Для стабилизации сточных вод используются метантенки и аэротенки, в которых органическая часть осадка перерабатывается микроорганизмами. В процессе этой переработки образуются минеральные вещества, а также газ, который может использоваться в качестве топлива.
Механическая очистка сточных вод: методы, оборудование
Сточные воды образуются в результате как бытовой, так и промышленной деятельности человека. Они после сброса самотёком через канализацию отправляются из жилых районов, а также с территорий промышленных организаций. В стоки попадают различные посторонние вещества, включая твердые включения и мелкодисперсные компоненты, которые при попадании в водоемы могут нанести серьезный вред окружающей среде и здоровью человека. Для предотвращения такого вредного воздействия вода должна пройти очистку, одним из ключевых этапов которой является механическая обработка.
Что собой представляет механическая очистка?
При механической очистке сточных вод осуществляется фильтрация твердых компонентов и растительных включений, а также удаляются жиры и масла, включая нефтепродукты. В процессе удаления загрязняющих веществ образуются две разные фракции: первая — очищенная, жидкая фракция, и вторая — осадок, состоящий из органических отходов и мелкодисперсных веществ, таких как жиры, масла и нефть. Наиболее эффективно механическая очистка позволяет удалять крупные отходы, состоящие из взвешенных загрязнений, таких как камни, песок и другие подобные материалы.
Некоторые из веществ, образующихся при отделении осадка, можно повторно использовать в различных секторах промышленности. Очищенная вода, получаемая в результате такого процесса, считается технической и также находит применение в производственной деятельности. Подобное рациональное использование ресурсов помогает поддерживать экологический баланс и снижает негативное влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую среду.
Что такое механическая очистка сточных вод?
К механическим методам очистки сточных вод относятся технологии, оборудование и сооружения, которые предназначены для удаления загрязняющих компонентов из сточных вод под воздействием физических явлений, таких как процеживание, фильтрация, а также под действием гравитации и центробежных сил.
Как видно из вышеизложенного определения, механические методы являются частью обширной группы физических методов очистки. Однако данная классификация является условной, и зачастую механические методы выделяют в отдельную группу, основываясь на схожести принципов работы оборудования и их применения в технологических схемах.
Общей чертой всех механических методов является их использование на предварительном или начальном этапе очистки, когда из объема сточных вод удаляется крупный бытовой мусор, такой как тряпки, остатки бумаги, картон и упаковка. В то же время механические методы также позволяют снизить концентрации показателей, таких как ХПК (химическое потребление кислорода), БПК (биологическое потребление кислорода), общий фосфор, аммонийный азот и взвешенные вещества, за счет удаления крупных минеральных и органических примесей, например, песка, волокон и остатков пищи.
Важно отметить, что в большинстве случаев предварительная механическая очистка представляет собой комбинированный процесс и направлена на удаление веществ от более крупных до более мелких за счет применения разных технологий и оборудования.
Классификация методов механической очистки
Представляем классификацию методов механической очистки, основываясь на различиях в принципах удаления загрязняющих веществ из объема сточных вод и используемых физических явлениях.
Процеживание
Данный метод реализует сепарацию отходов от воды, основываясь на различиях в размере мусора и диаметре частиц, путем пропускания сточных вод через отверстия или просветы (эффект процеживания). В результате очистки обеспечивается задержание отходов и частиц, размер которых превышает размер расположенных просветов или отверстий. Накопленные отходы, по мере накопления, автоматически либо вручную удаляются в контейнеры для последующей утилизации на полигонах.
К сооружениям этого метода можно отнести процеживатели, решетки и сита различных конструкций, а также сетчатые, дисковые, ленточные и барабанные фильтры.
Отстаивание
Отстаивание, как метод первичного осветления сточных вод, базируется на различной природе загрязняющих частиц. Метод учитывает различия в плотности и размере частиц, которые распределяются в объеме воды под действием силы гравитации. За установленное время отстаивания более плотные частицы оседают на дно, образуя слой выпавшего осадка, тогда как более легкие частицы, плотность которых меньше плотности воды, всплывают на поверхность, образуя тонкую пленку (нефтяную, масленую). В результате отстаивания исходные сточные воды разделяются на несколько фракций.
Сооружения для отстаивания сточных вод могут иметь различные проектные параметры, включая зоны с коническим дном для сбора осадка и перегородки, которые улучшают процесс отстаивания. Для удаления всплывающих частиц также могут использоваться скребковые устройства.
К сооружениям данного метода относятся отстойники различных форм (вертикальные, горизонтальные), отстойники с тонкослойными модулями, а также нефте- и жироловушки и песколовки.
Центрифугирование и гидроциклонирование
Оба метода основаны на использовании центробежных сил для разделения загрязняющих веществ и воды. Физическим явлением, которое лежит в основе этих процессов, является инерционная сила. Конструктивно центрифуги и гидроциклоны представляют собой вращающиеся устройства, в которых происходит разделение загрязняющих веществ. В центрифуге сточные воды разделяются на две фракции: тяжелые примеси оседают на стенках барабана, а легкие взлетают вверх.
В гидроциклоне сточные воды движутся по спирали, где более тяжелые частицы отклоняются к стенке, а более легкие выносятся в верхнюю часть устройства.
Фильтрование
Фильтрование представляет собой метод механической очистки сточных вод, который основан на прохождении загрязненной жидкости через объем фильтрующего материала. В результате этого процесса частицы загрязнителей задерживаются в порах фильтрующего материала. Чем меньше размеры пор в фильтрующем материале, тем мельче частицы, которые могут быть задержаны фильтром. Процесс фильтрования также связан с явлением адгезии, то есть способностью загрязняющих частиц прилипать к поверхности фильтрующего материала.
Основные устройства и сооружения
К сооружениям, применяемым в механических методах обработки сточных вод, относят различные модели сеток, решеток, отстойников, пескоуловителей и фильтров. Количество и типы устройств определяются в зависимости от уровня загрязненности стоков, нормативов сбросов, а также объема сточных вод.
Решетки
Эти сооружения предусмотрены для задержки крупных загрязнений, которые могут попасть в сточные воды.
Решетки, как правило, состоят из металлических прутьев, приваренных к раме. Очистка старых решеток производится вручную, однако более современные модели оснащены автоматическими граблями, которые находятся над решеткой и сгребают мусор с поверхности ячеек, а затем транспортируют его в бункер для дальнейшего обезвоживания.
Наиболее технологически продвинутый вариант — решетки-дробилки, которые не только задерживают частицы, но и одновременно их перемалывают, что значительно уменьшает объем отходов.
Песколовки
Песколовки очищают сточные воды от примесей, вес которых примерно равен весу песка. Такие частицы имеют плотность, превышающую плотность жидкости, поэтому они всегда оседают на дно. В зависимости от направления потока, песколовки могут быть горизонтальными, с круговым движением сточных вод или тангенциальными.
Наиболее эффективными являются аэрируемые песколовки, в которых дополнительно подается воздух. Это приводит к закручиванию потока жидкости по спирали, в результате чего песок оседает на дно. Такие механические сооружения позволяют минимизировать количество органических веществ в осадке, что предотвращает его разложение.
Отстойники
Эти сооружения предназначены для удаления мелких примесей, оставшихся после песколовок. Принцип работы схож с работой песколовок – поток жидкости проходит через устройство, и частицы оседают на дно.
Отстойники по направлению движения сточных вод делятся на:
- горизонтальные;
- вертикальные;
- радиальные.
В зависимости от назначения отстойники бывают первичными (состоящими в начале схемы очистки) и вторичными (которые задерживают избыточный активный ил и биопленку после биологических процессов очистки).
Полезный совет: чтобы повысить эффективность работы отстойника, его можно дополнительно оснастить преаэратором или тонкослойными модулями.
Иловые площадки
После механической обработки сточных вод в среднем за сутки образуется около 0,8 литра осадка на человека. Этот осадок представляет собой смесь твердых частиц и органических примесей, влажность которых достигает 95%.
Для снижения влажности осадка его направляют на иловые площадки. Эти площадки представляют собой участки земли, на которые осадок выгружается в тонком слое и подвергается подсушиванию. В конечном итоге влажность осадка достигает 75%, а его объем уменьшается в 3-7 раз.
Сушеный осадок далее направляется на переработку.
Механическая очистка в частных домах
Для жилых коттеджей механическая обработка сточных вод чаще всего осуществляется в рамках комплексных сооружений. Они совмещают несколько методов, таких как улавливание песка и фильтрация. Эти конструкции, как правило, имеют компактные размеры.
Технологические схемы механической очистки сточных вод для частных домов обычно стандартизированы и легко подбираются в зависимости от количества жильцов и используемого типа водоснабжения. Такие типовые системы обычно дешевле индивидуальных проектов, но по своей эффективности часто не уступают им.
Выбор технологической схемы и соответствующих сооружений для частного дома или производственного объекта можно осуществить в компании Кванта +.
Особенности
Качественная фильтрация особенно критична в тех случаях, когда очищенная жидкость будет использоваться повторно в производственных целях. Механические методы очистки сточных вод позволяют извлекать не только крупнодисперсные частицы, но и некоторые химические соединения для их повторного использования в промышленности. Это играет важную роль в охране экологии, так как дает возможность предотвратить попадание токсичных веществ в окружающую среду и вернуть часть ценного сырья в производственный цикл. Данная методика актуальна для предприятий химической, металлургической, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности.
Современные установки для механической очистки основываются на новейших инженерных решениях, что позволяет существенно увеличить их эффективность.
Оборудование, используемое для механической очистки
С учетом поставленных задач и степени загрязненности сточных вод при проектировании используются различные типы очистного оборудования:
- дисковые фильтры;
- гидроциклоны;
- флотация;
- отстойники.
Дисковые фильтры представляют собой эффективный и быстрый метод очистки. При этом вода, попадая на объемные фильтры, очищается даже от мелких нерастворимых примесей. Такие устройства легко эксплуатируются и требуют минимального ухода.
Работа гидроциклонов основана на сепарации жидкого стока с помощью быстро вращающихся центрифуг.
В процессе флотации задействуется аэрация отходов с помощью газовых пузырьков, которые, перемещаясь, поднимают и уносят крупные частицы. Этот метод особенно эффективен для крупных предприятий в сферах нефтепереработки и металлургии. Для повышения эффективности очищения применяются специальные реагенты, способствующие осаждению, что позволяет достичь степени очистки до 90%.
Метод отстаивания часто используется для фильтрации бытовых сточных вод на участках загородной застройки и дачах. Наиболее эффективными для этого являются септики — подземные отстойники, в которые по трубопроводу подводятся сточные воды. Через некоторое время твердые вещества оседают на дне, а осветленная жидкость отводится по дренажной системе в грунт.
Формирующийся осадок требует периодической откачки с помощью ассенизаторских машин, иначе эффективность работы септика будет со временем снижаться.
Описание процесса механической очистки
В зависимости от производительности сооружений, типа и состава сточных вод, при проектировании выбирается необходимый узел (метод) механической очистки и соответствующий тип оборудования.
- Грубая механическая очистка (размер ячейки > 8 мм), которая нужна для задержки крупных загрязнений;
- Тонкая механическая очистка (размер ячейки < 8 мм) для очистки от мелких включений;
- Процеживание сточных вод (размер ячейки < 3 мм) для очистки от микрочастиц;
- Дробилки для избавления от твердых остатков и задержанных частиц, защищающие оборудование (насосы, решетки);
- Песколовки — для удаления песка, которые могут быть прямоугольными, радиальными или соединенными с решетками в зависимости от конструкции;
- Первичные отстойники, назначение которых — удаление взвешенных веществ путем отстаивания и их дальнейшая подача на биологическую очистку.
Преимущества технологии MY MET
- комплексное решение под ключ;
- стабильная и эффективная очистка;
- простота реновации существующих комплексов механической очистки;
- полная автоматизация процессов;
- очистка сточных вод от всех механических и нерастворимых веществ.
Применение технологии MY MET основывается на многолетнем опыте эксплуатации десятков очистных сооружений, и это готовое решение для механической очистки сточных вод, что делает его разумным выбором как для краткосрочных, так и долгосрочных планов.
Механические методы очистки сточных вод MY MET
Решения MY MET составляют три основные направления (методы) — очистка сточных вод от твердых бытовых отходов (решетки и дробилки), очистка от минеральных нерастворенных веществ (песка) и очистка от органических нерастворенных веществ (осветление сточных вод).
Направление MY MET max для фильтрации
Механическая очистка сточных вод по технологии MY MET max подразумевает использование устройств для дробления отходов, решеток грубой очистки и решеток для тонкой механической очистки. В зависимости от требований заказчика предполагается возможность применения различных комбинаций этих устройств.
Направление MY MET sand для улавливания минеральных включений
В зависимости от гидравлических характеристик, производительности и состава сточных вод применяются следующие типы песколовок: горизонтальные, аэрируемые или тангенциальные. Технологическая линия для улавливания минеральных компонентов также включает в себя устройства для обработки, промывки и хранения песка, что решает ряд проблем при очистке.
Направление MY MET primary для отстаивания
Это направление включает в себя комплекс инженерных решений, направленных на эффективное отстаивание, сбор и удаление сырого осадка и плавающих веществ.
В определенных случаях возможно использование технологии MY MET primary+, которая включает укрытие первичных отстойников, что позволит навсегда избавиться от неприятных запахов и газов, исходящих от очистных сооружений.
