2006-02-08

З історії Проблеми видалення стічних вод займають суспільство дуже давно. У стародавньому місті Ксантен (в наст. Вр. На території Німеччини), побудованому римлянами в 100 р н.е., проживало близько 10 000 чоловік. Уже в ті часи існувала мережа труб для стічних вод: з будинків вони відводилися в головні стічні канали, а звідти зливалися в довколишню річку Рейн. Це були дві системи і обидві були захищені від впливу зовнішнього середовища. Стічні труби були викладені дубовими панелями, а пізніше головні канали стали облицьовувати каменем і обмазувати глиною. Більш віддалені римські аванпости використовували інші методи скидання стічних вод з туалетів. І до цього дня можна побачити одну з таких систем (122 м н.е.) в невеликому римському гарнізоні в Хуастіде на кордоні між Шотландією та Англією. Туалети були побудовані над струмком, куди стікали стічні води. В наші дні прямий скид в навколишнє середовище стає неможливим як для внутрішніх, так і для промислових стічних вод. Навіть в старі часи, коли чисельність населення не була настільки велика, скидання стічних вод в струмки, річки і моря приводив до різних захворювань. Кількість води, яка використовується для внутрішніх цілей в нашому столітті, критично зростає, створюючи еквівалентне підвищення обсягу стічних вод. У більшості країн слив необроблених стічних вод заборонений і велика їх частина в обов'язковому порядку повинна бути очищена перед поверненням в природу.

Очищення побутових стічних вод

Господарські стічні води повинні бути очищені від присутніх в них твердих тіл і розчинних речовин, таких як фосфати і нітрати, і бактерій. Більшість станцій переробки води використовують аеробний метод, який прискорює природні процеси і, тим самим, очищає стічні води. У загальному вигляді процес очищення являє собою послідовність ряду операцій, різновид і послідовність яких залежить від розміру очисного підприємства, санітарно-гігієнічних норм, в тому числі територіальних, та інших законодавчих актів. Спочатку стоки надходять на очисні підприємство або самопливом, або по трубопроводу, забезпеченому насосними станціями. Зазвичай входять води фільтруються для видалення великих твердих речовин. На рис. 1 представлена \u200b\u200bсхема невеликого типового очисного підприємства з переробки стічних вод.

первинне осідання

У процесі первинного осідання стічні води накопичуються в цистернах протягом певного періоду часу. Знаходяться у воді тверді речовини випадають на дно цистерни і надалі прибираються для подальшої переробки.

Вторинна переробка

На цьому етапі стічна вода закачується в аераційні цистерни, де вона змішується з бактеріями, переробними органічні відходи в воді. Для підтримки життєздатності цих бактерій необхідний кисень, який зазвичай подається з балонів і змішується з повітрям. Інший метод - нагнітання повітря в цистерни компресорами; іноді використовують одночасно обидві технології. У ряді випадків вищеописану технологію замінює так званий фільтруючий шар з бактерій: стічна вода протікає над шаром каміння, і бактерії, що знаходяться в порожнинах між ними, сприяють процесу переробки.

остаточне осадження

Потім вода закачується в величезні цистерни, де також діють бактерії: попадаяснізу в центр цистерни через підземні трубопроводи, вода піднімається нагору і повільно рухається в водозлив назовні. Залишок бактерій і осад відскрібаються з дна повільно обертаються скребками, прикріпленими до мосту. Деяка кількість опадів повертається на станцію аерації, щоб забезпечити нове джерело бактерій. Вихідна вода може бути злита в найближчу річку, канал або озеро, останні кілька відсотків очищення завершуються природним шляхом.

переробка опадів

Після остаточного осадження опади або складуються на відведеному місці, або знищуються шляхом спалювання. В даний час пріоритетною стає тенденція їх подальшої переробки. Опади ущільнюються і закачуються в ферментаційне цистерну, де вони зберігаються при температурі 32 ° С без доступу кисню. Небезпечні бактерії при цьому знищуються, що супроводжується виділенням газу метану, а загальний обсяг опадів у кінцевому підсумку зменшується. Метан зберігається в газовій камері і може бути використаний як енергетична сировина, наприклад, для вироблення тепла для ферментаційної цистерни або центрального опалення станції. Після цього осад зневоднюється пресуванням і потім знищується. Ще один варіант зменшення обсягу опадів (до 1/20) перед знищенням - складування їх у компостній сховище.

Очищення промислових стічних вод

Деяку специфіку має процес очищення промислових стічних вод. В даний час широко застосовуються як традиційні, так і знову розроблені технології. Залежно від галузі промисловості, це може бути цілий комплекс різних методів, що дозволяють отримувати твердий осад різної концентрації. Аерація повітря використовується для збільшення плавучості забруднюючих речовин, які згодом видаляються з поверхні. Також поширені такі фізичні методи як просіювання, технологія мембрани, центрифуги і зворотний осмос. Більш складні методи-фізико-хімічної очистки.

До них відноситься, наприклад, фільтр з активованим вугіллям, який відомий своїми властивостями абсорбції багатьох шкідливих веществ.Іонний обмін ефективний для очищення невеликої кількості стічної води з розчиненими забруднюючими речовинами, наприклад, при видаленні срібла з води в фотопромисловості. Широко застосовується процес аеробіологіческой очищення, що прискорює природну біологічну активність бактерій, - процес аналогічний описаному вище для переробки побутових стічних вод. Біоанаеробная очищення - переробка в висхідному анаеробному отстойном реакторі, укладеному в бетонну оболонку, в середовищі без доступу кисню.

При цьому органічні забруднення руйнуються, вивільняючи біогази як корисний продукт. Як приклад розглянемо процес переробки стічних вод на фабриці HEINEKEN в Хертогенбоше (Голландія), де встановлена \u200b\u200bочисна система PAQUES BV - ця технологія для промислового очищення відпрацьованої води досить широко поширена в світовій практиці. Технологічний процес умовно представляє собою чотири стадії:

• видалення великих включень;
• гідравлічна буферизация;
• предокісленіе;
• анаеробна очищення.

Додатково передбачена так звана «аварійна цистерна» для збору і нейтралізації стічних вод з великою амплітудою коливань pH.

перша стадія

Великі включення, які не підлягають руйнуванню біологічним шляхом, видаляються з води сітчастим фільтром. Вони можуть включати в себе дріжджові частинки, кизельгур, шийки пляшок і т.д. Відфільтрована маса подається за допомогою архимедова гвинта в прес, де зневоднюється з відповідним зменшенням в обсязі. Спресовані відходи збираються в контейнери. Фільтр автоматично очищається під впливом високого тиску, що запобігає утворенню осаду.

друга стадія

У двох великих круглих бетонних буферних цистернах об'ємом 2250 м 3 одночасно протікають наступні хімічні реакції:

• вирівнювання гідравлічної амплітуди і амплітуди забруднення;
• гідроліз за допомогою діяльності мікробів, а також часткове окислення;
• буферизация кислотних і алкалінових амплітуд в витравленої стічній воді;
• осадження і подальше видалення осіли речовин (в первойбуферной цистерні).

Завдяки поміщеним в першу буферну цистерну змішувачів процес змішування відбувається однорідне: скреперний механізм повільно переміщує осіли речовини в центральний збірний пункт. «По дорозі» осіли відходи піддаються подальшій обробці. Додаткова аварійна цистерна об'ємом 2250 м 3 використовується для збору стічної води з високою кислотної або алкалинової амплітудою. Коли рівень pH в буферній цистерні наближається до прийнятного, вода з невеликою швидкістю надходить в подальшу переробку, додатково проходячи через вугільні фільтри.

третя стадія

Окислювальна цистерна дає можливість контролювати рівень кислотності середовища і, тим самим, створювати оптимальні умови для процесу предокісленія. Він протікає в круглої бетонної цистерні, закритою пластиковою кришкою. Повітря з цистерни постійно віддаляється і очищається, щоб уникнути розповсюдження неприємного запаху. Після завершення стадії предокісленія вода перекачується в анаеробні реактори.

четверта стадія

Процес анаеробізаціі протікає в шести реакторах Biopaq Internal Circulation (кожен об'ємом 160 м 3) в два етапи. На першому в кожному з реакторів відбувається інтенсивне утворення біогазів, частина якого використовується в працюючих на газі насосах, що забезпечують внутрішню циркуляцію стічних вод. На другому етапі реактори використовуються як буфер для опадів. Кількість осаду поступово збільшується і його надлишок вилучають із кожного реактора і перекачується в накопичувальну цистерну. У верхній частині реактора накопичується біогаз, який після буферизації очищається і висушується. Після проходження всіх чотирьох стадій очищення вода подається на місцеве підприємство з переробки стічної води.

корозія обладнання

Схильність до корозії обладнання, задіяного в процесі переробки стічних вод, надзвичайно велика через велику вологість, розчинених солей, що виділяється сірководню, аміаку, бактерій, сонячної дії, органічних і неорганічних кислот і різних інших хімічних речовин. На жаль, це неминучі «супутники» процесів переробки.

Максимального ризику піддається обладнання, яке працює в зануреному або частково зануреному стані, особливо що використовується на перших стадіях очищення: фільтри-екрани, цистерни попереднього осадження, скребки і аератори - присутність в атмосфері сірководню сприяє утворенню корозійно-сульфіріческой кислоти. Багато поверхні, наприклад, зовнішня сторона цистерн, схильні до корозії навіть при нормальному використанні в звичайному кліматі. Промислові стічні води часом настільки агресивні, що можуть стати причиною дуже сильної корозії. У деяких ситуаціях впоратися з нею без фахівця неможливо.

Під впливом агресивних чинників розкладаються не тільки сталеві і металеві елементи, але і бетонні конструкції (так званий знос бетону). Наприклад, бетонні резервуари первинного очищення. Вони руйнуються під впливом кислоти. Для розкладання органічних включень рослинного походження-відходів картоплі, борошна, солоду, цукрових буряків і т.д.- температура в цистерні повинна бути не нижче 35-37 ° С, але і кількість що утворюється сірчаної кислоти, а отже і корозійна активність, безпосередньо залежать від температури: при однаковій концентрації сірководню при температурі 18 ° С сірчаної кислоти утворюється в три рази більше, ніж при температурі 12 ° С. Кисень, який використовується в процесі гниття, сприяє утворенню на стінках труб над поверхнею води сірководню (у вигляді конденсату).

Потім він під впливом аеробних бактерій окислюється в сірчану кислоту. Процеси розкладання досить тривалі і стічні води часто подовгу знаходяться в резервуарах, концентрація сірководню в конденсаті яких може утворити на бетонній поверхні розчин 6% -ої сірчаної кислоти. Чим довше трубопровід, тим довше стічна вода знаходиться в системі і тим більший обсяг кисню бере участь в процесі розпаду.

Наприклад, якщо стічні води надходять на станцію очистки з декількох районів, то води найбільш віддалених з них можуть знаходитися в системі довгий час. Повертаючись до нашого прикладу з бетонним резервуаром для первинного очищення, процес утворення сірководню буде виглядати наступним чином (рис. 2).

Підвищення рівня кислотності відбувається в конденсаті, що утворюється на стінках резервуара вище рівня стічних вод, і впливає він на бетон вище рівня води. Закриті резервуари ще більш уразливі. Остання тенденція - розміщення підприємств по очищенню води під дахом (щоб усунути неприємний запах і виключити випадки здування рясної піни сильним вітром з цистерн первинного осадження) стала можливою тільки завдяки сучасним якісним технологіям боротьби з корозією.

Проблема корозії актуальна для обладнання, що використовується практично на всіх етапах переробки стічних вод. Поліуретани часто не відповідають вимогам, що пред'являються, навіть в умовах відносно низькій кислотності. ПВХ покриття можуть бути послаблені в місці стикувальних швів, які також піддаються підвищеному навантаженні через звуження або розширення при перепаді температур. Кислота в цих місцях просочується через тріщину і роз'їдає бетон.

Боротьба з корозією на очисних підприємствах

Звичайно, ідеальний вихід - використовувати менше стали, але в більшості випадків заміна на більш корозійностійкі матеріали призводить до несоізмерімомуі часто невиправданого збільшення капітальних витрат. Крім того, термін служби полімерних конструкцій в п'ять разів менше, ніж традиційних сталевих з хорошою захисною системою, а вартість на етапі початкових вкладень збільшується в два рази. Головна перевага стали - це відносно невисока вартість і можливість відновлення шляхом подальшої переплавки. По-можливості, слід уникати використання різних металів, якщо це неможливо, максимально ізолювати їх один від одного.

Захист фарбувальними системами

Для захисту сталевих відстійних цистерн та інших конструкцій застосовуються сучасні фарбувальні системи. Вибір системи для кожного конкретного випадку залежить від очікуваних умов застосування. Там, де передбачається вплив жирних кислот, що містяться в стічних водах, ідеальне рішення - фарбувальні системи на епоксидної основі, самим передовим з них властива міцна захист від стирання і опадів тварин і рослинних жирів. Вона може протистояти кислотності від 2 до 10.

У менш суворих умовах підходять стандартні епоксидні або вугільно-епоксидні системи. Вони добре протистоять дії сірчаної кислоти. Проте з екологічних причин в деяких країнах відзначається тенденція до пошуку альтернативних покриттів. Останні розробки хімічної промисловості та випробування показали, що високоякісні епоксидні фарби без смол виявляються більш надійними, ніж епоксидні покриття з вугільно-кам'янистим дьогтем.

В як альтернатива фарбувальної системі використовується покриття «торкет-бетон» - бетон наноситься методом розбризкування товщиною 5 см з фінішним епоксидним покриттям. Думки з приводу ефективності цієї технології різні, але при сильному впливі сірководню цього виявляється недостатньо. Після торкет-бетону можна використовувати покриття PVC, результати застосування якого оцінюються фахівцями високо, але це дорога технологія.

Найкраще використовувати фарбувальну систему при будівництві нових споруд, але найчастіше важкий і дорогий ремонт проводиться на працюючих станціях. У будь-якому випадку покриття наноситься на чисту і суху поверхню, чого при працюючому обладнанні домогтися вкрай нелегко. Наприклад насос фанової системи і примикає камера не можуть бути сухими довше 12-16 год.

Після цього вхідні клапани повинні бути відкриті для стічних вод на кілька годин, потім цикл може повторитися. Наскільки це складно, залежить від виду насосної камери. У деяких з них робоче перекриття здійснити досить легко. У камерах з насосами, зануреними у воду, це зробити неможливо. Єдиним рішенням тут може бути використання резервних насосів і цистерн. Ціна фарбувальних систем залежить від типу і складності технологічного циклу кожного конкретного очисного підприємства, але становить приблизно 0,3-3% вартості нової конструкції.

резюме

Устаткування в промисловості з очищення води повинно функціонувати цілий рік 24 год на добу з мінімальним часом зупинки для технічного обслуговування. Всі конструкції повинні бути повністю надійними, витримувати тривалий період часу між профілактичними та технічними обслуговуванням, які повинні бути максимально швидкими і простими. Хоча переважна частина обладнання з очищення води діє в корозійної середовищі, звичайна сталь все ще залишається найбільш вигідним матеріалом для більшої частини обладнання.

Для ефективного захисту від корозії в умовах повного і часткового занурення потрібно її захист за допомогою сучасних фарбувальних систем. Стандарний і найбільш поширений варіант - нанесення епоксидної грунтовки з подальшим нанесенням епоксидного покриття з вугільно-кам'янистим дьогтем. Менеджер з експорту компанії «Лендстарі», всесвітньо відомого виробника устаткування для переробки стічних вод, запевняє, що при правильному нанесенні така система справно працює і після 15-20 років служби.

визначення

Подібно багатьом галузям промисловості, для процесів очищення води характерна власна технічна термінологія:

• активний осад - осад, що містить живі бактерії;
• аерація - розчинення повітря в рідині;
• аеробний - містить або використовує повітря;
• анаеробний - без повітря;
• архимедів насос- насос, що піднімає рідина до верхнього рівня за допомогою обертового гвинта;
• сірководень - розчинний в рідини токсичний газ з неприємним запахом;
• еквівалент постійного населення- міра потужності підприємства по очищенню води по відношенню до кількості населення, яке воно обслуговує;
• кизельгур - діатомова земля, матеріал для фільтрів;
• екран - фільтр для вилучення твердих тіл з стічних вод;
• отстойная цистерна - цистерна або резервуар, в якому тверді суспендовані частинки можуть опуститися на дно.
• бактерії, що знижують рівень солей сірчаної кислоти - бактерії, які можуть перетворити нерозчинені частки сірки в сірководень, розчинний у воді.

- це комплекс спеціальних споруд, призначений для очищення стічних вод від містяться в них забруднень. Очищена вода або використовується в подальшому, або скидається в природні водойми (Велика радянська енциклопедія).

Кожен населений пункт потребує ефективних очисних спорудах. Від роботи цих комплексів залежить, яка вода буде попадати в навколишнє середовище і як це в подальшому позначиться на екосистемі. Якщо рідкі відходи не очищати взагалі, то загинуть не тільки рослини і тварини, але і буде отруєна грунт, а шкідливі бактерії можуть потрапити в організм людини і викликати важкі наслідки.

Кожне підприємство, що має токсичні рідкі відходи, зобов'язана займатися системою очисних споруд. Таким чином, це відіб'ється на стані природи, і поліпшить умови життя людини. Якщо очисні комплекси будуть ефективно працювати, то стічні води стануть нешкідливими при попаданні в грунт і водойми. Розміри очисних споруд (далі - О.С.) і складність очищення сильно залежать від забрудненості стічних вод і їх обсягів. Більш докладно про етапах очистки стічних вод і видах О.С. читайте далі.

Етапи очищення стічних вод

Найбільш показовим в плані наявності етапів очищення води є міські або локальні О.С., розраховані на великі населені пункти. Саме господарсько-побутові стоки найбільш складні в очищенні, так як містять різнорідні забруднювачі.

Для споруд з очищення води з каналізації характерно те, що вони шикуються в певній послідовності. Такий комплекс називається лінією очисних споруд. Схема починається з механічного очищення. Тут найчастіше використовуються решітки та пісколовки. Це початковий етап усього процесу обробки води.

Це можуть бути залишки паперу, ганчір'я, вата, пакети та інше сміття. Після решіток в роботу вступають пісколовки. Вони необхідні для того, щоб затримувати пісок, в тому числі і великих розмірів.

Механічний етап очищення стічних вод

Спочатку все води з каналізації надходять на головну насосну станцію в спеціальний резервуар. Цей резервуар покликаний компенсувати підвищене навантаження в пікові години. А потужний насос рівномірно нагнітає відповідний об'єм води для проходження всіх ступенів очищення.

вловлюють велике сміття більше 16 мм - банки, пляшки, ганчірки, пакети, продукти харчування, пластмасу і т.д. Надалі це сміття або переробляється на місці, або вивозиться в місця переробки твердих побутових і промислових відходів. Грати представляють собою вид поперечних металевих балок, відстань між якими дорівнює кільком сантиметрам.

Насправді вони вловлюють не тільки пісок, але і маленькі камінчики, осколки скла, шлак та ін. Пісок досить швидко осідає на дно під дією сили тяжіння. Потім осіли частинки спеціальним пристроєм згрібається в поглиблення на дні, звідки і викачується насосом. Пісок промивається і утилізується.

. Тут видаляються всі домішки, які спливають на поверхню води (жири, масла, нафтопродукти та ін.) І. За аналогією з піскоуловлювачем, вони також видаляються спеціальним скребком, тільки з поверхні води.

4. Відстійники - важливий елемент будь-якої лінії очисних споруд. У них відбувається звільнення води від зважених речовин, у тому числі від яєць гельмінтів. Вони можуть бути вертикальними і горизонтальними, одноярусними і двоярусними. Останні найбільш оптимальні, так як при цьому вода з каналізації в першому ярусі очищається, а осад (іл), який там утворився, через спеціальний отвір скидається в нижній ярус. Яким же чином в таких спорудах відбувається процес звільнення води з каналізації від зважених речовин? Механізм досить простий. Відстійники являють собою резервуари великих розмірів круглої або прямокутної форми, де відбувається осадження речовин під дією сили тяжіння.

Для прискорення цього процесу можна використовувати спеціальні добавки - коагулянти або флокулянти. Вони сприяють злипанню дрібних частинок внаслідок зміни заряду, більші речовини швидше осідають. Таким чином, відстійники - це незамінні споруди для очищення води з каналізації. Важливо врахувати, що при простій водопідготовки вони теж активно використовуються. Принцип роботи заснований на тому, що вода надходить з одного кінця пристрою, при цьому діаметр труби при виході стає більше і ток рідини сповільнюється. Все це сприяє осадженню часток.

механічного очищення стічних вод можуть використовуватися в залежності від ступеня забрудненості води і проекту конкретного очисної споруди. До них відносяться: мембрани, фільтри, септики та ін.

Якщо порівнювати цей етап зі звичайною водопідготовкою для питних цілей, то в останньому варіанті такі споруди не застосовуються, в них немає необхідності. Замість них відбуваються процеси освітлення і знебарвлення води. Механічне очищення дуже важлива, так як в подальшому вона дозволить більш ефективно провести біологічну очистку.

Біологічні очисні споруди стічних вод

Біологічне очищення може бути, як самостійним очисною спорудою, так і важливим етапом в багатоступеневою системою великих міських очисних комплексів.

Суть біологічного очищення полягає у видаленні з води різних забруднювачів (органіки, азоту, фосфору та ін.) За допомогою спеціальних мікроорганізмів (бактерій і найпростіших). Ці мікроорганізми харчуються шкідливими забрудненнями, що містяться у воді, тим самим очищаючи її.

З технічної точки зору біологічне очищення здійснюється в кілька етапів:

- прямокутний резервуар, де вода після механічного очищення змішується з активним мулом (спеціальними мікроорганізмами), який і очищає її. Мікроорганізми бувають 2 видів:

• аеробні - використовують кисень для очищення води. При використанні цих мікроорганізмів воду перед попаданням в аеротенк необхідно збагачувати киснем.
• анаеробні - НЕ використовують кисень для очищення води.

Необхідний для видалення неприємно пахне повітря з подальшою його очищенням. Цей цех необхідний, коли обсяг стічних вод досить великий і / або очисні споруди розташовані поблизу населених пунктів.

Тут вода очищається від активного мулу шляхом його відстоювання. Мікроорганізми осідають на дно, де за допомогою придонного скребка транспортуються до приямку. Для видалення спливаючого мулу передбачений поверхневий скребковий механізм.

Схема очищення включає в себе і зброджування осаду. З очисних споруд важливий метантенк. Він являє собою резервуар для зброджування осаду, який утворюється при відстоюванні в двоярусних первинних відстійниках. В ході процесу зброджування утворюється метан, який можна використовувати в інших технологічних операціях. Утворився мул збирається і вивозиться на спеціальні майданчики для ретельного просушування. Для зневоднення осаду знайшли широке застосування мулові майданчики і вакуум-фільтри. Після цього він може утилізуватися або використовуватися для інших потреб. Зброджування відбувається під впливом активних бактерій, водоростей, кисню. У схему очищення води з каналізації можуть входити і біофільтри.

Оптимальніше всього розміщувати їх до вторинних відстійників, щоб речовини, які понеслися з струмом води з фільтрів, могли осідати в відстійниках. Доцільно для прискорення очищення застосовувати так звані преаератори. Це пристрої, які сприяють насиченню води киснем для прискорення аеробних процесів окислення речовин і біологічної очистки. Потрібно відзначити, що очищення води з каналізації умовно розділена на 2 етапи: попередню і заключну.

Система очисних споруд замість полів фільтрації і зрошення може включати і біофільтри.

- це пристрої, де стічні води очищаються, проходячи через фільтр, що містить активні бактерії. Він складається з твердих речовин, в якості яких може використовуватися гранітна крихта, пінополіуретан, пінопласт і інші речовини. На поверхні цих частинок утворюється біологічна плівка, що складається з мікроорганізмів. Вони розкладають органічні речовини. У міру забруднення біофільтри потрібно періодично очищати.

Стічні води подаються в фільтр дозовано, в іншому випадку великий напір може погубити корисні бактерії. Після біофільтрів застосовуються вторинні відстійники. Іл, утворений в них, надходить частково в аеротенк, а інша його частина - на ілоуплотнітелі. Вибір того чи іншого способу біологічного очищення і виду очисних споруд багато в чому залежить від необхідного ступеня очищення стічних вод, рельєфу, типу ґрунту і економічних показників.

Доочищення стічних вод

Після проходження основних етапів очищення із стічних вод видаляється 90-95% всіх забруднень. Але залишилися забруднювачі, а також залишкові мікроорганізми і продукти їх життєдіяльності не дозволяють скидати цю воду в природні водойми. У зв'язку з цим на очисних спорудах і були введені різні системи доочищення стічних вод.

У биореакторах відбувається процес окислення наступних забруднювачів:

• органічних сполук, які були «не по зубах» мікроорганізмам,
• самих цих мікроорганізмів,
• амонійного азоту.

Відбувається це шляхом створення умов для розвитку автотрофних мікроорганізмів, тобто перетворюють неорганічні сполуки в органічні. Для цього використовуються спеціальні пластмасові засипні диск з високою питомою площею поверхні. Простіше кажучи, ці диск з отвором в центрі. Для прискорення процесів в біореакторі використовується інтенсивна аерація.

Фільтри очищають воду за допомогою піску. Пісок безперервно оновлюється в автоматичному режимі. Фільтрація здійснюється на декількох установках шляхом подачі до них води знизу-вгору. Для того, щоб не використовувати насоси і не витрачати електрику ці фільтри встановлюють на рівні нижче ніж інші системи. Промивання фільтрів влаштована таким чином, що не вимагає великої кількості води. Тому вони займають не таку велику площу.

Знезараження води ультрафіолетом

Дезінфекція або знезараження води - важлива складова, яка забезпечує безпеку її для водойми, в який вона буде скинута. Дезінфекція, тобто знищення мікроорганізмів, є заключним етапом очищення стоків каналізації. Для знезараження можуть застосовуватися найрізноманітніші способи: ультрафіолетове опромінення, дія змінного струму, ультразвук, гамма-опромінення, хлорування.

УФО - дуже ефективний спосіб, за допомогою якого знищується приблизно 99% всіх мікроорганізмів, в тому числі бактерій, вірусів, найпростіших, яєць гельмінтів. Він заснований на здатності руйнувати мембрану бактерій. Але цей метод не застосовується так широко. Крім того, його ефективність залежить від каламутності води, вмісту в ній зважених речовин. І лампи УФО досить швидко покриваються нальотом з мінеральних і біологічних речовин. Для запобігання цьому передбачені спеціальні випромінювачі ультразвукових хвиль.

Найбільш часто використовується після очисних споруд метод хлорування. Хлорування буває різним: подвійним, Суперхлорування, з преаммонізаціей. Останнє необхідно для попередження неприємного запаху. Суперхлорування передбачає вплив дуже великих доз хлору. Подвійна дія полягає в тому, що хлорування здійснюється в 2 етапи. Це більш характерно для водопідготовки. Метод хлорування води з каналізації дуже ефективний, крім того, хлор має ефект післядії, чим не можуть похвалитися інші методи очищення. Після знезараження стоки зливаються в водойму.

Очищення від фосфатів

Фосфати - це солі фосфорних кислот. Вони широко застосовуються в синтетичних миючих засобах (пральних порошках, засобах для миття посуду та ін.). Фосфати, потрапляючи у водойми, призводять до їх евтрофікації, тобто перетворенню в болото.

Очищення стічних вод від фосфатів здійснюється шляхом дозованого додавання спеціальних коагулянтів в воду перед спорудами біологічної очистки та перед піщаними фільтрами.

Допоміжні приміщення очисних споруд

цех аерації

- це активний процес насичення води повітрям, в даному випадку шляхом пропускання бульбашок повітря через воду. Аерація використовується в багатьох процесах в очисних спорудах. Подача повітря здійснюється однією або декількома воздуходувками з частотними перетворювачами. Спеціальні датчики кисню регулюють кількість повітря, що подається, щоб його вміст у воді було оптимальним.

Утилізація надлишкового активного мулу (мікроорганізмів)

На біологічному етапі очищення стічних вод утворюється надлишковий мул, так як мікроорганізми в аеротенках активно розмножуються. Надлишковий мул зневоднюється і утилізується.

Процес зневоднення проходить в кілька етапів:

1. В надлишковий мул додається спеціальні реагенти, Які припиняють діяльність мікроорганізмів і сприяють їх згущення
2. В мулоущільнювачі мул ущільнюється і частково зневоднюється.
3. на центрифузі мул віджимається і з нього видаляються залишки вологи.
4. потокові осушувачі за допомогою безперервної циркуляції теплого повітря остаточно висушують мул. Висушений осад має залишкову вологість 20-30%.
5. потім мул упаковується в герметичні контейнери і утилізується
6. Вода ж, віддалена з мулу, відправляється назад до початку циклу очищення.

очищення повітря

На жаль, очисні споруди пахнуть не найкращим чином. Особливо смердючим є етап біологічної обробки стічних вод. Тому якщо очисна споруда знаходиться поблизу населених пунктів або обсяг стічних вод великий настільки, що погано пахне повітря утворюється дуже багато - потрібно подумати про очищення не тільки води, але і повітря.

Очищення повітря, як правило, проходить в 2 етапи:

1. Спочатку забруднене повітря подається в біореактори, де він стикається зі спеціалізованою мікрофлорою, адаптованої для утилізації органічних речовин, Що містяться в повітрі. Саме ці органічні речовини є причиною поганого запаху.
2. Повітря проходить стадію знезараження ультрафіолетом для запобігання потрапляння даних мікроорганізмів в атмосферу.

Лабораторія на очисних спорудах

Вся вода, яка виходить з очисних споруд повинна систематично контролюватися в лабораторії. Лабораторія визначає наявність у воді шкідливих домішок і відповідність їх концентрації встановленим нормам. У разі перевищення того чи іншого показника працівники очисної споруди проводять ретельний огляд відповідного етапу очищення. І в разі виявлення несправності усувають її.

Адміністративно-побутовий комплекс

Персонал обслуговуючий очисна споруда може досягати декількох десятків людей. Для їх комфортної роботи і створюється адміністративно-побутовий комплекс в нього входять:

• Майстерні по ремонту обладнання
• лабораторія
• диспетчерська
• Кабінети адміністративно-управлінського персоналу (бухгалтерії, кадрової служби, інженерна та ін.)
• Кабінет керівника.

Електропостачання О.С. виконується за першою категорією надійності. Так як тривала зупинка роботи О.С. через відсутність електрики може викликати вихід О.С. з ладу.

Для запобігання аварійних ситуацій електропостачання О.С. здійснюється з кількох незалежних джерел. У відділенні трансформаторної підстанції передбачається введення силового кабелю від міської системи електропостачання. А також введення незалежного джерела електричного струму, наприклад, від дизельного генератора, на випадок аварії в міській електромережі.

висновок

На підставі всього вищесказаного можна зробити висновок про те, що схема очисних споруд дуже складна і включає різні етапи очищення стічної води з каналізації. В першу чергу необхідно знати, що дана схема застосовується тільки для побутових стічних вод. Якщо ж мають місце промислові стоки, то в цьому випадку додатково включають спеціальні методи, які будуть спрямовані на зниження концентрації небезпечних хімічних речовин. У нашому випадку схема очищення включає наступні основні етапи: механічну, біологічну очистку і знезараження (дезінфекцію).

Механічне очищення починається з застосування решіток і пісковловлювачів, в яких затримується великий сміття (ганчірки, папір, вата). Песколовки потрібні для осадження зайвого піску, особливо великого. Це має велике значення для наступних етапів. Після решіток і пісковловлювачів схема очисних споруд води з каналізації включає використання первинних відстійників. У них під силою тяжіння осідають зважені речовини. Для прискорення цього процесу нерідко застосовують коагулянти.

Після відстійників починається процес фільтрації, який здійснюється головним чином в біофільтрах. Механізм дії біофільтра заснований на дії бактерій, які руйнують органічні речовини.

Наступний етап - вторинні відстійники. У них мул, який забрав з струмом рідини, осідає. Після них доцільно використовувати метантенк, в ньому сбраживается осад і вивозиться на мулові майданчики.

Наступний етап - біологічна очистка за допомогою аеротенках, полів фільтрації або полів зрошення. Заключний етап - дезінфекція.

Види очисних споруд

Для обробки води застосовуються найрізноманітніші споруди. Якщо планується проводити дані роботи щодо поверхневих вод безпосередньо перед їх подачею в розвідні мережу міста, то застосовуються такі споруди: відстійники, фільтри. Для стічних вод можна використовувати більш широке коло пристроїв: септики, аеротенки, метантенки, біологічні ставки, поля зрошення, поля фільтрації і так далі. Очисні споруди бувають декількох видів в залежності від їх призначення. Вони відрізняються не тільки обсягами води, що очищається, але і наявністю етапів її очищення.

Міські очисні споруди

Дані О.С. є самим великими з усіх, вони застосовуються в великих мегаполісах і містах. У таких системах застосовують особливо ефективні методи очищення рідини, наприклад, хімічну обробку, метантанк, установки флотації Вони призначені для очищення міських стічних вод. Ці води являють собою суміш побутових і виробничих стоків. Тому забруднювачів в них досить багато, і вони дуже різноманітні. Води очищаються до нормативів скидання у водоймище рибогосподарського призначення. Нормативи регламентуються наказом Мінсільгоспу Росії від 13.12.2016 р № 552 «Про затвердження нормативів якості води водних об'єктів рибогосподарського значення, в тому числі нормативів гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин у водах водних об'єктів рибогосподарського значення».

Тут ви швидко О.С., як правило, використовуються всі етапи очищення води, описані вище. Найбільш показовим є приклад Курьянівських очисних споруд.

Курьяновской О.С. є найбільшими в Європі. Його потужність становить потужністю 2,2 млн.м3 / сут. Вони обслуговують 60% стічних вод міста Москви. Історія цих об'єктів сягає своїм корінням в далекий 1939 рік.

Локальні очисні споруди

Локальні очисні споруди - це споруди і пристрої, призначені для очищення стічних вод абонента перед їх скиданням у систему міської каналізації (визначення дано Постановою Уряду РФ від 12 лютого 1999 р №167).

Існує кілька класифікацій локальних О.С., наприклад, існують локальні О.С. підключаються до центральної каналізації та автономні. Локальні О.С. можуть використовуватися на наступних об'єктах:

• У невеликих містах
• У селищах
• У санаторіях і пансіонатах
• на автомийках
• На присадибних ділянках
• На виробничих підприємствах
• І на інших об'єктах.

Локальні О.С. можуть бути дуже різні від невеликих вузлів до капітальних споруд, які щодня обслуговує кваліфікований персонал.

Очисні споруди для приватного будинку.

Для утилізації стічних вод приватного будинку використовується кілька рішень. Всі вони мають свої переваги і недоліки. Однак вибір завжди залишається за власником будинку.

1. Вигрібна яма. По правді кажучи, це навіть не очисну споруду, а просто резервуар для тимчасового зберігання стоків. При заповненні ями викликається асенізаційні машина, яка викачує вміст і відвозить його для подальшої переробки.

Цю архаїчну технологію досі використовують через її дешевизну і простоту. Однак вона має і суттєві недоліки, які, часом, зводять нанівець всі її переваги. Стічні води можуть потрапляти в навколишнє середовище і підземні води, тим самим забруднюючи їх. Для асенізаторської машини потрібно передбачати нормальний під'їзд, так як викликати її доведеться досить часто.

2. Накопичувач. Являє собою ємність із пластику, склопластику, металу або бетону, куди зливаються стічні води і зберігаються. Потім вони викачуються і утилізуються асенізаторської машиною. Технологія аналогічна вигрібній ямі, але води не забруднюють навколишнє середовище. Мінусом такої системи є той факт, що навесні при великій кількості води в грунті накопичувач може бути видавлений на поверхню землі.

3. Септик - являє собою великі ємності, в них такі речовини, як велика бруд, з'єднання органіки, камені і пісок йдуть в осад, а такі елементи, як різні масла, жири та нафтопродукти залишаються на поверхні рідини. Бактерії, які живуть всередині септика, добувають кисень для життя з випав осаду, при цьому знижують рівень азоту в стічних водах. Коли рідина виходить з відстійника, то стає освітленої. Потім її очищають за допомогою бактерій. Однак важливо розуміти, що в такій воді залишається фосфор. Для остаточної біологічної очистки можуть застосовуватися поля зрошення, поля фільтрації або колодязі-фільтри, робота яких теж заснована на дії бактерій і активного мулу. На цій площі можна буде вирощувати рослини з глибокою кореневою системою.

Септик дуже дорогий і може займати велику площу. Слід мати на увазі, що ця споруда, яке призначене для очищення невеликої кількості побутових стічних вод з каналізації. Однак результат вартий витрачених коштів. Більш наочно пристрій септика відображено на малюнку нижче.

4. Станції глибокої біологічної очистки є вже більш серйозним очисною спорудою на відміну від септика. Для роботи цього пристрою потрібна електроенергія. Однак і якість очищення води становить до 98%. Конструкція є досить компактною і довговічною (до 50 років експлуатації). Для обслуговування станції в верху, над поверхнею землі є спеціальний люк.

Зливові очисні споруди

Незважаючи на те, що дощова вода вважається досить чистою, проте вона збирає з асфальту, дахів і газонів різні шкідливі елементи. Сміття, пісок і нафтопродукти. Для того, щоб все це не потрапляло в найближчі водойми і створюються зливові очисні споруди.

У них вода проходить механічну очистку в кілька етапів:

1. Відстійник. Тут під дією сили тяжіння Землі осідають на дно великі частки - камінчики, осколки скла, металеві деталі та ін.
2. Тонкошаровий модуль. Тут масла і нафтопродукти збираються на поверхні води, де і збираються на спеціальних гідрофобних пластинках.
3. Сорбційний волокнистий фільтр. Він вловлює все те, що пропустив тонкошаровий фільтр.
4. Коалесцентний модуль. Він сприяє відділенню частинок нафтопродуктів, спливаючих на поверхню, розмір яких більше 0,2 мм.
5. Вугільний фільтр доочистки. Він остаточно позбавляє воду від всіх нафтопродуктів, які в ній залишаються після проходження попередніх ступенів очищення.

Проектування очисних споруд

Проектування О.С. визначити їх вартість, правильним чином вибрати технологію очищення, забезпечити надійність роботи конструкції, привести стічні води до норм якості. Досвідчені фахівці допоможуть знайти ефективні установки і реагенти, складуть схему очищення стічних вод і введуть установку в експлуатацію. Ще один важливий момент - складання кошторису, яка дозволить планувати і контролювати витрати, а також внести корективи в разі потреби.

На проект О.С. сильно впливають такі чинники:

• Обсяги стічних вод. Проектування споруд для присадибної ділянки це одне, а проект споруд для очищення стічних вод котеджного селища - це інше. Притому потрібно враховувати, що можливості О.С. повинні бути більше поточної кількості стічних вод.
• Місцевість. Споруди для очищення стічних вод вимагають під'їзду спеціального транспорту. Також потрібно передбачити електроживлення об'єкта, відведення очищеної води, розташування каналізації. О.С. можуть займати велику площу, проте вони не повинні створювати перешкод сусіднім будівлям, спорудам, ділянкам дорогам та іншим спорудам.
• Забрудненість стічних вод.Технологія очищення зливових вод сильно відрізняється від очищення господарсько-побутових.
• Необхідний рівень очищення. Якщо замовник хоче заощадити на якості води, що очищається, то необхідно використовувати прості технології. Однак якщо потрібно скидати воду в природні водойми, то якість очищення повинно бути відповідним.
• Компетентність виконавця. Якщо Ви замовляєте О.С. у недосвідчених компаній, то готуйтеся до неприємних сюрпризів у вигляді збільшення кошторисів на будівництво або вплившего по весні септика. Це трапляється тому, що в проект забувають включити досить критичні моменти.
• Технологічні особливості. Технології, що використовуються, наявність або відсутність етапів очищення, необхідність зведення систем, які обслуговують очисні споруди - все це повинно відбиватися в проекті.
• Інше. Неможливо все передбачити наперед. У міру проектування і монтажу очисної споруди в проект плану можуть вноситися різні зміни, які не можна було передбачити на початковому етапі.

Етапи проектування очисної споруди:

1. Попередні роботи. Вони включають вивчення об'єкта, уточнення побажань замовника, аналіз стічних вод тощо.
2. Збір дозвільної документації. Цей пункт, як правило, є актуальним для зведення великих і складних споруд. Для їх будівництва необхідно отримати і узгодити відповідну документацію у наглядових інстанцій: МОБВУ, МОСРИБВОД, Росприроднагляд, СЕС, Гидромет тощо.
3. Вибір технології. На підставі п. 1 і 2. відбувається вибір необхідних технологій, що використовуються для очищення води.
4. Складання кошторису.Витрати на будівництво О.С. повинні бути прозорі. Замовник повинен точно знати скільки коштують матеріали, яка ціна встановленого обладнання, який фонд оплати праці робітників і т.д. Також слід врахувати витрати на подальше обслуговування системи.
5. Ефективність очищення. Незважаючи на всі розрахунки результати очищення можуть бути далекі від бажаних. Тому вже на етапі планування О.С. необхідно провести експерименти та лабораторні дослідження, які допоможуть уникнути неприємних несподіванок після закінчення будівництва.
6. Розробка та узгодження проектної документації. Для початку зведення очисних споруд необхідно розробити і узгодити такі документи: проект санітарно-захисної зони, проект нормативів допустимих скидів, проект гранично допустимих викидів.

Монтаж очисних споруд

Після того як проект О.С. був підготовлений і всі необхідні дозволи були отримані настає стадія монтажу. Хоча монтаж дачного септика сильно відрізняється від будівництва очисної споруди котеджного селища, проте все одно вони проходять кілька стадій.

По-перше, готується місцевість. Риється котлован для установки очисної споруди. Пол котловану засипається піском і утрамбовується, або бетонується. Якщо очисне розраховане на велика кількість стічних вод, то як правило, воно зводиться на поверхні землі. В такому випадку заливається фундамент і на нього вже встановлюється будівлю або споруду.

По-друге, здійснюється монтаж обладнання. Воно встановлюється, підключається до системи каналізації та водовідведення, до електричної мережі. Цей етап дуже важливий так як він вимагає від персоналу знань специфіки роботи настроюється обладнання. Саме неправильним монтаж, найчастіше, стає причиною виходу з ладу обладнання.

По-третє, перевірка і здача об'єкта. Після монтажу готове очисна споруда проходить перевірку на якість очистки води, а також на здатність працювати в умовах підвищеного навантаження. Після перевірки О.С. здається замовнику або його представнику, а також, при необхідності, проходить процедуру державного контролю.

Обслуговування очисних споруд

Як і будь-яке обладнання очисна споруда теж потребує обслуговування. В першу чергу з О.С. необхідно видаляти велике сміття, пісок, а також надлишковий мул, які утворюються в ході очищення. На великих О.С. кількість і різновид видаляються елементів може бути значно більше. Але в будь-якому випадку видаляти їх доведеться.

По-друге, здійснюється перевірка працездатності обладнання. Неполадки в будь-якому елементі можуть бути чреваті не тільки зниженням якості очищення води, але і виходом з ладу всього обладнання.

По-третє, в разі виявлення поломки, обладнання підлягає ремонту. І добре, якщо обладнання буде на гарантії. Якщо ж гарантійний термін закінчився, то ремонт О.С. доведеться здійснювати за свій рахунок.

В процесі очищення міських стічних вод на московських очисних спорудах утворюється близько 9 млн. Куб.м рідких опадів, що вимагають переробки та знешкодження.

Для переробки та знешкодження осаду використовуються індустріальні методи. Знешкодження осаду здійснюється в спеціалізованих спорудах - метантенках при термофільному зброджування (при температурі 50-53 0 С). З метою максимального зменшення обсягу утилізованих відходів, знешкоджені опади, попередньо кондиціоновані розчином флокулянта, подаються для зневоднення на декантери, минаючи стадії промивання і ущільнення в прокладці збродженого осаду. У процесі механічного зневоднення обсяг осаду зменшується більш ніж в 9 разів.

Аналіз передового досвіду показав, що в сучасних умовах використання відцентрових апаратів - Декантер для переробки осадів стічних вод є найкращим.

У 2013-2014 роках проведено реконструкцію відділень цеху механічного зневоднення осаду Курьянівських очисних споруд в Ленінському і Раменському районах Московської області, в ході якої була проведена заміна 12 морально і фізично застарілих камерних фільтр-пресів на сучасне зневоднює обладнання - вісім Декантер.

У 2017 році завершено реконструкцію цеху механічного зневоднення на Люберецьких очисних споруд зі створенням єдиного центру зневоднення осаду на території Новолюберецкіх очисних спорудах, в результаті якої введені в експлуатацію дев'ять Декантер.

Модернізація цехів зневоднення дозволила вирішити ключові проблеми:

• забезпечений резервний запас по продуктивності обладнання, тобто збільшена його надійність,
• виведені з експлуатації 34 ущільнювача збродженого осаду, що є джерелами поганих запахів,
• скорочено кількість простоїв через засмічень за допомогою установки грат на збродженому осаді,
• зменшений рецикл зважених речовин із зливною водою, тим самим знижено навантаження по забруднень на головні споруди,
• скорочена чисельність обслуговуючого персоналу.

Проблеми утилізації осаду

Використання індустріальних методів зневоднення дозволяє зменшити обсяг осаду більш ніж в 9 разів.

В даний час зневоднений осад вивозиться сторонніми організаціями за межі території очисних споруд з метою його знешкодження або можливого використання для виробництва готової продукції. На основі опадів виробляються технічні / біологічні рекультіванти, біопочва і т.д., які застосовуються для рекультивації порушених земель, відпрацьованих кар'єрів, полігонів твердих побутових відходів, Проведення планувальних робіт. У ситуації, що екологічну обстановку в Московській області проводити такі роботи з кожним роком стає все важче і витрати на утилізацію осаду неухильно ростуть.

Пропоновані на світовому ринку варіанти утилізації осадів, можуть бути зведені до наступних методів:

• використання осаду для виробництва біопочви;
• утилізація осаду на базі сучасних термічних технологій і, як наслідок, отримання з відходів вторинних продуктів, придатних до реалізації в будівельній галузі для виробництва будівельних матеріалів або цементу.

Переваги виробництва біопочв

Одним із шляхів вирішення проблеми забруднених і деградованих міських грунтів - застосування в зеленому будівництві міста почвогрунтов з використанням зневоднених і знешкоджених осадів стічних вод.

Технологія виробництва почвогрунтов вирішує відразу кілька найважливіших екологічних завдань:

• утилізація відходів очисних споруд;
• створення достатньої кількості кондиційного почвогрунтов в місті.

Переваги термічного методу утилізації осаду

З огляду на складну екологічну обстановку в місті, прийнято рішення про використання на першому етапі схеми сушіння зневодненого осаду. При цьому обсяг осаду зменшиться більш ніж в 3 рази, а калорійність висушеного осаду дозволить використовувати його в якості паливної складової при виробництві готової продукції.

З 2018 року в АТ «Мосводоканал» ведуться роботи по виробництву твердого біологічного палива (ТБТ) з механічно зневодненого осаду ЛОС відповідно до Технічних умов "Тверде біопаливо" ТУ 38.32.39.-001-03324418-2017. Виробництво ТБТ здійснюється на обладнанні ТОВ "ЕФН Еко Сервіс" у відділенні сушіння осаду на міні-ТЕС з використанням біогазу, утвореного на очисних спорудах.

В даний час отримане тверде біопаливо передається для використання в якості альтернативного палива цементним заводам ТОВ "Холсим (Рус) СМ", \u200b\u200bТОВ "БазелЦемент» і ТОВ "Хайдельберг-Цемент".

опис:

Вторинна переробка стоків будівель після відповідної обробки може успішно сприяти вирішенню кризових ситуацій, що існують в регіонах з недостатніми запасаміводних ресурсів.

Вторинна переробка стічних вод

Вторинна переробка стоків будівель після відповідної обробки може успішно сприяти вирішенню кризових ситуацій, що існують в регіонах з недостатніми запасаміводних ресурсів.

У багатьох регіонах нашої країни є серйозні проблеми з водопостачанням в силу недостатності водних ресурсів, і, як наслідок, водосберегающие технології набувають тут надзвичайно велике значення.

Заходи, які могли б сприяти економії природних ресурсів і внести істотний внесок у вирішення проблеми або, принаймні, зняти її гостроту, представляються наступними:

- стимулювання скорочення споживання;

- регенерація води (якщо можливо);

– повторне використання стоків і дощової води (як правило, вимагає додаткової обробки).

Зокрема, вторинна утилізація вже використаної води скорочує рівень забруднення природних масивів, Які приймають стічні води. Збір дощової води в ваннах або водозбірних резервуарах з подальшим плановим використанням дозволяє запобігти перевантаженню каналізаційної мережі в разі інтенсивних опадів. Крім того, якщо побутові та каналізаційні стоки зливаються в один каналізаційний канал, це дозволяє не так сильно розріджувати нечистоти, оскільки в іншому випадку це порушило б біологічну фазу очищення. У частині вторинного використання такої води для захисту здоров'я населення встановлені певні вимоги щодо санітарно-гігієнічних і хімічних параметрів. Залежно від необхідної якості кінцевого продукту очищення може бути більш-менш складною.

Малюнок 1.

Нормативна документація

Вимоги нормативної документації щодо вторинного використання міських стічних вод в різних країнах різні і мають більш-менш обмежувальний характер. В Європі основним документом є Європейський регламент 91/271. В Італії в частині вторинного використання стоків в рамках політики збереження і стимулювання економії природних ресурсів керівним вважається республіканське законодавство в галузі охорони природи (закон від 05.01.1994 року № 36, законодавчий актот 11.05.1999 року № 152 з подальшими змінами, постанову від 12.06. 2003 року № 185), а також законодавчі акти на рівні регіонів (що мають свої повноваження в даній сфері). Нормативні вимоги до якості води, регенерованої для вторинного використання в різних областях діяльності, складалися декількома органами. Це, в першу чергу, основні напрямки, що визначають гранично допустимі параметри: регламенти WHO ( всесвітня організація охорони здоров'я), ЕЕА (європейське агентство з питань навколишнього середовища), ЕРА (агентство з охорони навколишнього середовища).

Області застосування

На вторинне використання можуть направлятися як побутові стоки, так і міські і промислові. Вторинна переробка дозволяється за умови, якщо буде забезпечена повна екологічна безпека (т. Е. Таке використання не повинно завдавати шкоди склалася екосистемі, грунті і культурним рослинам), а також виключений будь-який ризик для місцевого населення в санітарно-гігієнічному відношенні. Таким чином, дуже важливо, щоб в рамках будь-якого такого проекту ретельно дотримувалися вимоги діючих нормативних документів в частині охорони здоров'я і безпеки, а також діючі галузеві норми і правила для промисловості і сільського господарства.

У більшості випадків, щоб воду можна було направити на вторинне використання, потрібно її попереднє очищення. Вибір ступеня такого очищення визначається встановленими вимогами санітарно-гігієнічної безпеки і вартісними параметрами. Для організації постачання вторинної регенерованої води після очищення необхідний виділений розподільний трубопровід.

Відповідно до постанови 185/2003 щодо використання регенерованої води виділяються три основні категорії:

- системи зрошення: полив культурних рослин, призначених для виробництва харчових продуктів для споживання людиною і тваринами, а також продуктів непродовольчої сфери, полив ділянок озеленення, садово-паркових зон і спортивних об'єктів;

- цивільне призначення: мийка мостових і тротуарів населених пунктів, водопостачання опалювальних мереж і мереж кондиціонування повітря, Водопостачання вторинних водорозподільних мереж (окремо від питного водопроводу) без права безпосереднього використання такої води в будівлях громадського призначення за винятком систем зливу туалетів і санвузлів;

- промислове призначення: постачання систем пожежогасіння, виробничих контурів, мийних систем, термічних циклів виробничих процесів з виключенням областей застосування, які передбачають контактування вторинної регенерірованнойводи з харчової, фармацевтичної та косметичної продукцією.

Перед вторинним використанням регенерованої води необхідно забезпечити певний рівень якості, особливо щодо санітарно-гігієнічних вимог. Традиційні методи обробки води, що спрямовується на скидання, для забезпечення такої якості недостатні. Сьогодні з'являються нові альтернативні технології очищення та дезінфекції, за допомогою яких вдається знизити рівень вмісту у воді мікробів, поживних речовин, токсичних речовин і вийти на необхідний рівень якості води при відносно невисокій вартості. У нормативній документації представлені мінімально допустимі параметри якості, які повинна мати вода після регенерації, якщо передбачається направити її на вторинне використання. Зазначені вимоги (хіміко-фізичні і мікробіологічні) для регенерованої води, призначеної для вторинного використання в цілях зрошення або на цивільних об'єктах, наведені в таблиці в додатку до постанови 185/2003. Для води, призначеної для промислового використання, гранично допустимі значення встановлюються в залежності від конкретних виробничих циклів. Будівництво систем регенерації стічних вод і використовувались наступного разу повинні здійснюватися з санкції відповідних органів і повинні періодично переглядатися інспекційного контролю. Розподільні мережі регенерованої води повинні бути особливим чином позначені і відрізнятися від мереж питного водопостачання, для того щоб повністю виключити будь-який ризик забруднення розподільчої водопровідної мережі питного призначення. Водорозбірні точки таких мереж повинні мати відповідне маркування і чітко відрізнятися від питних.

Разом з тим при всіх перевагах, які дає сучасна технологія, крім прямої вигоди, реалізація заходів економії гідроресурсів може спричинити і певні ризики.

Малюнок 3. Водоочисні споруди

Методи очищення стічних вод

Методика очищення стічних вод в кожному конкретному випадку в залежності від необхідного кінцевого якості продукту може передбачати такі види обробки:

- попереднє очищення: включає в себе пропускання через сито (видалення великих твердих частинок), видалення піску (за посередництвом ванн седиментації), попередню аерацію, витяг масляних часток (струменем повiтря на поверхню сгоняется велика частина масел і жирів), просіювання (видалення зважених часток за допомогою обертових сит);

- первинна очистка виконується шляхом седиментації: у ванні седиментації за допомогою механічної декантування сепарується значна частина осаждающихся твердих частинок. Процес може форсуватиметься шляхом застосування хімічних добавок (флокулянтів): в ваннах флокуляційно освітлення підвищується випадаемость твердих частинок, а також випадаемость неосаждаемих зважених часток;

- вторинна очистка із застосуванням аеробних бактерій, що забезпечують біологічне руйнування органічної навантаження, таким чином здійснюється біологічне окислення зваженого біологічно руйнується органічної речовини, розчиненого в стічних водах. Методи очищення можуть мати на увазі процеси з виваженою біомасою (активні бруду), коли бруд підтримується в стані постійного перемішування з нечистотами, і процеси з адгезійної біомасою (що передбачають перколяторную основу або обертально-Біодісковие підкладку), в ході яких знезаражувальні бактерії приєднуються до фіксованої основі;

- очищення третього рівня застосовується після первинної і вторинної у разі, коли відповідно до вимог якості, що пред'являються до очищеної води, з неї повинні віддалятися поживні речовини (нітрати і фосфати);

- нітрифікація, денітрітіфікація, дефосфорізація: очисні процеси, що забезпечують відповідно перетворення органічного азоту в нітрати, розкладання нітратів з утворенням газоподібного азоту, видалення зі стічної води розчинних солей фосфору;

- фінішна дезінфекція застосовується, коли потрібно забезпечити повну санітарно-гігієнічну безпеку стічної води. Методика передбачає використання реагентів на основі хлору або озонування, або обробку ультрафіолетовим опроміненням. Крім вище перерахованих способів існують ще дві технології природного очищення стічних вод, які цілком можуть застосовуватися в якості очищення другого або третього рівня. Це фітоочістка і біологічне відстоювання (або лагунірованіе). Обидві технології застосовуються головним чином в невеликих водоочисних спорудах або в районах, де є можливість використовувати великі території. Суть фітоочісткі полягає в тому, що стічну воду поступово заливають в ванни або канали, де поверхню (глибина води 40-60 см) знаходиться безпосередньо під відкритим небом, а дно, що знаходиться весь час під водою, служить основою коренів особливого виду рослин. Завдання рослин - сприяти створенню мікросередовища, придатної для розмноження мікробної флори, що здійснює біологічну очистку. Пройшовши очисну ванну, вода повільно, причому в обсязі, рівному залитому обсягом води, направляється на подальше використання.

Для біологічного відстоювання потрібні великі басейни (лагуни), куди періодично заливається стічна фекальні вода. Відбувається поступове біологічне розкладання забруднення живуть в басейні мікробними колоніями (за рахунок аеробного або анаеробного метаболізму) або водоростями.

Очищення до якості питної води

У певних випадках при недостатності запасів питних ресурсів як таких можна використовувати стічну воду, що пройшла відповідну обробку. Подібних очисних споруд в Італії поки немає, але вони побудовані в цілому ряді країн. Очищена стічна вода може подаватися безпосередньо в питний водопровід або в накопичувальне водосховище (природне або штучне). В якості альтернативи таку воду можна направляти на харчування водоносних горизонтів прямим уприскуванням безпосередньо в горизонт або природної інфільтрацією через водопроникні грунти. З нагодована таким чином горизонту воду забирають через колодязі, що влаштовуються далеко від ділянки, де організована інфільтрація. Щоб очистити стічну воду до стану питної води, Придатної для прямої подачі в питний водопровід, або для вприскування в водоносний горизонт, потрібно, щоб вона послідовно пройшла наступні види очищення:

освітлення флокуляцией - фільтрування - абсорбція активованим вугіллям - мембранне очищення (зворотний осмос) - фінішна дезінфекція.

Більш просте очищення (фільтрування - абсорбція активованим вугіллям - дезінфекція) проводять для стічної води, призначеної для живлення водоносних горизонтів шляхом інфільтрації через водопроникні грунти, оскільки в цьому випадку використовується природна здатність грунту служити фільтрує подушкою.

Вторинна переробка стічних вод для технічних (непитного) цілей

Найбільш популярна технологія сьогодні - так звані подвійні системи. Поруч зі звичайною водопровідною мережею питного призначення організовується друга виділена мережа доставки стічної води, що пройшла очищення.

Таку воду можна використовувати в наступних цілях:

- побутова технічна вода для санвузлів у випадках, які не передбачають прямий контакт з людиною (т. Е. В основному, для зливу унітазів);

- поливання зелених насаджень садово-паркових зон, спортивних полів, полів для гри в гольф та ін .;

- мийка вулиць, тротуарів, пішохідних переходів і т. П .;

- водопостачання декоративних фонтанів;

- мийка автотранспортних засобів.

Очищення води для технічного використання передбачає послідовне проходження через освітлення флокуляцией, фільтрування та дезінфекцію. В основному на таке очищення направляється побутова стічна вода, найчастіше, щоб не створювати занадто громіздку мережу, так званий «сірий» слив, виключаючи фекальні води з вмістом сечі і калу.

Одночасно паралельно з загальними подвійними системами сьогодні існують ефективні технології очищення води, вже використовувалася в окремих агрегатах санвузлів, для наступного вторинного застосування, коли, наприклад, стічна вода умивальників, ванни і душової кабіни фільтрується, з неї видаляється мило і забруднення, і вона направляється в зливний бачок унітазу або на інші технічні потреби, наприклад, для миття автомобіля або поливання саду. Такі системи підходять для індивідуальних будинків, окремих квартир, невеликих готелів, клубів та ін. Результати проведених експериментів показали, що по фактичному споживанню ресурсів такі системи дають економію до 50% в звичайних житлових будинках і до 40% в готельному бізнесі та сфері торгівлі. Основні переваги - повна автономність системи водопостачання при абсолютній неможливості перехресного забруднення питної і технічної води, відсутність хімічних реагентів і шкідливих субпродуктів, істотна енергетична ефективність (для харчування електронасоса використовується джерело постійного струму напругою 12 Вт), можливість використання сонячної енергії, повністю автоматичний цикл очищення.

Вторинна переробка стічних вод для загальних цілей

Минулі очищення стічні води можна успішно іспользоватьдля загальних цілей і в цивільній, і в промисловій сфері. Це можуть бути, зокрема, системи опалення (контури живлення опалювальних котлів), охолодження (охолоджувальні вежі, конденсатори, теплообмінники), протипожежної безпеки (системи пожежогасіння водою). Для використання в опалювальних котлах стічну воду слід пропустити через освітлення флокуляцией, потім профільтрувати і демінералізована.

Останній тип обробки передбачає пропускання води через смоляну подушку іонного обміну. Використання в охолоджуючі контурах зазвичай передбачає освітлення флокуляцией, фільтрацію і, як правило, дезінфекцію.

Вторинна вода в промисловості

У промислових процесах безліч операцій вимагає використання води. Серед них:

- приготування пара в котлах та увлажнителях повітря;

- теплообмін в системах опалення, пароконденсаціі, охолодження рідких і твердих тіл;

- промивка від твердих частинок і очищення газу;

- ванни поверхневої обробки різного роду.

У багатьох випадках, коли на виробництві потрібні великі обсяги води, для цих цілей також цілком підходять очищені стічні води, наприклад, в текстильної промисловості, целюлозно-паперової, фарбувальних цехах і металургії. З урахуванням крайньої безлічі і різноманітності виробничих процесів якість вторинної води для них потрібно саме різне і, отже, в кожному конкретному випадку для очищення стічних вод застосовуються різні системи очищення.

Вторинна вода в сільському господарстві

Вторинна вода в сільському господарстві дає відчутну економію витрат водних ресурсів. Дійсно споживання води в агрозоотехнічних сфері істотно перевищує споживання в цивільній сфері і промисловості. Для Італії ці цифри становлять відповідно 60%, 15% і 25%. На виконання європейського регламенту (визнання чинними положень Європейської Директиви 91/271) в даний час перевага віддається вторинної воді, а підключення до магістрального водопроводу - якщо вода не призначена для питних цілей або іхтіогенной сфери - може використовуватись, коли немає можливості іспользоватьочіщенние стічні води або коли ці економічні витрати носять очевидний заборонний характер. Стічні води відпускаються безкоштовно, а капітальні витрати на організацію очисних систем віднімаються з оподатковуваної бази.

Слід враховувати, що використання вторинної води в сільському господарстві можливо далеко не завжди, а тільки, наприклад, якщо сільськогосподарські угіддя, де передбачається застосовувати таку технологію, розташовані в дуже віддаленому районі або на нижньому висотному рівні.

Не можна використовувати стічну воду, коли її хімічний склад несумісний з сільським господарством (перевищення вмісту натрію і кальцію в порівнянні з калієм і магнієм). Важливо відзначити, що сміховинно низька нинішня ціна звичайної водопровідної води, що відпускається для зрошення (яка визначається вартістю ліцензії на підключення до джерела або буріння свердловини) не сприяє переходу на використання в цих цілях очищеної стічної води. Технологія очищення стічних вод для сільського господарства різниться в залежності від видів культур, для яких вони призначені. Для зрошення культур, призначених для вживання в їжу в сирому вигляді, вода повинна пройти освітлення флокуляцией, фільтрацію і дезінфекцію (іноді лагунірованіе). Для зрошення садів і пасовищ - тільки освітлення флокуляцией (або біологічне відстоювання) і дезінфекцію, для зрошення полів з нехарчовими культурами - біологічне відстоювання (і при необхідності водосховища ванни).

Регенерація дощової води

В індивідуальних житлових будинках, кондомініуми, готелях дощова вода, що збирається в накопичувальні резервуари, може успішно використовуватися в робочих контурах санітарних приладів, пральних машин, для прибирання, поливання рослин, мийки автомобілів. За наявними оцінками в приватному секторі до 50% добової потреби води можна перевести на використання регенерованої дощової води.

В силу своїх характеристик (дуже м'яка) дощова вода в порівнянні з водопровідною водою дає найкращі результати, якщо використовується для поливання рослин і прання білизни. Зокрема, така вода не дає відкладень на трубах, манжетах і нагрівальних елементах пральних машин і дозволяє знизити кількість миючого засобу, не кажучи про те, що за неї не треба нікому платити. У комунальній сфері її можна рекомендувати для поливання садово-паркових зон та мийки вулиць. У промисловості дощову воду можна також використовувати на безлічі виробничих ділянок, що дає суттєву економію в оплаті водних ресурсів і відчутно впливає на собівартість процесів.

Слід при цьому враховувати, що дощова вода взагалі не вимагає якоїсь особливої \u200b\u200bочищення: досить лише простого фільтрування, поки вона стікає по дахах будівель і потрапляє в накопичувальні резервуари.

В системі регенерації дощової води в залежності від того, де саме розташований накопичувальний резервуар (наприклад, заритий в грунт), може знадобитися водонапірний насос. На рис. 5 наведена схема подібної системи.

Дощова вода вважається непридатною для пиття, тому живильний трубопровід і водорозбірні точки (водорозбірні крани, точки підключення до побутових приладів) Повинні бути марковані добре видимої попереджувальним написом: «вода не придатна для пиття».

Передруковано зі скороченнями з журналу RCI №2 / 2006

Переклад з італійської С. Н. Булекова

Щодня в результаті роботи промислових підприємств і життєдіяльності людей утворюються величезні обсяги стічних вод. Сучасні технології обробки запобігають їх негативний вплив на екологію.

Як утилізуються стічні води

Промислові підприємства та міські каналізаційні системи щодня збирають значні обсяги рідких відходів. Високий вміст токсичних речовин в стічних водах створює загрозу для навколишнього середовища. Всі компанії в Росії зобов'язані організовувати переробку в промислових підприємствах, а також продуктів життєдіяльності людини.

Утилізація стічних вод - процес збору осаду і нейтралізації забруднюючих сполук з супутнім знезараженням рідких мас. У сучасній промисловості використовуються різні методи обробки:

• механічні;
• хімічні;
• фізико-хімічні;
• біологічні.

Невеликі очисні пристрої або великі споруди можуть виробляти утилізацію на підставі одного або декількох зазначених методів.

Переробка мулових осадів

Російські підприємства придбали успішний досвід створення біогазових електростанцій. Такі об'єкти виробляють переробку зібраних мулових осадів, що містяться в стічних водах. Як продукту утилізації на станції отримують природний газ, придатний для подальшого вироблення електроенергії.

У Москві в період з 2009 до 2012 року побудовані великі біогазові станції потужністю по 10 МВт. У 2016 році подібний об'єкт був побудований на центральному водоканалі міста Іваново. Налагоджена переробка мулових осадів допомагає домогтися ряду цілей:

• скорочення витрат на утилізацію залишків стічних вод;
• поліпшення екологічної ситуації в регіоні;
• зниження витрат на транспортування мулу;
• створення надійних енергозберігаючих систем.

Удосконалення переробних технологій скорочує час зброджування грязі суміші і дає можливість відмовитися від використання цеху зневоднення при утилізації.

Монтаж очисних споруд

Будівництво великих об'єктів або житлових комплексів здійснює система відведення стічних вод. Створення очисних споруд робить підприємство автономним, скорочує витрати на утилізацію відходів і знижує негативний вплив на навколишнє середовище.

Потужність і тип очищає системи залежить від характеру стічних вод та інших зібраних відходів. Монтаж проводиться в кілька етапів:

1. Вибір місця. Допускається установка на дистанції не менше метра від підстави будівлі. З огляду на періодичного скидання в ході утилізації відходів, очищеної води облаштовуються шляху для її збору або відведення.
2. Земляні роботи. Виривається і облаштовується котлован, укладаються комунікації для транспортування стоків і продуктів переробки.
3. Монтаж очищає устаткування. В котлован, відповідний за розмірами використовуваної техніки, встановлюється очисна станція. Для забезпечення її працездатності підключаються подають і відводять магістралі, подається енергопостачання, встановлюється додаткове обладнання.

В ході заключних земляних робіт автономна каналізація заливається і обсипається, після чого споруду можна використовувати за призначенням.

Специфіка роботи більшості виробничих об'єктів передбачає утилізацію матеріалів різного ступеня небезпеки. Побічні продукти переробки можуть містити специфічні речовини, для роботи з якими не пристосовані звичайні очисні споруди. Система переробки стічних вод на таких підприємствах може включати специфічні підходи:

1. Гравітаційне відсіювання. Важкі частинки під власною вагою осідають на дно резервуара і відсіваються механічно.
2. Хімічна нейтралізація. Стічні води піддаються обробці нейтралізують речовинами. Вміщені в них специфічні хімічні сполуки вступають в контрольовану реакцію і стають нетоксичними.
3. Біопереробки. Аеробні та мікроаерофільні мікроорганізми, для яких містяться у відходах речовини служать продуктом харчування. В результаті їх життєдіяльності складні хімічні сполуки розбиваються на більш прості і знешкоджуються.

Якщо промислове підприємство скидає велику кількість відходів різних видів, Застосовуються фізико-хімічні методи. Вони мають на увазі утилізацію за допомогою електролізу, іонного обміну, флотації та інших процесів для знешкодження стічних вод.

Утилізація шламу

При бурінні землі утворюється велика кількість специфічних відходів. Буровий шлам - результат буріння в грунті або твердих породах. Це маса твердих частинок, що містить землю, глину, бетоніти і воду. Утилізація шламу проводиться шляхом приміщення в підземні пласти або захоронення на території полігонів. Різні методи обробки дозволяють пристосувати його для подальшого використання:

1. Термічний. Шляхом випалу з шламу отримують сировину для виробництва бітуму, що не містить органічних речовин.
2. Фізичний. За допомогою відцентрової сили або тиску сипуча суміш розбивається на фракції.
3. Хімічний. Чистий порода виділяється з шламового маси розчинниками і отвердителями.
4. Біологічний. Застосовуються при похованні, мають на увазі застосування мікроорганізмів для поступової переробки.
5. Фізико-хімічний. За допомогою спеціального обладнання та реагентів шкодять екології компоненти видаляються з шламу.

Продукти буріння несуть серйозну загрозу для екології, тому порядок поводження з ними закріплено в положеннях N 89-ФЗ «Про відходи виробництва та споживання» та інших нормативних актах. Кожне підприємство, яке працює в гірничо-рудної сфері, зобов'язана виробляти утилізацію шламу самостійно або шляхом звернення в спеціалізовані організації.

Утилізація стічних вод необхідна для запобігання негативних впливів на екологію. Для цього використовують переробку опадів, очисні споруди та системи.