Канализационные очистные сооружения (КОС)

ЗАО “СПИНОКС”

Канализационные очистные сооружения

Каждый  город  и  промышленное  предприятие  имеют  комплекс  подземных самотечных трубопроводов, очистных ( в т.ч. канализационных) и других сооружений,  с  помощью  которых осуществляется  отвод  использованных  и   отработавших   вод,   очистка   и обеззараживание их, а также  обработка  и  обезвреживание  образующихся  при этом осадков с одновременной  утилизацией ценных веществ.   Такие  комплексы называются системами водоотведения, или водоотведением. В составе таких систем мы и можем обнаружить канализационные очистные сооружения.
Сточные воды образуются при использовании природной  или  водопроводной воды  для  бытовых   целей   и   технологических  процессов   промышленных предприятий. К сточным водам относятся также атмосферные осадки –  дождевые и талые  воды,  выпадающие  на  территориях  городов,  населенных  мест   и промышленных предприятий. Сточными водами являются  также  подземные  воды, извлекаемые из    шахт  на  поверхность  земли  при  разработке   рудных  и нерудных полезных  ископаемых.  
Сточные  воды  содержат   в  своем  составе органические загрязнения, которые способны загнивать и служить  средой  для развития различных микроорганизмов, в том числе и  патогенных.  Такие  воды являются  источником  различных  заболеваний  и  распространения  эпидемий.
Сточные воды могут содержать в своем составе и минеральные  загрязнения, вредные  и  токсические  вещества.  Все  сточные воды  способны   нарушить санитарно-эпидемиологическое благополучие населения городов и  промышленных предприятий.  Они  являются  источником  загрязнения  окружающей  природной среды.
Системы  водоотведения (канализационных очистные сооружения)  устраняют   все   негативные   последствия   от воздействия сточных вод   на  окружающую  природную  среду.  После  очистки сточные воды обычно сбрасываются в водоемы. Наиболее совершенными системами водоотведения (КОС) являются такие, которые  обеспечивают  очистку  и  подготовку воды такого качества, при котором  возможен  возврат  воды  для  повторного использования  в промышленности или сельском хозяйстве. Такие системы называются бессточными или замкнутыми.

Канализация

Можно отметить, что канализация и КОС в ее составе является одним из видов инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимые санитарно-гигиенические условия и высокий уровень удобства для труда, быта и отдыха населения.
Под канализацией принято понимать комплекс оборудования, сетей и сооружений, предназначенных для организованного приема и удаления по трубопроводам за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий загрязненных сточных вод, а также для их очистки при помощи КОС и обеззараживания перед утилизацией или сбросом в водоем.
Объектами канализации являются здания общественного, производственного, служебного и специального назначения, оборудованные внутренним водопроводом и канализацией.

Выделяют наружную канализацию и внутреннюю.

- Внутренняя канализация служит для приема сточных вод в местах их образования и для отведения за пределы здания в наружную канализационную сеть с последующим отводом в канализационные системы очистки;
- Наружная канализация предназначена для транспортирования сточных вод на канализационные очистные сооружения и за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий. Очистные сооружения служат для очистки до норм СанПиН и обеззараживания сточных вод, выпуска очищенных вод в водоем без нарушения его естественного состояния и обработки осадка в целях дальнейшей его утилизации.

Системы канализации

Под системой канализации принято понимать совместное или разделительное отведение сточных вод на канализационные очистные сооружения. В практике наиболее широкое распространение получили общесплавная и разделительные системы канализации.

- Общесплавными называют системы канализации, при которых все сточные воды — бытовые, производственные и дождевые — сплавляются по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения;

- Разделительными называют системы канализации, при которых дождевые и условно чистые производственные воды отводят по одной сети труб и каналов, а бытовые и загрязненные производственные сточные воды — по другой, одной или нескольким сетям;

- Канализационную сеть, предназначенную для приема и отведения атмосферных вод на КОС, называют дождевой (ливневой). Если в дождевую канализацию сбрасывают практически чистые незагрязненные производственные сточные воды, то ее называют производственно-дождевой;

- Канализационную сеть, предназначенную для приема и отведения на КОС бытовых вод, называют бытовой.

При выборе системы сбора и очистки сточных вод при помощи канализационных очистных сооружений, руководствуются следующими основными положениями:

•    необходимостью максимального уменьшения количества сточных вод и снижения содержания в них примесей при помощи КОС;
•    возможностью извлечения из сточных вод ценных примесей во время обработки на КОС и их последующей утилизации;
•    повторным использованием сточных вод (исходных и очищенных посредством КОС) в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения.


Типы канализационных очистных сооружений
Для очистки сточных вод используют канализационные очистные сооружения трех основных типов: локальные, общие и районные или городские.
На промышленных объектах (например, нефтебазах и насосных станциях трубопроводов) применяют канализационные очистные сооружения общего типа, а в случае попадания в сточные воды особо вредных химических веществ – КОС локального типа. В зависимости от степени очистки сточных вод на канализационных очистных сооружениях локального или общего типа и характеристики водоема сточные воды либо направляют на районные или городские КОС, либо сбрасывают в водоем.
Канализационные очистные сооружения локального типа предназначены для обезвреживания сточных вод непосредственно после технологических цехов, имеющих вредные химические вещества, например, после резервуарного парка технологических коммуникаций, насосных станций, хранящих и перекачивающих этилированные бензины. Применение таких установок дает возможность избежать необходимости пропускать сточные воды предприятия через установки для извлечения из воды определенных химических веществ.
Канализационные очистные сооружения общего типа включают механическую, физико-химическую и биологическую очистки. К КОС механической очистки относятся песколовки, нефтеловушки, отстойники, флотационные и фильтрационные установки и др. На этих сооружениях удаляют грубодисперсные примеси. К КОС физико-химической очистки относятся флотационные установки с применением химических реагентов, установки с применением коагулянтов для коллоидных примесей. К сооружениям биологической очистки относятся аэротенки, биофильтры, биологические пруды и др.
Канализационные очистные сооружения районного или городского типа предназначены в основном для механической, физико-химической и биологической очистки сточных вод. Если на эти канализационные очистные сооружения направляют производственные сточные воды, то в них не должно быть примесей, которые могут нарушить нормальный ритм работы канализации и КОС.


Эти производственные воды не должны содержать:
•    взвешенных и всплывающих веществ в количестве более 500 мг/л;
•    веществ, способных засорять трубы канализационной сети, КОС или отлагаться на стенках труб;
•    веществ, оказывающих разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализации и КОС;
•    горючих примесей и растворенных газообразных веществ, способных образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и канализационных очистных сооружениях;
•    вредных веществ в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем (с учетом эффекта очистки).
Температура этих вод не должна превышать 40° С. Не допускаются залповые сбросы сильноконцентрированных сточных вод.
Выбор канализационных очистных сооружений

Систему и схему канализации, КОС выбирают как комплекс инженерных сооружений для надежного и длительного обслуживания жилых, производственных и сельскохозяйственных объектов с учетом принятой системы водоснабжения,  рационального использования водных ресурсов, санитарно-гигиенических и технико-экономических требований.
При выборе системы канализации населенных пунктов в первую очередь необходимо установить схему отведения и определить места выпуска дождевых вод. Выпуск дождевых вод при выборе любой системы канализации не допускается:

•    в поверхностные водотоки, протекающие в пределах населенных мест при скоростях течения в них меньше 0,05 м/с и расходах до 1 м3/с;
•    в водоемы в местах, отведенных для пляжей, в непроточные водоемы, в пруды, озера, в рыбные пруды (без специального согласования), в замкнутые лощины и низины, подверженные заболачиванию, в размываемые овраги, если не предусмотрено укрепление их русла и берегов.

Выпуск дождевых вод в заболоченные поймы не рекомендуется.
При выборе системы и схемы канализации, КОС руководствуются следующими рекомендациями.

Полную раздельную систему канализации и КОС следует принимать для крупных и благоустроенных городов и промышленных предприятий:
а) при возможности сброса всех дождевых вод в поверхностные водные протоки;
б) при необходимости по условиям рельефа местности устройства более трех районных насосных станций;
в) при расчетной интенсивности дождя продолжительностью 20 мин более 80 л/с на 1 га;
г) при необходимости полной биологической очистки при помощи КОС сточных вод.

Неполную раздельную систему канализации и КОС целесообразно устраивать в городах и поселках городского и сельского типов, где применение такой системы совместимо с общим уровнем благоустройства, или допускать ее как первую очередь строительства раздельной системы канализации.

Полураздельную систему канализации и КОС целесообразно принимать:
а) для городов с числом жителей более 50 тыс.;
б) при маловодных или непроточных внутригородских водоемах и водных протоках;
в) для районов акваторий, используемых для купания и водного спорта;
г) при повышенных требованиях к защите водоемов от загрязнения дождевыми и талыми водами.

Общесплавную систему канализации и КОС применяют для городов с многоэтажной застройкой:
а) при наличии на территории канализования или вблизи нее мощных водных протоков, допускающих прием дождевых и поливочных вод;
б) при ограниченном количестве районных насосных станций с небольшой высотой подъема сточных вод;
в) при расчетной интенсивности дождя продолжительностью 20 мин менее 80 л/с на 1 га.

Комбинированная система объединяет элементы общесплавной и полной раздельной систем канализации и КОС. Ее целесообразно применять при реконструкции и расширении канализации в крупных городах (с населением более 100 тыс. человек), отдельные районы которых отличаются между собой характером застройки, степенью благоустройства, рельефом и другими местными условиями.

В системе дождевой канализации и КОС предусматривают возможность отведения наиболее загрязненной части дождевых и талых вод на КОС для очистки. На территориях промышленных предприятий могут предусматриваться сети бытовой, производственной (загрязненных вод), дождевой и производственно-дождевой (незагрязненных производственных вод) канализаций, а также специальные производственные сети для отведения кислых, щелочных, шламовых и других сточных вод.

Схемы канализации разрабатывают для любой принятой системы с учетом местных условий и перспектив народнохозяйственного развития данного объекта или района с целью достижения наиболее эффективных и комплексных решений.
При этом необходимо учитывать существующие сооружения канализации и КОС и возможность их использования. Районные (региональные) схемы канализации и канализационных очистных сооружений промышленных и густонаселенных районов разрабатывают на основании проектов районной планировки административных и промышленных узлов, схем, генеральных планов, проектов планировки и застройки населенных мест и промышленных районов в интересах рационального использования и охраны водных ресурсов.

При разработке любой схемы канализации должны учитываться:

а) количество и концентрация сточных вод всех категорий как на первую очередь строительства, так и на расчетные сроки развития обслуживаемого канализацией и КОС района;
б) возможность уменьшения количества и концентрации загрязненных производственных сточных вод за счет применения рациональных технологических процессов, частичного или полного водооборота и повторного использования очищенных с помощью КОС производственных и бытовых сточных вод в системах производственного водоснабжения на том же или на соседних промышленных предприятиях;
в) целесообразность извлечения и использования ценных примесей, содержащихся в производственных сточных водах;
г) целесообразность совместной очистки при помощи КОС бытовых и производственных загрязненных вод, а также совместного отведения и использования незагрязненных производственных сточных вод;
д) возможность полного или частичного объединения сетей для бытовых, производственных и атмосферных сточных вод;
е) ориентировочный прогноз качества воды в местах водопользования и водопотребления с учетом сброса очищенных и дождевых сточных вод от всех расположенных выше объектов.

Сточные воды, не загрязняющиеся в процессе производства, как правило, должны использоваться в системах оборотного водоснабжения. В отдельных случаях при невозможности и нецелесообразности возврата воды в производство сточные воды могут быть направлены в водоем вместе с дождевыми водами, если это не противоречит «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» и «Правилам санитарной охраны прибрежных районов морей», или использованы для орошения сельскохозяйственных земель.
Выбор системы и схемы канализации и КОС во всех случаях должен производиться с учетом санитарно-гигиенических требований и технико-экономических расчетов.
При этом выбирают такие схемы и систему канализации и КОС, которые окажутся наиболее надежными по санитарно-гигиеническим показателям и экономичными по строительным и эксплуатационным затратам для всего комплекса сооружений, включая наружные сети, насосные станции и очистные сооружения.

Методы очистки промышленных сточных вод
Методы, применяемые для очистки сточных вод при помощи канилзационных очистных сооружений, могут быть могут быть разделены на три группы:
•    механические;
•    физико-химические;
•    биологические.


Механическая очистка
Механическую очистку сточных вод в КОС применяют преимущественно как предварительную.
Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65%, а из некоторых производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка в канализационных очистных сооружениях сточных вод является в известной степени самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами.
В настоящее время к очистке предъявляют большие требования. Это приводит к созданию высокоэффективных методов физико-химической очистки, интенсификации процессов биологической очистки, разработке технологических схем с сочетанием механических, физико-химических и биологических способов очистки и повторным использованием очищенных вод в технологических процессах.
Механическую очистку проводят в КОС для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования.
Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различные решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, имеющих большую или меньшую плотность по отношению к плотности воды, используют отстаивание. При этом тяжелые частицы оседают, а легкие всплывают.
При механической очистке сточных вод в составе КОС применяют песколовки, резервуары-отстойники, нефтеловушки, пруды-отстойники, напорные полые и полочные отстойники.

Физико-химическая очистка
Физико-химическая очистка заключается в том, что в очищаемую вводу в канализационных очистных сооружениях вводят какое-либо вещество-реагент (коагулянт или флокулянт). Вступая в химическую реакцию с находящимися в воде примесями, это вещество способствует более полному выделению нерастворимых примесей, коллоидов и части растворимых соединений.
При этом уменьшается концентрация вредных веществ в сточных водах, растворимые соединения переходят в нерастворимые или растворимые, но безвредные, изменяется реакция сточных вод (происходит их нейтрализация), обеспечивается окрашенная вода. Физико-химическая очистка дает возможность резко интенсифицировать механическую очистку сточных вод. В зависимости от необходимой степени очистки сточных вод физико-химическая очистка может быть окончательной или второй ступенью очистки перед биологической.

Биологическая очистка
Биологическая очистка основана на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов, в растворе и являются для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от загрязнения на КОС.
Канализационные очистные сооружения биологической очистки можно разделить на два основных типа:
•    КОС, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным;
•    КОС, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.

К первому типу относятся канализационные очистные сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации) и КОС, представляющие собой водоемы (биологические пруды) с проточной водой.
В таких КОС дыхание микроорганизмов кислородом происходит за счет непосредственного поглощения его из воздуха. В канализационных сооружениях второго типа микроорганизмы дышат кислородом главным образом за счет диффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механической аэрации.
В искусственных условиях биологическую очистку применяют в аэротенках, биофильтрах и аэрофильтрах. В этих условиях процесс очистки происходит более интенсивно, так как создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов.
При повышенных требованиях к очистке биологически очищенную воду очищают дополнительно. Наиболее широкое распространение в качестве канализационных сооружений для дополнительной очистки получили песчаные фильтры, главным образом двух- и многослойные, а также контактные осветлители (микрофильтры применяют реже).
Снижение концентрации трудноокисляемых веществ возможно методом сорбции, например активированным углем и химическим окислением или путем озонирования. Концентрацию солей можно снижать методами обессоливания.

 

Создание сайта - НИИ Электронных образовательных ресурсов    Design Banda-Panda
Copyright © ЗАО “СПИНОКС” 2017
625049 Тюмень, ул. Московский тракт, 140/1
Написать письмо...
(+7 3452) 30-71-72