Использованная вода из раковины, унитаза, ванны, бытовых приборов уходит в канализационную трубу. Все отходы человеческой жизнедеятельности в объеме примерно составляют 100-200 литров в сутки. Стоки проходят несколько этапов очистки и сбрасываются в водоем.
Что происходит со сливными стоками после попадания в канализацию
Первый приемник бытовых стоков от каждой квартиры — канализационная труба. Дальше воды по общедомовому стояку уходят в городской коллектор. Диаметр трубопровода здесь достаточно большой, чтобы вместить в себя в среднем 2 млн. м3 нечистот в сутки. Часто городская магистраль имеет диаметр от 70 см и более.
По ходу следования бытовые загрязненные воды соединяются в городском коллекторе с ливневыми отходами. Транспортируются они либо самотеком при благоприятном рельефе и созданном уклоне, либо продолжают идти по коллектору с помощью мощных насосов.
Все собранные стоки стекаются в канализационные бассейны по районам и затем отправляются в очистительную станцию. Её, как правило, устраивают за чертой населенного пункта. Дело здесь не в резких специфических запахах, а в масштабе предприятия. Станция занимает площадь до нескольких км2.
Протяженность городского коллектора зависит от величины населенного пункта и может составлять более 5 000 км в общей сложности (для городов миллионников).
Городская очистительная система не принимает стоки от промышленных предприятий. Для этих загрязненных вод предусмотрены свои системы очистки.
Методы очищения сточных вод
Локальные очистные городские сооружения имеют вид огромных бассейнов в комплексе с закрытыми резервуарами. Очистка и осветление стоков здесь происходит поэтапно. За ходом процесса постоянно наблюдают сотрудники предприятия. Если на ЛОС произойдет малейший сбой, это грозит городу экологической катастрофой.
Уход канализации в городах и дальнейшая очистка стоков проводится двумя основными методами — механическим и биологическим. Причем в строгой последовательности.
Дополнительными считаются методы обеззараживания осветленной жидкости перед их сбросом в открытые водоемы.
Механическая очистка
Основной этап осветления стоков — механический. Сначала вода в огромных объемах непрерывно поступает через трубы большого диаметра в первые приемники. Днем её объем больше, ночью — меньше. Нечистоты содержат сторонний мусор, примеси фекалий. В воде часто обнаруживают ткань, предметы личной гигиены, бумагу, мелкие аксессуары, пищевые отходы в виде чайных пакетиков и пр. Все это нужно удалить из загрязненных стоков. Для этого применяют специальную решетку, через которую проходит только грязная вода с мелкими растворенными частицами фекалий. Остальной мусор оседает на решётках.
Следующий этап механической очистки — жироуловители. Они удаляют все маслянистые примеси, поскольку бактерии не справляются с подобными загрязнениями. Вода продолжает течь через них непрерывным потоком.
Нечистоты протекают с высокой скоростью через бассейн с пескоуловителем. Дно такого резервуара конусообразное. В него оседают тяжелые частички песка, земли в воде. Они попадают в стоки вместе с ливневыми водами или из бытовой канализации после мытья полов.
Биологическая очистка
Этот метод обработки стоков позволяет превратить загрязненную воду в относительно чистую и способствует получению органики, пригодной для дальнейшего производства компоста. Из обработанных бактериями нечистот получают тепловую энергию и газ. Подобный метод очистки предложили англичане в 1913 году.
Органические примеси в стоках являются хорошей пищей для определенного рода бактерий. Микроорганизмы перерабатывают фекальные массы, превращая их в органический ил и параллельно уменьшая в объеме.
Для биологической обработки сточных вод используют аэробные и анаэробные бактерии. Первые работают при условии подачи кислорода в резервуар с нечистотами. Вторые — активно действуют без кислорода на самом дне аэротенка. Тот же процесс происходит и в почве, в результате чего получают удобрительный компост.
В ходе биологической обработки сточные воды попадают в аэротенк (герметичный резервуар). В него загружают бактерии в виде активного ила и постоянно поддерживают определенную температуру и подачу кислорода. Если наблюдать за процессом со стороны, явно видно в меру мощное бурление. Это процесс разложения нечистот на углекислый газ и воду. За счет непрерывной подачи кислорода органический ил не оседает на дно аэротенка, а постоянно контактирует с органикой (фекальными массами). Весь процесс осветления занимает от 8 до 10 часов.
Полученный осадок в виде органического ила отжимают через центрифугу и отправляют на производство для изготовления компоста. Осветленная вода уходит в следующий резервуар для доочистки.
В ходе работы анаэробных бактерий выделяется газ метан. Его используют для образования тепловой энергии.
При необходимости осветленные воды дополнительно обрабатывают физико-химическими методами:
- флотация;
- коагуляция;
- адсорбция;
- экстракция;
- обратный осмос;
- диализ;
- электрокоагуляция и пр.
Каждый из них подбирают в зависимости от состава очищенных бактериальным методом стоков.
Куда сбрасываются очищенные сточные воды
В последнюю очередь вода проходит процесс доочистки. Здесь осветленные стоки пропускают через мелкое ситчатое полотно для улавливания оставшихся частичек мусора. Затем весь объем воды отправляется в сторону выводного канала очистной станции. В этом месте установлен блок для обеззараживания стоков с помощью ультрафиолета.
Предварительно была выдвинута идея о конечном хлорировании воды перед сбросом. Но от этого способа доочистки отказались, так как хлор наносит непоправимый вред окружающей среде. Все живое в водоемах после сброса осветленной воды просто погибло бы.
Полностью очищенная и обеззараженная ультрафиолетом сточная вода сбрасывается в близлежащий водоем. В большинстве случаев это местные реки. В курортных городах — море. Вода подается в природные водоемы через глубинные трубы, чтобы не нарушать микроклимат в источнике.
Уровень сброса очищенных стоков находится на глубине 4-17 метров. Вреда подводному миру такая вода не наносит. Её санитарные показатели в разы выше речной/морской среды. Такую воду можно использовать в бытовых целях. Для употребления в пищу её лучше прокипятить.
