Очистные сооружения поверхностного стока закрытого типа

Введение. Проблема очистки стоков городов. Методы существующей очистки.

1.1. Введение. Проблема очистки стоков городов. Методы существующей очистки.

Сущность метода заключается в способности микроорганизмов питаться субстратом органи-ческих и неорганических соединений, содержащимся в стоке. Биологические процессы осуществляются в сооружениях биологической очистки, предназна-ченных для удаления растворенных, коллоидных и взвешенных органических веществ. В со-оружениях обеспечивается контакт загрязнений с оптимальным количеством организмов ак-тивного ила, в присутствии соответствующего количества растворенного кислорода, в тече-ние необходимого периода времени. Процесс окисления и минерализации загрязняющих ве-ществ в блоках биологической очистки осуществляется в течение нескольких ча-сов, в то время как в водоемах на это потребовалось бы от 4 до 6 месяцев.

В основе биологической очистки лежат два свойства микроорганизмов: · способность превращать примеси воды в биомассу клеток и внеклеточные продукты; · способность синтезировать биофлокулянты и с их помощью образовывать многоклеточ-ные агрегаты, легко отделяемые от воды.

1.2. Содержание процесса биологической очистки стоков

Очищение сточных вод происходит в результате биологических процессов (биосинтез, био-окисление и биовосстановление примесей воды) и физико – химических процессов (флокуля-ция, адсорбция). Газообразные продукты межклеточного метаболизма (продукты биоокисле-ния и биовосстановления) десорбируются из воды, а нерастворимые в воде продукты и кле-точные агрегаты удаляются отстаиванием. В осадок переходят также взвешенные веще-ства сточной воды, которые с помощью биофлокулянтов включаются в клеточные агре-гаты, а также некоторые сорбированные биомассой примеси

Для функционирования си-стем биоочистки важно поддерживать условия, в которых образуются биологические «реа-генты» – активные микробные ценозы.

₂₂

1.3. Процессы нитрификации и денитрификации.

Для эффективной аэробной биологической очистки загрязненных биоразлагаемыми органиче-скими соединениями производственных сточных вод, либо их смеси с хозяйственно-быто-выми сточными водами, необходимо обеспечивать содержание биогенных элементов не ме-нее 5 мг/л азота и 1 мг/л фосфора па каждые 100 мг/л БПКполн

Концентрация в исходных сточных водах, подаваемых на биологические очистные сооруже-ния, состав-ляет БПК₅ – 370 мг/л. Для эффективной аэробной биологической очистки на 370 мг/л БПК₅ должно приходиться не менее 18,50 (3,70*5) мг/л азота общего и не ме-нее 3,70 (3,70*1) мг/л фосфора. Соотноше-ние БПК : N : Р в поступающих сточных водах позволяет осуществить аэробную биологическую очистку загрязненных сточных вод, так как содержание в поступающих сточных во-дах азота аммонийного – 40,0 мг/л, фосфора фосфатов – 28 мг/л. Расчет показывает, что дополнительного введения биогенных веществ не требуется.

1.4. Преимущества, возникающие при де- и нитрификации.

Помимо совершенствования качества очистки сточных вод, при реализации схем де- и нитри-фикации, обычно удается снизить энергопотери при аэрации (поскольку вместо растворен-ного кислорода для окисления органики в зоне денитрификации используется кислород нит-ритов и нитратов) и снизить объема избыточного ила (из-за улучшения седиментацион-ных свойств). И как следствие, система легче реагирует на залповые сбросы сточ-ных вод с высоким содержанием загрязняющих веществ.

Проектирование очистных сооружений

Проектирование О.С. определить их стоимость, правильным образом выбрать технологию очистки, обеспечить надежность работы конструкции, привести сточные воды к нормам качества. Опытные специалисты помогут найти эффективные установки и реагенты, составят схему очистки сточных вод и введут установку в эксплуатацию. Еще один важный момент – составление сметы, которая позволит планировать и контролировать расходы, а также внести коррективы в случае необходимости.

На проект О.С. сильно влияют следующие факторы:

• Объёмы сточных вод. Проектирование сооружений для приусадебного участка это одно, а проект сооружений для очистки сточных вод коттеджного посёлка – это другое. Притом нужно учитывать, что возможности О.С. должны быть больше текущего количества сточных вод.
• Местность. Сооружения для очистки сточных вод требуют подъезда специального транспорта. Также нужно предусмотреть электропитание объекта, отведение очищенной воды, расположение канализации. О.С. могут занимать большую площадь, однако они не должны создавать помех соседним зданиям, сооружениям, участкам дорогам и другим сооружениям.
• Загрязнённость сточных вод. Технология очистки ливневых вод сильно отличается от очистки хозяйственно-бытовых.
• Требуемый уровень очистки. Если заказчик хочет сэкономить на качестве очищаемой воды, то необходимо использовать простые технологии. Однако если нужно сбрасывать воду в природные водоёмы, то качество очистки должно быть соответственным.
• Компетентность исполнителя. Если Вы заказываете О.С. у неопытных компаний, то готовьтесь к неприятным сюрпризам в виде увеличения смет на строительство или вплывшего по весне септика. Это случается потому, что в проект забывают включить достаточно критичные моменты.
• Технологические особенности. Используемые технологии, наличие или отсутствие этапов очистки, необходимость возведения систем, обслуживающих очистное сооружение – всё это должно отражаться в проекте.
• Другое. Невозможно всё предусмотреть наперёд. По мере проектирования и монтажа очистного сооружения в проект плана могут вноситься различные изменения, которые нельзя было предусмотреть на начальном этапе.

Этапы проектирования очистного сооружения:

1. Предварительные работы. Они включают изучение объекта, уточнение пожеланий заказчика, анализ сточных вод и пр.
2. Сбор разрешительной документации. Этот пункт, как правило, актуален для возведения больших и сложных сооружений. Для их строительства необходимо получить и согласовать соответствующую документацию у надзорных инстанций: МОБВУ, МОСРЫБВОД, Росприроднадзор, СЭС, Гидромет и пр.
3. Выбор технологии. На основании п. 1 и 2. происходит выбор необходимых технологий, используемых для очистки воды.
4. Составление сметы. Затраты на строительство О.С. должны быть прозрачны. Заказчик должен точно знать сколько стоят материалы, какова цена устанавливаемого оборудования, какой фонд оплаты труда рабочих и т.д. Также следует учесть затраты на последующее обслуживание системы.
5. Эффективность очистки. Несмотря на все расчёты результаты очистки могут быть далеки от желаемых. Поэтому уже на этапе планирования О.С. необходимо провести эксперименты и лабораторные исследования, которые помогут избежать неприятных неожиданностей после окончания строительства.
6. Разработка и согласование проектной документации. Для начала возведения очистных сооружений необходимо разработать и согласовать следующие документы: проект санитарно-защитной зоны, проект нормативов допустимых сбросов, проект предельно допустимых выбросов.

Особенности монтажа

Установка очистительных модулей проще, чем возведение стационарных станций. Благодаря уменьшению затрат на строительство до 40 процентов, снижается и общая стоимость очистительного комплекса. Модули поставляются готовыми к сборке.

Проектируя очистные установки, учитывают все обстоятельства, которые в дальнейшем могут отразиться на функционировании конструкций. Это касается и законов об охране окружающей среды. Чтобы соблюсти условия санитарно-защитной зоны, стоит учесть такие данные:

• расчет величины и объема каждого из модулей;
• подбор места установки;
• особенности грунта и климата;
• показатели производительности;
• выбор метода очищения.

Установка модулей потребует разработки проектной и сметной документации, получения разрешений в инстанциях, курирующих сброс канализационных стоков и соблюдение земельного законодательства.

Выбор модульных очистительных установок предпочтителен с точки зрения влияния на экологию и по экономичности обслуживания. За счет высокого уровня очищения появляется возможность повторного применения осветленных до 95 процентов  стоков для технических и хозяйственно-бытовых нужд. Благодаря простоте технологического очистного процесса нет необходимости в применении дополнительного оборудования и найме сотрудников высокой квалификации.

Использование и обслуживание

При использовании электротехнических систем на очистном сооружении обязательно должна быть электромеханическая служба. Вне зависимости от этого должна предусматриваться служба технического директора, контролирующая планово-предупредительные ремонты. Результативность работы оценивается по анализам сточных вод, отбираемым согласно графику. Вне графика анализы отбирают:

• после любой нештатной ситуации;

• после капитального ремонта оборудования;

• после установки новых систем;

• после возвращения в строй изымавшихся на капремонт отдельных систем;

• при резком изменении состава стоков;

• при поступлении информации о нештатных ситуациях (выбросах, засорениях, авариях).

Чтобы обеспечить нормальную эксплуатацию, нужно исключить:

• перегрузку сооружений стоками как в количественном, так и в качественном отношении;

• сбои электропитания;

• отклонения от нормальных периодичностей планово-предупредительных ремонтов;

• несоблюдение норм техники безопасности;

• недостаточно оперативную очистку от ила и осадков.

Все рабочие механизмы должны поддерживаться в исправном состоянии, и не менее важно их оперативно смазывать. Раз в 30 суток (а при необходимости чаще) песколовку опорожняют и промывают. В отстойниках нужно контролировать водосливы и лотки

От всех корок полагается оперативно избавляться. Дополнительно следят за уровнями осадка. В аэротенках критически значимы точная регулировка поступления воздуха и сброс излишков ила. Обязательно контролируют запорную арматуру и сигнализирующие устройства

В отстойниках нужно контролировать водосливы и лотки. От всех корок полагается оперативно избавляться. Дополнительно следят за уровнями осадка. В аэротенках критически значимы точная регулировка поступления воздуха и сброс излишков ила. Обязательно контролируют запорную арматуру и сигнализирующие устройства.

Виды по способу выгрузки осадка

Существует несколько способов выгрузки осадков. Каждый из них имеет свои особенности:

• Со скребковыми механизмами. Процесс действия — цепная передача. Для очищения тяжелых частиц используется скребковое устройство, которое двигается по дну отстойника. В специальный желоб отправляются также примеси, находящиеся на поверхности.
• Насосами. В самую нижнюю часть отстойника вводится всасывающая труба. Откачивание происходит периодически, по мере накопления осадка.
• Гидросмывом. Представляет собой гидромеханические системы. Состоят из смывных трубопроводов со спрысками, которые расположены в лотках вдоль днища отстойника.

Режим и способ выгрузки осадка влияет на эффективность осветления.

Виды и строение очистных сооружений

Автономные очистные сооружения устанавливают в частных домах или на дачах. Это самые простые устройства – септики, в которые периодически добавляют бактериальные концентраты, чтобы устранить запах и переработать органику, чтобы впоследствии применять ее для удобрения грунта на участке.

Есть очистные станции, которые принимают стоки со всего поселка или района. Это более крупные сооружения с полноценным набором оборудования. Организовать такую станцию общими усилиями намного дешевле.

Промышленные стоки поступают в отдельные хранилища, где из них удаляют опасные вещества и соединения. Обычно химические отходы стараются не смешивать с бытовыми, так как для них нужны совсем другие технологии и реагенты.

Ливневые сточные воды считаются самыми чистыми из всех, но в канализацию попадает много посторонних предметов, которые нужно отделить и утилизировать – пластиковые бутылки, бумага, полиэтиленовые пакеты, крупные камни и песок.

По строению различают поверхностные и подземные очистные сооружения. Поверхностные станции занимают большие площади, поэтому их размещают за городом или поселком. В обслуживании такие объекты удобнее, так как все узлы находятся в зоне досягаемости обслуживающего персонала станции. Минусом является наличие неприятного запаха, но для этого есть специальные технологии, которые позволяют его избежать.

Конструкция станции биологической очистки

Преимущество биологических станций перед септиками заключается в том, что эффект достигается естественным путем без применения химикатов, а степень очистки очень высокая – 98%. Такую жидкость можно спокойно перекачивать в водоемы, и они не нанесут вреда природе.

Система состоит из четырех этапов, каждый из которых важен:

1. Перед поступлением сточных вод проводится предварительная очистка от мусора. Для этого необходимы решетки, задерживающие пластик, картон, одежду. Все это собирается и утилизируется на городской свалке.
2. Попадая в первый резервуар, жидкость отстаивается, крупные частицы оседают на дно. Здесь же происходит переработка органики бактериями, или активным илом. Для размножения микроорганизмов необходимо большое количество кислорода, поэтому его подают снизу дополнительно.
3. После первичного отстойника очищенная жидкость отправляется на доочистку во вторичный резервуар. Там колонии бактерий оседают на дно, откуда утилизируются специальными скребками, которые периодически проходят по дну отстойника.
4. Далее практически чистую жидкость облучают ультрафиолетом или хлорируют в отдельной емкости и отправляют обратно в систему водозабора.

Сооружения поверхностного стока закрытого типа

Предназначены для отделения нефтепродуктов, жира и мусора. Первый этап – грубая очистка. При этом из канализации удаляются синтетические материалы – пластик и другие вещества. Далее применяются реагенты, например, оксид алюминия, в результате смешения с ливневыми стоками образуется нерастворимый осадок, который собирается и утилизируется.

Существуют специальные фильтры, которые улавливают крупные молекулы нефти, удаляют ионы марганца и железа. Самое известное вещество – активированный уголь. Есть более современные методы, дорогие и пока недоступные для большинства очистных сооружений.

Станции поверхностного стока – это часть городских очистных сооружений, которые работают быстрее, так как метод химической очистки позволяет удалить загрязнения в течение короткого времени – менее суток. Применяются такие очистные станции на АЗС, автомобильных мойках, нефтеперерабатывающих комбинатах.

Технология работы очистных сооружений поверхностных сточных вод

Очистные сооружения поверхностных сточных вод, производимые компанией Торговый дом «Оборудование Водоочистки», могут иметь различное исполнение: наземное, подземное, в полунасыпи-полувыемке и т.д.

Поверхностные (дождевые, ливневые и талые) сточные воды последовательно проходят следующие этапы очистки:

1. Механическая очистка, где применяются механизированные решетки, аккумулирующие резервуары, песколовки.

Механизированные решетки представляют собой фильтрационный механизм, предназначенный для удаления из воды крупных (прозор 5 мм) твёрдых отходов.

В аккумулирующем резервуаре происходит удаление из ливневых сточных вод мелких частиц мусора, взвешенных частиц минерального и органического происхождения с помощью процесса отстаивания. Осаждается от 60 до 80% взвешенных минеральных веществ и до 20% нефтепродуктов, адсорбированных на них (в основном, на глинистых частицах).

Песколовки предназначены для задержания нерастворимых минеральных примесей размером более 0,2 мм, в основном, песка, поступающих на сооружения совместно со сточной водой.

2. Блочно-модульная установка доочистки поверхностных сточных вод.

Тонкослойное отстаивание. В секции отстаивания установки происходит выделение взвешенных частиц минерального и органического происхождения, а также частиц нефтепродуктов. Для более полного удаления загрязнений предусмотрен тонкослойный модуль, повышающий эффективность задержания взвесей, а также выполняющий роль блока коалесценции.

Сорбция эмульгированных нефтепродуктов. После процесса коалесцирования капли нефтепродуктов всплывают и улавливаются нефтесорбирующим боном, расположенным поперек току воды, или скиммером.

Фильтрация взвешенных веществ. В секциях фильтрования происходит очистка сточной воды от взвешенных веществ с помощью фильтрации через слой гранулированного гидроантрацита, плавающую загрузку или кварцевого песка;

Сорбция растворенных нефтепродуктов. В секции сорбции происходит доочистка сточной воды от растворенных нефтепродуктов с помощью сорбента (активированного угля).

Обеззараживание очищенной сточной воды. Доочищенная вода поступает в бактерицидную установку. При воздействии УФ-излучения микроорганизмы, такие как бактерии, вирусы, дрожжи и т.д. мгновенно инактивируются.

3. Обезвоживание осадка. В процессе очистки сточных вод образуется осадок, который откачивается в механическую песколовку. После обезвоживания влажность осадка снижается с 99,6-99,1 % до 80-85%.

Компания Торговый дом «Оборудование водоочистки» на очистных сооружениях поверхностных сточных вод успешно применяет установки проточного типа. Использование установок проточного типа значительно уменьшает площадь очистных сооружений, а высокая степень автоматизации делает очистные сооружения простыми в эксплуатации.

Очистные сооружения Торгового дома «Оборудование Водоочистки» имеют высокую эффективность за счет полной проработки технологических решений и точного подбора необходимого оборудования.

Значения расчетных концентраций загрязняющих веществ после очистки приведены в таблице ниже и соответствуют требованиям, предъявляемым к воде рыбохозяйственных водоёмов (Приказ Государственного комитета РФ по рыболовству от 28.04.1999г. №96 «О рыбохозяйственных нормативах» и СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод»).

Концентрации загрязняющих веществ на выходе с очистных сооружений

Типы локальных очистных сооружений

Локальные установки для очищения стоков по расположению делятся на такие виды:

1. ЛОС, входящие в состав централизованной канализационной сети. После очищения сточные воды направляются в городскую систему.
2. Независимые сооружения. Функционируют отдельно от централизованной сети, что объясняется удаленным расположением. Установки обслуживают здания или ряд объектов производственного назначения.

ЛОС централизованной канализации

Схема работы ЛОС городской канализационной системы.

В эту категорию входят масштабные комплексы, включающие несколько габаритных сооружений. Очистные системы используются для переработки стоков промышленных предприятий, хозяйственно-бытовых объектов, частных домов.

Сооружения строятся за пределами городов и поселков. Территории, выделенные для функционирования таких комплексов, непригодны для проживания и отдыха. Обслуживают объекты специально обученные сотрудники. Управление осуществляется с помощью автоматического оборудования.

Независимые ЛОС

Автономные очистные системы отличаются меньшими размерами. Их используют для очищения стоков, поступающих от частного дома или небольшого производственного объекта. Очистительный комплекс отличается простой конструкцией.

Как выбрать наиболее подходящий объём системы

Современные производители создают локальные станции с различным объёмом. Также дополнительно могут быть установлены дренажные насосы, автоматическая система управления. Покупатель может выбрать материал из которого будут сделаны резервуары.

Для выбора наиболее подходящего объёма следует учесть следующие параметры:

• Количество человек, которые будут проживать в доме. Также необходимо сделать поправку на возможное увеличение людей. Например, приезд родственников, празднование знаменательных чисел, пополнение семейства. Большее количество людей создаёт дополнительную нагрузку на канализационную систему, из-за этого её следует сделать немного больше.
• Включить в расходы воды следует пользование унитазом, душем или ванной, мытье посуды, наведение порядка в помещениях, стирку. В среднем, следуя некоторым нормативным документам на человека в сутки уходит от 200 л до 300 л воды. При установленных фильтрах расход увеличивается, но не на большую цифру, так как каждый член семьи потребляет всего несколько литров в день.
• Умножить суточное потребление воды на количество проживающих людей. При этом необходимо брать максимальные параметры. Например, в семье из трёх человек общее потребление воды за сутки составит 900 л. Этого достаточно для комфортного проживания без постоянной экономии.
• При выборе резервуара следует знать, что его объём должен превосходить суточный расход в несколько раз. Поэтому если пользователь предполагает расходовать 900 л воды в сутки, объём резервуара должен составлять не менее 4 м3. Этого вполне достаточно для правильного функционирования системы без сбоев.

Выбирать объём системы следует заранее, проведя необходимые расчёты. Если станция локальной очистки будет слишком мала, то это приведёт к перебоям в работе. Последствием прекращения функционирования является слишком длительной временной промежуток, за который восстанавливаются полезные микроорганизмы. Устройство начинает работать, слишком отклоняясь от паспортных данных, что приводит к более частым поломкам.

Способы очистки сточных вод

Существует два основных метода очищения бытовых и промышленных стоков – естественный и искусственный. Незначительные объемы жидкости могут очищаться в природных условиях, но в настоящее время большое количество загрязненных вод требует дополнительной обработки. Обычно применяется целый комплекс искусственных способов, а естественное очищение используется в качестве дополнения. Распространенные методы очистки стоков:

• Механический. На этом этапе применяются фильтры и отстаивание воды. Для этого используют специальные решетки, сита и уловители. После первичного очищения жидкость направляется в отстойник, где через некоторое время неорганические вещества выпадают в осадок. Во всех современных системах вода проходит такую стадию очистки, но ее недостаточно для полного удаления всех загрязнений. Химические и биологические компоненты не могут быть устранены таким способом.
• Химический. Он подразумевает применение специальных реагентов, которые реагируют с веществами в составе воды и приводят к выпадению нерастворимого осадка. В результате удается практически полностью избавиться от твердых частичек, а содержание органики снижается незначительным образом.
• Физико-химический. Это комбинация двух предыдущих методов, которая позволяет воздействовать на все типы загрязнений. Чаще всего применяют коагуляцию, экстракцию и электролиз.
• Биологический. Для этого метода нужны микроорганизмы, которые естественным образом очищают воду от органических примесей в процессе своей жизнедеятельности.

Станция для биологического очищенияИсточник kvadrat.ru

Ливневки

Целью очистных сооружений является выведение из стоков вредных примесей неорганического и органического характера. После этого отфильтрованную воду разрешается применять для полива городов и полей. Сбор, транспортировка и очищение талых и дождевых вод осуществляется посредством ливневой канализационной системы. Традиционные канализационные магистрали для этих целей не предназначены.

Благодаря ливневой системе очистных сооружений канализации достигается защита фундаментов, дорожных покрытий и газонов. Если все сделать правильно, приусадебная территория не будет подтапливаться весной и во время сильных дождей. Излишки воды посредством системы желобов и труб отводятся внутрь общего коллектора. Согласно нормативам, ливневку необходимо монтировать ниже уровня промерзания замели, чтобы она смогла бесперебойно функционировать в любое время года. В состав системы входят фильтры для устранения мелких фракций (песка, частиц стекла, каменной крошки и т.п.). Как результат, коллектор принимает очищенную воду.

В тех случаях, когда необходима более тонкая очистка стоков, водные очистные сооружения дополняются сорбционными модулями и фильтрами удаления нефтепродуктов. Это позволяет добиться такого уровня чистоты отходов, что готовую жидкость можно будет сливать в водоемы или использовать для орошения огородов и клумб. Обслуживание ливневых конструкций подразумевает периодическую замену фильтрационных картриджей.

Этапы строительства

Монтаж комплекса зависит от нескольких факторов:

• тип канализационной системы;
• состав сточных жидкостей;
• количество стоков.

Исходя их этих факторов выполняют проектные работы. Производится:

• расчет параметров комплекса;
• выбор методики обработки жидкостей;
• подбор оборудования.

Монтажные работы определяет устройство очистных сооружений канализации. В зависимости от выбранной технологии устанавливают оборудование. Комплект включает емкости определенного размера, открытые резервуары или аэротэнки. Есть системы, в которых одновременно обрабатывают ливневые и бытовые стоки. Они способны параллельно выполнять разные способы очистки.

Схема сборки ОС канализации включает следующие работы:

• подготовка;
• разметка, подготовка котлована;
• сборка и монтаж емкостей;
• соединение отделений между собой трубопроводами;
• установка насосов, аэрационных установок и прочей техники;
• пусконаладочные работы.

Порядок действий иногда дополняют или расширяют, но принципиальных изменений не делают.

Строительство ЛОС производят для обслуживания небольшой системы частного дома или коттеджа. Объемы стоков в таких случаях гораздо меньше. Однако, порядок действий практически не отличается от схемы строительства крупных, городских станций. Выполняются те же проектные, земляные и монтажные работы. Разница состоит в общем количестве трудозатрат. Надо установить емкость на заданную глубину и утеплить ее. Затем необходимо соединить резервуар с трубами и подключить электропитание.

Для настройки работы ЛОС надо согласовать подачу свежего воздуха, проверить герметичность всех соединений, организовать автоматический контроль режима работы. Кроме этого, выполняют все необходимые процедуры, определенные производителем станции

Важно постоянно сверять свои действия с инструкцией, или пригласить для запуска авторизованных техников из сервисного центра

Плюсы напорной канализации

У каждой канализационной системы есть свои преимущества. К достоинствам напорной канализации можно отнести следующие:

1. можно использовать длинный трубопровод из труб небольшого диаметра;
2. экономия на установке и обслуживании системы – очистная станция заменяется насосом;
3. скорость монтажа, нет необходимости в большом количестве земляных работ, связанных с установкой оборудования;
4. нет риска в образовании засоров – насосы снабжены измельчителями, поэтому риск засорения трубы минимален;
5. использование более прочных труб и специальных установок увеличивает срок эксплуатации системы.