Механическая очистка сточных вод

Стоки появляются в результате промышленной и бытовой деятельности человека. Самотеком, через канализацию, они отводятся из жилых районов и территорий промышленных организаций. В сточные воды попадают посторонние вещества, мелкодисперсные компоненты, твердые включения, которые при сливе напрямую в водоемы могут нанести вред здоровью человека и окружающей среде. Чтобы избежать этого, воду следует подвергнуть очистке, одним из основных этапов которой является механическая обработка.

Что такое механическая очистка

Во время механической очистки сточных вод отфильтровываются растительные включения, твердые элементы, удаляются нефтепродукты, масла и жиры. В процессе удаления загрязнений образуются две фракции. Первая – очищенная, жидкая. Вторая – осадок из мелкодисперсных компонентов, органических отходов. Лучше при помощи механической очистки удаляются крупные отходы, которые состоят из взвешенных загрязнений – песка, камней и их производных.

Некоторые получаемые при отделении остатка вещества можно повторно использовать в разных сферах промышленности. Вода, очищенная таким образом, считается технической и применяется в производственной деятельности. Такое рациональное использование ресурсов помогает поддерживать экологический баланс, поскольку снижается негативное влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую среду.

Методы механической очистки

Механическая обработка является первым этапом устранения загрязнений из стоков. Она применяется и отдельно на промышленных предприятиях, и в городских очистных сооружениях, а также может осуществляться в частных хозяйствах: квартирах и домах. Существует три метода механического удаления загрязнений: процеживание, отстаивание и фильтрование.

Процеживание

Самая простая технология механической очистки. Жидкие отходы направляют на сита и решетки, протекая сквозь которые, сточные воды оставляют на них все взвешенных элементы и крупные компоненты. Процедура включает в себя следующие этапы:

• жидкая фракция сточных вод проходит сквозь сетку, а песок, камни и прочие компоненты задерживаются, оставаясь на поверхности;
• жидкость направляется через более мелкий фильтр, который задерживает включения, прошедшие сквозь сито;
• вода попадает в специальный водосборник, а из сит удаляют твердые частицы, подготавливая их для повторного использования.

На выходе дополнительно могут устанавливаться еще более мелкие фильтры, чтобы избавить воду от нерастворенных компонентов микроскопического размера.

Отстаивание

При помощи данного метода можно без труда удалить из стоков взвешенные элементы, которые тяжелее воды, а также скапливающиеся на поверхности легкие компоненты загрязнений. Применяемое оборудование: песколовка, нефте-, жиро- и маслоуловители, гидроциклоны, центрифуги. При воздействии центробежных и гравитационных сил удается разделить фракции: более легкие компоненты попадают на поверхность, тяжелые оседают и скапливаются на дне.

Движение жидкой фазы внутри оборудования может проходить медленно, что позволяет загрязняющим элементам оседать на днище баков. Повысить эффективность разделения фаз можно с помощью реагентов, таких как коагулянты и флокулянты. Они усиливают интенсивность очистки, способствуют соединению и укрупнению загрязняющих фракций, что делает последующий сбор более легким.

Фильтрование

Способ фильтрации позволяет избавить жидкость от мелких загрязняющих элементов. Сточные воды направляют на фильтрующую загрузку, которая пропускает воду, при этом задерживая примеси. В качестве загрузки используются гравий, песок, сетки, щебень, тканевые материалы из полимерных или природных волокон. Чтобы повысить уровень очистки берут мембраны обратного осмоса, которые позволяют получить практически чистую воду.

Оборудование

Механическая очистка подразумевает применение большого числа технических средств разного типа с отличающимися принципами действия. Аппараты часто комбинируют, благодаря чему повышается эффективность процесса. Оборудование может удалять из воды такие элементы как стекло, камни, песок, частицы грунта.

Решетки

Предназначены для отделения крупных фракций от основной массы сточных вод. Решетки позволяют удалить крупные отходы, как осаждающиеся, так и плавающие. Степень очищения жидкой среды определяется величиной зазоров, формой элементов решетки, характером подачи жидкости: самотеком или напором.

При больших объемах очистки и для стоков с большим числом загрязняющих элементов применяются решетки со специальными приспособлениями, которые позволяют механически производить выгрузку накопившихся загрязнений. Усовершенствование такого типа повышает эффективность процесса, позволяет уменьшить время простоя оборудования, уменьшает время, затрачиваемое на его обслуживание.

Величина зазоров определяет качество очистки на начальном этапе, на решетке скапливается слой, в свою очередь тоже фильтрующий воду, улучшая очистку.

Песколовки

Используются для удаления тяжелых механических примесей. Они могут удалять из воды шлак, песок, стекло, куски костей, гравий, фракции бетона и другие компоненты, провоцирующие закупоривание трубопроводных систем и ведущие к появлению большого количества осадка в отстойниках, оказывающие разрушительное влияние на приборы и технику. Песколовки состоят из рабочей и осадочной части. Через первую идет жидкая фракция, а во вторую попадают твердые загрязнения. Песколовки могут быть:

• горизонтальные;
• вертикальные;
• тангенциальные.

Они также делятся на аэрируемые и неаэрируемые в зависимости от наличия технологии насыщения кислородом. Конструкцию оборудования определяют исходя их количества сточных вод и уровня их загрязнения.

Отстойники

Принцип действия основан на разнице плотности компонентов стоков. Отходы, находясь в подготовленных баках, расслаиваются под действием гравитации. Вода поступает в верхнюю часть, после чего движется вниз по системе трубопроводов. Направление движения меняется за счет дополнительных препятствий, на каждом их них происходит разделение воды и частиц, загрязняющих ее. Выгрузка предусмотрена из нижней части. Методика является высокоэффективной, но требует много времени и выделения под постройку сооружений очистки больших площадей.

Иловые площадки

Огороженные площадки, на которых осуществляют естественное высушивание осадка. Осадок размещается на территории послойно и выдерживается до тех пор, пока его влажность не снизится до 75 процентов. Подсушенные отходы идут на переработку, собранную воду отправляют на очистку. Осадок специальным образом обрабатывают, чтобы не начался процесс гниения, в дальнейшем он превращается в сухое вторсырье. В настоящее время на иловых площадках обрабатывается до 90 процентов осадка. Популярность систем обусловлена легкостью их создания и простотой в эксплуатации.

Жироловки

Если сточные воды содержат большое количество мелкодисперсных загрязнений, например, остатков нефтепродуктов, масел, жиров, то их удаление следует выполнить в первую очередь, до того, как стоки пройдут через решетки. Особый подход к удалению жиров связан с тем, что они имеют способность создавать агломераты, которые склонны к слипанию. Это может привести к образованию на стенках, решетках и почти любых частях оборудования трудноустранимых наслоений. По этой причине жироуловители нужно ставить в непосредственной близости от мест образования данного вида отходов.

Принцип работы жироуловителей основан на склонности мелкодисперсных загрязнений скапливаться на поверхности воды, создавая пленку. Ее удаление происходит с помощью специальных приспособлений, скребков. Пленку тщательно собирают и отправляют на утилизацию.

Гидроциклоны

Конструкция установки предполагает, что подающийся поток закручивается и формирует центробежную силу за счет формы корпуса аппарата. Происходит разделение твердой и жидкой фракций. Затем загрязнения утилизируются.

Гидроциклоны показывают высокую эффективность благодаря большой скорости перемещения стоков. Однако, чтобы ее обеспечить, следует подавать воду под давлением от 3 до 5 атмосфер. Это требует применения дополнительной насосной техники.

Фильтры с загрузкой

При очистке стоков фильтрование применяется как дополнительный метод, позволяющий отсеять самые мелкие загрязнения. Эффективный и популярный способ – мембранная фильтрация. Также широко используются следующие виды фильтров: дисковые, сетчатые, мультипатронные, мешочные, волоконные, с зернистой загрузкой.

Механическая очистка редко применяется сама по себе, обычно она выступает начальным этапом обработки стоков, за которым следуют другие стадии. Многоэтапная очистка позволяет удалить из воды наиболее вредные примеси и повторно использовать жидкость.