Что такое очистные сооружения?
Станции очистки сточных вод (СОСВ) — это объекты, предназначенные для очистки и удаления физических, химических и биологических загрязнителей из сточных вод до их сброса в окружающую среду. Эти объекты жизненно важны для поддержания безопасности и чистоты систем водоснабжения, поскольку неочищенные сточные воды могут нанести значительный вред дикой природе и людям.
Определение и назначение очистных сооружений сточных вод
Основной целью очистных сооружений является очистка сточных вод, чтобы их можно было безопасно сбрасывать в окружающую среду. Сточные воды могут поступать из различных источников, таких как дома, предприятия и предприятия, и могут содержать вредные загрязнители, такие как бактерии, химические вещества и органические вещества. Если их не обрабатывать, эти загрязняющие вещества могут оказать пагубное воздействие на окружающую среду и здоровье населения.
Основной целью очистных сооружений является удаление этих загрязняющих веществ из сточных вод с использованием ряда физических, химических и биологических процессов. Затем очищенная вода сбрасывается либо в поверхностный водоем, либо в подземный водоносный горизонт, в зависимости от мощности очистных сооружений и местных правил.
Как работают очистные сооружения?
Очистка сточных вод включает несколько этапов, каждый из которых предназначен для удаления различных загрязняющих веществ. Первый этап называется первичной обработкой, когда физические методы, такие как просеивание и осаждение, удаляют крупные и тяжелые материалы, такие как камни, песок и жир.
На втором этапе, или вторичной очистке, используются биологические процессы для удаления органических загрязнителей и питательных веществ из сточных вод. На этом этапе в сточные воды добавляются микроорганизмы, которые разлагают органические вещества на безвредные вещества.
Заключительная или третичная стадия очистки представляет собой дальнейший процесс очистки, при котором из сточных вод удаляются все оставшиеся загрязняющие вещества. На этом этапе используются различные методы очистки, такие как фильтрация, дезинфекция или обратный осмос (в зависимости от местных условий).
Компоненты станции очистки сточных вод
Типичная станция очистки сточных вод состоит из нескольких процессов, в том числе:
Впускные сооружения: место, где сточные воды поступают на очистные сооружения, а также на первоначальные фильтры и песколовки для удаления крупных твердых частиц и мусора.
Первичная очистка: удаление взвешенных веществ и органических веществ из сточных вод с помощью физического осаждения.
Вторичная очистка: процесс активного ила, при котором аэробные микробы потребляют органические вещества и производят активный ил, который поглощает и разлагает биологические соединения.
Третичная очистка: окончательный процесс очистки, при котором из сточных вод удаляются твердые вещества, питательные вещества и патогены.
Дезинфекция: процесс, в котором используются химические вещества, ультрафиолетовое излучение или газ для уничтожения вредных бактерий и вирусов.
Роль очистных сооружений сточных вод в борьбе с загрязнением воды
КОС играют жизненно важную роль в защите окружающей среды и здоровья населения, предотвращая выброс вредных загрязняющих веществ в водоемы. Эти загрязнители могут существенно воздействовать на окружающую среду, включая снижение качества воды, смертность водных организмов и нанесение вреда здоровью человека.
Организация Объединенных Наций указывает, что 80 процентов сточных вод во всем мире не очищаются и сбрасываются в поверхностные водоемы, что вызывает проблемы с качеством воды, ухудшение состояния окружающей среды и повышенный риск для здоровья. Правильно функционирующие очистные сооружения могут помочь предотвратить такие передающиеся через воду заболевания, как холера, брюшной тиф и другие.
В [указать страну/регион] поддержание этих объектов имеет решающее значение из-за быстрой индустриализации и роста населения, что увеличивает образование сточных вод. Эти объекты необходимы для сохранения чистой, безопасной воды для потребления человеком и водной среды обитания.
Рекомендуемое чтение: Как водоочистные сооружения удаляют химические вещества
Типы очистных сооружений
Важно понимать различия между тремя типами очистных сооружений – муниципальными, промышленными и бытовыми. Очистка сточных вод необходима для защиты здоровья населения и окружающей среды путем удаления загрязняющих веществ из сточных вод до их сброса в реки или океаны.
Муниципальные очистные сооружения:
Коммунальные очистные сооружения предназначены для очистки городских и бытовых сточных вод. На эти заводы поступают сточные воды от домохозяйств, коммерческих предприятий и учреждений. Муниципальные очистные сооружения используют многоступенчатый процесс, включающий физические, химические и биологические методы очистки.
Процесс физической очистки включает просеивание для удаления крупного мусора, удаление песка для удаления песка и мелкого гравия и осаждение для удаления взвешенных твердых частиц. После биологической очистки сточные воды подвергаются химической очистке, которая включает добавление квасцов для удаления фосфора и других питательных веществ. Наконец, процесс естественной очистки состоит из использования микроорганизмов для разрушения органических веществ в сточных водах.
Очистные сооружения промышленных сточных вод:
Промышленные сточные воды обычно образуются в результате производственных процессов, химического производства и других отраслей, использующих воду в качестве охлаждающей жидкости или в производственном процессе. Установки очистки промышленных сточных вод предназначены для очистки промышленных сточных вод до уровня, безопасного для сброса в окружающую среду или повторного использования.
В отличие от муниципальных сточных вод промышленные сточные воды имеют сложный состав и содержат различные загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы, масла и токсичные химические вещества. В промышленных очистных сооружениях для удаления конкретных загрязнителей используются другие процессы, такие как химическое осаждение, ионный обмен и адсорбция. Биологическая очистка также используется для удаления органических веществ; в некоторых случаях необходимы передовые методы очистки, такие как мембранная фильтрация и дезинфекция.
Очистные сооружения хозяйственно-бытовых стоков:
Бытовые сточные воды - это сточные воды, образующиеся в домах или сельских поселениях. Этот тип сточных вод содержит органические вещества, взвешенные вещества и питательные вещества, такие как азот и фосфор. На очистных сооружениях для бытовых сточных вод используются те же процессы очистки, что и на муниципальных очистных сооружениях. Процесс включает физические, химические и биологические методы очистки.
Проблемы:
Все три типа очистных сооружений сталкиваются с определенными проблемами, такими как соблюдение нормативных требований, финансирование и увеличение затрат на электроэнергию. Муниципальные очистные сооружения сталкиваются с проблемами из-за устаревающей инфраструктуры и ограниченной мощности. Очистные сооружения промышленных сточных вод отвечают более строгим нормативным требованиям из-за сложного характера промышленных стоков, требующих более сложных и дорогостоящих методов очистки. Для бытовых сточных вод проблема заключается в общей стоимости из-за их местоположения и количества образующихся сточных вод.
Сравнительный анализ:
Наиболее подходящий процесс очистки сточных вод для города с высоким уровнем образования промышленных отходов будет зависеть от нескольких факторов, таких как тип и концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, нормы сброса и варианты повторного использования воды. Промышленные сточные воды обычно содержат высокие уровни тяжелых металлов и органических соединений, которые требуют передовых процессов очистки, таких как химическое осаждение и биологическая очистка.
Рекомендуемое чтение: Какой химикат используется при очистке котловой воды
Процесс очистки сточных вод
Очистка сточных вод превращает сточные воды в чистую воду, которую можно безопасно сбрасывать обратно в окружающую среду или использовать повторно. Процесс включает этапы очистки для удаления загрязняющих веществ и примесей из сточных вод. Эти загрязняющие вещества возникают в результате человеческой, коммерческой и промышленной деятельности и, если их не обрабатывать, могут загрязнять источники воды, вызывая серьезную опасность для здоровья и окружающей среды.
Процесс очистки сточных вод делится на четыре основных этапа: предварительный, первичный, вторичный и третичный. Вот подробное описание каждого шага, включая причины, по которым они имеют решающее значение для производства высококачественной чистой воды.
Предварительная обработка
На этапе предварительной очистки из сточных вод удаляются наиболее заметные и видимые твердые частицы с помощью физического осаждения, просеивания и удаления песка. Этот этап предотвращает повреждение машин и оборудования, расположенных ниже по потоку, уменьшает количество загрязняющих веществ, подлежащих очистке, и предотвращает засорение трубопровода. Твердые материалы, удаляемые из сточных вод на этом этапе, называются отсевами и гравием и часто выбрасываются на свалки.
Первичное лечение
Первичная очистка включает отделение взвешенных твердых частиц и органических веществ из сточных вод с помощью физических процессов. Сточные воды проходят через первичные отстойники, которые позволяют более тяжелым твердым частицам оседать на дно, образуя ил. Шлам удаляется, а осветленная вода переходит на следующую стадию. Первичная очистка удаляет из сточных вод до 50% всех взвешенных твердых частиц, органических веществ и жира.
Вторичная обработка
На стадии вторичной очистки биологические процессы удаляют растворенные и взвешенные органические вещества, питательные вещества и биологический кислород. Осветленные сточные воды первичной ступени очистки смешиваются с микроорганизмами, бактериями и кислородом в больших аэротенках. Организмы и бактерии расщепляют органическое вещество и превращают его в углекислый газ, воду и другие безвредные побочные продукты. Затем сточные воды проходят через вторичный очиститель, который отделяет очищенную воду от микроорганизмов. Вторичная очистка удаляет до 90% растворенного и взвешенного органического вещества в сточных водах.
Третичная очистка и очистка воды
Третичная очистка является дополнительной стадией процесса очистки сточных вод, при которой удаляются азот, фосфор и другие неорганические и органические вещества, не прошедшие стадию вторичной очистки. На этом этапе используются специализированные технологии очистки, такие как фильтрация, дезинфекция и мембранное разделение. Фильтрация включает использование песочных фильтров, угольных фильтров и микрофильтрационных мембран для удаления любых оставшихся примесей. Дезинфекция убивает бактерии и вирусы в сточных водах с помощью таких химических веществ, как хлор, озон и ультрафиолетовое излучение. Очистка воды является завершающим этапом, обеспечивающим качество очищенной воды и возвращающим ее в окружающую среду или для повторного использования.
Обработка и утилизация осадка
Твердые вещества и микроорганизмы образуются, ферментируются и собираются в виде шлама на протяжении всей обработки. Обработка осадка включает стабилизацию, обезвоживание и утилизацию твердых частиц. Стабилизированный шлам обезвоживается с помощью центрифуги, ленточного пресса или фильтр-пресса и снижается содержание влаги до 80%. Полученный шламовый пирог можно с пользой использовать в качестве кондиционера почвы или отправить на свалки. В процессе очистки сточных вод образуется значительное количество газообразного метана, который можно собрать в процессе обработки осадка и использовать в качестве источника энергии из биогаза.
Выводы
Очистка сточных вод является важнейшим процессом, который обеспечивает безопасность для здоровья человека и окружающей среды, а также является важным ресурсом. Каждый этап очистки играет жизненно важную роль в удалении загрязняющих веществ из сточных вод, делая их пригодными для повторного использования или сброса в окружающую среду. Поддержание и модернизация инфраструктуры очистки, обеспечение надлежащих методов эксплуатации и технического обслуживания, а также повышение осведомленности общественности о критической роли очистки сточных вод имеют важное значение для обеспечения устойчивого и безопасного водоснабжения в будущем.
Общие проблемы на очистных сооружениях сточных вод
Очистные сооружения имеют важное значение для защиты здоровья населения и окружающей среды. Однако эти объекты часто сталкиваются с рядом проблем, влияющих на их способность эффективно функционировать. В этом подробном руководстве мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных проблем, с которыми сталкиваются операторы и очистные сооружения, и предложим практические решения, которые помогут их преодолеть.
Проблемы с системой аэрации
Системы аэрации являются важным компонентом очистных сооружений, поскольку они помогают активировать микроорганизмы, разрушающие органические вещества. Однако эти системы сталкиваются со многими проблемами, которые могут снизить эффективность и результативность. Общие проблемы включают в себя:
Загрязнение диффузоров, что может снизить скорость переноса кислорода
Перегрузка системы, что может привести к недостаточному снабжению кислородом и снижению эффективности лечения.
Накопление биомассы может засорить систему и уменьшить контакт микробов со сточными водами.
Энергоэффективность, которая может привести к высоким эксплуатационным расходам
Для решения этих проблем операторы могут применять различные решения, такие как периодическая очистка диффузоров, оптимизация конструкции системы для предотвращения перегрузки, установка соответствующих уровней растворенного кислорода и инвестиции в более энергоэффективные технологии.
Проблемы с осветлителем
Очистители являются еще одним важным компонентом очистных сооружений, которые удаляют твердые частицы и частицы из очищенных сточных вод. Однако они тоже сталкиваются с рядом проблем, которые могут повлиять на их производительность. Общие проблемы включают в себя:
Неадекватное смешивание, которое может привести к проблемам с отстаиванием и плохой работе осветлителя.
Накопление шлама, которое может вызвать засорение и потерю гидравлической мощности.
Короткое замыкание, которое может привести к плохому удалению твердых частиц и снижению эффективности очистки.
Урегулирование проблем может привести к повторному попаданию твердых частиц в предшествующие процессы.
Чтобы смягчить эти проблемы, операторы могут принять такие меры, как улучшение системы смешивания, контроль скорости осаждения и предотвращение накопления твердых частиц за счет регулярного удаления шлама.
Проблемы с разрешениями на сброс
Станции очистки сточных вод должны поддерживать и управлять разрешениями на сброс, чтобы гарантировать, что их сточные воды соответствуют нормативным требованиям и защищают окружающую среду. Однако получение и соблюдение разрешений на выбросы представляет собой проблему для операторов, в основном при выполнении сложных нормативных и правовых требований.
Чтобы решить эти проблемы, операторы могут установить эффективные каналы связи с регулирующими органами, вести точные записи об эффективности очистки и инвестировать в современные технологии для улучшения процесса очистки.
Контроль качества воды
Контроль качества воды является важнейшим элементом работы очистных сооружений, поскольку он обеспечивает соответствие очищенных стоков нормативным требованиям и экологическим стандартам. Общие методы, используемые для мониторинга и улучшения общего качества воды на предприятии, включают:
Непрерывный мониторинг параметров качества воды, таких как pH, мутность и растворенный кислород
Внедрение мер контроля, таких как дозирование химикатов, аэрация и смешивание, для поддержания оптимальных условий эксплуатации.
Регулярное тестирование проб сточных вод для обеспечения соответствия нормативным требованиям.
Управление твердыми отходами и осадком
На очистных сооружениях образуется значительное количество твердых отходов и шлама, которые требуют тщательного обращения с ними для предотвращения неблагоприятного воздействия на окружающую среду. К передовым методам обращения с твердыми отходами и осадком относятся:
Регулярное удаление шлама для предотвращения накопления и засорения процессов очистки
Обработка и утилизация шлама по нормативным требованиям
Внедрение устойчивых методов обращения с осадком, таких как компостирование и внесение в почву.
Рекомендуемое чтение: Полное руководство по этапам процесса очистки воды
Последние достижения в технологии очистки сточных вод
Мембранные биореакторы
Мембранный биореактор (MBR) сочетает биологическую очистку с мембранной фильтрацией для эффективной очистки сточных вод. В технологии используется полупроницаемая мембрана для фильтрации бактерий, вирусов и других загрязняющих веществ из воды. Биологический процесс предполагает использование микроорганизмов, которые расщепляют органические вещества и удаляют питательные вещества из сточных вод. МБР предлагают несколько преимуществ, в том числе меньшую занимаемую площадь, более высокую эффективность, меньшее образование шлама и более высокое качество воды. МБР в последнее время широко используются в городских районах, промышленности и сельскохозяйственных фермах.
Усовершенствованные процессы окисления
Advanced Oxidation Processes (AOPs) — это технология, использующая химические реакции для разрушения загрязняющих веществ в сточных водах. АОП могут обрабатывать различные органические и неорганические загрязнители, включая фармацевтические препараты, химические вещества и микропластик. Процесс включает в себя образование гидроксильных радикалов для окисления загрязняющих веществ. Некоторые распространенные АОП включают озонирование, перекись водорода и УФ-излучение. AOP предлагают несколько преимуществ, в том числе более высокую эффективность, меньшее образование шлама и способность удалять возникающие загрязняющие вещества. В последнее время АОП стали использовать на предприятиях, в больницах и в районах с высокой концентрацией загрязняющих веществ.
Построенные водно-болотные угодья
Созданные водно-болотные угодья (CW) — это технология, использующая естественные процессы для очистки сточных вод. Технология предполагает использование водно-болотных растений, почвы и микроорганизмов для удаления загрязняющих веществ из воды. Попадая в систему ХО, сточные воды проходят через различные слои гравия, песка и почвы, где их фильтруют и очищают микроорганизмы. CW предлагают несколько преимуществ, включая низкое энергопотребление, низкие эксплуатационные расходы и низкую стоимость эксплуатации. В последние годы ХО использовались в городских районах, сельской местности и развивающихся странах.
Восстановление и повторное использование воды
Регенерация и повторное использование воды — это технология, которая включает в себя очистку сточных вод для производства оборотной воды для различных целей, таких как ирригация, промышленные процессы и смыв туалетов. В технологии используется несколько методов очистки, таких как биологическая, физическая и химическая очистка, для удаления загрязняющих веществ из сточных вод и обеспечения их безопасности для повторного использования. Регенерация и повторное использование воды дает несколько преимуществ, включая сохранение ресурсов пресной воды, снижение затрат на удаление сточных вод и снижение спроса на ресурсы пресной воды. Регенерация и повторное использование воды в последнее время стали использоваться в городах, на промышленных предприятиях и в регионах с нехваткой воды.
Энергосберегающие методы лечения
Энергоэффективные методы очистки представляют собой группу технологий, в которых используются низкоэнергетические процессы для очистки сточных вод. Технологии включают анаэробное сбраживание, использование возобновляемых источников энергии и производство биогаза. Анаэробное сбраживание предполагает использование микроорганизмов для расщепления органических веществ без доступа кислорода с образованием биогаза, который можно использовать для получения энергии. Возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия, могут помочь снизить потребление энергии на очистных сооружениях. Производство биогаза включает улавливание метана, образующегося при пищеварении, и использование его для получения энергии. Энергосберегающие методы очистки имеют ряд преимуществ, в том числе снижение энергопотребления, сокращение выбросов парниковых газов и снижение эксплуатационных расходов. В последние годы энергоэффективные методы очистки стали использоваться в сельской местности, развивающихся странах и на промышленных предприятиях.
Рекомендуемое чтение: WT-409 Стриппер шлама
Часто задаваемые вопросы:
Вопрос: Что такое очистные сооружения?
О: Станции очистки сточных вод — это специальные очистные сооружения, которые обрабатывают и очищают сточные воды и другие виды сточных вод для удаления загрязняющих веществ и обеспечения безопасности воды для возврата в окружающую среду.
Вопрос: Каково назначение очистных сооружений?
О: Очистные сооружения защищают качество воды, удаляя загрязняющие вещества и загрязняющие вещества из сточных и других типов сточных вод перед их сбросом в реки, озера или океаны.
Вопрос: Как работает станция очистки сточных вод?
О: На очистных сооружениях используются различные процессы, такие как физическая, химическая и биологическая очистка, для удаления вредных веществ из сточных вод. Эти процессы обычно включают просеивание, осаждение, аэрацию, фильтрацию и дезинфекцию.
Вопрос: Что такое канализация?
О: К сточным водам относятся отходы и вода, производимые домами, предприятиями и предприятиями и переносимые по канализации на очистные сооружения для обработки и очистки.
В: В чем разница между сточными водами и сточными водами?
О: Сточные воды — это особый тип сточных вод, образующихся в результате жизнедеятельности человека, хозяйственной или коммерческой деятельности, в то время как сточные воды — это более широкий термин, который охватывает все виды используемой воды и содержит примеси.
В: Что происходит со сточными водами на очистных сооружениях?
О: На очистных сооружениях сточные воды проходят процесс очистки от твердых отходов, органических и вредных веществ. Очищенная вода затем сбрасывается обратно в водоемы, а оставшийся ил может подвергаться дальнейшей очистке или использоваться в качестве ресурса для производства энергии или удобрений.
Вопрос: Что такое септик?
О: Септик – это децентрализованная система очистки сточных вод, обычно используемая в сельской местности, не подключенная к канализационной системе. Он состоит из септика, где сточные воды проходят частичную очистку, и дренажного поля, где очищенные стоки рассеиваются в почве.
В: Какова роль осветлителей на очистных сооружениях?
О: Осветлители — это большие резервуары или бассейны, используемые на очистных сооружениях для того, чтобы твердые частицы оседали на дно. Этот процесс разделения помогает удалить взвешенные твердые частицы из воды перед дальнейшей обработкой.
В: Как очистка сточных вод помогает улучшить качество воды?
A: Очистка сточных вод предназначена для удаления загрязняющих веществ и примесей из сточных вод и других видов сточных вод. Обрабатывая воду перед сбросом, очистные сооружения помогают улучшить и отшлифовать ее качество, гарантируя, что оно соответствует экологическим стандартам и стандартам общественного здравоохранения.
В: Каков лимит сброса для очистных сооружений?
О: Предел сброса для очистных сооружений варьируется в зависимости от конкретных правил, установленных руководящими органами, такими как EPA (Агентство по охране окружающей среды). Эти пределы определяют максимально допустимую концентрацию загрязняющих веществ в очищенной воде, которая может безопасно сбрасываться в водоемы.
