную воду с большим количеством песка, ила, водяной живности и т.п. Губительной может быть колодезная и скважинная вода из-за обилия неорганических веществ и природных органических гуминовых кислот. Поэтому перед бытовым фильтром нужно установить специальную систему очистки воды для коттеджей – аналог городских очистных сооружений, но в индивидуальном формате.

Возникает вопрос: как выбрать такое оборудование и произвести его монтаж? Начать нужно с детального лабораторного анализа (состава) воды.

Это позволит узнать, какие примеси и вредные вещества находятся в воде, по каким из них превышены допустимые концентрации, а затем подобрать систему водоочистки, наилучшим образом подходящую для конкретной ситуации.

Способы очищения воды в коттедже

Выбирая систему и оборудование для водоподготовки в загородном доме, следует придерживаться следующего алгоритма: сначала проводится лабораторный анализ воды, затем выявляются вещества и соединения, содержание которых превышает предельно допустимые нормы, потом выбирается и проектируется система для водоочистки, далее оборудование монтируется на объекте, после – проверяется работа оборудования и производится его сдача в эксплуатацию.

На деле каждый из вышеперечисленных пунктов может иметь подпункты. Для начала нужно понять, какое оборудование, как и от чего очищает воду. Например, бытовые фильтры делают следующее:

• «Механика» чистится механическими фильтрами.
• «Химия» чистится химическими и физико-химическими методами, а именно: неорганика чистится, в основном, ионным обменом, органика — в основном, сорбцией.

• «Биология» чистится особыми приемами: от бактерий избавляет активное серебро, добавляемое в сорбенты; от вирусов избавят только мембраны (обратный осмос, нанофильтрация) и другие высокотехнологичные методы, например, ультрафиолетовое облучение воды.

Обратноосмотическая мембрана универсальна и берет на себя работу всех методов, описанных выше. Такой способ очищения подходит для всех типов воды — мягкой, жесткой, сверхжесткой, железистой.

Важно: при установке системы обратного осмоса одним из ключевых элементов системы является минерализатор. В нём находятся природные компоненты, которые восстанавливают минеральный состав воды, прошедшей через обратноосмотическую мембрану.

Принцип работы системы водоочистки загородного дома

Рассмотрим следующий пример выбора оборудования и компонентов водоочистки для коттеджа.

Допустим, по результатам анализа выяснилось, что воду требуется очистить от сероводорода, двухвалентного железа (железа, растворённого в воде) и марганца.

Для этого можно смонтировать комплексную систему с аэрацией, которая подготавливает воду, пригодную для использования в ванной комнате при принятии душа, санузла, мытья посуды и прочих хозяйственных нужд. Схема такой системы показана на рисунке ниже.

1. Дисковый фильтр механической очистки — т.н. «грязевик». С его помощью происходит предварительная очистка воды, поступающей в дом из источника водоснабжения, от механических примесей (песка, ила) размером от 100 мкм.

1. Колонна аэрации для насыщения воды кислородом воздуха с целью последующего окисления и удаления неорганических загрязнителей: соединений железа, марганца и растворенных в воде газов, в основном, сероводорода и аммиака. Последующее окисление и удаление загрязнителей происходит в колонне, расположенной между аппаратами поз 2 и 3 на картинке. Фильтрующий материал, загруженный в колонну, совмещает две функции: ускорение реакции окисления (является катализатором процесса) и осаждение продуктов окисления, т.е. физическое удаление их из воды.

1. Умягчитель для удаления неорганических загрязнителей — избытка солей жесткости (солей кальция и магния) с синим резервуаром, где приготовляется раствор поваренной соли для регенерации фильтрующего материала.

1. Фильтр с картриджем механической очистки. Этот фильтр необходим, чтобы «на финише» задержать нерастворённые примеси, а также предотвратить вынос загрузки из системы в трубопровод, подающий воду потребителю.

Важно: для очистки «сложной» воды с большим количеством вредных элементов необязательно для удаления каждого вещества ставить отдельную колонну со своим типом загрузки. Чтобы не монтировать слишком сложную систему, состоящую из нескольких колонн и занимающую слишком много места в техническом помещении коттеджа, можно использовать мультикомпонентную загрузку. Такая универсальная загрузка способна очищать воду от растворённого железа, марганца, солей жесткости, ионов тяжелых металлов и т.д.

Работой колонны-умягчителя управляет автоматический клапанный механизм (т.н. «управляющая голова»), обеспечивающий выполнение циклов промывки и регенерации колонны по заданной программе. Внутри колонны установлены трубки для равномерного распределения потоков воды через загрузку. Также для части загрузок может потребоваться отдельный вывод в дренажный сток.

Колонна работает следующим образом — управляющий клапан переключает режим работы системы на:

• фильтрацию – на данном этапе происходит очистка воды;
• регенерацию – на данном этапе происходит восстановление фильтрующих свойств загрузки, что обеспечивает долгий срок службы системы.

Далее после очистки и приготовления т.н. технической воды она доочищается до состояния питьевой воды высокого качества с помощью специальной системы на базе обратноосмотической мембраны.

Вывод: смысл качественной очистки воды заключается в многоступенчатости и комплексном подходе, когда для каждого вида загрязнения подбирается своя система, тип оборудования и вид загрузки. Наилучшим образом с этим справятся профессиональные компании с большим опытом работы.