Очистные сооружения воды

В местах их сброса или потребления и устанавливают специальные очистные сооружения, которые могут объединяться в крупные водоочистные станции. ОС представляют собой емкость или систему емкостей с фильтрами и другим оборудованием. Отличаются по механизму действия, габаритам, производительности, периодичности использования и другим параметрам. Но цель у них одна – очищение сточных вод до полного соответствия установленным нормативам. Это позволяет подводить очищенную воду к городским коммуникациям и промышленным установкам или сбрасывать ее в водоемы без вреда для экологии. Цикличность использования помогает поддерживать высокие объемы водопотребления без истощения подземных и иных источников. Кроме этого, из стоков получают различные примеси для сельскохозяйственного и промышленного применения.

Принципы работы очистных сооружений

Обычно стоки проходят несколько ступеней очистки, среди которых могут быть как вспомогательные, так и основные. В зависимости от состава воды и требований к ее чистоте выбирают конкретную технологию, способную справится со своей задачей лучше других. Но существует и базовый перечень методов очистки, используемых в большинстве сооружений.

• Механический. Первая ступень, задерживающая крупные загрязнения и твердые включения с помощью решеток, сеток и др. Наличие грубых нерастворимых отходов (металл, стекло, камень, песок) может повредить другие системы и узлы очистных сооружений, поэтому их удаление обязательно. Это важный этап подготовки стоков для последующей очистки.
• Биологический. Широко практикуемый способ устранения загрязнений с помощью бактерий. Они питаются органическими веществами и перерабатывают их естественным путем. Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные бактерии. Для первого вида нужна постоянная подача кислорода, а второй вид существует в бескислородной среде и вырабатывает метан.
• Химический. Данный метод водоочистки основан на использовании специальных реагентов. Вступают в реакцию с нерастворимыми веществами в стоках и превращают их в механически удаляемый осадок или пену. Происходит это по принципу нейтрализации, окисления и восстановления. Химикаты способны также дезинфицировать и обесцвечивать сточные воды.
• Физико-химический. Комбинированный способ, объединивший в себе возможности реагентов и законов физики. Включает в себя несколько методов: сорбцию (поглощение сорбентом), экстракцию (растворение), аэрацию (окисление кислородом), коагуляцию (укрупнение), флотацию (насыщение пузырьками), ионный обмен, кристаллизацию, электролиз и др.
• Ультрафиолетовый. Это один из самых эффективных способов обеззараживания стоков. УФ-лучи короткого спектра обладают мощным бактерицидным действием. Источники излучения устанавливаются в очистном сооружении и воздействуют на жидкости, уничтожая болезнетворных микроорганизмов без химикатов и других вспомогательных средств.

Механические приспособления для задержки мусора присутствует во всех очистных системах. Из остальных методов выбирается приоритетный – например, биологический для аэротенка. Его может дополнять и УФ-обеззараживание. По назначению очистительные сооружения делятся на водопроводные и канализационные. Первые используются для получения питьевой и технической воды, а вторые – для сброса в водоем или повторного применения на заводах.

Водопроводные очистные сооружения (ВОС)

Это важная часть загородной и городской инфраструктуры для обеспечения населения водой. Особые требования предъявляются к системам очистки питьевой воды. Для этого проводятся мероприятия, направленные не только на очищение от нежелательных примесей, но и на повышение качества воды. Существуют единые требования, для соответствия которым ОС должны содержать базовый набор компонентов. К ним относятся: 1) механические фильтры; 2) камеры хлопьеобразования; 3) вертикальные отстойники; 4) емкости для очищенной воды.

Схема работы водопроводных очистных сооружений:

• Удаление механических примесей (песка, глины, веток, листьев). В системе устанавливают скребковый решетчатый фильтр в виде решетки с отверстиями, которая и задерживает загрязнения. Для удаления минеральных частиц могут использоваться и песколовки.
• Коагуляция и флокуляция. Эти технологии применяются для удаления из стоков взвешенных частиц и других примесей. В воду добавляется коагулянт (например, сульфат алюминия), который укрупняет частицы. При флокуляции микрохлопья становятся тяжелыми и оседают.
• Отстаивание и фильтрация. После флокуляции стоки поступают в отстойники. После опускания на дно укрупненных хлопьев чистая вода с поверхности перенаправляется к фильтрам для удаления остаточных частиц. В современных ОС используют скорые фильтры.
• Дезинфекция. Это важный завершающий этап очистки водопроводной воды до ее потребления. Для соответствия требованиям нужно ликвидировать содержащиеся в ней микроорганизмы. Выполняется это хлорированием и/или ультрафиолетовым облучением.

Водопроводные очистные сооружения дают возможность получать из стоков чистую и качественную питьевую воду. Их нормальное функционирование является гарантией безопасности и снижения заболеваемости населения. С другой стороны, это требует немалых затрат на строительство, постоянное обслуживание, контроль и модернизацию таких систем.

Канализационные очистные сооружения (КОС)

Как и водопроводные системы, представляют собой комплекс емкостей и технологического оборудования для очистки ливневых, бытовых и промышленных стоков. Качество воды также контролируется, но требования не такие жесткие. Стоки будут сливаться в водоемы или поступать на производство для повторного использования. Общая схема водоподготовки и последовательность выполнения остаются неизменными, но сами методы могут отличаться.

Этапы работы канализационных очистных сооружений:

• Задержка крупных включений и примесей. Для этих целей используют не только решетки и сита, но также песколовки и жироуловители. Первый вид устройств задерживает грубые механические примеси (песок, камни), а второй вид – бензин, масло и другие жидкости.
• Блоки биофильтрации. Один из самых распространенных способов очистки для технического и промышленного использования – это биофильтры или отдельные установки (аэротенки). Очистка производится за счет жизнедеятельности бактерий, питающихся органикой в стоках.
• Химические реагенты. Необходимый этап для переработки некоторых промышленных отходов. Из-за токсичности примесей биофильтры здесь использовать нельзя. Поэтому прибегают к химическим веществам – нейтрализаторам, окислителям и очистителям.

Это основные технологии водоподготовки в канализационных очистных сооружениях. Ультрафиолетовые установки для завершающей дезинфекции стоков в них обычно не применяют. Однако если очищаемая вода предназначена для пищевой или фармацевтической промышленности, то ультрафиолетовые лампы также могут присутствовать в системе.