Способ очистки сточной воды: методы и особенности фильтрации

Лекция 1. Фильтрация сточных вод

Фильтрование является традиционной технологией очистки воды. Это способ очистки, направленный на извлечение разного характера частиц из воды методом её процеживания через специальные слои загрузок. Фильтры позволяют очищать исходную сточную воду от песка, ила, мутности, окалин и других взвешенных веществ.

• Фильтры из песка и гравия применялись в Индии за 2000 лет до н.э.
• Римляне рыли каналы рядом с озёрами, чтобы воспользоваться естественной фильтрацией через стенки каналов.
• Коммерческое фильтрование воды появилась во Франции около 1750 года.
• Фильтрование в муниципальной системе водоснабжения стало применяться в Англии и Шотландии на рубеже XVIII-XIX вв.
• Первая система медленных песчаных фильтров современного типа появилась в Лондоне в 1829 году.
• Скорые фильтры появляются в США в 1880-х.
• Первая муниципальная установка с коагуляцией и фильтрацией – Сомервилль, Нью-Джерси, 1885 год.
• «Surface water treatment rule» 1989 года – первый нормативный документ, предписывающий повсеместное применение фильтрования в США.

Фильтрующая загрузка

Размеры гранул фильтрующей загрузки, обычно применяемой в фильтрах, приведены в Таблице 1, размеры частиц взвешенных веществ – в Таблице 2.

Таким образом, не подготовленная однородная загрузка (в зависимости от её типа) не может механически удерживать частицы мельче 30-80 мкм.

Медленные фильтры

Медленные песчаные фильтры – наиболее старая разновидность фильтров. Крупные взвешенные частицы, задерживаясь в верхнем слое загрузки, уменьшают площадь пор, через которые проходит жидкость, позволяя, таким образом, улавливать и более мелкие частицы.

В результате на поверхности загрузки через некоторое время (30-40 часов) образуется мелкопористая плёнка активного ила «schmutzdecke», эффективно очищающая проходящую через неё жидкость от взвешенных веществ и бактериальных загрязнений.

Ключевые особенности медленных фильтров

• Жидкость проходит через слой мелкого песка с низкой скоростью (0,05-0,2 м/ч) под действием силы тяжести.
• Основные механизмы улавливания загрязнений – физическое заклинивание пор частицами и биодеструкция органики.
• Поверхностная (плёночная) фильтрация – в удалении загрязнений участвует только поверхностная плёнка.
• Регенерация фильтра осуществляется путём удаления верхнего слоя каждые несколько недель/месяцев.
• Медленные фильтры просты в обслуживании, не требуют применения химических препаратов.
• Редко применяются в крупных городских системах водоснабжения (около 0,1% от общего количества систем в США).
• Как правило, применяются в малых системах водоснабжения, где простота обслуживания является важным преимуществом.
• Мутность воды до прохождения фильтра не должна превышать 50 NTU (на практике желательно не превышать 10 NTU).

Мутность воды

Мутность измеряется в NTU (Nephelometric Turbidity Unit), нефелометрических единицах мутности. (1 NTU = 0,13 мг вв на литр для кремнезёма). За пределами США применяется единица измерения FNU (Formazine Nephelometric Unit) от формазина, вещества используемого для приготовления эталонных суспензий. 1 NTU = 1 FNU.

• в озёрах: 1 ÷ 20 NTU;
• в реках 10 ÷ более 4000 NTU;
• не более 0,3 NTU у очищенной воды.

Для большинства систем на выходе стремятся получить значение мутности менее 0,1 NTU (мутность не фиксируется)

Эффективность фильтрации определяется по мутности потока сточных вод. Измерение мутности выявляет присутствие диспергированных взвешенных веществ, например, органических частиц сульфидных водорослей.

Для измерения мутности потока служит прибор турбидиметр, с помощью которого мутность определяется на основании анализа взаимодействия света и взвешенных частиц в жидкости. Принципиальная схема данного процесса приведена на Рисунке 3.

Сравнение интенсивности рассеянного и прошедшего света осуществляется посредством нефелометра (турбидиметра) (от греч. ν ε φ ε λ η — «облако»). Калибровка прибора осуществляется на формазиновой суспензии.

Скорые фильтры

Скорые фильтры, вытеснившие в XX веке медленные, значительно более распространены для очистки воды. Их ключевые особенности:

• Значительно большая скорость фильтрации (примерно в 100 раз, обычно 5-15 м/ч).
• Загрузка более крупная, более однородная
• Фильтрация происходит преимущественно не за счёт механического заклинивания пор загрузки более крупными взвешенными частицами, а по своему принципу скорее напоминает отстаивание.
• Частицы прилипают к гранулам фильтрующей загрузки и таким образом удаляются из потока. Для предотвращения электростатического отталкивания требуется предварительная обработка фильтруемой жидкости коагулянтом.
• Глубинная фильтрация – удаление взвесей идёт по всей высоте слоя загрузки.
• Мутность фильтрата меняется со временем.
• Потеря напора на фильтре со временем возрастает, по мере того, как он зарастает и уменьшается его гидравлическая проницаемость.

Наименьшее значение из пары t B t h l (см. Рисунок 4) соответствует продолжительности функционирования фильтра. По истечению этого времени фильтр подвергается промывке. Мощный обратный поток очищает гранулы и вымывает взвеси из загрузки.

• Однотипная загрузка (как правило, песок);
• Загрузка двух типов (песок и антрацит);
• Загрузка нескольких типов (песок, антрацит, гранатовый песок, ильменит, активированный уголь).

Загрузка промывается и просеивается с целью добиться более однородного распределения размеров частиц, измеряемого Коэффициентом Однородности U C = d 60 / d 10 , где d 10 – эффективный диаметр частицы (ES), превышающий диаметр лишь 10% частиц от общей массы загрузки.

Способы очистки сточных вод

Сточные воды очищают механическими, химическими и биологическими спо­собами. При этом обычно они проходят две фазы очистки: предварительную и окончательную. В первом случае из сточных вод удаляют взвешенные вещества, песок, жир, масло, бензин, нефть и частично коллоидные вещества. Для извле­чения растворенных и взвешенных органических веществ применяют коагуляцию или осаждение их химическими соединениями. Окончательно сточные воды очи­щают биологическими способами на полях орошения и фильтрации, в искусст­венных биологических окислителях, а также путем аэрирования.

Механическая очистка предусматривает осветление сточных вод, или максимальное освобождение их от взвешенных веществ. Очистку произво­дят на ряде последовательно расположенных сооружений, конструкция которых рассчитана на задержание различных фракций взвеси. Для удаления взвешен­ных веществ из сточных вод применяют решетки, сита, песколовки, жироловки, отстойники, септики (загниватели) и метантенки — сооружения, в которых при брожении осадков образуется метан.

Химическая очистка — коагуляция (осаждение) и адсорбция (по­глощение) применяют для очистки сточных вод некоторых химических и банно-прачечных предприятий. Для этого используют хлор, хлорное железо, сернокис­лый глинозем, сернокислое железо и др. (табл. 29). Химическую очистку проводят в контактных отстойниках.

Способы химической обработки воды

Показатель качества воды

Коагулянты (сернокислый алюминий, хлорное железо и др.)

Флокулянты (полиакриламид, активная кремниевая кислота и др.)

Цветность, повышенное содержание органических веществ и планктона

Предварительное хлорирование, коагулирование

Низкая щелочность, затрудняющая коагулирование

Привкусы и запахи

Предварительное хлорирование с преаммонизацией

Обработка перманганатом калия

Жидкий хлор, аммиак

Нестабильная вода с отрицательным индексом насыщения (коррозионное)

Гексаметафосфат или триполифосфат натрия

Продолжение таблицы 29

Нестабильная вода с положительным индексом насыщения

Кислоты (серная, соляная)

Гексаметафосфат или триполифосфат натрия

Недостаток фтора (менее 0,5 мг/л)

Фтористый или кремнефтористый натрий, кремнефтористый аммоний, кремнефтористоводородная кислота

Избыток фтора (1,5 мг/л)

Обработка перманганатом калия

Избыток солей жесткости

Общее солесодержание выше нормы

Гиперфильтрация и др.

Содержание кремниевой кислоты выше нормы

Каустический магнезит, известь

Избыточный растворенный кислород

Связывание кислорода восстановителями

Сульфит или тиосульфат натрия, сернистый газ, гидрозин

Биологическая очистка — обезвреживание и минерализация орга­нических веществ сточной воды, которые не удается извлечь из нее механиче­ской очисткой. Протекает она по типу аэробного окислительного процесса, где участвуют органические вещества сточной воды, микроорганизмы и кислород воздуха. Биологическая очистка основана на использовании тех же условий, в каких этот процесс биохимического распада органических веществ протекает в природе (почве, воде). По этому принципу сооружения и приемы биологической очистки разделяются на две группы: а) воспроизводящие про­цессы в почвенных условиях (поля фильтрации и орошения, биологические фильтры и аэрофильтры); б) воспроизводящие процесс в водной среде (биоло­гические пруды, аэротенки).

Рис. 16. Разрез поля орошения:

А — с открытым дренажем: 1 — участковая дорога; 2 — канал, подводящий сточ­ные воды; 3 — шибера для регулировки напуска на карту; 4 — картовый ороситель; 5 — от­крытые дренажные канавы; б — ограждающие валики на полях; 7 —линия депрессии ин­фильтрированной воды.

Б — с закрытым трубчатым дренажем: 1 — участ­ковая дорога; 2 — канал, подводящий сточные воды; 3 — шибера для регулировки напуска на карты; 4 — картовый ороситель; 5 —ограждающие валики на полях; 6 — дренажные трубы, обсыпанные щебнем; 7 — линия депрессии инфильтрированной воды.

Поля орошения — специально отведенные участки земли, предназначенные для очистки сточных вод путем естественной фильтрации их через слой почвы.

Профильтрованные сточные воды через закрытую или открытую дре­нажную систему поступают в естественные или искусственные водоемы (пруды). Поля орошения являются одним из лучших способов очистки сточных вод. Хо­рошей почвой для них считается супесчаная (с примесью не больше 15% гли­ны), песчаная, хрящеватая, используются также и черноземные почвы. Непри­годны почвы глинистые, торфяные, мергелистые, известковые, а также мелкозер­нистые пески, подвергающиеся заиливанию. Почвенные участки под поля оро­шения отводят с низким уровнем грунтовых вод (не менее 3 м от поверхности). Расстояние от полей до населенного пункта должно быть не менее 0,3-1 км с подветренной по отношению к населенной местности стороны. На полях приме­няют заливную и грядковую системы орошения. В первом случае участки пе­риодически сплошь заливают сточными водами; во втором — их делят на гря­ды, отделенные одна от другой бороздами. Сточные воды заполняют только борозды и фильтруются в почву через их дно и стенки. В зимний период фильтрационная и минерализующая способность полей орошения и фильтрации значительно снижается. Наблюдается намораживание воды на полях, а на по­верхности почвы после оттаивания и фильтрации воды остается слой неминера­лизованного осадка. Поэтому весной поверхность полей разрыхляют вспашкой. Если орошение ведется по бороздам, то в морозы напускают воду, создают над бороздами ледяной и снежный покров и дальше ведут орошение под лед. В процессе фильтрации в верхних слоях почвы из сточных вод механически задерживаются взвешенные вещества и микроорганизмы, адсорбируются колло­идные, растворенные вещества и поглощаются дурно пахнущие газы.

При достаточном доступе кислорода воздуха процессы самоочищения или минерализации в орошаемой почве происходят весьма интенсивно. При недос­таточном притоке кислорода в почву преобладают анаэробные процессы гниения органических веществ сточных вод, задержанных почвой. При хорошей работе полей орошения органические вещества быстро превращаются в конечные про­дукты минерализации (карбонаты, нитраты, сульфаты, фосфаты и др.). В итоге орошаемый участок обогащается солями, которые являются ценным питанием для растений. Поэтому поля орошения используют под сельскохозяйственные кормовые или овощные культуры (силосные растения, корнеплоды и разные овощи).

Однако выращивать на полях орошения кормовые и овощные культуры, ис­пользовать их в пищу человеку и в корм скоту необходимо под контролем са­нитарного и ветеринарного надзора. Установлено, что нередко на овощах, выращенных на полях орошения, обнаруживаются возбудители ки­шечных инфекций и жизнеспособные яйца гельминтов. Чтобы предохранить сель­скохозяйственные культуры от загрязнения возбудителями кишечных инфекций и зародышами гельминтов, единственно доступный способ распределения сточ­ных вод на полях орошения — грядковая система с бороздами.

Поля фильтрации отличаются от полей орошения только тем, что служат главным образом для очистки хозяйственно-фекальных сточных вод и не ис­пользуются под сельскохозяйственные культуры. На полях фильтрации земель­ный участок делится на поливные карты, на которые поочередно напускают сточные воды. Поля фильтрации должны быть доступны воздействию солнечных лучей и аэрации, а механические и физические свойства почвы – способствовать быстрой минерализации нечистот.

Биологические фильтры для очистки сточных вод применяют вместо полей прошения или полей фильтрации. Для них используют кокс или котельный шлак, керамзит, торф и другие пористые материалы. Закладывают их в специ­альные бассейны или на водонепроницаемые площади с определенным уклоном. Высота загрузки фильтра достигает 2 м. По сравнению с фильтрацией через почву биологические фильтры лучше аэрируются и более эффективно минера­лизуют загрязнения, задержанные из сточной воды. Различают оросительные биофильтры, аэрокоагуляторы, аэрофильтры или аэротенки.

Биологические пруды для очистки сточных вод устраивают или искусствен­но, или путем запруживания реки. Их делают спускными для очистки и осмот­ра. Вода прудов заполняется зелеными планктонными водорослями, которые под влиянием лучей солнца обогащают ее кислородом. Предварительно механически очищенные в отстойниках сточные воды спускают в пруды для минерализа­ции. Сточные воды лучше очищаются в прудах неглубоких (0,5-1,5 м), но с большой поверхностью. Такие пруды можно также использовать для окончательной очистки сточных вод после полей фильтрации и орошения или после очистки их на биологических фильтрах. Биологические пруды наиболее эффективно можно использовать только в теплое время года (летом).

Суть и особенности методов механической очистки сточных вод

Промышленные и бытовые сточные воды содержат разнообразные химические, минеральные и органические взвеси.
Механические методы обработки чаще всего используются для выделения таких составляющих, которые могут помешать применению более эффективных способов (биологических, физико-химических, химических).

Суть, предназначение и сферы применения метода

Механическая обработка стоков дает возможность:

• отделить нерастворимые составляющие (мусор, взвешенные частицы, химические соединения);
• создать равномерный поток, предотвращающий колебания объема на следующих стадиях чистки.

Отделенные взвеси удаляются для утилизации или вторичного использования. Этот способ применяется в основном на промышленных предприятиях.

Для устройства системы очистки проводится анализ стоков и создается проект, учитывающий состав воды. Только потом подбирается оборудование, проводятся работы по монтажу.

Справка! На производстве с оборотным водоснабжением бывает достаточно удаления мусора, чтобы стало возможно подготовить воду для повторного использования.

В быту устанавливаются различные септики, разделенные на несколько отсеков. В процессе перемещения жидкости взвеси оседают на дно, уровень очистки воды на выходе 60-70%.

Чтобы избавиться от самых мелких частиц, устраиваются фильтрационные поля. Септики полностью энергонезависимые, стоят не дорого, монтируются просто. Недостаток один – систему доочистки не всегда возможно устроить.

Каков процесс?

Если в стоках большинство механических составляющих большого размера, достаточно пропустить жидкость через решетки с ячейками различного размера.

При наличии масел и жиров перед решетками монтируются жироловки.

На дне отстойников оседают мелкие фракции.

От оставшихся микроскопических частиц избавляются фильтрованием.

Внимание! Повысить эффективность можно, если установить по 2 единицы технологического назначения, образующие отдельные секции (2-3 решетки, 2-3 фильтра из различных материалов). При комплексном подходе сокращаются затраты на устройство систем биологической либо химической обработки.

Схема очистного сооружения

1. Выбросы в системе канализации собираются в очистном сооружении. Практически всегда на первом этапе проводится процеживание. Примеси удаляются для утилизации или переработки.Если примеси очень грубые, процеживание дополняется измельчением дробилками. Для промышленных стоков могут использоваться системы для прессования отходов и промывания решеток, фракционирование, позволяющее разделить примеси по размерам.
2. Второй этап – отстаивание. В процессе перемещения потока тяжелые частицы оседают на дно. Для повышения эффективности отстойники оснащаются аэраторами, создающими поток воздуха, отделяющий органику от минеральных соединений. Осадок необходимо периодически удалять, чтобы предотвратить процесс брожения.
3. Заключительный этап – фильтрация, при помощи которой удаляются самые мелкие фракции.

Способы очищения стоков от твердых частиц

У каждого этапа свои функции и различная эффективность.

Процеживание

Цель процедуры – отделить взвешенные, волокнистые, нерастворимые составляющие (до 25 мм). Монтируются задерживающие их приборы.

Процеживание может быть разделено на 2 или даже 3 этапа, чтобы отделить фракции различных размеров.

Отстаивание

Этот этап обязателен в промышленных замкнутых системах, так как позволяет улучшить качество процеженной воды. Принцип работы один – оседание тяжелых примесей (с размером до 0,25 мм) под воздействием силы гравитации.

Чтобы этот способ был максимально эффективным, стоки должны очищаться не менее 1,5-2-х часов. Процесс отстаивания затрудняется, если начинается коагуляция (слипание), меняющая размеры примесей.

Фильтрование

Суть процесса – пропускание загрязненной воды через различные фильтры:

• раздробленный антрацит или керамзит;
• гранитный щебень;
• шлак;
• кварцевый песок;
• сетки.

В результате из стоков удаляются микроскопические частицы, оставшиеся после отстаивания.

Все фильтры можно классифицировать по:

1. характеристикам процесса (непрерывное или периодическое использование);
2. способу создания давления;
3. направлению движения (вниз, в сторону, вверх).

Оборудование

Для каждого из трех методов используется отдельная оснастка.

Песколовки

Эти приборы используются в составе осветлителей для выделения битого стекла, шлаков, песка и др. Для эффективной работы необходимо создать оптимальные условия.

Основной показатель – скорость движения потока, которая должна быть в пределах 15-30 см/сек. Если ее снизить, будут отделяться слишком мелкие фракции, что может создать проблемы.

Любая песколовка состоит из двух частей:

Через первую течет жидкость, во второй собирается осадок, который периодически удаляется гидроэлеватором (при очень больших объемах) или насосом. Если песколовка качественная, удаляется до 75% минеральных примесей.

Песколовки классифицируются по направлению движения жидкости:

• вертикальные;
• горизонтальные (стоки движутся прямо или по кругу);
• аэрируемые.

Самые распространенные горизонтальные.

Отдельная группа – уловители грязи, в которых зона улавливания дополнена отстойником особой конструкции. Это небольшие приборы, которые размещаются под землей. Оснащаются:

1. решеткой, улавливающей грубые примеси;
2. тонкой сеткой;
3. механизмом для удаления осадков.

Жироловки

Жироловки разделяются по месту размещения. Доступны модели:

• под мойки;
• для отдельных цехов (с расходом воды до 3-х м 3 /час);
• для предприятий (подземные и наземные при расходе воды от 3-х м 3 /час).

Жироловки монтируются отдельно от очистных сооружений (чаще всего как первый элемент) в:

1. квартирах;
2. кафе;
3. ресторанах;
4. на предприятиях, производящих консервы, продукты из мяса.

Предназначение этого оборудования – защитить очистное сооружение от масел и жиров.

Жироловка – это герметичная емкость из металла или пластика, оснащенная сепарационными пластинами. Жидкость поступает в камеру сепарации, в ней оседают твердые примеси и крупные фракции масел и жиров.

После перетекания в отстойный отсек жировые отложения откладываются на поверхности жидкости и перемещаются в распределительный карман. Вода перетекает в канализационный трубопровод.

Иловые площадки

Визуально это участок, окруженный валками из грунта. Этот способ применяется для удаления остатков влаги путем испарения и ухода в грунт.

Располагается после отстойника, позволяет снизить содержание воды на 25% и уменьшить объем отбросов в 3-8 раз. Сухие остатки удаляются, жидкость возвращается в очистное сооружение.

Отстойники

Отстойники – главные элементы системы. Это оборудование бывает:

• вертикальное, горизонтальное, радиальное;
• первичное или вторичное.

Внимание! Если очистка полностью механическая, вторичные отстойники не требуются (они монтируются после оборудования, предназначенного для биологической чистки).

Решетки

Решетки для процеживания бывают:

• неподвижные;
• подвижные;
• совмещенные с дробилкой или фракционатором;
• оснащенные микропроцеживателем.

Самые распространенные неподвижные, изготовленные из металлических прямоугольных или круглых стержней, размещенных друг от друга на расстоянии 5 – 25 мм.

При наличии дробилки расщепляются самые крупные примеси, для отделения мелких частиц на выходе монтируется микропроцеживатель.

К решеткам относятся волокноуловители, которые используются на текстильных и целлюлозно-бумажных предприятиях.

Грабли

Это оборудование чистит решетки и подает на подвижную ленту отходы. Размещается в пазухах, функционирует за счет шестеренчатого привода, оснащенного шарнирно-пластинчатой цепью.

Заключение

Метод механической очистки сточных вод самый дешевый и простой, однако он имеет низкую эффективность очистки — 60-65%. Чаще всего применяется в комплексе с биологической очисткой, благодаря чему эффективность достигает 95-99 процентов.

Способы очистки сточных вод с использованием химических, биологических и механических средств

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Классификация

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

Поэтому на очистных сооружениях применяют целый набор приемов, каждый из которых ориентирован на работу с той или иной группой веществ.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

1. Механические.
2. Химические.
3. Биологические и биохимические.
4. Физико-химические.

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Химические методы очистки сточных вод

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

1. Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
2. Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
3. Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

Биохимические

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

1. Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
2. Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

• аэротенки;
• биофильтры;
• аэрофильтры.

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Согласно СанПиН, санитарные зоны должны быть организованы на всех водопроводов в целью сохранения водных ресурсов. Что такое охранная зона водопровода и какие требования предъявляются по защите источников водозабора, читайте далее.

Как сделать песчаный фильтр для бассейна своими руками, читайте тут.

А в этой статье http://aquacomm.ru/vodosnabzenie/zagorodnyie-doma-v/avtonomnoe-vodosnabzhenie/istochniki/skvazhina-ne-glubokaya/ot-zheleza.html вы можете ознакомиться с методами очистки воды от железа. А также вы узнаете, как определить наличие железа в воде.

Биологические

Для переработки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. От биохимического он отличается только отсутствием химикатов.

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.

Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

1. Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

• Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
• Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Физико-химические методы очистки

В данную категорию входят следующие способы:

1. Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
2. Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.

Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.

Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Здоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают фильтры для воды. Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в этом материале.

Механические и физические методы

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители). Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Содержащий большое количество яиц гельминтов и болезнетворных бактерий осадок подвергают доочистке при помощи анаэробных микроорганизмов в септиках и метантенках.

Процеживание

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Фильтрование

Метод аналогичен процеживанию, но направлен на удаление примесей более мелких фракций.

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

Видео на тему

Все об очистке сточных вод

Вода играет важную роль в условиях комфортного проживания человека как в городе, так за его пределами. Она выступает в качестве ключевого ресурса для промышленности и является источником жизни для всех. Поэтому стоит позаботиться о том, чтобы организовать эффективную очистку сточных вод. Сегодня существует несколько способов подобной чистки, и каждый следует рассмотреть отдельно.

Что это такое?

Очистка сточных вод – комплекс различных действий, задача которых кроется в удалении вредных веществ из сточных вод, способных нарушить чистоту экосистемы. Образование стоков – это результат активной деятельности человека. Стоки способны навредить здоровью живых организмов, поэтому важно, чтобы они не попали в водоёмы или грунтовые воды. С каждым годом актуальность очистки сточных вод растёт.

В зависимости от происхождения стоки принято делить следующим образом.

• Бытовые или хозяйственно-фекальные, городские. К их числу относят стоки, которые поступают в канализацию от жилой застройки и общественных зданий.

• Производственные. Сточные воды промышленных объектов, где происходят различные технологические процессы.

• Дождевые, которые стекают в канализацию после выпадения дождей, таяния снега, мойки территории.

Вне зависимости от вида сточных вод важно организовать их своевременную очистку и устранить вредные вещества перед тем, как сток попадёт в водоём.

Обзор сооружений

Вид сооружения для очистки воды определяется методикой, которую выбирает предприятие или застройщик. Стоит подробнее рассмотреть, какой вид оборудования используют для устранения из воды вредных веществ и других загрязнений.

Решётки

Представляют собой устройства механического типа, посредством которых удаётся удалить из поступающих стоков крупный мусор. Воду пропускают через стержни, расстояние между которыми определяется предварительными расчётами. В зависимости от степени загрязнения определяется шаг и количество стержней решётки.

Функции подобных устройств:

• снижение нагрузки на оборудование следующих этапов;
• удаление крупных примесей и осадков;
• обеспечение защиты оборудования от повреждения.

Производители выпускают решётки стационарного и самоочищающегося типа, а также специальные дробилки.

Песколовки

Специальное оборудование для чистки сточных вод. С помощью песколовок из стоков выводят тяжёлые и твёрдые примеси органического происхождения, к числу которых относят:

• гравий;
• песок;
• кости и их осколки;
• шлак.

С помощью песколовок удаётся извлечь из воды частицы бетона и бой стекла. Процесс осуществляется посредством задействования центробежной силы и учёта разных плотностей обрабатываемых веществ. Производители выпускают несколько видов песколовок. Они могут быть вертикального или горизонтального типа, а также аэрируемыми и центробежными.

Отстойник

Ёмкость для накопления жидкости с целью её отстаивания для получения осадка из взвесей и примесей механического типа.

Выпускают следующие виды отстойников.

• Горизонтальные. В этом случае стоки текут параллельно земле, что обеспечивает надёжную работу устройства.

• Вертикальные. Сток поступает сначала в нижний уровень отстойника. Так удаётся оставить тяжёлый осадок и поднять лёгкую воду наверх, где её удаление происходит посредством переливных карманов.

• Радиальные. Конструкция напоминает предыдущий вариант, единственное отличие – наличие перемешивающего устройства. Лопасти вращают жидкость, определяя таким образом направление осадка для его последующей сборки и выведения.

• Оборудование с тонкослойными элементами. В таких отстойниках устанавливают ламели, за счёт чего удаётся увеличить площадь осаждения вредных примесей.

Также отстойники бывают подземными и наземными. Ёмкости используют для устранения из сточных вод органических веществ и коллоидов, за счёт чего снижается нагрузка на окончательную биологическую очистку.

Гидроциклоны

Гидроциклоны – специальные аппараты, посредством применения которых удаётся устранить из жидкости мелкие и твёрдые виды загрязнений. Удаление происходит в потоке с учётом центробежной силы, организованной вращением жидкости внутри.

Подобные устройства распространены на сильнозагрязнённых песком стоках и пульпах, так как с помощью такого оборудования удаётся организовать очистку больших объёмов.

Сетчатый фильтр

Аппарат, очистка воды в котором проводится путём пропускания загрязнённой жидкости через сетчатые элементы. Чаще остальных в качестве таких элементов выступают плетёные сетки из стальной проволоки или волокна из полимера. Размер ячеек сетки определяется количеством поступающей жидкости.

Дисковые фильтры

Основу оборудования составляет наборный картридж, в котором собрано несколько пластиковых дисков для образования полей фильтрации. На поверхности каждого диска нанесена насечка определённого размера. Когда каналы пересекаются, диски формируют поры, в которые проникают примеси и удерживаются там.

Блоки биологической очистки

Блоком выступает аэротен – особая ёмкость, внутри которой живут и размножаются простые микроорганизмы: бактерии и микробы. Их жизнедеятельность поддерживается посредством обогащения стоков кислородом. За счёт их работы и происходит очистка поступающих вод.

Помимо перечисленного оборудования, для очистки сточных вод используют теплообменники, рекуператоры и другие устройства, обеспечивающие получение надёжного результата.

Основные методы

Загрязнителей воды множество, поэтому нет уникального способа устранения из загрязнённой воды нерастворимых и растворимых частиц одновременно. Для реализации эффективной очистки сточных вод используют разные методы:

• химический;
• физико-механический;
• биологический;
• биохимический.

Зачастую для качественной очистки воды требуется использование сразу нескольких способов. Методы подбирают, опираясь на состав загрязнений поступающей жидкости и степень очистки, которую нужно получить.

Химические

Предполагает устранение из сточных вод химических соединений и отдельных элементов. Для получения требуемого результата используют различные реагенты, подбор которых осуществляют в зависимости от природы поступающих стоков.

Результатом химической реакции становится образование нерастворимых взвесей, которые затем удаляют из воды с помощью фильтров. Также посредством использования реагентов удаётся нейтрализовать большинство загрязнений, предотвратив ухудшение состава воды. Реагентный метод востребован в промышленности.

Дополнительно в процессе использования во время очистки химических реагентов удается нормализовать pH воды и устранить большую часть патогенной микрофлоры. Такая методика позволяет сэкономить на последнем этапе очистки – обеззараживании.

Биологические

Главный принцип такой очистки – использование микроорганизмов для устранения загрязнений в стоках. Бактерии и микробы запускают окислительные и восстановительные реакции в органических веществах, которые содержат сточные воды. Биопрепарат для проведения подобной очистки выпускают в виде:

• раствора;
• суспензии;
• коллоида.

В свою очередь, для использования подобной методики применяют разные виды сооружений. В оборудовании первого типа очистку осуществляют в условиях, максимально приближенных к реальным. Во вторых необходимые факторы создают искусственным путём.

К первой группе систем относят небольшие сооружения в виде маленьких водоёмов, способных пропустить воду через почву. Организмы в таких жидкостях беспрепятственно получают нужную порцию кислорода для организации собственной жизнедеятельности.

В искусственных системах подача кислорода обеспечивается за счёт компрессора. Очистка проводится в специальных фильтрах или аэротенках. Стоит отметить, что эффективность такого оборудования выше.

Биохимические

Комбинированная методика очистки сточных вод, востребованная в очистительных сооружениях автономного типа. Принцип работы заключается в использовании:

• химических реагентов;
• активных микроорганизмов анаэробного вида;
• микроорганизмов аэробного вида.

Особенность биохимического метода в возможности его использования как в открытых, так и в закрытых сооружениях. При этом посредством внедрения микроорганизмов удаётся ускорить процесс очистки.

Более высоких результатов биохимической очистки можно добиться с помощью использования специальных растворов в аэрофильтрах, биофильтрах или аэротенках. Первый вариант обеспечивает качественное удаление загрязнений посредством работы специального фильтрующего слоя. Таким слоем обычно выступает засыпка из шлака, керамзита или гравия. Дополнительно в оборудование нагнетают кислород.

У биофильтра схожий принцип работы, но в случае его использования основная нагрузка идёт на засыпку. Искусственное поступление воздуха отсутствует.

Аэротенки позволяют добиться высоких показателей очистки, но при этом требуют больше времени на выполнение процедуры и занимают много места. Принцип работы подобных устройств основан на использовании активного ила.

Физико-химические

Их также называют электрохимическими. С помощью таких методов удаётся организовать утилизацию растворённых в стоках мелкодисперсных и неорганических соединений. Также посредством методики можно разрушить органические вещества, которые с трудом поддаются окислению.

Для получения требуемых результатов принято использовать несколько видов физико-химической очистки. Выбор подспособа определяется видом загрязнителей в стоках, а также поступающим в очистные сооружения объёмом мусора.

Коагуляция

При проведении такой очистки принято использовать химические реактивы в виде солей железа, аммония или других соединений. Посредством использования данной методики можно избавиться от большинства загрязнений, способных осесть в виде хлопьев или взвесей. Впоследствии осадок можно удалить с помощью фильтров. Метод востребован в основном на промышленных производствах.

Флокуляция

Методика подразумевает задействование особых химических соединений – флокулянтов. В результате химической реакции образуются связи между молекулами загрязняющих веществ, что приводит к формированию нерастворимых субстанций.

Дальнейшее удаление взвесей и осадков происходит с помощью мембранных фильтров.

Механические и физические

Представляют собой предварительный деструктивный этап очистки сточных вод. Ключевая задача – устранить из жидкости волокна, выпавшие в виде осадков или взвесей. Также посредством механической чистки удаётся вывести из сточных вод:

• твёрдые компоненты;
• грубодисперсные примеси;
• нерастворимые вещества.

Если не предусмотреть данный этап очистки, сорбционные фильтры могут выйти из строя. Методика также является обязательной для тех, кто планирует использовать сточные воды в качестве технической жидкости.

Очистка включает несколько этапов.

1. Процеживание. В этом случае жидкость протекает через специальные решётки и сетки, размеры ячеек которых подбираются в зависимости от степени загрязнения стоков. Применение установок такого типа обеспечивает эффективное очищение воды на первом этапе.
2. Фильтрация. Воду на данном этапе пропускают через пористый или засыпной материал, применяя напор. В основном в качестве наполнителя для фильтра используют металлическую крошку, песок или частички стекла.
3. Отстаивание. Процедура сопровождается гравитационным осаждением и разделением на фракции твёрдых загрязнителей. Самым простым устройством для отстаивания является песколовка.
4. Дисковой фильтр. Имеет форму цилиндрического пакета с встроенными в конструкцию полимерными дисками. За счёт использования такого оборудования удаётся повысить степень очистки воды.

И это далеко не полный перечень классификаций доступных методик и оборудования для проведения механической чистки сточных вод. В некоторых изданиях можно встретить термические методы очистки стоков.

Стадии обработки

Типовая технология очистки сточных вод включает несколько этапов, каждый из которых стоит рассмотреть внимательно.

Предварительная очистка

На предварительном этапе происходит удаление нерастворимых механических примесей. Стоки пропускают через систему решёток и сит, а затем жидкость поступает в отстойник. Каждое сито и каждая решётка отличаются шагом расположения ячеек. Производители выпускают следующие виды сеток:

• с крупной ячейкой;
• мелкой;
• средней.

Количество решёток зависит от характеристик сточной воды. Отстойники и фильтры используют для вывода более крупных загрязнителей.

Биологическая очистка

Проводится с использованием микроорганизмов. Выделяют два способа биологической чистки сточных вод.

1. Аэробный. Проводится с применением бактерий, которые для организации самостоятельной жизнедеятельности потребляют кислород. Поэтому важно, чтобы поступающая в ёмкость с бактериями жидкость была насыщена кислородом. В качестве основных сооружений используют биофильтры с активным илом или аэротенки. Габариты очистительных ёмкостей подбираются в соответствии с проектной документацией.
2. Анаэробный. Очищение стоков происходит с помощью бактерий, способных прожить без кислорода. Органические вещества, которые содержатся в поступающих в ёмкость сточных водах, также преобразуются за счёт работы микроорганизмов в углекислый газ и метан. Сам процесс происходит в специальных баках – метатенках.

Второй вариант считается наиболее экономичным, однако не таким эффективным по сравнению с первым вариантом.

Дополнительная очистка

Подразумевает более тщательное удаление примесей, которые остаются в очищенных стоках. Для проведения очистки используют коагулирующие растворы, которые активно борются со взвесями и растворёнными солями металлов.

Особой популярностью пользуется титановый коагулянт, который проявил большую эффективность по сравнению с растворами на основе алюминия или железа.

Очистка воды УФ-излучением

Современная схема очистки и обеззараживания, посредством которой удаётся удалить из сточных вод патогенную микрофлору. На сегодняшний день выступает в качестве завершающего этапа, после которого воду сбрасывают в грунт или водоём.

Также обеззараживание могут проводить с помощью санобработки хлором или озонированием. У каждого способа есть свои плюсы и минусы. Однако наиболее эффективным на сегодняшний день принято считать устранение патогенных бактерий ультрафиолетовым облучением.

Очистка сточных вод – необходимый процесс для предотвращения загрязнения водоёмов и ухудшения жизни людей, других организмов.

Механическая очистка сточных вод: эффективные методы и устройства

Накануне проведения биологической, физико-химической чистки стоков важно провести их механическую обработку. Главная ее задача – очистить стоки от минеральных и органических соединений, которые несут опасность человеку, окружающей среде. Для проведения такого процесса используются различные современные методы. Они отличаются высокой эффективностью, требуют применения специальных сооружений и установок.

Механическая очистка сточных вод исключает забивание трубопроводов, снижает нагрузку на стадии биологической очистки и физико-химической доочистки Источник stroy-podskazka.ru

Описание

Механическая очистка сточных вод проводится с целью устранения из загрязненной жидкости нерастворимых твердых включений. Зависимо от объема стоков и степени их загрязнения, она требует применения определенных очистных конструкций. Они созданы специально для изъятия грубых отходов путем фильтрации, дробления на частички, подготовки стоков к дальнейшей переработке.

Механические методы очистки сточных вод изобретены давно, тем не менее до сих пор сохраняют свою актуальность. Основные их преимущества – простота, доступная стоимость. Среди минусов важно указать такие:

• нельзя устранить металлы, газовые накопления, хлорорганические соединения;
• фильтры засоряются слишком быстро;
• процедура занимает много времени.

Современные нанотехнологии позволяют механическим способом очищать стоки даже от мелких взвешенных частичек.

Механическая очистка сточных вод предполагает воздействие на примеси гравитационной или центробежной силой, не подразумевает использование химических реагентов Источник stroy-podskazka.ru

Методы механической очистки

Первичное механическое очищения стоков позволяет удалить из жидкости мелкодисперсные взвеси (70%), крупные частицы (95%). Область его применения достаточно широка – очистные станции, промышленные предприятия, независимые канализации для частных домов, иные объекты.

Процеживание

Считается самым простым методом механической очистки сточных вод. Стоковая жидкость процеживается посредством решеток и сит. Последние монтируются прямо перед отстойником. Это позволяет отловить крупные включения, взвешенные частички.

Последовательность процедуры такая:

• Стоки пропускаются сквозь сетку, которая задерживает крупные элементы, волокнистые примеси.
• Затем вода направляется к ситу, вылавливающему мелкие загрязняющие включения.

На выходе вышеописанной системы зачастую устанавливаются микропроцеживатели. Их задача – дополнительно вылавливать нерастворенные микроскопические частицы.

Отстаивание

Удалить из стоков взвешенные вещества, устранить всплывающие примеси возможно путем отстаивания. Оно заключается в использовании гравитационных и центробежных сил. Под их воздействием тяжелые частицы собираются на дне, легкие поднимаются на поверхность жидкости.

Стоки в механических устройствах для отстаивания перемещаются медленно. Такая скорость не препятствует оседанию частиц. Для повышения эффективности процесса используются различные реагенты (например, коагулянты, флокулянты). Последние способствуют соединению мелких примесей в более крупные. Тяжеловесные включения опускаются интенсивнее.

Фильтрование

Загрязненная жидкость пропускается сквозь пористый материал, содержащий меленькие примеси. Вместо фильтров зачастую служат:

• песок, щебень, гравий;
• сеточки;
• хлопчатобумажные, полипропиленовые материалы.

Для более тщательного очищения предназначены мембраны обратного осмоса. Через такие конструкции проникает только чистая вода.

Внимание! Механическая очистка промышленных сточных вод – дешевый и доступный способ устранения загрязнений из жидкости.

Технология отстаивания оправдывает себя в замкнутых системах водоснабжения, встречающихся на химических и металлургических предприятиях Источник stroy-podskazka.ru

Устройства и сооружения для механической очистки

В зависимости от степени загрязнения сточных вод, для их очищения используются всевозможные установки. Между собой они отличаются по эффективности, сложности применения, прочих характеристиках.

Решетки

Задерживают самые крупные загрязнения, содержащиеся в стоках. Состоят они из железных прутиков, каждый из которых приварен к рамке. Мусор с устаревших моделях решеток собирается ручным способом. Новые разновидности оснащаются автоматическими приспособлениями – граблями. Они располагаются поверх решетчатых конструкций, в процессе работы удаляют мусорные накопления с ячеек, перемещают его в камеру для обезвоживания.

Самое технологичное приспособление механической очистки сточных вод – эффективные решетки-дробилки. Сначала они задерживают загрязнения, затем их тотчас же измельчают. В результате такой процедуры существенно уменьшается объем отходов.

Для удаления крупных плавающих отходов используется пропускание стоков через решетки Источник acs-nnov.ru

Песколовки

Очищают стоки от примесей, по весу равных песку. Плотность подобных частиц превышает жидкостную, потому они в любом случае опускаются на дно. Учитывая направление перемещения водного потока, песколовки разделяют на: круговые, горизонтальные и тангенциальные.

Высокой результативностью характеризуются аэрируемые песколовки с дополнительной подачей воздуха. Под воздействием мощных воздушных потоков жидкость закручивается спиралью, одновременно песок собирается на дне. Такие устройства обеспечивают минимальное вхождение органических компонентов в осадок. Благодаря этому он не подвержен гниению.

Принцип действия тангенциальной песколовки основывается на разделении сточной жидкости и грубодисперсных взвешенных веществ под действием гравитационных сил Источник polymercon.com

Отстойники

Сооружения предназначены для устранения примесей, остающихся после песколовок. Принцип функционирования отстойников практически такой же: жидкостный поток проходит через агрегат, частички собираются на дне. В зависимости от направления перемещения стоков, все накопительные емкости разделяют на:

• вертикальные;
• горизонтальные;
• радиальные.

По назначению такие устройства бывают:

• первичные – применяются на начальном этапе переработки стоков;
• вторичные – устраняют излишний ил, биопленку после завершения биологической обработки.

Совет! Чтобы отстойник функционировал более эффективно, его рекомендуется дополнить пре аэратором либо тонкослойными модулями.

Для проведения процессов отстаивания используют горизонтальные емкостные аппараты круглого или прямоугольного сечения с выгрузкой осадка в нижней части Источник acs-nnov.ru

Иловые площадки

Предназначены для просушивания сильно увлажненного осадка из отстойников, метатенков, прочих сооружений аналогичного назначения. Иловая площадка сушится до тех пор, пока влажность отбросов не достигнет 75%. При этом их объем уменьшается в несколько раз.

Внешне иловая площадка – небольшой земельный участок, окруженный валками из земли. Осадок на огражденную территорию наливается послойно. Со временем одна часть жидкости испаряется, иная – проникает в почву. Подсушенный осадочный материал убирают на дальнейшую переработку. Иловая вода перенаправляется на очистные сооружения.

Иловые площадки бывают двух типов: на первых обезвоживание происходит естественным путем, на вторых сушка осадка обеспечивается искусственно созданными условиями Источник nomitech.ru

Маслонефтеуловители и жировые ловушки

Если стоковые воды содержат значительное количество жиров и нефтепродуктов, их важно удалить на начальном этапе (перед решетками). Иначе в случае понижения температуры жиры способны преобразоваться в полутвердые агломераты, накапливаться на решетчатых конструкциях, стенках труб, прочих выступающих деталях оборудования.

Жировые загрязнения обычно всплывают на водную поверхность, формируя при этом сплошную пленку. Для их устранения применяют жироловки – прямоугольные устройства, снабженные множеством козырьков, переливов. Последние исключают перемещение жирового слоя вместе со стоками. Он убирается скребками.

Обычно нефтеловушки сочетаются с пескоуловителями в одном корпусе, чтобы избежать проблем с удалением твердых частиц и осадка Источник aquapolymer.com.ua

Гидроциклоны

Представляют собой механические установки, внутри которых подаваемый жидкий поток закручивается воронкой. Под влиянием центробежной силы стоки разделяются на воду, твердые загрязнения. Если сравнивать с тангенциальными песколовками, то гидроциклоны считаются более эффективными: создают большую скорость жидкостного перемещения, обладают максимальной разделяющей способностью.

Для надлежащего функционирования гидроциклонов требуется входное давление жидкости в пределах 3-5 атмосфер. Чтобы создать его, зачастую необходим монтаж системы насосов.

Механические методы очистки сточных вод реализуются на специализированном оборудовании, отличаются по принципу действия.

Напорные гидроциклоны предназначены для выделения взвешенных веществ из жидкости под действием центробежных сил Источник hydrocyclone.net

Видео описание

Механическая очистка воды

Другие методы очищения стоков

Когда механический способ очистки загрязненной жидкости не обеспечил надлежащее качество сточных вод, впоследствии применяются дополнительные переработки.

Биологические

Из жидкости удаляются примеси, оставшиеся после ранее проведенной обработки. Зачастую это азот, фосфор, прочие элементы.

Биологические методы очистки основаны на разложении органических включений микроорганизмами, которые пребывают в очистных устройствах.

Физико-химические

Позволяют одновременно убрать из загрязненной жидкости растворенные вещества, нерастворимые примеси. Такие способы показывают лучший результат, чем биологическая и механическая очистка сточных вод. Потому они востребованы в тех случаях, когда требуется высококачественная вода: к примеру, при ее вторичном применении.

При физико-химическом очищении используются следующие сложные процессы: экстракция, флотация, электролиз, нейтрализация.

Переработка осадка

Если осадочный материал надолго остается в накопителе, то со временем начинается процесс загнивания. Предупредить его поможет дополнительная обработка, в результате которой получается безопасная сухая масса, вторичное сырье.

Основные методы перерабатывания осадка:

• сбраживание;
• прессование;
• стабилизация;
• температурное, реагентное воздействие.

Обезвоживание осадочных веществ производится в специальных агрегатах, на иловых площадках.

В соответствии с действующим законодательством все сточные воды перед сбросом в водоем должны подвергаться очистке от примесей Источник izhprofibur.ru

Видео описание

Первичная механическая очистка сточных вод

Заключение

При первичной обработке загрязненной жидкости зачастую используются механические методы очистки сточных вод. Они бывают нескольких разновидностей, отличаются высокой эффективностью. Выбор оптимального способа большей частью зависит от состояния стоков, их особенностей. Если стоковая жидкость загрязнена чрезмерно, механическая очистка позволяет подготовить ее к последующим ступеням переработки. Благодаря ей используемые очистные сооружения не забиваются взвесью, работают более эффективно.

Очистка сточных вод различными способами, современные фильтрационные системы

Неотъемлемой частью бытовых и производственных процессов является фильтрация сточных вод. При фильтрации загрязненную жидкость пропускают через пористые материалы для отделения ила, песка, окалины и других дисперсных частиц от жидкой среды. Конструкцию фильтрующей системы, тип устройства для процеживания выбирают в зависимости от объема сточных вод, нуждающихся в очистке, их физико-химических качеств, степени загрязнения и требуемой степени очистки.

Виды фильтрования

По степени загрязнения сточных вод процесс фильтрации можно разделить на 3 вида:

1. Осветление. Производится очистка жидкости с содержанием твердой фазы не более 0,1% от общего объема.
2. Сгущение. Сточные воды содержат 0,1-1% твердой фазы, которая в процессе фильтрации отделяется от жидкой среды в виде сгущенной суспензии.
3. Фильтрование с образованием осадочного слоя. Содержание твердой фазы в сточных водах составляет более 1% общего объема. В процессе очистки прослойка осадка из твердых частиц остается на перегородке фильтра.

Типы фильтровальных устройств

Очистка сточных вод связана с постоянным прогоном через фильтры большого количества загрязненной жидкости, поэтому при создании фильтрационной системы используют устройства, для функционирования которых не требуется большого давления. Наиболее подходящими для этой цели являются устройства:

• С сетчатыми элементами;
• С пористыми перегородками;
• С зернистым слоем;
• Полимерные.

Фильтры с сетчатыми элементами

К этому типу устройств относятся микрофильтры и барабанные сетчатые установки. Их используют, чтобы организовать фильтрацию загрязненных стоков от грубодисперсных примесей, содержащих не более 300 мг взвеси на 1 л.

Барабанные сетки

Сетчатый барабанный фильтр представляет собой конструкцию из вращающегося барабана, обтянутого фильтрующей сеткой. В зависимости от размера твердых частиц, содержащихся в воде, барабан можно обтягивать сетками с разным размером ячеек от 0,3 до 0,8 мм. Барабан вращается при помощи электрического привода со скоростью до 0,5 м/с, при этом сточная вода поступает внутрь барабана и процеживается от дисперсных частиц через ячейки сетки. Оставшиеся на фильтрующей сетке примеси регулярно смываются проточной водой, затем удаляются из системы. Барабанный сетчатый фильтр снижает загрязненность сточных вод на 25-40%, он обычно устанавливается перед зернистым фильтром.

Микрофильтры

Микрофильтр имеет аналогичную конструкцию и отличается от барабанных сеток только размером ячеек, которые в устройствах этого типа составляют 40-70 мкм. Эффективность очистки загрязненных стоков при помощи микрофильтров составляет 40-60%, иногда их используют вместо первичных отстойников.

Очистка сточных вод при помощи фильтров с сетчатыми элементами возможна лишь в случаях, когда в сточных водах, поступающих в устройства, отсутствуют вязкие примеси (смола, масло, битум). Оседание вязких веществ на фильтрующей сетке значительно затрудняет ее очистку и промывку, замедляет процесс фильтрации.

Фильтры с пористыми перегородками

Чаще всего пористые перегородки для фильтровальных устройств изготавливаются из шерстяных, хлопчатобумажных и керамических материалов. Реже встречаются стеклянные, металлические, углеродные элементы. Методы очистки сточных вод при помощи установок с пористыми перегородками включают в себя:

• Фильтрование суспензии с отделением осадка;
• Фильтрование с закупориванием пор.

С образованием осадка

Способ фильтрации с образованием осадка используют при очистке суспензии с содержанием твердых частиц более 1%. Обычно этот метод применяется в намывных фильтрах. В результате пропускания грязных стоков через пористую перегородку, влажный осадок отделяется от очищенного фильтрата и остается на поверхности фильтрующего элемента.

С закупориванием пор

При способе фильтрации с закупориванием пор твердые дисперсные частицы проникают внутрь перегородки и остаются там, осадок не образуется. Такой вид оборудования выбирают для использования метода осветления, при очистке жидкости с содержанием взвеси менее 0,7%.

Фильтры с зернистыми перегородками

Система фильтрации сточных вод, включающая фильтры с зернистой перегородкой (загрузкой), используется при глубокой механической очистке малозагрязненных стоков от мелкодисперсной взвеси. Кроме того, зернистые элементы применяются для доочистки жидкости после первичной фильтрации.

Устройство с зернистой загрузкой представляет собой резервуар, построенный из бетона или кирпича, на дне которого расположен дренаж для водоотвода. Сверху дренажа прокладывают слой из поддерживающего материала, еще выше — фильтрующий слой из зернистой основы. В качестве фильтровального элемента используют песок, гравий, керамзит, опилки, различного рода шлаки, керамическую крошку и прочие материалы, устойчивые к химическому воздействию и не загрязняющие очищенный фильтрат.

Загрязненная жидкость подается сверху на фильтрующие элементы и проходят сквозь них до дренажного устройства. Твердые частицы и вязкие примеси остаются на зернистой основе, которая регулярно подвергается промывке и очищению.

Фильтры с зернистыми перегородками можно классифицировать в зависимости от нескольких параметров:

• Рабочее давление;
• Скорость фильтрации;
• Направление потока;
• Размер элементов фильтрующего слоя;
• Число фильтрующих слоев.

Рабочее давление

По параметру рабочего давления зернистые установки делятся на открытые и закрытые. В открытые устройства сточные воды поступают самотеком, высота фильтрующего слоя в них составляет 1-2 м. Также их называют безнапорными.

Закрытые зернистые фильтры еще называют напорными, так как вода в них подается насосами сверху под напором. Толщина фильтрующего слоя в таких устройствах составляет 0,5-1 м.

Для очистки сточных вод чаще используют напорные установки из-за их более высокой эффективности.

Скорость очистки

По скорости очистного процесса устройства с зернистыми перегородками делятся на медленные, скоростные и сверхскоростные. Скорость процесса фильтрации в каждом типе оборудования зависит от степени загрязнения жидкости.

В медленные фильтры стоки всегда подаются самотеком и проходят через фильтрующий слой под действием силы тяжести. Такие устройства относятся к открытому типу и используются при осветлении жидкости, содержащей малое количество твердых частиц. Скорость прохождения жидкости через перегородку в медленных зернистых сооружениях составляет 0,1-0,3 м/ч. Фильтрующим слоем обычно служит кварцевый песок.

Скоростные фильтры процеживают загрязненную жидкость быстрее, 7-16 м/ч, они бывают как открытые, так и закрытые. Более высокая скорость фильтрации обеспечивается использованием в качестве фильтрующего слоя более крупные элементы среднего размера.

В сверхскоростных агрегатах скорость фильтрации достигает 25-100 м/ч, они представляют собой закрытые устройства, в которые сточные воды подаются под напором.

Направление потока

Зернистые фильтры могут быть с восходящим и нисходящим потоком, двухпоточные, а также с горизонтальным движением жидкой среды. Как правило, система фильтрации сточных вод предусматривает прохождение грязных стоков через напорные аппараты сверху вниз.

Размер частиц материала

Зернистая загрузка фильтровального устройства может содержать мелкозернистые, среднезернистые и крупнозернистые материалы. Мелкозернистыми считаются сыпучие материалы с размером частиц до 0,4 мм, среднезернистыми — 0,4-0,8 мм, крупнозернистыми — более 0,8 мм.

Размер зернистых частиц влияет на скорость прохождения жидкости, на степень образования осадка в фильтрующей перегородке. Чем меньше частицы сыпучего материала, тем медленнее просачивается через очистной слой загрязненная жидкость, но качество фильтрата получается высоким.

Количество слоев

Фильтры с зернистой загрузкой бывают однослойные, двухслойные и многослойные. В однослойных установках обычно используется один и тот же материал, в двухслойных и многослойных — перегородки могут быть сделаны из разных материалов либо из одного материала с разным размером элементов.

Эффективность многослойных очистных сооружений гораздо выше, чем у однослойных. Но есть и недостатки — значительный расход воды для промывки и регенерации прослоек и большая материалоемкость.

Полимерные фильтры

Появление полимерных материалов стимулировало развитие и изменение технологий фильтрации загрязненных жидкостей. Полимерные материалы используются в 2 видах устройств:

• С плавающей загрузкой;
• С эластичной загрузкой.

Плавающая загрузка

Установки с плавающей загрузкой становятся все более востребованы для глубокой очистки промышленных стоков, а также для доочистки городской сточной воды после биологической очистки. Полимерный материал для плавающей загрузки должен обладать хорошей прочностью, устойчивостью к действию химических реагентов, достаточной пористостью. Лучше всего для агрегатов с плавающей загрузкой подходят полистирол и пенополистирол.

Для устройства фильтрующего слоя полистирол вспенивается при помощи термообработки горячей водой или паром. Загрязненная вода пропускается сверху вниз через слой вспененного полимера, фильтрат выводится из агрегата по дренажным трубам. В таких аппаратах температура воды не должна быть больше 50 градусов, чтобы избежать расплавления гранул полистирола.

Эластичная загрузка

Агрегаты с эластичной загрузкой используют для фильтрования стоков, содержащих примеси нефти. Материалом для фильтрующего слоя в таких установках служит эластичный пенополиуретан, обладающий выраженным свойством поглощать нефтепродукты. После прохождения загрязненный жидкости через слой эластичного полимера чистый фильтрат отводится дренажными трубами, а поглотивший нефтяные примеси полиуретан извлекается и проходит этап регенерации на отжимном оборудовании.

Правильно спроектированная и построенная система фильтрации сточных вод будет работать долгие годы. Условия бесперебойной работы оборудования несложные — достаточно регулярно делать чистку фильтрующих слоев и, при необходимости, заменять испорченный материал фильтрующего элемента новым. Кроме этого, нужно периодически проводить профилактический осмотр частей системы с целью выявления неполадок или износа и вовремя их обновлять.