Механическую очистку проводят для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования. Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда, когда осветленная вода после этого способа очистки может быть использована в технологических процессах производства или спущена в водоемы без нарушения их экологического состояния. Во всех других случаях механическая очистка служит первой ступенью очистки сточных вод.
Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.
Сооружения для механической очистки сточных вод:
· решётки (или УФС — устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;
· песколовки;
· первичные отстойники;
· мембранные элементы;
· септики.
Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей — сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.
Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.
В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Очистка сточных вод с использованием прогрессивной мембранной технологии применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврат их в производственный цикл.
Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20-40 %.
В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК5 снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.
А так же существует и широко применяется метод физико-химической очистки.
Физико-химическая очистка заключается в том, что в очищаемую вводу вводят какое-либо вещество-реагент (коагулянт или флокулянт). Вступая в химическую реакцию с находящимися в воде примесями, это вещество способствует более полному выделению нерастворимых примесей, коллоидов и части растворимых соединений. При этом уменьшается концентрация вредных веществ в сточных водах, растворимые соединения переходят в нерастворимые или растворимые, но безвредные, изменяется реакция сточных вод (происходит их нейтрализация), обеспечивается окрашенная вода.
Физико-химическая очистка дает возможность резко интенсифицировать механическую очистку сточных вод. В зависимости от необходимой степени очистки сточных вод физико-химическая очистка может быть окончательной или второй ступенью очистки перед биологической.
Для улучшения параметров очистки могут быть применены различные химические методы, как, например, дополнительная седиментация фосфора солями Fe и Al, хлорирование, озонирование, а также физико-химические методы, такие как электрофлотация или эвапорация.
В отличие от физико-химического метода метод биологической очистки более безопасен и естественен.
Биологическая очистка основана на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов, в растворе и являются для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от загрязнения.
Очистные сооружения биологической очистки можно разделить на два основных типа:
1) сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным;
2) сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.
К первому типу относятся сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации) и сооружения, представляющие собой водоемы (биологические пруды) с проточной водой. В таких сооружениях дыхание микроорганизмов кислородом происходит за счет непосредственного поглощения его из воздуха.
В сооружениях второго типа микроорганизмы дышат кислородом главным образом за счет диффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механической аэрации.
В искусственных условиях биологическую очистку применяют в аэротенках, биофильтрах и аэрофильтрах. В этих условиях процесс очистки происходит более интенсивно, так как создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов.
Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими).
На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК5.
Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.
С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротанки), биофильтры и метантанки (анаэробное брожение).
Первичные отстойники, куда на этом этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные резервуары глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения, в бункер.
Также в биологической очистке, после первичных отстойников, существует вторая линия радиальных отстойников. Это илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.
Так же при очистке бытовых сточных вод нельзя обойтись без дезинфекции сточных вод.
Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.
Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут.
Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных городов в России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод такие как гипохлорит, дезавид и озонирование.
Наряду со стационарными станциями очистки сточных вод в случаях, когда имеется потребность в очистке небольших их объемах или не постоянно, применяются мобильные станции водоочистки. Как правило, они состоят из барбатера, угольного фильтра, емкости обеззараживания и циркуляционного насоса.
1.3 Основные направления развития системы ЖКХ в условиях российской экономики
Приоритетными направлениями модернизации систем водоснабжения и водоотведения при решении задачи бесперебойного обеспечения в необходимом количестве качественной питьевой водой населения района являются:
- приведение показателей качества очистки сточной жидкости, поступающей из очистных сооружений, к требуемым санитарно - эпидемиологическим нормам;
- обеспечение гарантированного сохранения экологически безопасного химико- биологического состава воды;
- снижение показателей аварийности на объектах водоснабжения и водоотведения;
- создание эффективной системы ресурсосбережения и экономного водопотребления.
Эти задачи могут быть реализованы за счет осуществления следующих мероприятий:
- внедрение современных методов автоматизации систем управления;
- телемеханизация управления и контроля работы водопроводных насосных станций с выводом на центральный диспетчерский пункт;
- установка частотных преобразователей на электроприводах насосного оборудования;
- замена морально устаревшего оборудования и трубопроводов на современные, менее энергоемкие, с большим ресурсом эксплуатации;
- реконструкция водозаборных сооружений, водопроводных сетей, очистных сооружений и сетей водоотведения с применением энергосберегающего оборудования и новых технологий и материалов;
- внедрение современных методов подготовки и очистки питьевых вод, решающих основную проблему превышения предельно допустимых норм железа;
- внедрение современных приборов учета воды для обеспечения контроля водопотребления и предотвращения нерационального расходования водных ресурсов - в координации с промышленными и частными потребителями воды;
- внедрение технологий утилизации и переработки обезвоженного осадка сточных вод;
- установка 2-тарифных электросчетчиков на объекты водоснабжения, т.е. ночные и дневные тарифы.
Осуществление данных мероприятий позволит в обозримом будущем добиться:
- значительной экономии электроэнергии;
- увеличения срока эксплуатации насосного оборудования и транспортных сетей до 20%;
- сокращения количества аварий до 50%;
- снижения непроизводительных утечек и, как следствие, сокращения непроизводственных затрат.
В целях улучшения состояния жилищного фонда и снижения издержек по его содержанию и эксплуатации необходимы следующие мероприятия:
- применение энергосберегающих технологий, материалов и оборудования не только на стадии эксплуатации, но и при проектировании, строительстве и реконструкции жилья;