Все о механической очистке сточных вод

Перед биологической, химической и физической очисткой сточных вод необходима их механическая обработка. Основная цель проведения этого процесса – очищение стоков от опасных минеральных соединений и органики, способных нанести существенный вред человеческому здоровью. Сегодня для этого применяются современные способы выведения из воды таких элементов при помощи специальных сооружений и устройств.

Механическая очистка сточных вод – это первый этап технологического процесса, значительного по своим объёмам. Сущность его заключается в выведении из жидкости взвешенных органических и нерастворимых твёрдых частиц. В зависимости от типа, степени загрязнения и количества стоков используется то или иное специально созданное сооружение для очищения, которое эффективно удаляет нежелательные компоненты, и которое доступно по стоимости. При этом из бытовых вод устраняется около 95% грубодисперсных и 60% включений более низкой плотности.

Любая очищающая система, таким образом, предназначена для удаления грубых и твёрдых отходов путём тщательной фильтрации и дробления на более мелкие элементы. Устройство обеспечивает подготовку стоковой жидкости к дальнейшему прохождению воды через прочие – химические, физические и биологические – очистные конструкции.

Механические методы очищения изобретены давно, но до сих пор не утратили своей актуальности как важная подготовительная процедура перед глубокой очисткой стоков. Но даже при таких преимуществах механического способа, как простота и доступность по цене, он имеет ряд недостатков:

• несмотря на то что с помощью этой технологии из загрязнённой воды удаляется взвесь, мелкие и большие частицы, а также вирусы, бактерии и крупные молекулы органики, посредством этого метода нельзя устранить из жидкости металлы, газы и хлорорганические соединения, к примеру, те же фунгициды и инсектицидные вещества;
• из-за напора воды и определённой плотности материала, используемого для фильтрации, фильтры могут быстро засоряться;
• иногда сложно создать достаточную рабочую поверхность фильтрации из-за малого объёма самого фильтра, соответственно, процесс занимает много времени.

Остаётся добавить, что прогресс не стоит на месте, и на данный момент, используя нанотехнологии, в частности, новый наносорбент УСВР, появилась возможность механически очищать сточную воду даже от самых мелких взвешенных частиц, не считая того, что сообент впитывает особо опасные примеси.

Разные методы очистки включают несколько уровней восстановления приемлемого состава жидкости, предполагающих разные виды процеживателей, отстойников и фильтров. Некоторые этапы обработки осуществляют с применением коагулянта, чтобы ускорить процессы отделения (осаждения) примесей и взвесей. Нередко очищение производится с помощью флокулянтов и реагентов – так можно удалить токсичные вещества посредством окисления известью.

Очистная система выполняет и не менее важную задачу: убирает из грязной воды большую часть углеродных соединений. Одновременно с этим во время рабочего процесса фильтрующие инструменты создают блок для прохождения крупных отходов в виде смазки, частиц гравия, песка. При этом применяются несколько технологий.

Эта технология оправдывается себя в замкнутых системах водоснабжения, встречающихся, в основном, на промышленных химических и металлургических предприятиях.

Отстаивание применяется как в качестве первичной и вторичной, так и третичной обработки вод, исходя из категории водопроводного оборудования. Если это третичная ступень механического очищения, то процедура может включать меры по дезинфекции и устранению неприятных запахов. Поэтому для этого применяются разные типы отстойников.

Сначала стоки проходят через более крупные процеживатели, отлавливающие крупные твёрдые части отходов и волокна органики. На следующем этапе жидкость проходит через более мелкие сетки, а в конце – через микропроцеживатели, задерживающие компоненты соответствующего размера, которые не поддаются растворению. В процессе происходит осаждение большей части минеральных веществ и органики, а также устранение 50–60% взвесей. То есть, это частичная обработка бытовых отходов.

Конечно, при этом учитывается, какие загрязнения присутствуют в стоках. При прохождении через фильтрующие материалы, представленные мелкой сеткой или специальными пористыми поверхностями и сорбентами, воды теряют основную часть примесей. Обычным для этого процесса является применение фильтров из кварца, гравия, каменного угля (антрацита) со средним содержанием углерода.

Часто для повышения эффективности очистки используются вакуумные установки, а также сооружения, работающие по принципу центрифуг, например, гидроциклоны. Они бывают напорные и безнапорные, но в обоих случаях обеспечивают сепарацию грубодисперсных веществ и их устранение при вращении потока воды.

Процесс механической обработки стоков осуществляется с помощью различных видов очистных устройств, к ним относятся несколько.

• Специальные отстойные резервуары, которые по своему расположению делятся на вертикальные, горизонтальные и радиальные. Применяемые аппараты предназначены для первичного либо вторичного очищения, поэтому они устанавливаются перед главным сооружением либо за ним.

• Хорошо задерживают загрязняющие вещества песколовки – это основное оборудование для извлечения минеральных частиц. В силу гравитации плотность этих соединений заставляет их оседать на дно. Песколовки, установленные в горизонтальном положении, состоят из 2 элементов: пропускающих жидкость и предназначенных для сбора осевших частиц. Качественное устройство позволяет проводить очистку с максимальной эффективностью в 75%.

Взвеси в данном случае устраняются почти до 60% под воздействием силы тяжести, и твёрдые фракции оседают на дно и формируют слой ила. Но декантация может проходить более продуктивно и быстро, если применять декантеры пластинчатого типа. Кроме того, важна скорость оседания примесей в песколовках: вода не должна пропускаться медленно, поскольку на дно упадут самые мелкие элементы. Оптимальная скорость движения стоков – от 16 до 30 см в секунду. Эти устройства время от времени нуждаются в очистке, и для этого используют гидроэлеватор или насос.

• Для крупных отходов применяется решетка – металлическое основание с зафиксированными на нём металлическими прутьями, расположенными как наклонно, так и вертикально. Чтобы удалять мусор и осевшие вредные компоненты, решётки имеют детали наподобие граблей, двигающихся с помощью цепи, состоящей из пластин, шарниров и специального привода. Затем отходы подвергаются измельчению в дробилке.

Комбинированная установка решёток одновременно с дробилками помогает избавляться от крупных элементов. Данное совмещённое устройство монтируется в резервуар со сточными водами, двигающимися вкруговую. Дробильные детали, служащие для измельчения, режут отходы благодаря работе электродвигателя. После раздробления, сбора и выведения сточные отходы подвергаются утилизации.

• Применение очистки в животноводческом хозяйстве имеет некоторые особенности. Сепарацию осуществляют специальные навозоуловители – в них продукты жизнедеятельности животных находятся в течение получаса. Навозоуловитель отделяет от жидкости сегменты подстилки, корма, перьев, сухих частиц, и, собственно, навоза.

• Для обезвоживания сточного ила используются канализационные иловые площадки. Это конструкции, снижающие влажность стоков на 20–25%. Благодаря этому уменьшается и объём загрязнений. На таком участке, окружённом земляными валами, образуется несколько слоёв ила, а жидкость, частично испаряясь, уходит в почву. После этого сухие отходы вывозят для утилизации.

Чтобы разделение и удаление сточных загрязнений происходило эффективнее, большинство промышленных предприятий использует комбинированные очистные структуры и реагенты, вызывающие процесс слипания (агломерации) нежелательных частиц опасных примесей, после чего ускоряется их осаждение на дно системы. В настоящее время для механической обработки могут использоваться и другие сооружения, но всё же перечисленные очистные устройства считаются самыми востребованными.

В этом видео вы узнаете о том, как производится механическая очистка сточных вод на водоканале.