Очистка городских сточных вод. Этап механической очистки.

ФАКТ 1 ПОЛНОЦЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ГСВ СОСТОИТ ИЗ 4 ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ

Полноценная технологическая схема очистки ГСВ должна включать в себя 4 основных процесса: механическую очистку, биологическую очистку, обеззараживание очищенной воды и обработку осадка. В ряде случаев могут применяться так называемые «урезанные схемы», в которых отсутствует какой-то процесс – это оправдано в исключительных условиях. Например, технология без биологической очистки – с использованием физико-химической обработки и фильтрационной очистки. Этот процесс вынужденно применяется на некоторых удаленных объектах с временным (сезонным) пребыванием, где сооружения биологической очистки не могут быть использованы, так как они требуют длительного запуска (наращивание биомассы в течение 2–3 месяцев).
И, наоборот, технологическая схема может быть сложнее, если очистные сооружения используются для очистки значительных объемов сточных вод.

Рис. 1 Этапы очистки в полноценной технологической схеме ГСВ

ФАКТ 2 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ВОДЫ – НАЧАЛЬНЫЙ ЭТАП ОЧИСТКИ ГСВ

Механическая очистка воды – выделение из сточных вод находящихся в них нерастворенных грубодисперсных примесей, которые имеют минеральную и органическую породу. В основном, механическую очистку используют как предварительный этап биологической очистки или в качестве доочистки стоков.
Для механической очистки воды характерны следующие процессы:

Процеживание
Отстаивание
Фильтрование
Рассмотрим их подробно.

ФАКТ 3 ПЕРВЫЙ ЭТАП МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД  –  ПРОЦЕЖИВАНИЕ

Процеживание – выделение плавающих грубых примесей и частично взвешенных веществ на решетках и ситах для обеспечения корректной работы сооружений и оборудования. В таблице 1 представлен перечень наиболее распространенного оборудования для процеживания.

 
Таблица 1

Об эффективности используемого оборудования судят по массе удержанных отбросов. Согласно действующим нормам* допускается не предусматривать решетки в случае подачи сточных вод на станцию очистки насосами при установке перед насосами решеток с прозорами не более 16 мм или решеток-дробилок, при этом длина напорного трубопровода не должна превышать 500 м и на насосных станциях предусматривается вывоз задержанных на решетке отбросов.
Не рекомендуется дробить отходы на входе на очистные сооружения ГСВ, т.к. это приводит к увеличению сброса частиц мусора с очищенной воды.

Рис. 2 Решетки для очистки сточных вод

ФАКТ 4 НА ЭТАПЕ ОТСТАИВАНИЯ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД УДАЛЯЮТСЯ И ОСАЖДАЮТСЯ (ОСВЕТЛЯЮТСЯ) ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА.

Отстаивание – выделение из сточных вод взвешенных веществ (далее ВВ) под действием силы тяжести на песколовках, отстойниках, нефтеловушках, масло- и смолоуловителях, а также на гидроциклонах и центрифугах – под действием центробежных сил.

Песколовки применяются для выделения нерастворенных минеральных примесей и предусматриваются в очистных сооружениях при производительности больше 100 м³/сут. Количество песколовок или отделений должно быть не менее 2-х, причем все – рабочие. При объеме улавливаемого осадка до 0,1 м³/сут. допускается удалять осадок вручную, при большем объеме выгрузка осадка механизируется.
Об эффективности задержания песка судят по содержанию песка в осадке первичных отстойников. Содержание песка, не создающее трудностей для эксплуатации, не более 6 % от сухого вещества осадка (не более 3 % при использовании высокоскоростных центрифуг для обезвоживания осадка).

Рис. 3. Аэрируемая прямоугольная песколовка

Отстаивание в отстойниках является самым простым, доступным  и наименее трудоемким методом выделения из очищаемых стоков грубодиспергированных примесей, плотность которых не равна плотности воды. Такие примеси оседают на дно или всплывают на поверхность. Отстойники классифицируются по характеру работы, технологической роли, направлению движения потока воды, способу обеспечения флокуляции взвешенных веществ и способу выгрузки осадка. 

Таблица 2. Классификация отстойников

В стадии механической очистки воды используются первичные отстойники вертикальной, горизонтальной радиальной и наклонной тонкослойной конструкции. В технологической схеме первичные отстойники располагаются непосредственно после песколовок и предназначены для выделения взвешенных веществ из сточной воды. Основной характеристикой работы первичных отстойников является эффективность осветления (отстаивания). В большинстве случаев эффект осветления составляет 40-60%, что приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40%. Для станции полной биологической очистки концентрация ВВ в воде после первичных отстойников не должна превышать 150 мг/л во избежание повышенного прироста активного ила или биопленки.
Использование отстойников позволяет уменьшить нагрузку на стадию биологической очистки, что, в свою очередь, позволяет уменьшить объем образующихся осадков и сократить до 30-50% затраты электроэнергии на процесс очистки в целом.
Первичное осветление является основой технологии физико-химической очистки, которая используется в тех случаях, когда биологическая очистка по объективным причинам не применима. Применение коагулянтов позволяет достичь глубокого удаления взвешенных веществ и очистки по БПК₅ до 80 %.

Рис 4. Радиальный отстойник с мостовым скребковым механизмом

Нефтеловушки, смоло – и маслоуловители применяются для очистки производственных сточных вод, которые содержат всплывающие грубодиспергированные примеси (нефть, легкие смолы, масла) при концентрации выше 100 мг/л. 

Гидроциклоны и центрифуги используют принцип осаждения в поле центробежных ускорений, которое позволяет значительно сократить объем и увеличить гидравлическую нагрузку по сравнению с отстойными сооружениями.

ФАКТ 5 ФИЛЬТРОВАНИЕ, КАК МЕХАНИЧЕСКИЙ МЕТОД, ПРИМЕНЯЕТСЯ ДЛЯ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГСВ ПОСЛЕ СТАДИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Фильтрование – задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых (барабанных) и зернистых фильтрах. Фильтровальная станция доочистки сточных вод обычно включает в себя приемный резервуар, насосную станцию для подачи воды, фильтровальные установки, резервуар для сбора промывных вод, насосную станцию для их перекачки в начало очистной станции канализации, а также другое оборудование. Рис. 5

Рис. 5 Станция доочистки сточных вод с фильтрованием

1-приемный резервуар, 2,8,10 –насосные станции, 3-барабанные сетки, 4-фильтровальные сооружения, 5-контактный резервуар для хлорирования, 6-аэратор-быстроток, 7-резервуар для сбора промывной воды, 9-резервуар для промывки фильтров

Регенерацию зернистых фильтрующих материалов производят промывкой водой и воздухом, синтетические материалы обычно отжимают для регенерации. Для промывки фильтров используют водопроводную воду или воду после барабанных сеток и фильтров

ФАКТ 6 КАК САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ МЕТОД МЕХАНИЧЕСКУЮ ОЧИСТКУ ПРИМЕНЯЮТ РЕДКО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГСВ

Такая возможность существует, если при использовании только механической очистки по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое качество воды (для производственных сточных вод – повторный возврат в технологический процесс).
В большинстве случаев, механическую очистку используют в качестве начального этапа, перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.
О биологической очистке ГСВ будет рассказано в следующих выпусках рассылки.

Сокращения, используемые в статье:

ГСВ – городские сточные воды
ОС – очистные сооружения
ВВ – взвешенные вещества
БПК - биологическое потребление кислорода

* Свод правил СП 32.133330-2012 "Канализация. Наружные сети и сооружения".

При написании статьи использовались материалы пособий: «Механическая очистка сточных вод», «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов»