Водоочистные сооружения: особенности, виды, схемы работы. Очистка сточных вод городов Принцип работы очистных сооружений канализации города

The Village продолжается рассказывать, как устроено то, чем горожане пользуются каждый день. В этом выпуске - система канализации. После того как мы нажимаем кнопку смыва на унитазе, закрываем кран и отправляемся по своим делам, водопроводная вода превращается в сточную и начинает свой путь. Чтобы снова попасть в Москву-реку, ей нужно пройти километры канализационных сетей и несколько этапов очистки. Как это происходит, The Village узнал, побывав на городских очистных сооружениях.

По трубам

В самом начале вода попадает во внутренние трубы дома диаметром всего 50–100 миллиметров. Дальше идет по сети чуть шире - дворовые, а оттуда - в уличные. На границе каждой дворовой сети и в месте перехода ее в уличную установлен смотровой колодец, через который можно следить за работой сети и прочищать при необходимости.

Протяженность городских канализационных труб в Москве больше 8 тысяч километров. Вся территория, по которой проходят трубы, делится на части–бассейны. Участок сети, который собирает сточную воду из бассейна, называют коллектором. Его диаметр достигает трех метров, это вдвое больше, чем труба в аквапарке.

В основном в силу глубины заложения и естественного рельефа территории вода течет по трубам сама, но в некоторых местах требуются насосные станции, всего в Москве их 156.

Сточная вода поступает на один из четырех очистных сооружений. Процесс очистки непрерывен, а пики гидравлической нагрузки приходятся на 12 часов дня и 12 часов ночи. Курьяновские очистные сооружения, которые находятся около Марьина и считаются одними из самых крупных в Европе, принимают воду с южной, юго-восточной и юго-западной частей города. Стоки из северной и восточной частей города поступают на очистные в Люберцы.

Очистные

Курьяновские очистные сооружения рассчитаны на 3 миллиона кубометров сточных вод в сутки, но поступает сюда только полтора. 1,5 миллиона кубометров - это 600 олимпийских бассейнов.

Раньше это место называлось станцией аэрации, она была запущена в декабре 1950 года. Сейчас очистным 66 лет, и 36 из них здесь проработал Вадим Гелиевич Исаков. Он пришел сюда мастером одного из цехов и стал начальником технологического отдела. На вопрос, рассчитывал ли провести на таком месте всю жизнь, Вадим Гелиевич отвечает, что уже и не помнит, так давно это было.

Исаков рассказывает, что станция состоит из трех блоков по очистке. Кроме того, здесь есть целый комплекс сооружений по обработке осадков, которые образуются в процессе.

Механическая очистка

Мутная и зловонная сточная вода приходит на очистные теплой. Даже в самое холодное время года ее температура не опускается ниже плюс 18 градусов. Сточные воды встречает приемно-распределительная камера. Но что происходит там, мы не увидим: камеру полностью закрыли, чтобы не распространялся запах. Кстати, пахнет на огромной (почти 160 гектаров) территории очистных вполне сносно.

После этого начинается этап механической очистки. Здесь на специальных решетках задерживается мусор, который приплыл вместе с водой. Чаще всего это тряпье, бумага, средства личной гигиены (салфетки, памперсы), а еще пищевые отходы - например, картофельные очистки и куриные кости. «Чего только не встретишь. Бывало, что приплывали кости и шкуры с мясоперерабатывающих производств», - с содроганием говорят на очистных. Из приятного - только золотые украшения, хотя очевидцев такого улова мы не нашли. Лицезреть сорозадерживающую решетку - самая ужасная часть экскурсии. Помимо всякой гадости, в ней застряло много-много кружочков лимонов: «По содержимому можно время года угадывать», - отмечают сотрудники.

Со сточными водами приходит много песка, и, чтобы он не оседал на сооружениях и не забивал трубопроводы, его удаляют в песколовках. Песок в жидком виде поступает на специальный участок, где отмывается технической водой и становится обычным, то есть пригодным для благоустройства. Очистные используют песок для собственных нужд.

Завершается этап механической очистки в первичных отстойниках. Это большие резервуары, в которых из воды удаляется мелкая взвесь. Сюда вода приходит мутной, а уходит осветленной.

Биологическая очистка

Начинается биологическая очистка. Она происходит в сооружениях, которые называются аэротенками. В них искусственно поддерживается жизнедеятельность сообщества микроорганизмов, которые называют активным илом. Органические загрязнения в воде - самая желанная пища для микроорганизмов. В аэротенки подается воздух, который не дает илу осесть, чтобы тот контактировал со сточной водой как можно больше. Так продолжается восемь-десять часов. «В любом естественном водоеме происходят аналогичные процессы. Концентрация микроорганизмов там в сотни раз ниже, чем создаем мы. В естественных условиях это бы длилось недели и месяцы», - говорит Исаков.

Аэротенк представляет собой прямоугольный резервуар, разделенный на секции, в которых сточная вода вьется змейкой. «Если посмотреть в микроскоп, то там все ползает, шевелится, движется, плавает. Заставляем их работать на наше благо», - говорит наш проводник.

На выходе из аэротенков получается смесь очищенной воды и активного ила, которые теперь нужно отделить друг от друга. Эта задача решается во вторичных отстойниках. Там ил оседает на дне, собирается илососами, после чего 90 % возвращается в аэротенки для непрерывного процесса очистки, а 10 % считается избыточным и утилизируется.

Возвращение в реку

Биологически очищенная вода проходит третичную очистку. Для проверки она процеживается через очень мелкое сито, а после сбрасывается в выводной канал станции, на котором стоит блок ультрафиолетового обеззараживания. Обеззараживание ультрафиолетом - четвертый и последний этап очистки. На станции вода делится на 17 каналов, каждый из которых просвечивается лампой: вода в этом месте приобретает кислотный оттенок. Это современный и самый большой в мире подобный блок. Хотя по старому проекту его не было, раньше воду хотели обеззараживать жидким хлором. «Хорошо, что до этого не дошло. Мы бы все живое в Москве-реке погубили. Водоем был бы стерильный, но мертвый», - говорит Вадим Гелиевич.

Параллельно с очисткой воды на станции разбираются с осадком. Осадок из первичных отстойников и избыточный активный ил проходят совместную обработку. Они поступают в метантенки, где при температуре плюс 50–55 градусов почти неделю идет процесс сбраживания. В результате осадок теряет способность загнивать и не выделяет неприятного запаха. Затем этот осадок перекачивается на обезвоживающие комплексы за пределами МКАД. «30–40 лет назад осадок сушился на иловых площадках в естественных условиях. Процесс этот длился от трех до пяти лет, сейчас же обезвоживание мгновенное. Сам по себе осадок - это ценное минеральное удобрение, в советские времена он пользовался популярностью, совхозы с удовольствием его брали. Но сейчас он стал никому не нужен, а за утилизацию станция платит до 30 % от общих затрат на очистку», - говорит Вадим Гелиевич.

Треть осадка распадается, превращаясь в воду и биогаз, что позволяет экономить на утилизации. Часть биогаза сжигается в котельной, а часть направляется на комбинированную теплоэлектростанцию. Теплоэлектростанция - не рядовой элемент очистных сооружений, а скорее полезное дополнение, которое дает очистным относительную энергонезависимость.

Рыбы в канализации

Раньше на территории Курьяновских очистных находился инженерный центр со своей производственной базой. Сотрудники ставили необычные эксперименты, например разводили стерлядь и карпа. Часть рыб жила в водопроводной воде, а часть в канализационной, которая прошла очистку. Сейчас же рыба водится только в сбросном канале, там даже висят таблички «Лов рыбы запрещен».

После всех процессов очистки вода по сбросному каналу - небольшой речке длиной 650 метров - идет в Москву-реку. Здесь и везде, где процесс идет под открытым небом, на воде плавает много чаек. «Процессам они не мешают, но портят эстетический внешний вид», - уверен Исаков.

Качество очищенных сточных вод, выпускаемых в реку, намного лучше воды в реке по всем санитарным показателям. Но пить такую воду без кипячения не рекомендуется.

Объем очищенных сточных вод равен примерно трети всей воды в Москве-реке выше сброса. Если бы очистные вышли из строя, населенные пункты ниже по течению оказались бы на грани экологической катастрофы. Но такое практически невозможно.

Прежде чем проектировать очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод или стоков иных типов, важно выяснить их объем (количество стоков, образующихся за определенный период времени), наличие примесей (токсичных, нерастворимых, абразивных и пр.) и другие параметры.

Виды сточных вод

Очистные сооружения сточных вод устанавливаются на стоки различных типов.

Хозяйственно-бытовые стоки – это сливы из сантехнических приборов (умывальников, моек, унитазов и пр.) жилых зданий, в том числе, и частных домов, а также учреждений, общественных зданий. Хозяйственно-бытовые стоки опасны как питательная среда для болезнетворных бактерий.
Производственные стоки образуются на предприятиях. Категория характеризуется возможным наличием разнообразных примесей, некоторые из которых значительно затрудняют процесс очистки. Очистные сооружения промышленных сточных вод обычно сложны по конструкции и имеет несколько ступеней очистки. Комплектность таких сооружений подбирается в соответствии с составом стоков. Промышленные сточные воды могут быть токсичными, кислотными, щелочными, имеющими механические примеси и даже радиоактивными.
Ливневые стоки из-за способа образования называются также поверхностными. Их также именуют дождевыми или атмосферными. Стоки данного типа – это жидкость, образующаяся на крышах, дорогах, террасах, площадях при выпадении осадков. Очистные сооружения ливневых сточных вод обычно включают несколько ступеней и способны удалять из жидкости примеси различного типа (органические и минеральные, растворимые и нерастворимые, жидкие, твердые и коллоидные). Ливневые стоки – наименее опасные и наименее загрязненные из всех.

Виды очистных сооружений

Для того, чтобы понять, из каких блоков может состоять комплекс очистки, следует знать основные виды очистных сооружений для сточных вод.

К ним относятся:

механические сооружения,
установки биоочистки,
кислородонасыщающие установки, обогащающие уже очищенную жидкость,
адсорбционные фильтры,
ионообменные блоки,
электрохимические установки,
оборудование физико-химической очистки,
обеззараживающие установки.

К оборудованию для очистки стоков можно причислить и сооружения и резервуары для складирования и хранения, а также для обработки отфильтрованного осадка.

Принцип работы комплекса очистки сточных вод

В комплексе может быть реализована схема очистных сооружений сточных вод с наземным или подземным исполнением.
Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод устанавливаются в коттеджных поселках, а также в небольших населенных пунктах (150-30 000 человек), на предприятиях, в районных центрах и пр.

Если комплекс устанавливается на поверхности земли, он имеет модульное исполнение. Для того, чтобы минимизировать повреждения, снизить расходы и трудозатраты на ремонт подземных конструкций, их корпуса изготавливают из материалов, прочность которых позволяет противостоять давлению грунта и подземных вод. Кроме прочего, такие материалы отличаются долговечностью (до 50 лет службы).

Чтобы понять принцип работы очистных сооружений сточных вод, рассмотрим, как функционируют отдельные ступени комплекса.

Механическая очистка

Эта ступень включает в себя следующие типы сооружений:

первичные отстойники,
пескоуловители,
сорозадерживающие решетки и т.п.

Все эти приспособления предназначены для устранения взвесей, крупных и мелких нерастворимых примесей. Самые крупные включения задерживаются решеткой и попадают в специальный съемный контейнер. Так называемые песколовки обладают ограниченной производительностью, поэтому при интенсивности подачи стоков на очистные сооружения более 100 куб. м. в сутки, целесообразно устанавливать параллельно два приспособления. В этом случае их эффективность будет оптимальной, пескоуловители смогут задерживать до 60% взвеси. Задержанный песок с водой (песчаная пульпа) отводится на песковые площадки или в песчаный бункер.

Биологическая очистка

После удаления основной массы нерастворимых примесей (осветления стоков) жидкость для дальнейшей очистки поступает в аэротенк – сложное многофункциональное устройство с продленной аэрацией. Аэротенки разделятся на участки аэробной и анаэробной очистки, благодаря чему одновременно с расщеплением биологических (органических) примесей производится вывод из жидкости фосфатов и нитратов. Это существенно повышает эффективность работы второй ступени очистного комплекса. Активная биомасса, выделяемая из стоков, задерживается в специальных блоках, загруженных полимерным материалом. Такие блоки размещаются в зоне аэрации.

После аэротенка иловая масса переходит во вторичный отстойник, в нем происходит разделение на активный ил и очищенные стоки.

Доочистка

Доочистка сточных вод производится на самопромывных песчаных фильтрах или с помощью современных мембранных фильтров. На этом этапе количество взвешенных веществ, присутствующих в воде, сокращается до 3 мг/л.

Обеззараживание

Обеззараживание очищенных стоков выполняется методом обработки жидкости ультрафиолетом. Для повышения эффективности работы этой ступени очистные сооружения биологической очистки сточных вод оснащаются дополнительным воздуходувным оборудованием.

Стоки, прошедшие все ступени комплекса очистки, безопасны для окружающей среды и могут сбрасываться в водоем.

Проектирование очистных систем

Очистные сооружения производственных сточных вод проектируются с учетом следующих факторов:

уровня залегания грунтовых вод,
конструкции, геометрии, расположения подводящего коллектора,
комплектности системы (тип и количество блоков, определяемые заблаговременно на основании биохимического анализа стоков или их прогнозируемого состава),
расположения компрессорных установок,
наличия свободного подъезда для транспорта, который будет осуществлять вывоз мусора, задерживаемого решетками, а также для ассенизаторской техники,
возможного размещения вывода очищенной жидкости,
необходимости использования дополнительного оборудования (определяется наличием специфических примесей и другими индивидуальными особенностями объекта).

Важно: Очистные сооружения поверхностных сточных вод должны проектироваться только компаниями или организациями, обладающими сертификатом СРО.

Монтаж установок

Правильность монтажа очистных сооружений и отсутствие ошибок на этом этапе во многом определяют долговечность комплексов и их эффективность, а также бесперебойность работы – один из важнейших показателей.

Монтажные работы включают в себя следующие этапы:

разработка схем монтажа,
осмотр площадки и определение ее готовности к монтажу,
строительные работы,
подключение установок к коммуникациям и соединение их между собой,
пуско-наладочные работы, регулировка и настройка автоматики,
сдача объекта.

Полный комплекс монтажных работ (перечень необходимых операций, объем работ, требуемое для их выполнения время и другие параметры) определяются, исходя из особенностей объекта: его производительности, комплектности), а также с учетом характеристик места монтажа (тип рельефа, грунт, расположение грунтовых вод и др.).

Обслуживание очистных сооружений

Своевременное и профессиональное обслуживание очистных сооружений обеспечивает эффективность оборудования. Поэтому такие работы должны выполняться специалистами.

В комплекс работ входят:

удаление задержанных нерастворимых включений (крупного мусора, песка),
определение количества образующегося ила,
проверка содержания кислорода,
контроль работы по химическим и микробиологическим показателям,
проверка функционирования всех элементов.

Важнейшим этапом обслуживания локальных очистных сооружений является контроль работы и профилактика электрооборудования. Обычно к этой категории относятся воздуходувные машины и перекачивающие насосы. В аналогичном обслуживании нуждаются и установки ультрафиолетового обеззараживающего излучения.

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:

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

С помощью канализационных очистных сооружений осуществляется отвод хозяйственных, атмосферных и промышленных стоков. Ошибки в их проектировке и строительстве чреваты многими негативными последствиями.

Как работает канализация

Состоят локальные очистные сооружения канализации из ряда отдельных модулей.

Несмотря на то, что набор блоков может отличаться, алгоритм работы у всех систем одинаковый:

Вначале поступившие внутрь стоки проходят механическую очистку. Это позволяет извлечь крупные частицы минерального и органического происхождения. Приспособления применяются самые простые – решётки и сита. Чтобы отфильтровать менее крупные фракции (стеклянный бой, песок, шлак), используются песколовки. Благодаря мембранным приспособлениям достигается более тщательная чистка. Отстойник позволяет выявить взвешенные компоненты – в основном речь идет о минеральных примесях.
Далее в работу вступают очистные сооружения биологической очистки. Чтобы разложить органические соединения на отдельные компоненты, используют бактерии повышенной активности. Жидкие составляющие проходят через биофильтр, что позволяет получить ил и газообразные соединения.
Последним этапом работы локальных канализационных очистных сооружений является обеззараживание отходов химическим путем. Выходящая наружу жидкость с точки зрения санитарных норм вполне подходит для технического использования.

Разновидности канализационных систем

Разработка местных очистных сооружений осуществляется до того, как будут проводиться основные строительные мероприятия. Перед началом проектирования проводится подбор наиболее оптимальной системы, учитывая ее назначение, характер стоков и их объем.

Давайте рассмотрим, как устроена канализация в городе . В настоящее время существуют следующие виды очистных сооружений:

Локальные.
Индивидуальные (автономные).
Блоки и модули.

Локальные очистные сооружения

Локальный тип очистных сооружений позволяет собирать и очищать стоки на отдельных объектах. В зависимости от типа обслуживаемых зданий, локальные системы делятся на хозяйственно-бытовое и промышленные. Традиционное устройство очистных сооружений предусматривает постепенное снижение скорости сточных вод по мере их удаления от точки сброса. При этом твердые фракции постепенно выпадают в осадок, образуя на дне трубы налет. Для удаления оставшихся примесей используются системы доочистки.

Принцип работы очистных сооружений канализации классического типа подразумевает наличие достаточно габаритных ёмкостей (или – отстойников). Они нужны для отстаивания отходов. Подобные системы очистных сооружений практически не применяются для оснащения небольших частных построек. Как показал опыт эксплуатации локальных очистных сооружений, что эти конструкции больше всего подходят для небольших населенных пунктов, в которых отсутствуют централизованные канализационные магистрали.

Септики

Данные приспособления широко применяются при устройстве очистных сооружений канализации автономного типа. Как правило, речь идет о загородных домах. Важно понимать принцип работы автономной канализации , если вы собираетесь ее самостоятельно делать или обслуживать.

Сами конструкции представляют собой пластиковые баки, и обладают целым рядом полезных качеств:

Небольшой вес. Это облегчает транспортировку и монтаж септиков. При этом не требуются никакая подъемная спецтехника.
Стойкость по отношению к агрессивным средам. Содержащиеся внутри стоки не повреждают емкости.
Инертность к коррозии. Засыпанный землей септик не ржавеет.
Хорошие прочностные характеристики.

Производители септиков предоставляют инструкцию, из чего состоят очистные сооружения. Внутри емкости может быть различное количество секций, каждая из которых выполняет отдельную функцию. Это могут быть отстойники, биологические или механические фильтры. Септиками обычно комплектуются приватные очистные сооружения. Они очень просты в обслуживании и эксплуатации, демонстрируя отличную долговечность. Схема канализации может быть полностью автономной. Для улучшения степени очищения отходов в состав конструкция очистных сооружений вводят дополнительные секции. Наиболее популярный вариант – фильтрационные и аэрационные поля.

Аэротенки

Эти приспособления входят в состав габаритных промышленных очистных сооружений канализации. Их функция состоит в переработке заводских и фабричных отходов. Аэротенки представляют собой емкости больших объемов, в которых вода перемешивается с активным илом.

Чтобы повысить скорость реакции, жижу обогащают кислородом. Бывают случаи, когда аэротенки включаются в состав автономных канализаций загородных построек. Для этих целей были разработаны портативные баки, которые для удобства устанавливают внутри септиков. Для повышения эффективности аэротенков их могут комплектовать специальными уловителями, позволяющими выводить из отходов жир и нефтепродукты.

Биологические фильтры

В составе канализационных конструкций часто присутствуют биологические фильтры. Как правило, речь идет о встроенных элементах. Биофильтрами обычно усиливают локальные очистные системы. Основным активным веществом для биологической фильтрации выступают специальные бактерии, благодаря которым существенно убыстряется процесс разложения отходов. В результате получается достаточно чистая вода, в составе которой отсутствуют вредные для окружающей среды компоненты. Ее разрешается сливать в грунт или ближайший водоем.

Ливневки

Целью очистных сооружений является выведение из стоков вредных примесей неорганического и органического характера. После этого отфильтрованную воду разрешается применять для полива городов и полей. Сбор, транспортировка и очищение талых и дождевых вод осуществляется посредством ливневой канализационной системы. Традиционные канализационные магистрали для этих целей не предназначены.

Благодаря ливневой системе очистных сооружений канализации достигается защита фундаментов, дорожных покрытий и газонов. Если все сделать правильно, приусадебная территория не будет подтапливаться весной и во время сильных дождей. Излишки воды посредством системы желобов и труб отводятся внутрь общего коллектора. Согласно нормативам, ливневку необходимо монтировать ниже уровня промерзания замели, чтобы она смогла бесперебойно функционировать в любое время года. В состав системы входят фильтры для устранения мелких фракций (песка, частиц стекла, каменной крошки и т.п.). Как результат, коллектор принимает очищенную воду.

В тех случаях, когда необходима более тонкая очистка стоков, водные очистные сооружения дополняются сорбционными модулями и фильтрами удаления нефтепродуктов. Это позволяет добиться такого уровня чистоты отходов, что готовую жидкость можно будет сливать в водоемы или использовать для орошения огородов и клумб. Обслуживание ливневых конструкций подразумевает периодическую замену фильтрационных картриджей.

Автономные системы

По своей конструкции автономные канализационные системы очень похожи на локальные очистные сооружения. Хотя определенные отличия, безусловно, имеются. К этому виду очистных сооружений сточных вод относят септики и емкости для аккумуляции отходов. Вначале сточные воды накапливаются внутри системы, а после проходят процедуру фильтрации.

Блоки и модули

Благодаря блочным и модульным разновидностям очистных сооружений достигается более глубокая очистка отходов. Как правило, конструкциями данного типа оснащаются заводы, фабрики и промышленные цеха.

Использование блоков и модулей позволяет достигать следующих целей:

Высокое качество итогового результата очистки.
Уменьшение процента иловых отложений в очищенной воде.
Защита окружающей среды от вредного воздействия.
Возможность повторного использования очищенной воды.

Блочные и модульные системы превосходят простейшие очистные сооружения в плане эффективности и производительности. Их потенциала вполне хватает, чтобы обслуживать все дома в районе. Блоки и модули хорошо справляются с температурными колебаниями, и могут применяться в местностях с суровым климатом.

Какой вариант лучше

Для того, чтобы определиться с разновидностью очистной системы, рекомендуется ориентироваться на следующие критерии:

Суммарный объем стоков, вырабатываемый данным объектом в течении суток.
Где находятся очистные сооружения – под землей или на ее поверхности. Местности с высоким уровнем подземных вод требуют использования поверхностных коммуникаций.
Из чего состоят очистные сооружения: перечень отдельных секций обычно содержится в сопроводительной инструкции.
Специфика монтажа очистных сооружений. Для самостоятельной установки более всего подходят пластиковые септики.

Отдельные разновидности работают в полностью автономном режиме. Другие модели очистных сооружений нуждаются в электрическом питании. По ходу сооружения необходимо учитывать существующие санитарные нормативы. Те конструкции, которые обслуживаются ассенизаторской машиной, нуждаются в обустройстве свободного подъезда.

Специфика проектирования

В процессе составления проекта очистных конструкций обязательно просчитываются все риски, способные повлиять на эффективность системы. Учета требует и существующая законодательная база, где прописаны все основные требования по защите природной среды. Очистные сооружения разрешается размещать исключительно в пределах санитарно-защищённых зон.

По ходу работы над проектом следует иметь в виду следующие моменты:

Габариты и объём системы.
Наиболее подходящая модель.
Глубина прохождения грунтовых вод.
Уровень промерзания земли на участке.
Производительность модуля.
Тип очищающих приспособлений.
Специфика монтажных мероприятий.

Во избежание претензий со стороны санитарно-разрешительных инстанций, следует обзавестись рядом документов:

Договором о приобретении или аренде земли.
Чертежом установки коммуникаций и блоков системы.
Результатами проверок и инспекций.
Техническими условиями эксплуатации водных ресурсов.
Информацией о количестве расхода воды.
Подробным описанием очистных сооружений.

Любое нарушение санитарных предписаний чревато денежными и административными взысканиями.

Это дочернее предприятие нефтехимической компании «СИБУР», является одним из крупнейших производителей высококачественных каучуков, латексов и термоэластопластов в России.

01 . Наш проводник в мир высоких технологий очистки сточных, технологических и, конечно же, канализационных вод сотрудник пресс-службы Ксения разбирается с охраной. После небольшой заминки нас всё же пропускают на территорию.

02 . Внешний вид комплекса. Частично процесс очистки происходит внутри здания, но некоторые этапы находятся и на открытом воздухе.

03 . Сразу оговорюсь, что данный комплекс перерабатывает только стоки «Воронежсинтезкаучука» и не касается городской канализации, так что жующие в данный момент читатели, в принципе, могут не беспокоиться о своём аппетите. Я, узнав об этом, несколько расстроился, так хотел узнать у обслуживающего персонала о крысах-мутантах, трупах и прочих ужасах. Итак, один из двух подводящих напорных трубопроводов диаметром 700 мм (второй — резервный).

04 . Первым делом сточные воды попадают на участок механической очистки. Он включает в себя 4 блока механической очистки сточных вод Rotamat Ro5BG9 компании компании «HUBER» (3 – в работе, 1 – в резерве), совмещающие барабанные решетки с мелким прозором и высокоэффективные аэрируемые песколовки. Отбросы с решеток и песок после отжима подаются при помощи конвейеров в бункеры с шлюзным затвором. Отбросы с решеток направляются на полигон ТБО, но могут также использоваться в качестве наполнителя при компостировании осадка. Песок складируется на специальных песковых площадках.

05 . Помимо Ксении, нас сопровождал начальник цеха Чаркин Александр Константинович. Он сказал, что не любит фотографироваться, поэтому я на всякий случай щёлкнул его, когда он увлечённо рассказывал нам принцип действия песколовок.

06 . С целью сглаживания неравномерности поступления промышленных сточных вод предприятия нужно проводить усреднение сточных вод по объему и составу. Поэтому, в связи с циклическим колебанием концентрации и составом загрязняющих веществ, далее воды попадают в так называемые усреднители. Их здесь два.

07 . Они оснащены системами механического перемешивания сточных вод. Общая вместимость двух усреднителей – 7580 м3.

08 . Можно попробовать сдуть пенку.

09 . После усреднения по объему и составу сточные воды при помощи погружных насосов поступают на очистку на флотаторы.

10 . Флотаторы – это 4е флотационные установки (3 – в работе, 1 – в резерве). Каждый флотатор снабжен флокулятором, тонкослойным отстойником, контрольно-измерительным и дозирующим оборудованием, воздушным компрессором, системой подачи рециркуляционной воды и т.д.

11 . В них осуществляется сатурация части воды воздухом и подача коагулянта для удаления латекса и других взвешенных веществ

12 . Напорная флотация позволяет отделить легкие взвешенные вещества или эмульсии от жидкой фазы при помощи пузырьков воздуха и реагентов. В качестве коагулянта используется гидроксохлорид алюминия (около 10 г/м3 сточных вод).

13 . Для снижения расхода реагента и повышения эффективности флотации используется катионный флокулянт, например, Zetag 7689 (около 0,8 г/м3).

14 . Цех механического обезвоживания осадка (ЦМО). Здесь обезвоживается осадок с флотаторов и активный ил после биологической очистки и доочистки.

15 . Механическое обезвоживание осадка производится на ленточных фильтр-прессах прессов (ширина полотна 2 м) с добавлением рабочего раствора катионного флокулянта. В аварийных ситуациях осадок подается на аварийные иловые площадки.

16 . Обезвоженный осадок направляется на обеззараживание и досушивание на турбосушку (VOMM Ecologist-900) с конечной влажностью 20%, либо на площадки складирования.

17 .

18 . Фильтрат и грязные промывные воды сливаются в резервуар грязной воды.

19 . Узел приготовления и дозирования рабочего раствора флокулянта.

20 . За зеленой дверью с предыдущего фото автономная котельная.

21 . Биологическая очистка согласно проекта осуществляется на биотенках с использованием загрузочного материала КС-43 КПП/1.2.3 производства «Экополимер». Биотенки — 2х-коридорные с размером коридоров 54х4,5х4,4 м (вместимость каждого – 2100 м3). С поперечным секционированием путем установки легких перегородок. С размещением контейнеров с носителями закрепленной биомассы и полимерной системой аэрации. К сожалению, совсем забыл сфотографировать их поближе.

22. Воздуходувная станция. Оборудование – центробежные воздуходувки Q = 7000 м3/ч, 3 шт. (2 – в работе, 1 – в резерве). Воздух используется для аэрации и регенерации загрузки биотенков, а так же промывки фильтров доочистки.

23 . Доочистка осуществляется на скорых безнапорных песчаных фильтрах.

24 . Количество фильтров – 10 шт. Количество секций в фильтре – две. Размеры одной секции фильтра: 5,6х3,0 м.
Полезная фильтрующая площадь одного фильтра – 16,8 м2.

25 . Фильтрующая загрузка – песок кварцевый эквивалентным диаметром 4 мм, высота слоя – 1,4 м. Количество загрузочного материала на фильтр – 54 м3, объем гравия – 3,4 м3 (нефракционированный гравий высотой 0,2 м).

26 . Далее очищенные сточные воды проходят обеззараживание на УФ-установке ТАК55М 5-4х2i1 (вариант с доочисткой) производства Wedeco.

27 . Производительность установки 1250 м3/ч.

28 . Промывные воды биотенков, скорых фильтров, иловые воды из илоуплотнителей, фильтрат, промывные воды ЦМО аккумулируются в резервуаре грязной воды.

29 . Пожалуй, это самое кАлоритное место, из увиденных нами=)

30 . Из резервуара воды подаются на осветление в радиальные отстойники. Служат для осветления сточных вод внутриплощадной канализации: фильтрат и промывные воды мехобезвоживания осадка, стоки опорожнения биотенков при регенерации, грязные промывные воды скорых фильтров доочистки, иловая вода уплотнителей. Осветленные воды направляются в биотенки, осадок – в илоуплотнитель (в аварийных ситуациях – непосредственно в резервуар-смеситель осадка перед ЦМО). Сохраняется удаление всплывающих веществ.

31 . Их два. Один был полный и благоухал.

32. А второй был фактически пуст.

33 . ЦУП

34 . Оператор.

35 . В принципе, на этом всё. Процесс очистки завершен. После УФ-обеззараживания воды поступают в сборную камеру, а из нее – по самотечному коллектору далее к месту сброса в Воронежское водохранилище. Описанный технологический процесс полностью обеспечивает выполнение требований, предъявляемых к качеству очищенных сточных вод, отводимых в поверхностный водоем рыбохозяйственного назначения. А это картинка пусть выполняет роль группового фото на память участников экскурсии.