Схема сооружений для очистки воды

Актуальность очистки воды

Вода всегда являлась незаменимым компонентом жизни любого человека. Большое значение уделяется качеству воды как централизованных, так и локальных систем водоснабжения. В основном для питьевых нужд используется вода открытых водоемов: рек, озер, прудов. Нередко используется и подземная вода. Вода из поверхностных водоемов в большинстве случаев не соответствует гигиеническим нормативам. Согласно закону о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения, вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна обладать благоприятными органолептическими свойствами.

Очистка воды – это процесс удаления из воды песка, различных взвесей и мути, солей и примесей.

Подземные (особенно артезианские) воды более безопасны, но, тем не менее, должны подвергаться специальной обработке перед поступлением в распределительную сеть. То же касается и поверхностных вод. Очистке подлежит не только питьевая вода, но и сточная. Казалось бы, зачем ее очищать? Все дело в том, что к сточным водам тоже предъявляются особенные требования. Если они сливаются за чертой города, то качество их состава должно быть таким же, как и качество воды водоема, куда они сливаются. Сточные воды могут содержать большое количество микроорганизмов, простейших, органических и токсических веществ, яиц гельминтов. При невыполнении данных требований возможно загрязнение водоемов, нарушение процессов самоочищения и последующее нарушение биоценоза. Рассмотрим более подробно, как выглядит схема очистных сооружений, основные этапы очистки, виды очистных сооружений, схема очистки сточных вод.

Виды очистных сооружений

Задача очистных сооружений состоит в очистке сточных, канализационных или промышленных вод.

Для обработки воды применяются самые различные сооружения. Если планируется проводить данные работы в отношении поверхностных вод непосредственно перед их подачей в разводящую сеть города, то применяются следующие сооружения: отстойники, фильтры. Для сточных вод можно использовать более широкий круг устройств: септики, аэротенки, метантенки, биологические пруды, поля орошения, поля фильтрации и так далее. Рассмотрим более подробно схему очистки стоков. Система канализации включает в себя трубопроводы и очистные сооружения. Вода из канализации имеет самый разный состав, в ней могут присутствовать механические примеси даже крупных размеров.

Краткая характеристика

Схема очистных сооружений: 1 – пескоуловители; 2 – первичные отстойники; 3 – аэротенк; 4 – вторичные отстойники; 5 – биологические пруды; 6 – осветление; 7 – реагентная обработка; 8 – метатенк; АИ – активный ил.

Септик – это сооружение, которое предназначено для очистки небольшого количества бытовых сточных вод из канализации. Он необходим для задерживания взвешенных веществ. Это подземный отстойник, состоящий из нескольких камер, по которым протекает вода из канализации. Метантенк – это один из важнейших элементов линии очистных сооружений. Предназначен он для анаэробного брожения жидких отходов, в результате которого образуется метан. Его нередко используют для сбраживания ила. Следующее сооружение – это аэротенк. Он предназначен главным образом для биологической очистки воды, то есть для уменьшения содержания в ней органических веществ. Это резервуар прямоугольной формы, где стоки смешиваются с активным илом, содержащим большое количество бактерий. Процесс окисления ускоряется при подаче в резервуар воздуха. В отстойниках происходит осаждение взвешенных веществ. Для биологической очистки могут применяться поля орошения, поля фильтрации, работа которых тоже основана на действии бактерий и активного ила.

Первый этап очищения стоков

Система механической очистки включает в себя: щитовой затвор, наклонную решетку, барабанную решетку тонкой очистки.

Для сооружений по очистке воды из канализации характерно то, что они выстраиваются в определенной последовательности. Такой комплекс называется линией очистных сооружений. Схема начинается с механической очистки. Здесь чаще всего используются решетки и песколовки. Это начальный этап всего процесса обработки воды. Решетки представляют собой вид поперечных металлических балок, расстояние между которыми равно нескольким сантиметрам. На этом этапе задерживаются самые большие примеси. Это могут быть остатки бумаги, тряпки, вата, пакеты и другой мусор. После решеток в работу вступают песколовки. Они необходимы для того, чтобы задерживать песок, в том числе и крупных размеров.

Мелкие частицы уносятся на следующий этап обработки. Если сравнивать этот этап с обычной водоподготовкой для питьевых целей, то в последнем варианте такие сооружения не применяются, в них нет необходимости. Вместо них происходят процессы осветления и обесцвечивания воды. Механическая очистка очень важна, так как в дальнейшем она позволит более эффективно провести биологическую очистку.

Применение отстойников

Сточные воды попадают в камеру предварительного осаживания, где часть загрязнений оседает в отстойник. Потом частично очищенные воды поднимаются вверх и проходят через фильтр. Задержанные примеси также сползают в отстойник.

Отстойники – важный элемент любой линии очистных сооружений. В них происходит освобождение воды от взвешенных веществ, в том числе от яиц гельминтов. Они могут быть вертикальными и горизонтальными, одноярусными и двухъярусными. Последние наиболее оптимальны, так как при этом вода из канализации в первом ярусе очищается, а осадок (ил), который там образовался, через специальное отверстие сбрасывается в нижний ярус. Каким же образом в таких сооружениях происходит процесс освобождения воды из канализации от взвешенных веществ? Механизм довольно прост. Отстойники представляют собой резервуары больших размеров круглой или прямоугольной формы, где происходит осаждение веществ под действием силы тяжести.

Для ускорения этого процесса можно использовать специальные добавки – коагулянты или флоккулянты. Они способствуют слипанию мелких частиц вследствие изменения заряда, более крупные вещества быстрее осаждаются. Таким образом, отстойники – это незаменимые сооружения для очистки воды из канализации. Важно учесть, что при простой водоподготовке они тоже активно используются. Принцип работы основан на том, что вода поступает с одного конца устройства, при этом диаметр трубы при выходе становится больше и ток жидкости замедляется. Все это способствует осаждению частиц.

Сбраживание осадка

Схема метантенка: 1 – газовый колпак для сбора метана; 2 – труба для отвода метана; 3 – труба для подачи сырого осадка; 4 – цилиндрический железобетонный герметический резервуар; 5 – труба для удаления сброженного осадка; 6 – насосы с гидроэлеваторами.

Схема очистки включает в себя и сбраживание осадка. Из очистных сооружений важен метантенк. Он представляет собой резервуар для сбраживания осадка, который образуется при отстаивании в двухъярусных первичных отстойниках. В ходе процесса сбраживания образуется метан, который можно использовать в других технологических операциях. Образовавшийся ил собирается и вывозится на специальные площадки для тщательного просушивания. Для обезвоживания осадка нашли широкое применение иловые площадки и вакуум-фильтры. После этого он может утилизироваться или использоваться для других нужд. Сбраживание происходит под влиянием активных бактерий, водорослей, кислорода. В схему очистки воды из канализации могут входить и биофильтры.

Оптимальнее всего размещать их до вторичных отстойников, чтобы вещества, которые унеслись с током воды из фильтров, могли осаждаться в отстойниках. Целесообразно для ускорения очистки применять так называемые преаэраторы. Это устройства, которые способствуют насыщению воды кислородом для ускорения аэробных процессов окисления веществ и биологической очистки. Нужно отметить, что очистка воды из канализации условно разделена на 2 этапа: предварительную и заключительную.

Предварительная включает в себя использование решеток, песколовок, первичных отстойников и преаэраторов, заключительная же включает аэротенки, вторичные отстойники и процессы дезинфекции воды, то есть ее обеззараживания.

Биологическая очистка воды

Биофильтр включает в себя: вход для грязной воды, фильтровальную пластину, гранулят, перфорированное дно и выход для очищенной воды.

Схема очистных сооружений включает и биологическую очистку с помощью полей фильтрации и орошения. Сюда же можно отнести биофильтры. Биофильтры – это устройства, где сточные воды очищаются, проходя через фильтр, содержащий активные бактерии. Он состоит из твердых веществ, в качестве которых может использоваться гранитная крошка, пенополиуретан, пенопласт и другие вещества. На поверхности этих частиц образуется биологическая пленка, состоящая из микроорганизмов. Они разлагают органические вещества. По мере загрязнения биофильтры нужно периодически очищать.

Сточные воды подаются в фильтр дозировано, в противном случае большой напор может погубить полезные бактерии. После биофильтров применяются вторичные отстойники. Ил, образованный в них, поступает частично в аэротенк, а остальная его часть – на илоуплотнители. Выбор того или иного способа биологической очистки и вида очистных сооружений во многом зависит от требуемой степени очистки сточных вод, рельефа, типа грунта, экономических показателей.

Дезинфекция сточных вод

УФО воды представляет собой прохождение воды вдоль уф-лампы. Уф-лучи проникают на несколько сантиметров в толщ воды.

Дезинфекция, то есть уничтожение микроорганизмов, является заключительным этапом очищения стоков канализации. Дезинфекция или обеззараживание воды – важная составляющая, которая обеспечивает безопасность ее для водоема, в который она будет сброшена. Для обеззараживания могут применяться самые разнообразные способы: ультрафиолетовое облучение, действие переменного тока, ультразвук, гамма-облучение, хлорирование. УФО – очень эффективный способ, с помощью которого уничтожается примерно 99% всех микроорганизмов, в том числе бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов. Он основан на способности разрушать мембрану бактерий. Но этот метод не применяется так широко. Кроме того, его эффективность зависит от мутности воды, содержания в ней взвешенных веществ.

Наиболее часто используется после очистных сооружений метод хлорирования. Хлорирование бывает разным: двойным, суперхлорированием, с преаммонизацией. Последнее необходимо для предупреждения неприятного запаха. Суперхлорирование предполагает воздействие очень больших доз хлора. Двойное действие заключается в том, что хлорирование осуществляется в 2 этапа. Это более характерно для водоподготовки. Метод хлорирования воды из канализации очень эффективен, кроме того, хлор обладает эффектом последействия, чем не могут похвастаться другие методы очистки. После обеззараживания стоки сливаются в водоем.

Заключение, выводы, рекомендации

На основании всего вышесказанного можно сделать заключение о том, что схема очистных сооружений очень сложна и включает различные этапы очистки сточной воды из канализации. В первую очередь необходимо знать, что данная схема применяется только для бытовых сточных вод. Если же имеют место промышленные стоки, то в этом случае дополнительно включают специальные методы, которые будут направлены на снижение концентрации опасных химических веществ. В нашем случае схема очистки включает следующие основные этапы: механическую, биологическую очистку и обеззараживание (дезинфекцию). Механическая очистка начинается с применения решеток и песколовок, в которых задерживается крупный мусор (тряпки, бумага, вата). Песколовки нужны для осаждения излишнего песка, особенно крупного. Это имеет большое значение для последующих этапов.

После решеток и песколовок схема очистных сооружений воды из канализации включает использование первичных отстойников. В них под силой тяжести оседают взвешенные вещества. Для ускорения этого процесса нередко применяют коагулянты. После отстойников начинается процесс фильтрации, который осуществляется главным образом в биофильтрах. Механизм действия биофильтра основан на действии бактерий, которые разрушают органические вещества. Следующий этап – вторичные отстойники. В них ил, который унесло с током жидкости, оседает. После них целесообразно использовать метантенк, в нем сбраживается осадок и вывозится на иловые площадки. Следующий этап – биологическая очистка с помощью аэротенка, полей фильтрации или полей орошения. Заключительный этап – дезинфекция.