Как работают очистные сооружения

Многоквартирные и частные дома, предприятия и заведения сферы услуг используют воду, которую после прохождения по канализационным магистралям необходимо довести до необходимого уровня чистоты, затем отправить на повторное использование или слить в реки. Чтобы не создавать опасную экологическую обстановку, созданы очистные сооружения.

Определение и назначение

Очистные сооружения – это комплексное оборудование, которое предназначено для решения самых важных проблем – экологии и здоровья человека. Количество сточных отходов постоянно увеличивается, появляются новые виды моющих средств, которые тяжело удалить из воды, чтобы она была пригодна к дальнейшему использованию.

Система рассчитана на прием определенного объема стоков из городской или локальной канализации, очистки ее от всякого рода примесей и органических веществ и последующую отправку в естественные водоемы с помощью насосного оборудования или методом самотека.

Принцип работы

В процессе работы станции очистки освобождают воду от следующих видов загрязнений:

• органического (фекалии, остатки продуктов питания);
• минерального (песок, камни, стекло);
• биологического;
• бактериологического.

Наибольшую опасность представляют бактериологические и биологические нечистоты. При разложении они выделяют опасные токсины и неприятные запахи. При недостаточном уровне очистки может возникнуть эпидемия дизентерии или брюшного тифа. Для предотвращения таких ситуаций воду после полного цикла очистки проверяют на наличие патогенной флоры, и только после проведения экспертизы сливают в водохранилища.

Принцип работы очистных сооружений заключается в поэтапном отделении мусора, песка, органических составляющих, жира. Затем полуочищенная жидкость отправляется в отстойники с бактериями, которые перерабатывают мельчайшие частицы. Эти колонии микроорганизмов называют активным илом. Бактерии также выделяют продукты своей жизнедеятельности в воду, поэтому после того, как они утилизировали органику, вода очищается от бактерий и их отходов.

В самом современном оборудовании происходит почти безотходное производство – песок вылавливают и используют для строительных работ, бактерии спрессовывают и отправляют на поля в качестве удобрений. Вода идет обратно к потребителям или в реку.

Виды и устройство очистных сооружений

Сточные воды бывают нескольких видов, поэтому оборудование должно соответствовать качеству поступающей жидкости. Выделяют:

• Бытовые отходы – это использованная вода из квартир, домов, школ, детских садов, заведений питания.
• Промышленные. Помимо органики содержат химические вещества, нефть, соли. Для таких отходов требуются соответствующие методы очистки, так как бактерии не могут справиться с химикатами.
• Дождевые. Здесь главное удалить весь мусор, который смывается в канализацию. Эта вода меньше загрязнена органикой.

По объему, который обслуживает очистное сооружение, станции бывают:

• городские – весь объем сточных вод направляется на объекты с огромной пропускной способностью и площадью; располагаются вдали от жилых районов или делаются закрытыми, чтобы не распространялся запах;
• ЛОС – локальная очистная станция, обслуживающая, к примеру, дачный поселок или деревню;
• септик – разновидность ЛОС – обслуживает частный дом или несколько домов;
• мобильные установки, которые применяются по мере необходимости.

Кроме комплексных сооружений, таких как станции биологической очистки, существуют более примитивные устройства – жироловки, песколовки, решетки, сита, отстойники.

Устройство станции биологической очистки

Стадии очистки воды на очистных сооружениях:

• механическая;
• первичный отстойник;
• аэротенк;
• вторичный отстойник;
• доочистка;
• обеззараживание.

На промышленных предприятиях в системе дополнительно установлены емкости с реагентами и специальные фильтры для масел, мазута и различных вкраплений.

В процессе поступления отходов они сначала очищаются от механических примесей – бутылок, полиэтиленовых пакетов и другого мусора. Далее стоки пропускают через песколовку и жироловку, затем жидкость поступает в первичный отстойник, где крупные частицы осаждаются на дно и убираются специальными скребками в бункер.

Далее вода отправляется в аэротенк, где органические частицы поглощают аэробные микроорганизмы. Чтобы бактерии размножались, в аэротенк дополнительно поступает кислород. После осветления стоков необходимо утилизировать избыточную массу микроорганизмов. Происходит это во вторичном отстойнике, где колонии бактерий осаждаются на дно. Часть их возвращается в аэротенк, избыток спрессовывается и удаляется.

Доочистка – это дополнительная фильтрация. Не на всех сооружениях имеются фильтры – угольные или мембранные, но они позволяют полностью удалить органические частицы из жидкости.

Последний этап – воздействие хлором или ультрафиолетом для уничтожения болезнетворных микроорганизмов.

Способы очистки воды

Существует большое количество методов, с помощью которых можно очистить стоки – как бытовые, так и промышленные:

• Аэрация – принудительное насыщение стоков кислородом для скорейшего выветривания запахов, а также для размножения бактерий, разлагающих органику.
• Флотация – способ, основанный на способности частиц удерживаться между газом и жидкостью. Пузырьки пены, маслянистые вещества поднимают их на поверхность, откуда они удаляются. Некоторые частицы способны образовывать пленку на поверхности, которую легко слить или собрать.
• Сорбция – способ поглощения одними веществами других.
• Центрифуга – метод, использующий центробежную силу.
• Химическая нейтрализация, при которой кислота взаимодействует с щелочью, после чего выпавший осадок утилизируется.
• Эвапорация – метод, при котором через грязную воду пропускается нагретый пар. Летучие вещества удаляются вместе с ним.

Чаще всего данные методы объединяются в комплексы, чтобы провести очистку на более высоком уровне с учетом требований санэпидстанций.

Проектирование очистных систем

Схема устройства очистных сооружений проектируется исходя из следующих факторов:

• Уровень залегания грунтовых вод. Наиболее важный фактор для автономных очистных систем. При обустройстве септика с открытым дном стоки после отстаивания и биологической очистки удаляются в грунт, где попадают в подземные воды. Расстояние до них должно быть достаточным, чтобы жидкость очистилась при прохождении сквозь почву.
• Химический состав. С самого начала необходимо точно знать, какие отходы будут очищаться, какое оборудование для этого необходимо.
• Качество грунта, его проникающая способность. К примеру, песчаные почвы быстрее впитывают жидкость, но глинистые участки не дадут возможности утилизировать стоки через открытое дно, что приведет к переливу.
• Вывоз отходов – подъезды для машин, которые будут обслуживать станцию или септик.
• Возможность слива чистой воды в естественный водоем.

Все очистные сооружения проектируются специальными фирмами, которые имеют лицензию на проведение таких работ. Для обустройства частной канализации разрешение не требуется.

Монтаж установок

При монтаже объектов очистки воды необходимо учитывать множество факторов. В первую очередь это рельеф местности и производительность системы. Необходимо рассчитывать на то, что объем стоков будет постоянно возрастать.

От качества выполненных работ будет зависеть стабильная работа станции, долговечность оборудования, поэтому объекты общего пользования нужно хорошо проектировать, учитывая все особенности данной местности и комплектации системы.

Этапы:

1. Создание проекта.
2. Осмотр места и подготовительные работы.
3. Монтаж оборудования и соединение узлов.
4. Настройка управления станцией.
5. Тестирование и сдача в эксплуатацию.

Простейшие виды автономной канализации требуют правильного уклона труб, чтобы магистраль не засорялась.

Эксплуатация и обслуживание

Плановое обслуживание предотвращает серьезные аварии, поэтому на больших очистных сооружениях существует график, по которому агрегаты и наиболее значимые узлы регулярно ремонтируют, а детали, вышедшие со строя, заменяют.

На станциях биологической очистки основными требующими внимания моментами являются:

• количество активного ила;
• уровень кислорода в воде;
• своевременное удаление мусора, песка и органических отходов;
• контроль конечного уровня очистки стоков.

Автоматика является основным звеном, которое участвует в работе, поэтому проверка специалистом электрического оборудование и узлов управления – гарантия бесперебойной работы станции.

Особое значение имеет мощность ультрафиолетовых ламп, которые нуждаются в периодической замене. От их работы в конечном счете зависит чистота воды.

Стоимость очистных сооружений

Для частного дома можно заказать самую современную систему очистки, но это будет стоить достаточно дорого, поэтому хозяева нескольких домов объединяются и строят местную локальную станцию, что позволяет качественно выполнять работу, но цена очистных сооружений снижается тем больше, чем больше домов подключено к одному устройству.

Дешевле обустроить септик с двумя камерами, используя пластиковые материалы. Такая система обойдется дешево, но работать на полноценную очистку не сможет — сливать воду в реку нельзя.