Методи очищення стічних вод

Каналізація складається з послідовно сполучених внутрішньо-квартирних, будинкових, міських і позаміських трубопроводів, по яких рідкі покидьки відводяться на очисні споруди. Улаштовуючи каналізацію, необхідно передбачити непроникність труб у місцях їх з'єднання, щоб стоки не забруднювали грунт.

Очистку господарсько-фекальних стічних вод можна розділити на три послідовні етапи: механічне (звільнення від грубих мінеральних і органічних часток), біологічне (мінералізація органічних речовин, які знаходяться в колоїдному або розчиненому стані) і знезаражування.

Механічне очищення стічних вод проводиться за допомогою решіток, пісковловлювачів і відстійників. Решітки являють собою паралельні залізні прути, які встановлюють в місці поступлення стоків на очисні споруди. На них затримуються грубі завислі рештки (папір, ганчір'я, вата, кухонні покидьки тощо), які по мірі необхідності вручну або механічним способом видаляються.

Пісковловлювачі призначені для затримування мінеральних домішок. Зміна швидкості руху потоку води у спеціальних лотках сприяє осіданню важкого піску і заважає осіданню легкої органічної зависі. Покидьки, зібрані з ґрат і пісковловлювачів, зберігають у закритих приймачах під шаром хлорного вапна. По мірі накопичення їх спалюють або вивозять на поля асенізації.

Після пісковловлювачів стічна вода надходить у первинні відстійники, де осідає основна маса завислих речовин, переважно органічного походження. Відстійники бувають горизонтальні, вертикальні і радіальні. Вони являють собою великі резервуари, в яких вода рухається із швидкістю близько 7 мм/с, за рахунок чого покидьки випадають на дно у вигляді осаду. Осад згрібається до центру відстійника в заглиблений приймач і під тиском стовпа води або за допомогою насоса вилучається з резервуару. Мул поступає у метантенки.

Метантенки – залізобетонні резервуари циліндричної форми, в яких відбувається збродження мулу (спочатку кислотне, потім лужне). Після лужного бродіння мул набуває чорного кольору і специфічного запаху. Щоб поліпшити переробку осаду, його за допомогою пари або води підігрівають до 40-55 °С і перемішують. Під час бродіння утворюється газ – метан, який збирається у газовому ковпаку, розташованому у верхній частині метантенка, звідки відводиться в спеціальні резервуари і використовується в котельній станції очистки. Одержаний після бродіння мул безпечний в епідемічному відношенні і підлягає механічному зневодненню. Після підсихання на мулових майданчиках мул використовується на полях як органічне добриво або як паливо в котельнях.

Після механічного очищення стічні води поступають на біологічне очищення. Біологічне очищення необхідне для мінералізації розчинених органічних речовин, які залишилися у воді після відстоювання. Біологічне очищення стічних вод є природне і штучне. В природних умовах очищення здійснюється на полях фільтрації, полях зрошення їв біологічних ставках. Для штучного очищення призначені спеціальні споруди, в яких відтворюють умови, що спостерігаються в грунті (біологічні фільтри) або у водоймі (аеротенки).

Для окиснення розчинених органічних речовин вода поступає на один з багатьох існуючих комплексів, одним з яких є біофільтри. Біофільтри – це резервуари, заповнені твердим матеріалом (шлаком, щебенем, гравієм), через який фільтрується стічна вода (рис. 1). Для підвищення ступеня аерації в бокових стінках знизу роблять повітропроникні канали. На дренажне дно насипають знизу шар грубого гравію або шлаку, потім шар гравію або шлаку меншого розміру і зверху – шар дрібного гравію. За допомогою спеціальних пристосувань (спринклерів) стічна вода розбризкується по всій поверхні біофільтра. Під впливом кисню повітря, що проходить через завантажувальний матеріал, відбувається окиснення розчинених у воді органічних речовин. Через деякий час на поверхні фільтруючого матеріалу утворюється біологічна плівка. Вона в значній кількості затримує органічні речовини, мікроорганізми-пожирачі (інфузорії, джгутикові та ін.), які майже повністю звільняють воду від інших мікроорганізмів, у тому числі й патогенних. З біологічних фільтрів вода поступає у вторинні відстійники. Після очистки вода стає прозорою, майже без запаху і органічних речовин.

Більш ефективним, ніж біофільтр, є аерофільтр. Він має більшу висоту фільтруючого шару і пристрій для підсилення вентиляції фільтра. Стічна вода надходить зверху, а повітря подається знизу. Таке збагачення киснем прискорює процес окиснення і дозволяє пропускати більший об'єм води порівняно з біофільтром.

 

Рис. 1. Біологічний фільтр: 1 – дозуючий бак; 2 – сифон; 3 – спрінклери (розбризкуючі) ; 4 – магістральна труба; 5 – розподільні труби; 6 – дренаж із плиток; 7 – повітряні канали для дренажу; 8 – завантаження фільтра (шлак діаметром 10-20, 20-40, 50-70 мм) ; 9 -канал для відведення очищеної води.

 

Аеротенк являє собою довгий залізобетонний резервуар глибиною 3-6 м, без завантажувального матеріалу. Тут окиснення органічних речовин відбувається у водному середовищі за участю активного мулу, заселеного великою кількістю мікроорганізмів-міне-ралізаторів. Вони відіграють головну роль в окисненні органічних речовин. В аеротенк по повітропроводах, розташованих у нижній частині резервуара, за допомогою компресорів під тиском подають повітря, яке крізь пористі пластинки надходить у воду. Пройшовши аеротенк, органічні речовини окиснюються, а стічна вода направляється у вторинний відстійник для вилучення активного мулу, який повторно використовується в аеротенках.

Після цього вода набуває високої прозорості, але містить ще велику кількість мікроорганізмів. Знезаражування води проводиться шляхом хлорування газоподібним хлором, або хлорним вапном. Очищена і знезаражена вода перед спуском у відриті водойми поступає у біологічні ставки, де звільняється від хлору