Очистка сточных вод: методы, требования и нормативы

Опасность сточных вод для окружающей среды

Вред сточных вод заключается в том, что в стоках содержатся микроорганизмы, а также средства бытовой химии, все это представляет собой токсичные вещества как органического, так и неорганического происхождения.

Прежде чем слить стоки, их необходимо обеззараживать. В противном случае из-за распространения патогенных микроорганизмов и токсичных веществ начнется эпидемия, поскольку инфекционные заболевания передаются через воду.

Так, в стоках, не прошедших очистку, содержатся возбудители холеры, дизентерии, брюшного тифа, сальмонеллеза, вирусных гепатитов А и Е, полиомиелитов 1-3 типов, энтеровирусных и аденовирусных заболеваний, лямблиоза, лептоспироза, бруцеллеза, туберкулеза, гельминтоза. Все вышеперечисленные заболевания очень опасны для человека. Согласно данным ВОЗ, в 1970 году две трети населения Земли испытали на себе последствия загрязнения естественных водоемов.

Выделяют две группы стоков: производственные и хозяйственно-бытовые:

• В хозяйственно-бытовых сточных водах активно размножаются опасные бактерии.
• В производственных стоках патогенных микроорганизмов практически нет, зато содержатся вредные вещества как органического, так и неорганического происхождения, они загрязняют окружающую среду.

Каждое предприятие должно выполнять очистку отработанных вод согласно федеральному закону от 2011 г. «О водоснабжении и водоотведении».

Со стоков должны быть устранены все виды загрязнений перед их возвращением в природные или рыбохозяйственные объекты. Это требование описано в СанПиН 2.1.5.980-00 — «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».

Виды загрязнений сточных вод

В зависимости от вида загрязнения можно понять, какие методы очистки сточных вод подойдут в том или ином случае. Далее рассмотрим, какие загрязняющие вещества могут попадать в стоки из разных отраслей промышленности.

• Нефтехимические предприятия. В сточные воды попадают плавающие вещества, такие как продукты нефтепереработки, фенолы, АПАВ, а также тяжелые металлы, взвешенные частички. В результате структура воды меняется, она меньше насыщается кислородом, ее вязкость повышается.
• Целлюлозно-бумажное производство. Сточные воды подобных предприятий содержат древесные волокна, фенолы, лингин, повышенные концентрации взвешенных веществ.
• Если такие стоки не очищать, то они способны пагубно повлиять на природную среду водоемов. При попадании в воду древесных компонентов со временем начинается их разложение. Во время этого процесса выделяются токсичные газы, к примеру метан, сероводород, диоксид углерода. В результате кислород практически не поступает в толщу воды, обитающие в ней живые организмы начинают погибать.
• Текстильная промышленность. В стоки попадает множество органических и минеральных комплексов, которые практически не растворяются в воде. Они включают в себя природные и синтетические волокна, красители с высокими цветностью и щелочностью. Состоят такие красители из ядовитых элементов, к примеру соединений Cu, Zn, Pb, Cr, Ni, а также ионов тяжелых металлов. Происходит накопление этих веществ в биоценозах, это приводит к тому, что ферментативные реакции в них изменяются. Из-за попадания пенообразующих веществ замедляется аэрация воды.

• Стоки, поступающие из пищевой отрасли, содержат в себе большое количество органики, причем как в форме взвесей, так и в растворенном виде.
• Стоки из убойных цехов и мясных фабрик состоят из большого количества кровяных масс, частиц жира, остатков шкур, шерсти, биогенных элементов. Сточные воды, поступающие с молочного или маслосыродельного завода нестабильны по своему составу, в них могут быть растворены белки, углеводы, жиры. В результате начинается процесс гниения и закисания, щелочность среды снижается. Такая вода будет мутной, с творожистыми взвесями и сырными крошками. Кроме того, в стоках содержатся всевозможные соли, чаще всего хлориды. Если стоки сбрасываются с птицефабрики, в них можно обнаружить перья, пух, растворенные кератины, нитраты и фосфаты.

• Рыбоперерабатывающие заводы также сбрасывают стоки, содержащие в себе большое количество органических включений, которые быстро начинают окисляться. К примеру, рыбий жир состоит из ненасыщенных жирных кислот, небелковых азотистых групп и клетчатки, они являются устойчивыми к биологическому окислению.
• Любое из пищевых производств поставляет со стоками песчинки, глину, фосфаты и АПАВ, которые образуются после мойки оборудования и помещений.
• Сточные воды от спиртзаводов обладают низким рН среды, характеризуются неравномерностью объемов их поступления, частыми залповыми сбросами, из-за чего загрязненность изменяется. Кроме того, в таких стоках содержится много грубодисперсной, коллоидной и растворенной органики, которая быстро начинает гнить.
• Сточные воды сельскохозяйственных производств содержат в себе большое количество растительных волокон, остатков плодов и овощей, фекалий, в результате начинается органическое загрязнение водоемов. Также в таких стоках есть вирусы, грибки, опасные микроорганизмы, разрушающие экосистему: при попадании таких сточных вод она перестает самоочищаться.
• С полей во время сезонной работы в стоки попадают ядохимикаты, минеральные удобрения, которые также сильно загрязняют естественные водоемы.
• Хозяйственно-бытовые стоки, поступающие из городов, также опасны. В них содержатся искусственные моющие вещества, болезнетворные микроорганизмы, гельминты, которые пагубно воздействую на микрофлору природных водоемов.

Методы очистки сточных вод

В хозяйственной деятельности применяются различные методы очистки сточных вод:

• механический (или физический) – используются силы гравитации, стоки облучают ультрафиолетом;
• химический – применяются реагенты, такие как хлор, йод, бром, озон, марганцовка;
• биологический – загрязнения перерабатываются специальными микроорганизмами.

Об этих методах поговорим подробнее далее.

Механическая очистка сточных вод

Существует несколько принципов выделения загрязняющих веществ, применяемых в механических методах очистки сточных вод:

• процеживание;
• отстаивание;
• фильтрование.

Данные методы очистки сточных вод можно объединять друг с другом либо использовать отдельно. С их помощью получится заметно уменьшить уровень загрязнения водоемов опасными микроорганизмами, улучшив качество сбрасываемой воды.

Далее рассмотрим, что собой представляют наиболее часто применяемые методы очистки.

• Механизированные решетки

Первичная очистка сточных вод происходит с помощью механической решетки. Она позволяет отделить крупные включения, которые поступают в приготовленный мусоросборник.

В механизированных решетках также есть отстойники, они необходимы, чтобы отделить взвешенные частички.

• Отстаивание – вертикальные отстойники

При отстаивании происходит расслаивание дисперсионной среды на несколько слоев. Верхний слой представляет собой плавающие пленки, средний – вода, нижний – оседающие на дно тяжелые включения. Отстойники могут быть вертикальные либо горизонтальные, их используют для того, чтобы выделить основную массу взвешенных и коллоидных включений.

Задача отстойников – на первом этапе очищения стоков удалить из них крупные нерастворимые частички. Происходит это следующим образом: твердые тяжелые включения скапливаются и оседают на дно механизированных решеток. Кроме того, осуществляется расслаивание всех поступающих в отстойник сточных вод: легкие фракции поднимаются вверх и образуют пленку, твердые тяжелые включения оседают на дно, а посередине остается слой первично очищенной воды.

За счет сил тяготения и непрерывной работы вертикальных либо или горизонтальных модулей в отстойниках запускается процесс очистки без гидролиза, то есть смешивания с водой. Отсутствуют также процессы гниения, растворившиеся частицы не загрязняют другие массы воды. Твердый осадок удаляют с помощью насоса и обезвоживают.

• Бензомаслоотделители и нефтеловушки – отстойники с тонкослойными модулями

Для удаления нефти, жира и масел применяют нефтеловушки и бензомаслоотделители. В них установлены металлические пластины, притягивающие взвешенные частички жира, масел и нефтепродуктов. Такие пластины не только улавливают продукты нефтепереработки, но и отталкивают воду. Это становится возможным за счет введения коагулянта, который создает подходящую среду для нерастворенных частиц. За счет гравитации наверх поднимаются включения жира, масла. Они поступают в жироуловители, представляющие собой отсеки, в которых оседают тяжелые частицы, более легкие включения, наоборот, всплывают.

• Очистка в гидроциклонах

Гидроциклон представляет собой установку, в которой жидкость вращается по спирали, и испытывает действие центробежной силы. В результате тяжелые включения отделяются, попадают в накопитель, он находится в нижней части очистного оборудования. Очищенная вода выталкивается в отверстие, расположенное в верхней части установки.

• Песколовки – мембраны-ловушки

Такие устройства применяются, чтобы отделять частички песка. Наиболее популярными являются следующие методы очистки сточных вод: центрифугирование, фильтрация и микрофильтрация. Также используются тангенциальные песколовки, они функционируют по принципу вращения. Стоки поступают сверху вниз по кругу, очищенная вода поднимается наверх и выходит в центральное отверстие. Скорость вращения центрифуги небольшая, поэтому песок выпадает в осадок, происходит очищение сточных вод. Затем собранный песок утилизируют.

• Центрифугирование

Данный способ фильтрации реализуется за счет применения центробежных сил. Во время движения жидкости происходит отделение взвешенных частичек, содержащихся в стоках.

Этот метод очистки сточных вод является энергоемким, поскольку необходимо вращать корпус для очищения стоков от мелкодисперсных включений.

Центрифугирование применяют достаточно редко по сравнению с методами осаждения и фильтрования. Такой метод локальной очистки производственных стоков подходит, если важно сохранить выделенный остаток, представляющий собой ценный продукт, который можно использовать в дальнейшем.

Данный метод подходит также в тех случаях, когда стоки имеют мелкодисперсный состав, нет возможности использовать реагенты для очистки. Для установки оборудования для центрифугирования потребуется небольшая площадь. Центрифуги также применяют, чтобы обезвоживать осадок стоков.

• Фильтрация

Для реализации этого метода применяют фильтры и системы перегородок, они задерживают твердые включения, но пропускают воду. Чаще всего фильтры изготовлены из синтетических материалов (пенополиуретана, полистирола, полипропилена) либо натуральных компонентов (кварцевого песка, керамзита, дробленого гравия, бурого угля).

Существуют фильтры с системой восходящей и нисходящей очистки. У каждого из них есть преимущества и недостатки, однако наиболее высокая эффективность у фильтра второго вида, кроме того, он является бюджетным. Что касается фильтра с восходящим потоком, то его недостаток кроется в том, что он быстро заиливается.

• Микрофильтрация

С помощью микрофильтрации получится удалить мельчайшие частички из стоков. Микрофильтры способны уловить включения, размер которых 0,1-1 мм. Данный метод очистки сточных применяют в тех случаях, когда необходимо удалить полимеры, керамические остатки, стекло, металл. Фильтрационное оборудование оснащено специальными мембранами.

Химический способ очистки сточных вод

Химический метод очистки сточных вод используется, когда требуется удалить растворенные вещества, способные нанести вред окружающей среды. Очистка осуществляется с помощью реагентов.

• Окисление и восстановление

Окисление позволяет обезвреживать опасные примеси, к примеру цианиды, соединения меди и цинка, сульфиды, сероводород.

Могут применяться всевозможные окислители: озон, хлор, фтор, пероксид водорода, марганцовка. Однако наибольшую эффективность показывает именно озон. Он способен разрушить как органику, так и неорганику, обесцветить стоки, устранить едкий амбре и неприятный привкус, убить патогенные микроорганизмы. Однако использование озона – достаточно дорогой метод очистки сточных вод. Необходим большой объем реагентов, которые придется хранить на специальном складе.

• Озонирование воды

Метод восстановления имеет место, если в стоках содержатся легко восстанавливаемые включения, к примеру соединения ртути, хрома, мышьяка. Так, соединения ртути можно восстановить до металлической ртути, чтобы удалить ее, используется способ отстаивания либо фильтрования. Восстановителем является сульфит железа, гидросульфит натрия, сероводород, активный уголь, диоксид серы.

• Нейтрализация

Этот метод очистки сточных вод подходит, если в стоках растворены кислоты и щелочи.

Наиболее популярный способ: смешать кислые и щелочные стоки. Кроме того, можно осуществить очистку кислых вод с добавлением нейтрализующих реагентов. Чаще всего используется гидроксид кальция, другое название которого «известковое молоко», сода, доломит, всевозможные щелочные соединения.

Это интересно!Очистка скважины в загородном доме: 7 способов Подробнее

• Осаждение

Суть данного способа очистки в следующем: нерастворимые кристаллические включения выпадают в осадок, на них задерживаются загрязнения.

Чтобы осуществить этот метод, необходимо ввести реагенты. У осаждения есть один минус: процент очистки достаточно низкий, образуется шлам в большом объеме, повышается токсичность и содержание солей в стоках.

Физико-химические методы очистки сточных вод

С помощью таких методов получится очистить сточные воды от мельчайших взвешенных частичек, к примеру от органических остатков, минералов, газов, которые содержатся в стоках.

• Очистка реагентами (коагуляция и флокуляция)

Для реализации данного метода фильтрации необходимо ввести коагулянты. Мельчайшие включения будут адсорбироваться частицами гидроксида. Затем загрязнения выпадут в осадок на дно очистительной емкости.

Чтобы осуществить коагуляцию, требуется ввести в систему реагенты, которые заставляют слипаться взвешенные частички. После этого загрязнения выпадут в осадок. Коагулянтом могут выступать соли кислот, железа и алюминия, а также реагенты на основе гидрохлорида.

Флокулянты используют, чтобы уменьшить количество дорогостоящих реагентов, а также увеличить длительность процесса коагуляции. В результате проводимой химической реакции образуются хлопья, они поглощают загрязнения. Флокуляция позволяет устранить серьезное загрязнение, при этом не требуется вводить коагулянт.

Загрязняющие частички, растворенные в стоках, имеют прочную связь за счет молекулярно-гидратной оболочки. Чтобы разрушить ее, необходимо изменить заряд частиц. Соединения, в которых содержится железо (Fe-), а также алюминий (Al-), положительно заряжены, коллоиды имеют отрицательный заряд. В итоге химической реакции происходит взаимодействие частиц и нейтрализация заряда.

После подобной фильтрации сточные воды становятся прозрачными и бесцветными. Этот метод очистки используют на текстильных заводах и целлюлозно-бумажных фабриках. Процент обесцвечивания при реализации этого способа составляет 95 %.

• Флотация и электрофлотация

Метод напорной флотации вместе с использованием рентген-установки подходит, чтобы удалять из сточных вод АПАВ, жировые эмульсии, растворенную в воде органику, а также тонкоэмульгированные продукты нефтепереработки.

Принцип очистки следующий: молекулы взвешенных частичек налипают к воздушным пузырькам. Затем эти частицы собираются на поверхности раздела фаз, при этом удается достичь степени очистки 85-95 %.

Условно можно выделить 3 группы взвешенных частичек в зависимости от структуры вещества, которое нужно отделить:

• Твердые частицы, обладающие водоотталкивающими свойствами. Сюда относят масла и жиры, их удается удалить при формировании крупных воздушных пузырьков в сточных водах.
• Углеводы и белки с гидрофильной поверхностью. Чтобы их вывести, применяют мелкие газовые пузырьки, для этого используют сжатый воздух.
• Примеси в виде хлопьев, для устранения которых требуется комплексный подход. Как он может быть реализован? Для удаления загрязнений нагнетают воздух в систему, чтобы частички соединились с пузырьками, а также осуществляют метод биоразложения.

Рекомендуется использовать наиболее эффективные реагенты, применяемые при флотации, к примеру, «ВПК-402» и «Аква-Аурат18». То, насколько средство будет эффективным, зависит от типа загрязнений, которые нужно удалить. К примеру, для жиров процент очищения составляет 85 %, показатели БПКп и ХПК удается снизить всего 50 %.

Принцип метода электрофлотации заключается в электролизе. Мельчайшие загрязнения скапливаются на поверхности за счет микропузырьков электролитических газов.

• Ионный обмен

Ионный метод очистки сточных вод основан на применении синтетических ионообменных смол, которые называются иониты. С их помощью удается очистить воду от ионов металлов, а также от солей и прочих загрязнений.

Продаются иониты в виде гранул, все, что требуется, – засыпать их в фильтр очистной установки.

Метод ионного обмена используется, чтобы удалить из стоков различные металлы, в том числе тяжелые, к примеру цинк, медь, хром, никель, свинец, ртуть, кадмий, ванадий, марганец. Кроме того, получится отфильтровать такие элементы, как мышьяк, фосфор, а также цианистые соединения и радиоактивные вещества. С помощью данного метода получится снизить уровень содержания токсичных веществ в стоках до предельно допустимой концентрации, чтобы их можно было использовать в технических целях либо в системах оборотного водоснабжения.

• Сорбция

При реализации данного способа очистки используются сорбенты. Они представляют собой специальные вещества, притягивающие органику. Главный плюс этого метода очистки сточных вод заключается в том, что с его помощью получится удалить органические включения, даже если это не удалось сделать посредством других способов.

Сорбцию применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных и тонкоэмульгированных продуктов нефтепереработки. Этот метод поможет устранить устойчивые органические соединения. Сорбентами могут выступать цеолиты, уголь либо керамзит. Одно из этих веществ нужно выложить в 1-3 слоя в специальные блоки.

Чтобы выполнить доочистку стоков предприятий нефтепереработки, обычно используют ПАУ (порошкообразный уголь, например, МИУ-С). Основные его преимущества заключаются в следующем: высокий процент очистки, химическая устойчивость и механическая прочность.

Сорбенты после использования можно восстанавливать. Регенерация проводится раствором щелочи.

• Экстракция

Принцип действия этого метода очистки сточных вод заключается в следующем: чтобы извлечь растворенные в стоках загрязнения, необходимо трансформировать их в экстрагент. Он представляет собой жидкость, не смешивающуюся с водой.

По завершении фильтрации получается экстракт и рафинат. Экстракт – это раствор извлеченных загрязнений в экстрагенте. Рафинат – это остаточный водный раствор, в котором не содержатся опасные примеси. В роли экстрагента может выступать органический растворитель, к примеру бутилацетат, бензол.

• Электролиз

При реализации этого метода очистка происходит за счет действия электротока. Его пропускают через стоки, в результате удается извлечь из воды загрязнения.

В итоге такой технологии образуются сильные окислители. Если в стоках растворить хлор либо его соединения, удается очистить и обеззаразить воду.

Биологическая очистка сточных вод

После отстаивания сточные воды перемещаются в аэротенки. Они представляют собой установки биоокисления. В них происходит смешивание стоков с активным илом, состоящим из хлопьевидных соединений специальных микроорганизмов. В эту же емкость подаются пузырьки воздуха.

Аэробные бактерии начинают поглощать органику, окисляя ее, в результате объем активного ила увеличивается. Затем жидкость поступает во вторичный отстойник, в нем ил опускается на дно, часть его отводят на обработку, остальной ил подается обратно в аэротенк.

Если нет необходимости в установке большой производительности, можно использовать не аэротенк, а биофильтр. Он выполнен в виде конструкции башенного типа, в которой находится специальный наполнитель, заселенный активными микроорганизмами. Воздух подается в установку снизу, стоки перемещаются сверху вниз через наполнитель, происходит их очищение бактериями, которые перерабатывают органику в кислородной среде.

Обеззараживание

В стоках, прошедших через фильтрацию, содержится много опасных бактерий. Прежде чем сливать такую воду в водоем, следует провести процедуру обеззараживания. Для этого используются:

• реагенты для санитарной обработки;
• метод озонирования;
• облучение воды ультрафиолетом.

Какой метод очистки сточных вод является наиболее эффективным? Нельзя дать однозначный ответ, поскольку у каждого из них есть свои плюсы и минусы. При хлорировании используется токсичный хлор, использовать его нужно осторожно. Важно выдержать воду после такой обработки в течение минимум 30 минут, чтобы хлор выветрился. Поэтому при реализации этого метода используют контактные емкости. Эти резервуары, особенно когда их производительность большая, займут много места.

Метод озонирования достаточно затратный и энергоемкий, для его реализации потребуются герметичные емкости.

Недостаток ультрафиолетового облучения воды заключается в низкой производительности.

Обработка осадков

При очистке хозяйственно-бытовых сточных вод в первичных отстойниках выпадает осадок, во вторичных отстойниках (после аэротенков) образуется активный ил.

Такой осадок необходимо правильно переработать и утилизировать. Проблема заключается в том, что такой ил имеет специфические свойства и образуется в большом количестве. Обычно осадок представляет собой органическую суспензию, которую трудно отфильтровать.

В зависимости от выбранного метода отчистки сточных вод и состава, объем ила колеблется от 0,5 до 10 % от стоков, которые поступают на очистку. Влажность осадка равна 90-99 %, при этом влага находится в связанном состоянии. Прежде чем утилизировать такой ил, важно провести процедуру обеззараживания, поскольку в нем содержатся бактерии и гельминты.

Необходимо правильно переработать, а затем утилизировать скопившийся осадок, для этого нужно решить несколько важных задач, а именно сократить влажность осадка, провести его стабилизацию, уничтожить опасные бактерии и гельминты.

Чтобы перевести основной объем органического остатка в минеральную форму, осуществляют метановое сбраживание, а также проводят аэробную стабилизацию.

Метановое сбраживание реализуется в метантенках, в этих резервуарах при высокой температуре осуществляется минерализация осадка с выделением газа метана. Во время сбраживания, помимо минерализации, также происходит обеззараживание органического осадка за счет термического воздействия.

Выделившийся метан чаще всего используют на самих очистных сооружениях для внутренних задач предприятия. Проблема кроется в том, что газ загрязняется примесями.

Метод аэробной стабилизации используют для минерализации осадка. Во время этого процесса происходит активная аэрация илистого осадка в специальных сооружениях, похожих на аэротенки. Затем осадок обезвоживают. Для этого применяют естественные методы: осадок подсушивают на иловых площадках. Также используется механический способ, когда используются ленточные либо камерные фильтр-прессы, центрифуги, вакуумные фильтры.

Прежде чем обезвоживать илистый осадок, влагу нужно перевести из связанной формы в свободную. Для этого ил следует обработать реагентами и флокулянтами. После обезвоживания влажность осадка составляет 70-80 %, все зависит от выбранного метода. Затем осадок поступает на последующую переработку, его обеззараживают термическим способом.

Продезинфицированный осадок используется в качестве удобрения растений.

Комбинированные методы очистки сточных вод

Полную очистку стоков можно осуществлять комбинированными методами, которых существует несколько. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки.

• Гиперфильтрация

Другое название данного метода очистки сточных вод – «обратный осмос». Осуществляется очистка следующим образом: стоки разделяются с помощью фильтрования под давлением с применением полупроницаемых мембран.

Эти мембраны пропускают молекулы воды, задерживая ионы солей. После такой фильтрации получается чистая вода и концентрированный раствор, который можно утилизировать. Чтобы реализовать метод очистки стоков с помощью обратного осмоса, применяют рулонные, трубчатые, фильтр-прессные аппараты, а также установки с полым волокном.

• Электрохимическая очистка

Электрохимическая очистка включает в себя множество методов очистки сточных вод, которые основываются на воздействии тока. При реализации таких способов используются растворимые и нерастворимые электроды.

Данный метод подходит, чтобы очистить стоки от коллоидных и взвешенных частиц. С помощью электрокоагуляции также получится удалить примеси с высокой адсорбцией к коагулянту, к примеру красители, нефтепродукты, частички жира и масла.

Суть электрофлотации заключается в том, что загрязнения притягиваются к воздушным пузырькам. Такие пузырьки образуются в процессе электролиза. В результате удается очистить сточные воды от частичек жира и продуктов нефтепереработки, а также взвешенных веществ.

Метод электрохимической деструкции позволит расщепить сложные химические загрязнения на простые и безопасные вещества. При реализации этого метода в стоках происходит образование ионов гипохлорида, они очищают сточные воды от патогенных микроорганизмов. Этот способ используется для фильтрации сточных вод, поступающих из фармацевтических заводов и инфекционных больниц.

Заключительный этап – обеззараживание стоков. Данный шаг позволяет убить опасные вирусы и бактерии, которые могут привести к возникновению тяжелых заболеваний.

Наиболее опасны хозяйственно-бытовые, а также промышленно-бытовые стоки, отходы с инфекционных больниц, поверхностно-ливневые стоки, жидкие отходы, поступающие с птицефабрик, мясоперерабатывающих предприятий. Если не провести очистку и обеззараживание таких сточных вод, может начаться эпидемия.

Обеззараживание позволяет уничтожить опасные бактерии и вирусы, находящиеся в стоках после фильтрации.

Метод обеззараживания, показавший максимальную эффективность, – применение УФ-излучения. Чтобы осуществить такую обработку, используют облучение с длиной волны 200-400 нм. При такой бактерицидной обработке лучи проникают в ДКН патогена, разрушая его. В результате размножение бактерий прекращается. Применение подобных установок позволяет остановить образование токсичных веществ в стоках. Только после такой обработки можно сбрасывать воду в водоемы, при этом биоценоз не будет поврежден.

Чтобы осуществить эффективную очистку и обеззараживание бытовых или промышленных стоков, важно подобрать оптимальный метод очистки сточных вод, использовать подходящие реагенты.

Добиться необходимого результата получится с помощью физико-химического, биологического и комбинированного методов очистки сточных вод, именно они являются наиболее популярными. Важно действовать комплексно, для этого нужно не только выбрать подходящий метод очистки, а также правильно использовать очистное сооружение и регулярно обслуживать его.

Чтобы очистить стоки, придется приложить много усилий. Потребуются специальное оборудование и реагенты, недопустимо нарушение технологии работы.

Если все сделать правильно, после очистки стоки будут полностью безопасны для биоценоза и человеческого организма. Для достижения высокого процента очистки нужен комплексный подход. Редко когда удается добиться необходимого результата, применив всего лишь один метод очистки, обычно требуется комбинировать несколько технологий.

И это полезно! Лучшие септики для частного дома и дачи

Разница между очищением и обеззараживанием

При очистке удаляются механические и химические примеси.

Цель обеззараживания – удалить живые микроорганизмы, которые причиняют человеку вред.

К вредным микроорганизмам относятся патогенные и условно-патогенные бактерии, их споры, вирусы, грибки, гельминты и их яйца.

Методы обеззараживания:

1. Химические: обработка воды озоном, диоксидом хлора, гипохлоритом натрия, полимерными антисептиками. Эти вещества убивают патогенов или делают их неспособными к размножению;
2. Физические: обработка воды ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком;
3. Комплексные: комбинирование химических и физических методов.

Сооружения для очистки сточных вод

Вид сооружения для очистки воды определяется методикой, которую выбирает предприятие или застройщик. Стоит подробнее рассмотреть, какой вид оборудования используют для устранения из воды вредных веществ и других загрязнений.

Решётки

Представляют собой устройства механического типа, посредством которых удаётся удалить из поступающих стоков крупный мусор. Воду пропускают через стержни, расстояние между которыми определяется предварительными расчётами. В зависимости от степени загрязнения определяется шаг и количество стержней решётки.

Функции подобных устройств:

• снижение нагрузки на оборудование следующих этапов;
• удаление крупных примесей и осадков;
• обеспечение защиты оборудования от повреждения.

Производители выпускают решётки стационарного и самоочищающегося типа, а также специальные дробилки.

Песколовки

Специальное оборудование для чистки сточных вод. С помощью песколовок из стоков выводят тяжёлые и твёрдые примеси органического происхождения, к числу которых относят:

• гравий;
• песок;
• кости и их осколки;
• шлак.

С помощью песколовок удаётся извлечь из воды частицы бетона и бой стекла. Процесс осуществляется посредством задействования центробежной силы и учёта разных плотностей обрабатываемых веществ. Производители выпускают несколько видов песколовок. Они могут быть вертикального или горизонтального типа, а также аэрируемыми и центробежными.

Отстойник

Ёмкость для накопления жидкости с целью её отстаивания для получения осадка из взвесей и примесей механического типа.

Выпускают следующие виды отстойников.

• Горизонтальные. В этом случае стоки текут параллельно земле, что обеспечивает надёжную работу устройства.
• Вертикальные. Сток поступает сначала в нижний уровень отстойника. Так удаётся оставить тяжёлый осадок и поднять лёгкую воду наверх, где её удаление происходит посредством переливных карманов.
• Радиальные. Конструкция напоминает предыдущий вариант, единственное отличие – наличие перемешивающего устройства. Лопасти вращают жидкость, определяя таким образом направление осадка для его последующей сборки и выведения.

• Оборудование с тонкослойными элементами. В таких отстойниках устанавливают ламели, за счёт чего удаётся увеличить площадь осаждения вредных примесей.

Также отстойники бывают подземными и наземными. Ёмкости используют для устранения из сточных вод органических веществ и коллоидов, за счёт чего снижается нагрузка на окончательную биологическую очистку.

Гидроциклоны

Гидроциклоны – специальные аппараты, посредством применения которых удаётся устранить из жидкости мелкие и твёрдые виды загрязнений. Удаление происходит в потоке с учётом центробежной силы, организованной вращением жидкости внутри.

Подобные устройства распространены на сильнозагрязнённых песком стоках и пульпах, так как с помощью такого оборудования удаётся организовать очистку больших объёмов.

Сетчатый фильтр

Аппарат, очистка воды в котором проводится путём пропускания загрязнённой жидкости через сетчатые элементы. Чаще остальных в качестве таких элементов выступают плетёные сетки из стальной проволоки или волокна из полимера. Размер ячеек сетки определяется количеством поступающей жидкости.

Дисковые фильтры

Основу оборудования составляет наборный картридж, в котором собрано несколько пластиковых дисков для образования полей фильтрации. На поверхности каждого диска нанесена насечка определённого размера. Когда каналы пересекаются, диски формируют поры, в которые проникают примеси и удерживаются там.

Блоки биологической очистки

Блоком выступает аэротен – особая ёмкость, внутри которой живут и размножаются простые микроорганизмы: бактерии и микробы. Их жизнедеятельность поддерживается посредством обогащения стоков кислородом. За счёт их работы и происходит очистка поступающих вод.

Помимо перечисленного оборудования, для очистки сточных вод используют теплообменники, рекуператоры и другие устройства, обеспечивающие получение надёжного результата.

Стадии очистки сточной воды

Механическая

Именно этот уровень очистки присутствует в любой технологической схеме очистных сооружений, более того, он идет самым первым в любой последовательности. Как раз на этой стадии применяются песколовки и решетки. Подобные системы решают задачу улавливания:

• бумажных остатков;
• ваты;
• кусков тряпок;
• фрагментов упаковки;
• прочего сора и посторонних вещей.

Но самое первое звено, которое встречает сточные воды, — это особый резервуар. В нем создаются условия для компенсации пиковых нагрузок. Благодаря насосу большой мощности происходит равномерная подкачка воды для преодоления всех стадий очистки. Недооценивать механическое очищение нельзя — именно здесь удаляется до 75% засорений.

В канализацию могут попадать даже очень крупные взвешенные частицы: банки и бутылки, остатки продуктов и лекарств, пластмасса, иногда мелкий строительный мусор, комья пыли, грязи и земли.

Чтобы такие засоры не мешали нормальной эксплуатации тонких очистных систем, используют решетки и сита, задерживающие все крупнее 1,6 см диаметром. После первичной сортировки эти отходы или перерабатывают на месте, или вывозят на свалки, на комбинаты по профессиональной переработке. В уже упомянутых жироловках устраняются примеси, способные плавать на поверхности. А это не только пищевые жиры, но и различные продукты нефтепереработки. Снятие происходит тем же способом, что и в песколовках, но уже на поверхности, а не в глубине.

Первичный отстойник

Так называют сооружения, где за счет гравитационных эффектов отстаиваются мелкодисперсные частицы. Их форма может быть различной: вертикаль, горизонталь или радиусный тип. Горизонтальное исполнение эффективнее, но требует значительной площади. Вертикальное — подразумевает существенную глубину, что не всегда возможно обеспечить. Радиальные системы малоэффективны, зато дешевые

Аэротенк

Это система, где происходит аэрирование воды за счет механических или пневматических аппаратов подачи воздуха. Аэротенки отличаются высокой эффективностью. Внутри стабильно поддерживается температура выше 5 градусов. Хороший результат зависит от пропорции загрязнителей и активного ила. Критически важен кислородный режим внутренней среды.

Вторичный отстойник

Этот агрегат задержит нерастворимые вещества. Иловый подтип действует при наибольшей загрузке. Есть одноярусные и двухъярусные его варианты. Тут отделяют отмершую биологическую пленку. Геометрическая форма — та же, что и в первичном звене.

Доочистка

Когда пройдены все описанные этапы, в сточных водах остается не более 5—10% исходных загрязнений. Но даже этот уровень недопустимо высок по соображениям безопасности.

Остаточные засоряющие агенты могут причинить необратимый вред экосистемам и здоровью людей. В продвинутых очищающих комплексах всегда присутствуют биореакторы, рассчитанные на глубокую доочистку.

Там происходит обезвреживание:

• органики, неподвластной полезным микробам;
• самих этих микроорганизмов;
• азота в аммонийной форме.

Подобный эффект достигается за счет создания условий для роста автотрофной микрофлоры. Внутрь помещают пластмассовые диски, которые имеют значительную удельную поверхность. Чтобы биореактор работал быстрее, применяют мощную дополнительную аэрацию. Используют и доочищающие фильтры, в которых содержится песок. Эта масса обновляется автоматически, причем беспрерывно; фильтры продумывают таким образом, чтобы они требовали как можно меньшего расхода воды при собственной промывке и занимали ограниченное место.

Обеззараживание

Но и это еще не все. Перед сбросом воды в водоем ее обязательно дезинфицируют. Во многих случаях прибегают к воздействию ультрафиолета, губительного для всей микрофлоры. Лишь ничтожная часть ее (около 0,1%) имеет некоторый шанс пережить обработку. Стоит учесть, что ультрафиолет плохо работает в мутной воде.

На практике и в нашей стране, и за рубежом сбрасываемые стоки преимущественно хлорируют. Это надежный и отработанный многими десятилетиями способ. В сложных случаях проводят супер хлорирование, а чтобы не было дурного запаха, прибегают к преаммонизации.

Дополнительно приходится очищать жидкость от фосфатов, засорение которыми способствует заболачиванию водоемов. Справиться с фосфатами помогают особые коагулянты, которые добавляют строго дозированно.
В частных домах применяют септики. Они проще по строению. Для работы используются только механические и простые биологические факторы. Нет необходимости использовать погружные мешалки и другое продвинутое оборудование. Эти мешалки нужны лишь там, где требуется поддерживать илосмесь во взвешенном виде.

Статья на тему: Септик для частного дома — своими руками