Сточные воды

Раздельная система канализации

Раздельная канализация

Канализация, организованная по раздельной системе, бывает трех типов:

• Полная раздельная;
• Раздельная;
• Неполная раздельная.

Полная раздельная система канализации состоит из двух самостоятельных сетей трубопроводов и каналов. Через одну из них, называемую бытовой, отводятся бытовые и производственные воды, а через другую, которую называют водосточной, происходит отвод дождевых и условно чистых производственных вод.

Диаметры труб и каналов бытовой сети, относящейся к полной раздельной системе, значительно меньше, тех, которые применяются для устройства ливневой канализации. Это связано с тем, что расчетный объем дождевых вод, как правило, превышает тот же показатель бытовых вод в 20?50 раз, а иногда и гораздо больше.

Раздельная система канализации, имеющая только одну сеть ? бытовую, называется неполной раздельной системой.

Возможные проблемы

Нормы содержания загрязнений в очищенных стоках хотят приравнять к мировым, а на большинстве предприятий России используется физически устаревшее оборудование.

Очистка по технологиям, разработанным в прошлом веке, не снижает уровень примесей до нужных показателей.

Современное оборудование дорогое. Например, УФ-обеззараживатели установлены только в столице и нескольких крупных городах. В большинстве населенных пунктов оборудование изжило себя настолько, что часто стоки сбрасывают в водоемы без очистки.

Некоторые частные предприниматели не хотят вкладывать средства в постройку очистных сооружений. Они сбрасывают в реки загрязненные воды.

• Выбор неэффективной технологической схемы;
• Отсутствие возможности утилизировать или захоронить мусор, загрязнения, побочные продукты;
• Нехватка денег на электроэнергию, обслуживание и ремонт оборудования, транспортные расходы.

Существующие проблемы можно решить только на законодательном уровне: увеличить штрафы за нарушения, финансировать городские очистные сооружения и контролировать расход денег, поощрять частников вводить новые технологии, предлагая им различные скидки и льготы.

Чаще должны устраиваться честные проверки, которые могут быть спонтанными – без предупреждения.

Классификация сточных вод

Стоки, образующиеся на разных объектах, существенно различаются. Отработанная жидкость с металлургического завода содержит примеси солей металлов, кислот. В канализационных стоках из жилого района преобладают органические загрязнения.

По происхождению сточные воды бывают: хозяйственно-бытовые, производственные и атмосферные. Каждая группа отличается степенью загрязнения и составом.

По степени загрязнения

Для установления степени загрязнения определяют общую концентрацию загрязняющих веществ. Выделяют сточные воды:

• слабозагрязненные (с содержанием примесей 1—500 мг/л);
• среднезагрязненные (с содержанием примесей 500—5000 мг/л);
• сильнозагрязненные (с содержанием примесей 5000—30000 мг/л);
• опасные (с содержанием примесей более 30000 мг/л).

Атмосферные сточные воды относят к слабозагрязнённым. Несут примеси, смытые с дорог и земли. Преобладают минеральные вещества с небольшой частью органики. Они образуются из осадков, в том числе таяния снега. Для их сбора и вывода в городах предусмотрены ливневые канализации. Если этот поток не совмещается с бытовой канализацией, то его очистка не требует больших затрат. Объём атмосферных стоков непостоянен: зависит от климата, сезона и погодных условий.

СПРАВКА! В городах с вредным производством атмосферные сточные воды средне- и даже сильнозагрязнённые.

Уровень загрязнения бытовых потоков зависит от водопотребления . Чем оно выше, тем меньше концентрация примесей, но возрастает объём отводимой жидкости.

Влияние сточных вод на окружающую среду огромно. При попадании в водоемы органических веществ со сточными водами количество растворённого кислорода резко падает. Высокоорганизованные организмы в таких условиях погибают.

По составу

По составу загрязнений сточные воды неоднородны. Они могут содержать неорганические и органические элементы, биологические объекты.

Неорганические примеси: песок, глина, кислоты, соли и щёлочи, шлак.

Органические примеси: физиологические выделения, остатки растительного и животного происхождения (в основном пищевые отходы).

Биологические объекты: плесневые и дрожжевые грибки, водоросли и бактерии. Основной их источник – предприятия пищевой промышленности, особенно связанные с обработкой мяса. Стоки этой категории должны проходить тщательную очистку, так как могут содержать возбудителей опасных инфекций, представляющих угрозу для человека: брюшного тифа, сибирской язвы, дизентерии.

СПРАВКА! Предприятия, сбрасывающие стоки в централизованную канализацию, регулярно отбирают пробы и ежегодно подают декларацию о составе и свойствах сточных вод. При определении ПХБ в сточной воде на организацию налагается высокий штраф. Полихлорированные бифенилы сохраняются в водоёмах и опасны для экосистемы.

По способности к разложению примеси бывают:

• консервативные (не разлагаются, не вступают в химические реакции). Это соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды. Без систем очищения или при поверхностной очистке попадают в водоёмы и формируют осадок на дне;
• неконсервативные (подвергаются окислению или сорбации). При загрязнении этими веществами возможно самоочищение водоёма.

Для очистки от каждого вида примесей действенны различные методы, поэтому определить преобладающий вид загрязнения важно для эффективной работы очистных сооружений. Взвешенные вещества в бытовых сточных водах составляют 20% от числа всех загрязнений

Имеют органическое (белки, жиры и углеводы) и неорганическое происхождение (песок, глина). Они удаляются легче всех других загрязнений: частицы размером 0,05 – 4 мм задерживаются фильтрами

Взвешенные вещества в бытовых сточных водах составляют 20% от числа всех загрязнений. Имеют органическое (белки, жиры и углеводы) и неорганическое происхождение (песок, глина). Они удаляются легче всех других загрязнений: частицы размером 0,05 – 4 мм задерживаются фильтрами.

СПРАВКА! Бытовые стоки, содержащие большое количество азота, после очистки используют для орошения полей. Определение нитратов в воде производят ионометрическим методом.

Механическая очистка

Является наиболее грубым способом очистки сточных вод и часто используется как подготовительный этап перед более тщательной очисткой. Она позволяет задерживать частицы и взвешенные в воде вещества. Для очищения вод механическими способами применяют следующие конструкции:

• отстойники;
• сита и решётки;
• фильтры;
• устройства для улавливания мелких частиц;
• устройства для флотации.

Сита и решётки используют на начальном этапе механической очистки. Они задерживают крупные частицы. Решётки являются препятствием для прохождения только наиболее массивных из них. Ширина отверстий может достигать 1,6 см. Скапливающиеся под ними отвалы периодически извлекают и далее направляют на полигоны для хранения или переработки. Либо измельчают и смешивают с более мелкими частицами, выделяющимися на следующих этапах очистки, а затем также отправляют на хранение и/или переработку.

Сита позволяют осадить относительно мелкие фракции грубодисперсных примесей и, таким образом, могут быть установлены за решёткой для более полной очистки от крупных примесей.

Мелкие частицы песка, шлаков, стекольной массы улавливается в так называемых песколовках. Их функционирование основано на действии силы тяжести. Выделившийся песок накапливают на складах, а затем используют при проведении дорожных работ.

Для отделения твёрдых или более плотных компонентов от воды может быть использован метод центрифугирования. Этим методом можно удалять примеси песка и веществ, находящихся в гелеобразном состоянии.

Для изъятия из стоков жира и жироподобных веществ используют метод флотации.

Главным же элементом конструкции для механической чистки стоков являются отстойники. Они представляют собой искусственные водоёмы, чаще прямоугольной формы, с железобетонными стенами и дном, 3 – 5 м глубиной. На дне отстойника сооружаются скребки для сбора осевших взвесей; другое устройство собирает лёгкий всплывающий материал в специальный бункер.

При механической очистке удаляется большая часть минеральных загрязнителей. Также, отстойники позволяют регулировать сток загрязнённых вод и сделать его более равномерным.

Для частных домовладений, при отсутствии подключения к центральной канализации, разработано компактное устройство для первичной очистки, которое называется септик. При его сооружении сначала выкапывается яма необходимой глубины, на которую кладётся бетонная плита. Расстояние от неё до строения составляет несколько метров. На плиту устанавливают пластиковую ёмкость, которую закрепляют тросами, а затем засыпают. Попадающие в неё загрязнители оседают на дно в виде осадка, а биологические примеси удаляются при помощи колоний анаэробных бактерий. Образующийся при этом метан выходит через специальную трубу.

Очищенные таким образом стоки направляют в грунт, где происходит более полная очистка. Это, конечно, не гарантирует возможности загрязнения грунтовых вод, но всё же гораздо лучше, чем прямой слив загрязнённой воды в грунтовые ямы. Септик требует периодической очистки, в остальном же это устройство может использоваться без каких-либо проблем.

Технология очистки

Технологический регламент очистки сточных вод подразумевает прохождение ими определенных этапов для устранения загрязнений. Схема ликвидации выбросов из промышленных, бытовых и ливневых вод – это много стадий, которые различаются наличием специальных агрегатов, приспособлений, химических и биологических веществ. В качественном процессе очищения сточных вод должны присутствовать дезинвазия, хлорирование, прохождение механических фильтров и другие процедуры.

Механическая

Изначально жидкость от предприятий и бытовых хозяйств поступает в специально предназначенный резервуар основной насосной станции. После этого вода отправляется в цех по механическому очищению. Этот этап позволяет ликвидировать около 75% загрязнений. Процедура осуществляется при помощи специальных приспособлений, которые удаляют крупные частицы мусора и нерастворимые соли. Рассмотрим виды этих приспособлений:

Решетки, сита способны уловить мусор с диметром более 1,6 см. К таким загрязнителям относятся бутылки, куски тканей, пластмасс, продукты. После вылавливания этот мусор вывозят или перерабатывают на месте. Сито представлено поперечными балками из металла с расстоянием несколько сантиметров друг от друга.

Биологическая

Биологический этап очищения стоков может быть представлен как самостоятельный агрегат или же являться частью многоступенчатой системы очищения. Суть биологического очищения заключается в ликвидации разных загрязнителей, а именно: органических элементов, макроэлементов. В этой системе участвуют бактерии и простейшие, питающиеся вредоносными частицами, которые находятся в воде. В процессе своей жизнедеятельности одноклеточные чистят стоки.

Биологическая очистка осуществляется по определенной схеме в несколько этапов:

Аэротенки – это прямоугольные резервуары, в которых происходит перемешивание жидкости и активного ила, что проводит ее эффективную очистку.

Доочистка

После того как сточные воды пройдут все вышеописанные этапы, они считаются освобожденными от загрязнения более чем на 90%. После этого в жидкости все еще присутствует некоторая доля вредных элементов, из-за которых воду нельзя сбросить в природный источник. Для того чтобы исправить ситуацию, были разработаны следующие доочистительные системы – биореакторы. Приспособления для проведения глубокой очистки работают с помощью процесса окисления, которое ликвидирует органические соединения, микроорганизмы, азот аммония. С целью ускорить доочищение жидкости в системах применяют интенсивную аэрацию.

Обеззараживание

Ультрафиолетовые обеззараживатели необходимы для дезинфекции воды и возможности использовать ее в промышленности, быту. На данном этапе обеззараживание происходит при помощи ультрафиолетового облучения, влияния переменного напряжения, ультразвука, гамма-облучения и хлорирования. УФО считается довольно эффективным способом очищения сточных вод, так как благодаря ему уничтожаются практически все вредоносные организмы, бактерии, вирусы, инвазии.

Ликвидация фосфатов проводится при помощи введения в жидкость коагулянтов.

Способы утилизации жидких бытовых отходов

Очистные станции применяют несколько основных методов утилизации:

Биологический способ

Из первичного отстойника отходы ЖБО сливаются в аэротенки для дальнейшей обработки активным илом. Для биологической утилизации требуется поддерживать заданные условия жизнеобеспечения организмов, которые питаются органическими веществами и подобным образом очищают воды.

Для сохранения условий жизнеобеспечения нужна аэрация – подача кислорода. С этой целью монтируются трубы с подачей сжатого воздуха.

Последний этап – направление жидкости во вторичный отстойник, где оттуда извлекают активный ил. После процедуры вода заливается в аэратор, где ее насыщают кислородом и перенаправляют в реки и озера.

Механический способ

Это первичная технология, при которой специальным оборудованием – решетками удаляется из сточных вод весь крупный мусор более 10 мм. Примеси дальше откачиваются насосами и прессуются в брикеты, где вся отжатая жидкость направляется в канализационный сток.

После избавления от габаритного мусора из жидкости высеивают песок, после чего вода направляется в первичный отстойник. В специальной емкости жидкость отстаивается в течение 2-3 часов. На этом шаге слизь и жир собираются отдельной установкой, кружащей вокруг бассейна, а тяжелые элементы остаются на дне и впоследствии выметаются скребком. К осадкам тяжелого плана относят органику, из которой дальше можно производить биогаз в анаэробных реакторах.

Сточные воды, загрязненные в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека

В своем быту, в зависимости от региона и некоторых других факторов, человек использует определенное количество воды из тех или иных источников для своих бытовых и хозяйственных нужд. Например, в экономически развитых странах городское население использует водопроводную воду, которая после использования собирается в канализацию и очищается. Необходимость отвода городских сточных вод была осознана и реализована человеком еще в далекие древние времена. Самая старая канализация, обнаруженная археологами, относится к 2600 году до н. э. Построена она была в городе Мохенджо-Даро индской цивилизации. Отсутствие канализации в древних городах приводило к вспышкам страшных эпидемий, в результате которых вымирали целые регионы.

В современной истории состав бытовых сточных вод, в результате научно-технического прогресса, изменился. Человек стал активно использовать в быту различные химические средства, которые принесли новые угрозы для здоровья и жизни человека. Новое время требует новых методик и технологий для отвода и очистки сточных вод.

Как организовать отведение воды после очистки

Простейшим вариантом считается обустройство канализации самотеком. При хороших впитывающих характеристиках почв, сброс таким методом считается оптимальным.

Другим вариантом является организация откачки принудительным методом. Для этого надо иметь специальное оборудование. Жидкость после очистки попадает в накопительную емкость, из которой она откачивается с помощью насоса.

Размер емкости напрямую зависит от потребляемого объема воды, также от производительности очистного сооружения. Откачивать стоки можно с помощью дренажного насоса. Применение фекального насоса не подходит, так как его используют при наличии в водах больших твердых частиц.

В данном случае откачивают уже очищенную от крупных включений стоки. Система погружного насоса имеет поплавок, оборудованный датчиков. Как только стоки достигнут определенной отметки, насос заработает, при необходимости выключится.

Утилизация и очистка сточных вод

Пример очистных сооружений

Очистка и утилизация сточных вод из канализационных систем населенных пунктов производится в специальных очистных сооружениях, в которых из стоков удаляются следующие вещества:

• Взвешенные;
• Коллоидные;
• Растворенные;
• Осевший в первичных отстойниках осадок;
• Избыток активного ила, появившийся в результате биологической очистки.

Кроме того, в данных сооружениях производятся обработка и обеззараживание сточных вод, позволяющие выполнить в дальнейшем их утилизацию.

Наиболее эффективным методом удаления различных загрязнений из бытовых стоков является биологическая очистка сточных вод.

Промышленные сточные воды могут использоваться в технологическом процессе повторно после того, как была произведена их соответствующая очистка, поэтому многие предприятия оборудуют системы либо оборотного водоснабжения, либо замкнутого водоснабжения и канализации, исключающие сбрасывание стоков в водоемы.

Существенное значение имеют также технологии безотходной переработки материалов и сырья, особенно это касается предприятий горной, целлюлозно-бумажной и химической промышленности.

Кроме того, довольно эффективными являются физико-химическая очистка стоков (фильтрация, коагуляция, отстаивание и т.д.) используемые в отдельности или совмещаемые с биологической очисткой, флокулянты для очистки сточных вод, и методы дополнительной обработки (ионообмен, сорбция, гиперфильтрация, удаление фосфатов и азотистых веществ и т.д.).

Данные методы способны обеспечить довольно качественную очистку стоков, после чего они могут быть спущены в водоемы или использованы в системе оборотного водоснабжения предприятия.

Следует также заметить, что сточные воды, в которых присутствует значительное количество веществ, содержащих фосфор, калий, азот, кальций и т.д. (в основном такие стоки имеют бытовое происхождение) представляют собой довольно ценные удобрения для различных сельскохозяйственных культур и применяются для полива и орошения земель сельскохозяйственного назначения.

В связи с этим очищенные биологическим путем сточные воды целесообразно направлять на поля.

В данной статье были сточные воды и их классификация, а также методы их очистки и утилизации. Следует помнить, что от качества очистки сточных вод зависит качество воды в водоемах, используемой для питья или в хозяйственных целях, а также общая экологическая ситуация в прилегающей местности.

Предыдущая запись Делаем отстойник для канализации. Бетонные кольца, еврокуб, бетонирование
Следующая запись Как проводится канализация в бане

Методы очистки и использование стоков

Для устранения загрязнений из стоков применяются различные методы удаления, разложения, разрушения и обеззараживания.

Для очистки сточных вод применяются различные способы

1. Физическая.
2. Химическая (реагентная).
3. Физико-химическая (флотация, коагуляция, отстаивание, адсорбция).
4. Обработка ультрафиолетом.
5. Биологическая.

Самые простые, дешёвые и часто используемые методы очистки – физические. Они основаны на гравитационных и фильтрационных методах. Химические методы основаны на добавлении в жидкость специальных реагентов для провоцирования разрушающих, окисляющих, расщепляющих и других процессов в загрязнённой жидкости. Под биологическими методами подразумеваются процессы с применением микроорганизмов.

На специализированных объектах по удалению загрязнений бытовые сточные воды после полноценной очистки часто используются в качестве ресурсов поливки сельскохозяйственных площадей. Глубокая очистка с применением всех методов позволяет очищать стоки до состояния, когда вода пригодна для подачи в водопроводные сети.

Обзор видов

В связи с тем что очистные сооружения являются довольно востребованными и широко используемыми, на сегодняшний день можно выделить несколько разновидностей подобных конструкций (например, локальные канализации для очищения сточных вод, промышленное оборудование для гидродинамической очистки проточных жидкостей и многие другие виды). Для удобства пользователей и производителей было принято несколько классификаций, которые подразделяют очистные сооружения на несколько групп в зависимости от различных факторов и параметров.

Например, в зависимости от назначения и сферы использования очистные сооружения бывают:

• промышленные;
• хозяйственно-бытовые;
• для очищения ливневых стоков;
• комбинированные.

Еще одна классификация делит очистные сооружения на группы в зависимости от того, для стоков каких объемов, составов и включений они предназначены. В зависимости от этого критерия можно выделить такие конструкции:

• автономные;
• локальные;
• промышленные.

Например, автономные (или индивидуальные) конструкции подойдут для частного дома, локальные – для группы домов, а промышленные – для стоков больших масштабов (они даже могут быть модифицированы в полноценные очистительные станции).

Помимо перечисленных выше классификаций, также выделяют накопительные и проточные сооружения.

Накопительные конструкции в своем составе содержат особый аккумулирующий резервуар, в котором скапливается основная часть сточных вод. Позже сточные воды транспортируются в особую разделительную камеру, а затем происходит равномерная подача воды в отдельные узлы. В целом процесс переработки сточной воды осуществляется в течение 72 часов.

Для того чтобы очистить сточные воды в проточных сооружениях, необходимо заранее осуществить тщательный просчет характеристик конструкции. При этом обязательно нужно учитывать такой показатель, как максимальная величина потока, возможная на имеющейся территории.

Этапы извлечения загрязнений

Существует 3 степени извлечения загрязнений из сточных вод:

• Первичная – удаление мусора, крупнодисперсных примесей, поверхностных загрязнений и взвешенных веществ.
• Вторичная – разложение органических стоков.
• Третичная (доочистка) – извлечение взвешенных и коллоидных частиц, пестицидов, фунгицидов, осаждение остатков фосфора, азота, снижение ХПК. Показатели доводятся до норм ОДУ или ПДК.

На этих стадиях прибегают к помощи следующих методов:

1. Механические – использование стационарных или подвижных фильтрующих установок: грубых фильтров, отстойников, ловушек поверхностных загрязнений. После механической очистки количество загрязнений в стоках снижается на 30-60%.
2. Биологический – очистка с помощью живых микроорганизмов: бактерий, грибков, простейших. Микроорганизмы используют органику как пищу и превращают ее в безопасный биогаз, метан и воду. Биологические методы избавляют от 92-96% загрязнений.
3. Физико-химический – очистка стоков от растворенных примесей и взвешенных веществ с помощью законов физики и химических реактивов. Из вод удаляется 96-98% мелкодисперсных частиц.
4. Дезинфекция – уничтожение болезнетворных бактерий, вирусов. По нормативам сточные воды не должны содержать возбудителей заболеваний, поэтому эффективность обеззараживания достигает 99,9%.

Для очистки от бензина, мазута, керосина, нефтяных масел наиболее активно используют нефтеловушки и пористые сорбенты:

• Активированный уголь;
• Глины;
• Кокс;
• Торф;
• Золу;
• Силикагели.

Справка. ПДК нефтепродуктов в стоках не превышает 0,01-0,3 мг/л. Такие малые значения обусловлены токсичностью соединений для живых организмов.

Очищение различных стоков

Промышленных

Производственные и промышленные сточные воды необходимо очищать, чтобы снизить нагрузку на городские сооружения. Технологическая схема принципиально отличается в зависимости от состава стоков. Некоторые стоки насыщены органикой, другие – ионами тяжелых металлов.

Показатели КВЧ (общее количество взвешенных частиц), БПК5 и ХПК могут достигать десятки сотен мг/л. Уровень кислотности часто превышает 6-9.

Перед сбросом стоков в городскую систему очистки БПК5 доводят до 400 мг/л, а рН сокращают до 6-9. Технологическая схема выбирается в зависимости от состава вод.

Вышеописанные методы комбинируются в разной последовательности, некоторые могут упраздняться.

Бытовых

К этой категории стоков относятся воды из санузла, кухни, прачечных и воды, которые образуются после мойки помещений. Около 58% загрязнений – органические, а 42% – минеральные. В бытовых стоках содержатся моющие средства и возбудители заболеваний.

Распространенные методы очистки хозяйственных сточных вод – биологические. Обязательно используются обеззараживатели и реактивы для дезинфекции.

Поверхностных

К этим стокам относятся:

• дождевые;
• талые;
• поливомоечные воды с населенных пунктов и промышленных площадок.

Через дренажную систему жидкость попадает в канализацию, затем поступает в отстойник.

Часть примесей осаживается, после чего стоки перекачиваются к флотатору, где удаляются нефтепродукты.

Потом происходит очистка на механических и сорбционных фильтрах. Стоки обеззараживаются и возвращаются в природные водоемы.