Очисні споруди каналізації - види та методи очищення. Міські каналізаційні очисні споруди

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Принцип роботи очисних споруд стічних вод

Очисні споруди – споруди, призначені для очищення від забруднень, що містяться у побутових та промислових стічних водах.

Очищення води відбувається у кілька етапів.

Механічний етап: очищення стічна вода

Стічні води несуть із собою безліч сміття. Щоб позбавити його стоки, на вході стоять грати. Перша - велика, відсіює найбільше сміття і оберігає наступні грати, від пошкоджень.

Наступний етап очищення - пісковловлювачі, довгасті бетонні ємності, в яких перебіг води уповільнюється і всі важкі частинки випадають в осад.

Первинні відстійники, куди наступному етапі потрапляє вода, призначені для осадження зваженої органіки.

Це залізобетонні «тазики» завглибшки п'ять метрів і діаметром 40 та 54 метри. У їх центри знизу подаються стоки, осад збирається в центральний приямок скребками, що проходять по всій площині дна, а спеціальний поплавок зверху зганяє все легші, ніж вода, забруднення, в бункер. В результаті механічної очистки видаляється до 60-70% мінеральних забруднень, а БПК (Біохімічне споживання кисню) знижується на 30%. Біологічне споживання кисню (БПК) - кількість кисню, витрачене на біохімічне окислення під впливом бактерій і розкладання нестійких органічних сполук, які у досліджуваної воді. БПК одна із найважливіших критеріїв рівня забруднення водойми органічними речовинами.

Він визначає кількість кисню, необхідне розкладання органічних забруднюючих речовин.

Біологічний етап. З технічної погляду розрізняють кілька варіантів біологічної очистки. На даний момент основними є активний мул (аеротенки), біофільтри та метантенки (анаеробне бродіння)

Аеротенк - пристрій біологічної очистки стоків, головний і найскладніший етап. В аеротенці забруднення розкладаються та окислюються активним мулом

Наприклад: На Люберецьких очисних аеротенках – це величезні бетонні басейни довжиною 300 метрів, розділені на чотири доріжки, які утворюють «змійку». Доріжки зроблені для збільшення пробігу води та для виділення спеціальних зон, у кожній з яких йде свій ступінь очищення.

Крім розчиненої та виваженої органіки зі стічних вод необхідно видаляти біогенні елементи. До них відносять фосфати та сполуки азоту: нітрити, нітрати, амонійний азот. Потрапляючи у водоймища, вони діють як добрива. Їхнє накопичення призводить до надмірного цвітіння, а потім і до замор водойм.

Активний мул - пластівці, що являють собою скупчення різних мікроорганізмів, які розкладають та окислюють розчинені забруднення. Його склад дуже різноманітний: головним чином це бактерії, а також найпростіші коловратки, черв'яки, водні гриби, дріжджі.

При відключенні подачі кисню та перемішування активний мул починає вмирати, а на його відновлення може піти близько півроку.

Після аеротенків вода надходить у вторинні відстійники, де видаляються залишки активного мулу. Отримана на виході з вторинних відстійників вода надходить на доочищення - фільтрацію за допомогою найдрібнішої сітки в 1,6 мм. Завершальним етапом має стати дезінфекція,

Для поліпшення параметрів очищення можуть бути використані різні хімічні методи, а також фізико-хімічні методи.

Для остаточного знезараження стічних вод призначених для скидання на рельєф місцевості або у водоймище застосовують установки ультрафіолетового опромінення.

Для знезараження біологічно очищених стічних вод, поряд з ультрафіолетовим опроміненням, яке використовується, як правило, на очисних спорудах великих міст, застосовується також обробка хлором протягом 30 хвилин.

Хлор вже давно використовується як основний знезаражуючий реагент практично на всіх очисних міст в Росії. Оскільки хлор досить токсичний і становить небезпеку очисні підприємства багатьох міст Росії вже активно розглядають інші реагенти для знезараження стічних вод, такі як гіпохлорит, дезавід та озонування.

Після очищення води залишається осад, отриманий з первинних та вторинних відстійників. Наприклад, на московських очисних за рік утворюється понад 10 млн. тонн осаду.

Осади, що виділяються зі стічної води, відправляють на зброджування в метантенки - величезні залізобетонні баки заввишки 24 метри і об'ємом 8 тис. кубометрів. Вони осад витримується близько семи діб. Отриманий у процесі бродіння біогаз (суміш метану з вуглекислим газом) спалюється в розташованій відразу котельні, тепло якої використовується для обігріву самих метантенків, а також для господарських потреб підприємства.

Метантенки-пристрій для анаеробного бродіння (метанове бродіння органічних речовин з виділенням вільного метану) рідких органічних відходів з отриманням метану.

Призначення

Метантенк є одним із важливих елементів очисних споруд. На відміну від аеротенків у них надходить, не сама стічна рідина, а концентрований осад, що випадає у відстійниках.

Біологічні методи очищення ґрунтуються на окисленні органічних залишків з використанням мікроорганізмів. Неперегнилий осад може бути утилізований. У метантенках органічні залишки перетворюються на незагнивающую форму без доступу кисню. Перші експерименти з метанового кидання каналізаційних відходів розпочалися наприкінці ХІХ століття. У середині 1920-х років почалася промислова експлуатація метантенків у Німеччині, Великобританії, США та СРСР.

Конструктивно метантенк є циліндричний або рідше прямокутний резервуар, який може бути повністю або частково заглиблений в землю. Днище метантенка має значний ухил до центру. Покрівля метантенка може бути жорстка або плаваюча. У метантенках з плаваючою покрівлею знижується небезпека підвищення тиску у внутрішньому обсязі.

Стінки та днище метантенка виконуються, як правило, із залізобетону.

Принцип дії

Зверху в метантенк трубою надходить осад і активний мул. Для прискорення процесу бродіння метантенк підігрівають, а перемішують вміст. Підігрів здійснюється водяним чи паровим радіатором. У разі відсутності кисню з органічних речовин (жирів, білків тощо. буд.) утворюються жирні кислоти, у тому числі при подальшому бродінні утворюється метан і вуглекислий газ.

Зброджений мул високої вологості видаляється з нижньої частини метантенка. Газ, що утворився, відводиться через труби в покрівлі метантенка. З одного кубічного метра осаду в метантенці виходить 12-16 кубометрів газу, в якому близько 70% становить метан.

Основними технологічними параметрами при розрахунках метантенків є температура у внутрішньому просторі, тривалість зброджування, продуктивність по сухій органічній речовині, концентрація осаду, що переробляється, і режим завантаження. Найбільше застосування знайшли мезофільний (при температурі 32-35 °C) та термофільний режим (при температурі 52-55 °C). Мезофільний режим є менш енергоємним, термофільний дозволяє застосовувати метантенки меншого обсягу. За кордоном частіше застосовується мезофільний режим. Наприкінці XX століття замість метантенків почали застосовувати механічне зневоднення та хімічне кондиціювання нестабілізованих біологічних опадів, проте ці методи енергетично менш вигідні.

Метамн – найпростіший вуглеводень, безбарвний газ (в нормальних умовах) без запаху.

Нагромаджуючись у закритому приміщенні, метан вибухонебезпечний. Вибухонебезпечний при концентрації повітря від 4,4 % до 17 %. Найбільш вибухонебезпечна концентрація 9,5%

Серйозну небезпеку є вибухи парових (газових) хмар. Такі явища виникають при витоку газу або випаровуванні горючих рідин в обмежених просторах (приміщеннях), де швидко зростає концентрація горючих елементів до граничної, коли відбувається запалення хмари.

7 жовтня 2008 р. у Нижньому Тагілі на території очисних споруд «Водоканал-НТ» у камері відстійника сталася бавовна газу метану. Постраждало 4 особи, отримали опіки 1 та 2 ступеня. У ході розслідування було встановлено, що вибух стався через недотримання техніки безпеки: при зварюванні металевої ємності, в якій знаходилися залишки парів метану.

Небезпека, пов'язана з горючими газами

Вибух є досить простою хімічною реакцією, при якій кисень швидко з'єднується з іншими речовинами, виділяючи при цьому енергію.

Для вибуху завжди необхідні три фактори:

1. Джерело займання (іскра, полум'я)

2. Кисень

3. Паливо у формі газу чи пари

Тому метою будь-якої системи протипожежного захисту є усунення принаймні однієї з цих трьох потенційних небезпек.

Утворення вибухонебезпечної суміші відбувається лише певному діапазоні концентрації газу/повітря. Даний діапазон індивідуальний для кожного газу і пари і обмежений верхнім рівнем, відомим як "верхня межа вибуховості" і нижнім рівнем, що називається "нижньою межею вибуховості".

При значеннях менш нижньої межі вибуховості недостатньо газу для вибуху (тобто суміш недостатньо концентрована), а при значеннях більш верхньої межі вибуховості в суміші міститься недостатня кількість кисню (тобто суміш занадто концентрована). Тому діапазон займання знаходиться між нижньою межею вибуховості та верхньою межею вибуховості для кожного газу або суміші газів. Поза цими межами суміш не здатна горіти.

На середньому промисловому підприємстві зазвичай немає газів, які можуть виділятися в довкілля. У крайньому випадку, спостерігається лише незначний фоновий рівень газу. Тому виявлення та система раннього попередження необхідна тільки з метою виявлення газу з концентрацією від нуля до нижньої межі вибуховості. Як тільки ця концентрація буде досягнута, будуть потрібні процедури відключення обладнання або очищення ділянки. Насправді це проводиться при концентрації менше 50% від значення нижньої межі вибуховості, таким чином забезпечується необхідний запас міцності.

Однак необхідно завжди пам'ятати про те, що в закритих або невентильованих зонах можливе утворення концентрації, що перевищує верхню межу вибуховості. Тому під час інспектування слід пам'ятати, що при відкритті дверей та люків та надходженні повітря зовні зниження концентрації газів може призвести до утворення небезпечної, займистої суміші.

Властивості метану

Температура займання.

Горючі гази мають температуру, за якої відбувається займання, навіть якщо немає джерела займання, наприклад, іскра або полум'я. Ця температура називається температурою займання..(595. °C)

Температура спалаху (<-20 °C)

Температура спалаху займистої рідини є найнижчою температурою, при якій поверхня рідини виділяє кількість парів, достатню для займання від незначного полум'я.

Щільність пари (0.55)

Допомагає вирішувати питання розташування датчика

Щільність газу/пари визначається порівняно з повітрям

Інші аварії

Причини аварій на очисних спорудах:

Вимкнення електрики;

Знос обладнання;

Погода та стихійні лиха (сильний мороз, повені);

Людський фактор (неувага персоналу, теракти);

Ненормативна робота очисних споруд (обсяг забрудненого матеріалу більше запланованого, очисні споруди не розраховані на знищення окремих речовин та компонентів тощо).

Наслідки аварій на очисних спорудах:

Основним наслідком аварій на очисних спорудах є забруднення довкілля, до екологічної катастрофи.

Приклади аварій:

У Запоріжжі через вихід з ладу очисних споруд водоканалу до водойм потрапили неочищені каналізаційні стокові води.

Через пробоїну кабелю сталося відключення від електропостачання КНР-7 (каналізаційно-насосної станції комунального підприємства «Водоканал»), повідомили у Запорізькому територіальному управлінні МНС. Тисячі кубометрів неочищених каналізаційних стоків потрапили до річки Мокра Московка, яка впадає у Дніпро.

У Харківській області 4,5 тис. кубометрів каналізаційних стоків потрапили до річки Уди, причиною цього стала аварія на очисних спорудах селища Есхар. Техніка вийшла з ладу частково через сильні морози, а частково через те, що майже третину століття її не ремонтували.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Механічна очистка стічних вод на каналізаційних очисних спорудах. Оцінка кількісного та якісного складу, концентрації забруднень побутових та промислових стічних вод. Біологічне їх очищення на каналізаційних очисних спорудах.

курсова робота , доданий 02.03.2012


Основні переваги та недоліки біологічного методу очищення води та ґрунту від нафтових забруднень. Опис роботи очисних споруд БІО-25 КС "Кармаскали". Установка знезараження стічних вод. Виділення та активація аборигенних мікроорганізмів.

дипломна робота , доданий 25.11.2012


Визначення концентрації забруднень стічних вод. Оцінка ступеня забруднення стічних вод, які від населеного пункту. Розробка схеми очищення стічних вод з подальшим їх скиданням у водойму. Розрахунок необхідних споруд для очищення стічних вод.

курсова робота , доданий 09.01.2012


Забруднення, які у побутових стічних водах. Біорозкладається як одна з ключових властивостей стічних вод. Фактори та процеси, що впливають на очищення стічних вод. Основна технологічна схема очищення для споруд середньої продуктивності.

реферат, доданий 12.03.2011


Визначення концентрації забруднень у стоку побутових та виробничих стічних вод, пропускної спроможності очисних каналізаційних споруд. Розрахунок приймальної камери, решіток, змішувача, камери пластівництва, відстійника, освітлювача, електролізера.

курсова робота , доданий 19.10.2014


Опис та принцип дії песколовок. Розрахунок первинних відстійників, призначених для попереднього освітлення стічних вод. Азротенки-витискувачі для очищення стічних вод. Вибір типу вторинних відстійників, схема розрахунку глибини та діаметра.

курсова робота , доданий 04.12.2011


Характеристика сучасного очищення стічних вод для видалення забруднень, домішок та шкідливих речовин. Методи очищення стічних вод: механічні, хімічні, фізико-хімічні та біологічні. Аналіз процесів флотації, сорбції. Знайомство із цеолітами.

реферат, доданий 21.11.2011


Водоспоживання та водовідведення підприємства. Методи очищення стічних вод: фізико-хімічний, біологічний, механічний. Аналіз роботи очисних споруд та впливу на навколишнє середовище. Гідрологічна та гідрохімічна характеристика об'єкта.

курсова робота , доданий 01.06.2015


Визначення розрахункових параметрів очисних споруд. Витрати побутових стічних вод від населення та промислових підприємств. Вміст нафтопродуктів та синтетичних поверхнево-активних речовин. Концентрація забруднень у стоку, що надходить на чищення.

курсова робота , доданий 29.04.2014


Очищення стічних вод як комплекс заходів із видалення забруднень, які у побутових і промислових водах. Особливості механічного, біологічного та фізико-хімічного способу. Сутність термічної утилізації. Бактерії, водорості, коловратки.

Залежно від стічних вод, що у каналізаційну мережу, міські каналізації поділяються на общесплавную і раздельную.

У першому випадку талі та дощові води надходять у систему каналізації разом із побутовими стічними водами. При роздільній каналізації талі та дощові води направляються по водостоках (зливівкам), що окремо прокладаються, без очищення у відкриті водоймища (стави, річки, озера і т. д.).

Роздільний вид каналізації є найпоширенішим способом, який потребує менших трудовитрат і матеріальних витрат. Стічні води з міських будівель прямують у дворові лінії, а потім у міські труби каналізації, які приєднані до каналізаційного колектора міста. Для руху стоків труби прокладаються з ухилом та поступовим заглибленням у землю. У разі, якщо рівень заглиблення перевищує рівень водойми або річки, в яку випускаються стоки, то наприкінці колектора встановлюється станція перекачування з фекальними насосами, які перекачують стоки на очисні споруди міської каналізації по напірному колектору.

Методи очищення міських стоків

Методи очищення залежать від складу стоків, тому вони дуже різноманітні. У системі міської каналізації перший етап – це механічне очищення в пісковловлювачах, ґратах та відстійниках, у яких затримуються забруднення, нерозчинені у стічних водах.

Опади (мул), що накопичуються у відстійниках, перегнивають у метантенках. Перегнивання тут прискорюється за допомогою підігріву та перемішування опадів. Газ метан, що виділяється під час перегнивання, використовується як паливо для потреб станцій. Зневоднений, перегнилий та підсушений мул використовується як добриво.

Наступним етапом очищення стоків є біологічне очищення - за допомогою мікроорганізмів, що живляться за наявності кисню органічними забрудненнями, що містяться у стоках.

Існує 2 види біологічної очистки:

* природні. У цьому випадку стоки пропускаються через підготовлений спеціально для цього грунт,- на полях зрошення або фільтрації;

* Штучні очисні споруди міської каналізації в аеротенках - спеціальних резервуарах, в яких стоки і доданий до них активний мул продуваються повітрям, що надходить зі станції аерації (компресорів). Наступний етап штучного очищення - це вторинні відстійники, в яких виділяється активний мул, що прямує далі в аеротенки. Очищені тут стоки далі знезаражуються електролізом, або за допомогою газоподібного (рідкого) хлору і надходять у відкриті водойми.

Будівництво заміського будинку пов'язане з деякими незручностями. Одне – відсутність централізованої системи каналізації. Ставити «зручності» на подвір'ї сьогодні ніхто не хоче. Вирішенням проблеми стали автономні станції. Сучасні очисні споруди каналізації досить компактні і в змозі впоратися із покладеним на них завданням.

Очисні споруди каналізації: принцип роботи

Сучасний ринок пропонує величезний асортимент очисних споруд. Але принцип роботи у всіх схожий.

1 етап. Механічна очистка стоків, після якої вода практично повністю позбавляється зважених включень. Методи:

• відстоювання;
• жировловлення;
• фільтрування.

2 етап. Розщеплення органіки, що залишилася в освітлених водах.

Освітленою водою прийнято називати ту воду, яка надходить після механічного очищення. На цьому етапі вона потрапляє на біофільтри, де відбувається розщеплення органіки. В результаті випадає осад у вигляді мулу та виділяються гази.

3 етап. Додаткове знезараження води. Відбувається воно завдяки хімічним засобам.

Технічно чиста вода скидається у водойму або на ґрунт.

В умовах великого міста, де є центральна каналізаційна система, проблема стоків обходить приватні особи стороною (за умови належного підходу адміністрації міста до цього питання). У невеликих селищах, заміських котеджах всі проблеми доводиться вирішувати самостійно.

Спочатку складається псд очисних споруд каналізації. Без інженерної освіти зробити це дуже важко. Необхідно розуміти, що за забруднення навколишнього середовища у разі неправильно побудованої системи відведення стоків Вас ніхто по голівці не погладить.

Наступний етап – вибір очисної споруди. Визначальні показники – тип, продуктивність.

Очисні споруди каналізації для селища:

1) Накопичувальна ємність.

Один із найпростіших методів організації локальної системи каналізації. Це ємність із пластику для збору та тимчасового зберігання стоків. Надалі потрібно періодичне викачування зібраного матеріалу асенізаторської техніки.

Переваги каналізаційної накопичувальної ємності:

• невелика вартість;
• найпростіша установка.

Недоліки:

• дороге обслуговування (за послуги асенізаторів доведеться щоразу платити).

Накопичувальна ємність краще вибирати тоді, коли передбачається невеликий обсяг стоків. Її добре встановити на дачі, що використовується для періодичного відпочинку.

2) Септик.

Енергонезалежна установка із пластику. Очищення стоків відбувається методом механічного відстоювання та за допомогою анаеробних бактерій.

Септики можна зробити самостійно з

• залізобетону;
• колодязних кілець;
• цегли.

Важливо якісно герметизувати камери, щоб стічні води не потрапили у ґрунт.

Мінуси саморобних септиків:

• великий обсяг площі споруди;
• трудомісткість будівельного процесу.

Монтаж готового септика можна виконати протягом двох-трьох днів.

Вода, що вийшла з установки, не може бути скинута відразу у водоймище. Вона ще недостатньо чиста. Потрібно додатково облаштовувати систему ґрунтової фільтрації. Зробити це можливо лише у легких ґрунтах. Будувати систему доочищення у глинистих ґрунтах дуже дорого.

Шар піску та щебеню для доочищення стоків у професійному середовищі називається полем фільтрації. Середній термін служби цього поля – десять років. Потім потрібно змінювати шар дренажу або розташування поля фільтрації.

3) Аераційна установка.

Пристрій для біологічної очистки стоків. Відходи не збираються в будь-якій ємності та не відстоюються. Аеробні мікроорганізми руйнують органічні речовини. На виході – технічна вода та мул. Яскравий приклад аераційної установки – очисні споруди каналізації Топас (не «Топаз»; ТОП – частина прізвища Яна Топола, розробника системи; АС – активаційна система).

Переваги аераційних установок:

• компактні розміри, немає потреби обладнати поле фільтрації;
• відсутність шуму та запаху;
• ступінь очищення стічних вод до 98%;
• можливість вибрати продуктивність станції (від встановлення для одного будинку до установки для цілого селища).

Недоліки:

• висока вартість станції;
• для роботи потрібна електроенергія.

Щоб вибрати очисну споруду, слід аналізувати такі параметри:

• обсяг стоків на добу (залежить від кількості осіб, що проживають у будинку, та числа сантехнічних приладів; середня витрата води на одну особу – двісті літрів);
• як часто користуватимуться каналізацією (тільки один сезон, як на дачі, чи цілий рік);
• топографія та геологія ділянки (характер ґрунту, глибина залягання ґрунтових вод, віддаленість від відкритих водойм та колодязів, розмір ділянки, рівень промерзання ґрунту в зимовий час тощо).

Очисні споруди зливової каналізації

Зливова каналізація призначена для збирання та транспортування талих дощових вод. Звичайна очисна каналізація для цього не підходить. Тому було розроблено спеціальні споруди зливової каналізації. Основне їхнє завдання – відвести опади від фундаменту будинку, газонів, дорожніх покриттів, грядок тощо.

Система зливової каналізації:

• встановлені на даху жолоби для збирання талої води;
• воронки та водостічні труби, що направляють і транспортують воду до дощеприемник (його оснащують фільтром, що перешкоджає попаданню в систему великого сміття);
• система труб і лотків, якими вода потрапляє у накопичувальний колодязь чи найближчий яр.

На різних ділянках системи транспортування встановлюють пісколовки зі сміттєзбірними контейнерами. Ці пристрої відфільтровують потік. Періодично їх потрібно очищати.

Сучасні очисні споруди каналізації – це зручні установки, що ефективно очищають стічні води. Їхнє грамотне використання забезпечить комфорт мешканцям та збереже екологію місцевості.

Локальні очисні споруди каналізації (ЛОС) бувають декількох типів залежно від принципу очищення побутових стічних вод. Кожен спосіб очищення має свої переваги та недоліки, але завжди знаходить застосування у тій чи іншій ситуації. Локальні очисні споруди каналізації працюють комплексно, тобто – очищення відбувається у кілька етапів, і заключним є отримання чистої технічної води, придатної для побутових потреб (крім прання та приготування їжі).

Очисні каналізаційні споруди

Утилізувати шкідливі домішки з каналізаційних стоків можна різними способами:

• Механічна очистка.
• Біологічне очищення та фільтри.
• Фізико-хімічне очищення стічних вод.
• Дезінфікування стічних вод.

Механічна очистка

Перший і грубий варіант очищення - локальні очисні споруди каналізації, в яких першим бар'єром встановлені механічні фільтри. Фільтрація готує стічні води до біологічної очистки. Тут затримуються великі тверді фракції при проходженні стоків через відстійники, септики, пісковловлювачі, металеві фільтри-сітки, мембрани та решітки, що затримують нерозчинні фракції. Весь принцип роботи очисних споруд каналізації при механічному очищенні стічних вод складається з кількох послідовних кроків:

• Грати, сітки та металеве сито утримують велике сміття та фракції органічного та мінерального походження.
• Пісковловлювачі не дають дрібним частинкам проходити далі за циклом очищення.
• Мембрана видаляє дрібні фракції, що залишилися - це називається глибока очищення.
• У відстійнику вода очищається від інших завислих частинок.

Після цих чотирьох етапів очищення вода може очиститись на 60-70%. Після кількох років експлуатації ЛОС потрібна часткова реконструкція очисних споруд каналізації із заміною фільтрів.

Біологічне очищення стічних вод

Якщо потрібно подальше очищення, то використовують біологічний спосіб. У резервуари з очищеними механічно стічними водами заселяються анаеробні мікроорганізми та бактерії, які живляться залишками органічних речовин. На цьому етапі очищення може працювати активний мул, біологічні фільтри або може бути запущено процес анаеробного бродіння.

Фізико-хімічний етап передбачає використання різних хімічних речовин і домішок для поліпшення якості води, що очищається. Це такі складні процеси, як озонування, хлорування та інші хімічні реакції. Тому будівництво очисних споруд каналізації має проводитися лише професіоналами та за попередньо розробленим проектом.

Якщо в системі очищення передбачено скидання стоків у штучну (природну) водойму, то необхідно дезінфікувати воду. Це робиться за допомогою УФ-фільтрів або обробкою хлором протягом 30 хвилин.

Очищення за допомогою септиків

Але такі методи очищення стічних каналів ефективні для міста. А що робити дачникам чи власникам заміських котеджів та будинків? Найактуальніші очисні споруди каналізації для селища чи дачного будиночка – це септики. А якщо є попит, то буде й пропозиція. Промисловість та приватні підприємства пропонують багато різних варіантів таких автономних установок, що працюють по-різному. Тому проблему відводів стоків і очищення для будівель, що окремо стоять, вирішують автономні очисні споруди каналізації.

Септик – це резервуар великої ємності, що встановлюється дільниці певну глибину. До кожного рельєфу місцевості рекомендується підібрати найбільш ефективну установку, тому попереднє проектування очисних споруд каналізації є невід'ємною частиною будівництва ЛОС. Стічні води очищаються з допомогою випадання твердих фракцій осад. Додатково та остаточно вода очищається у фільтраційному полі. Після цього її можна зливати в ґрунт або користуватися в технічних цілях.

Якщо встановити додаткові фільтри, можна відкачувати воду 1 раз на 4-5 років – періодичність залежить від обсягу камер септика. Як систему доочищення використовуються аеротенки.

Аеротенк – це пристрій для біологічного очищення стічних вод. Він є системою резервуарів, заселених мікроорганізмами. Після такої обробки вода придатна для скидання до ґрунту.

Правильна експлуатація очисних споруд каналізації дозволяє підвищити якість до 98%. Недоліком такого способу є обов'язкова наявність електрики або хорошої природної припливно-витяжної вентиляції, щоб бактерії не загинули без кисню і те, що не можна перевищувати встановлені обсяги стоків, інакше бактерії не впораються з очищенням. Тандем біофільтрів та септика набагато покращує якість води.

Знезараження ультрафіолетом допомагає захистити воду від зараження вірусами та хвороботворними організмами. Ультрафіолетова установка застосовується комплексно, у складі інших очисних споруд, оскільки її функція – не очищати воду, лише знезаражувати її. УФ установка дезінфікує воду на 99%, але недолік її використання той самий - наявність електрики, що підвищує і без того велику вартість станції.

А як працюють очисні споруди каналізації із застосуванням біологічного очищення стічних вод? Біологічне очищення стоків каналізації - найефективніший спосіб. Встановлювати споруди біологічного очищення стічних вод можна поруч із житловими будинками та у будь-яких кліматичних поясах. Термін експлуатації такої системи – 30-50 років.

Недолік такого очищення - наявність неприємного запаху, що виникає при бродінні відходів. Сучасні технології дозволяють усунути цей недолік, але такі прилади дорого коштують.

Біологічне очищення стоків використовується і у звичайних септиках – у камеру септика заселяються бактерії певного виду. Але існують ще й очисні споруди зливової каналізації, які призначені для збору, доставки до септика та очищення дощової та талої води та подальшої доставки до фільтраційних полів. Стандартні септики та очисні можуть не впоратися з великою кількістю дощової води, і для цього було розроблено зливову каналізацію.

Зливові очисні споруди

Основне завдання «зливи» - захист фундаменту будинку, дорожнього покриття, газонів і т.д. від підтоплення дощовими та талими водами. Що являють собою локальні очисні споруди зливової каналізації? Це система водостічних труб, дощоприймачів, водостічних жолобів та дренажу, за якими вода збирається та надходить у колектор. Колектор повинен перебувати нижче рівня промерзання ґрунту.

Всі елементи зливової каналізації обладнуються пісковловлювачами. Стандартні міські очисні споруди каналізації влаштовані набагато складніше та утворюють цілі підземні комунікації.

Дощеприймач має додатковий фільтр для очищення талої та дощової води. Після проходження фільтра очищена вода потрапляє в найближчу водойму. Також нею можна поливати город чи клумби. Лівнівка також потребує планового очищення. При виборі тієї чи іншої зливової каналізації візьміть до уваги наступне:

• Тип установки. Багато систем каналізації працюють в автономному режимі, деякі вимагають підключення електрики, а є такі очисні споруди дощової каналізації, які не можна експлуатувати, якщо грунтові води підступають до поверхні дуже близько.
• Спосіб очищення. Використання кількох очисних методів підвищує ефективність роботи.
• Місце встановлення. Необхідно дотримуватися БНіП у цьому питанні.
• Самостійний чи професійний монтаж системи.

→ Рішення комплексів очисних споруд

Приклади очисних споруд найбільших міст

Перш ніж розглядати конкретні приклади очисних споруд, необхідно визначити, що означають поняття найбільше, велике, середнє та мале місто.

З певною часткою умовності можна класифікувати міста за кількістю жителів або з урахуванням професійної спеціалізації за кількістю стічних вод, що надходять на очисні споруди. Так для найбільших міст з населенням понад 1 млн. осіб кількість стічних вод перевищує 0,4 млн. м3/добу, для великих міст з населенням від 100 тис. до 1 млн. осіб кількість стічних вод становить 25-400 тис. м3/добу . У середніх містах мешкає 50-100 тис. осіб, а кількість стічних вод 10-25 тис. м3/добу. У малих містах та селищах міського типу кількість жителів від 3-50 тис. осіб (з можливою градацією 3-10 тис. чол; 10-20 тис. чол; 25-50 тис. чол.). При цьому розрахункова кількість стічних вод змінюється в широкому діапазоні: від 0,5 до 10-15 тис. м3/сут.

Частка міст у Російській Федерації становить 90% від загальної кількості міст. Необхідно також враховувати, що система водовідведення у містах може бути децентралізованою і мати кілька очисних споруд.

Розглянемо найбільш показові приклади великих очисних споруд містах Російської Федерації: Москва, Санкт-Петербург і Нижній Новгород.

Кур'янівська станція аерації (КСА) м. Москва. Кур'янівська станція аерація - найстаріша і найбільша станція аерації в Росії, на її прикладі можна досить наочно вивчити історію розвитку техніки та технології очищення стічних вод у нашій країні.

Площа, яку займає станція, становить 380 га; проектна продуктивність – 3,125 млн. м3 на добу; їх майже 2/3 становлять господарсько-побутові і 1/3 промислові стічні води. У складі станції є чотири самостійні блоки споруд.

Розвиток Кур'янівської станції аерації розпочався 1950 р. після введення в експлуатацію комплексу споруд пропускною спроможністю 250 тис. м3 на добу. На цьому блоці було закладено промислово-експериментальну технологічну та конструктивну базу, яка стала основою для розробок практично всіх станцій аерації в країні, а також була використана при розширенні самої Кур'янівської станції.

На рис. 19.3 та 19.4 наведено технологічні схеми очищення стічних вод та обробки опадів Кур'янівської станції аерації.

Технологія очищення стічних вод включає наступні основні споруди: грати, пісковловлювачі, первинні відстійники, аеротенки, вторинні відстійники, споруди для знезараження стічних вод. Частина біологічно очищених стічних вод проходить доочищення на зернистих фільтрах.

Мал. 19.3. Технологічна схема очищення стічних вод Кур'янівської станції аерації:
1 – грати; 2 - пісколовка; 3 – первинний відстійник; 4 – аеротенк; 5 – вторинний відстійник; 6 – плоске щілинне сито; 7 – швидкий фільтр; 8 – регенератор; 9 – головна машинна будівля ЦПВ; 10 – мулоущільнювач; 11 - гравітаційний стрічковий згущувач; 12 – вузол приготування розчину флокулянту; 13 - споруди промводопроводу; 14 – цех обробки піску; 75 - стічна вода, що надходить; 16 - промивна вода з швидких фільтрів; 17 – піскова пульпа; 18 - вода з цеху піску; 19 - плаваючі речовини; 20 – повітря; 21 - осад первинних відстійників на споруди з обробки осаду; 22 -циркуляційний активний мул; 23 – фільтрат; 24 – знезаражена технічна вода; 25 – технічна вода; 26 – повітря; 27 - згущений активний мул на споруди обробки осаду; 28 – знезаражена технічна вода у місто; 29 - очищена вода в р. Москва; 30 - доочищена стічна вода в р. Москва

На КСА встановлені механізовані решітки з прозорами 6 мм з скребковими механізмами, що безперервно рухаються.

На КСА експлуатуються песколовки трьох типів – вертикальні, горизонтальні та аеровані. Після зневоднення та обробки у спеціальному цеху, пісок можна використовувати при будівництві доріг та для інших цілей.

Як первинні відстійники на КСА використовують відстійники радіального типу діаметрами 33, 40 і 54 м. Проектна тривалість відстоювання становить 2 год. Первинні відстійники в центральній частині мають вбудовані преаератори.

Біологічне очищення стічних вод здійснюється у чотирикоридорних аеротенках-витісняльниках, відсоток регенерації становить від 25 до 50%.

Повітря для аерації в аеротенки подається через фільтрувальні пластини. В даний час для вибору оптимальної системи аерації в ряді секцій аеротенків проходять випробування трубчасті поліетиленові аератори фірми «Екополімер», аеротори тарілчасті фірм «Грін-фрог» і «Патфіл».

Мал. 19.4. Технологічна схема обробки опадів Кур'янівської станції аерації:
1 - завантажувальна камера метантенка; 2 – метантенк; 3 – вивантажувальна камера метантенків; 4 – газгольдер; 5 – теплообмінник; 6 – камера змішування; 7 – промивний резервуар; 8 – ущільнювач збродженого осаду; 9 – фільтр-прес; 10 – вузол приготування розчину флокулянту; 11 - муловий майданчик; 12 – осад первинних відстійників; 13 - надлишковий активний мул; 14 – газ на свічку; 15 - газ бродіння в котельню станції аерації; 16 – технічна вода; 17 – пісок на піскові майданчики; 18 – повітря; 19 – фільтрат; 20 – зливна вода; 21 – мулова вода у міську каналізацію

Одна з секцій аеротенків реконструйована для роботи за одномуловою системою нітри-денітрифікації, в якій також передбачена система видалення фосфатів.

Вторинні відстійники, як і первинні, прийняті радіального типу, діаметрами 33, 40 і 54 м.

До очищення піддається близько 30% біологічно очищених стічних вод, які спочатку проходять очищення на плоских щілинних ситах і далі на зернистих фільтрах.

Для зброджування осаду на КСА використовуються заглиблені ме-тантенки діаметром 24 м із монолітного залізобетону із земляним обсипанням, наземні діаметром 18 м із термоізоляцією стін. Усі метантенки працюють за проточною схемою, у термофільному режимі. Газ, що виділяється, відводиться в місцеву котельню. Після метантенків зброджена суміш сирого осаду та надлишкового активного мулу піддається ущільненню. Із загальної кількості суміші 40-45% прямує на мулові майданчики, а 55-60% прямує в цех механічного зневоднення. Загальна площа мулових майданчиків складає 380 га.

Механічне зневоднення опадів здійснюється на восьми фільтр-пресах.

Люберецька станція аерації (ЛБСА) м. Москва. Більше 40% стічних вод м. Москви та великих міст Московської області очищаються на Люберецькій станції аерації (ЛбСА), розташованої в п. Некрасівка Московської області (рис. 19.5).

ЛБСА була побудована у довоєнні роки. Технологічний процес очищення полягав у механічному очищенні стічних вод і подальшому очищенню на полях зрошення. У 1959 р. за рішенням уряду дома Люберецьких полів зрошення розпочато будівництво станції аерації.

Мал. 19.5. План очисних споруд Люберецької та Новолюберецької станцій аерації:
1 - подача стічних вод на ЛБСА; 2 - подача стічних вод на НЛбСА; 3 – ЛбСА; 4 – НЛбСА; 5 – споруди з обробки осаду; б – випуски очищених стічних вод

Технологічна схема очищення стічних вод на ЛБСА практично не відрізняється від прийнятої схеми на КСА і включає такі споруди: ґрати; пісколовки; первинні відстійники із преаераторами; аеротенки-витіснювачі; вторинні відстійники; споруди з обробки осаду та знезараження стічних вод (рис. 19.6).

На відміну від споруд КСА, більшість з яких було побудовано з монолітного залізобетону, на ЛбСА широко використовувалися збірні залізобетонні конструкції.

Після будівництва та пуску у 1984 р. першого блоку, а згодом і другого блоку очисних споруд Новолюберецької станції аерації (НЛбСА) проектна пропускна спроможність ЛбСА становить 3,125 млн. м/добу. Технологічна схема очищення стічних вод та обробки осаду на ЛБСА практично нічим не відрізняється від класичної схеми, прийнятої на КСА.

Проте в останні роки на Люберецькій станції проводять великі роботи з модернізації та реконструкції очисних споруд стічних вод.

На станції встановлено нові зарубіжні та вітчизняні дрібнопрозорі механізовані ґрати (4-6 мм), а також проведено модернізацію існуючих механізованих ґрат за розробленою в МДП «Мосводоканал» технологією із зменшенням величини прозорів до 4-5 мм.

Мал. 19.6. Технологічна схема очищення стічних вод Люберецької станції аерації:
1 – стічна вода; 2 – грати; 3 – пісколовки; 4 – преаератори; 5 – первинні відстійники; 6 – повітря; 7 – аеротенки; 8 – вторинні відстійники; 9 – йлоущільнювачі; 10 – фільтр-преси; 11 – майданчики зберігання зневодненого осаду; 12 – реагентне господарство; 13 – ущільнювачі збродженого осаду перед фільтр-пресами; 14 - вузол підготовки осаду; 15 – метантенки; 16 – бункер піску; 17 – класифікатор піску; 18 – гідроциклон; 19 - газгольдер; 20 – котельня; 21 - гідропреси для зневоднення покидьків; 22 – аварійний випуск

Найбільший інтерес викликає технологічна схема II блоку НЛбСа, яка є сучасною одноїловою схемою нітри-денитрифікації з двома ступенями нітрифікації. Поряд з глибоким окисленням вуглецевмісних органічних речовин відбувається більш глибокий процес окислення азоту амонійних солей з утворенням нітратів та зниженням фосфатів. Впровадження даної технології дозволяє найближчим часом отримати на Люберецькій станції аерації очищену стісну воду, яка відповідала б сучасним нормативним вимогам для скидання у водойми рибогосподарського призначення (рис. 19.7). Вперше, близько 1 млн. м3/добу стічних вод на ЛбСА піддається глибокої біологічної очистці з видаленням біогенних елементів з очищених стічних вод.

Практично весь сирий осад із первинних відстійників, перед зброджуванням у метантенках, проходить попередню обробку на ґратах. Основними технологічними процесами обробки опадів стічних вод на ЛбСА є: гравітаційне ущільнення надлишкового активного мулу та сирого осаду; термофільне зброджування; промивання та ущільнення збродженого осаду; полімерне кондиціювання; механічне знешкодження; депонування; природне сушіння (аварійні мулові майданчики).

Мал. 19.7. Технологічна схема очищення стічних вод на ЛБСА за одноїловою схемою нітри-денітрифікації:
1 – вихідна стічна вода; 2 – первинний відстійник; 3 – освітлена стічна вода; 4 – аеротенк-денітрифікатор; 5 – повітря; 6 – вторинний відстійник; 7 – очищена стічна вода; 8 – рециркуляційний активний мул; 9 – сирий осад

Для зневоднення осаду встановлені нові рамні фільтр-преси, що дають змогу отримувати кек з вологістю 70-75%.

Центральна станція аерації, м Санкт-Петербург. Очисні споруди Центральної станції аерації м. Санкт-Петербург знаходяться у гирлі нар. Неви на штучно намитому острові Білому. Станція введена в експлуатацію у 1978 р.; проектна пропускна спроможність – 1,5 млн. м на добу було досягнуто 1985 р. Площа забудови становить 57 га.

Центральна станція аерації м. Санкт-Петербург приймає та обробляє близько 60% побутових та 40% промислових стічних вод міста. Санкт-Петербург - найбільше місто у басейні Балтійського моря, це покладає особливу відповідальність за забезпечення його екологічної безпеки.

Технологічна схема очищення стічних вод та обробки опадів Центральної станції аерації м. Санкт-Петербург представлена ​​на рис. 19.8.

Максимальна витрата стічної води, що насосною станцією перекачується в суху погоду, становить 20 м3/с і в дощову - 30 м/с. Стічні води, що надходять із вхідного колектора міської водовідвідної мережі, перекачуються до приймальної камери механічного очищення.

До складу споруд механічного очищення входять: приймальна камера, будівля ґрат, первинні відстійники із жирозбірниками. Спочатку стічна вода проходить очищення на 14 механізованих гратах грабельного та ступінчастого типу. Після решіток стічна вода надходить на пісковловління (12 шт.) і далі через розподільний канал відводиться до трьох груп первинних відстійників. Первинні відстійники радіального типу у кількості 12 штук. Діаметр кожного відстійника 54 м за глибини 5 м.

Мал. 19.8. Технологічна схема очищення стічних вод та обробки опадів Центральної станції м. Санкт-Петербург:
1 – стічні води із міста; 2 – головна насосна станція; 3 – канал, що підводить; 4 – механізовані ґрати; 5 - пісколовки; 6 – покидьки; 7 – пісок; 8 – піскові; майданчики; 9 – первинні відстійники; 10 – резервуар сирого осаду; 11 – аеротенки; 12 – повітря; 13 - нагнітачі; 14 – зворотний активний мул; 15 - мулова насосна, станція; 16 – вторинні відстійники; 17 – камера випусків; 18 – річка Нева; 19 - активний мул; 20 – мулоущільнювачі; 21 – приймальний резервуар;
22 – центрипреси; 23 - кек на спалювання; 24 - спалювання осаду; 25 - піч; 26 - зола; 27 – флокулянт; 28 - зливна вода ілоущільнювачів; 29 – вода; 30 – розчин
флокулянта; 31 – фугат

До складу споруд біологічного очищення входять аеротенки, радіальні відстійники і головна машинна будівля, що включає блок повітродувних агрегатів і мулові насоси. Аеротенки складаються з двох груп, кожна з яких являє собою шість паралельних трикоридорних аеротенків довжиною 192 м із загальним верхнім і нижнім каналами, ширина і глибина коридорів відповідно 8 і 5,5 м. Подача повітря в аеротенки здійснюється через дрібнопухирчасті аератори. Регенерація активного мулу становить 33%, при цьому активний зворотний мул з вторинних відстійників подається в один з коридорів аеротенка, що служить регенератором.

З аеротенків очищена вода направляється в 12 вторинних відстійників виділення активного мулу з біологічно очищеної стічної води. Вторинні відстійники, як і первинні, прийняті радіального типу діаметром 54 м при глибині зони відстоювання 5 м. З вторинних відстійників активний мул надходить під гідростатичним тиском в мулову насосну станцію. Після вторинних відстійників через камеру випусків очищена вода скидається у р. Неву.

У цеху механічного зневоднення опадів обробляється сирий осад із первинних відстійників та ущільнений активний мул із вторинних відстійників. Основним обладнанням цього цеху є десять центрипресів, обладнаних системами попереднього підігріву суміші сирого осаду та активного мулу. Для підвищення ступеня вологовіддачі суміші центрипреси подається розчин флокулянта. Після обробки в центрипресах вологість кеку досягає 76,5%.

У цеху спалювання осаду встановлено 4 печі із псевдозрідженим шаром (французької фірми OTV).

Відмінною особливістю цих очисних споруд є, що в циклі обробки осаду відсутнє попереднє зброджування метантенках. Зневоднення суміші опадів та надлишкового активного мулу відбувається безпосередньо в центріпресах. Поєднання центрипресів та спалювання ущільнених опадів різко знижує обсяг кінцевого продукту-золи. Порівняно з традиційною механічною обробкою опадів, що утворюється золи у 10 разів менше, ніж зневодненого кеку. Використання методу спалювання суміші осаду та надлишкового активного мулу в печах із псевдозрідженим шаром гарантує безпеку у санітарному відношенні.

Станція аерації м. Нижній Новгород. Нижегородська станція аерації - комплекс споруд, призначений для повного біологічного очищення побутових та виробничих стічних вод м. Нижній Новгород та Бор. У технологічну схему включені такі споруди: блок механічного очищення – грати, пісколовки, первинні відстійники; блок біологічного очищення – аеротенки та вторинні відстійники; доочищення; споруди з обробки опадів (рис. 19.9).

Мал. 19.9. Технологічна схема обробки стічних вод на Нижегородській станції аерації:
1 – приймальна камера стічних вод; 2 – грати; 3 – пісколовки; 4 – піскові майданчики; 5 – первинні відстійники; 6 – аеротенки; 7 – вторинні відстійники; 8 – насосна станція надлишкового активного мулу; 9 – ерліфтна камера; 10 – біологічні ставки; 11 – контактні резервуари; 12 – випуск у р. Волга; 13 – мулоущільнювачі; 14 - насосна станція сирого осаду (з первинних відстійників); 75 – метантенки; 16 – мулова насосна станція; 17-флокулянт; 18 – фільтр-прес; 19 – мулові майданчики

Проектна пропускна спроможність споруд становить 1,2 млн. м3/добу. У будівлі встановлено 4 механізовані грати продуктивністю – 400 тис. м3/добу кожна. Покидьки з ґрат переміщаються за допомогою транспортерів, скидаються в бункери, хлоруються і виводяться на полігон для компостування.

Пісколовки включають два блоки: перший складається з 7 горизонтальних аерованих пісковловлювачів продуктивністю 600 м7ч кожна, другий - з 2 горизонтальних щілинних пісковловлювачів продуктивністю 600 м3/ч кожна.

На станції збудовано 8 первинних радіальних відстійників, діаметром 54 м. Для видалення плаваючих забруднень відстійники обладнані жирозбірниками.
Як споруди біологічної очистки використовуються 4-коридорні аеротенки-змішувачі. Розосереджений впуск стічних вод в аеротенки дозволяє змінювати об'єм регенераторів від 25 до 50%, забезпечувати хороше змішування води з активним мулом і рівномірне споживання кисню по всій довжині коридорів. Довжина кожного аеротенку становить 120 м, загальна ширина – 36 м, глибина – 5,2 м.

Конструкція вторинних відстійників та їх розміри аналогічні первинним, всього на станції побудовано 10 вторинних відстійників.

Після вторинних відстійників вода прямує на доочищення в два біологічні ставки з природною аерацією. Біологічні ставки побудовані на природній основі та обваловані земляними дамбами; площа дзеркала води кожного ставка – 20 га. Час перебування у біологічних ставках становить 18-20 год.

Після біопрудів очищена стічна вода знезаражується у контактних резервуарах з використанням хлору.

Очищена та знезаражена вода через лотки Паршаля надходить у водовідвідні канали і після насичення киснем у водоскидному перепадному пристрої надходить у р. Волга.

Суміш сирого осаду з первинних відстійників і надмірного ущільненого активного мулу направляється в метантенки. У метантенках підтримується термофільний режим.

Зброджений осад частково подається на мулові майданчики, а частково стрічковий фільтр-прес.