Прежде чем проектировать очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод или стоков иных типов, важно выяснить их объем (количество стоков, образующихся за определенный период времени), наличие примесей (токсичных, нерастворимых, абразивных и пр.) и другие параметры.

Виды сточных вод

Очистные сооружения сточных вод устанавливаются на стоки различных типов.

• Хозяйственно-бытовые стоки – это сливы из сантехнических приборов (умывальников, моек, унитазов и пр.) жилых зданий, в том числе, и частных домов, а также учреждений, общественных зданий. Хозяйственно-бытовые стоки опасны как питательная среда для болезнетворных бактерий.
• Производственные стоки образуются на предприятиях. Категория характеризуется возможным наличием разнообразных примесей, некоторые из которых значительно затрудняют процесс очистки. Очистные сооружения промышленных сточных вод обычно сложны по конструкции и имеет несколько ступеней очистки. Комплектность таких сооружений подбирается в соответствии с составом стоков. Промышленные сточные воды могут быть токсичными, кислотными, щелочными, имеющими механические примеси и даже радиоактивными.
• Ливневые стоки из-за способа образования называются также поверхностными. Их также именуют дождевыми или атмосферными. Стоки данного типа – это жидкость, образующаяся на крышах, дорогах, террасах, площадях при выпадении осадков. Очистные сооружения ливневых сточных вод обычно включают несколько ступеней и способны удалять из жидкости примеси различного типа (органические и минеральные, растворимые и нерастворимые, жидкие, твердые и коллоидные). Ливневые стоки – наименее опасные и наименее загрязненные из всех.

Виды очистных сооружений

Для того, чтобы понять, из каких блоков может состоять комплекс очистки, следует знать основные виды очистных сооружений для сточных вод.

К ним относятся:

• механические сооружения,
• установки биоочистки,
• кислородонасыщающие установки, обогащающие уже очищенную жидкость,
• адсорбционные фильтры,
• ионообменные блоки,
• электрохимические установки,
• оборудование физико-химической очистки,
• обеззараживающие установки.

К оборудованию для очистки стоков можно причислить и сооружения и резервуары для складирования и хранения, а также для обработки отфильтрованного осадка.

Принцип работы комплекса очистки сточных вод

В комплексе может быть реализована схема очистных сооружений сточных вод с наземным или подземным исполнением.
Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод устанавливаются в коттеджных поселках, а также в небольших населенных пунктах (150-30 000 человек), на предприятиях, в районных центрах и пр.

Если комплекс устанавливается на поверхности земли, он имеет модульное исполнение. Для того, чтобы минимизировать повреждения, снизить расходы и трудозатраты на ремонт подземных конструкций, их корпуса изготавливают из материалов, прочность которых позволяет противостоять давлению грунта и подземных вод. Кроме прочего, такие материалы отличаются долговечностью (до 50 лет службы).

Чтобы понять принцип работы очистных сооружений сточных вод, рассмотрим, как функционируют отдельные ступени комплекса.

Механическая очистка

Эта ступень включает в себя следующие типы сооружений:

• первичные отстойники,
• пескоуловители,
• сорозадерживающие решетки и т.п.

Все эти приспособления предназначены для устранения взвесей, крупных и мелких нерастворимых примесей. Самые крупные включения задерживаются решеткой и попадают в специальный съемный контейнер. Так называемые песколовки обладают ограниченной производительностью, поэтому при интенсивности подачи стоков на очистные сооружения более 100 куб. м. в сутки, целесообразно устанавливать параллельно два приспособления. В этом случае их эффективность будет оптимальной, пескоуловители смогут задерживать до 60% взвеси. Задержанный песок с водой (песчаная пульпа) отводится на песковые площадки или в песчаный бункер.

Биологическая очистка

После удаления основной массы нерастворимых примесей (осветления стоков) жидкость для дальнейшей очистки поступает в аэротенк – сложное многофункциональное устройство с продленной аэрацией. Аэротенки разделятся на участки аэробной и анаэробной очистки, благодаря чему одновременно с расщеплением биологических (органических) примесей производится вывод из жидкости фосфатов и нитратов. Это существенно повышает эффективность работы второй ступени очистного комплекса. Активная биомасса, выделяемая из стоков, задерживается в специальных блоках, загруженных полимерным материалом. Такие блоки размещаются в зоне аэрации.

После аэротенка иловая масса переходит во вторичный отстойник, в нем происходит разделение на активный ил и очищенные стоки.

Доочистка

Доочистка сточных вод производится на самопромывных песчаных фильтрах или с помощью современных мембранных фильтров. На этом этапе количество взвешенных веществ, присутствующих в воде, сокращается до 3 мг/л.

Обеззараживание

Обеззараживание очищенных стоков выполняется методом обработки жидкости ультрафиолетом. Для повышения эффективности работы этой ступени очистные сооружения биологической очистки сточных вод оснащаются дополнительным воздуходувным оборудованием.

Стоки, прошедшие все ступени комплекса очистки, безопасны для окружающей среды и могут сбрасываться в водоем.

Проектирование очистных систем

Очистные сооружения производственных сточных вод проектируются с учетом следующих факторов:

• уровня залегания грунтовых вод,
• конструкции, геометрии, расположения подводящего коллектора,
• комплектности системы (тип и количество блоков, определяемые заблаговременно на основании биохимического анализа стоков или их прогнозируемого состава),
• расположения компрессорных установок,
• наличия свободного подъезда для транспорта, который будет осуществлять вывоз мусора, задерживаемого решетками, а также для ассенизаторской техники,
• возможного размещения вывода очищенной жидкости,
• необходимости использования дополнительного оборудования (определяется наличием специфических примесей и другими индивидуальными особенностями объекта).

Важно: Очистные сооружения поверхностных сточных вод должны проектироваться только компаниями или организациями, обладающими сертификатом СРО.

Монтаж установок

Правильность монтажа очистных сооружений и отсутствие ошибок на этом этапе во многом определяют долговечность комплексов и их эффективность, а также бесперебойность работы – один из важнейших показателей.

Монтажные работы включают в себя следующие этапы:

• разработка схем монтажа,
• осмотр площадки и определение ее готовности к монтажу,
• строительные работы,
• подключение установок к коммуникациям и соединение их между собой,
• пуско-наладочные работы, регулировка и настройка автоматики,
• сдача объекта.

Полный комплекс монтажных работ (перечень необходимых операций, объем работ, требуемое для их выполнения время и другие параметры) определяются, исходя из особенностей объекта: его производительности, комплектности), а также с учетом характеристик места монтажа (тип рельефа, грунт, расположение грунтовых вод и др.).

Обслуживание очистных сооружений

Своевременное и профессиональное обслуживание очистных сооружений обеспечивает эффективность оборудования. Поэтому такие работы должны выполняться специалистами.

В комплекс работ входят:

• удаление задержанных нерастворимых включений (крупного мусора, песка),
• определение количества образующегося ила,
• проверка содержания кислорода,
• контроль работы по химическим и микробиологическим показателям,
• проверка функционирования всех элементов.

Важнейшим этапом обслуживания локальных очистных сооружений является контроль работы и профилактика электрооборудования. Обычно к этой категории относятся воздуходувные машины и перекачивающие насосы. В аналогичном обслуживании нуждаются и установки ультрафиолетового обеззараживающего излучения.

The Village продолжается рассказывать, как устроено то, чем горожане пользуются каждый день. В этом выпуске - система канализации. После того как мы нажимаем кнопку смыва на унитазе, закрываем кран и отправляемся по своим делам, водопроводная вода превращается в сточную и начинает свой путь. Чтобы снова попасть в Москву-реку, ей нужно пройти километры канализационных сетей и несколько этапов очистки. Как это происходит, The Village узнал, побывав на городских очистных сооружениях.

По трубам

В самом начале вода попадает во внутренние трубы дома диаметром всего 50–100 миллиметров. Дальше идет по сети чуть шире - дворовые, а оттуда - в уличные. На границе каждой дворовой сети и в месте перехода ее в уличную установлен смотровой колодец, через который можно следить за работой сети и прочищать при необходимости.

Протяженность городских канализационных труб в Москве больше 8 тысяч километров. Вся территория, по которой проходят трубы, делится на части–бассейны. Участок сети, который собирает сточную воду из бассейна, называют коллектором. Его диаметр достигает трех метров, это вдвое больше, чем труба в аквапарке.

В основном в силу глубины заложения и естественного рельефа территории вода течет по трубам сама, но в некоторых местах требуются насосные станции, всего в Москве их 156.

Сточная вода поступает на один из четырех очистных сооружений. Процесс очистки непрерывен, а пики гидравлической нагрузки приходятся на 12 часов дня и 12 часов ночи. Курьяновские очистные сооружения, которые находятся около Марьина и считаются одними из самых крупных в Европе, принимают воду с южной, юго-восточной и юго-западной частей города. Стоки из северной и восточной частей города поступают на очистные в Люберцы.

Очистные

Курьяновские очистные сооружения рассчитаны на 3 миллиона кубометров сточных вод в сутки, но поступает сюда только полтора. 1,5 миллиона кубометров - это 600 олимпийских бассейнов.

Раньше это место называлось станцией аэрации, она была запущена в декабре 1950 года. Сейчас очистным 66 лет, и 36 из них здесь проработал Вадим Гелиевич Исаков. Он пришел сюда мастером одного из цехов и стал начальником технологического отдела. На вопрос, рассчитывал ли провести на таком месте всю жизнь, Вадим Гелиевич отвечает, что уже и не помнит, так давно это было.

Исаков рассказывает, что станция состоит из трех блоков по очистке. Кроме того, здесь есть целый комплекс сооружений по обработке осадков, которые образуются в процессе.

Механическая очистка

Мутная и зловонная сточная вода приходит на очистные теплой. Даже в самое холодное время года ее температура не опускается ниже плюс 18 градусов. Сточные воды встречает приемно-распределительная камера. Но что происходит там, мы не увидим: камеру полностью закрыли, чтобы не распространялся запах. Кстати, пахнет на огромной (почти 160 гектаров) территории очистных вполне сносно.

После этого начинается этап механической очистки. Здесь на специальных решетках задерживается мусор, который приплыл вместе с водой. Чаще всего это тряпье, бумага, средства личной гигиены (салфетки, памперсы), а еще пищевые отходы - например, картофельные очистки и куриные кости. «Чего только не встретишь. Бывало, что приплывали кости и шкуры с мясоперерабатывающих производств», - с содроганием говорят на очистных. Из приятного - только золотые украшения, хотя очевидцев такого улова мы не нашли. Лицезреть сорозадерживающую решетку - самая ужасная часть экскурсии. Помимо всякой гадости, в ней застряло много-много кружочков лимонов: «По содержимому можно время года угадывать», - отмечают сотрудники.

Со сточными водами приходит много песка, и, чтобы он не оседал на сооружениях и не забивал трубопроводы, его удаляют в песколовках. Песок в жидком виде поступает на специальный участок, где отмывается технической водой и становится обычным, то есть пригодным для благоустройства. Очистные используют песок для собственных нужд.

Завершается этап механической очистки в первичных отстойниках. Это большие резервуары, в которых из воды удаляется мелкая взвесь. Сюда вода приходит мутной, а уходит осветленной.

Биологическая очистка

Начинается биологическая очистка. Она происходит в сооружениях, которые называются аэротенками. В них искусственно поддерживается жизнедеятельность сообщества микроорганизмов, которые называют активным илом. Органические загрязнения в воде - самая желанная пища для микроорганизмов. В аэротенки подается воздух, который не дает илу осесть, чтобы тот контактировал со сточной водой как можно больше. Так продолжается восемь-десять часов. «В любом естественном водоеме происходят аналогичные процессы. Концентрация микроорганизмов там в сотни раз ниже, чем создаем мы. В естественных условиях это бы длилось недели и месяцы», - говорит Исаков.

Аэротенк представляет собой прямоугольный резервуар, разделенный на секции, в которых сточная вода вьется змейкой. «Если посмотреть в микроскоп, то там все ползает, шевелится, движется, плавает. Заставляем их работать на наше благо», - говорит наш проводник.

На выходе из аэротенков получается смесь очищенной воды и активного ила, которые теперь нужно отделить друг от друга. Эта задача решается во вторичных отстойниках. Там ил оседает на дне, собирается илососами, после чего 90 % возвращается в аэротенки для непрерывного процесса очистки, а 10 % считается избыточным и утилизируется.

Возвращение в реку

Биологически очищенная вода проходит третичную очистку. Для проверки она процеживается через очень мелкое сито, а после сбрасывается в выводной канал станции, на котором стоит блок ультрафиолетового обеззараживания. Обеззараживание ультрафиолетом - четвертый и последний этап очистки. На станции вода делится на 17 каналов, каждый из которых просвечивается лампой: вода в этом месте приобретает кислотный оттенок. Это современный и самый большой в мире подобный блок. Хотя по старому проекту его не было, раньше воду хотели обеззараживать жидким хлором. «Хорошо, что до этого не дошло. Мы бы все живое в Москве-реке погубили. Водоем был бы стерильный, но мертвый», - говорит Вадим Гелиевич.

Параллельно с очисткой воды на станции разбираются с осадком. Осадок из первичных отстойников и избыточный активный ил проходят совместную обработку. Они поступают в метантенки, где при температуре плюс 50–55 градусов почти неделю идет процесс сбраживания. В результате осадок теряет способность загнивать и не выделяет неприятного запаха. Затем этот осадок перекачивается на обезвоживающие комплексы за пределами МКАД. «30–40 лет назад осадок сушился на иловых площадках в естественных условиях. Процесс этот длился от трех до пяти лет, сейчас же обезвоживание мгновенное. Сам по себе осадок - это ценное минеральное удобрение, в советские времена он пользовался популярностью, совхозы с удовольствием его брали. Но сейчас он стал никому не нужен, а за утилизацию станция платит до 30 % от общих затрат на очистку», - говорит Вадим Гелиевич.

Треть осадка распадается, превращаясь в воду и биогаз, что позволяет экономить на утилизации. Часть биогаза сжигается в котельной, а часть направляется на комбинированную теплоэлектростанцию. Теплоэлектростанция - не рядовой элемент очистных сооружений, а скорее полезное дополнение, которое дает очистным относительную энергонезависимость.

Рыбы в канализации

Раньше на территории Курьяновских очистных находился инженерный центр со своей производственной базой. Сотрудники ставили необычные эксперименты, например разводили стерлядь и карпа. Часть рыб жила в водопроводной воде, а часть в канализационной, которая прошла очистку. Сейчас же рыба водится только в сбросном канале, там даже висят таблички «Лов рыбы запрещен».

После всех процессов очистки вода по сбросному каналу - небольшой речке длиной 650 метров - идет в Москву-реку. Здесь и везде, где процесс идет под открытым небом, на воде плавает много чаек. «Процессам они не мешают, но портят эстетический внешний вид», - уверен Исаков.

Качество очищенных сточных вод, выпускаемых в реку, намного лучше воды в реке по всем санитарным показателям. Но пить такую воду без кипячения не рекомендуется.

Объем очищенных сточных вод равен примерно трети всей воды в Москве-реке выше сброса. Если бы очистные вышли из строя, населенные пункты ниже по течению оказались бы на грани экологической катастрофы. Но такое практически невозможно.

Канализационные очистные сооружения ОС, КОС, БОС.

Одним из основных способов защиты природной среды от загрязнений можно назвать предотвращение попадания неочищенной воды и других вредных компонентов в водоемы. Современные очистные сооружения – это комплекс инженерно-технических решений для последовательной фильтрации и обеззараживания загрязненных стоков с целью их повторного использования в производстве или для спуска в природные водоемы. Для этого разработан ряд методик и технологий, которые будут рассмотрены ниже.

Подробнее о технологии очистки сточных вод

Поскольку системы централизованного водоотведения проложены не во всех местах, а для некоторых промышленных предприятий требуется предварительная подготовка стоков, сегодня очень часто обустраиваются локальные канализационные сооружения. Они востребованы также в частных домах, загородных коттеджных городках и отдельно стоящих жилых комплексах, промышленных предприятиях, цехах.

Сточные воды отличаются по источнику загрязнения: хозбытовые, промышленные и поверхностные (произошедшие от атмосферных осадков). Бытовые стоки именуют хозяйственно-фекальными. Они состоят из загрязненной воды, удаляемой из душевых, туалетов, кухонь, столовых и больниц. При этом основными загрязнителями выступают физиологические и бытовые отходы.

К промышленным стокам относятся водяные массы, которые образовались при:

• выполнении различных производственно-технологических операций;
• промывании сырья и готовой продукции;
• охлаждении оборудования.

Также к этой разновидности относится вода, откачанная из недр при добывании полезных ископаемых. Основным источником загрязнения здесь выступают производственные отходы. В их состав могут входить отравляющие, потенциально опасные вещества, а также отходы, которые могут быть извлечены и использованы в виде вторичного сырья.

Поверхностные (атмосферные) стоки содержат чаще всего лишь минеральные загрязнения, к их очистке предъявляются минимальные требования. Помимо этого, сточные воды квалифицируют по концентрации различных загрязняющих веществ. Эти характеристики влияют на выбор метода и количества этапов очистки. Чтобы определить состав оборудования, необходимость строительства, а также мощность различных типов сооружений, выполняется расчет производства очистки стоков.

Основные этапы очистки

На первом этапе производится механическая очистка стоков, цель которой – фильтрация от различных нерастворимых примесей. Для этого применяют специальные самоочищающиеся решетки и сита. Задержанные отбросы, совместно с другими осадками, направляются на последующую переработку или вывозятся на полигоны вместе с твердыми бытовыми отходами.

В песколовке мелкие частицы песка, шлака и другие подобные минеральные элементы под воздействием силы тяжести осаждаются. При этом отфильтрованный состав пригоден для дальнейшего использования после переработки. Остальные нерастворенные вещества надежно задерживаются в специальных отстойниках и септиках, а жиры и нефтепродукты извлекаются при помощи жироловок, нефтеловушек и флотаторов. На стадии механической очистки из сточных потоков извлекаются до трех четвертей минеральных загрязнений. Так обеспечивается равномерность подачи жидкости на следующие стадии переработки.

После этого используются биологические методы очистки, выполняемые при помощи микроорганизмов и простейших. Первое сооружение, куда попадает вода на биологическом этапе, – специальные первичные отстойники, в которых происходит осаживание взвешенной органики. Одновременно используется еще один тип отстойников, в которых со дна удаляется активный ил. Биологическая очистка позволяет удалить более 90% органических загрязнений.

На физико-химическом этапе происходит очистка от растворенных примесей. Делается это при помощи специальных методик и реагентов. Здесь используется коагуляция, фильтрация, а также отстаивание. Наряду с ними применяются различные технологии дополнительной обработки, среди которых: гиперфильтрация, сорбция, ионообмен, удаление азотсодержащих веществ и фосфатов.

Последним этапом обработки считается хлорное обеззараживание жидкости от оставшихся бактериальных загрязнений. Приведенная ниже схема детально показывает все описанные этапы с указанием оборудования, которое используется на каждой стадии. Важно отметить, что способы очистки для различных производственных предприятий отличаются в зависимости от наличия в сточных водах определенных загрязнителей.

Особенности и требования к обустройству очистных сооружений

Бытовые стоки относят к однообразным по составу, поскольку концентрация загрязняющих веществ зависит лишь от объема потребляемой жильцами воды. Они содержат нерастворимые загрязнения, эмульсии, пены и суспензии, различные коллоидные частицы, а также другие элементы. Основная их часть – минеральные и растворимые вещества. Для очистки бытовых стоков используется базовый набор очистных сооружений, принцип работы которых описан выше.

В целом бытовые канализации считаются более простыми, поскольку они сооружаются для очистки стоков от одного или нескольких частных домов и хозяйственных построек. К ним не предъявляются требования относительно высокой производительности. Для этой цели используются специально разработанные установки, обеспечивающие биологическую очистку стоков.

Благодаря им в загородном жилье появилась возможность не только обустроить душевую, ванную или туалет, но и подключить различную бытовую технику. Обычно такие установки просты в монтаже и эксплуатации, не требуют дополнительных компонентов.

Для промышленных стоков состав и степень загрязнения изменяются в зависимости от характера производства, а также вариантов применения воды для обеспечения технологического процесса. При производстве пищевых продуктов для сточных вод характерно высокое загрязнение органическими веществами, поэтому основным способом очистки таких вод считается биологический. Оптимальным вариантом можно назвать использование аэробного и анаэробного метода или их сочетания.

В других отраслях основной проблемой является очистка нефте- и жиросодержащих стоков. Для таких предприятий применяются специальные нефтеотделители или жироуловители. Но наиболее безопасными для окружающей среды считаются водооборотные системы очистки загрязненной воды. Такие локально-очистные комплексы устанавливаются на мойках машин, а также на производственных предприятиях. Они позволяют организовать замкнутый цикл использования воды без ее сброса во внешние водоемы.

Для определения способа организации очистки и выбора конкретного сооружения применяются специальные системы и методы (предприятий много, поэтому процесс должен быть индивидуализирован). Немаловажное значение имеет цена оборудования и работ по его установке. Оптимальный вариант для каждого случая помогут подобрать лишь специалисты.

Отправьте заявку* Получаете консультацию

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принцип работы очистных сооружений сточных вод

Очистные сооружения - сооружения, предназначенные для очистки от загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах.

Очистка воды происходит в несколько этапов.

Механический этап: очистка сточный вода

Сточные воды несут с собой множество мусора. Чтобы избавить от него стоки, на входе стоят решетки. Первая - крупная, отсеивает самый крупный мусор и предохраняет следующие решетки, от повреждений.

Следующий этап очистки - песколовки, продолговатые бетонные емкости, в которых течение воды замедляется и все тяжелые частицы выпадают в осадок.

Первичные отстойники, куда на следующем этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики.

Это железобетонные «тазики» 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. В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК(Биохимическое потребление кислорода) снижается на 30 %. Биологическое потребление кислорода (БПК) -- количество кислорода, израсходованное на биохимическое окисление под действием бактерий и разложение нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде. БПК является одним из важнейших критериев уровня загрязнения водоема органическими веществами.

Он определяет количество кислорода, необходимое для разложения органических загрязняющих веществ.

Биологический Этап. С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение)

Аэротенк - устройство биологической очистки стоков, главный и самый сложный этап. В аэротенке загрязнения разлагаются и окисляются активным илом

Например: На Люберецких очистных аэротенки - это огромные бетонные бассейны длинной 300 метров, разделенные на четыре дорожки, которые образуют «змейку». Дорожки сделаны для увеличения пробега воды и для выделения специальных зон, в каждой их которых идет своя ступень очистки.

Помимо растворенной и взвешенной органики из сточных вод необходимо удалять биогенные элементы. К ним относят фосфаты и соединения азота: нитриты, нитраты, аммонийный азот. Попадая в водоемы, они действуют как удобрения. Их накопление приводит к чрезмерному цветению, а затем и к заморам водоемов.

Активный ил - хлопья, представляющие собой скопление различных микроорганизмов, которые разлагают и окисляют растворенные загрязнения. Его состав весьма разнообразен: главным образом это бактерии, а также простейшие, коловратки, черви, водные грибы, дрожжи.

При отключении подачи кислорода и перемешивания активный ил начинает умирать, а на его восстановление может уйти около полгода.

После аэротенков вода поступает во вторичные отстойники, где удаляются остатки активного ила. Получаемая на выходе из вторичных отстойников вода поступает на доочистку - фильтрацию при помощи мельчайшей сетки в 1,6 мм. Завершающим этапом должна стать дезинфекция,

Для улучшения параметров очистки могут быть применены различные химические методы,а также физико-химические методы.

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 озонироване.

После очистки воды остается осадок, полученный из первичных и вторичных отстойников. Например, на московских очистных за год образуется более 10 млн тонн осадка.

Выделяемые из сточной воды осадки отправляют на сбраживание в метантенки - огромные железобетонные баки высотой 24 метра и объемом 8 тыс. кубометров. В них осадок выдерживается около семи суток. Полученный в процессе брожения биогаз (смесь метана с углекислым газом) сжигается в расположенной тут же котельной, тепло которой используется для обогрева самих метантенков, а также для хозяйственных нужд предприятия.

Метантенки-устройство для анаэробного брожения(метановое брожение органических веществ с выделением свободного метана.) жидких органических отходов с получением метана.

Назначение

Метантенк является одним из важных элементов очистных сооружений. В отличие от аэротенков в них поступает, не сама сточная жидкость, а концентрированный осадок, выпадающий в отстойниках.

Биологические методы очистки основаны на окислении органических остатков с использованием микроорганизмов. Неперегнивший осадок не может быть утилизован. В метантенках органические остатки переводятся в незагнивающую форму без доступа кислорода. Первые эксперименты по метановому брожению канализационных отходов начались в конце XIX века. В середине 1920-х годов началась промышленная эксплуатация метантенков в Германии, Великобритании, США и СССР

Конструктивно метантенк представляет собой цилиндрический или реже прямоугольный резервуар, который может быть полностью или частично заглублён в землю. Днище метантенка имеет значительный уклон к центру. Кровля метантенка может быть жёсткая или плавающая. В метантенках с плавающей кровлей снижается опасность повышения давления во внутреннем объёме.

Стенки и днище метантенка выполняются, как правило, из железобетона.

Принцип действия

Сверху в метантенк по трубе поступает осадок и активный ил. Для ускорения процесса брожения метантенк подогревают, а содержимое перемешивают. Подогрев осуществляется водяным или паровым радиатором. В условиях отсутствия кислорода из органических веществ (жиров, белков и т. д.) образуются жирные кислоты, из которых при дальнейшем брожении образуется метан и углекислый газ.

Сброженный ил высокой влажности удаляется из нижней части метантенка. Образовавшийся газ отводится через трубы в кровле метантенка. Из одного кубического метра осадка в метантенке получается 12--16 кубометров газа, в котором около 70 % составляет метан.

Основными технологическими параметрами при расчётах метантенков являются температура во внутреннем пространстве, продолжительность сбраживания, производительность по сухому органическому веществу, концентрация перерабатываемого осадка и режим загрузки. Наибольшее применение нашли мезофильный (при температуре 32--35 °C) и термофильный режим (при температуре 52--55 °C). Мезофильный режим является менее энергоёмким, термофильный позволяет применять метантенки меньшего объёма. За рубежом чаще применяется мезофильный режим. В конце XX века вместо метантенков начали применять механическое обезвоживание и химическое кондиционирование нестабилизированных биологических осадков, однако эти методы энергетически менее выгодны.

Метамн - простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха.

Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %

Серьёзную опасность представляют собой взрывы паровых (газовых) облаков. Такие явления возникают при утечке газа либо испарении горючих жидкостей в ограниченных пространствах (помещениях), где быстро растет концентрация горючих элементов до предельной, при которой происходит воспламенение облака.

7 октября 2008г в Нижнем Тагиле на территории очистных сооружений «Водоканал-НТ» в камере отстойника произошел хлопок газа метана. Пострадало 4 человека, получили ожоги 1 и 2 степени. В ходе расследования было установлено, что взрыв произошел из-за несоблюдения техники безопасности: при проведении сварки металлической емкости, в которой находились остатки паров метана.

Опасность, связанная с горючими газами

Взрыв представляет собой довольно простую химическую реакцию, при которой кислород быстро соединяется с другими веществами, выделяя при этом энергию.

Для взрыва всегда необходимы три фактора:

1. Источник воспламенения(искра, пламя)

2. Кислород

3. Топливо в форме газа или пара

Поэтому целью любой системы противопожарной защиты является устранение, по крайней мере, одной из этих трех потенциальных опасностей.

Образование взрывоопасной смеси происходит лишь в определенном диапазоне концентрации газа/воздуха. Данный диапазон индивидуален для каждого газа и пара и ограничен верхним уровнем, известным как "верхний предел взрываемости" и нижним уровнем, именуемым "нижним пределом взрываемости".

При значениях менее нижнего предела взрываемости недостаточно газа для взрыва (то есть, смесь недостаточно концентрированная), а при значениях более верхнего предела взрываемости в смеси содержится недостаточное количество кислорода (то есть, смесь слишком концентрированная). Поэтому диапазон воспламенения находится между нижним пределом взрываемости и верхним пределом взрываемости для каждого газа или смеси газов. Вне этих пределов смесь не способна гореть.

На среднем промышленном предприятии обычно не бывает газов, которые могут выделяться в окружающую среду. В крайнем случае, наблюдается только незначительный фоновый уровень имеющегося газа. Поэтому обнаружение и система раннего предупреждения необходима только с целью обнаружения газа с концентрацией от нуля до нижнего предела взрываемости. Как только эта концентрация будет достигнута, потребуются процедуры отключения оборудования или очистки участка. В действительности это производится при концентрации менее 50% от значения нижнего предела взрываемости, таким образом, обеспечивается необходимый запас прочности.

Однако необходимо всегда помнить о том, что в закрытых или невентилируемых зонах возможно образование концентрации, превышающей верхний предел взрываемости. Поэтому во время инспектирования следует помнить, что при открытии дверей и люков и поступлении воздуха снаружи снижение концентрации газов может привести к образованию опасной, воспламеняемой смеси.

Свойства метана

Температура воспламенения.

Горючие газы имеют температуру, при которой происходит воспламенение, даже если отсутствует источник воспламенения, например, искра или пламя. Эта температура называется температурой воспламенения..(595. °C)

Температура вспышки (<-20 °C)

Температура вспышки воспламеняющейся жидкости является самой низкой температурой, при которой поверхность жидкости выделяет количество паров, достаточное для воспламенения от незначительного пламени.

Плотность пара(0.55)

Помогает решать вопрос расположения датчика

Плотность газа / паров определяется в сравнении с воздухом

Другие аварии

Причины аварий на очистных сооружениях:

Отключение электричества;

Износ оборудования;

Погода и стихийные бедствия (сильный мороз, наводнения);

Человеческий фактор (невнимание персонала, теракты);

Ненормативная работа очистных сооружений (объем загрязненного материала больше запланированного, очистные сооружения не рассчитаны на уничтожение отдельных веществ и компонентов и т.п.).

Последствия аварий на очистных сооружениях:

Основным последствием аварий на очистных сооружениях является загрязнение окружающей среды, вплоть до экологической катастрофы.

Примеры аварий:

В Запорожье из-за выхода из строя очистительных сооружений водоканала в водоемы попали неочищенные канализационные стоковые воды.

Из-за пробоины кабеля произошло отключение от электроснабжения КНС-7 (канализационно-насосной станции коммунального предприятия «Водоканал»), сообщили в Запорожском территориальном управлении МЧС. Тысячи кубометров неочищенных канализационных стоков попали в реку Мокрая Московка, которая впадает в Днепр.

В Харьковской области 4,5 тыс. кубометров канализационных стоков попали в реку Уды, причиной этого послужила авария на очистительных сооружениях поселка Эсхар. Техника вышла из строя частично из-за сильных морозов, а частично из-за того, что почти треть столетия ее не ремонтировали.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Механическая очистка сточных вод на канализационных очистных сооружениях. Оценка количественного и качественного состава, концентрации загрязнений бытовых и промышленных сточных вод. Биологическая их очистка на канализационных очистных сооружениях.

курсовая работа , добавлен 02.03.2012


Основные достоинства и недостатки биологического метода очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений. Описание работы очистных сооружений БИО–25 КС "Кармаскалы". Установка обеззараживания сточных вод. Выделение и активация аборигенных микроорганизмов.

дипломная работа , добавлен 25.11.2012


Определение концентрации загрязнений сточных вод. Оценка степени загрязнения сточных вод, поступающих от населенного пункта. Разработка схемы очистки сточных вод с последующим их сбросом в водоем. Расчет необходимых сооружений для очистки сточных вод.

курсовая работа , добавлен 09.01.2012


Загрязнения, содержащиеся в бытовых сточных водах. Биоразлагаемость как одно из ключевых свойств сточных вод. Факторы и процессы, оказывающие влияние на очистку сточных вод. Основная технологическая схема очистки для сооружений средней производительности.

реферат , добавлен 12.03.2011


Определение концентрации загрязнений в стоке бытовых и производственных сточных вод, пропускной способности очистных канализационных сооружений. Расчет приемной камеры, решеток, смесителя, камеры хлопьеобразования, отстойника, осветлителя, электролизера.

курсовая работа , добавлен 19.10.2014


Описание и принцип действия песколовок. Расчет первичных отстойников, предназначенных для предварительного осветления сточных вод. Азротенки-вытеснители для очистки сточных вод. Выбор типа вторичных отстойников, схема расчета глубины и диаметра.

курсовая работа , добавлен 04.12.2011


Характеристика современной очистки сточных вод для удаления загрязнений, примесей и вредных веществ. Методы очистки сточных вод: механические, химические, физико-химические и биологические. Анализ процессов флотации, сорбции. Знакомство с цеолитами.

реферат , добавлен 21.11.2011


Водопотребление и водоотведение предприятия. Методы очистки сточных вод: физико-химический, биологический, механический. Анализ работы очистных сооружений и воздействия на окружающую среду. Гидрологическая и гидрохимическая характеристика объекта.

курсовая работа , добавлен 01.06.2015


Определение расчетных параметров очистных сооружений. Расходы бытовых сточных вод от населения и промышленных предприятий. Содержание нефтепродуктов и синтетических поверхностно-активных веществ. Концентрация загрязнений в стоке, поступающем на очистку.

курсовая работа , добавлен 29.04.2014


Очистка сточных вод как комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных водах. Особенности механического, биологического и физико-химического способа. Сущность термической утилизации. Бактерии, водоросли, коловратки.

Городские очистные сооружения

1. Назначение.
Водоочистное оборудование предназначено для очистки городских сточных вод (смесь бытовых и производственных стоков объектов коммунального хозяйства) до нормативов сброса в водоем рыбо-хозяйственного назначения.

2.Область применения.
Производительность очистных сооружений составляет от 2500 до 10000 куб.м/сут, что эквивалентно расходу сточных вод от города (поселка) с населением от 12 до 45 тысяч человек.

Расчетный состав и концентрация загрязняющих веществ в исходной воде:

• ХПК – до 300 – 350 мг/л
• БПКполн – до 250 -300 мг/л
• Взвешенные вещества – 200 -250 мг/л
• Азот общий – до 25мг/л
• Азот аммонийный – до 15мг/л
• Фосфаты – до 6 мг/л
• Нефтепродукты – до 5мг/л
• ПАВ – до 10мг/л

Нормативное качество очистки:

• БПКполн – до 3,0 мг/л
• Взвешенные вещества – до 3,0 мг/л
• Азот аммонийный – до 0,39 мг/л
• Азот нитритов – до 0,02 мг/л
• Азот нитратов – до 9,1 мг/л
• Фосфаты – до 0,2 мг/л
• Нефтепродукты – до 0,05 мг/л
• ПАВ – до 0,1мг/л

3. Состав очистных сооружений.

В состав технологической схемы очистки сточных вод входит четыре основных блока:

• блок механической очистки – для удаления крупных отбросов и песка;
• блок полной биологической очистки – для удаления основной части органических загрязнений и соединений азота;
• блок глубокой доочистки и обеззараживания;
• блок обработки осадков.

Механическая очистка сточных вод.

Для удаления грубодисперсных примесей используются механические процеживатели, обеспечивающие эффективное удаление загрязнений с размером более 2 мм. Удаление песка осуществляется на песколовках.
Удаление отбросов и песка полностью механизировано.

Биологическая очистка.

На стадии биологической очистки применяются аэротенки нитри-денитрификаторы, что обеспечивает параллельное удаление органических веществ и соединений азота.
Нитри-денитрификация необходима для обеспечения нормативов на сброс по соединениям азота, в частности, его окисленным формам (нитритам и нитратам).
Принцип работы такой схемы основан на рециркуляции части иловой смеси между аэробной и аноксичными зонами. При этом окисление органического субстрата, окисление и восстановление соединений азота происходит не последовательно (как в традиционных схемах), а циклически, небольшими порциями. В результате процессы нитри-денитрификации протекают практически одновременно, что позволяет удалять соединения азота без использования дополнительного источника органического субстрата.
Эта схема реализуется в аэротенках с организацией аноксичных и аэробных зон и с рециркуляцией иловой смеси между ними. Рециркуляция иловой смеси осуществляется из аэробной зоны в зону денитрификации эрлифтами.
В аноксичной зоне аэротенка нитри-денитрификатора предусмотрено механическое (погружными мешалками) перемешивание иловой смеси.

На рис.1 представлена принципиальная схема аэротенка нитри-денитрификатора, когда возврат иловой смеси из аэробной зоны в аноксичную осуществляется под гидростатическим давлением по самотечному каналу, подача иловой смеси из конца аноксичной зоны в начало аэробной производится эрлифтами или погружными насосами.
Исходная сточная вода и возвратный ил из вторичных отстойников подаются в зону дефосфатации (бескислородную), где происходит гидролиз высокомолекулярных органических загрязнений и аммонификация азотсодержащих органических соединений в отсутствии какого-либо кислорода.

Принципиальная схема аэротенка нитри-денитрификатора с зоной дефосфатации
I – зона дефосфатации; II – зона денитрификации; III – зона нитрификации, IV- зона отстаивания
1- сточная вода;

2- возвратный ил;

4- эрлифт;

6- иловая смесь;

7- канал циркуляционной иловой смеси,

8- очищенная вода.

Далее иловая смесь поступает в аноксичную зону аэротенка, где также происходит изъятие и деструкция органических загрязнений, аммонификация азотсодержащих органических загрязнений факультативными микроорганизмами активного ила в присутствии связанного кислорода (кислорода нитритов и нитратов, образующихся на последующей стадии очистки) с одновременной денитрификацией. Далее иловая смесь направляется в аэробную зону аэротенка, где происходит окончательное окисление органических веществ и нитрификация азота аммонийного с образованием нитритов и нитратов.

Процессы, протекающие в этой зоне, обуславливают необходимость интенсивной аэрации очищаемых сточных вод.
Часть иловой смеси из аэробной зоны поступает во вторичные отстойники, а другая – вновь возвращается в аноксичную зону аэротенка для денитрификации окисленных форм азота.
Эта схема в отличие от традиционных позволяет наряду с эффективным удалением соединений азота повысить эффективность изъятия соединений фосфора. За счет оптимального чередования аэробных и анаэробных условий при рециркуляции способность активного ила аккумулировать соединения фосфора возрастает в 5 -6 раз. Соответственно возрастает и эффективность его удаления с избыточным илом.
Однако в случае повышенного содержания фосфатов в исходной воде, для удаления фосфатов до величины ниже 0,5-1,0 мг/л, потребуется проведение обработки очищенной воды железо- или алюминий содержащим (например, оксихлорид алюминием) реагентом. Ввод реагента наиболее целесообразно производить перед сооружениями доочистки.
Осветленная во вторичных отстойниках сточная вода направляется на доочистку, затем на обеззараживание и далее в водоем.
Принципиальный вид комбинированного сооружения – аэротенка нитри-денитрификатора представлен на рис. 2.

Сооружения доочистки.

БИОСОРБЕР – установка для глубокой доочистки сточных вод. Более подробно описание и общие виды установок.
БИОСОРБЕР – см. в предыдущем разделе.
Применение биосорбера позволяет получить воду, очищенную до норм ПДК рыбохозяйственного водоема.
Высокое качество очистки воды на биосорберах позволяет использовать для обеззараживания стоков УФ установки.

Сооружения по обработке осадков.

Учитывая значительный объем осадков образующихся в процессе очистки стоков (до 1200 куб.м/сут), для уменьшения их объема необходимо использовать сооружения обеспечивающие их стабилизацию, уплотнение и механическое обезвоживание.
Для аэробной стабилизации осадков используются сооружения аналогичные аэротенкам со встроенным илоуплотнителем. Подобное технологическое решение позволяет исключить последующее загнивание образующихся осадков, а так же приблизительно в два раза уменьшить их объем.
Дальнейшее уменьшение объема происходит на ступени механического обезвоживания, предусматривающее предварительное сгущение осадков, их реагентную обработку, а затем обезвоживание на фильтр-прессах. Объем обезвоженного осадка для станции производительностью 7000 куб.м/сут составит приблизительно 5-10 куб.м/сут.
Стабилизированный и обезвоженный осадок направляется на хранение на иловых площадках. Площадь иловых площадок в этом случае составит приблизительно 2000 кв.м (производительность очистных сооружений 7000 куб.м/сут).

4.Конструктивное оформление очистных сооружений.

Конструктивно очистные сооружения механической и полной биологической очистки выполнены в виде комбинированных сооружений на базе нефтяных резервуаров диаметром 22 и высотой 11 м, закрытых сверху крышей и оборудованных системами вентиляции, внутреннего освещения и отопления (расход теплоносителя минимален, поскольку основной объем сооружения занимает исходная вода, имеющая температуру в пределах не ниже 12-16 град.).
Производительность одного подобного сооружения – 2500 куб.м/сут.
Аналогично выполнен аэробный стабилизатор со встроенным илоуплотнителем. Диаметр аэробного стабилизатора – 16 м для станций производительностью до 7,5 тыс куб.м/сут и 22 м – для станции производительностью 10 тыс. куб.м/сут.
Для размещения ступени доочистки – на базе установок БИОСОРБЕР БСД 0,6 , установок обеззараживания очищенных стоков, воздуходувной станции, лаборатории, бытовых и подсобных помещений требуется здание шириной 18 м, высотой 12 м и длинной для станции производительностью 2500 кубм/сут – 12 м, 5000 куб.м/сут – 18, 7500 – 24 и 10000 куб,м/сут – 30 м.

Спецификация зданий и сооружений:

1. комбинированные сооружения – аэротенки нитри-денитрификаторы диаметром 22м – 4 шт.;
2. производственно- бытовое здание 18х30 м с блоком доочистки, воздуходувной станцией, лабораторией и бытовыми помещениями;
3. комбинированное сооружение аэробный стабилизатор со встроенным илоуплотнителем диаметром 22м – 1 шт.;
4. галерея шириной 12 м;
5. иловые площадки 5 тыс. кв.м.