Третій пояс охоплює територію, що оточує джерело, яка впливає формування якості води у ньому. Кордони території третього поясу визначаються з можливості забруднення джерела хімічними речовинами.

1.8. Водопровідні очисні споруди

Показники якості води. Основним джерелом цін-

тралізованого господарсько-питного водопостачання в більшості регіонів Російської Федераціїє поверхневі води річок, водосховищ та озер. Кількість забруднень, що потрапляє в поверхневі джерела водопостачання, різноманітна і залежить від профілю та обсягу промислових і сільськогосподарських підприємств, розташованих у районі водозбору.

Якість підземних вод відрізняється достатньою різноманітністю і залежить від умов живлення підземних вод, глибини залягання водоносного пласта, складу водовмісних порід і т.д.

Показники якості води поділяються на фізичні, хімічні, біологічні та бактеріальні. Для визначення якості природних вод виробляють відповідні аналізи найбільш характерні для даного джерела періоди року.

До фізичних показниківвідносять температуру, прозорість (або каламутність), кольоровість, запах, присмак.

Температура води підземних джерел характеризується постійністю і знаходиться в межах 8…12 о С. Температура води поверхневих джерел змінюється за сезонами року і залежить від надходження в них підземних та стічних вод, коливається в межах 0,1…30 о С. Температура питної води повинна перебувати в межах t = 7 ... 10 про C, при t< 7 о C вода плохо очищается, при t >10 про C відбувається розмноження у ній бактерій.

Прозорість (або каламутність) характеризуються наявністю у воді завислих речовин (часток піску, глини, мулу). Концентрацію завислих речовин визначають ваговим способом.

Гранично допустимий вміст завислих речовин у питній воді має бути не більше 1,5 мг/л.

Кольоровість води зумовлена ​​присутністю у воді гумінових речовин. Кольоровість води вимірюється у градусах платиново-кобальтової шкали. Для питної води допускається кольоровість не більше 20о.

Присмаки та запахи природних вод можуть бути природного та штучного походження. Розрізняють три основні смаки природної води: солоний, гіркий, кислий. Відтінки смакових відчуттів, що складаються з основних, називають присмаками.

До запахам природного походження відносять землістий, рибний, гнильний, болотний та ін. До запахів штучного походження відносять хлорний, фенольний, запах нафтопродуктів та ін.

Інтенсивність та характер запахів та присмаків природної води визначають органолептично, за допомогою органів чуття людини за п'ятибальною шкалою. Питна вода може мати запах і смак інтенсивністю не вище 2 балів.

До хімічним показникамвідносять: іонний склад, жорсткість, лужність, окислюваність, активна концентрація водневих іонів (рН), сухий залишок (загальний солевміст), а також вміст у воді розчиненого кисню, сульфатів і хлоридів, азотовмісних сполук, фтору та заліза.

Іонний склад, (мг-екв/л) – природні води містять різні розчинені солі, представлені катіонами Ca+2, Mg+2, Na+, K+ та аніонами HCO3 –, SO4 –2, Cl–. Аналіз іонного складу дає змогу виявити інші хімічні показники.

Жорсткість води, (мг-екв/л) – обумовлена ​​наявністю у ній солей кальцію та магнію. Розрізняють карбонатну та некарбонатну жест-

кістка, їх сума визначає загальну жорсткість води, Жо = Жк + Жнк. Карбонатна жорсткість обумовлена ​​вмістом у воді карбо-

натних та бікарбонатних солей кальцію та магнію. Некарбонатна жорсткість обумовлена ​​кальцієвими та магнієвими солями сірчаної, соляної, кремнієвої та азотної кислот.

Вода для господарсько-питних цілей повинна мати загальну жорсткість трохи більше 7 мг-экв/л.

Лужність води (мг-екв/л) – обумовлена ​​присутністю в природній воді бікарбонатів та солей слабких органічних кислот.

Загальна лужність води визначається сумарним вмістом у ній аніонів: НСО3 -, СО3 -2, ВІН-.

Для питної води лужність не лімітується. Окислюваність води (мг/л) – обумовлена ​​присутністю в ній ор-

ганічних речовин. Окислюваність визначається кількістю кисню, який буде необхідний окислення органічних речовин, що у 1 л води. Різке підвищення окислюваності води (понад 40 мг/л) свідчить про її забруднення побутовими стічними водами.

Активна концентрація водневих іонів води є показником, що характеризує рівень її кислотності або лужності. Кількісно вона характеризується концентрацією водневих іонів. Насправді активну реакцію води виражають водневим показником рН, що є негативним десятковим логарифмом концентрації водневих іонів: рН = – lg [Н + ]. Показник величини рН води становить 1…14.

Природні води за величиною рН класифікуються: кислі рН< 7; нейтральные рН = 7; щелочные рН > 7.

Для питних цілей вода вважається придатною при рН = 6,5 ... 8,5. Солевміст води оцінюється по сухому залишку (мг/л): пре-

сні100 ... 1000; солоні3000 ... 10000; сильносолені10000 ... 50000.

У воді джерел господарсько-питного водопостачання сухий залишок не повинен перевищувати 1000 мг/л. За більшої мінералізації води в організмі людини спостерігається відкладення солей.

Розчинений кисень – потрапляє у воду при контакті з повітрям. Вміст кисню у воді залежить від температури та тиску.

У артезіанських водах розчиненого кисню не зустрічається,

а у поверхневих водах його концентрація є значною.

У поверхневих водах вміст розчиненого кисню зменшується за наявності у воді процесів бродіння чи гниття органічних залишків. Різке зниження вмісту розчиненого кисню у воді свідчить про її органічне забруднення. У природній воді вміст розчиненого кисню має бути не

менше 4 мг О2/л.

Сульфати та хлориди − завдяки своїй високій розчинності містяться у всіх природних водах зазвичай у вигляді натрієвих, каль-

цієвих і магнієвих солей: CaSO4, MgSO4, CaCI2, MgCl2, NaCl.

У питній воді вміст сульфатів рекомендується не вище 500 мг/л, хлоридів – до 350 мг/л.

Азотовмісні сполуки – присутні у воді у вигляді іонів амонію NH4+, нітритів NO2 – та нітратів NO3 – . Азотовмісні забруднення вказують на забрудненість природних вод побутовими стічними водами та стоками від хімічних заводів. Відсутність у воді аміаку і водночас наявність нітритів і особливо нітратів свідчить про те, що забруднення водоймища сталося давно, і вода

зазнала самоочищення. При високих концентраціях у воді розчиненого кисню всі сполуки азоту окислюються в іони NO3 – .

Вважається допустимим присутність нітратів NO3 - у природній воді до 45 мг/л, азоту амонійного NH4+.

Фтор у природній воді міститься в кількості до 18 мл/л і більше. Проте переважна більшість поверхневих джерел характеризується вмістом у питній воді фтор – іону до 0,5 мг/л.

Фтор є активним у біологічному відношенні мікроелементом, кількість якого в питній воді, щоб уникнути карієсу та флюорозу, має бути в межах 0,7…1,5 мг/л.

Залізо – часто зустрічається у воді підземних джерел переважно у вигляді розчиненого бікарбонату двовалентного заліза Fe(HCO3 )2 . У поверхневих водах залізо зустрічається рідше і зазвичай у формі складних комплексних сполук, колоїдів або тонкодисперсної суспензії. Присутність заліза у природній воді робить її непридатною для використання в питних та виробничих цілях.

сірководень Н2 S.

Бактеріологічними показниками – прийнято вважати загальну кількість бактерій та кількість кишкових паличок, що містяться в 1 мл води.

p align="justify"> Особливу важливість для санітарної оцінки води має визначення бактерій групи кишкової палички. Присутність кишкової палички свідчить про забруднення води фекальними стоками та можливість попадання у воду хвороботворних бактерій, зокрема бактерій черевного тифу.

Бактеріологічними забрудненнями є бактерії та віруси з числа патогенних (хвороботворних), що живуть і розвиваються у воді, які можуть викликати захворювання на черевний тиф,

паратифом, дизентерією, бруцельозом, інфекційним гепатитом, сибіркою, холерою, поліомієлітом.

Існують два показники бактеріологічного забруднення води: колі-титр та колі-індекс.

Колі-титр - кількість води в мл, що припадає на одну кишкову паличку.

Колі-індекс - кількість кишкових паличок, що знаходяться в 1 л води. Для питної води коли-титр повинен бути не менше 300 мл, коли індекс не більше 3 кишкових паличок. Загальна кількість бактерій

в 1 мл води допускається трохи більше 100.

Принципова схема водопровідних очисних споруд.

ній. Очисні споруди є однією з складових елементамисистем водопостачання та тісно пов'язані з її іншими елементами. Місце розташування очисної станції призначають під час виборів схеми водопостачання об'єкта. Часто очисні споруди мають поблизу джерела водопостачання і в незначному віддаленні від насосної станції першого підйому.

Традиційні технології водопідготовки передбачають обробку води за класичними двоступінчастою або одноступінчастою схемами, заснованими на застосуванні мікрофільтрації (у випадках наявності у воді водоростей у кількості понад 1000 кл/мл), коагулювання з подальшим відстоюванням або освітленням у шарі зваженого осаду, швидкого фільтрування. знезараження. Найбільшого поширення на практиці водоочищення мають схеми з самопливним рухом води.

Двоступінчаста схема підготовки води для господарсько-питних цілей представлена ​​на рис. 1.8.1.

Вода, що подається насосною станцією першого підйому, надходить у змішувач, куди вводиться розчин коагулянту і де відбувається його змішування з водою. Зі змішувача вода надходить в камеру пластівництва і послідовно проходить через горизонтальний відстійник і швидкий фільтр. Освітлена вода надходить у резервуар чистої води. У трубу, що подає в резервуар воду, вводиться хлор із хлораторної. Необхідний для знезараження контакт її з хлором забезпечується у резервуарі чистої води. У деяких випадках хлор у воду подають двічі: перед змішувачем (первинне хлорування) та після фільтрів (вторинне хлорування). При недостатній лужності вихідної води змішувач одночасно з коагулянтом

подається розчин вапна. Для інтенсифікації процесів коагуляції перед камерою пластів'я або фільтрами вводять флокулянт.

Якщо вихідна вода має смак і запах, перед відстійниками або фільтрами через дозатор вводять активоване вугілля.

Реагенти готують у спеціальних апаратах, розташованих у приміщеннях реагентного господарства.

Мал. 1.8.1. Схема очисних споруд з очищення води для господарсько-питних цілей: 1 – змішувач; 2 – реагентне господарство; 3 − камера пластіветворення; 4 − відстійник; 5 − фільтри; 6 – резервуар чистої води; 7 − хлораторна

При одноступінчастій схемі очищення води її освітлення здійснюється на фільтрах або контактних освітлювачах. При очищенні малокаламутних кольорових вод застосовується одноступенева схема.

Розглянемо докладніше сутність основних процесів водоочищення. Коагулювання домішок називають процес укрупнення дрібних колоїдних частинок, що відбуваються внаслідок їхнього взаємного злипання під дією молекулярного тяжіння.

Колоїдні частинки, що містяться у воді, мають негативні заряди і знаходяться у взаємному відштовхуванні, тому не осідають. Доданий коагулянт утворює позитивно заряджені іони, що сприяє взаємному тяжінню протилежно заряджених колоїдів і призводить до утворення укрупнених частинок (пластівців) в камерах хлопьеобразования.

Як коагулянти застосовують сірчанокислий алюміній, сірчанокисле закисне залізо, поліоксихлорид алюмінію.

Процес коагуляції описується наступними хімічними реакціями

Al2 (SO4 )3 → 2Al3+ + 3SO4 2– .

Після введення у воду коагулянту катіони алюмінію взаємодіють із нею

Al3+ + 3H2 O = Al(OH)3 ↓+ 3H+ .

Катіони водню зв'язуються присутніми у воді бікарбонатами:

H+ + HCO3 - → CO2 + H2 O.

у воду додають соду:

2H+ + CO3 –2 → H2O + CO2.

Процес освітлення можна інтенсифікувати за допомогою високомолекулярних флокулянтів (праестола, ВПК – 402), які вводяться у воду після змішувача.

Ретельне перемішування води, що очищається, з реагентами здійснюється в змішувачах різних конструкцій. Змішування реагентів з водою має бути швидким і здійснюватись протягом 1–2 хв. Застосовуються такі види змішувачів: дірчасті (рис. 1.8.2), перегородчасті (рис. 1.8.3) та вертикальні (вихрові) змішувачі.

Змішувач дірчастого типу застосовується на станціях обробки води продуктивністю до 1000 м3/год. Він виконується у вигляді залізобетонного лотка з вертикальними перегородками, встановленими перпендикулярно до руху води і забезпеченими отворами, розташованими в кілька рядів.

Перегородчастий змішувач застосовується на водо очисних станціяхпродуктивністю трохи більше 500–600 м3 /год. Змішувач складається з лотка із трьома поперечними вертикальними перегородками. У першій та третій перегородках влаштовують проходи для води, розміщені в центральній частині перегородок. У середній перегородці передбачені два бічні проходи для води, що примикають до

стінок лотка. Завдяки такій конструкції змішувача виникає турбулентність рухомого потоку води, що забезпечує повне змішування реагенту з водою.

На станціях, де вода обробляється вапняним молоком, застосування дірчастих і перегородчастих змішувачів не рекомендується, оскільки швидкість руху води в цих змішувачах не забезпечує підтримки частинок вапна у зваженому стані, що при-

установка необхідна перед горизонтальними та вертикальними відстійниками. При горизонтальних відстійниках слід влаштовувати такі типи камер хлопьеобразования: перегородчасті, вихрові, вбудовані із шаром зваженого осаду і лопатеві; при вертикальних відстійниках – вир.

Видалення зважених речовин із води (освітлення) здійснюється шляхом відстоювання її у відстійниках. У напрямку руху води відстійники бувають горизонтальні, радіальні та вертикальні.

Горизонтальний відстійник (рис. 1.8.5) є прямокутний у плані залізобетонний резервуар. У нижній частині є обсяг для накопичення осаду, який видаляється по каналу. Для ефективнішого видалення осаду дно відстійника виконують з ухилом. Вода, що обробляється, надходить через розподільний

лоток (або затоплений водозлив). Пройшовши через відстійник, вода збирається лотком або перфорованою (дірчастою) трубою. Останнім часом застосовують відстійники з розосередженим збором освітленої води, влаштовуючи спеціальні жолоби або перфоровані труби у верхній частині, що дозволяє збільшити продуктивність відстійників. Горизонтальні відстійники застосовують на очисних станціях продуктивністю понад 30 000 м3 на добу.

Різновидом горизонтальних відстійників є радіальні відстійники, що мають механізм для згрібання осаду в приямок, розташований у центрі споруди. З приямка осад відкачується насосами. Конструкція радіальних відстійників складніша, ніж горизонтальних. Застосовують їх для освітлення вод з великим вмістом завислих речовин (більше 2 г/л) та в системах оборотного водопостачання.

Вертикальні відстійники (рис. 1.8.6) круглої чи квадратної форми у плані мають конічне чи пірамідальне днище для накопичення осаду. Ці відстійники застосовують за умови попереднього коагулювання води. Камера хлопьеобразования, переважно вир, розташовується у центрі споруди. Освітлення води відбувається при висхідному її русі. Освітлена вода збирається кільцевими та радіальними лотками. Осад із вертикальних відстійників випускають під гідростатичним напором води без вимкнення споруди з роботи. Вертикальні відстійники застосовують переважно при витратах 3000 м3/сут.

Освітлювачі зі зваженим шаром осаду призначені для попереднього освітлення води перед фільтруванням і лише за умови попереднього коагулювання.

Освітлювачі зі зваженим шаром осаду можуть бути різних типів. Одним з найбільш поширених є освітлювач коридорного типу (рис. 1.8.7), який є прямокутним у плані резервуаром, розділеним на три секції. Дві крайні секції є робочими камерами освітлювачами, а середня секція служить осадоущільнювачем. Вода, що освітлюється, подається біля дна освітлювача по дірчастих трубах і рівномірно розподіляється по площі освітлювача. Потім вона проходить через зважений шар осаду, освітлюється і по дірчастому лотку або трубі, розташованому на деякій відстані над поверхнею зваженого шару, відводиться на фільтри.

Для глибокого освітлення води застосовують фільтри, які здатні вловлювати з неї практично всі суспензії. Існують так

фільтри і для часткового очищення води. Залежно від природи та типу фільтруючого матеріалу розрізняють такі типи фільтрів: зернисті (фільтруючий шар – кварцовий пісок, антрацит, керамзит, горілі породи, гранодіарит, пінополістирол та ін.); сітчасті (фільтруючий шар - сітка з розміром осередків 20-60 мкм); тканинні (фільтруючий шар – бавовняні, лляні, сукняні, скляні або капронові тканини); намивальні (фільтруючий шар – деревне борошно, діатоміт, азбестова крихта та інші матеріали, що намиваються у вигляді тонкого шару на каркас із пористої кераміки, металевої сітки або синтетичної тканини).

Мал. 1.8.5. Горизонтальний відстійник: 1 – вихід вихідної води; 2 – відведення очищеної води; 3 – відведення осаду; 4 – розподільні кишені; 5 – розподільні грати; 6 – зона накопичення осаду;

7 – зона відстоювання

Мал. 1.8.6. Вертикальний відстійник: 1 – камера пластівництва; 2 – сегнетове колесо з насадками; 3 – гасник; 4 – подача вихідної води (із змішувача); 5 – збірний жолоб вертикального відстійника; 6 - труба для відведення осаду з вертикального відстійника; 7 – відведення

води з відстійника

Зернисті фільтри застосовують для очищення господарсько-питної та технічної води від тонкодисперсної суспензії та колоїдів; сітчасті – для затримання грубодисперсних зважених та плаваючих частинок; тканинні – для очищення маломутних вод на станціях невеликої продуктивності.

Для очищення води в комунальному водопостачанні використовуються зернисті фільтри. Найважливішою характеристикою роботи фільтрів є швидкість фільтрування, залежно від якої фільтри поділяють на повільні (0,1–0,2), швидкі (5,5–12) та надшвидкісні.

Мал. 1.8.7. Коридорний освітлювач зі зваженим осадом з вертикальним осадоущільнювачем: 1 – коридори-освітлювачі; 2 – осадоущільнювач; 3 – подача вихідної води; 4 – збірні кишені для відведення освітленої води; 5 - відведення осаду з осадоущільнювача; 6 – відведення освітленої води з осадоущільнювача; 7 – осадоприймальні

вікна з козирками

Найбільшого поширення набули швидкі фільтри, у яких освітлюється попередньо коагульована вода (рис. 1.8.8).

Вода, що надходить на швидкі фільтри після відстійника або освітлювача, не повинна містити завислих речовин більше 12–25 мг/л, а після фільтрування мутність води не повинна перевищувати 1,5 мг/л

Контактні освітлювачі пристрою аналогічні швидким фільтрам і є їх різновидом. Освітлення води, засноване на явищі контактної коагуляції, відбувається під час руху її знизу нагору. Коагулянт вводять у воду, що обробляється безпосередньо перед її фільтруванням через піщане завантаження. За короткий час до початку фільтрування утворюються лише дрібні пластівці суспензій. Подальший процес коагуляції відбувається на зернах завантаження, до яких прилипають дрібні пластівці, що раніше утворилися. Цей процес, який називають контактною коагуляцією, відбувається швидше, ніж звичайна коагуляція в обсязі, і вимагає меншої кількості коагулянту. Контактні освітлювачі промивають шляхом

Знезараження води. У сучасних очисних спорудах знезараження води проводиться у всіх випадках, коли джерело водопостачання ненадійне з санітарної точки зору. Знезараження може бути здійснено хлоруванням, озонуванням та бактерицидним опроміненням.

Хлорування води.Спосіб хлорування є найпоширенішим способом знезараження води. Зазвичай для хлорування використовують рідкий чи газоподібний хлор. Хлор має високу дезінфікуючу здатність, відносно стійок і тривалий час зберігає активність. Він легко дозується та контролюється. Хлор діє на органічні речовини, окислюючи їх, та на бактерії, які гинуть внаслідок окислень речовин, що входять до складу протоплазми клітин. Недоліком знезараження води хлором є утворення токсичних летких галогенорганічних сполук.

Одним із перспективних способів хлорування води є використання гіпохлориту натрію(NaClO), одержуваного електролізом 2-4% розчину кухонної солі.

Діоксид хлору (ClO2) дозволяє зменшити можливість утворення побічних хлорорганічних сполук. Бактерицидність діоксиду хлору вища ніж хлору. Особливо ефективний діоксид хлору при знезараженні води з високим вмістом органічних речовин та амонійних солей.

Залишкова концентрація хлору у питній воді не повинна перевищувати 0,3–0,5 мг/л

Взаємодія хлору з водою здійснюється у контактних резервуарах. Тривалість контакту хлору з водою до надходження її до споживачів має бути не менше ніж 0,5 год.

Бактерицидне опромінення. Бактерицидна властивість ультрафіолетових променів (УФ) обумовлена ​​дією на клітинний обмін і особливо на ферментні системи бактеріальної клітини, крім того, під дією УФ-випромінювання відбуваються фотохімічні реакції в структурі молекул ДНК і РНК, що призводять до їх незворотних ушкоджень. УФ-промені знищують не лише вегетативні, а й спорові бактерії, тоді як хлор діє лише на вегетативні. До переваг УФ-випромінювання слід віднести відсутність будь-якого впливу на хімічний склад води.

Для знезараження води у такий спосіб її пропускають через установку, що складається з ряду спеціальних камер, усередині яких розміщені ртутно-кварцові лампи, укладені в кварцові кожухи. Ртутно-кварцові лампи виділяють ультрафіолетове випромінювання. Продуктивність такої установки залежно від кількості камер становить 30...150 м3/год.

Експлуатаційні витрати на знезараження води опроміненням та хлоруванням приблизно однакові.

Однак слід зазначити, що при бактерицидному опроміненні води утруднений контроль ефекту знезараження, тоді як при хлоруванні цей контроль здійснюється просто за наявності залишкового хлору у воді. Крім цього цей спосіб неможливо використовувати для знезараження води з підвищеною каламутністю та кольоровістю.

Озонування води.Озон застосовується з метою глибокого очищення води та окислення специфічних органічних забруднень антропогенного походження (фенолів, нафтопродуктів, СПАР, амінів та ін.). Озон дозволяє поліпшити перебіг процесів коагуляції, скоротити дозу хлору та коагулянту, зменшити концентрацію

цію ЛМР, підвищити якість питної води за мікробіологічними та органічними показниками.

Озон найбільш доцільно застосовувати спільно з сорбційним очищенням на активному вугіллі. Без озону в багатьох випадках неможливо одержати воду, що відповідає СанПіН. Як основні продукти реакції озону з органічними речовинами називають такі сполуки, як формальдегід і ацетальдегід, вміст яких нормується в питній воді на рівні 0,05 і 0,25 мг/л відповідно.

Озонування засноване на властивості озону розкладатися у воді з утворенням атомарного кисню, що руйнує ферментні системи мікробних клітин та окислює деякі сполуки. Кількість озону, яка потрібна для знезараження питної води, залежить від ступеня забруднення води і становить не більше 0,3–0,5 мг/л. Озон токсичний. Гранично допустиме утримання цього газу повітря виробничих приміщень 0,1 г/м3 .

Знезараження води озонуванням за санітарними та технічними нормами є найкращим, але порівняно дорогим. Установка для озонування води є складним і дорогим комплексом механізмів і обладнання. Істотним недоліком озонаторної установки є значне споживання електроенергії для отримання з повітря очищеного озону та подачі його в воду, що обробляється.

Озон, будучи сильним окислювачем, може застосовуватися як знезараження води, але й її знебарвлення, і навіть усунення присмаків і запахів.

Доза озону необхідна для знезараження чистої води не перевищує 1 мг/л, для окислення органічних речовин при знебарвленні води – 4 мг/л.

Тривалість контакту знезаражуваної води з озоном становить приблизно 5 хв.

Перед тим як потрапити в міські водопровідні мережі та в крани споживачів, вода проходить ретельне попереднє очищення. Для приведення її в стан питної встановлюються станції водопідготовки, які дозволяють усунути всі шкідливі домішки, сміття, небезпечні для здоров'я хімічні елементи. Однак навіть найвищі технологічні установки не є гарантією чистоти, тому нерідко використовуються додаткові домашні фільтри.

Особливості пристрою та види

Більшість міських жителів не задоволені якістю води, яка подається через водні магістралі у крани. Причому у різних регіонах хімічний склад рідини та наявність у ній домішок різняться. Хтось наголошує на підвищеній жорсткості, хтось - білий осад через крейду, а іноді відчувається добре вловимий запах плісняви ​​або інших незрозумілих речовин. Вирішенням проблеми в більшості випадків стає монтаж накопичувальних або проточних фільтрів.

Насправді перед тим, як потрапити до безпосередніх споживачів, жителів населених пунктів, на промислові та інші об'єкти, вода проходить ретельне очищення. Процедура, в ході якої вона приводиться у відповідність до санітарних норм, називається водопідготовка. Питна вода на станції подається з природних водойм, сховищ, каналів. Процес її обробки залежить від подальшого використання: питво, побутове використання, полив чи технічні потреби.

В окремих населених пунктах чи регіонах функціонують муніципальні станції хімводоочищення. Це великі об'єкти стаціонарного типу чи мобільні комплекси, представлені контейнерними, модульними та блочними системами.

Конструктивний пристрій для кожної установки залежить від того, від чого необхідно очистити воду. За методом фільтрації розрізняють такі види станцій:

• хімічні - передбачають обробку реагентами (хлор або озон), щоб нейтралізувати всі неорганічні домішки (у такий спосіб видаляються сульфати, ціаністі речовини, залізо, нітрати, марганець);
• механічні (фізичні) - пропускають потоки через фільтруючі системи мембранного або сітчастого типу для утримання та відсіювання сторонніх частинок (бактерії, суспензії, солі важких металів);
• біологічні - передбачають введення в рідину спеціальних мікроорганізмів, які знищують шкідливу та небезпечну органіку (спосіб актуальний для знезараження стічних вод);
• фізико-хімічні - застосовуються на промислових об'єктах та великих станціях підготовки води;
• ультрафіолетові – призначені для знищення патогенної мікрофлори та бактерій.

Всі системи класифікуються також на побутові та промислові, різняться за продуктивністю та принципом роботи. На багатьох міських об'єктах встановлюються кілька фільтруючих систем, виконують різні функції одночасно.

Принцип дії

По дорозі з водойми до квартири потоки води проходять кілька етапів очищення. Однак не варто бути впевненим у тому, що вона стає ідеально чистою і безпечною. У літню спеку кількість шкідливих бактерій та мікроорганізмів суттєво збільшується. Саме через вживання води з-під крана відзначається сплеск кишкових захворювань та отруєнь. У морозну погоду кількість патогенної мікрофлори значно скорочується, але не можна списувати з рахунків людський фактор та недбалість співробітників водоочисних підприємств, зношеність обладнання та інші проблеми.

Стандартна процедура на станції водоочищення відбувається у кілька етапів:

• механічна обробка - спочатку з рідини потрібно прибрати тверді, нерозчинні частинки, домішки у вигляді мулу, піску, трави та водоростей, а також сміття та залишків життєдіяльності людини;
• аерація - процес розчинення газів, що містяться, окислення заліза (здійснюється аераційною колоною і спеціальним компресором);
• знезалізнення - найбільш складний і тривалий етап, де використовується дренажно-розподільний пристрій з блоком автоматичного керування (в корпус засипається зернистий матеріал, на якому і окислюється залізо спочатку з двовалентного в тривалентне, а після випадає в осад);
• пом'якшення - видалення з води солей магній та кальцію, які роблять її жорсткою (використовується регенеруючий розчин солі та іонообмінні смоли).

Завершальним етапом є пропуск через вугільні фільтри. Вони дозволяють покращити колір і запах води, роблять смак приємнішим.

Обов'язковою процедурою на будь-якій станції водопідготовки є знезараження - знищення бактеріологічних забруднювачів . Як реагенти застосовуються хлорабо ультрафіолетові установки, що стерилізують. Однак у першому випадку потрібно додаткова процедурапо рятуванню від залишків хлору, які вкрай небезпечні для здоров'я.

Ультрафіолетові промені вважаються безпечнішими. Вони здатні проникати у кожну клітину мікроорганізмів, руйнувати їх і повністю знищувати. Таким чином, досягається максимальний знезаражуючий ефект. У більшості міст все ж таки перевага віддається промиванню внутрішньоміських мереж хлором. Про це свідчить характерний запах, що періодично з'являється, протягом декількох днів з періодичністю 2 рази на рік.

Технічне оснащення міських мереж

Стаціонарні станції є величезними майданчиками з численними вузлами та механізмами. Сучасне обладнання функціонує повністю в автоматичному режимі, тому присутність людини в робочому процесі зведена до мінімуму. Стандартна комплектація пристроїв включає:

• основний резервуар для прийому рідини - сюди вона надходить через комунальні канали для первинного накопичення та грубого первинного очищення;
• насоси – агрегати, що забезпечують подальше переміщення води на робочі підстанції;
• змішувачі - інтегровані в систему вихрові установки, які відповідають за рівномірний розподілкоагулянтів, що додаються по всій масі (швидкість в межах 1,2 м/с);
• фільтри – спеціальні пристрої у вигляді сорбційних мембран;
• знезаражуючий вузол - сучасні системи, що на 95% змінюють якісний склад.

Існує кілька різновидів станцій. Найбільш примітивні є конструкції блочного типу із замкнутими системами, які функціонують за принципом насосного обладнання.

Найсучасніші установки - це комплексні, модульні, багатоступінчасті споруди, які включають і знезараження, і фільтрацію, інші стадії, і оснащені розподільчими каналами висновки. Важливою особливістю таких систем є можливість їхньої інтеграції у великі індустріальні об'єкти, а також зміна набору модулів та комплектуючих.

Ще один різновид – спеціалізовані, вузькоспрямовані станції, які виконують лише знищення бактерій, грибків, водоростей.

При виборі обладнання необхідно орієнтуватися на різні критерії . Наприклад, в домашніх умовах достатніми є установки з пропускною здатністю 2-3 м3/годину. Для промислових об'єктів цей показник повинен розраховуватися із добової потреби та складати до 1 тис. м3/год. Оптимальним тиском вважається діапазон від 6 до 10 бар для великих гідрологічних вузлів, для побутових потреб – визначається індивідуально.

Необхідність застосування

Після використання водопровідної води, яка пройшла очищення у міських стаціонарних спорудах, нерідко спостерігається наліт, наприклад, у чайнику, на раковинах чи у пральній машині. Це легкий вапняний наліт, який необхідно регулярно чистити, щоб він не перетворився на вапняний камінь. Вживати воду такої якості небезпечно для здоров'я, оскільки рано чи пізно це призводить до утворення каменів у нирках. Страждає від такого складу рідини та побутова техніка. Пральні та посудомийні машини швидко виходять з ладу, коли на нагрівальних елементахрегулярно утворюється накип.

Це далеко не всі проблеми, які виникають внаслідок використання води низької якості у побутових умовах. Тому виникають додаткові витрати, пов'язані із встановленням очисних міні-станцій у своєму будинку чи квартирі.

Одна із сфер застосування установок водопідготовки – підприємства з виробництва пива. Тут до рідини пред'являються дуже суворі вимоги, вона є основною сировиною. Для отримання 1 літра хмільного напою потрібно 20 літрів води. Саме від її якості залежить смак готового продукту, його стійкість, м'якість та процес бродіння.

- Це комплекс спеціальних споруд, призначений для очищення стічних вод від забруднень, що містяться в них. Очищена вода або використовується надалі, або скидається в природні водоймища (Велика радянська енциклопедія).

Кожен населений пункт потребує ефективних очисних споруд. Від роботи цих комплексів залежить, яка вода потраплятиме у навколишнє середовище і як це надалі позначиться на екосистемі. Якщо рідкі відходи не очищати взагалі, то загинуть не тільки рослини та тварини, а й буде отруєний ґрунт, а шкідливі бактеріїможуть потрапити в організм людини та викликати тяжкі наслідки.

Кожне підприємство, має токсичні рідкі відходи, має займатися системою очисних споруд. Таким чином, це позначиться на стані природи і покращить умови життя людини. Якщо очисні комплекси ефективно працюватимуть, то стічні води стануть нешкідливими при попаданні в грунт і водойми. Розміри очисних споруд (далі – О.С.) та складність очищення сильно залежать від забрудненості стічних вод та їх обсягів. Більш детально про етапи очищення стічних вод та види О.С. читайте далі.

Етапи очищення стічних вод

Найбільш показовим у плані наявності етапів очищення води є міські чи локальні О.С., розраховані на великі населені пункти. Саме господарсько-побутові стоки найбільш складні в очищенні, оскільки містять різноманітні забруднювачі.

Для споруд з очищення води з каналізації характерним є те, що вони вишиковуються у певній послідовності. Такий комплекс називається лінією очисних споруд. Схема починається з механічного очищення. Тут найчастіше використовуються решітки та пісколовки. Це початковий етап процесу обробки води.

Це можуть бути залишки паперу, ганчірки, вата, пакети та інше сміття. Після ґрат у роботу вступають пісковловлювачі. Вони необхідні для того, щоб затримувати пісок, у тому числі великих розмірів.

Механічний етап очищення стічних вод

Спочатку всі води з каналізації надходять на головну насосну станціюу спеціальний резервуар. Цей резервуар покликаний компенсувати підвищене навантаження в піковий годинник. А потужний насос рівномірно нагнітає відповідний об'єм води для проходження всіх щаблів очищення.

уловлюють велике сміття понад 16 мм – банки, пляшки, ганчірки, пакети, продукти харчування, пластмасу тощо. Надалі це сміття або переробляється дома, або вивозиться у місця переробки твердих побутових і промислових відходів. Грати є виглядом поперечних металевих балок, відстань між якими дорівнює декільком сантиметрам.

Насправді вони вловлюють не лише пісок, а й маленькі камінці, уламки скла, шлак та ін. Пісок досить швидко осідає на дно під дією сили тяжіння. Потім осілі частинки спеціальним пристроєм згрібається в поглиблення на дні, звідки викачується насосом. Пісок промивається та утилізується.

. Тут видаляються всі домішки, які спливають на поверхню води (жири, олії, нафтопродукти та ін.) та. За аналогією з пісковловлювачем, вони також видаляються спеціальним скребком, тільки з поверхні води.

4. Відстійники – важливий елементбудь-якої лінії очисних споруд. Вони відбувається звільнення води від завислих речовин, зокрема від яєць гельмінтів. Вони можуть бути вертикальними та горизонтальними, одноярусними та двоярусними. Останні найбільш оптимальні, тому що при цьому вода з каналізації в першому ярусі очищається, а осад (мул), який утворився там, через спеціальний отвір скидається в нижній ярус. Яким чином у таких спорудах відбувається процес звільнення води з каналізації від завислих речовин? Механізм досить простий. Відстійники є резервуарами великих розмірів круглої або прямокутної формиде відбувається осадження речовин під дією сили тяжіння.

Для прискорення цього процесу можна використовувати спеціальні добавки коагулянти або флоккулянти. Вони сприяють злипанню дрібних частинок внаслідок зміни заряду, більші речовини швидше осідають. Таким чином, відстійники – це незамінні споруди для очищення води із каналізації. Важливо врахувати, що під час простої водопідготовки вони також активно використовуються. Принцип роботи заснований на тому, що вода надходить з одного кінця пристрою, при цьому діаметр труби при виході стає більшим і струм рідини уповільнюється. Все це сприяє осадженню частинок.

механічного очищення стічних вод можуть використовуватися в залежності від ступеня забрудненості води та проекту конкретної очищувальної споруди. До них відносяться: мембрани, фільтри, септики та ін.

Якщо порівнювати цей етап із звичайною водопідготовкою для питних цілей, то в останньому варіанті такі споруди не застосовуються, вони не потребують. Замість них відбуваються процеси освітлення та знебарвлення води. Механічна очистка дуже важлива, так як надалі вона дозволить більш ефективно провести біологічну очистку.

Біологічні очисні споруди стічних вод

Біологічна очистка може бути як самостійною очисною спорудою, так і важливим етапом у багатоступінчастій системі великих міських очисних комплексів.

Суть біологічної очистки полягає у видаленні з води різних забруднювачів (органіки, азоту, фосфору та ін.) за допомогою спеціальних мікроорганізмів (бактерій та найпростіших). Ці мікроорганізми живляться шкідливими забрудненнями, які у воді, цим очищаючи її.

З технічної точки зору біологічне очищення здійснюється в кілька етапів:

- Прямокутний резервуар, де вода після механічного очищення змішується з активним мулом (спеціальними мікроорганізмами), який і очищає її. Мікроорганізми бувають 2 видів:

• Аеробні– використовують кисень для очищення води. При використанні цих мікроорганізмів воду перед попаданням в аеротенк необхідно збагачувати киснем.
• Анаеробні– НЕ використовують кисень для очищення води.

Необхідний для видалення повітря, що неприємно пахне, з подальшим його очищенням. Цей цех необхідний, коли обсяг стічних вод досить великий та/або очисні споруди розташовані поблизу населених пунктів.

Тут вода очищається від активного мулу шляхом його обстоювання. Мікроорганізми осідають на дно, де за допомогою придонного скребка транспортуються до приямки. Для видалення спливаючого мулу передбачено поверхневий скребковий механізм.

Схема очищення включає і зброджування осаду. З очисних споруд важливий метантенк. Він є резервуар для зброджування осаду, який утворюється при відстоюванні в двоярусних первинних відстійниках. У процесі зброджування утворюється метан, який можна використовувати в інших технологічних операціях. Мул, що утворився, збирається і вивозиться на спеціальні майданчики для ретельного просушування. Для зневоднення осаду знайшли широке застосування мулові майданчики та вакуум-фільтри. Після цього він може утилізуватись або використовуватись для інших потреб. Зброджування відбувається під впливом активних бактерій, водоростей, кисню. До схеми очищення води з каналізації можуть входити і біофільтри.

Найоптимальніше розміщувати їх до вторинних відстійників, щоб речовини, які понеслися зі струмом води з фільтрів, могли осаджуватися у відстійниках. Доцільно для прискорення очищення застосовувати так звані преаератори. Це пристрої, які сприяють насиченню води киснем для прискорення аеробних процесів окиснення речовин та біологічного очищення. Слід зазначити, що очищення води з каналізації умовно поділено на 2 етапи: попередню та заключну.

Система очисних споруд замість полів фільтрації та зрошення може містити і біофільтри.

- Це пристрої, де стічні води очищаються, проходячи через фільтр, що містить активні бактерії. Він складається з твердих речовин, як яких може використовуватися гранітна крихта, пінополіуретан, пінопласт та інші речовини. На поверхні цих частинок утворюється біологічна плівка, що складається із мікроорганізмів. Вони розкладають органічні речовини. У міру забруднення біофільтри необхідно періодично очищати.

Стічні води подаються у фільтр дозовано, інакше великий натиск може занапастити корисні бактерії. Після біофільтрів застосовуються вторинні відстійники. Мул, утворений у них, надходить частково в аеротенк, а решта його – на илоущільнювачі. Вибір того чи іншого способу біологічного очищення та виду очисних споруд багато в чому залежить від необхідного ступеня очищення стічних вод, рельєфу, типу ґрунту та економічних показників.

Доочищення стічних вод

Після проходження основних етапів очищення із стічних вод видаляється 90-95% всіх забруднень. Але забруднювачі, що залишилися, а також залишкові мікроорганізми і продукти їх життєдіяльності не дозволяють скидати цю воду в природні водойми. У зв'язку з цим на очисних спорудах і було введено різні системи доочищення стічних вод.

У біореакторах відбувається процес окислення наступних забруднювачів:

• органічних сполук, які були «не по зубах» мікроорганізмів,
• самих цих мікроорганізмів,
• амонійного азоту.

Відбувається це шляхом створення умов розвитку автотрофних мікроорганізмів, тобто. перетворюють неорганічні сполуки на органічні. Для цього використовуються спеціальні пластмасові засипні диски з високою питомою площею поверхні. Простіше кажучи, ці диски з отвором в центрі. Для прискорення процесів у біореакторі використовується інтенсивна аерація.

Фільтри очищають воду за допомогою піску. Пісок безперервно оновлюється автоматично. Фільтрація здійснюється на декількох установках шляхом подачі до них води знизу догори. Для того, щоб не використовувати насоси і не витрачати електрику, ці фільтри встановлюють на рівні нижче, ніж інші системи. Промивання фільтрів влаштовано таким чином, що не потребує великої кількості води. Тому вони займають не таку велику площу.

Знезараження води ультрафіолетом

Дезінфекція або знезараження води – важлива складова, яка забезпечує безпеку її для водойми, в яку вона буде скинута. Дезінфекція, тобто знищення мікроорганізмів є заключним етапом очищення стоків каналізації. Для знезараження можуть застосовуватися найрізноманітніші способи: ультрафіолетове опромінення, дія змінного струму, ультразвук, гамма-опромінення, хлорування.

УФО – дуже ефективний спосіб, за допомогою якого знищується приблизно 99% всіх мікроорганізмів, у тому числі бактерій, вірусів, найпростіших яєць гельмінтів. Він ґрунтується на здатності руйнувати мембрану бактерій. Але цей метод не застосовується так широко. Крім того, його ефективність залежить від каламутності води, вмісту в ній завислих речовин. І лампи УФО досить швидко покриваються нальотом із мінеральних та біологічних речовин. Для запобігання цьому передбачені спеціальні випромінювачі ультразвукових хвиль.

Найчастіше використовується після очисних споруд метод хлорування. Хлорування буває різним: подвійним, суперхлоруванням, з преамонізацією. Останнє необхідне попередження неприємного запаху. Суперхлорування передбачає вплив великих доз хлору. Подвійна дія полягає в тому, що хлорування здійснюється у 2 етапи. Це найхарактерніше для водопідготовки. Метод хлорування води з каналізації дуже ефективний, крім того, хлор має ефект післядії, чим не можуть похвалитися інші методи очищення. Після знезараження стоки зливаються у водойму.

Очищення від фосфатів

Фосфати – це солі фосфорних кислот. Вони широко застосовуються в синтетичних миючих засобах(пральних порошках, засобах для миття посуду та ін.). Фосфати, потрапляючи у водоймища, призводять до їх евтрофікації, тобто. перетворенню на болото.

Очищення стічних вод від фосфатів здійснюється шляхом дозованого додавання спеціальних коагулянтів у воду перед спорудами біологічної очистки та перед піщаними фільтрами.

Допоміжні приміщення очисних споруд

Цех аерації

– це активний процес насичення води повітрям, у разі шляхом пропускання бульбашок повітря через воду. Аерація використовується у багатьох процесах в очисних спорудах. Подача повітря здійснюється однією або кількома повітродувками з частотними перетворювачами. Спеціальні датчики кисню регулюють кількість повітря, що подається, щоб його вміст у воді було оптимальним.

Утилізація надлишкового активного мулу (мікроорганізмів)

На біологічному етапі очищення стічних вод утворюється надлишковий мул, оскільки мікроорганізми в аеротенках активно розмножуються. Надлишковий мул зневоднюється та утилізується.

Процес зневоднення відбувається у кілька етапів:

1. У надлишковий мул додається спеціальні реагенти, які припиняють діяльність мікроорганізмів та сприяють їх згущенню
2. У илоущільнювачімул ущільнюється і частково зневоднюється.
3. на центрифузімул віджимається і з нього видаляються залишки вологи.
4. Поточні осушувачіза допомогою безперервної циркуляції теплого повітря остаточно висушують мул. Висушений осад має залишкову вологість 20-30%.
5. Потім мул упаковуєтьсяу герметичні контейнери та утилізується
6. Вода ж, віддалена з мулу, вирушає до початку циклу очищення.

Очищення повітря

На жаль, очисні споруди пахнуть не найкращим чином. Особливо смердючим є етап біологічної обробки стічних вод. Тому якщо очисне споруда знаходиться поблизу населених пунктів або обсяг стічних вод великий настільки, що повітря, що погано пахне, утворюється дуже багато - потрібно подумати про очищення не тільки води, але і повітря.

Очищення повітря, як правило, проходить у 2 етапи:

1. Спочатку забруднене повітря подається в біореактори, де він стикається зі спеціалізованою мікрофлорою, адаптованою для утилізації органічних речовин, що містяться в повітрі. Саме ці органічні речовини є причиною поганого запаху.
2. Повітря проходить стадію знезараження ультрафіолетом для запобігання потраплянню даних мікроорганізмів в атмосферу.

Лабораторія на очисних спорудах

Вся вода, яка виходить із очисних споруд, повинна систематично контролюватись у лабораторії. Лабораторія визначає наявність у воді шкідливих домішок та відповідність їх концентрації встановленим нормам. У разі перевищення того чи іншого показника працівники очисної споруди проводять ретельний огляд відповідного етапу очищення. І у разі виявлення несправності усувають її.

Адміністративно-побутовий комплекс

Персонал, що обслуговує очисну споруду, може досягати кількох десятків людей. Для їх комфортної роботи та створюється адміністративно-побутовий комплекс до нього входять:

• Майстерні з ремонту обладнання
• Лабораторія
• Диспетчерська
• Кабінети адміністративно-управлінського персоналу (бухгалтерії, кадрової служби, інженерна та ін.)
• Кабінет керівника.

Електропостачання О.С. виконується за першою категорією надійності. Оскільки тривала зупинка О.С. через відсутність електрики може спричинити вихід О.С. з ладу.

Для запобігання аварійним ситуаціям електропостачання О.С. здійснюється з кількох незалежних джерел. У відділенні трансформаторної підстанціїпередбачається введення силового кабелю від міської системи електропостачання. А також введення незалежного джерела електричного струму, наприклад, від дизельного генератора на випадок аварії в міській електромережі.

Висновок

З усього вищесказаного можна зробити висновок у тому, що схема очисних споруд дуже складна і включає різні етапи очищення стічної води з каналізації. Насамперед необхідно знати, що дана схема застосовується лише для побутових стічних вод. Якщо ж мають місце промислові стоки, то цьому випадку додатково включають спеціальні методи, які будуть спрямовані на зниження концентрації небезпечних хімічних речовин. У нашому випадку схема очищення включає такі основні етапи: механічне, біологічне очищення та знезараження (дезінфекцію).

Механічна очистка починається із застосування решіток і пісковловлювачів, в яких затримується велике сміття (ганчірки, папір, вата). Пісколовки потрібні для осадження зайвого піску, особливо великого. Це має велике значеннядля наступних етапів. Після грат і пісковловлювачів схема очисних споруд води з каналізації включає використання первинних відстійників. Вони під силою тяжкості осідають зважені речовини. Для прискорення цього процесу часто застосовують коагулянти.

Після відстійників починається процес фільтрації, який здійснюється головним чином біофільтрах. Механізм дії біофільтра ґрунтується на дії бактерій, які руйнують органічні речовини.

Наступний етап – вторинні відстійники. У них мул, який забрав зі струмом рідини, осідає. Після них доцільно використовувати метантенк, у ньому зброджується осад та вивозиться на мулові майданчики.

Наступний етап – біологічне очищення за допомогою аеротенку, полів фільтрації або полів зрошення. Заключний етап – дезінфекція.

Види очисних споруд

Для обробки води застосовуються різні споруди. Якщо планується проводити дані роботи щодо поверхневих вод безпосередньо перед їх подачею в мережу міста, то застосовуються такі споруди: відстійники, фільтри. Для стічних вод можна використовувати ширше коло пристроїв: септики, аеротенки, метантенки, біологічні ставки, поля зрошення, поля фільтрації тощо. Очисні споруди бувають декількох видів залежно від їхнього призначення. Вони відрізняються не тільки обсягами води, що очищається, але і наявністю етапів її очищення.

Міські очисні споруди

Дані О.С. є найбільшими з усіх, вони застосовуються у великих мегаполісах та містах. У таких системах застосовують особливо ефективні методи очищення рідини, наприклад, хімічну обробку, метантанки, установки флотації. Вони призначені для очищення міських стічних вод. Ці води є сумішшю побутових і виробничих стоків. Тому забруднювачів у них дуже багато, і вони дуже різноманітні. Води очищаються до нормативів скидання у водоймище рибогосподарського призначення. Нормативи регламентуються наказом Мінсільгоспу Росії від 13.12.2016 р. № 552 "Про затвердження нормативів якості води водних об'єктів рибогосподарського значення, у тому числі нормативів гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин у водах водних об'єктів рибогосподарського значення".

На даних О.С. зазвичай використовуються всі етапи очищення води, описані вище. Найбільш показовим є приклад Кур'янівських очисних споруд.

Кур'янівські О.С. є найбільшими у Європі. Його потужність становить потужністю 2,2 млн. м3/добу. Вони обслуговують 60% стічних вод міста Москви. Історія цих об'єктів сягає своїм корінням в далекий 1939 рік.

Локальні очисні споруди

Локальні очисні споруди – це споруди та пристрої, призначені очищення стічних вод абонента перед їх скиданням у систему комунальної каналізації (визначення дано Постановою Уряду РФ від 12 лютого 1999 р. №167).

Існує кілька класифікацій локальних О.С., наприклад, існують локальні О.С. що підключаються до центральної каналізації та автономні. Локальні О.С. можуть використовуватись на наступних об'єктах:

• У невеликих містах
• У селищах
• У санаторіях та пансіонатах
• На автомийках
• На присадибних ділянках
• На виробничих підприємствах
• І на інших об'єктах.

Локальні О.С. можуть бути різними від невеликих вузлів до капітальних споруд, які щодня обслуговує кваліфікований персонал.

Очисні споруди для приватного будинку.

Для утилізації стічних вод приватного будинку використовують кілька рішень. Усі вони мають свої переваги та недоліки. Однак вибір завжди залишається за власником будинку.

1. Вигрібна яма. Правду кажучи, це навіть не очисна споруда, а просто резервуар для тимчасового зберігання стоків. При заповненні ями викликається асенізаційна машина, яка викачує вміст та відвозить його для подальшої переробки.

Цю архаїчну технологію досі використовують через її дешевизну та простоту. Однак вона має і суттєві недоліки, які, часом, зводять нанівець всі її переваги. Стічні води можуть потрапляти у навколишнє середовище та підземні води, тим самим забруднюючи їх. Для асенізаторської машини потрібно передбачати нормальний під'їзд, оскільки викликати її доведеться досить часто.

2. Накопичувач. Є ємністю із пластику, склопластику, металу або бетону, куди зливаються стічні води і зберігаються. Потім вони викачуються та утилізуються асенізаторською машиною. Технологія аналогічна вигрібній ямі, але води не забруднюють довкілля. Мінусом такої системи є той факт, що навесні при великій кількості води у ґрунті накопичувач може бути видавлений на поверхню землі.

3. Септик– являє собою великі ємності, в них такі речовини, як великий бруд, сполуки органіки, каміння та пісок йдуть в осад, а такі елементи, як різні олії, жири та нафтопродукти залишаються на поверхні рідини. Бактерії, які мешкають усередині септика, добувають кисень для життя з осаду, що випав, при цьому знижують рівень азоту в стічних водах. Коли рідина виходить із відстійника, то стає освітленою. Потім очищають за допомогою бактерій. Однак важливо розуміти, що у такій воді залишається фосфор. Для остаточної біологічної очистки можуть застосовуватися поля зрошення, поля фільтрації або колодязі-фільтри, робота яких також заснована на дії бактерій та активного мулу. На цій площі не можна буде вирощувати рослини із глибокою кореневою системою.

Септик дуже дорогий і може займати велику площу. Слід мати на увазі, що ця споруда призначена для очищення невеликої кількості побутових стічних вод з каналізації. Однак результат вартий витрачених коштів. Найбільш наочно пристрій септика відбито малюнку нижче.

4. Станції глибокого біологічного очищенняє вже більш серйозною очисною спорудою на відміну від септика. Для роботи пристрою потрібно електроенергія. Однак і якість очищення води становить 98%. Конструкція є досить компактною та довговічною (до 50 років експлуатації). Для обслуговування станції у вершині, над поверхнею землі є спеціальний люк.

Зливові очисні споруди

Незважаючи на те, що дощова вода вважається досить чистою, проте вона збирає з асфальту, дахів та газонів різні шкідливі елементи. Сміття, пісок та нафтопродукти. Для того, щоб все це не потрапляло до найближчих водойм і створюються зливові очисні споруди.

У них вода проходить механічне очищення у кілька етапів:

1. Відстійник.Тут під дією сили тяжіння Землі осідають на дно великі частинки - камінці, уламки скла, металеві деталі та ін.
2. Тонкошаровий модуль.Тут олії та нафтопродукти збираються на поверхні води, де й збираються на спеціальних гідрофобних платівках.
3. Сорбційний волокнистий фільтр.Він уловлює все те, що пропустив тонкошаровий фільтр.
4. Коалесцентний модуль.Він сприяє відокремленню частинок нафтопродуктів, що спливають на поверхню, розмір яких більший за 0,2 мм.
5. Вугільний фільтр доочищення.Він остаточно позбавляє воду всіх нафтопродуктів, які в ній залишаються після проходження попередніх ступенів очищення.

Проектування очисних споруд

Проектування О.С. визначити їх вартість, правильно вибрати технологію очищення, забезпечити надійність роботи конструкції, привести стічні води до норм якості. Досвідчені фахівці допоможуть знайти ефективні установки та реагенти, складуть схему очищення стічних вод та введуть установку в експлуатацію. Ще один важливий момент – складання кошторису, який дозволить планувати та контролювати витрати, а також внести корективи у разі потреби.

На проект О.С. сильно впливають такі фактори:

• Об'єм стічних вод.Проектування споруд для присадибної ділянкице одна, а проект споруд для очищення стічних вод котеджного селища – це інше. До того ж слід враховувати, що повноваження О.С. повинні бути більшими за поточну кількість стічних вод.
• Місцевість.Спорудження для очищення стічних вод потребують під'їзду спеціального транспорту. Також необхідно передбачити електроживлення об'єкта, відведення очищеної води, розташування каналізації. О.С. можуть займати велику площу, однак вони не повинні створювати перешкод сусіднім будинкам, спорудам, ділянкам доріг та іншим спорудам.
• Забрудненість стічних вод.Технологія очищення зливових вод дуже відрізняється від очищення господарсько-побутових.
• Необхідний рівень очищення.Якщо замовник хоче заощадити на якості води, що очищається, то необхідно використовувати прості технології. Однак якщо потрібно скидати воду в природні водоймища, то якість очищення повинна бути відповідною.
• Компетентність виконавця.Якщо Ви замовляєте О.С. у недосвідчених компаній, то готуйтеся до неприємних сюрпризів у вигляді збільшення кошторисів на будівництво або септика, що вплив на весну. Це трапляється тому, що в проект забувають увімкнути досить критичні моменти.
• Технологічні особливості.Використовувані технології, наявність чи відсутність етапів очищення, необхідність зведення систем, що обслуговують очисну споруду – все це має відображатись у проекті.
• Інше.Неможливо все передбачити наперед. У міру проектування та монтажу очисної споруди до проекту плану можуть вноситися різні зміни, які не можна було передбачити на початковому етапі.

Етапи проектування очисної споруди:

1. Попередні роботи.Вони включають вивчення об'єкта, уточнення побажань замовника, аналіз стічних вод та ін.
2. Збір дозвільної документації.Цей пункт, як правило, є актуальним для зведення великих і складних споруд. Для їх будівництва необхідно отримати та погодити відповідну документацію у наглядових інстанцій: МОБВУ, МОСРИБВОД, Росприроднагляд, СЕС, Гідромет та ін.
3. Вибір технології.На підставі п. 1 і 2 відбувається вибір необхідних технологій, що використовуються для очищення води.
4. Складання кошторису.Витрати будівництво О.С. мають бути прозорі. Замовник повинен точно знати скільки коштують матеріали, яка ціна обладнання, який встановлюється, який фонд оплати праці робітників і т.д. Також слід врахувати витрати на подальше обслуговування системи.
5. Ефективність очищення.Незважаючи на всі розрахунки, результати очищення можуть бути далекі від бажаних. Тому на етапі планування О.С. необхідно провести експерименти та лабораторні дослідження, які допоможуть уникнути неприємних несподіванок після закінчення будівництва.
6. Розробка та узгодження проектної документації.Для початку будівництва очисних споруд необхідно розробити та погодити такі документи: проект санітарно-захисної зони, проект нормативів допустимих скидів, проект гранично допустимих викидів.

Монтаж очисних споруд

Після того, як проект О.С. був підготовлений і всі необхідні дозволи були отримані настає стадія монтажу. Хоча монтаж дачного септика дуже відрізняється від будівництва очисної споруди котеджного селища, але все одно вони проходять кілька стадій.

По-перше, готується місцевість. Роється котлован для встановлення очисної споруди. Підлога котловану засипається піском і утрамбовується, або бетонується. Якщо очисне розраховане на велика кількістьстічних вод, то, як правило, воно зводиться на поверхні землі. У такому разі заливається фундамент і на нього вже встановлюється будівля чи споруда.

По-друге, здійснюється монтаж обладнання. Воно встановлюється, підключається до системи каналізації та водовідведення, до електричної мережі. Цей етап дуже важливий оскільки він вимагає від персоналу знань специфіки роботи устаткування, що налаштовується. Саме неправильним монтажом, найчастіше, стає причиною виходу з ладу обладнання.

По-третє, перевірка та здавання об'єкта. Після монтажу готова очисна споруда проходить перевірку на якість очищення води, а також здатність працювати в умовах підвищеного навантаження. Після перевірки О.С. здається замовнику або його представнику, а також, за потреби, проходить процедуру державного контролю.

Обслуговування очисних споруд

Як і будь-яке обладнання, очисна споруда теж потребує обслуговування. Насамперед із О.С. необхідно видаляти велике сміття, пісок, а також надлишковий мул, які утворюються під час очищення. На великих О.С. кількість і різновид елементів, що видаляються, може бути значно більшою. Але в будь-якому випадку видаляти їх доведеться.

По-друге, здійснюється перевірка працездатності обладнання. Неполадки в якомусь елементі можуть загрожувати не тільки зниженням якості очищення води, але і виходом з ладу всього обладнання.

По-третє, у разі виявлення поломки обладнання підлягає ремонту. І добре, якщо обладнання буде гарантією. Якщо гарантійний термін минув, то ремонт О.С. доведеться здійснювати за свій рахунок.

Однією з основних завдань підприємства є ефективне очищення води, отриманої з природних поверхневих джерел, з метою забезпечення мешканців якісною питною водою. Класична технологічна схема, що застосовується на московських станціях водопідготовки, дозволяє виконати це завдання. Однак тенденції погіршення якості води вододжерел, що зберігаються, через антропогенний вплив і посилення нормативів якості питної води диктують необхідність підвищення ступеня очищення.

З початком нового тисячоліття в Москві, вперше в Росії, на додаток до класичної схеми, застосовуються високоефективні інноваційні технології підготовки питної води нового покоління. Проектами XXI століття є сучасні очисні споруди, на яких класичну технологію доповнено процесами озонування та сорбції на активованому вугіллі. Завдяки озоносорбції вода краще очищається від хімічних забруднень, усуваються неприємні запахи та присмаки, відбувається додаткова дезінфекція.

Застосування інноваційних технологій унеможливлює вплив сезонних змін якості природної води, забезпечує надійну дезодорацію питної води, її гарантовану епідемічну безпеку навіть у випадках аварійного забруднення джерела водопостачання. Усього з використанням нових технологій готується близько 50% усієї оброблюваної води.

Поряд із впровадженням нових методів очищення води удосконалюються процеси знезараження. З метою підвищення надійності та безпеки виробництва питної води за рахунок виключення з обігу рідкого хлору в 2012 році завершено переведення всіх станціях водопідготовки на новий реагент – гіпохлорит натрію. концентрація хлороформу в московській водопровідній воді за середніми даними за 2018 рік не перевищила 5 – 13 мкг/л при нормативі 60 мкг/л.

Технологічні схеми очищення артезіанських вод індивідуальні для кожного об'єкта з урахуванням особливостей якості води водоносних горизонтів, що експлуатуються, і містять наступні ступені: знезалізнення; пом'якшення; кондиціювання води на вугільних сорбційних фільтрах; видалення домішок важких металів; знезараження гіпохлоритом натрію або з використанням ультрафіолетових ламп.

На сьогоднішній день на території Троїцького та Новомосковського адміністративних округівміста Москви близько половини водозабірних вузлів подають воду, що пройшла технологічну обробку.

Поетапне впровадження нових технологій виконується відповідно до Генеральної схеми розвитку системи водопостачання, якою передбачається, що повна реконструкція всіх споруд водопідготовки дозволить подавати воду найвищої якості всім мешканцям московського мегаполісу.

Сучасна екологія, на жаль, залишає бажати кращого – усі забруднення біологічного, хімічного, механічного, органічного походження рано чи пізно проникають у ґрунт, водойми. Запаси «здорової» чистої води з кожним роком стають дедалі меншими, у чому відіграє певну роль постійне використання побутової хімії, активний розвиток виробництв. У стоках міститься безліч токсичних домішок, видалення яких має бути комплексним, багаторівневим.

Для водоочищення використовуються різні методи - вибір оптимального здійснюється з урахуванням типу забруднень, бажаних результатів, можливостей.

Найпростіший варіант -. Вона спрямована на виведення нерозчинних компонентів, які забруднюють воду – жири, тверді включення. Спочатку стоки проходять через ґрати, потім сита і потрапляють у резервуари-відстійники. Дрібні компоненти беруть в облогу пісковловлювачі, нафтопродукти – бензомаслоуловлювачі, жироловки.

Найдосконаліший спосіб очищення – мембранний. Він гарантує якнайточніше видалення забруднень. передбачає застосування відповідних організмів, що окислюють органічні включення. У снові методики лежить природне очищення водойм та річок за рахунок їх населення корисною мікрофлорою, що видаляє фосфор, азот та інші зайві домішки. Біологічний метод очищення може бути анаеробним та аеробним. Для аеробної потрібні бактерії, життєдіяльність яких неможлива без кисню – встановлюються біофільтри, аеротенки, заповнені активним мулом. Ступінь очищення, ефективність вище, ніж для біофільтр очищення стоків. Анаеробне очищення доступу кисню не вимагає.

Передбачає застосування електролізу, коагуляції, також осадження фосфору металевими солями. Дезінфекцію проводять шляхом ультрафіолетового опромінення, обробкою хлором, озонуванням. Дезінфекція ультрафіолетовим опроміненням – набагато безпечніший і ефективніший метод, ніж хлорування, оскільки він проводиться без утворення токсичних речовин. УФ-випромінювання є згубним для всіх організмів, тому знищує всіх небезпечних збудників. Хлорування ґрунтується на здатності активного хлору впливати на мікроорганізми та знищувати їх. Істотний недолік методу - утворення токсинів, що містять хлор, канцерогенних речовин.

Озонування передбачає знезараження стічних вод озоном. Озон – це газ із триатомною молекулярною структурою, сильний окислювач, який вбиває бактерії. Методика дорога, застосовується із виділенням кетонів, альдегідів.

Термічна утилізація оптимально підходить для обробки технологічних стічних вод, якщо інші методики не є ефективними. На сучасних очисних комплексах стічні води проходять багатоскладове поетапне очищення.

Очисні споруди стічних вод: вимоги до систем очищення, види очисних споруд

Завжди рекомендовано первинне механічне очищення, потім біологічна обробка, доочищення та дезінфекція стоків.

• Для проведення механічного очищення застосовуються стрижні, грати, пісковловлювачі, усреднители, відстійники, септики, гідроциклони, центрифуги, флотаційні установки, дегазатори.
• Ялосос – спеціальний пристрій для очищення води активним мулом. Інші складові системи біоочищення – біокоагулятори, илососи, аеротенки, фільтри, вторинні відстійники, илоотделители, поля фільтрації, біологічні ставки.
• В рамках доочищення використовується нейтралізація, фільтрація стоків.
• Дезінфекція, знезараження виробляються хлором, електролізом.

Що мається на увазі під стічними водами?

Стічні води є забруднені виробничими відходами водні маси, видалення яких із площ населених пунктів, підприємств промисловості застосовуються відповідні каналізаційні системи. Також до стоків належать води, що утворилися внаслідок випадання опадів. Органічні включення починають масово гнити, що спричиняє погіршення стану водойм, повітря, призводить до масового поширення бактеріальної флори. Важливими завданнями водоочищення з цієї причини є організація водовідведення, очищення стоків, запобігання заподіянню активної шкоди екології, здоров'ю людей.

Показники ступеня очищення

Рівень забруднення стоків розраховувати треба з урахуванням показника концентрації домішок, що виражається як маса на одиницю об'єму (г/м3 чи мг/л). Стоки побутового типу – одноманітна щодо складу формула, концентрація забруднюючих речовин залежить від об'єму водних мас, що витрачається, а також нормативів споживання.

Ступені та типи забруднення побутових стоків:

• нерозчинні, у них утворюються великі суспензії, одна частка не може бути більше 0.1 мм у діаметрі;
• суспензії, емульсії, піни, розміри частинок яких можуть становити від 0,1 мкм до 0,1 мм;
• колоїди – розміри частинок у діапазоні 1 нм-0.1 мкм;
• розчинні з молекулярно-дисперсними частинками, розміри яких становлять трохи більше 1 нм.

Також забруднювачі поділяються на органічні, мінеральні, біологічні. Мінеральні – це шлаки, глина, пісок, солі, луги, кислоти, ін. Органіка – рослинна або тваринна, а саме залишки рослин, овочів, плодів, олії, папір, фекалії, частинки тканин, клейковина. Біологічні домішки мікроорганізми, грибки, бактерії, водорості.

Зразкові пропорції забруднюючих речовин у побутових стоках:

• мінеральні – 42%;
• органічні – 58%;
• суспензії – 20%;
• колоїдні домішки – 10%;
• розчиняються – 50%.

Склад промислових стоків, рівень їх забруднення – показники, які варіюються з урахуванням характеру конкретного виробництва, умов використання стоків у процесі.

На атмосферні стоки впливають клімат, рельєф території, характер забудов, тип покриття дорожнього полотна.

Принцип дії систем очищення, правила їх встановлення та обслуговування. Вимоги до систем очищення

Водоочисні споруди повинні забезпечувати задані епідемічні та радіаційні показники, мати збалансований хімічний склад. Вода після попадання на споруди водоочищення проходить комплексне біологічне, механічне очищення. Для видалення сміття стоки пропускають через решітку зі стрижнями. Очищення є автоматичним, також щогодини оператори перевіряють якість видалення забруднень. Є нові решітки, що самоочищаються, але коштують вони дорожче.

Для освітлення використовуються освітлювачі, фільтри, відстійники. У відстійниках, освітлювачах вода переміщається дуже повільно, у результаті зважені частки починають випадати з утворенням осаду. З пісковловлювачів рідина прямує до первинних відстійників – тут також осідає мінеральні домішки, легкі суспензії піднімаються на поверхню. Опад виходить на дні, фермою зі скребком він згрібається в приямки. Спливлі речовини прямують у жироловку, звідти в колодязь і відкочуються.

Освітлені водні маси прямують у латки, потім у аеротенки. На цьому механічне видалення домішок можна вважати завершеним - приходить черга біологічного. До складу аеротенків входить 4 коридори, в перший по трубках подається мул, і вода набуває коричневого відтінку, продовжуючи активно насичуватися киснем. У мулі живуть мікроорганізми, які теж очищають воду. Потім вода подається на вторинний відстійник, де відокремлюється від мулу. Трубами мул йде в колодязі, звідти насоси перекачують його в аеротенки. Вода заливається в резервуари контактного типу, де раніше проходила хлорування, але вже транзитом.

Виходить, що при первинному очищенні вода просто заливається в посудину, настоюється і зливається. Але саме це дозволяє видаляти більшу частину органічних домішок за мінімальних фінансових витрат. Вода після того, як залишає первинні відстійники, переходить на інші споруди водоочищення. Вторинне очищення передбачає усунення залишків органіки. Це біологічний етап. Основні типи систем – активний мул, крапельні біологічні фільтри.

Принцип роботи комплексу очищення стічних вод (загальна характеристика водоочисних споруд)

За трьома колекторами з міста брудна вода подається на механічні грати ( оптимальний зазор становить 16 мм), проходить через них, найбільші забруднюючі частинки при цьому осідають на ґратах. Очищення автоматичне. По гідроелеваторам слідують мінеральні домішки, що мають значну масу в порівнянні з водою, після гідроелеватори відкочуються на пускові майданчики.

Після виходу з пісковловлювачів вода надходить у первинний відстійник (всього їх 4). Спливлі речовини подаються в жироловку, від жироловки вже в колодязь і відкочуються. Усі описані у цьому розділі принципи роботи справедливі для очисних систем різних типів, але можуть мати певні варіації з урахуванням особливостей конкретного комплексу.

Важливо: види стічних вод

Щоб правильно вибрати систему очищення, обов'язково враховуйте тип стічних вод. Доступні варіанти:

1. Господарсько-фекальні чи побутові – вони видаляються з туалетів, ванних кімнат, кухонь, лазень, їдалень, лікарень.
2. Промислові, виробничі, задіяні в ході виконання різноманітних технологічних процесівна кшталт промивання сировини, продукції, охолодження устаткування, відкачаних при видобутку з корисними копалинами.
3. Атмосферні стічні води, включаючи дощові, талі, ті, що залишилися після поливу вулиць, зелених посадок. Основні забруднюючі речовини – мінеральні.