Очистные сооружения — это комплекс устройств, приспособлений, трубопроводов и фильтрующих блоков. Они позволяют подготовить поступающие в систему загрязненные стоки для безопасного возвращения во внешнюю среду. Время и скорость очистки, количество этапов и выбор методов фильтрации зависит от характера и степени загрязнений.

В этой статье рассмотрим, как работают канализационные очистные сооружения и рассмотрим ряд типовых устройств, используемых в этих системах на подготовительном, основном и финишном этапах очистки.

Что такое современные очистные сооружения канализации

Современные очистные сооружения канализации (ОСК) — это комплекс, предназначенный для уменьшения степени загрязнения стоков, поступающих на вход системы, до значения, соответствующего действующим экологическим нормам и требованиям. При этом не обязательно ставится задача получить на выходе чистую воду, которую можно было бы использовать для полива и питья.

Во многих случаях использование очистных сооружений на промышленных предприятиях ставит задачу получения технической воды. Ее применение ограничено некоторыми технологическими процессами и операциями, в которых не требуется высокой степени очистки. Повторное использование водных ресурсов позволяет уменьшать затраты на производство.

Стадии очистки воды на очистных сооружениях

  • Подготовительный этап — водоподготовка. Используется метод сепарации. Сточные массы разделяются по плотности. Механические примеси тяжелее воды — камни, песок, оседают на дне специальных бункеров. Жир, опасный для канализационных труб, всплывает на поверхность. Он также может быть собран и накоплен для последующего удаления из системы.
  • Основной этап. Включает набор средств химической, биологической и механической фильтрации. Состав, последовательность и выбор технологий очистки зависит от назначения системы очистных сооружений и характера загрязнений в исходных стоках.
  • Финишная очистка. На этой стадии вода окончательно очищается для использования для питья и использования при приготовлении блюд на предприятиях общественного питания. Для этого используются сравнительно дорогие установки с фильтрами из активированного угля, ультрафиолетовыми излучателями и так далее.

Создание водных очистных сооружений начинается с лабораторного анализа образцов стоков на наличие химических, биологических и механических загрязнений. При проектировании новых комплексов исходят из проектных объемов поступления и степени загрязненности сточных вод.

Примеры простейших сточных очистных сооружений — устройство песколовки и жироуловителя. Их задачами являются: отсеивание тяжелой и легкой фракций соответственно.

Например, очистные сооружения на предприятиях общественного питания относятся к этой категории. Их задача — уловить жир, который способствует засорению канализационных труб. Поэтому все жидкие отходы проходят через жироуловитель. А затем могут быть сброшены в обычную канализацию.

Очистные сооружения системы водоотведения сточных вод, собранных с автодорог, могут состоять из двух этапов предварительной очистки. На первом улавливается тяжелая фракция — песок, камни. На втором — легкая. В случае стоков из ливневой канализации это нефтепродукты.

Типовые компоненты​

Для удобства проектирования конструкции очистных сооружений производителями разработаны типовые элементы. Из них можно составлять системы разной производительности, длительности и качества очистки — модифицируя строение очистных сооружений, подбирая технологии, адаптируя технологический процесс фильтрации под особенности поступающих стоков для достижения большей эффективности работы ОСК.

Возведение отдельного здания для очистных сооружений может не требоваться. Они могут монтироваться с помощью заглубления в грунт. В капитальных системах используются железобетонные конструкции для создания отстойников, каналов. Для ОСК меньших масштабов могут использоваться компоненты, корпуса которых выполнены из пластика, стеклопластика, полиэтилена, стали.

Из чего состоят очистные сооружения канализации:

  • Песколовки. Установка этого устройства рекомендуется на начальной стадии очистки. Песколовка способна улавливать более 80% песка и камней. После промывки его можно использовать повторно. В устройствах с высокой производительностью для очистки накопленного песка используют гидроэлеватор и дренажную систему для удаления влаги.
  • Канализационные станции. Применяются, когда стоки нужно перекачивать на следующий этап фильтрации принудительно из-за разницы в уровне. В остальных случаях перекачка может выполняться за счет гравитации. Изделие состоит из накопительной емкости с установленными в ней насосами погружного типа. Стоки попадают в накопитель самотеком.
  • Жироуловитель. Позволяет выделить легкую фракцию. В случае ливневых канализаций это бензин, масло.

На выпуске очистных сооружений после сепарации тяжелой и легкой фракций образуется техническая вода. Ее можно направлять на следующие этапы очистки, используя следующие технологии:

  • Отстойники. Позволяют эффективно удалять из стоков остатки тяжелых загрязнений, не уловленных на этапе водоподготовки. Также в стоячей воде на поверхности собираются остатки легких фракций.
  • Блоки биологической фильтрации. За счет деятельности бактерий достигается расщепление органических загрязнений на безопасные для природы элементы. Отходы могут быть извлечены со дна емкости и направлены на переработку, использованы в качестве удобрений.
  • Блоки химической фильтрации. Наличие очистных сооружений с химической фильтрацией необходимо для очистки некоторых видов промышленных отходов. Биологические технологии здесь могут быть неприменимы по причине токсичности стоков или оказываются неэффективны по отношению к этим типам загрязнений. В емкость добавляют специально подобранные химические реагенты в количестве, оптимальном для нейтрализации опасных примесей и преобразования их в сравнительно безопасный осадок.
  • Блоки механической фильтрации. Стоки пропускаются через систему фильтрующих элементов. Они могут быть восстанавливаемыми. Или утилизируются вместе с уловленными загрязнениями и заменяются на новые.
  • Ультрафиолетовые установки. Современный и безопасный способ, применяемый для дезинфекции воды. В конструкции очистных сооружений систем обычно не используется. Эти установки применяют предприятия водоснабжения. Также УФ-обработка может применяться для водоподготовки на пищевых производствах.

Повышение эффективности работы ОСК

Существуют три основные характеристики очистных сооружений сточных вод, которые определяют их эффективность:

  • Максимальная производительность. Указывается в виде объема стоков, которые способна принять и обработать система.
  • Время нахождения стоков в установке. Это применимо к большинству применяемых способов очистки. Например, если сточные воды слишком быстро пройдут песколовку, то значительная часть песка пройдет на следующие этапы очистки, увлекаемая инерцией потока. Напротив, слишком медленное движение жидкости приведет к оседанию части органики вместе с тяжелыми фракциями.

Для достижения требуемых параметров используются накопительные емкости, позволяющие компенсировать пиковые нагрузки и сооружаются дублирующие ветки системы очистки. Они задействуются при резком росте объема поступления стоков.

Автор статьи Александр Шихов