Схемы и технологии очистки сточных вод

Схема очистки должна отвечать современным требованиям и обеспечивать возможность повторного использования очищенной воды в обороте и утилизации образовавшихся осадков при минимальных затратах. В практике применяют 6 основных схем очистки и сброса сточных вод:

1) прямоточный сброс стоков в природную систему без очистки;

2) повторное использование воды без очистки;

3) повторное использование воды после осветления сточных вод в очистных сооружениях;

4) повторное использование условно чистой воды и оборотного водоснабжения загрязнённой воды;

5) оборотное водоснабжение;

6) бессточное водоснабжение.

Процесс очистки сточных вод состоит из нескольких этапов. Рассмотрим этот процесс на примере станции очистки  г. Лиона, Франция (рис. 8.5).

1-й этап. Механизированная очистка. Стоки по подземному коллектору поступают на станцию и подвергаются грубой механической очистке с помощью автоматизированных решеток и песколовок 1 от мусора и бытовых отходов (бумага, тряпки, пластиковые и металлические банки, деревянные обломки и др.).

2-й этап. Предварительная обработка. Стоки после грубой очистки поступают на тонкую очистку для улавливания и удаления сора, песка и масел (жиров) в установку 2, состоящую из четырёх параллельных двухзонных каналов, длиной 42 м и общим объёмом 1400 м³ . В эмульсионную плёнку первой зоны вдувается воздух. Фильтруясь, песок опускается на дно, а масла и жиры поднимаются на поверхность и поступают во вторую спокойную зону. Из каналов песок удаляется донным скребком, а масла (жиры) - с поверхно-

 

 

Рис. 8.5. Поэтапная технологическая схема очистки сточных вод

 

сти сепаратором. Песок поступает к воздушному осушителю, а жиры направляются для сброса в резервуар.

3-й этап. Первичная обработка. Предварительно обработанная вода направляется к четырём отстойникам 3 диаметром 54 м и общим объёмом 30000 м³ . Поток  перемешивается  в  центральной части и соединяется в спо-

койной зоне, где происходит осветление. Остатки масла собираются и удаляются вращающимся скребком. Осадок собирается на дне бассейна, отсасывается и поступает к сгустителю 6 для обезвоживания. Большая часть (2/3) осветлённой воды сбрасывается в р. Рону, а меньшая (1/3) направляется на биологическую очистку.

4-й этап. Биологическая обработка. Она проводится в шести бассейнах 4 длиной 4 м и общим объёмом 4400 м³, в которые вдувается воздух через 5500 отверстий, вызывая развитие бактерий. Они пожирают органические остатки, окисляя их до воды и углекислого газа. Время процесса составляет 1,5 ч.

.5-й этап. Осветление воды. Вода направляется в отстойник 5 диаметром 49 м и общим объёмом 5400 м³, где выдерживается 2 ч. Ил осаждается в центре и насосом направляется в бассейн для аэрации. Грязная вода подается в первичный отстойник, а ил направляется в илоуплотнители 6. Очищенная вода сбрасывается в реку.

6-й этап. Обезвоживание ила. Жидкие остатки ила поступают в два отстойника-сгустителя 6 диаметром 22,5 м и общим объёмом 1000 м³. Затем с помощью центрифуг отжимается вода, а  ил с влажностью 30…35% складируется. Отделённая от ила  вода возвращается в голову станции, где подвергается повторной комплексной обработке.

   7-й этап. Сжигание ила. Складированный усреднённый ил сжигаетсяв двух печах 7  высотой 12 м и диаметром 5,5 м каждаяв «кипящем слое» при температуре 750 ^оС.

Важным этапом очистки сточных вод является подготовка осадка к утилизации, осуществляемая разнобразными способами. Стоимость сооружений для обработки осадков составляет 50 % от всех затрат на строительство очистных станций. Используются многообразные и многостадийные способы подготовки осадков к утилизации, в том числе:

1) Уплотнение  с применением гравитационного и флотационного способов, сушка в центрифугах, фильтрование в течение 2…24 ч.

2) Кондицианирование для улучшения водоотдающих свойств осадка путём изменения его состава, структуры и форм связи воды с материалом осадка с применением термической обработки, реагентов, воздействием ультразвукового и электрического полей.

3) Обезвоживание естественным путём и механическим на вакуум-фильтрах, прессах, центрифугах и др.;

4) Сушка термическая и инфракрасным излучением в разного рода сушилках.

В настоящее время разработан дешёвый метод прессования илового осадка на специальных мембранных фильтрах. Полученный осадок из-за вы-

сокого содержания тяжёлых металлов захоранивают на полигонах, как ток-  

4сичные отходы.

На станциях аэрации очищают сточные воды не только от органики, но и от биогенных веществ, в первую очередь от соединений азота и фтора (например, станция в Южном Бутове, Московская обл.).

Сточные воды

Очищенные воды

3

4

5

1

2

7

6

8

9

Для очистки сточных вод малых населённых пунктов, автономных жилых и социальных объектов (больниц, санаториев, мотелей и т. п.), коттеджных застроек, территорий предприятий машиностроения, автотранспортных и ремонтных предприятий, гаражей и других объектов промышленности и транспорта применяют локальные водоочистные станции, комплексы и установки разной производительности.

 

Рис. 8.6. Технологическая схема станции очистки дождевых

сточных вод «Аква шанс», С.-Петербург

 

На рис. 8.6 в качестве примера, приведена технологическа схема станции ма станции очистки дождевых сточных вод. Сточные воды собираются системой дождевой канализации и аккумулируются в первичном отстойнике 1. Насосом 2 вода подается на первую ступень очистки в гидроциклон-песколовку 3, крупнозернистый осадок взвеси и песка скапливается в нижней части песколовки и сбрасывается в бак осадка 9. Вторая ступень очистки состоит из отстойника 4 с тонкослойными блоками и предназначена для удаления мелкодисперсной смеси, сбрасываемой в бак 9, и лёгких фракций нефтепродуктов, удаляемых в бак 8. На третьей ступени очистки удаляются тонкодисперсные взвеси и оставшиеся нефтепродукты. Из отстойника 4 очищенная вода насосом 5 подается во флотатор 6, флотационная масса (пена) собираеся вверху и сбрасывается в бак 8. Четвёртая ступень очистки от загрязнителей

осуществляется на механических и (или) сорбционных фильтрах 7. Производительность такой станции в зависимости от модификации составляет от 1 до 50 м³/ч.

В очистных сооружениях С.-Петербурга для первичной механической очистки как хозяйственно-бытовых, так и промышленных сточных вод широко используются грабельные решётки типа РМ и новые автоматизированные многоступенчатые решётки каскадного типа РС (рис. 8.7). Они могут применяться для процеживания сырых осадков первичных отстойников перед их механическим обезвоживанием в центрифугах или центробежных сепараторах.

Установка РС представляет собой многоступенчатую решётку, состоящую из набора подвижных и неподвижных ступенчатых пластин, собранных в пакеты с фиксированными зазорами. Подвижные ступени совершают круговые движения, при этом волокнистые и налипающие отходы, размером более 2 мм, автоматически поступаются вверх на сбор и транспортировку.

Решётки РС могут работать циклически (время цикла 10…15 мин.) и непрерывно. Пластины и рамы выполнены из нержавеющей стали, а узлы привода не контактируют со сточной жидкостью, что повышает долговечность конструкции. Разработано пять модификаций таких решёток с пропускной способностью от 210 до 5900 м³/ч.

Для удаления поверхностно-активных веществ (ПАВ) при очистке сточных вод и моющих растворов большую эффективность показал флотационный физико-химический метод. Наибольшее предпочтение сейчас отдается импеллерной флотации.

Сущность процессов, происходящих в камере импеллерной флотационной машины (рис. 8.8), состоит в механическом диспергировании воздуха в жидкости с помощью вращающего импеллера-турбинки. При вращении импеллера подсасывается воздух из атмосферы и диспергируется на мелкие пузырьки. Так как поверхность газовой фазы является гидрофобной, то она эффективно сорбирует вещества, имеющиеся в воде, к примеру, поверхностно-активные вещества (ПАВ), жиры и масла. Образующиеся флотокомплексы «пузырёк–ПАВ или капелька масла (жира)» всплывают, образуя пенный слой, который удаляется специальным устройствам – пеногоном.

 

. Рис. 8.7. Многоступенчатая грабельная решётка типа РС

Рис. 8.8. Схема импеллерной флотационной машины