Канализационные стоки: виды, учет и утилизация

Содержание

• 1 Классификация
  • 1.1 Происхождение
  • 1.2 Состав
• 2 Учет
  • 2.1 Безнапорные системы
  • 2.2 Напорные системы
• 3 Очистка
  • 3.1 Городские очистные сооружения
  • 3.2 Промышленные стоки
  • 3.3 Автономная канализация
• 4 Заключение

Канализационные стоки — это неизбежный побочный продукт любого производства. И не только производства: деревенский дом под Жмеринкой, Адмиралтейство в Петербурге и Букингемский дворец в Лондоне объединяет то, что они… да-да, производят сточные воды.

Вы никогда не задумывались о том, куда потом деваются эти стоки? Эта статья, собственно, и посвящена рассказу о способах их утилизации.

Прокладка канализационного коллектора.

Классификация

Сточные воды классифицируются по ряду признаков. Способ утилизации зависит от их происхождения и состава. Какие варианты возможны?

Происхождение

• Промышленные стоки. Нередко они содержат токсичные или агрессивные вещества. В зависимости от состава они могут утилизироваться непосредственно на производстве или сливаться в общую городскую систему канализации.
• Хозяйственно-бытовые стоки опасны, прежде всего, в плане биологического заражения: органика — питательная среда для бесчисленных видов бактерий. Их утилизацией занимаются городские канализационные сооружения для очистки стоков.

• Поверхностные сточные воды (дождевая и талая вода) отводятся через систему ливневой канализации. Как правило, дождевая канализация и водостоки сбрасывают воду в любой местный водоем без предварительной очистки: степень их загрязненности не выше, чем у дождевой воды, сливающейся в тот же водоем естественным путем.

Содержимое ливневки сбрасывается в водоем или на рельеф без очистки.

Состав

Если состав бытовых сточных вод более или менее постоянен, то в случае промышленных стоков все сложнее.

Стоит выделить:

• Воды с минеральными загрязнениями;
• Стоки, загрязненные органикой;
• Смешанные загрязнения.

Кроме того, способ очистки в большой степени определяется степенью загрязнения: количество примесей в 200 мг/л и в 30000 мг/л, очевидно, требуют принципиально разного подхода.

Сильнозагрязненные стоки.

Разумеется, влияет на выбор метода очистки и содержание токсичных веществ, кислот, щелочей, наличие специфических запахов.

Приведем ориентировочный состав стоков для фабрики по первичной переработке шерсти для производства тканей.

Описание Содержание, мг/л Плотный остаток 33500 Из них — нерастворимые взвеси 28000 Аммонийный азот 210 Жиры 7800

Это далеко не худший из возможных вариантов; однако стоки с таким составом, очевидно, нельзя просто сбросить на рельеф или в водоем.

Учет

В случае бытовых стоков их количество с минимальной погрешностью равно расходу воды, который легко может быть учтен водосчетчиками. Как правило, владельцу частного дома выставляется общий счет — за расход воды и услуги по водоотводу.

Стоимость услуг по водоотведению определяется по показаниям водосчетчика.

С предприятиями все заметно сложнее. Помимо того, что многие из них используют собственные водозаборы — объем стоков часто соотносится с количеством израсходованной воды нелинейно. Хотя бы за счет того, что использующаяся в некоторых технологических процессах для охлаждения вода чуть менее чем полностью превращается в пар.

Вместе с тем те предприятия, состав сточных вод которых позволяет утилизировать их через общую канализацию, создают серьезную нагрузку на городские очистные сооружения. Вполне логичным будет вести учет канализационных стоков с помощью специальных устройств. Как они устроены?

Безнапорные системы

В самотечной канализации счетчик канализационных стоков представляет собой устройство для измерения мгновенного уровня жидкости в трубе известного сечения. Зная уровень в каждый конкретный момент, нетрудно вычислить средний расход за единицу времени.

Для измерения уровня сточных вод может использоваться несколько физических механизмов:

Схема Описание Ультразвуковая Уровень жидкости влияет на акустические характеристики трубы: скорость распространения колебаний в воде и в воздухе различается. Регистрация запаздывания звука даст достоверную картину текущего уровня жидкости. Электромагнитная Загрязненная жидкость с высоким содержанием солей представляет собой электролит, способный взаимодействовать с электромагнитным полем прибора. По его изменениям можно судить о расходе стоков. Рычажная Технологически этот метод измерения наиболее прост: уровень жидкости измеряется по положению поплавка, связанного коромыслом с измерительной частью прибора.

Ультразвуковой расходомер.

Напорные системы

Как может работать счетчик на напорной канализации?

Так же, как измерительный прибор на любой магистрали водоснабжения.

Что делает насос для перекачки канализационных стоков?

Измельчает крупные фракции стоков;

Создает в трубе избыточное давление.

Дальше нам поможет закон Бернулли: статическое давление в потоке жидкости обратно пропорционально его скорости.

Наглядная демонстрация действия закона Бернулли.

Достаточно пропустить стоки через трубу переменного диаметра — и по изменению давления в ней можно будет оценить скорость потока. При известной скорости и сечении расчет расхода жидкости — дело минутное.

Очистка

Как очищаются стоки различного состава?

Городские очистные сооружения

Вначале познакомимся с этапами очистки бытовых стоков, попавших в городскую канализацию.

Сточные воды проходят фильтры грубой очистки — решетки, сита и песколовки. Отсеянные крупные фракции вывозятся на полигоны твердых бытовых отходов или утилизируются вместе с отсеянными позже осадками. Песок может быть использован для дорожных работ.

Жироловки собирают с поверхности жир.

Следующий этап — отстойник. За несколько дней нахождения в нем стоков все взвеси выпадают в осадок и собираются со дна скребками; легкие загрязнения сгоняются в бункер поплавком.

Бассейны — отстойники на очистных сооружениях.

Жидкие отходы проходят биологическую очистку. Попросту говоря, оставшаяся в воде органика пожирается анаэробными (потребляющими в процессе жизнедеятельности метан) и аэробными (потребляющими кислород) бактериями. В последнем случае вода принудительно аэрируется.

Так называемая физико-химическая обработка позволяет удалить из воды растворы потенциально опасных веществ. Способов довольно много; наиболее перспективный на данный момент — фильтрация через молекулярную мембрану, пропускающую молекулы строго определенного размера.

Последний этап — обеззараживание. Цель — уничтожить колонии болезнетворных бактерий, способных привести к вспышкам эпидемий среди людей, домашних и диких животных. Инструменты — облучение воды ультрафиолетом и обработка хлором.

Промышленные стоки

Для очистки промышленных сточных вод, помимо уже перечисленных, может использоваться еще несколько решений.

• Агрессивные вещества нередко нейтрализуются соответствующими реактивами. Так, для отходов с большим содержанием кислот в качестве нейтрализующей их добавки может использоваться каустическая сода.
• Термическая утилизация отходов, содержащих углеводороды, подразумевает их распыление и сжигание в печах и горелках. Вода испаряется, а потенциально опасные составляющие разлагаются до углекислоты и воды.

Работа факельной установки по сжиганию жидких отходов.

• Токсичные взвеси могут выделяться из отходов центрифугированием: они оседают на стенках вращающегося с большой скоростью барабана.

Автономная канализация

Как выполняется очистка канализационных стоков в частном доме?

Наиболее эффективное решение — компактная станция биологической очистки канализационных стоков, использующая аэробное разложение. Она позволяет добиться степени очистки в 95-98%.

На фото — станция глубокой биологической очистки Оазис.

Принцип работы покажется нам знакомым:

В двух камерах отстойников осуществляется механическая сепарация отходов.

Очищенные от ила и легких фракций сточные воды попадают в аэротенк, где подающийся компрессором воздух стимулирует размножение колонии аэробных бактерий. Часть органики окисляется, часть — пожирается бактериями.

Очищенная вода используется для полива или просто сбрасывается на рельеф.

Цена станции глубокой очистки, однако, понравится далеко не каждому владельцу коттеджа. Отсюда — популярность канализационных септиков, изготовленных своими руками.

Инструкция по их сооружению довольно проста:

Сточные воды направляются в бак-отстойник (или несколько последовательно соединенных быков). В течение нескольких дней они находятся там, сепарируясь на легкие, тяжелые фракции и сравнительно чистую воду.

Затем отобранная из середины емкости отстойника вода направляются на почвенную доочистку — впитывается в грунт ниже уровня поверхности.

Отстойники нуждаются в периодической чистке, однако она требуется лишь раз в один-два года.

Схема двухкамерного септика.

Заключение

Разумеется, небольшая статья не претендует на полный охват всех возможных методов очистки жидких отходов. Дополнительную информацию читатель, как обычно, сможет найти в видео в этой статье. Успехов!