Механическая очистка сточных вод

Вода – важнейший для человека ресурс, но, к сожалению, после использования в хозяйственно-бытовых и промышленных целях, она превращается в сточные воды, несущие в себе целый «букет» загрязнений. От того, насколько эффективно работают очистные сооружения, зависит состояние экологии и наше собственное благополучие. И начинается этот сложный путь с механической стадии, о которой мы и поговорим ниже.

Стоки бывают различных видов и происхождения:

• ливневые, не представляющие столь высокую санитарную опасность;
• хозяйственно-бытовые с содержанием синтетических моющих веществ, фекальных масс, мелкого бытового мусора;
• сильнозагрязненные промышленные, содержащие нефтепродукты, масла, металлы и другие сложные химические вещества.

Степень загрязненности разных видов стоков может варьироваться. Но все они требуют обработки перед тем, как попасть обратно в окружающую среду.
Для чего же нужна очистка? Ответ прост: чтобы избавить стоки от загрязняющих веществ и обеспечить безопасный сброс воды в водоемы или канализацию. Механическая очистка – это первая и основная стадия очистки сточных вод, которая подразумевает удаление крупных и нерастворимых загрязнений с помощью физических процессов. Это, по сути, способ предварительной обработки, который позволяет удалить значительную часть загрязнений и подготовить стоки к последующей биологической и химической очистке.

Технология механической очистки, несмотря на свою простоту, обладает высокой эффективностью, если соблюдаются определенные условия эксплуатации.
Обязательные элементы для обеспечения максимальной эффективности очищения:

• регулярное техническое обслуживание установок;
• контроль качества поступающих и выходящих вод;
• защита от замерзания в холодное время года;
• своевременное удаление отходов.

Механическая очистка имеет ряд преимуществ, включая простоту конструкции, надежность, экономичность и относительно низкие затраты на строительство и эксплуатацию очистных сооружений. Однако следует помнить, что она удаляет только нерастворённые примеси, а растворённые органические и химические вещества, а также часть мелкодисперсных и коллоидных частиц остаются в воде. Поэтому дополнительно требуется последующая обработка.

Механический метод очищения применяется достаточно широко. Он используется для обработки практически всех видов сточных вод: от ливневых, содержащих камни, песок, шлак, до очистки хозяйственно-бытовых и промышленных стоков, в составе которых находятся крупные твердые включения, нефтепродукты, масла и другие примеси. В зависимости от типа стоков, используются различные методы и установки.

Механическая очистка сточных вод состоит из нескольких основных методов, каждый из которых направлен на удаление загрязнений определенного размера и типа:

1. Процеживание. Процесс удаления крупных включений с помощью решеток и сит. Решетки задерживают крупные частицы, а сита – примеси чуть меньшего размера.
2. Отстаивание. Основан на принципе гравитации. Сточная вода медленно движется через резервуары, где тяжелые частицы оседают на дно, а легкие, такие как масла и нефтепродукты, всплывают на поверхность. Образуется осадок, который удаляется.
3. Центрифугирование и гидроциклонирование. Используется центробежная сила для разделения примесей по плотности. В гидроциклон вода подаётся по касательной, закручивается, и тяжёлые частицы отбрасываются к стенкам и уходят вниз, а осветлённая вода выходит сверху. Центрифуги используются для обезвоживания осадка.
4. Фильтрование. Процесс фильтрации подразумевает пропускание воды через фильтрующий слой, который задерживает мелкие частицы и взвешенные вещества. Фильтры бывают различных типов: с загрузкой из песка, стекловолокна, полимерных волокон. Для более глубокой доочистки применяют мембранные установки, вплоть до обратного осмоса, но они удаляют уже растворённые вещества и относятся к физико-химическим методам.

Механическая очистка нашла широкое применение в различных отраслях. Используется в легкой промышленности, на предприятиях замкнутого цикла, пищевой промышленности, металлургии, оборотного водоснабжения и в других технологических процессах.
Используется для очищения ливневых стоков, где содержится большое количество камней, песка, шлака и других загрязнений, которые необходимо удалить перед тем, как отправить воду на следующую ступень водоподготовки. Применяется в хозбыте и ЖКХ.

Для механической очистки используют целый комплекс устройств.

Представляют собой конструкции с отверстиями, задерживающие крупные частицы и отделяющие фракции от стоков, удаляя плавающие и осаждающиеся отходы. Качество очищения зависит от величины зазоров, формы элементов и способа подачи жидкости. Для больших объемов и сильнозагрязненных стоков используются решетки с механизмами для автоматической выгрузки накоплений, что повышает эффективность и сокращает время обслуживания.
Задержанные на решётке отбросы - тряпки, бумага, упаковка, остатки пищи - снимают граблями или скребками и направляют в контейнер или в дробилку. При этом скапливающийся на решетке слой улучшает фильтрацию, задерживая мелкие загрязнения.

Это сооружения, в которых оседают тяжёлые минеральные частицы - песок и похожие по плотности примеси. Песколовки бывают горизонтальными, вертикальными, аэрируемыми и тангенциальными. В тангенциальных песколовках вода подаётся по касательной и вращается: песок собирается внизу, а осветлённая вода уходит дальше.

Резервуары для отстаивания сточных вод. Есть горизонтальные, выполненные в виде прямоугольного железобетонного резервуара. Они позволяют удалять до 60% взвешенных частиц. Вертикальные варианты, представленные как цилиндрические емкости с коническим днищем. Также есть тонкослойные и комбинированные отстойники.

Иловые площадки — это специально оборудованные участки земли для обезвоживания осадка под действием гравитационных сил и испарения влаги. Осадок, состоящий из твердых частиц и органических веществ, постепенно высыхает, после чего его утилизируют или перерабатывают. Иловые площадки помогают минимизировать объем отходов и делают процесс очистки более эффективным.

Принцип работы жироловок основан на том, что жировые частицы легче воды, поэтому они всплывают на поверхность. Жироловка использует гравитационные силы для отделения жира от воды. Стоки проходят через камеру, где жиры собираются на поверхности, а очищенная вода уходит дальше. Применяется для удаления жиров и масел из кухонных стоков предприятий общественного питания, мясоперерабатывающих заводов и других объектов.
В нефтеловушках используется тот же принцип гравитации, но дополнительно могут применяться коалесцентные модули для ускорения процесса объединения мелких капель нефти в крупные. Используется для очистки сточной воды от нефтепродуктов на автозаправках, автомойках, промышленных предприятиях.

Аппараты, в которых частицы разделяются под действием центробежных сил. Гидроциклоны бывают напорными и открытыми. В напорные воду подают насосом под давлением - обычно несколько атмосфер, открытые работают при атмосферном давлении, они проще, но менее производительны. Гидроциклоны применяют для очистки сильнозагрязнённых стоков.

Устройства с фильтрующим слоем из песка, стекловолокна или других материалов. Также применяют мембранный фильтр и напорный фильтр. Также распространены сетчатые, дисковые, мешочные, мультипатронные, волоконные фильтры и фильтры с зернистой загрузкой.
Практика показывает, что правильный выбор и эксплуатация оборудования для механической очистки значительно снижает количество загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду.

Механическая очистка, несмотря на свою простоту, обладает значительной способностью снижать нагрузку на последующие этапы очистки и обеспечивать высокое качество воды на выходе. Однако не стоит забывать, что такая технология очистки сточных вод не является самостоятельным способом очищения и требует дополнительного использования биологических и химических методов, чтобы получить чистую воду. Для удаления мелкодисперсных частиц к механической очистке часто добавляют коагулянты и флокулянты: они укрупняют частицы, и те легче оседают.
Качество очистки стоков напрямую зависит от используемого оборудования. В очистных сооружениях «Водополис» механическая очистка - первая ступень: в зависимости от задачи в комплекс входят решётки или барабанные сита, песколовки, отстойники, жироуловители и маслобензоотделители. Состав оборудования подбираем под параметры стоков. Также производим блочно-модульные и ливневые очистные сооружения.