Какие бывают канализационные очистные сооружения – виды, преимущества и недостатки

Содержание

Как устроена канализация в Москве

The Village продолжается рассказывать, как устроено то, чем горожане пользуются каждый день. В этом выпуске — система канализации. После того как мы нажимаем кнопку смыва на унитазе, закрываем кран и отправляемся по своим делам, водопроводная вода превращается в сточную и начинает свой путь. Чтобы снова попасть в Москву-реку, ей нужно пройти километры канализационных сетей и несколько этапов очистки. Как это происходит, The Village узнал, побывав на городских очистных сооружениях.

По трубам

В самом начале вода попадает во внутренние трубы дома диаметром всего 50–100 миллиметров. Дальше идет по сети чуть шире — дворовые, а оттуда — в уличные. На границе каждой дворовой сети и в месте перехода ее в уличную установлен смотровой колодец, через который можно следить за работой сети и прочищать при необходимости.

Протяженность городских канализационных труб в Москве больше 8 тысяч километров. Вся территория, по которой проходят трубы, делится на части–бассейны. Участок сети, который собирает сточную воду из бассейна, называют коллектором. Его диаметр достигает трех метров, это вдвое больше, чем труба в аквапарке.

В основном в силу глубины заложения и естественного рельефа территории вода течет по трубам сама, но в некоторых местах требуются насосные станции, всего в Москве их 156.

Сточная вода поступает на один из четырех очистных сооружений. Процесс очистки непрерывен, а пики гидравлической нагрузки приходятся на 12 часов дня и 12 часов ночи. Курьяновские очистные сооружения, которые находятся около Марьина и считаются одними из самых крупных в Европе, принимают воду с южной, юго-восточной и юго-западной частей города. Стоки из северной и восточной частей города поступают на очистные в Люберцы.

Очистные

Курьяновские очистные сооружения рассчитаны на 3 миллиона кубометров сточных вод в сутки, но поступает сюда только полтора. 1,5 миллиона кубометров — это 600 олимпийских бассейнов.

Раньше это место называлось станцией аэрации, она была запущена в декабре 1950 года. Сейчас очистным 66 лет, и 36 из них здесь проработал Вадим Гелиевич Исаков. Он пришел сюда мастером одного из цехов и стал начальником технологического отдела. На вопрос, рассчитывал ли провести на таком месте всю жизнь, Вадим Гелиевич отвечает, что уже и не помнит, так давно это было.

Исаков рассказывает, что станция состоит из трех блоков по очистке. Кроме того, здесь есть целый комплекс сооружений по обработке осадков, которые образуются в процессе.

Механическая очистка

Мутная и зловонная сточная вода приходит на очистные теплой. Даже в самое холодное время года ее температура не опускается ниже плюс 18 градусов. Сточные воды встречает приемно-распределительная камера. Но что происходит там, мы не увидим: камеру полностью закрыли, чтобы не распространялся запах. Кстати, пахнет на огромной (почти 160 гектаров) территории очистных вполне сносно.

После этого начинается этап механической очистки. Здесь на специальных решетках задерживается мусор, который приплыл вместе с водой. Чаще всего это тряпье, бумага, средства личной гигиены (салфетки, памперсы), а еще пищевые отходы — например, картофельные очистки и куриные кости. «Чего только не встретишь. Бывало, что приплывали кости и шкуры с мясоперерабатывающих производств», — с содроганием говорят на очистных. Из приятного — только золотые украшения, хотя очевидцев такого улова мы не нашли. Лицезреть сорозадерживающую решетку — самая ужасная часть экскурсии. Помимо всякой гадости, в ней застряло много-много кружочков лимонов: «По содержимому можно время года угадывать», — отмечают сотрудники.

Со сточными водами приходит много песка, и, чтобы он не оседал на сооружениях и не забивал трубопроводы, его удаляют в песколовках. Песок в жидком виде поступает на специальный участок, где отмывается технической водой и становится обычным, то есть пригодным для благоустройства. Очистные используют песок для собственных нужд.

Завершается этап механической очистки в первичных отстойниках. Это большие резервуары, в которых из воды удаляется мелкая взвесь. Сюда вода приходит мутной, а уходит осветленной.

Биологическая очистка

Начинается биологическая очистка. Она происходит в сооружениях, которые называются аэротенками. В них искусственно поддерживается жизнедеятельность сообщества микроорганизмов, которые называют активным илом. Органические загрязнения в воде — самая желанная пища для микроорганизмов. В аэротенки подается воздух, который не дает илу осесть, чтобы тот контактировал со сточной водой как можно больше. Так продолжается восемь-десять часов. «В любом естественном водоеме происходят аналогичные процессы. Концентрация микроорганизмов там в сотни раз ниже, чем создаем мы. В естественных условиях это бы длилось недели и месяцы», — говорит Исаков.

Аэротенк представляет собой прямоугольный резервуар, разделенный на секции, в которых сточная вода вьется змейкой. «Если посмотреть в микроскоп, то там все ползает, шевелится, движется, плавает. Заставляем их работать на наше благо», — говорит наш проводник.

На выходе из аэротенков получается смесь очищенной воды и активного ила, которые теперь нужно отделить друг от друга. Эта задача решается во вторичных отстойниках. Там ил оседает на дне, собирается илососами, после чего 90 % возвращается в аэротенки для непрерывного процесса очистки, а 10 % считается избыточным и утилизируется.

Возвращение в реку

Биологически очищенная вода проходит третичную очистку. Для проверки она процеживается через очень мелкое сито, а после сбрасывается в выводной канал станции, на котором стоит блок ультрафиолетового обеззараживания. Обеззараживание ультрафиолетом — четвертый и последний этап очистки. На станции вода делится на 17 каналов, каждый из которых просвечивается лампой: вода в этом месте приобретает кислотный оттенок. Это современный и самый большой в мире подобный блок. Хотя по старому проекту его не было, раньше воду хотели обеззараживать жидким хлором. «Хорошо, что до этого не дошло. Мы бы все живое в Москве-реке погубили. Водоем был бы стерильный, но мертвый», — говорит Вадим Гелиевич.

Читать статью Как подключить посудомоечную машину

Параллельно с очисткой воды на станции разбираются с осадком. Осадок из первичных отстойников и избыточный активный ил проходят совместную обработку. Они поступают в метантенки, где при температуре плюс 50–55 градусов почти неделю идет процесс сбраживания. В результате осадок теряет способность загнивать и не выделяет неприятного запаха. Затем этот осадок перекачивается на обезвоживающие комплексы за пределами МКАД. «30–40 лет назад осадок сушился на иловых площадках в естественных условиях. Процесс этот длился от трех до пяти лет, сейчас же обезвоживание мгновенное. Сам по себе осадок — это ценное минеральное удобрение, в советские времена он пользовался популярностью, совхозы с удовольствием его брали. Но сейчас он стал никому не нужен, а за утилизацию станция платит до 30 % от общих затрат на очистку», — говорит Вадим Гелиевич.

Треть осадка распадается, превращаясь в воду и биогаз, что позволяет экономить на утилизации. Часть биогаза сжигается в котельной, а часть направляется на комбинированную теплоэлектростанцию. Теплоэлектростанция — не рядовой элемент очистных сооружений, а скорее полезное дополнение, которое дает очистным относительную энергонезависимость.

Рыбы в канализации

Раньше на территории Курьяновских очистных находился инженерный центр со своей производственной базой. Сотрудники ставили необычные эксперименты, например разводили стерлядь и карпа. Часть рыб жила в водопроводной воде, а часть в канализационной, которая прошла очистку. Сейчас же рыба водится только в сбросном канале, там даже висят таблички «Лов рыбы запрещен».

После всех процессов очистки вода по сбросному каналу — небольшой речке длиной 650 метров — идет в Москву-реку. Здесь и везде, где процесс идет под открытым небом, на воде плавает много чаек. «Процессам они не мешают, но портят эстетический внешний вид», — уверен Исаков.

Качество очищенных сточных вод, выпускаемых в реку, намного лучше воды в реке по всем санитарным показателям. Но пить такую воду без кипячения не рекомендуется.

Объем очищенных сточных вод равен примерно трети всей воды в Москве-реке выше сброса. Если бы очистные вышли из строя, населенные пункты ниже по течению оказались бы на грани экологической катастрофы. Но такое практически невозможно.

Какие бывают канализационные очистные сооружения – виды, преимущества и недостатки

С помощью канализационных очистных сооружений осуществляется отвод хозяйственных, атмосферных и промышленных стоков. Ошибки в их проектировке и строительстве чреваты многими негативными последствиями.

Как работает канализация

Состоят локальные очистные сооружения канализации из ряда отдельных модулей.

Несмотря на то, что набор блоков может отличаться, алгоритм работы у всех систем одинаковый:

Вначале поступившие внутрь стоки проходят механическую очистку. Это позволяет извлечь крупные частицы минерального и органического происхождения. Приспособления применяются самые простые – решётки и сита. Чтобы отфильтровать менее крупные фракции (стеклянный бой, песок, шлак), используются песколовки. Благодаря мембранным приспособлениям достигается более тщательная чистка. Отстойник позволяет выявить взвешенные компоненты – в основном речь идет о минеральных примесях.
Далее в работу вступают очистные сооружения биологической очистки. Чтобы разложить органические соединения на отдельные компоненты, используют бактерии повышенной активности. Жидкие составляющие проходят через биофильтр, что позволяет получить ил и газообразные соединения.
Последним этапом работы локальных канализационных очистных сооружений является обеззараживание отходов химическим путем. Выходящая наружу жидкость с точки зрения санитарных норм вполне подходит для технического использования.

Разновидности канализационных систем

Разработка местных очистных сооружений осуществляется до того, как будут проводиться основные строительные мероприятия. Перед началом проектирования проводится подбор наиболее оптимальной системы, учитывая ее назначение, характер стоков и их объем.

Давайте рассмотрим, как устроена канализация в городе. В настоящее время существуют следующие виды очистных сооружений:

Локальные.
Индивидуальные (автономные).
Блоки и модули.

Локальные очистные сооружения

Локальный тип очистных сооружений позволяет собирать и очищать стоки на отдельных объектах. В зависимости от типа обслуживаемых зданий, локальные системы делятся на хозяйственно-бытовое и промышленные. Традиционное устройство очистных сооружений предусматривает постепенное снижение скорости сточных вод по мере их удаления от точки сброса. При этом твердые фракции постепенно выпадают в осадок, образуя на дне трубы налет. Для удаления оставшихся примесей используются системы доочистки.

Принцип работы очистных сооружений канализации классического типа подразумевает наличие достаточно габаритных ёмкостей (или – отстойников). Они нужны для отстаивания отходов. Подобные системы очистных сооружений практически не применяются для оснащения небольших частных построек. Как показал опыт эксплуатации локальных очистных сооружений, что эти конструкции больше всего подходят для небольших населенных пунктов, в которых отсутствуют централизованные канализационные магистрали.

Септики

Совет: Используйте наши строительные калькуляторы, и вы выполните расчеты строительных материалов быстро и точно.

Данные приспособления широко применяются при устройстве очистных сооружений канализации автономного типа. Как правило, речь идет о загородных домах. Важно понимать принцип работы автономной канализации, если вы собираетесь ее самостоятельно делать или обслуживать.

Сами конструкции представляют собой пластиковые баки, и обладают целым рядом полезных качеств:

Небольшой вес. Это облегчает транспортировку и монтаж септиков. При этом не требуются никакая подъемная спецтехника.
Стойкость по отношению к агрессивным средам. Содержащиеся внутри стоки не повреждают емкости.
Инертность к коррозии. Засыпанный землей септик не ржавеет.
Хорошие прочностные характеристики.

Производители септиков предоставляют инструкцию, из чего состоят очистные сооружения. Внутри емкости может быть различное количество секций, каждая из которых выполняет отдельную функцию. Это могут быть отстойники, биологические или механические фильтры. Септиками обычно комплектуются приватные очистные сооружения.

Они очень просты в обслуживании и эксплуатации, демонстрируя отличную долговечность. Схема канализации может быть полностью автономной. Для улучшения степени очищения отходов в состав конструкция очистных сооружений вводят дополнительные секции. Наиболее популярный вариант – фильтрационные и аэрационные поля.

Читать статью Как сделать своими руками выгребную яму без откачки

Аэротенки

Эти приспособления входят в состав габаритных промышленных очистных сооружений канализации. Их функция состоит в переработке заводских и фабричных отходов. Аэротенки представляют собой емкости больших объемов, в которых вода перемешивается с активным илом.

Чтобы повысить скорость реакции, жижу обогащают кислородом. Бывают случаи, когда аэротенки включаются в состав автономных канализаций загородных построек. Для этих целей были разработаны портативные баки, которые для удобства устанавливают внутри септиков. Для повышения эффективности аэротенков их могут комплектовать специальными уловителями, позволяющими выводить из отходов жир и нефтепродукты.

Биологические фильтры

В составе канализационных конструкций часто присутствуют биологические фильтры. Как правило, речь идет о встроенных элементах. Биофильтрами обычно усиливают локальные очистные системы. Основным активным веществом для биологической фильтрации выступают специальные бактерии, благодаря которым существенно убыстряется процесс разложения отходов.

В результате получается достаточно чистая вода, в составе которой отсутствуют вредные для окружающей среды компоненты. Ее разрешается сливать в грунт или ближайший водоем.

Ливневки

Целью очистных сооружений является выведение из стоков вредных примесей неорганического и органического характера. После этого отфильтрованную воду разрешается применять для полива городов и полей. Сбор, транспортировка и очищение талых и дождевых вод осуществляется посредством ливневой канализационной системы. Традиционные канализационные магистрали для этих целей не предназначены.

Благодаря ливневой системе очистных сооружений канализации достигается защита фундаментов, дорожных покрытий и газонов. Если все сделать правильно, приусадебная территория не будет подтапливаться весной и во время сильных дождей. Излишки воды посредством системы желобов и труб отводятся внутрь общего коллектора. Согласно нормативам, ливневку необходимо монтировать ниже уровня промерзания земли, чтобы она смогла бесперебойно функционировать в любое время года. В состав системы входят фильтры для устранения мелких фракций (песка, частиц стекла, каменной крошки и т.п.). Как результат, коллектор принимает очищенную воду.

В тех случаях, когда необходима более тонкая очистка стоков, водные очистные сооружения дополняются сорбционными модулями и фильтрами удаления нефтепродуктов. Это позволяет добиться такого уровня чистоты отходов, что готовую жидкость можно будет сливать в водоемы или использовать для орошения огородов и клумб. Обслуживание ливневых конструкций подразумевает периодическую замену фильтрационных картриджей.

Автономные системы

По своей конструкции автономные канализационные системы очень похожи на локальные очистные сооружения. Хотя определенные отличия, безусловно, имеются. К этому виду очистных сооружений сточных вод относят септики и емкости для аккумуляции отходов. Вначале сточные воды накапливаются внутри системы, а после проходят процедуру фильтрации.

Блоки и модули

Благодаря блочным и модульным разновидностям очистных сооружений достигается более глубокая очистка отходов. Как правило, конструкциями данного типа оснащаются заводы, фабрики и промышленные цеха.

Использование блоков и модулей позволяет достигать следующих целей:

Высокое качество итогового результата очистки.
Уменьшение процента иловых отложений в очищенной воде.
Защита окружающей среды от вредного воздействия.
Возможность повторного использования очищенной воды.

Блочные и модульные системы превосходят простейшие очистные сооружения в плане эффективности и производительности. Их потенциала вполне хватает, чтобы обслуживать все дома в районе. Блоки и модули хорошо справляются с температурными колебаниями, и могут применяться в местностях с суровым климатом.

Какой вариант лучше

Для того чтобы определиться с разновидностью очистной системы, рекомендуется ориентироваться на следующие критерии:

Суммарный объем стоков, вырабатываемый данным объектом в течение суток.
Где находятся очистные сооружения – под землей или на ее поверхности. Местности с высоким уровнем подземных вод требуют использования поверхностных коммуникаций.
Из чего состоят очистные сооружения: перечень отдельных секций обычно содержится в сопроводительной инструкции.
Специфика монтажа очистных сооружений. Для самостоятельной установки более всего подходят пластиковые септики.

Отдельные разновидности работают в полностью автономном режиме. Другие модели очистных сооружений нуждаются в электрическом питании. По ходу сооружения необходимо учитывать существующие санитарные нормативы. Те конструкции, которые обслуживаются ассенизаторской машиной, нуждаются в обустройстве свободного подъезда.

Специфика проектирования

В процессе составления проекта очистных конструкций обязательно просчитываются все риски, способные повлиять на эффективность системы. Учета требует и существующая законодательная база, где прописаны все основные требования по защите природной среды. Очистные сооружения разрешается размещать исключительно в пределах санитарно-защищённых зон.

По ходу работы над проектом следует иметь в виду следующие моменты:

Габариты и объём системы.
Наиболее подходящая модель.
Глубина прохождения грунтовых вод.
Уровень промерзания земли на участке.
Производительность модуля.
Тип очищающих приспособлений.
Специфика монтажных мероприятий.

Во избежание претензий со стороны санитарно-разрешительных инстанций, следует обзавестись рядом документов:

Договором о приобретении или аренде земли.
Чертежом установки коммуникаций и блоков системы.
Результатами проверок и инспекций.
Техническими условиями эксплуатации водных ресурсов.
Информацией о количестве расхода воды.
Подробным описанием очистных сооружений.

Какие бывают канализационные очистные сооружения – виды, преимущества и недостатки

Очистные сооружения канализации

Представить себе полноценную современную жизнь города без очистных сооружений канализации совершенно невозможно. Но редко кто глубоко разбирается, как работают такие канализационные системы, да и что это вообще. Свои особенности имеют промышленные КОС и другие виды, их устройство и строительство предъявляют ряд специфических требований и подчиняются сложным нормативам.

Что это такое и как работают?

Если спросить рядового городского жителя про принцип работы и устройство очистных сооружений канализации, то в лучшем случае обычно рассказывают про трубы, насосы в общем виде. Однако стоит представлять себе, от чего эта нормальная жизнь может зависеть. Самый важный принцип, по которому строится современная канализационная практика — стремление к тому, чтобы совпадало количество потребляемой людьми и предприятиями воды с количеством стоков. То есть чтобы ни один грамм или миллилитр жидкости не миновал систему сброса и очистки. Общий принцип организации примерно такой:

горизонтально ориентированные отводы от точек сброса (стиральных машин, унитазов, раковин, других бытовых и индустриальных приборов) перенаправляют жидкость в вертикальный стояк;

на цокольном или подвальном уровне здания он контактирует с трубой канализации города (или иного населенного пункта);

Читать статью Наружная самотечная канализация: этапы создания, особенности монтажа, материал

по трубам жидкость поступает в очистной комплекс;

после отстаивания и ряда других необходимых манипуляций вода оказывается достаточно чиста, чтобы ее спокойно можно было сбросить в водоем.

Работа домашней канализационной системы отличается только тем, что вся очистка производится в обособленном септике. Поскольку опасность от канализационных стоков очень велика, все комплексы для обращения с ними должны быть устроены согласно официальным нормам. В РФ ключевой норматив – это СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения». Руководствоваться более старыми нормами непрактично уже потому, что они не учитывают современную технологическую реальность.

В технических описаниях обязательно упоминают производительность той или иной системы.

Она зависит от целого ряда факторов. Канализационные сооружения загружены в любом случае неоднородно по времени. Особенно это касается частных систем, но даже в городах, где большое число «потребителей» позволяет сгладить суточные колебания, они все равно будут. Номинальной производительностью считается та, которую оборудование может обеспечивать в течение долгого времени без чрезмерного износа.

Максимальная производительность — это та пиковая нагрузка, которую очистные сооружения имеют в течение кратковременного периода. Наконец, выделяют и так называемую мгновенную производительность, которая показывает фактически развиваемую мощность в конкретный момент времени. Если в канализацию поступают бытовые отходы, то в основном они засорены органическими веществами. Такие стоки поступают не только из жилых домов, но и из:

столовых, ресторанов, иных заведений общественного питания;

культурных и развлекательных объектов.

Другие жидкие стоки (промышленные, с транспортных, энергетических, военных, сельскохозяйственных и специальных объектов) приходится порой очищать от:

грунта (песка, глины, частиц камня);

высокотоксичных реагентов, продуктов их распада;

продуктов органического синтеза;

спиртов, кислот, щелочей;

Решаться проблема очистки может с помощью:

просеивания на ситах;

пропуска через специальные фильтры;

воздействия специально подбираемых реактивов;

использования биологических организмов.

В канализационных сооружениях часто применяют компрессоры. Подобные приспособления нужны и для крупномасштабных, и для бытовых комплексов. Без подачи сжатого воздуха та же аэрация и/или использование химически активных бактерий практически невозможны. Но несмотря на все усилия, само обращение с канализационными стоками является источником повышенной опасности.

Потому устанавливаются обязательно территории с ограничительным режимом.

Санитарно-защитная зона канализации обозначает расстояние, на которое во все стороны от точки сброса нельзя заниматься любой деятельностью. Запрет распространяется и на «наземную», и на «подземную» активность. Рытье тоннелей и прокладка кабельных линий связи точно так же запрещены, как жилое строительство или организация парковочных мест. Санитарно-защитная зона канализации составляет для:

высадки деревьев и даже кустов – не менее 3 м;

сооружения любых объектов – 5 м;

складирования, даже временного и под открытым небом – 5 м;

установки фундаментов заборов – 3 м;

монтажа фундаментов одноэтажных и многоэтажных зданий – 5 м.

Охранная зона имеет другую функцию — поддержание работоспособности самих канализационных сооружений и сетей. Тут уже вопрос не в том «заразится кто или нет», а «останутся ли целыми трубы и очистительные аппараты». Охранная зона для сооружений, где используются трубы до 600 мм, составляет 5 м во все стороны. При большем диаметре, независимо от конкретного значения, защищают уже 10 м.

В некоторых случаях, в зависимости от ответственности работы установок, особенностей почвы ограничение может вырастать до 25 м.

Обзор видов

Это загадочное с виду сокращение на деле обозначает всего лишь канализационные локальные очистные сооружения. Несмотря на термин «локальный», на деле это изощренный набор различных зданий и объектов, решающих сложные практические задачи. В них собирают стоки, частично их очищают до такой степени, чтобы можно было выпустить жидкость в магистральные городские и районные КОС без чрезмерной нагрузки на сети. По сути, ЛОС следует рассматривать как предварительный фильтр.

Все чаще в последнее время на этом этапе применяют биологические методы, и результат оправдывает все ожидания.

Септики

Под таким названием подразумевают индивидуальные бытовые емкости, служащие только накопителями и преобразователями стоков за счет отстаивания. Необходимо понимать, что даже лучшие септики — только элемент канализационной локальной системы, и их технически некорректно рассматривать как отдельное приспособление. Дополнительно чаще всего проводится почвенная доочистка. На использование септиков распространяются те же правила, что и на общую канализацию.

Их проектируют и производят с учетом достаточно агрессивной среды эксплуатации.

Аэротенки

Под таким названием фигурируют резервуары для стоков. Чаще всего им придают прямоугольную форму. Внутри проводится очистка активным илом. На крупных канализационных станциях аэротенковые комплексы могут развивать очень высокую производительность — очищая до 4000 м3 в сутки и даже более. Эффективность работы аэротенка зависит не только от его объема, но и от:

поддерживаемой внутри температуры;

присутствия определенных веществ;

концентрации кислорода в растворах;

степени насыщения токсинами.

Другие

В схеме канализационных сооружений важная роль отводится системам биологической доочистки. Необходимые реакции происходят на поверхности специально подготовляемых дисков. Фильтрация — еще одно важное звено, она чаще всего происходит за счет толстого слоя песка. В ответственных случаях, а в городских масштабах всегда проводится дезинфекция. Для нее используют:

воздействие переменного тока;

Стоит подчеркнуть особо, что вне зависимости от вида очистных сооружений, сети наружной канализации подчиняются однотипным правилам. В ряде случаев для работы используют модульные комплексы. Подобные решения сравнительно дешевы, но при этом позволяют обеспечивать неплохой технологический результат. В контейнерах может производиться даже доочистка и глубокая биологическая очистка сточных вод. Отдельно стоит сказать про промышленные очистительные комплексы.

Они по большей части делаются в типовом виде. Существует широкое разнообразие типовых схем для фабрик и заводов различных типов. При необходимости (особенно для крупного производства и для вновь появляющихся отраслей) создаются оригинальные разработки. Использовать те или иные очищающие аппараты на любом производстве — это не доброе пожелание, а прямое предписание законодательства. Даже механическая очистка сильно отличается в зависимости от конкретной отрасли.