Обзор систем биологической очистки сточных вод

Виды

Станция биологической очистки – это комплекс оборудования, собранного в отдельный резервуар, который может иметь разный объем в зависимости от нужд использования системы. Все станции, выпускаемые современными производителями, можно классифицировать по:

• степени очистки воды;
• материалу корпуса;
• сфере использования;
• типу ориентации корпуса.

И это далеко не полный перечень доступных классификаций. Сегодня выпускают различные модели очистных систем, которые могут являться лишь альтернативой отстойной яме, а могут представлять собой конструкцию для эффективной очистки воды.

К первой группе систем относят накопительные станции, оборудованные одним фильтром. Принцип работы таких систем заключается в сборе жидкости и консервации неприятных запахов. Фильтрация малоэффективная, поэтому особой популярностью такие конструкции не пользуются.

Второй тип очистных сооружений – это камерные станции. В них предусмотрено от 1 до 5 фильтров, которые отлично справляются с поставленной задачей и очищают до 90-99% поступающей жидкости. Вода, прошедшая через камеры таких систем, может использоваться повторно в хозяйстве для:

• полива растений;
• наполнения бочек;
• мытья транспортных средств.

Принцип работы камерных станций основан на очистке стоков микроорганизмами. А также существуют гибридные системы, которые сочетают в себе плюсы обеих станций.

Классификация по материалу корпуса подразумевает выполнение конструкции станции из:

• пластика;
• прочной стали;
• бетона;
• стеклопластика.

Последний вариант считается наиболее распространенным. Востребованность стеклопластика объясняется высокими эксплуатационными характеристиками материала и долговечностью. А также принято делить станции по форме. Например, популярностью пользуются конусообразные системы очистки.

Если рассматривать классификацию по месту установки очистительных систем, то выделяют два варианта размещения станций.

• Подземный. В этом случае оборудование углубляют под землю.
• Надземный. Резервуар остается на земле, под землей прокладывают только трубы.

В свою очередь, корпус канализационного оборудования может располагаться вертикально или горизонтально, что также иногда имеет значение. При этом определить принадлежность станции к тому или иному виду в обоих случаях можно визуально. Очистные сооружения принято классифицировать и по зависимости от электроэнергии. В этом случае выделяют энергозависимые и энергонезависимые станции. Первый вариант систем требует обязательного подключения оборудования к электросетям. Во втором варианте стоки передвигаются самостоятельно за счет предусмотренного уклона.

Химические

Сущность химических способов заключается в ведении специальных веществ. При осуществлении нейтрализации кислот и щелочей вводят специальные реагенты (известь, аммиак), а при осуществлении окисления — различные окислители (перманганат калия, газообразный и сжиженный хлор).

Это позволяет устранить токсичные соединения. К этим мероприятиям прибегают с целью устранения растворимых веществ в замкнутых системах водоснабжения.

Технологическая схема химического способа очистки воды

Основные физико-химические методы

При проведении физико-химических методик происходит устранение примесей неорганического происхождение и разрушение примесей органического происхождения.

К ним относятся следующие методы:

• Флотация. Через сточные воды пропускается воздух. Газовые пузырьки захватывают поверхностно-активные вещества (ПАВ), масла и ряд иных загрязнений, формируя на поверхности пенообразный слой, который с легкостью устраняется;
• Коагуляция. Этот способ подразумевает введение коагулянтов (к примеру, солей аммония или меди) с целью формирования осадков в виде хлопьев, которые, как и пенообразный слой, без проблем устраняются;
• Сорбция. С помощью данной методики происходит извлечение ценных растворимых веществ с дальнейшей утилизацией. Для ее проведения используют вещества, способные поглощать загрязнения (например, силикагель или активированный уголь).

Что собой представляет СБО и как работает. Устройство станции, плюсы и минусы

Рассмотрим все варианты биологической очистки стоков, которые могут использоваться в современных канализационных системах. Первый – септик. Его название в переводе означает «гниение», а если говорить точнее, то естественное биоразложение. Основные способы очистки септиками:

• отстаивание (разделение сточных масс по удельному весу);
• биологическое разложение органических загрязнителей без контакта с кислородом.

В септиках применяются бактерии анаэробного типа, для жизнедеятельности которых кислород не нужен. В процессе деятельности бактерий осуществляется постепенное разложение органики (главная составляющая включений бытовых стоков) с образованием метана, воды и определенного объема нерастворимых веществ, которые оседают на дно отстойника в виде ила. Сначала стоки из дома по трубе попадают в первичный отстойник, так они задерживаются на некоторое время и разделяются по массе. Тяжелые включения оседают на дно, где подвергаются переработке анаэробными бактериями. В результате выделяется вода, которая затем переходит на следующий этап очистки, выводимый через вентиляционную систему. Осадок со дна септика время от времени нужно удалять, иначе эффективность установки упадет. Первично очищенные водные массы подаются во вторичный отстойник по трубам перелива, где дополнительно отстаиваются и обрабатываются бактериями. Дальнейшие процессы очистки осуществляются на аэрационных полях.

Многоступенчатая очистка позволяет добиваться хороших результатов, очищенная вода просто впитывается в почву и не несет вреда для окружающей среды. Для организации системы доочистки аэрационные площадки обустраивать необязательно, их функции могут выполнять фильтры биологической очистки (они продаются в том числе в полностью готовом к использованию виде). Выделяются:

1. Энергонезависимые биофильтры – в них вода поступает сверху вниз и постепенно проходит через насыпную загрузку. Такие системы оборудуются вентиляцией.
2. С принудительной аэрацией – компрессорные установки. Они оснащаются аэратором, через который воздух подается в камеры, после чего происходит перемешивание воды с илом и удаление загрязнителей.
3. Локальные станции биоочистки – более современный и удобный вариант полного цикла. Они осуществляют полную очистку стоков и при этом имеют компактные габариты. У станций ЛОС есть аэраторы – устройства, которые насыщают воду кислородом.

При установке станций очень желательно включать в схему подключения стабилизатор напряжения. Его наличие защитит электрику оборудования от резких перепадов напряжения, а в тех районах, где регулярно отключают свет, есть смысл дополнить схему ИБП.

Как происходит очистка городских сточных вод?

Классическая схема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод включает несколько этапов.

1. Механическая очистка городских сточных вод.

Первичная обработка стоков, поступающих по канализационной системе, производится в блоке механической очистки. Здесь происходит удаление загрязнений, главным образом находящихся в нерастворённом и частично коллоидном состоянии.

Первоначально из сточных вод извлекается твёрдый мусор, представленный такими загрязнениями, как тряпки, бумага, остатки овощей, фруктов и других включений. Эти отходы задерживаются решётками (ситами, процеживателями) и направляются в решётки-дробилки.

Частицы минерального происхождения, удельный вес которых выше удельной массы сточной воды, осаждаются в песколовках. Они направляются в виде песчаной пульпы на специальные площадки для обезвоживания перед дальнейшей утилизацией.

Крупнодисперсные органические загрязнения извлекаются из сточных вод с помощью первичных отстойников, при этом тяжёлые фракции оседают на дно, а лёгкие (жиры и нефтепродукты) всплывают на поверхность. Иногда для повышения эффекта осветления перед отстойниками устанавливают преаэраторы.

1. Биологическая очистка городских сточных вод.

Метод основан на использовании жизнедеятельности микроорганизмов, с помощью которых находящиеся в сточных водах в растворённом или коллоидном состоянии органические вещества разлагаются и удаляются.

По принципу работы биологические очистные сооружения можно разделить на два типа:

• удаление загрязнений происходит в условиях, максимально приближенных к естественным (биологические пруды, поля фильтрации). Сточные воды очищаются в них малоэффективно, так как используется запас кислорода, присутствующий в воде;
• обработка сточных вод осуществляется искусственно в специальных резервуарах (аэротенках, биологических фильтрах, MBBR-реакторах и т. д.). В данных сооружениях создаются особые условия, при которых очистка происходит довольно интенсивно. В искусственных очистных сооружениях за счет чередования анаэробных и аэробных зон возможно удаление из сточных вод не только органических соединений, но и таких элементов, как фосфаты, нитраты и нитриты.

1. Доочистка сточных вод.

Применяется для финишной доочистки стоков до норм сброса в водоем рыбохозяйственного назначения. Здесь часто задействуются многослойные песчаные фильтры, контактные осветлители, фильтры с полимерной загрузкой, сорбционные фильтры.

1. Обеззараживание.

Выполняется с целью приведения бактериологических показателей сточных вод в соответствие с санитарными нормами. Для дезинфекции используются сильные окислители и их производные (хлор, озон), а также методы специальной обработки (облучение ультрафиолетом, кавитация).

1. Обезвоживание осадка.

В процессе очистки городских сточных вод образуется большое количество осадка. С целью обработки и снижения объема осадка применяется следующее оборудование:

• стабилизаторы осадка;
• осветлители-перегниватели;
• метантенки;
• вакуумные фильтры;
• фильтр-прессы;
• центрифуги;
• шнековые обезвоживатели и пр.

Подготовка станции к зимовке

Консервация
автономной канализации на зимний период выполняется в обязательном
порядке, если локальной системой не планируется пользоваться в холодный
сезон. Она включает в себя несколько операций.

Прежде всего,
установка обесточивается, после чего из нее изымается
электрооборудование для последующего хранения в отапливаемом помещении.
Речь идет о компрессоре и дренажном насосе, если таковой подразумевается
конструкцией. Следующее действие – откачка содержимого модуля
стабилизации ила и аэротенка на глубину примерно 0,5 метра от уровня
земли. Также необходимо проверить уровень воды в приемной камере, однако
при правильной работе установки он не нуждается в откачке. Для того
чтобы обезопасить стенки камер от возможного повреждения при замерзании
жидкости внутрь камер опускают емкости с песком. На наружные части
станции прикрепляются листы полимерного утеплителя (из пенополистирола
или пенополиуретана), которые впоследствии укрываются пленкой.

Определение

Сточные воды и их краткая характеристика.

В практике применяется определение городские сточные воды. Как правило, это бытовые и производственные сточные смеси. Что касательно бытовых, производственных и атмосферных сточных вод, то их можно отводить совместно или раздельно. Более популярными являются общесплавные и раздельные конструкции водоотведения. Для общесплавной системы не проблема отвести любые виды сточных вод по одной сети труб за пределы города на очистное сооружение. В состав раздельных систем входят различные трубы и каналы: по одной может отводиться дождевая и незагрязненная производственная жидкость, а по иной — бытовая и загрязненная.

Сточные воды являются сложными гетерогенными смесями, в которых содержатся разные соединения (органические и минеральные). Как правило, их состояние нерастворенное, коллоидное и растворенное. Уровень загрязнения сточной жидкости можно оценить при помощи концентрации. Чтобы разработать рациональную схему водоотведения и оценить возможность повторного применения вод, необходимо ознакомиться с составом и режимом водоотведения.

Эффективность применения жидкости в промышленной компании можно оценить при помощи количества использованных оборотных вод, коэффициента использования и процента потерь.

Для промышленной компании потребуется составить баланс воды, который включает расходы на потери, сбросы и компенсирующие расходы жидкости в систему. Проектирование опять возводящейся или реконструируемой системы водоотведения населенного пункта и промышленной компании необходимо выполнять, используя утвержденные в установленном порядке схемы развития сферы хозяйства.

Очистные сооружения и специальные системы для очистки сточных вод

Самыми действенными и востребованными в процессе нейтрализации стоков являются такие установки и приспособления:

• УФС — установка фильтрующая самоочищающая.
• Пескоуловители.
• Жироуловители.
• Пруды-отстойники.
• Септики и мембранные сооружения.

Рассмотрим подробнее принцип действия каждого приспособления.

Фильтрующая установка

Приспособление, которое пропускает через свои фильтры сточную воду и тем самым очищает её. Фильтры должны самоочищаться, но на практике на промышленных предприятиях применяются вместо самоочищающихся фильтров стандартные решетки и сита, которые требуют очистки грабельным методом вручную или с использованием специальных устройств.

Работает такая установка по принципу отделения мусора и крупных примесей от жидкости. Причем решетки и фильтрующие сетки в такой установке могут иметь совершенно различное строение (дробильное, шнековое, ступенчатое, в виде пластин или стержней). Самая мелкая фракция решетки такого приспособления равна 2 см. Весь мусор, собранный на решетки или сетки, сразу же отправляется на переработку или утилизацию. Если же используются решетки с дробильной конструкцией, то примеси мусора нейтрализуются прямо в очищаемой воде.

Кроме сеток и решеток в механической очистке стоков могут принимать участие барабанные сита. Фракция ячеек у сита составляет до нескольких десятых миллиметра. Эти устройства имеют более мелкую фракцию по сравнению с решетками и предназначены для удаления из воды примесей в виде гравия, песка, мелких осколков стекла и пр. Барабан, вращаясь в воде, вбирает в свою полость все посторонние примеси.

Песколовки

Следующий этап в очистке вод механическим способом. После того как вода пройдет барабанные сита и решетки, стоки отправляются дальше к пескоуловителям. Здесь приспособления дополнительно отсеивают самые мелкие частички примесей в виде песка. В песколовках вода может двигаться как горизонтально, так и вертикально. Эффект очистки от этого не снижается. Пескоуловители работают благодаря силе гравитации, которая осаживает на дно все мелкие частички песка. При этом стоит знать, что чем выше скорость потока воды, тем слабее сила гравитации. А это значит, что для качественной работы песколовки скорость движения стоков нужно снижать.

Жироуловитель

Этот тип очистного сооружения, как правило, устанавливается следующим за песколовкой. Жироуловитель имеет закрытую форму и предназначен для некоторого охлаждения стоков. В результате снижения температуры воды все растворимые жиры приобретают определенную форму и всплывают на поверхность воды. Далее стоки протекают в отстойники, а жиры удаляются из жироуловителей.

Отстойник

Такие неглубокие самодельные современные пруды предназначены для дальнейшего отстаивания воды. Здесь стоки могут отстаиваться до 3 часов. В результате отстаивания все примеси и взвешенные частички мусора, оставшиеся в воде, дополнительно удаляются.

После отстаивания воду осветляют с использованием специальных коагулянтов, которые превращаются в воде в хлопья, тем самым фильтруя стоки, дополнительно осветляя их.

Аэротэнк – устройство для аэробной биологической очистки стоков

Аэротенком называют резервуар, в котором осуществляется доочистка сточных вод по такому же принципу, как и в грунте, но на меньшей площади и за гораздо более короткое время.

В аэротенке происходит разложение отходов микроорганизмами в присутствии кислорода. Такой метод очистки называют аэробным.

Образующуюся в результате такого способа очистки воду можно использовать для технических нужд, а отработанный ил – для удобрения.

Принцип работы очистной системы с аэротенком:

• После нахождения в первичном отстойнике, который представляет собой емкость, аналогичную первой камере септика, сточная вода закачивается в аэротенк.
• Очистка стоков в аэротенке осуществляется с помощью активного ила, который состоит из колоний микроорганизмов и бактерий, перерабатывающих поступающие бытовые отходы. Бактерии, живущие на иле, являются аэробными, то есть могут очищать стоки только при поступлении кислорода.
• Воздух в аэротенк подают с использованием компрессора и распределяют по резервуару воздуходувками.

Аэротенк

Аэротенк может состоять из одного резервуара, разделенного на отсеки, а может иметь несколько блоков, соединенных друг с другом.

В последнем случае очистная система состоит из трех сооружений:

• первичного отстойника,
• аэротенка,
• вторичного отстойника.

Такая конструкция обеспечивает максимальную очистку воды, но требует сложного ухода.

Сточные воды могут заполнять аэротенк полностью, в отличие от септика с биофильтром, куда вода подается небольшими дозами.

Преимущества очистных систем с аэротенком:

• высокий уровень очистки воды,
• компактность устройства,
• отсутствие неприятных запахов,
• нет необходимости утепления конструкции.

Главный недостаток: необходимость постоянного наличия электричества. При паузе в работе более трех месяцев активный ил погибает. К минусам этого очистного сооружения можно отнести его высокую стоимость и необходимость постоянного контроля оборудования.

Принцип действия септика  с биофильтром

Септик с биофильтром

Септик с биофильтром является резервуаром, состоящим из септического блока и биофильтра.

Очистка стоков осуществляется бактериями, функционирующими при доступе воздуха. Их размножение происходит внутри засыпки, которая иначе называется «загрузкой» или «телом фильтра».

Состав засыпки – прочные пористые материалы: шунгизит, кокс, керамзит, капроновые шнуры. Эта засыпка обрастает биопленкой – бактериями.

С увеличением поверхности биопленки качество и скорость очистки стоков значительно возрастают.

В септике с биофильтром находятся:

• водораспределительное устройство, обеспечивающее подачу стоков;
• воздухораспределитель, предназначенный для доставки воздуха, необходимого для работы бактерий;
• тело фильтра;
• дренаж для отвода очищенных вод.

Сточные воды после отстойника попадают в специальный отсек, откуда небольшими порциями поступают в биофильтры для очистки сточных вод.

В биофильтрах одновременно осуществляется двойная очистка.:

• от механических частиц стоки освобождаются при помощи засыпки,
•  биопленка разрушает вредные органические примеси, разлагая их на безвредные неорганические компоненты.

Аэротенки и септики с биофильтром применяют, как правило,  для утилизации больших объемов сточных вод.

Опубликовано: 20.08.2013

Система «Юнилос»

Основные модели этой торговой марки носят имена «Циклон» и «Астра». Станция «Циклон» содержит программный модуль, размещенный в управляющем блоке, где и осуществляется автономное управление работой всего агрегата.

«Астра» же имеет два подвида и рассчитана на различное количество пользователей от трех до 15 человек:

1. с датчиком уровня в виде поплавка;
2. с датчиком давления жидкости.

Очистная станция «Юнилос»

«Циклон» имеет два вида:

• стандартный, где управление расположено на самой установке;
• с выносным устройством для управления, который диктует особые условия для помещения, где он размещен.

«Юнилос Мега» — это станция, которая не пользуется большой популярностью, но она рассчитана на обслуживание малого поселения. Она способна очищать более 30 кубических метров жидкости в сутки.

• отличные показатели очистки стоков, что позволяет сбрасывать воду в водоемы;
• повышенная устойчивость материалов к воздействию (толщина в 2 см стенок конструкции);
• можно применять для периодического пользования, повышенная живучесть микроорганизмов, которые участвуют в процессе очистки;
• устойчивость к низким температурным режимам.