Канализационные очистные сооружения: виды, устройство и выбор

Забота об окружающей среде заставляет находить новые решения в сфере очистки сточных вод. Автономные канализационные очистные сооружения (КОС) позволяют очищать стоки на 96-98%, делая их экологически безопасными.

Виды КОС и способы очистки

Канализационно-очистные сооружения представляют собой комплекс инженерных объектов, оснащенных специальным оборудованием для приема сточных вод, их транспортировки, очистки, обеззараживания и сброса в окружающую среду либо подачи для дальнейшего использования.

Различают КОС для очищения стоков разных типов:

• промышленных;
• ливневых;
• хозяйственно-бытовых.

Набор рабочих установок в составе очистных инженерных сооружений зависит от характера и степени загрязнений, требований к качеству воды на выходе. Применяют следующие методы очищения стоков:

• механический – с помощью приспособлений задерживают предметы, жировые загрязнения;
• физико-химический – применяют для удаления нерастворимых загрязнений (взвесей), удаления тяжелых металлов, фторидов и т.д.;
• химический – преобразуют растворенные загрязнения в нерастворимые при помощи реагентов, после чего удаляют механическим путем;
• биологический – устранение органических загрязнений, фосфора, азота и т.д. с помощью микроорганизмов.

Для более тонкой очистки может использоваться ионнообменная фильтрация – удаление солей жесткости путем замещения ионов. Если воду планируется использовать повторно в производственных процессах, и к ее качеству предъявляются высокие требования, применяют технологию обратного осмоса.

Обеззараживание может производиться ультразвуковым методом, но чаще всего используют обработку УФ-излучением.

Общие принципы работы КОС

Очистка стоков в канализационных очистных сооружениях осуществляют в несколько этапов:

1. Механическая очистка. Сточные воды направляют на специально оборудованную площадку. Решетки задерживают включения больших размеров – твердые предметы, волокнистые отходы. Собранные отходы отправляются на полигон для ТКО. Промышленные, бытовые и ливневые стоки могут дополнительно проходить механическую очистку от тяжелых минеральных загрязнений с помощью тангенциальной песколовки.

2. Физико-химическая очистка. Это обязательный этап для локальной очистки стоков промышленных предприятий. Твердые и взвешенные частицы, растворенные примеси удаляют различными способами, включая коагуляцию, флокуляцию, флотацию, сорбцию. В зависимости от применяемой технологии, загрязнения укрупняются и выпадают в осадок или поднимаются на поверхность, формируя пену, удерживаются сорбционным фильтром и т.д.

3. Биологическая очистка. Сточная вода, очищенная от механических загрязнений, проходит многоступенчатую биоочистку в специальном блоке, разделенном на секции. Водно-иловая смесь на разных этапах подвергается воздействию анаэробных и аэробных бактерий, в результате чего осветляется.

4. Обезвоживание осадка. Избытки активного ила (выпавший осадок) попадает на станцию обезвоживания, где его частицы связывают флокулянтом. Затем с помощью специального оборудования из осадка устраняют воду – сточный фильтрат возвращается на биоочистку, а обезвоженный осадок подвергают дезинфекции, детоксикации (чтобы исключить проникновение в почву тяжелых металлов), после чего отправляют на полигон для ТКО.

5. Доочистка. Осветленные сточные воды недостаточно чистые – их нельзя сбрасывать на рельеф или в водоемы, использовать в производстве, для хозяйственных нужд. Стоки после биоочистки подают в узел озонирования, где происходит окисление органических соединений и обеззараживание. Помимо этого растворенные металлы переходят в коллоидную форму. Затем воду пропускают через сорбционный фильтр.

6. Обеззараживание. Чтобы уничтожить патогенные микроорганизмы, стоки после доочистки обрабатывают ультрафиолетовым излучением. Длина волны составляет 275 нм. После обеззараживания воду можно сбрасывать в водный объект, использовать для полива, для технологических процессов.

Комплекс биологической очистки: особенности функционирования

КБО позволяет организовать автономную канализационную систему, способную эффективно очищать хозяйственно-бытовые стоки. В ее состав входит блок биологической очистки, который обеспечивает многоступенчатую биоочистку стоков с использованием анаэробных и аэробных микроорганизмов. Бактерии окисляют органические частицы, продукты окисления поглощаются другими микроорганизмами, которые содержатся в активном иле. В ходе биоочистки из сточных вод удаляется фосфор и азот.

Стоки смешиваются с активным илом, микроорганизмы превращают органические загрязнения в безвредные соединения. Помимо этого активный ил способствует формированию хлопьев, оседающих на дно, что ускоряет процесс осветления воды. Объем рабочих отсеков подобран таким образом, чтобы водно-иловая смесь на каждом этапе удерживалась на срок, необходимый для разделения на воду и осадок. Для жизнедеятельности аэробных бактерий в соответствующие отсеки насосами подается воздух. Осадок удаляется с помощью эрлифтов.

В комплекс биологической очистки также входят:

• установки для обезвоживания осадка (стабилизированного, уплотненного избыточного ила) механическим способом;
• установки обзеззараживания воды с помощью ультрафиолета.

КБО – это компактные очистные сооружения. Блочная конструкция дает возможность смонтировать комплекс подходящей производительности для любого объекта.

Преимущества и недостатки КОС

К достоинствам канализационно-очистных сооружений относят:

• высокую эффективность работы;
• снижение нагрузки на окружающую среду – не загрязняется почва и водоемы, сокращаются выбросы в атмосферу;
• возможность повторно использовать воду в технических целях, для полива;
• относительно невысокое энергопотребление;
• достаточно компактные размеры благодаря современным инженерным решениям;
• возможность создать КОС в полном соответствии с потребностями конкретного объекта.

К недостаткам относят высокую стоимость, потребность в квалифицированных кадрах для обслуживания – важно строго соблюдать технологию очистки на всех этапах, чтобы реальный результат соответствовал проектному качеству воды на выходе.

Изготовители КОС стремятся снизить зависимость работы системы от квалификации персонала. Все работы по обслуживанию оборудования максимально автоматизированы, рассчитаны объемы загрузок в блок биологической очистки, разработаны схемы применения коагулянтов, флокулянтов, реагентов и т.п., чтобы свести к минимуму человеческий фактор. Качество очистки контролируется на каждом этапе.

Критерии выбора канализационных очистных сооружений

Планируя установить КОС, следует обратить внимание на следующие параметры:

1. Тип объекта – производственный комплекс, коттеджный поселок и т.д. От этого зависит характер загрязнений, выбор способов их удаления, количество и вид установок для очистки.
2. Требования качеству очищенной воды, наличие планов на ее повторное использование.
3. Производительность оборудования. При расчетах учитываются возможные пиковые нагрузки, залповые сбросы.
4. Размеры комплекса.
5. Вариант исполнения КОС.

Канализационные очистные сооружения могут представлять собой модули открытого типа без дополнительной защиты или с навесом. Также предусмотрено полностью закрытое исполнение: в этом случае модули и вся инженерная инфраструктура размещаются в блок-контейнере иди в здании контейнерного типа из легких стальных тонкостенных конструкций.

Блочная система позволяет в дальнейшем подключить дополнительные модули, если имеющаяся КОС перестала справляться с возросшими нагрузками.

Заключение

Современные канализационно-очистные сооружения, в том числе комплексы биологической очистки, пользуются растущим спросом. Они позволяют решить вопрос с качественной очисткой химически загрязненных стоков промышленных предприятий, дают возможность создать эффективную и безопасную для окружающей среды автономную канализацию коттеджного или вахтового поселка, крупных коммерческих объектов, удаленных от центральных коммуникаций. Благодаря внедрению новых разработок такие комплексы достаточно компактны, что позволяет экономить пространство.