Виды сточных вод и методы их очистки

К ним относятся фекальные, атмосферные и талые воды, которые поступают в системы водоотведения с различной степенью загрязненности. В зависимости от источника их происхождения и содержания загрязнителей, сточные воды делятся на несколько категорий: условно чистые, санитарно-бытовые и производственные. Вопрос проектирования систем для сброса и очистки таких вод требует тщательного выбора фильтров и методов обработки, поскольку состав и концентрация загрязнителей, таких как соли, жиры, нефтепродукты, мусор и мелкие части, зависят от характеристик источника.

Основной целью очистных станций является достижение качества воды, соответствующего требованиям санитарных и экологических норм, что особенно важно для водоснабжения населенных пунктов. Для достижения нужной степени чистоты используются физические и химические методы фильтрации, поля активных и обратных фильтров, а также процессы выделения растворенных и взвешенных веществ. 

Вода проходит через несколько этапов, где выделяются жиры и другие загрязнители, часто с помощью специальных фильтров. Данные о концентрации и составе примесей позволяют выбрать оптимальные методы очистки и предусмотреть дополнительное оборудование для улучшения качества воды перед сбросом в водные источники.

Ежедневно люди загрязняют огромное количество воды. Причём  год от года загрязнения становятся всё более опасными для окружающей среды.

Созданные за миллионы лет эволюции механизмы естественной очистки уже не справляются даже с органикой, огромное количество которой содержится в бытовых стоках крупных городов. А обезопасить себя от соединений фосфора и ПАВ, попадающих в воду при обычных гигиенических процедурах, стирке, мытье посуды, природа самостоятельно просто не сумеет. И это уже не говоря о бензине, машинных маслах и других продуктах нефтепереработки.

Чтобы сохранить экологию на приемлемом уровне, избежать отравления водоёмов, массовой гибели животных и птиц, возникновения эпидемий люди просто обязаны позаботиться об эффективной очистке сточных вод.

Классификация сточных вод и оборудование для их очистки

Сточной считается не только вода, загрязнённая в результате бытовой и производственной деятельности человека, но и та, которая попадает в городскую ливневую канализацию. За городом содержимое ливневой канализации вполне можно использовать для полива. Но стоки из городской ливневой канализации представляют угрозу для окружающей среды. Вода, контактировавшая с дорожным покрытием, насыщена бензином, машинными маслами, ядовитыми реагентами для растапливания снега, соединениями свинца. Поэтому стоки городской ливневки также нуждаются в очистке.

Согласно законодательству, сточными считаются воды, загрязнённые в результате бытовой и производственной деятельности человека, собирающиеся на водосборной антропогенной площади и в дальнейшем отводящиеся к местам утилизации.

Различают три типа таких стоков:

• хозяйственно-бытовые;
• промышленные;
• ливневые.

Каждый из этих видов сточных вод транспортируется к очистным сооружениям по отдельной ветке канализации. Друг с другом сточные воды разных типов не перемешивают.

Виды сооружений для очистки сточных вод:

• городские, предназначенные для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с территории, которую покрывает сеть городской канализации. Очистные сооружения отличаются высокой производительностью – до 100 тысяч кубометров в сутки;
• локальные – для очистки промышленных стоков до состояния, соответствующего нормативам. На многих предприятиях очищенные стоки используют повторно. На каждом предприятии используют технологии очистки, наиболее подходящие для характера производства;
• септики, подключаемые к автономным канализационным системам. Для жилых домов и дач обычно используются септики производительностью 0,3–5 кубометров в сутки. Как правило, септика подбирают в зависимости от количества жильцов, из расчёта 200 л стоков на человека в сутки. Более производительные модели, способные перерабатывать 10–40 кубометров в сутки, подходят для загородных гостиниц и ресторанов, кемпингов. Иногда к высокопроизводительным септикам подключают несколько частных домов;
• для ливневых стоков – на таких очистных сооружениях воду фильтруют для удаления из неё твёрдых нерастворимых включений. Затем воду очищают от вредных химических загрязнений (технических жидкостей, реагентов, которыми обрабатывают тротуары и дорожное покрытие),

Виды загрязнений хозяйственно-бытовых сточных вод

Хозяйственно-бытовые сточные воды отличаются большим разнообразием примесей. В сточных водах примерно 35–40 % загрязнений в виде взвешенных частиц. Около 40–55 % занимают растворимые примеси, 10–25 % – растворимо-коллоидные.

По составу примеси классифицируют следующим образом:

• 30–40 % минеральных включений. Среди них – песок, глина, кислоты и щёлочи, минеральные масла;
  -60–70% органики. Она быстро загнивает, выделяя ядовитые вещества. Основной элемент органики растительного происхождения – углерод, животного – азот;
• 0,1% биологических примесей – разнообразных грибков, водорослей, бактерий, вирусов. Многие микроорганизмы патогенны и при большом скоплении способны вызвать эпидемию желудочно-кишечных заболеваний (холеры, дизентерии, брюшного тифа)..

Способы очистки сточных вод

Проектирование систем для обработки сточных вод требует учета различных групп загрязнителей, которые могут присутствовать в воде. К таким загрязнителям относятся растворенные соли, активные остатки отходов и нефтепродукты, которые выделяются из вод разных источников. Важно учитывать персональные данные и анализ полей, где сточные воды используются для нужд водоснабжения, так как содержание загрязняющих веществ напрямую зависит от степени очистки. Качество очистки также зависит от установки обратного фильтра, позволяющего задерживать мелкие части и мусор, которые часто образуются в результате жизнедеятельности.

В зависимости от целей очистки и условий сброса, сточные воды можно классифицировать на три основные категории: атмосферные, технологические и условно чистые. Атмосферные и талые воды обычно содержат минимальные загрязнители и используются в основном для орошения полей или других нужд. Однако использование таких вод в населенных пунктах требует соблюдения строгих санитарных требований. При проектировании систем для таких категорий важно предусмотреть фильтры, способные улавливать мелкие части и остатки, чтобы обеспечить водные объекты чистой водой, соответствующей санитарным нормам.

Поскольку по составу примеси значительно различаются, для их устранения или нейтрализации последовательно используют несколько разных способов очистки:

• механический. Очистные системы оборудуют первичными отстойниками, где под действием гравитации, многие нерастворимые частицы выпадают на дно. Чтобы нерастворимые загрязнения не попали на следующую стадию очистки, стоки пропускают через решётки. Также используются песколовки, жироуловители. В некоторых случаях, чтобы уменьшить нагрузку на городские очистные системы и избежать засора труб, механические приспособления устанавливают на входе в канализацию. Например, предприятия общепита, как правило, применяют жироуловители;
• химический. Для того, чтобы вызвать определённые химические реакции, в сточные воды добавляют специальные вещества. После вступления с ними в реакцию химические примеси или выпадают в осадок, или разлагаются с образованием безвредных газов;
• физико-химический – обработка стоков на специальном оборудовании. Например, озонирование вызывает окислительные процессы, что позволяет избавиться от многих органических примесей, уничтожить микроорганизмы. также сточные воды могут подвергать экстракции, выпариванию, сорбции, гиперфильтрации, флотации.
• биологический – один из самых экологичных методов для устранения из воды органических соединений. В этом методе используется особенность некоторых видов аэробных и анаэробных бактерий разлагать органику на азот и безопасные нерастворимые соединения, выпадающие в осадок. Этот метод используется в большинстве современных индивидуальных септиков. Иногда аэробный и анаэробный методы комбинируют. Для ускорения очистки загрязнённую воду заливают в резервуар, где органику в течение некоторого времени разлагают анаэробные бактерии. Затем стоки перемещаются в аэротенк, где специально насыщаются кислородом. Он стимулирует окислительные процессы и способствует активности анаэробных бактерий. Индивидуальные септики, в которых применяется биологический метод, способны очистить воду до 98 %.

Перед спуском очищенной воды в водоём её обрабатывают ультрафиолетовым излучением, гибельным для патогенных микроорганизмов

В некоторых случаях законодательство разрешает спуск частично очищенных или неочищенных стоков в водоёмы, не имеющие хозяйственного значения и не использующиеся для забора питьевой воды. Предполагается, что в воде органика быстро разложится. Такой способ очистки небезопасен.

Качественная очистка сточных вод очень важна для сохранения экологии на всей планете. Над совершенствованием методов очистки и конструированием эффективных очистных сооружений трудятся научно-исследовательские институты разных стран.