Механическая очистка сточных вод

сооружения для очистки

Сточными называют воды, отводимые в открытые водоемы от населенных пунктов, промышленных предприятий и прочих территорий, напрямую связанных с жизнедеятельностью человека. Как правило, в их состав входят самые разные загрязнители: пестициды, частицы тяжелых металлов, нефтепродукты, органика, щелочи, молекулы шлака или грунта и так далее. Именно поэтому они  нуждаются в тщательной очистке.

Для удаления вредных примесей и обеззараживания воды используют следующие методы:

В основе химических способов очищения и обеззараживания сточных вод лежат реакции, происходящие между их компонентами и различными реагентами. Механическая (или физическая) очистка менее затратна. Обычно она включает в себя фильтрацию и различные геодезические способы отделения твердых частиц. Биологическая очистка заключается в помещении в сточные воды микроорганизмов, которые способны разлагать вредные органические соединения. Существуют и самые разные комбинации описанных способов, но самого качественного эффекта добиваются, последовательно обрабатывая стоки несколькими методами.

Сооружения и системы

Среди устройств и сооружений, использующихся на станциях механической очистки стоков, можно выделить следующие:

  • УФС;
  • Песколовки;
  • Отстойники;
  • Мембраны;
  • Септики.

УФС – это современные фильтрующие самоочищающиеся устройства, но на большинстве станций используются сита и решетки, которые необходимо очищать вручную или при помощи механизированных грабельных систем.

Решетки задерживают наиболее крупные примеси из органики и минералов и могут быть прямоугольными (представленными рядом неподвижных стержней или пластин), ступенчатыми, шнековыми или дробительными. При этом, чем меньше прозоры в конструкциях решеток, тем, очевидно, больше загрязнений не попадет на следующий этап очистки. Максимальный прозор не может превышать 20 мм. Отбросы с решеток или моментально уничтожаются, или отправляются на переработку. Для измельчения отходов используются специальные решетки-дробилки, которые могут выполнять свои функции непосредственно в воде.

барабанный фильтрУстройства, схожие с решетками, но удаляющие более мелкие частицы (песок, гравий, осколки стекла) - сита. Чаще всего используются барабанные, которые, вращаясь, фильтруют воду, задерживая примеси. Отверстия сетки такого барабана составляют несколько десятых миллиметра.

Для разделения отделенных частиц по величине фракций производят при помощи фракционаторов.

С решеток и сит сточные воды переходят на песколовки, которые удаляют примеси наименьшего диаметра. Поток жидкости через них может проходить как прямолинейно, так и сверху вниз. Принцип работы песколовок основан на силах гравитации, направленных вниз и не дающих тяжелым твердым примесям двигаться дальше, осаживая их на дно вдоль всего стока. При слишком сильном течении гравитационная составляющая может не соответствовать прямолинейной, из-за чего качество работы песколовки существенно снижается: скорость необходимо уменьшать. Песок, который отделяется данными устройствами, используется впоследствии в строительстве.

За песколовками следуют жироуловители – особые герметичные резервуары, в которых установлены препятствия, замедляющие и охлаждающие поток жидкости. В результате этих процессов жиры и некоторые взвешенные частицы, неспособные сопротивляться силам гравитации, всплывают и удаляются с поверхности сточных вод.

отстойникПосле решеток и песколовок вода попадает в отстойник. Там из нее извлекаются взвешенные вещества и оставшиеся тяжелые примеси. Продолжительность отстаивания жидкости составляет от одного до трех часов, эффективность процесса достигает 50%. Наиболее оптимальными являются горизонтальные отстойники, в которых вода распределяется равномерно за счет наличия поперечного лотка. Эффективность отстаивания можно повысить, увеличив площадь поверхности отстаиваемой жидкости и уменьшив глубину (при меньшей глубине время отстаивания уменьшается на порядок). Для достижения большего результата на некоторых станциях очистки существуют пруды дополнительного отстаивания.

Для предварительного осветления на первом этапе применяют осветители. В них подается вода с коагулянтом, хлопья которого вместе с взвесями образуют особый фильтрующий слой на поверхности. Осадок при этом удаляется в специальный уплотнитель, а осветленная вода уходит в желоб.

Дополнительные устройства

В последнее время широкое распространение получили мембранные системы, состоящие из тонких листов, капилляров или труб, которые делят объем очищаемой среды на две части с разным давлением и отличными составами. Самыми популярными являются мембраны, изготавливаемые из полимерных материалов, однако возможны и конструкции из керамики.

Помимо перечисленных способов осажения взвешенных частиц в воде используются особые сооружения – центрифуги и гидроциклоны. Процесс очищения в них происходит за счет центробежных сил. Гидроциклоны бывают напорные, используемые для работы с твердыми веществами, и открытые, применяемые для легких примесей. Такие устройства очень просты в обслуживании и эксплуатации и очень эффективны.

Центрифуги также бывают двух типов:

  1. фильтрующие, 
  2. отстойные.

В качестве фильтров для них используют тонкие перфорированные листы из металла, стальные, медные или алюминиевые сетки и перегородки из ткани (асбестовые, шерстяные, хлопчатобумажные и так далее). На выбор необходимого фильтра влияет много условий: скорость осаждения примесей, давление воды, тип очищаемой суспензии, ее обрабатываемость, а также, разумеется, концентрация взвешенных частиц.

АэротенкиЕще один вид устройств, предназначенных для очистки сточных вод – аэротенки. В них обрабатываемая жидкость под влиянием сжатого воздуха или специальных приспособлений перемешивается с илом-окислителем, воздействующим на органику, содержащуюся в потоке. Эффективность такого очищения нельзя оценить однозначно: она зависит от состава воды, температуры среды и гидродинамики внутри резервуара. Качество ила в основном зависит от отношения его массы к массе примесей. Подобное устройство можно отнести также к методу биологической очистки сточных вод.

Самый действенный метод очистки воды на данном этапе – флотация. Это еще один способ, который нельзя отнести только к механическим. Он основан на подаче в поток воды газовых пузырьков, которые могут поднимать на поверхность вредные взвешенные частицы.

сточные водыЗдесь приведены правила приема сточных вод в систему городской канализации.
Как регулируется сброс стоков в реку или водоем, описано здесь: /ochistka-vody/sv/sbros-stochnyh-vod-na-relef-i-v-vodoemy.html.

Схема очистки механическими методами

Рассмотрев основные сооружения и устройства, используемые на станциях очистки, можно составить принципиальную схему их взаимодействия.

С любой точки завода все стоки поступают в водосборник, откуда затем направляются на станцию очистки. Там первичное удаление примесей осуществляется посредством процеживающих решеток. Оставшиеся на них отходы переходят в шламосборник, а прошедшая обработку и лишенная крупных частиц вода с помощью насосов продолжает свое движение и поступает в секцию отстаивания, в начале которой она очищается песколовкой, а затем и отстаивается необходимое время.

Следующий этап на пути потока – осветлитель. В него также отправляют сток с гидрокрекинга, выступающий в роли коагулянта. После осветления вода проходит на заключительный этап механической очистки – пресс-фильтр. Именно на нем из нее извлекаются частицы с наименьшим диаметром. Весь шлак отправляется в специальную емкость для переработки.

Пройдя всю систему физического очищения, сточные воды самотоком переходят к следующему методу – биологическому, химическому или комбинированному.

На видео схематично обозначен многоступенчатый процесс очистки:

Эффективность

Так как механическая очистка – лишь предварительный этап обработки, служащий в качестве подготовки к другим видам, от нее не требуется полного удаления примесей и вредных веществ. Именно поэтому, эффективным в данном случае можно считать процесс, при котором из потока удаляется до 60% взвешенных частиц.

Однако на многих производствах, например, на предприятиях газовой, нефтеперерабатывающей, химической промышленности или в черной металлургии, достигается эффективность, превышающая 90% (засчет флотации). В таких случаях воду можно вывести в водоемы, не загрязняя окружающую среду, без всех последующих этапов. С точки зрения материальных затрат, именно физическая очистка сточных вод самая эффективная, так как довольно серьезных результатов можно достичь, не пользуясь дорогостоящим оборудованием или биологическими веществами.

Также об эффективности этого метода можно судить в зависимости от поставленных целей. Если сточные воды необходимо подготовить к повторному использованию в технологическом процессе на производстве, механическая очистка – очень действенный и наиболее оптимальный вариант. Но в остальных случаях лучше сочетать ее с химическими или биологическими методами.


Понравилась статья? Следите за обновлениями в ВКонтакте, Одноклассниках, Facebook, Twitter, Google+ или подпишись на рассылку!

Комментарии

Добавить комментарий

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.