Сегодня используется множество различных методов очистки стоков, причем, выбор способа зависит от характера и концентрации загрязнений. На первом этапе, как правило, применяются, механические методы очистки сточных вод, а затем первично очищенные стоки могут быть обработаны биологическими или физико-химическими методами.
Очистка стоков – это ряд мероприятий, направленный на разрушение и удаления различных примесей, содержащихся в воде. Сегодня применяются самые разнообразные методы утилизации стоков, способы очистки сточных вод разделяют на механические, физико-химические, химические и биологические. Разберемся, как осуществляется механическая очистка сточных вод и возможна ли автоматизация этого процесса.
Механическая очистка сточных вод
Как правило, механическая очистка сточных вод проводится на самом первом этапе. Такая очистка является своеобразной подготовкой перед применением биологических или физико-химических методов.
Механические способы очистки включают в себя гравитационное отстаивание, процеживание и фильтрование. Каждый из названных методов может быть применен в зависимости от типа присутствующих в стоках загрязнения.
- Стоки, в которых могут присутствовать крупные загрязнения (например, листья ветки и пр.), очищаются путем процеживания. На пути движения сточных вод устанавливают решетки или сита.
Совет! Если устанавливается механическая решетка для очистки сточных вод, то нужно обязательно предусмотреть возможность удаления отделенного мусора, используя съемные контейнеры или корзины.
- Песок и различные взвеси минеральных включений удаляются в специальных отстойниках. Такие отстойники называют песколовки для очистки сточных вод, они обязательно включаются в схему ливневой канализации, так как в ливневых стоках всегда много песка, частиц грунта и других загрязнении, находящихся во взвешенном состоянии.
- Гравитационное отстаивание применяется и в том случае, если в стоках находятся загрязнения, имеющие большую или меньшую плотность по сравнению с водой. В этом случае, под действием сил тяжести более тяжелые включения выпадают в осадок, а более легкие – оказываются наверху.
- Для отделения загрязнений, которые легче воды, применяется специальное оборудование для механической очистки сточных вод. Это жиро- и смолоулавливатели, нефте- и маслоловушки.
Совет! Такие установки, чаще всего, применяют для переработки промышленных стоков, однако, жироулавливатели иногда устанавливают и в бытовой канализации, в частности под кухонными мойками.
- Еще один вид загрязнителей стоков – суспензии. Они состоят из мельчайших частиц, которые равномерно распределены в воде. Для избавления от суспензий применяют фильтры для очистки сточных вод. В качестве фильтрующего слоя используются зернистые или тканевые материалы. В результате фильтрования вода очищается от мельчайших частиц, которые задерживаются на поверхности или внутри фильтра.
Совет! Механическая чистка позволяет избавиться от крупных и мелкодисперсных частиц, которые находятся в воде в виде взвеси, а вот растворенные вещества данный вид чистки удалить не позволяет. Поэтому механическую чистку используют на первом этапе, а затем отправляют воду на другие виды очистки.
Биологические способы очистки
Биологический метод очистки основан на использовании природных процессов переработки органики микроорганизмами. Сточные воды обрабатываются с использованием биофильтров, анаэробного брожения или активного ила.
Анаэробное брожение
Способ анаэробного брожения используется в самых простых канализационных сооружениях – выгребных ямах и септиках. В таких устройствах стоки сначала отстаиваются, то есть, подвергаются механической очистке. Тяжелые включения, которые содержатся в стоках, оседают на дно, где подвергаются анаэробному брожению.
В данном процессе очистки участвуют бактерии анаэробы, то есть микроорганизмы, которые способны существовать без поступления кислорода. Анаэробное брожение – процесс медленный, в результате жизнедеятельности бактерий органические включения разлагаются на простые составляющие: метан, воду и нерастворимый осадок.
Такая переработка значительно сокращает объем твердых отходов, однако, со временем, количество нерастворимого осадка увеличивается, поэтому выгребные ямы и обычные септики приходится периодически чистить.
Очистка при помощи биофильтра
Биофильтр – это устройство, которое используется на конечной стадии очистки, после того, как стоки хорошо отстоялись и избавились от большей части нерастворенных включений. По сути, биологический фильтр – это слой сыпучего материала крупной фракции.
Таким материалом может быть керамзит, щебень, песок или гравий. Каждый элемент этого слоя покрыт тонким слоем биологического материала – биопленкой. Очищение происходит так: первично очищенная вода просачивается через фильтрующий материал.
При этом задерживаются мелкие включения, которые не успели осесть в отстойниках. Кроме того, биологический материал активно включается в работу, перерабатывая органические включения, находящиеся в стоках в растворенном состоянии.
Активный ил
Весьма эффективным способом очистки канализационных стоков – это обработка при помощи активного ила. Такое название носит симбиоз бактерий и простейших организмов, которые используют органические включения, содержащиеся в стоках, в качестве питательной среды.
Для того чтобы активный ил эффективно работал, необходимо, чтобы рабочая среда была насыщена кислородом. Для этого в очистных сооружениях устанавливаются специальные устройства – аэраторы.
В станциях, оборудованных аэраторами, используется автоматизация. Поэтому нет необходимости постоянно контролировать работу установки. Автоматизация позволяет задать оптимальный режим работы установки.
Физико-химические способы
Достаточно эффективной может быть физико-химическая очистка сточных вод. Основан этот метод на использовании таких процессов, как коагуляция, сорбция, флотация, диализа.
- Коагуляцией называется процесс слипания отдельных дисперсных частиц в более крупные агрегаты при соударении. Благодаря укрупнению частиц их намного легче осадить, то есть процесс отстаивания пройдет быстрее и эффективнее. При использовании этого метода применяют специальные вещества – коагулянты для очистки сточных вод. В промышленности в этом качестве применяются соли металлов, обладающих свойствами поливалентности.
- Похожий процесс – флокуляция, его цель – формирование хлопьев и агрегатов из мелко диспергированных частиц. Применяемые флокулянты для очистки сточных вод способствуют лучшему отстаиванию стоков. Механизм процесса основан на явлении «прилипания» молекул вещества (флокулянта) к поверхности мельчайших коллоидных частиц.
- Процесс флотации, применяемый для очистки, основан на способности флотируемого материала собираться у границы двух фаз, обусловлено это явление разной степенью смачивания материалов. Как правило, флотаторы для очистки сточных вод применяют для очищения стоков, содержащих большое количество ПАВ, масел, нефтепродуктов и пр.
- Метод адсорбции основан на выделении из стоков растворенных в них веществ путем их концентрации у сорбента – твердого тела с определенными свойствами. Самым известным адсорбентом является активированный уголь. Кроме того, широко применяются минеральные сорбенты (силикогели, глину), отходы производств (опилки, золу и пр.), а также синтетические сорбенты. Метод широко используется для избавления стоков от пестицидов и гербицидов, ПАВ, различных нитросоединений, соединений, содержащих фенол, красителей и других токсических веществ. Преимущество метода в его высокой эффективности. Кроме того, адсорбционный метод очистки допускает рекуперацию выделенных из стоков примесей для их последующей переработки.
- Процесс экстракции заключается в выделении растворенных примесей, которые находятся в стоках, путем добавления какого-либо растворителя, который не смешивается с водой, но хорошо растворяет примеси.
Переработка осадка
При любом способе очистки стоков образуется нерастворимый осадок. Осадок возникает и при простом отстаивании, и после применения биологических и физико-химических способов.
Осадок из выгребных ям и септиков необходимо регулярно откачивать и правильно утилизировать. Для откачки может быть использована автоматизация, но чаще хозяева прибегают к помощи механизированных устройств.
Если речь идет о местной канализации, то утилизацию нерастворимого осадка следует поручать профессионалам. Владельцам частных домов рекомендуется сотрудничать со специализированными компаниями, оказывающие ассенизаторские услуги. Такие компании производят откачку осадка, а затем утилизируют его безопасными методами.
А вот активный ил, который образуется в результате переработки стоков в станциях глубокой биоочистки, опасности не представляет. Его можно утилизировать самостоятельно. После откачки достаточно поместить ил в компостную кучу, а после завершения процесса перегнивания, этот материал может быть использован для удобрения сада.
Итак, сооружения механической очистки сточных вод, как правило, используют для первоначальной очистки стоков, затем их очищают биологическим методом. В промышленности же, помимо этих двух, широко применяют физико-химические и химические методы очистки сточных вод. Выбор наиболее эффективного способа осуществляется в зависимости от типа загрязнений и их концентрации.
