Основная задача очистных сооружений, организуемых на промышленных предприятиях различных отраслей — очистить и подготовить воду к дальнейшему использованию в качестве технической. В некоторых случаях удается обезопасить стоки настолько, что их можно вернуть в естественную среду. Например, использовать для полива сельскохозяйственных посевов.
О последовательности стадий очистки воды на очистном сооружении и правилах выбора методов фильтрации — в этой статье.
Этапы очистки воды
Очистное сооружение проектируется исходя из технических требований, степени загрязненности очищаемых стоков и их особенностей, концентрации загрязняющих веществ. Выделяют три основных этапа очистки:
Предварительный
На этом этапе происходит очищение от фракций, которые сравнительно легко удалить из сточных вод с помощью механических методов. Крупный мусор улавливается специальными сетками. Они требуют регулярной очистки, так как по мере заполнения снижают производительность очистных сооружений.
Песок можно отделить от воды с помощью специального устройства — пескоуловителя. Наибольшую эффективность показывают песколовки механического типа, без сложных электрических и электронных компонентов. Конструктивно они представляют собой корпус со специально устроенной внутри системой перегородок и камер. Песок и камни за счет большей плотности оседают на дне бункера. Для эффективного осаждения тяжелых фракций поток стоков замедляется искусственным способом — перегородками.
Жир — фракция с плотностью меньше чем у воды, также удаляется с помощью специальных жироуловителей. Но в отличие от песка жир не оседает на дне, а всплывает на поверхность. Где и собирается. Тем самым осуществляется защита следующих элементов очистных сооружений и труб от жира, который способен осаждаться на стенках трубопроводов, уменьшая размер проходного отверстия.
Стоит отметить, что на некоторых предприятиях очистные сооружения могут состоять только из подготовительного блока. Например, при очистке сточных вод дорожного хозяйства после прохождения песколовки вода может быть отправлена в водоемы, где происходит ее отстаивание, или на технические нужды. А на предприятиях пищевой промышленности после жироуловителя стоки могут быть направлены в канализацию. Далее они поступают на очистные сооружения города.
Важно заметить, что подготовительный этап играет важную роль в последовательности очистки воды на очистном сооружении. Кроме удаления из стоков песка, жира, камней, он позволяет выравнивать скорость поступления жидкости в фильтры. Эффективность очистки зависит от соблюдения трех требований:
- Оптимальная скорость потока. При малой скорости фильтр улавливает слишком много частиц, снижая свою эффективность. При большой — вода проталкивается через него, нарушая условия для нормального процесса фильтрации.
- Время нахождения воды в фильтре. Важный параметр для химических, биологических и части механических методов фильтрации.
- Подача на вход фильтра стоков с оптимальной для него концентрацией загрязнений.
Основной
На этом этапе происходит основная фильтрация. Выбор применяемых методов зависит от вида загрязнений, их химической активности, концентрации. Наиболее востребованными способами фильтрации являются:
- Механический. Глубокая очистка сточных вод возможна на сорбционном фильтре с загрузкой, содержащей активированный уголь и другие компоненты. Адсорбция и абсорбция — два процесса, способных уловить примеси различной природы, в том числе с достаточно мелкими по размеру частицами.
- Химический. Применяется на предприятиях, стоки которых отличаются высокой химической активностью и угрожают экологии при прямом попадании в природные водоемы. При проектировании очистных сооружений подбирается комбинация реагентов, приводящая к деактивации опасных примесей или к выпадению их в виде условно безопасного осадка, задерживаемого фильтром.
- Биологический. Экологичный, но требующий достаточно продолжительного времени метод. Он состоит в организации в накопителе биологической среды, которая расщепляет сложные загрязнения, перерабатывая их в безопасные.
Часть фильтров могут восстанавливать свою эффективность за счет регенерации. Например, загрузку на основе активированного угля можно частично промыть созданием обратного тока жидкости. Этой функцией оснащается большинство промышленных сорбционных фильтров. Но удаляются только осевшие на поверхности частиц угля загрязнения. Те, что удерживаются в порах, удаляются со значительно меньшей эффективностью.
Доочистка
На этом этапе из воды, очищенной от основных загрязнений, удаляются остаточные примеси. Нередко для этого используют закрытые и открытые отстойники. Большинство видов загрязнений в покое выпадают в осадок.
После прохождения определенного времени стоки из первого водоема перекачиваются во второй. Осадок при этом остается на дне, утилизируется отдельно с соблюдением правил и методик, разработанных экологами.
Пример очистных сооружений — сорбционный фильтр
Отдельно рассмотрим сорбционный фильтр. Его конструкция предусматривает установку трех связанных между собой емкостей. Как правило, монтируются они заглубленным способом в грунт. В принципе, сорбционный фильтр включает все три этапа очистки: предварительный, основной, доочистка, и может являться примером очистных сооружений.
- Первый этап — накопитель, который позволяет собрать стоки и выровнять их скорость поступления на этап основной очистки. Для его наполнения могут использоваться канализационные насосные станции, когда транспортировка естественным способом — с помощью гравитации, невозможна или неэффективна.
- Второй этап — сорбционный фильтр. Попадая во второй накопитель, вода равномерно распределяется по поверхности загрузки на основе активированного угля. Затем под действием гравитации стоки проходят через фильтрующие слои. Часть загрязнений оседают на поверхности частиц фильтра, часть улавливаются внутренними порами.
- Третий этап — накопитель для отфильтрованной воды. После отстаивания она может расходоваться на технические нужды, иногда — полив.
Стоит отметить, что второй этап очистки в сорбционном фильтре может включать несколько элементов, наполненных загрузками различного типа. Это позволяет эффективно улавливать загрязнения разной природы. В качестве загрузки применяется активированный уголь, кварцевый песок, цеолиты и прочее.
Автор статьи: Александр Шихов