Обзор систем биологической очистки сточных вод

В связи с широким потреблением водных ресурсов человечеством и невозможностью самостоятельного и быстрого очищения стоков в природных условиях возникла необходимость в искусственном очищении. И если избавиться от неорганических компонентов стоков можно с помощью гравитации, то для удаления органических примесей потребуется биологическая очистка сточных вод. О том, что это такое, и какие виды биологической очистки бывают, сегодня и пойдет речь.

Что нужно знать

Что это такое?

Биологическая очистка стоков представляет собой очищение сточных масс за счет расщепления органических соединений колониями определенных микроорганизмов.

Все дело в том, что органические примеси, находящиеся в сточных водах, являются питательной средой для большого количества микроорганизмов, в процессе жизнедеятельности которых разрушаются сложные органические соединения до аминокислот, элементарных белков и обрывков цепочек ДНК. В итоге образовавшийся материал стимулирует усиленное размножение микроорганизмов, вызывая, таким образом, взрывообразное увеличение численности колонии.

Отмершие части колоний микроорганизмов вместе с непереработанной органикой выпадают на дно водоема или резервуара безвредным илом. Одновременно с этим происходит очистка стоков от ядовитых и сложных органических соединений.

Биологические методы очистки сточных вод: сооружения и системы

Аэробная биологическая очистка

Для реализации метода аэробной биологической очистки используются колонии микроорганизмов, которым для поддержания жизнедеятельности необходим доступ к кислороду.

Аэробный реактор (аэратотенк) представляет собой бетонную или металлическую емкость большого объема, на небольшом расстоянии от дна которого располагаются загрузки (в виде сита или «елочек») из полимерных материалов.

Внимание: Загрузки являются основой для аэробных микроорганизмов.

На дне аэробного реактора располагаются аэраторы — трубы, снабженные небольшими отверстиями. Проходящий по ним воздух насыщает канализационные стоки кислородом, создавая оптимальные условия для жизнедеятельности и увеличения колонии микроорганизмов.

Миниатюрные образцы аэротенков получили широкое распространение при создании септиков для загородных домов и дачных участков.

Анаэробная

Биореакторы анаэробного типа (метатенки) представляют собой герметичные металлические или бетонные конструкции, в которых обитают колонии микроорганизмов, не нуждающиеся в кислороде.

Однако жизнедеятельность анаэробных бактерий сопровождается выбросом большого количества метана. В связи с этим метатенки можно устанавливать только на ровной, хорошо продуваемой площади, по периметру которой должны быть установлены газоанализаторы, подключенные к системе пожарной сигнализации.

Как и аэротенки, метатенки широко используются при создании локальных очистных сооружений для частного использования.

Станция биологической очистки сточных вод

В подавляющем большинстве случаев станция биологической очистки стоков представляет собой четырехкамерную конструкцию, ориентированную по поэтапное очищение канализационных вод с помощью активного ила и кислорода. При прохождении всех секций стоки очищаются на 98 процентов, вследствие чего полученная жидкость может быть повторно использована для полива или иных технических нужд.

Несмотря на внушительное количество отсеков, станция отличается компактными размерами и простотой установки. Несмотря на то, что устройство не нуждается в дальнейшей откачке стоков, регулярное техническое обслуживание все же необходимо. Иными словами, необходимо систематически промывать секции при помощи мойки высокого давления и перезапускать агрегат.

На данный момент существует множество компаний, предлагающих приобрести станции биологической очистки стоков. Важно понимать, что подбирать модель необходимо в соответствии с производственной мощностью, предполагаемыми условиями работы и собственными финансовыми возможностями.

Мембранный биореактор

Технология работы мембранного биореактора заключается в комбинировании различных мембранных и биохимических процессов.

Иными словами, мембранный биореактор сочетает в себе процессы микро- и ультрафильтрации и процесс аэробного биологического очищения сточных вод.

Мембраны выполняют роль своеобразного барьера для загрязнений с высокой селективностью, вследствие этого могут быть:

В зависимости от поставленных технологических задач мембранный реактор может быть использован как на этапе завершающего очищения (до стадии обеззараживания), так и для предварительного очищения перед процессом нанофильтрации и обратным осмосом при необходимости обессоливания воды.

Биофильтры

Наиболее часто биофильтры используются для обслуживания автономных канализаций дачи или частного дома.

Биофильтр представляет собой компактную емкость с загрузочным материалом внутри. При этом аэробные микроорганизмы находятся в форме активной пленки и выполняют функцию биологической очистки стоков.

Биофильтры делятся на два типа:

В первом случае устройства отличаются высоким качеством очистки, однако производительность остается невысокой. В то же время для изделий с двухступенчатой фильтрацией характерно как высокое качество очистки, так и высокая производительность.

Как правило, биофильтры состоят из:

Устройства с фильтром капельного типа отличаются лишь порционным поступлением стоков. При этом вентиляция и подача кислорода обеспечиваются естественным путем за счет имеющихся в конструкции открытых пространств.

Биологические пруды

В случае с биологическими прудами процессы самоочищения сточных вод осуществляются в открытых искусственных водоемах. Такой способ намного выгоднее других методов очистки. Для обеспечения поступления достаточного количества кислорода глубина искусственного водоема не должна превышать один метр.

Из-за большой площади водоема вода хорошо прогревается, что благоприятно сказывается на жизнедеятельности обитающих там микроорганизмов. Наиболее эффективно процессы очищения протекают в теплое время года, а при снижении температуры до шести градусов тепла окислительные процессы замедляются.

Важно: При минусовых температурах бактерии впадают в спячку, поэтому в холодное время года биологические пруды не используются.

Условно биологические пруды можно разделить на три категории:

В то время как в первом случае процесс очищения занимает около 14 дней, на очистку стоков в многоступенчатых водоемах уйдет почти месяц.

Схема

Так как биологический реактор является лишь одной из ступеней в сложной системе очищения стоков, схема биологической очистки выглядит следующим образом:

Внимание: Как правило, на дне имеется известковая засыпка, эффективно соединяющая химически активные элементы. При этом на выходе из сооружения может располагаться дополнительный биологический фильтра, увеличивающий степень очищения до 99 процентов.

Отзывы: преимущества и недостатки

Как показывает практика, основными преимуществами биологической очистки стоков являются:

Доочистка

После биологического очищения сточные воды могут быть направлены сразу в грунт или повторно использованы для полива растений. В некоторых случаях допускается выпуск очищенных стоков в водоемы, однако в большинстве случаев содержащиеся в сточных водах, очищенных биологическим методом, остаточные органические соединения, биогенные элементы, ПАВ и бактериальные загрязнения оказывают негативное влияние на водоемы. В связи с этим производственным сточным водам требуется доочистка, предусматривающая:

Выбор устройства доочистки зависит как от местных условий, так и от требований качества очищенных стоков. В каждой конкретной ситуации потребуется частичная реконструкция сооружения глубокой очистки.

Таким образом, использование метода биологического очищения сточных вод не только выгодно, но и наиболее эффективно по сравнению с рядом других способов очистки.

Биологические

Методы биоочистки активно применяются в промышленных и бытовых условиях.

Использование микроорганизмов – обязательный этап улучшения качества сточных вод наряду с механическими, физическими и химическими способами.

Природный процесс, воссозданный в искусственных условиях, помогает справиться со многими загрязнениями без применения дорогостоящих технологий.

Что это такое и каков принцип работы?

После этапа механической фильтрации (удаления нерастворимых частиц) сточные воды попадают на биологическую очистку.

Принцип основан на способности некоторых микроорганизмов расщеплять органические соединения до простых веществ – воды, углекислого газа, метана, сероводорода. Органика является источником энергии для бактерий и простейших.

Сточные воды включают в себя нитраты, аммиак, аминокислоты – они содержат азот, который обеспечивает жизнедеятельность микроорганизмов.

Фосфор и калий добывается бактериями из минеральных солей.

Чем больше в сточных водах этих веществ, тем интенсивнее размножение микроорганизмов и эффективнее очистка.

Методы очистки сточных вод

Специалисты выделяют две большие группы методов биоочистки:

Эффективность

Биологическая очистка сточной воды в промышленных условиях избавляет от 98% загрязнений.

Чтобы поддерживать процесс, нужно все время вносить активные микроорганизмы.

Биологический метод помогает переработать такие загрязняющие вещества и их соединения:

К сточным водам относятся промышленные и хозяйственно-бытовые стоки, а также атмосферные осадки. Все эти группы обязательно проходят этап биологической очистки на промышленных или локальных сооружениях.

Плюсы и минусы

Преимущества биологической очистки:

Биологическая очистка сточных вод не лишена недостатков.

Главные минусы метода:

Механизм процесса

Для улучшения качества сточных вод используется два метода: аэробная и анаэробная биологическая очистка. В первом случае процесс протекает с помощью кислорода, во втором – без него.

Механизм очистки зависит от выбранного метода и биоценоза.

Технологическая схема аэробной чистки

Агентом выступает биопленка или активный ил.

Это совокупность бактерий, грибов, простейших, представителей микрофауны того или иного рода/группы с заданными характеристиками.

Классическая схема аэробной очистки выглядит так:

  1. Сточные воды попадают в анаэробную зону аэротенка-вторичного отстойника. Там они перемешиваются с активным илом.
  2. В установку нагнетается кислород, при необходимости вводятся компоненты, способствующие переработке.
  3. Происходит два биохимических процесса: окисление органического углерода и нитрификация.
  4. Осуществляется один или несколько рециклов: воды снова перемешиваются с активным илом и обогащаются кислородом.
  5. Переработанные стоки отстаиваются – происходит гравитационное разделение иловой смеси.
  6. Избыточный активный ил поступает на переработку, а часть массы возвращается на исходную позицию.
  7. Очищенные воды поступают на доочистку или спускаются в водоем.

Этапы очистки отличаются в разных системах, но суть метода остается той же.

Анаэробной

Этот метод применяется, когда в сточных водах большое количество органических загрязнений, твердых осадков и активного ила. В ходе метаногенеза (так называется процесс анаэробной очистки) загрязнения конвертируются в биогаз, который состоит из метана и углекислого газа.

Технологическая схема классической анаэробной очистки:

  • Сброженный осадок поступает в следующий отсек, где происходит обезвоживание ила в центрифуге. Затем очищенная вода спускается в водоем.
  • Обезвоженный ил поступает в барабанную сушилку. Выделившуюся воду утилизируют.
  • Сухой ил обеззараживается и становится материалом для компостирования.
  • Помощь микроорганизмов и бактерий

    Аэробные бактерии запускают процессы окисления и нитрификации. Для этого им нужен кислород. Микроорганизмы живут в диапазоне температур – от +9 до +28 градусов, рН – 5,0-7,0.

    В активном иле также встречаются:

    1. дрожжи,
    2. плесневые грибы,
    3. простейшие,
    4. коловратки,
    5. малощетинковые кольчатые черви.

    Анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде. Они запускают процессы брожения, аноксигенного окисления и метанообразования.

    Группы анаэробных бактерий:

    Состав доминирующей микрофлоры зависит от характеристик стоков.

    Системы

    Для искусственной аэробной очистки чаще всего используют такие сооружения:

    Процессы анаэробной очистки зачастую проходят в таких традиционных сооружениях:

    Биопрепараты

    Биопрепараты применяют для выполнения таких задач:

    Производители выпускают препараты, где сконцентрировано определенное количество штаммов натуральных бактерий.

    Каждый биопрепарат содержит разные штаммы микроорганизмов, которые подбираются в зависимости от состава сточных вод.

    Популярные биопрепараты:

    НазваниеЦель использованияЦена
    BiofosОчистка бытовых сточных вод43 р./25 мг
    bioExpert BIO STARTERСтимуляция развития активного ила в септике или выгребной яме565 р./400 г
    Unibac (compost, start, winter, effect)Очистка бытовых и промышленных стоков, наращивание активного ила470-750 р./0,5 л.

    Доочистка хозяйственно-бытовых стоков

    В некоторых случаях после биологического этапа воды должны пройти доочистку.

    Это нужно, когда:

    Распространенный метод доочистки – отстаивание в биопрудах с естественной и искусственной аэрацией. В таких водоемах создаются благоприятные условия для массового развития микроорганизмов, которые расщепляют остатки загрязнений и борются с патогенами.

    Несколько месяцев воды отстаиваются в биопрудах, и после удовлетворительного лабораторного анализа поступают в конечный пункт.

    Полезное видео

    Смотрите интересный видеоматериал, в котором подробно рассказано о процессе очистки сточных вод биологическим методом.

    Заключение

    Биологическая очистка сточных вод – метод, основанный на возможностях микроорганизмов, при помощи которых можно перерабатывать органические и некоторые минеральные загрязнения.

    Особенности процесса:

    Биологическая очистка – обязательный этап улучшения качества сточных вод. Соблюдение технологий делает процесс безопасным, высокоэффективным и даже полезным для окружающей среды.

    Отходы очистных сооружений, способы их утилизации.

    Виды ЖБО

    Жидкие отходы бывают промышленными и бытовыми.

    Промышленные отходы — те, что продуцируют предприятия. Нередко это токсичные продукты. При контакте с некоторыми из них вероятен летальный исход. Это эмульсии, нефтерподукты, жиры, остатки пищи, радиоактивных веществ. Обезвреживание таких продуктов производится путем сжигания в реакторах, циклических печах, методом химической нейтрализации, загущением глиной. Класс опасности у ПЖО — от 1 до 5. Их утилизация осуществляется при участии специальных контрольных органов.

    Бытовые жидкие отходы — это те, что образуются в домохозяйствах населения без системы канализации. К ним относят: фекальные массы, стоки из помещений санитарного назначения. Опасность ЖБО в том, что возможно выделение газов, в том числе сероводорода, аммиака. Также загрязняются подземные воды, почвы. Поэтому их следует регулярно удалять, вывозить и правильно утилизировать.

    Биологическая очистка сточных вод

    Частный сектор сегодня стремительно расширяется, особенно в окрестностях больших городов. При этом чаще всего в районах такой застройки отсутствует возможность подключения к центральной канализации, что делает проблему утилизации сточных вод от строящихся домов особенно острой. Без должной очистки стоки рано или поздно проникают в зону питьевого водозабора, что приводит к ухудшению экологии и создает опасность для здоровья людей. На сегодняшний день для переработки хозяйственно-бытовых сточных вод наиболее предпочтителен метод биологической очистки, который представляет собой метод утилизации, основанный на применении аэробных бактерий. Технология является экологически чистым, безопасным и эффективным способом устранения вредных веществ, содержащихся в нечистотах.
    Область применения
    Биологическая очистка сточных вод реализуется в автономных локальных и комплексных системах для обслуживания дач и загородных домов, используемых для постоянного проживания. Этот метод эффективен при переработке хозяйственно-бытовых стоков как от отдельных коттеджей, так и зданий, находящихся на одной обслуживаемой территории, – малоэтажных жилых комплексов, коттеджных поселков, мотелей, блоков санаториев, турбаз.
    Что такое активный ил
    Активный ил – это осадок, образующийся при биологической очистке, в котором аккумулируется большое количество микроорганизмов и происходит окисление органических веществ. Это темно-коричневые хлопья, имеющие размер всего несколько сотен микрометров; 70 % в них составляют живые бактерии, 30 % – твердые неорганические частицы.

    Действие бактерий при очистке сточных вод

    Сточные воды от жилых и промышленных объектов имеют неоднородный химический состав. В них преобладают органические вещества: отходы жизнедеятельности человека, пищевые жиры, ПАВ (поверхностно-активные вещества, компоненты большинства видов моющих средств). Органика, разбавленная водой – это питательная среда для микроорганизмов, которые разлагают ее на отдельные молекулы или усваивают практически полностью. Системы биологической очистки работают по технологии мелкопузырчатой аэрации (принудительного нагнетания воздуха). Сточные воды активно насыщаются кислородом, что стимулирует размножение аэробных бактерий, попадающих в установку вместе с нечистотами. Микроорганизмы поглощают (окисляют) биологические отходы, превращая их в хлопья ила. Таким образом, сточные воды очищаются от загрязнений и запаха, становятся прозрачными, не загнивают.

    Читайте также:  Бани с хозблоком: проекты бань с сараем и гаражом под одной крышей. Как построить угловую баню совмещенную с беседкой или террасой?

    Этапы биологической очистки

    Биологический метод очистки сточных вод применяется, в частности, в системах автономной канализации «ТОПАС».

    Первичная очистка

    Сточные воды попадают по трубопроводу в приемную камеру. В ней поток проходит механическую и биологическую очистку с помощью фильтра, который задерживает крупные фракции.

    Взаимодействие с активным илом.

    При помощи насоса-эрлифта частично очищенные сточные воды закачиваются в аэротенк, где взаимодействуют с активным илом и окисляются. В итоге органические соединения, содержащиеся в воде, полностью разрушаются. Отделение ила. Вода с растворенным в ней илом поступает во вторичный отстойник, имеющий форму перевернутой пирамиды. Здесь биологическая масса оседает на дно, а вода выводится из установки. В процессе вторичной очистки образуется стабилизированный ил, который перемещается из стабилизатора в аэротенк для повторного использования.

    Продукты очистки сточных вод

    Техническая вода. Полученная в ходе переработки сточных отходов вода оказывается очищенной до 98 %. Этот показатель соответствует степени очистки, соблюдаемой в работе городского водопровода. При правильной работе системы глубокой очистки получается прозрачная чистая вода без неприятного запаха. Очищенные стоки можно сбрасывать в дренажный колодец, в ливневую канаву или использовать для полива декоративных растений. При условии обеззараживания такую воду можно сбрасывать в водоемы.

    Стабилизированный ил.

    В системах биологической очистки сточных вод предусмотрено многократное использование активного ила. Удаление ила из стабилизатора осуществляется по истечении его срока действия, т. е. 1 раз в 3–6 месяцев, посредством дренажного насоса. Полученную массу можно поместить в компостную яму и после перегнивания применять на участке в качестве полезного биологического удобрения.

    Преимущества системы «ТОПАС»

    Высокая производительность. Очистка сточных вод биологическим методом имеет высокую эффективность: КПД автономной системы достигает 98 %, что отвечает требованиям стандарта об охране поверхностных вод. В зависимости от купленной модели Вы можете использовать систему «ТОПАС» для обслуживания объекта с количеством постоянных жильцов от 3 до 150 человек.

    Удобство при монтаже. Комплексы «ТОПАС» сохраняют свои монтажные и эксплуатационные качества в любых климатических условиях и в грунте любого типа. Установка компактных моделей (для обслуживания не более 20 жильцов) не требует бетонирования котлована, поскольку надежный полипропиленовый корпус имеет ребра жесткости. В данном случае монтаж осуществляется только на песчаную подушку. Система глубокой очистки «ТОПАС» может быть размещена на сравнительно небольшой площади (1,5 м2). Наличие монтажных петель и малый вес установки позволят легко перевезти и установить станцию. Для отведения очищенной сточной воды можно выбрать самотечный или принудительный способ. Комфорт в использовании. Процесс переработки сточных вод в системе «ТОПАС» полностью автоматизирован и не требует частого вмешательства пользователя. Данный метод очистки не вызывает сильного шума от работы оборудования и образования неприятного запаха. Крышка находится над поверхностью земли – это даст Вам возможность легко контролировать и обслуживать систему.

    Экологичность. Установки глубокой очистки «ТОПАС» производятся из полипропилена, не подверженного разрушению при контакте с грунтом. Корпус системы полностью герметичен за счет инновационной технологии сварки. Благодаря этому риск попадания неочищенных сточных вод в почву сведен к нулю.

    Экономичность. Биологический метод очистки не требует постоянной покупки расходных материалов и регулярного обращения к услугам ассенизаторов для забора накопленных стоков. Глубокая очистка позволяет получить чистую техническую воду, которую можно использовать для бытовых нужд (мытья машины, полива декоративных растений). А отработанный активный ил после его компостирования с успехом применяется при удобрении растений на участке.

    Если Вы хотите заказать установку «ТОПАС», свяжитесь со специалистами Группы в своем городе. Получить подробную информацию Вы можете по телефонам региональных офисов или по номеру в Москве.

    Сбор ЖБО

    Владельцы индивидуальных домов, где недоступна система канализации, должны оборудовать выгребную яму. В нее поступают и там хранятся все описанные выше продукты. Отстойники до 1 м3 в сутки строятся рядом с загородными и дачными домами. Расстояние до летней кухни при этом должно быть не менее 5 метров. Если же стоков больше 8 м3, то расстояние увеличивается до минимальных 8 метров.

    Другие дистанции, которые необходимо соблюдать:

    Выгребная яма должна быть герметичной, не проницаемой для влаги, поэтому ее обязательно гидроизолируют. Тогда нечистоты не заражают грунта и водоносных пластов. Над отстойником делают крышку, которой закрывают яму, а также решетку. Эксплуатация выгребной ямы в отсутствие акта проверки на герметичность не допускается.

    Сооружения, в которых накапливаются нечистоты, очищают не реже раза в шесть месяцев. Вместе с тем проводят их дезинфекцию. Для этого используют специальные химические средства с гипохлоритом натрия, креолином, хлорной известью (но не сухой), нафтализолом, метасиликатом натрия.

    Нельзя допускать, чтобы уровень стоков был выше, чем 35 см до поверхности грунта. Запрещено в выгребные ямы выбрасывать ТБО, сливать химические вещества, бензин, смолы, другие токсичные продукты.

    Биофильтр

    Биофильтрами называется класс очистных сооружений, обеспечивающих биологическую очистку сточных вод в толще биопленки, которая представляет собой колонии бактерий прикрепленных к биозагрузке. Несмотря на количество терминов, процесс очистки и работы сооружения относительно прост: канализационные стоки пройдя предварительную очистку от крупных и нерастворимых загрязняющих веществ, попадают в корпус биофильтра заполненного инертным материалом, при этом в зависимости от конструкции сток может или распыляться на биозагрузку в виде мелких капель, или проходить через нее насыщаясь кислородом с помощью аэрационных систем. Бактерии образуют на поверхности загрузочного материала популяции — прикрепленный биоценоз, усваивают кислород воздуха, растворенные питательные вещества, размножаются. Переизбыток бактериальной пленки, а так же умершие популяции, смывается поступающей водой, по этой причине работа биофильтра без вторичного отстойника невозможна. При выборе биофильтра или станции очистки работающей по принципу биофильтрации, важно обратить тщательное внимание на материал биозагрузки.

    Септик

    Еще один вариант организации сбора стоков — обустройство септика. Это герметичная емкость, которая делится на несколько отсеков. Первый представляет собой отстойник глубокого осадка, куда поступают сточные воды. Здесь происходит начальная очистка жидкостей. Второй предназначен для разложения химсоединений, образованных моющими средствами и другими продуктами, органики. В третьем бытовые канализационные стоки очищаются до 65%, а затем происходит окончательное очищение почвой.

    С одной стороны к ней подходит трубопровод канализации, с другой — труба, через которую отводятся осветленные стоки. Объем сборника зависит от расхода сточных вод.

    Септик тоже нужно очищать и откачивать из него ил, жировые отложения, образовавшиеся на стенках резервуаров. Если этого не делать, количество осадка и толщина плавающей корки со временем возрастает. От этого объем емкости сокращается, стоки очищаются не 2,5-3 суток, а меньше. Соответственно в почву попадают загрязненные воды.

    Проверка состояния септика

    Чтобы проверить степень загрязнения емкости, в нее опускают палку и определяют границу осадка. Ее сравнивают с нормативной (показатель не должен быть более трети рабочей глубины). Если эта разница меньше 10 см, резервуар нужно очищать.

    Используемый транспорт

    По правилам вывоза жидких бытовых отходов, для очистки выгребной ямы и септика владельцы участков заключают договора с компаниями, которые предоставляют услуги по ассенизации.

    Для вывоза бытовых отходов предназначены ассенизаторские машины, создающие вакуум. По всасывающему рукаву, опущенному в яму, ЖБО поступают в цистерну.

    Другой вид транспорта — это илососы. Они имеют ряд преимуществ перед вакуум-машинами. Такие установки очищают резервуары от твердого осадка за счет того, что создают мощный напор воды и размывают отложения.

    Механическая очистка стоков в канализациях локального типа

    В данном случае под механической очисткой подразумевают удаление из стоков нерастворенных взвешенных примесей. Недостатком механической очистки является невозможность удалить из сточных вод растворенные органические соединения. Именно поэтому механические приспособления для очистки канализационных вод (например, песколовки, сита, отстойники, решетки и т.д.) используются в качестве подготовительного этапа к очистке стоков биологическими методами. Учитывая «медлительность» физических процессов связанных с гравитационным оседанием взвешенных веществ, применяют совместные методы очистки, так называемую физико-химическую очистку. Группа химических методов основана на применении всевозможных осаждающих реагентов, которые преобразовывают растворенные в воде органические примеси в твердое состояние. Затем эти вещества оседают. К недостаткам данных методов очистки следует отнести высокую стоимость реактивов, и необходимость особенно внимательно следить за дозировкой. Для очистки хозяйственно-бытовых стоков химическая очистка применяется крайне редко. В основном ее используют для обработки производственных сточных вод или при необходимости обеспечить максимально возможное качество очистки. В настоящее время (2017г.) на Российском рынке локальных очистных сооружений, метод осаждения взвешенных веществ с помощью реагентов использует только концерн UPONOR, например в станции WehoPuts10. При всех достоинствах механических и химических методов очистки, они не решают главный вопрос – вопрос утилизации отходов, поэтому существует еще и биологический метод очистки канализационных стоков.

    Требования к ЖБО

    Жидкие бытовые отходы, которые вывозятся и сбрасываются в централизованную канализационную систему или приемную камеру очистных сооружений, не должны:

    Показатель рН должен находиться в пределах 6,5–9, более высокие и низкие отметки не допускаются.

    Утилизация жидких бытовых отходов

    Запрещено сливать собранные ЖБО в водоемы и на почву. Машины после опустошения выгребных ям и нечистот отправляются на сливные станции. Если таких сооружений в населенном пункте нет, то отходы нейтрализуют. Тогда их сливают на негодных для выращивания сельскохозяйственных культур угодьях, удаленных от населенных пунктов на расстояние не менее одного километра. Эти участки называют ассенизационными полями.

    Иловые осадки, откачанные из септиков, научились перерабатывать в компост. Продукт используется для выращивания огородных культур, комнатных растений.

    ЖБО — не опасный груз

    Жидкие бытовые отходы в большинстве случаев не относятся к опасным грузам. Они могут быть отнесены к этой категории только в том случае, если специальная лаборатория выявит в составе вещества, способные серьезно навредить окружающей среде.

    Бытовые отходы, которые хранятся в жидком состоянии, относятся к четвертому классу опасности и считаются маловредными.

    Принцип анаэробной очистки

    Во время анаэробной очистки сточных вод загрязненная вода подается в метантенк куда одновременно с ним вводят активный ил, содержащий простейших и прокариотов. Далее происходит соединение и нагревание содержимого.

    Дефицит кислорода приводит к тому, что из органики выделяются жирные кислоты, которые трансформируются в двуокись углерода и углеводород. Ил постепенно стекает в отверстие на дне резервуара, а полученный газ через трубу в крыше.

    Советуем почитать: Сколько стоит и способы утилизации резины

    Особенности систем очистки сточных вод за городом

    Любой застройщик при благоустройстве загородного дома рано или поздно озадачивается вопросом, как устроить локальную канализационную систему. Современные технологии позволят решить этот вопрос несколькими способами, среди которых станция очистки, септик из бетонных колец и так далее. Но для выбора оптимального варианта необходимо комплексное решение.

    Способы очистки сточных вод

    Необходимо знать, что очищать сточные воды можно двумя способами: анаэробным и аэробным.

    ​Первый способ применяется в различных видах септиков – начиная от простых переливных септиков из бетонных колец и заканчивая локальными очистными сооружениями. Второй способ очищения используется в автономных системах канализации – станциях глубокой биологической очистки.

    Способ очисткиСуть способа
    Анаэробный.Очистка сточных вод происходит за счёт анаэробных бактерий, которым не требуется доступ воздуха. В этом способе степень очистки может достигать около 70% и поэтому воду на выходе из канализационной установки требуется дополнительно очищать. С этой целью используются поля фильтрации.
    Аэробный.Очистка сточных вод происходит за счёт аэробных т.е. требующих присутствия воздуха бактерий. Благодаря принудительному нагнетанию воздуха происходит более быстрый процесс расщепления загрязнённых вод, что позволяет достичь степени очистки свыше 95%.

    ​Первый способ применяется в различных видах септиков – начиная от простых переливных септиков из бетонных колец и заканчивая локальными очистными сооружениями. Второй способ очищения используется в автономных системах канализации – станциях глубокой биологической очистки.

    Септик из бетонных колец

    Этот вид локального очистного сооружения, работая по анаэробному принципу, несмотря на свою простоту и дешевизнутребует вдумчивого подхода. Вот какие особенности могут быть у этого вида септиков.

    Главный инженер компании “Артезиум” Дмитрий Задруцкий:

    – Хотя подобный вид очистного сооружения на участке часто сооружают самостоятельно, следует учесть ряд особенностей данного вида септика:

    К недостаткам подобного вида септика можно отнести:

    В этот септик можно сбрасывать туалетную бумагу, средства личной гигиены и производить слив из стиральной машины, но сброс из посудомоющей машины уже не желателен, т.к. образуется жировое отложение на стенках магистральной трубы. Невозможно использовать воду для полива, и необходимо периодически вызывать ассенизаторскую машину для откачки септика.

    Локальное очистное сооружение

    Разобраться какие процессы происходят в этом виде септика, нам поможет управляющий партнер компании “Тритон Пластик” (г. Москва) производитель септиков «ТАНК» Владимир Пивоваров:

    – Принцип работы септиков: сточные воды из домашних устройств самотеком направляются по трубопроводам в первую камеру септика, где проходит их естественная сепарация на легкие – жиры, маслянистые вещества, органические отходы и тяжелые составляющие. Тяжелые фракции опускаются на дно и со временем превращаются в ил, легкие вместе с водой поступают во вторую камеру для бескислородной переработки анаэробными бактериями, а затем, если она есть, и в третью камеру.

    А окончательная очистка стоков выполняется уже в полях фильтрации, подбираемых исходя из впитывающих характеристик грунта на участке и глубины залегания подземных вод во время монтажа.

    Органический ил, скопившийся в приемной камере септика в результате переработки тяжелых фракций из сточных вод, периодически утилизируется путем откачки через рукав ассенизаторской машины.

    Следует обратить внимание, что для подобного тип септика требуется обязательное устройстваполей фильтрации. Так как вода после септика очищается примерно на 60-70% и требуется её доочистка для сброса в грунт.

    После процесса дополнительной очистки вода очищается практически до 99%. Однако не рекомендуется использовать данные стоки для полива или других нужд.

    Владимир Пивоваров:

    – При сезонном проживании, откачка требуется один раз в 1-3 года в зависимости от количества проживающих человек и интенсивности использования. Это можно оценить, визуально открыв крышку люка в септике перед зимним периодом. При постоянном проживании откачка 1 раз в год или с добавлением бактерий раз 5-8 лет.

    В условиях же сезонного проживания, необходимо всего лишь раз в год производить откачку осадка из септика при консервации его на зимний период.

    А при постоянном проживании, используя засыпку специальных бактерий для интенсивного разложения осадка, примерно один раз в месяц, откачка требуется значительно реже, лишь раз в 5-8 лет.

    Септик можно использовать для любых типов грунтов, в том числе, нефильтрующих и с высоким уровнем грунтовых вод.

    К основным достоинствам подобного вида очистных сооружений относятся:

    Станция глубокой биологической очистки

    Разбираемся, какие достоинства заключает в себе станция биологической очистки и как происходит очищение стоков.

    Эксперт компании «СБМ – Групп» производящей автономные системы локальной канализации «ЮНИЛОС» Бескищенко Максим.

    – Принцип действия станции глубокой биологической очистки основан на методе непрерывного культивирования микроорганизмов, которое происходит под действием кислорода или как его ещё называют методе аэрации. А очищение стоков происходит за счёт активного ила получающегося из бактерий и микроскопических животных.

    Активный ил – это взвешенная в воде активная биомасса, осуществляющая процесс очистки сточных вод в аэротенке. Образующееся при биологической очистке большое сообщество микроорганизмов интенсивно окисляют органические вещества.

    Благодаря органическим веществам, находящимся в сточных водах и избытку кислорода поступающего в установку, эти бактерии начинают бурно развиваться и затем склеиваются в хлопья, после чего они выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. При попадании в выходной отстойник ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.

    Станция биологической очистки позволяет использовать очищенную воду для полива. А активный ил, образующийся в аэротенке, по своей структуре очень похож на речной и является ценным удобрением. Так что вызывать ассенизационную машину не придется.

    В отличие от выгребных ям, станция биологической очистки не накапливает нечистоты, а обеспечивает их биохимическое разложение на простые, безопасные соединения – техническую воду и стабилизированный активный ил, следовательно, отсутствует дурной запах. Поэтому станция биологической очистки может быть установлена вблизи дома, на удалении от 2-х метров, а очищенную воду можно сразу отводить на рельеф местности без использования систем почвенной доочистки.

    Разбираемся с особенностями эксплуатации подобной системы.

    Бескищенко Максим:

    – Несмотря на надежность работы системы, существует ряд правил, которых необходимо придерживаться для эффективной работы станции глубокой очистки, а именно: в канализацию запрещается сбрасывать отходы от строительства, химические вещества, полимерные материалы, нефтепродукты и другие биологически не разлагаемые соединения. А при отключении электричества, необходимо сократить водопотребление, так как возможно переполнение приемной камеры станции биологической очистки и попадание неочищенного стока в окружающую среду. Также необходимо производить своевременную откачку активного ила.

    Подведя итог можно отметить, что станция биологической очистки обладает следующими основными достоинствами:

    С чего начинается выбор автономной канализации

    Для того чтобы выбрать локальное очистное сооружение, потребителю в первую очередь необходимо ответить на несколько простых вопросов:

    Владимир Пивоваров:

    Зная, что городская норма потребления воды составляет 200 литров в сутки на одного человека, каждый потребитель может подобрать необходимый объём локальной очистной установки для своего дома.

    Важное влияние оказывает расположение септика на участке, почвенные характеристики и тот фактор, куда будет осуществляться сброс очищенных стоков. В зависимости от этого подбирается схема установки септика и соответствующее дополнительное оборудование. Так для классической схемы монтажа с низким уровнем грунтовых вод потребуются инфильтраторы, дренажные трубы или колодец, в соответствии с тем, как у вас будут организованы поля фильтрации.

    Владимир Пивоваров:

    – Садоводам нужно помнить, что посадка деревьев ближе 3-х метров от места расположения септика не разрешается, особенно тех деревьев, у которых очень мощная корневая система. А если на участке уже есть колодцы или скважины с водой, то установка фильтруюущей площадки септика должна осуществляться на расстоянии более 15 метров от них.

    Подводя итог, можно сказать что, вооружившись необходимыми знаниями, а главное, чётко представляя себе возможности и особенности того или иного очистного сооружения, любой застройщик сможет выбрать наиболее оптимальную систему канализации и тсанцию очистки канализационных стоков.

    Обработка и утилизация осадков сточных вод

    Все мы принимаем ванну, используя косметические средства, моем посуду, применяя специальные жироразлагающие жидкости, используем уборные. Вся эта деятельность связана с водой, которая смывается и течёт по стокам. Ещё больше химии и вредных веществ выбрасывают предприятия. Ежедневно тонны сточных вод текут из домов и заводов, городских улиц и канализаций. Если бы не производились обработка и утилизация осадков сточных вод, людям пришлось бы столкнуться с экологической катастрофой.

    Рассмотрим проблему подробнее и разберёмся, как её решают современными методами.

    1. Что такое осадки стоков?
    2. Классификация сточных вод (СВ)
    3. Производственные
    4. СВ, производимые вспомогательными системами
    5. ОСВ, производимые обслуживающими и подсобными цехами
    6. Как осуществляют утилизацию осадков сточных вод?
    7. Этапы и особенности очистки стоков производства
    8. Процесс первичной обработки
    9. Процедура биологической обработки
    10. Процесс третичной очистки
    11. Процесс обработки осадка
    12. Процедура устранения запаха
    13. Этапы утилизации стоков промышленного производства
    14. Общая утилизационная система
    15. Выведение сточных вод промышленности в канализацию
    16. Системы очистки стоков производства
    17. Сточные воды черной металлургии
    18. ОСВ целлюлозно-бумажного производства
    19. Стоки нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности
    20. Утилизация осадков сточных вод: применяемые технологии
    21. Пиролиз
    22. Сжигание
    23. Утилизация с целью получения удобрений
    24. Депонирование
    25. Применение шлака
    26. Кому нужна такая процедура?
    27. Заключение

    Что такое осадки стоков?

    Жидкие стоки, содержащие нейтральные вещества и твёрдые загрязнители, скапливающиеся в канализационных системах, это и есть сточные воды. Степень их загрязнения составляет около 10% от общего объёма.

    Вне зависимости от природы стоков, все они должны пройти обработку с целью обеззараживания. Прежде чем попасть в окружающую среду и соединиться с природными водами, они должны подвергнуться очистке не менее, чем на 95-98%.

    Важно: В процессе очистки и отстаивания водных стоков образуются осадки сточных вод (ОСВ) – твёрдые элементы и вещества.

    В зависимости от степени загрязнённости ОСВ могут составлять 0,5-10% от очищаемой жидкости.

    В состав осадков входят:

    1. Отложения с жидкой консистенцией. В данной части обязательно присутствуют яйца червей-паразитов, грибки, вирусы и бактерии.
    2. ОСВ твёрдой консистенции, на 15-20% состоящие из почвенных питательных компонентов, а также из органических элементов – углеводов, белков и жиров.

    Классификация сточных вод (СВ)

    К СВ применяют различные виды классификации. По концентрации сточные образования подразделяют на 3 группы:

    Рассматривая осадочные образования с точки зрения источника их поступления, следует применять другую классификацию:

    Коагулянты склеивают и сгущают жидкости, флокулянты провоцируют образование рыхлых хлопьевидных агрегатов. ОСВ, получаемым из первичных отстойников, песколовок и решёток, характерна неизмельчённая структура. Осадки, поступающие из прочих блоков очистки, измельчённые.

    Важно: Есть 2 основных направления применения осадков сточных вод – сырьё для выработки тепла в процессе сжигания и органоминеральное удобрение.

    Большое количество воды использует промышленность. Сточные воды, полученные в результате производственного процесса, утрачивают свои первоначальные свойства и не могут без соответствующей обработки использоваться вторично. СВ производства загрязнены:

    Данная категория сточных отложений бывает 3-х видов:

    Остановимся подробнее на особенностях каждого вида.

    Производственные

    Эта категория создаётся в результате непосредственно производственного процесса. Так как водный поток не прекращает движения, на предприятиях ведётся систематический учёт ПСВ.

    Наиболее часто встречающиеся виды стоков:

    СВ, производимые вспомогательными системами

    Данная категория не представляет опасности для природы, так как не содержит в составе токсичных веществ. Категорию получают в результате функционирования дополнительных зданий промышленного предприятия. К виду относятся:

    ОСВ, производимые обслуживающими и подсобными цехами

    Данный вид стоков образуют административно-хозяйственные строения, склады, подсобные помещения. Потенциально загрязняющими СВ являются электроцеха и ремонтно-механические цеха.

    Как осуществляют утилизацию осадков сточных вод?

    ОСВ очищаются по пути следования в природную среду. На крупных предприятиях процесс отстаивания с целью отделения грязного слоя происходит на месте производства. Продуктами отстаивания могут быть:

    Осевший материал перевозят в места дальнейшего обезвреживания – заводы по переработке отходов. Очищенные воды направляются в свою естественную среду.

    Этапы и особенности очистки стоков производства

    Чтобы сделать утилизацию максимально безопасной, сточные воды подвергаются предварительной очистке в специальных сооружениях. Конструкция сооружений зависит от характеристик производства. Процесс очистки включает несколько этапов.

    Процесс первичной обработки

    Есть несколько проверенных первичных способов очистки промышленных стоков:

    Для каждого предприятия подбирается оптимальный метод обработки. Если в сливаемой жидкости нет опасных примесей, первичную обработку не осуществляют.

    Процедура биологической обработки

    Применяются различные методики биообработки. Выбор зависит от отсутствия или наличия факторов:

    Наиболее часто применяемым методом является использование биопленки либо активного ила. Вещества содержат микроорганизмы, которые нейтрализуют опасные элементы.

    Процесс третичной очистки

    Данная процедура осуществляется с целью улучшения качества вод перед тем, как они будут слиты в естественную среду. Данная мера применяется тогда, когда показатели качества жидкости не дотягивают до норм ПДК.

    Часто на производстве метод третичного очищения применяется для повторного использования сточных вод в механизмах пожаротушения, системах охлаждения, цехах.

    Процесс обработки осадка

    Важным моментом является снижение количества осадка. Для этого предпринимают такие действия:

    Процедура устранения запаха

    В среду жидкость, подвергаемая переработке, должна попасть без запаха. Его наличие или отсутствие зависит от характеристик производственного процесса. Большая часть компонентов, обладающих неприятными запахами, нейтрализуется ещё на этапе первичной обработки.

    Причиной неприятных запахов служит деятельность микроорганизмов, которые используются для биологической очистки. В данном случае применяется одна из проверенных методик устранения запахов:

    Этапы утилизации стоков промышленного производства

    В регионах, где функционирует сразу несколько промышленных предприятий, особенно остро стоит вопрос утилизации ПСВ. Для его решения на производствах устанавливаются специальные очищающие сточные воды установки.

    Общая утилизационная система

    Основным способом утилизации ОСВ является слив жидких отходов в ближайшие водоёмы. Этот способ хорош только в том случае, если была произведена предварительная очистка сливаемого материала. Если нет, природе наносится серьёзный урон.

    Неправильная, противоречащая законодательству и санитарным нормам утилизация ведёт к тому, что страдают и другие хозяйственные отрасли – аграрная, рыболовная и т. п. Гибнут рыба и животные, люди страдают различными заболеваниями.

    Выведение сточных вод промышленности в канализацию

    При условии соответствия правилам приёмки сточных вод производства стоки предприятий могут поступать в городские канализационные системы.

    При нарушении данного правила начнётся ухудшение экологической ситуации, которая и так находится в плачевном состоянии. Чтобы не ухудшить экологию, СВ проходят этапы очистки.

    Системы очистки стоков производства

    В зависимости от специфических особенностей предприятия применяются различные методики очистки сточных вод. Наиболее популярными являются методы применения:

    Современные промышленные предприятия сооружают установки многоступенчатой очистки, что позволяет на выходе получать совершенно безопасную воду, пригодную для вторичного применения.

    Сточные воды черной металлургии

    Коксохимические, железорудные и металлургические производства образуют большое количество отходов. Источниками загрязнённых сточных вод преимущественно являются доменные, травильные и сталеплавильные цеха.

    Если слить неочищенные жидкие отходы в водоёмы, на дне будут собираться опасные отложения, вызывающие вторичное загрязнение. Последнее связано с тем, что вода разносит отходы на большие расстояния. Это приводит к нарушению естественного процесса самоочистки.

    ОСВ целлюлозно-бумажного производства

    Целлюлозно-бумажная промышленность потребляет на выпуск 1 тонны продукции 350 кубометров жидкости. Этот показатель может достигать 600 кубометров. Прошедшие производственный процесс сточные воды содержат:

    Наиболее эффективным методом утилизации является потоковое канализование. СВ разделяются на несколько индивидуально очищаемых потоков. Также отходы подвергают предварительной механической чистке с целью извлечения загрязняющих частиц. Далее сточные воды проходят биологическую обработку для нейтрализации опасных элементов.

    Стоки нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности

    Главная опасность, представляемая данными видами производства – нефтяная плёнка, которая образуется в водоёмах в случае сброса сточных вод. Плёнка не только обладает неприятным запахом, но и может поразить всё живое на больших площадях. Если концентрация достигает показателя 2000 мг/л, погибает рыба.

    Чтобы избежать экологической катастрофы, на производствах проводится комплекс санитарно-технических и технологических мероприятий. В результате, сливы, прежде чем попасть в естественную среду, очищаются от всех видов загрязнений.

    Утилизация осадков сточных вод: применяемые технологии

    На сегодняшний день применяется несколько методик утилизации ОСВ и ПСВ. Это:

    Все перечисленные варианты имеют как достоинства, так и недостатки. Некоторые позволяют вторично использовать утилизируемое сырьё. Это самые прогрессивные и перспективные методы.

    Остановимся отдельно на каждом из перечисленных способов.

    Пиролиз

    За данным способом будущее, так как он исключает попадание в окружающую среду вредных компонентов. Пиролиз направлен на обработку исключительно органических компонентов. В основе метода — разложение под воздействием температур до +700°C. Кислород в процессе не участвует.

    В результате переработки получают:

    Полукокс обрабатывают дальше методом газификации и в результате получают горючий газ. Органика уходит вместе с газом. При помощи газификации получают оксиды металлов, представляющие собой очищенный шлак, который можно использовать вторично.

    Сжигание

    У данного метода долгая история, так как он относится к самым традиционным и давним. Процесс осуществляется по такому алгоритму:

    1. Активируется факел из горячего песка.
    2. Отходы располагаются над воздушным потоком.
    3. Осадки проводятся через факел.
    4. Происходит сжигание, в результате которого образуется газ.
    5. Газ очищается.

    Первые утилизационные заводы с описанным циклом были открыты в 80-х гг. в Европе, США и Японии. В 90-е годы строительство заводов начали приостанавливать, так как было выявлено отрицательное влияние метода на природу.

    Утилизация с целью получения удобрений

    Жидкие отходы некоторых производств относятся к 4-му классу опасности, потому их разрешают утилизировать для получения удобрений.

    Сказанное не относится к сточным водам, которые содержат токсичные компоненты и тяжёлые металлы. Разрешённая для применения в качестве удобрений концентрация опасных веществ устанавливается нормативными актами.

    Важно: Фермы Западной Европы, пропагандирующие выращивание экологически чистой продукции, отказались от использования удобрений из ОСВ.

    Депонирование

    Утилизация данным методом осуществляется на иловых площадках. Этот путь применяют для обезвреживания 90% сточных вод.

    У методики есть существенный недостаток – выделяемые в процессе испарения (биогаз) загрязняют атмосферу. Нежелательно попадание испарений в грунт. Это приводит к зашлаковыванию водоёмов и грунтовых вод.

    Применение шлака

    Шлак, который получают в процессе утилизации сточных вод, используется вторично. Он востребован при ремонте дорог и строительстве. Есть несколько вариантов его вторичного использования:

    Последнее достигается путём смешения шлака с цементом и запуска процесса вибропрессовки. Получают качественную плитку различных расцветок толщиной 10 см.

    Кому нужна такая процедура?

    Первым делом очистка сточных вод необходима предприятиям, которые используют воду для осуществления технологических процессов. Необходима процедура и всему человечеству, потому что от её качества зависит, каким воздухом мы будем дышать, какую воду пить, и какую пищу употреблять.

    Предприятия, занимающиеся утилизацией ОСВ, необходимы физическим и юридическим лицам, коммунальным хозяйствам, автомойкам, а также предприятиям лёгкой и тяжёлой промышленности.

    Заключение

    Современная утилизация вышла на новый уровень. В наши дни учёные и экологи работают над тем, чтобы найти максимально эффективные способы переработки отходов.

    Чем больше в государстве применяется вторичное сырьё, тем здоровее и счастливее его граждане. От качества решения экологических проблем зависит качество жизни будущих поколений.

    Биологическая очистка сточных вод

    1. Что это такое?
    2. Основные методы
      • Естественные
      • Искусственные
    3. Какие системы используются?
    4. Технологическая схема
    5. Особенности доочистки

    Заводы, фабрики и многие другие производственные учреждения одной из первейших задач считают очистку стока. Без очищения сточные воды давно загрязнили бы водоёмы на Земле до такой степени, что люди оказались бы на грани выживания. При этом особое внимание уделяется биологической очистке.

    Что это такое?

    Биологическая очистка сточных вод – многостадийная процедура удаления из отработанного стока потенциально опасных веществ, реагентов путём их разложения посредством специально выращенных бактерий и иных простейших (одноклеточных) организмов. Биодоочистка – этап, сменяющий на всём процессе очистки стоков механический и физико-химический способы.

    Принцип действия – расщепление органики на простейшие газы. Это углекислый газ, водород, окиси азота, аммиак, сероводород. Органические – преимущественно метан, могут встречаться и метанол, уксусная кислота и ацетон. Органические вещества – жиры, углеводы, неразложившиеся белки – исходный реагент, источник питания (а с ним и энергии) для микроорганизмов, применяемых в качестве септических одноклеточных культур.

    В стоке имеется приличное количество аминокислот, нитратов, возможно, аммиак, как уже говорилось. Азот, получаемый из данных реагентов, является элементом жизнедеятельности одноклеточных организмов. Помимо азота, из органики бактерии и простейшие выделяют фосфор и калий.

    При повышенном содержании азота, фосфора и калия в сточной воде работа микроорганизмов ускоряется. Результат – более тщательная очистка.

    Основные методы

    В натуральных (без участия процессов, созданных человеком), небольших по объёму стоках малая концентрация выбросов, которые самоуничтожатся со временем. Значительный уровень развития разнообразных отраслей человеческой деятельности оперирует объёмом сточных вод, на порядок превосходящим тот, что население Земли создавало в древние века или в доисторическую эпоху. Есть несколько видов очистки стоков: механический, физико-химический и биологический.

    Механический метод подразумевает установку в системе решётки, сита, фильтров. Например, решётка и сито отлавливают крупный мусор и крупнофракционный песок. Песколовка – специальный резервуар, в котором мелкий песок осаждается на дно. Фильтр способен задержать глину (глинистая и илистая взвесь отстаивается не один час), ржавчину, нерастворимые соли. Малорастворимые соли удаляются частично.

    Одним из физико-химических подвидов является жироловка. Масла и жиры легче воды – они скапливаются на поверхности, а очищенная от этих капелек вода опускается ниже. Чтобы удалить из сточной воды растворимые соли и часть органики, в сточную воду добавляют реактивы – те вступают в реакцию с данными примесями, формируя нерастворимый осадок. Например, для превращения закиси железа, растворимой в воде, производится её доокисление (в воду подаётся воздух или кислород). Закисное железо превращается в ржавчину и выпадает в осадок или отфильтровывается. Физико-химический способ также предполагает длительное отстаивание сточных вод – из них удаляются все нерастворимые реагенты и жировая плёнка.

    Для физико-химического метода также характерен электролиз: проводящие ток соли, кислоты и щёлочи, возможно, содержащиеся в стоке, вступают в реакцию с металлами электродных сеток. Они превращаются в нерастворимые соли и выпадают на дно либо всплывают вверх.

    Наконец, биоочистка воды – избирательная реакция одноклеточных на определённые загрязнители. Например, генно-модифицированные бациллы, являющиеся своего рода одноклеточными экстремофилами, разлагают кал и мочу на более простые составляющие.

    Естественные

    Для очистки стока естественным путём применяют натуральные процессы, происходящие в воде, грунте, растениях. Загрязняющие реагенты связываются ими, превращаются сначала в минералы, а затем в другие, более безвредные их аналоги или переносятся.

    В качестве примера – переработка нефти в океанической среде, содержащей всё многообразие одноклеточных культур, известных человеку. Суть процесса сводится к следующему: случайно разлитая нефть со временем разлагается, превращаясь в летучие и газообразные углеводороды. Недостаток – парниковый эффект, создающий повышение среднегодовой температуры на 20 лет: метан разлагается в десятки раз медленнее, чем, скажем, углекислый газ превращается растениями в кислород.

    Искусственные

    То, с чем не справилась природа, или аналогичный природный процесс занял бы тысячи, миллионы лет, подвергается переработке при помощи технологий и аппаратов, созданных людьми. Задача – ввести в сточную воду специально выращенные микроорганизмы, перерабатывающие жидкие отходы с доступом или без доступа кислорода. Для них поддерживаются оптимальная температура и давление, близкое к земному атмосферному.

    Какие системы используются?

    Для чёткой классификации биоочистные системы используют отличные друг от друга методы очистки. Специалисты выделили несколько видов, каждый из которых выбирается для отдельно взятого случая.

    Аэробная

    Способ аэробной биоочистки подразумевает наличие микробов и простейших, погибающих в полностью бескислородной среде. Реактор, выполненный в виде аэротенка, представлен как бетонная или металлическая горизонтальная бочка объёмом в тонну и более. Поблизости над её дном вставлены вкладыши из полимеров, являющихся биологической основой для аэробных микрокультур.

    По дну изнутри бочки проходят трубы с дырочками, поставляющие в аэротенк нагнетаемый извне воздух. Получив доступ к кислороду из атмосферного воздуха, микроорганизмы растут и активно делятся, их численность растёт в геометрической прогрессии.

    Окисление органических остатков приводит к выделению значительной энергии, часть которой превращается в тепло.

    Чтобы биореактор не перегрелся (при температуре выше 45 градусов большая часть микроорганизмов начинает вымирать), электронное оборудование, в частности, датчики температуры, отслеживают состояние аэротенка, и при необходимости задействуется система охлаждения ёмкости. Мини-версия аэротенка подходит для септика возле загородного дома.

    Анаэробная

    От аэротенка метантенк отличается герметичностью – в него не подаётся воздух. Эффект основан на том факте, что используемым здесь одноклеточным организмам для размножения и развития не нужен воздух, доступ к кислороду. Температуру регулировать необязательно – процесс разложения отходов осуществляется без особого контроля условий, ведь энергия (тепло) не выделяется. Стоит метантенк заметно ниже аэротенка. Недостаток – значительное производство метана: несмотря на то что этот газ легче воздуха, стремится подняться и улетучиться через щели, в помещениях предусмотрена система пожарной сигнализации. Содержание 10% метана в воздухе способно привести к взрыву от малейшей искры.

    Станция биоочистки

    Станция биологической очистки стоков представляет собой конструкцию из 4-х отсеков. Каждый из этих блоков системы очищает сток посредством активного ила и кислорода. При прогоне сточных вод через данные отсеки уровень очистки достигает 98%. Сток, очищенный настолько, применяют для полива сельскохозяйственных культур. Невзирая на заметное количество ячеек, станция проста в установке. Она не такая большая в размере, как аэротенк, нередко занимающий объём, сравнимый с железнодорожной цистерной. Станция биоочистки работает без откачивания сточных вод, но промывания отсеков при помощи моющей установки высокого давления владельцу не избежать. Нужная модель станции биоочистки подбирается по пропускной способности установки, без которой эффективная работа владельца невозможна. Недостаток – высокая стоимость, которая может достигать миллиона рублей.

    Биореактор с мембранами

    В основе работы данной установки лежит биохимическая и мембранная очистка стока. Иначе говоря, мембранный биореактор обладает способностью фильтровать сток на микроскопической и аэробной стадии. Мембрана очищает сточные воды от загрязнений с повышенной избирательностью. В качестве мембран используют трубчатые, половолоконные и на основе плоской рамки. Мембранный очиститель применяют как на предварительной, так и на завершающей стадии очистки.

    Предварительное очищение сточной воды используется до стадии очистки, запускаемой в режиме нанофильтрации и обратного осмоса, когда требуется удалить из воды все соли.

    Биофильтр

    Часто встречающаяся составляющая в дачном туалете или септике загородного дома. Биологический фильтр – небольших габаритов ёмкость, в которую помещены очищающие материалы. Аэробные бактерии принимают вид активной плёнки и участвуют в биоочистке сточных вод. Фильтрация в биофильтре представлена капельной и двухстадийной системами. Первая выделяется лишь хорошим качеством, вторая обладает вдобавок и улучшенной пропускной способностью.

    В состав биофильтра входят корпус, система распределения сточных вод по поверхности устройства и система подачи воздуха. По своему принципу работы биофильтр похож на аэротенк: установка задерживает крупные нерастворимые включения, далее в ход идут аэробные микробы. В биофильтр подаётся воздух, обогащающий среду кислородом. В капельных устройствах сточные воды поступают не непрерывным потоком, а небольшими порциями. Подавать кислород в установку принудительно нет смысла – воздух доходит до аэробных микроорганизмов через приоткрытые пространства в ёмкости.

    Биопруд

    В биопрудах сточная вода освобождается от вредных и ненужных компонентов. Данный водоём занимает на порядок большее пространство, чем любая из вышеперечисленных установок. Достоинство способа – низкие издержки на содержание и обслуживание после обустройства такого водоёма. Недостаток – глубина более метра не позволит в полной мере отстоять, очистить воду. Малая глубина позволяет быстро прогреть воду в погожие дни межсезонья – микробы раньше и быстрее приступают к биоочистке.

    Аэробные бактерии и простейшие при снижении температуры воды ниже +6 градусов Цельсия заметно тормозят свою жизнедеятельность. Вода, замерзая, перестаёт очищаться за счёт полной остановки работы микроорганизмов.

    Биопруд относится к разбавленным – водоём перемешивается с речной водой за счёт сообщающего канала, проложенного от реки. В многостадийном биопруде без разбавления сточные воды перетекают в водоём лишь после тщательного отстаивания. Несколько биологических прудов может быть соединено таким образом, что вода из предыдущего устремляется в ближайший последующий вниз по течению. Очистка стоков в первом случае займёт полмесяца, во втором – примерно вдвое больше времени.

    Технологическая схема

    Биореактором не ограничивается любая схема биоочистки стока. Это лишь один из способов избавить воду от вредных примесей. Общая схема аэробного очистного сооружения включает в себя несколько компонентов.

    Для анаэробной установки характерна другая схема.

    Анаэробная очистка происходит и в условиях наглухо закрытой выгребной ямы. Если речь об аэробном отстойнике, для предотвращения доступа посторонних вокруг него ставят ограждения, и водоём становится своего рода водоохранной зоной.

    Особенности доочистки

    Полностью очищенная сточная вода используется для полива сельхозкультур либо сбрасывается дальше в рыбхозводоёмы, ближайшую реку. Если бытовая химия, изначально поступающая в сток предприятия или домохозяйств, не была полностью удалена, недоочищенная вода опасна, сбрасывать её в реки запрещено. Для этого и нужна доочистка сточных вод. Она заключается в нескольких действиях:

    Глубокое очищение предполагает использование биореакторов с более заглубленными очищающими средами. В качестве примера – денитрификация (полное удаление азотсодержащих включений из стока). В зависимости от реальной ситуации существующая система биоочистки реконструируется.

    Биоочистка сточных вод – наиболее выгодное решение по сравнению с другими способами очистки. Она не требует редких компонентов и материалов. Желающие могут соорудить такую станцию самостоятельно, используя очищающие материалы, имеющиеся в свободной продаже.

    Перспективные методы биологической очистки сточных вод

    Большинство водоемов невозможно использовать для санитарно-бытовых и рыбохозяйственных нужд. Водоочистка стоков предприятий и водоподготовка для их дальнейшего использования стоит на первом месте. Основная проблема очистки – большое разнообразие примесей различного химического и биологического состава. Их разнообразие растет с развитием новых материалов и технологий. Популярным способом очистки является биологическая очистка производственных сточных вод на основе активного ила. Симбиотические иловые культуры выделяют технический кислород, необходимый для биологического окисления. За последнее десятилетие аэрационное оборудование подверглась значительной модернизации, которая повысила его производительность в несколько раз. Однако в биологической очистке сточных вод существует ряд нерешенных проблем. Народное хозяйство остро нуждается в их решении.

    Процессы биологической очистки

    Биологический метод очистки воды
    Методы биологической очистки основаны на работе системы сточная воды — активный ил. Она имеет сложную структуру с несколькими уровнями. В основе биологической очистки сточных вод лежит реакция окисления в результате ряда процессов. Начинается все с низшего уровня – обмена электронов между атомами, а заканчивается сложным биоценозом. Активный ил состоит из множества различных популяций простейших организмов, находящихся в динамическом равновесии. Оно допускает малое отклонение концентрации в активном иле определенных видов.

    Сооружения биологической очистки

    Биологическая очистка сточных вод может проходить как в природных условиях, так и в искусственно созданных человеком.

    Природная очистка включает:

    Сооружения биологической очистки используют в определенных условиях:

    Если не соблюдается температурное требование в течении всего года, то прибегают к сезонной эксплуатации очистных станций.

    Естественная биологическая очистка на основе грунта не всегда возможна. Часто санитарные условия, особенности местного климата и грунта не позволяют обеспечить требуемые условия для качественной очистки. Прибегают к искусственной биологической очистке сточных вод. К подобным сооружениям относят:

    Биофильтры на основе пеностекла и пластмасс

    Фильтр для воды Filter 1

    Данный тип биофильтров особенно эффективен при небольших расходах воды и большом содержании органических веществ. Основные достоинства: простота и удобства в использовании, быстрая очистка в течение 0,5 часа.

    Традиционными вариантами биофильтров является загрузка из керамзита и щебня. Пеностекло придает ряд преимуществ сооружениям биологической фильтрации. В первую очередь это строительный материал для обеспечения теплоизоляции. Пеностекло обладает высокой прочностью; хорошо противостоит влаге, пару и газу; не поддается воздействию продуктов разложения и кислот; выдерживает высокие и низкие температуры. Активная площадь для адсорбции может достигать 200 квадратных метров на кубометре. Благодаря большому количеству пор пеностекло может удерживать большую поверхность биопленки. Очистка происходит быстро и эффективно. Вода с помощью оросителя разбрызгивается по всей поверхности биофильтра.

    Пластмассовая загрузочная масса моет быть трех видов:

    Благодаря использованию пластмассовой загрузки достигается увеличенная активная поверхность и повышенная пустотность. Биопленка плохо сцепливается с поверхностью, что провоцирует организацию только тонкого слоя.

    Пластмассовые биофильтры не заиливаются – достигается максимальный приток кислорода для окислительных реакций.

    Однако у них есть свои минусы:

    Для ликвидации перечисленных недостатков очистки отфильтрованные сточные воды повторно переганяют через биофильтры. Рециркуляция воды требует дополнительную энергию.

    Биодисковые фильтры

    Биодисковые фильтры используют при загрузке до 1 тыс. кубометров воды. Фильтрующей массой служит синтетический материал с низкой плотностью в форме дисков. Фильтры состоят из множества секций с движущейся загрузкой. Диски закреплены на горизонтальном волу с дистанцией в 20 мм. В штатном режиме работы диски погружают в воду на 40-45%, но бывает и более. Размер дисков определяет производительность сооружения.

    Биодисковые фильтры фильтруют воду следующим образом: перфорированная поверхность вращающихся дисков покрыта биопленкой, а в создаваемых гидродинамических условиях отторгнутая биопленка работает с прежней производительностью. Таким образом, наблюдается два режима работы одновременно: закрепленного биоценоза и активного ила. Кислород для микроорганизмов поступает из атмосферы. Время очистки в биодисковых фильтрах равняется 1-1,5 часа, а в обычных аэротенках – 6 часов. К тому же этот вид биохимической очистки сточных вод не требует больших площадей, легко переносит перемены в нагрузке и потребляет мало электроэнергии.

    Биодисковые фильтры имеют от 3 до 6 секций. Максимальная нагрузка идет на первые два диска. Нитрификация и понижение концентрации азота начинает происходить в третьей секции и продолжается в остальных. Достигнутый результат превосходит классические аэротенки на 40%. Иногда назначают дополнительную доочистку от азотистых солей. Биопленка удаляется с помощью гравитации.

    Биофильтраторы


    Схема Биофильтратора

    Биофильтраторы используются при низком потреблении воды – до 600 кубометров. В процессе биологической очистки сточных вод удаляются разнообразные загрязнения в любой концентрации. Сооружения стоят не много и потребляют мало электроэнергии. Плюсами являются простата в использовании и отсутствие особого ухода.

    В биофитраторах предусмотрено две зоны: сорбционная и осветление. В сорбционной зоне вращаются диски из пористого материала (пенопласта) с помощью мотора-редуктора. Разделительная перегородка имеет специальные отверстия для перелива жидкости и взвешенной биопленки. В зоне осветления активный ил оседает и отсасывается назад в сорбционную зону, что обеспечивает обмен биомассой. Отфильтрованную воду выводят из биофильтратора.

    Для усиления биопроцессов используют струйную аэрацию. В этом случае мотор-редуктор уже не нужен. Метод эффективен при очистки воды больших объемов и высокой степенью загрязнения БПК.

    Биореакторы

    Биореакторы представляют собой многоступенчатую установку с движущимися барабанами. Производительность этого типа сооружения от 50 до 700 кубометров в сутки.

    Они состоят из каскада цилиндрических емкостей, объединенные в систему сообщающихся сосудов. Вода самотеком проходит по патрубкам. Что бы обеспечить равномерную подачу воды, в первом поддоне предусматривают специальный карман с щелевым переливом. Очищенная жидкость собирается в сборном канале после последней емкости.

    Каждая емкость загружена волокнистым барабаном для закрепления биопленки. Он достаточно легкий и может легко вращаться для естественной аэрации. Для обеспечения движения всех барабанов достаточно одного привода. На дне емкостей предусмотрены сборно-отводящие каналы для сбора осадка. Он собирается со всех бункеров и подвергается обезвоживанию. В низу биореактора установлены перфорированные трубы для восстановления ершей методом барботирования.

    Использовать биореакторы могут даже неквалифицированные работники. На их работу не влияет степень загрязнения сточной воды органическими веществами.

    Аэротенки

    Аэроционные установки эффективны в небольших населенных пунктах. Существует два вида аэрационных установок:

    Оба вида хорошо зарекомендовали в любых климатических условиях, на любом грунте и гидрогеологических показателях. Они не нуждаются в большой площади для сооружений.


    Схема очистного сооружения с доочисткой в аэротенках

    Аэрационные установки с полным окислением

    Позволяют полностью очистить стоки. Окончательное кисление достигается в 3 этапа:

    1. большая концентрация органических примесей сточной воды обеспечивает активный рост микроорганизмов;
    2. количество органики снижается, что ограничивает рост микроорганизмов; можно наблюдать зависимость между увеличением активного ила и оставшейся органикой;
    3. размножение микроорганизмов сокращается из-за дефицита органики; микроорганизмы начинают перерабатывать отмершие организмы – происходит минерализация активного ила.

    Общий прирост ила незначительный в процессе всего окисления. Его забирают в среднем через 2-3 месяца.

    Существуют компактные установки (КУ) в виде одного металлического блока. Это небольшой аэротенко-отстойник с принудительной циркуляцией активного ила. Пропускная способность установок 12 и 25 кубометров в сутки. Они оснащены щитами для защиты от низких температур зимой.

    Аэрационные установки со стабилизацией излишков активного ила

    Под аэробной стабилизацией понимают окисление органики при принудительной подаче кислорода. Кинетически процесс схож с окислением в аэротенках. Производительность не превышает 1,4 тыс. кубометров воды за сутки. При незначительно концентрации загрязнений процесс очистки не занимает много времени и труда. Используют механическую и пневматическую аэрацию. Затрудняют очистку токсичные и агрессивные вещества, которые плохо окисляются. Основные достоинства этого метода:

    Использование очистительных станций в частных домах

    Очень популярным и удобным стало использование локальных очистительных станций в частном секторе или на загородных участках. ЛОС отличаются от септиков и выгребных ям, так как предоставляют пользователю переработанную жидкость, которую можно использовать для полива.

    Принцип действия ЛОС заключается в использовании анаэробных и аэробных разновидностей бактерий. Аэробам, для работы, требуется кислород (для этого в станциях устанавливают аэраторы – механизмы, которые обеспечивают постоянный доступ кислорода), анаэробы живут и размножаются только в безкислородной среде. Станции полной очистки имеют не сколько рабочих секций, через которые проходит сточная жидкость. Результатом работы станции является не только очищенная вода, но и полезный ил, который можно использовать в качестве удобрения.

    Основным недостатком станций полной очистки можно назвать необходимость постоянной подачи электроэнергии. При прекращении электрического питания, станция перестаёт работать и может функционировать только как отстойник. После возобновления подачи электричества, для выхода на нормальный режим работы станции потребует от 10 до 25 дней, в зависимости от производителя. В остальном, ЛОС очень удобны при эксплуатации, не требуют постоянного технического обслуживания и частой откачки переработанных материалов.

    Переработка осадка

    Осадок перерабатывается в аэробных условиях без подачи кислорода. Органические вещества разлагаются благодаря работе аэробных микроорганизмов. Примерами могут быть:

    В септиках и перегнивателях сточные воды отстаиваются и обрабатывается осадок.

    Если обеспечена подача кислорода, то органика в осадке окисляется:

    Конкурс «био/мол/текст»-2019

    Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «био/мол/текст»-2019.

    Генеральный спонсор конкурса и партнер номинации «Сколтех» — Центр наук о жизни Сколтеха.

    Спонсор конкурса — : крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

    Спонсором приза зрительских симпатий выступила компания BioVitrum.

    «Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

    Доочистка сточных вод

    Фильтрующие колодцы

    Естественная биологическая очистка не нуждается в дополнительной доочистки. Если фильтрующие колодцы правильно построены и работают, то санитарная обстановка вокруг сооружения удовлетворительна.

    Фильтрующие колодцы и биологические пруды используются для доочистки в некоторых технологиях. Они расположены за сооружениями биологической очистки.

    Биологические пруды

    Биологические пруды могут иметь искусственную или естественную подачу воздуха. Концентрация органики снижается до 5 мг/л. Они просты, надежны и экономичны.

    Если отсутствует возможность постройки биологических прудов, то прибегают к искусственным способам доочистки стоков.

    Фильтры с зернистой загрузкой

    Бывают двух видов:

    Загрузочный материал расположен по убывающей зернистости. Используемый материал не является дефицитным и расположен на многих районах. Каркас и фракцию засыпки подбирают так, что бы зерна свободно поступали в каналы. В верхних слоях сточные воды очищаются от взвесей, а в нижних происходит тонкая очистка. Для песчаных фильтров нужно сооружение большого объема.

    Намывные фильтры и микрофильтры

    Микрофильтры состоят из сеточного металлического барабана. Очистка БПК до 30%, а взвешенных примесей – до 70%.

    Намывные фильтры – емкость с монтированными сетчатыми элементами. Фильтрующий материал намывается на сетки и очищает воду. Сточная вода после намывных фильтров схожа по составу с речной.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *