Очистные сооружения канализации: конструктивные особенности

Содержание

Модернизация

Наряду с системами водоснабжения и канализации переоснащаются в Москве и другие инженерные системы. Например, энергетика. Ежегодно вводят одну-две новые высоковольтные подстанции. В конце января 2018 года запустили высоковольтную электроподстанцию закрытого типа «Белорусская» на Ходынском поле.

Она стала одной из современных энергоэффективных подстанций, которые формируют энергетическое кольцо Москвы напряжением 220 киловольт. Оно обеспечит быстрое подключение потребителей к сети и надежную бесперебойную подачу электроэнергии.

На всех новых подстанциях установлены комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ). Они обеспечивают автоматическое распределение и транзит энергии от питающих центров по линиям электропередачи. Такие устройства очень надежны и используются во многих европейских странах. Подстанции с КРУЭ можно строить в жилых районах и рядом с зонами отдыха, потому что они экранированы от электромагнитных полей и не создают радиопомех. Такие станции занимают меньшую площадь и надежно работают при любой погоде.

Всего за 2012–2017 годы в Москве реконструировали 2212 километров и построили 7494 километра кабельных линий.

Благодаря совершенствованию процессов технологического присоединения в Москве с 2011 года сроки подключения к сетям электроснабжения сократились более чем втрое, а стоимость подключения значительно уменьшилась. Теперь в рейтинге Doing Business по показателю «Подключение к электросетям» Россия поднялась с 183-го места на 10-е.​ Кроме того, сократилось количество аварийных ситуаций, которые приводят к длительному отключению тепла, света, газа и воды.

С 2010 по 2017 год удалось значительно снизить уровень износа энергетической и коммунальной инфраструктуры. Сетей электроснабжения — с 65,2 до 56,3 процента, сетей теплоснабжения — с 46,5 до 45,2 процента, газопровода — с 36,5 до 35,6 процента. Состояние водопровода и канализации стало лучше примерно на один процент.

Важной частью инфраструктуры являются коллекторы. Коллекторное хозяйство Москвы — самое большое в мире

Только у ГУП «Москоллектор» под землей расположено 770 километров городских, внутриквартальных и кабельных коллекторов. Внутри них проходит более 740 километров труб теплосети, 756 километров труб водопровода, почти шесть тысяч километров силовых кабелей и более 20 тысяч километров кабелей связи.

Замена и ремонт инженерных коммуникаций происходят внутри тоннелей, а значит, не нужно постоянно перекапывать улицы города. Коллекторы обеспечивают высокий уровень надежности сетевой инфраструктуры Москвы. В прошлом году сеть подземных тоннелей пополнил Первомайский коллектор, в этом году — коллектор «Ново-Кузьминки». Сейчас заканчивается строительство коллектора от подстанции «Мещанская».

Общая схема устройства локальной канализации

Очистная система состоит из двух или нескольких резервуаров. Обычно они закрыты. Первая емкость, куда попадают канализационные стоки, собранные от сантехприборов частного дома, называется септиком. Она полностью герметична, здесь происходит биологическая обработка загрязнений. Второй резервуар обрезан снизу для того, чтобы очищенная биологическим методом вода могла уходить в грунт. Это самая простая схема очистного сооружения. Есть и более сложные варианты с использованием фильтрационных полей, на которые вода попадает после механической доочистки во второй емкости.

Обустройство канализации на дачном участке

Оборудование для очистки сточных вод

Для механического отделения взвешенных частиц служат решётки и песколовки. Кроме того, удаление больших взвесей может идти на прессах, фильтрах или с помощью гидроэлеватора. В любом случае оставшаяся вода осветляется и освобождается от грубых взвесей.

Биологическая очистка производится в аэротенках. Это большие бассейны с интенсивной подачей воздуха, где бактерии поедают органические вещества, превращая их в иловую массу. Этот сложный процесс ведётся с помощью живых микроорганизмов, которые живут в определённой среде. От высокой концентрации химических соединений они могут погибнуть.

Сброс твёрдых осадков или удаление пульпы осуществляется на специальные карты накопители. Они расположены обычно вдали от населённых пунктов и занимают большую площадь. Очистка здесь ведётся естественным путём за счёт испарения влаги. Но это площади, на долгое время выведенные из оборота. Практически земля здесь становится мёртвой.

На химических предприятиях есть специальные методы удаления загрязнителей. Промышленные очистные сооружения строятся по разным схемам, но цель их одна. Она заключается в доведении сточных вод до степени очистки, разрешающих сброс в водоём. Для этого существуют нормы ПДК — Предельно Допустимых Концентраций.

Охранные экологические организации строго следят за качественными показателями и могут закрыть предприятие за нарушения.

Карта сайта / Вентиляция / Водоснобжение / Отопление /

Общий принцип действия очистной установки

Функционирование любого септика базируется на принципах гравитационного отстаивания и биологической фильтрации естественным или принудительным методом. Возможно применение биоферментных препаратов и биофильтров. Условно последовательность очистки нечистот можно разбить на несколько стандартных этапов.

Этап 1. Первичная очистка. По канализационной трубе от дома сточные воды поступают в первый бак или отсек. Здесь происходит грубая чистка от взвешенных крупных частиц. Тяжелые взвеси (песчинки и подобные нерастворимые включения стоков) оседают на дно камеры. Легкие фракции (жиры и масла) поднимаются на поверхность и перетекают во следующий отсек.

Этап 2. Разложение тяжелых частиц. Опустившиеся на дно первой камеры отходы начинают бродить и разлагаться – продолжительность процесса около 3-х дней. В результате нечистоты распадаются на густую массу, углекислый газ и воду.

На дне первого отсека накапливается ил, который периодически надо удалять. Эффективность очистки жидкости в первой камере составляет около 60%. Для отвода в грунт этого недостаточно, поэтому требуется доочистка (+)

Этап 3. Повторная очистка. Во второй камере происходит повторное разложение нечистот. В некоторых септиках на данном этапе за счет действия специальных бактерий и препаратов распадаются химические (отходы средств личной гигиены) и органические соединения.

Этап 4. Отвод жидкости. Дальнейший путь воды зависит от типа очистной системы. Очищенная жидкость может поступать в резервуар для последующего полива огорода.

Если степень очистки недостаточная, то вода проходить процесс доочистки через инфильтрат, дренажный колодец, поля для грунтовой фильтрации и т.п.

Схематическое описание традиционного принципа работы септика передает общие черты процесса. Каждая модификация очистной установки имеет конструктивные и эксплуатационные нюансы исполнения.

Принцип работы автономной канализации

Локальные очистные сооружения представляют собой комплекс емкостей, где стоки проходят несколько степеней очистки. Принципиально автономная канализация содержит в себе функции септика, в котором происходит механическая очистка стоков, и функции аэробной очистки, где аэробные бактерии эффективно перерабатывают мелкую взвесь в ил, максимально осветляя стоки. Рассмотрим подробно принцип действия ЛОС.

На первом этапе стоки из дома по канализационным трубам поступают в первую камеру автономной канализации, называемую приемной. Объем такой емкости в среднем составляет 3 кубометра. Здесь, как и в септике, происходит отстаивание крупных частиц, а также отделение жировых частиц при помощи специальных жироуловителей.

На следующем этапе вода самотеком поступает в следующую камеру, объемом, равным половине первой камеры. Данную емкость называют аэротенком, так как здесь происходит насыщение стоков кислородом. Происходит это при помощи воздушного компрессора, который через шланги нагнетает снизу в камеру воздух, насыщенный кислородом, одновременно перемешивая благодаря множеству пузырьков, поднимающихся вверх.

В этой же камере поселяют колонии бактерий, которые постепенно преобразуют мелкодисперсную взвесь в активный ил, поедая ее и превращая в достаточно большие хлопья, которые за счет своего веса могут оседать на дно. Высокая активность таких бактерий обусловлена постоянным притоком кислорода в аэротенк.

Вся эта смесь жидкости и перемешанного в ней активного ила постепенно перемещается самотеком в следующую емкость – вторичный отстойник, в котором ил оседает на специальный конусообразный уловитель, а затем перекачивается обратно в аэротенк. Очищенная вода, отделенная от ила, поступает на следующий этап очистки.

При накапливании в аэротенке предельного количества отработанного ила, система автоматически перекачивает его в специальный отстойник, из которого его извлекают и используют для хозяйственных нужд.

После вторичного отстойника, уже достаточно очищенная вода поступает в следующую емкость, вступая в контакт с хлоросодержащим препаратом. Здесь происходит окончательная дезинфекция стоков и их доочистка. На этом этапе вода очищается до 98%, начиная соответствовать санитарным нормам.

Удаление очищенной воды из автономной канализации может происходить несколькими способами:

  1. Перелив в специальный накопительный колодец, откуда вода будет откачиваться насосом или использоваться для хозяйственных нужд. Такой способ используется при высоком уровне залегания грунтовых вод или при нужде в технической воде для поливки огорода.
  2. Перелив в дренажный колодец, где вода будет уходить в грунт. Такой способ возможен при наличии на участке песчаной или суглинистой почвы. Плюсом здесь является отсутствие необходимости в откачке стоков.
  3. Организация поля аэрации. Такой способ так же применяется при низком уровне залегания грунтовых вод. Плюсом полей аэрации является дополнительное удобрение почвы в месте сброса очищенных вод.

Благодаря интенсивному процессу переработки, автономная канализация имеет наименьшие габариты по сравнению с обычными септиками, что говорит об удобстве ее монтажа на участке. Очищенную воду можно использовать для полива на участке, не опасаясь попадания каких-либо вредных веществ в почву, а переработанный ил является полезным удобрением, которое используют в саду и огороде, его можно вычерпать самостоятельно ведрами.

ЛОС – закрытая установка, в которой очистка проводится внутри камер и не требует непосредственного вмешательства человека. Чистка фильтрующих элементов и жироуловителя производится примерно раз в 6 месяцев, а профилактический визуальный осмотр камер осуществляется раз в месяц. Замена насосов может понадобиться по истечении нескольких лет эксплуатации.

Главный минус станции – необходимость бесперебойного электропитания. При длительном отсутствии электричества, некоторые фильтрующие элементы могут прийти в негодность.

Основные элементы септика

Септик – местная очистная установка, предназначенная для обустройства независимой от центральных сетей канализационной системы.

Основные задачи элемента – временное накопление стоков и их последующая фильтрация. Современные септики стали усовершенствованной альтернативной традиционным выгребным ямам.

Понимание устройства и механизма работы септика облегчит выбор очистного сооружения и его установку.

Конструкции разных модификаций имеют некоторые общие составляющие. Очистная система представляет собой герметичный бак, включающий один или несколько отсеков.

Чтобы не допустить загрязнение грунта объем отходов, поступающих в яму, должен находиться в пределах 1 куб.м/сутки. Однако в доме, где есть ванна, туалет, мойка и стиральная машинка, это требование невыполнимо

Камеры септика разделены перегородками. Движение жидкости между ними осуществляется по переливным патрубкам.

К первому отсеку от внутренней канализации дома подведена сливная труба, а из последней камеры выводиться очищенная вода в грунт или полуочищенная – на почвенную доочистку.

Многие модели оснащены механическим фильтром – отделение осадка происходит без химической реакции и добавления реагентов. Стоки фильтруются через песок, гравий или керамзит (+)

Основными составляющими всех очистных агрегатов являются:

  1. Емкости для отстаивания стоков. Накопительные баки выполняются из пластика, металла, бетона или кирпича. Наиболее предпочтительны модели из стеклопластика и полипропилена – материалы устойчивы к истиранию и гарантируют герметичность резервуара в течение всего срока эксплуатации.
  2. Входящий и исходящий трубопровод. Переливные патрубки устанавливаются под уклоном, обеспечивая беспрепятственное протекание жидкости между баками.
  3. Элементы обслуживания. Ревизионные колодцы и люки. Устанавливается как минимум один колодец на наружной трассе канализационного трубопровода. При увеличении протяженности ветки более 25 м устраивается дополнительная ревизия.
  4. Вентиляционная система. Независимо от того, какие бактерии (анаэробные или аэробные) участвуют в процессе переработки сточных масс, для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, отвода метана и поддержания нужной температуры необходим воздухообмен.

Простейшая схема вентилирования локальной канализации включает один стояк в начале системы, а второй – на крайней секции септика. При обустройстве фильтрационных полей вентиляционный стояк устанавливается на каждой дренажной трубе.

Вентиляционная система обеспечивает отвод газов, образованных в результате распада органики. Естественный воздухообмен основан на разности давлений воздуха – приточное отверстие располагается ниже вытяжного на 2-4 м (+)

Найдено научных статей по теме — 15

Локальные очистные сооружения

Сидоров Ю. И.

Приведены сведения о локальных очистных сооружениях, предназначенных для очистки бытовых и промышленных сточных вод, которые не направляют в общепромышленную или городскую системы канализации.

Проблемы утилизации иловых осадков очистных сооружений

Насыров И.А., Маврин Г.В., Шайхиев И.Г.

Рассмотрена особенность утилизации иловых осадков, изучен состав, проведены измерения загрязненности иловых осадков тяжелыми металлами и нефтепродуктами.

Оценка эффективности работы очистных сооружений г. Тамбова

Рязанов Алексей Владимирович

Рассмотрено содержание ряда приоритетных загрязняющих веществ в сточных водах, прошедших через городские очистные сооружения.

Оперативно-менеджерская оценка водопроводных очистных сооружений

Серпокрылов Николай Сергеевич, Баринов Артем Михайлович

Учитывая специфику предприятий эксплуатирующих объекты водопроводно-канализационных хозяйств, экспертиза действующих очистных сооружений требует углубленных знаний технологических процессов и больших временных затрат.

Локальные комплексные очистные сооружения в агропромышленном комплексе

Борисенко В.Е., Сивков В.В., Мещеряков П.П.

В статье рассмотрены примеры локальной очистки сточных вод заводов и ферм и их использование в качестве удобрения.

Локальные канализационные очистные сооружения для коттеджной застройки

Курочкин Евгений Юрьевич

В статье выполнено экономическое сравнение вариантов очистки бытовых сточных вод при малых расходах. Выделен как наиболее оправданный с экономической точки зрения метод очистки в аэрационном очистном сооружении.

Классификация канализационных очистных сооружений по взрывопожароопасности

Яковлев Б. Н.

В результате проведения долговременных экспериментальных и теоретических исследований предложена общая классификация канализационных очистных сооружений по взрывопожарной опасности.

Биологические очистные сооружения. Немецкое качество, реализованное в России

Вайссер Т., Чеботаева М.

На примере очистных сооружений немецкой фирмы «Энвиро-Хеми», реализованных на территории России в последние 6 лет, рассмотрены различные методы очистки, наиболее применимые для предприятий пищевой промышленности.

Определение гидротехнических условий проектирования очистных сооружений на болотах

Торопчин Михаил Андреевич

В работе рассмотрены возможности проектирования на торфяных болотах очистных сооружений. Обосновывается вариант очистных сооружений на болотах в условиях Севера. Торфяное болото имеет локальное осушение.

Интенсификация очистки сточных вод от фосфатов в биологических очистных сооружениях

Павлова Т. П., Галанцева Л. Ф., Фридланд С. В.

Приведены результаты исследований влияния биорегуляторов в низких концентрациях на процессы биологической очистки сточных вод с повышенным содержанием фосфатов путем стимулирования биоценоза активного ила.

Эколого-химическая оценка эффективности коммунальных очистных сооружений г. Горняка

Яценко Елена Сергеевна, Шималина Надежда Сергеевна

Представлена оценка качества воды р. Золотушки в районе влияния КОС г. Горняка. Выявлены источники загрязнения реки. Дана оценка качеству очистки сточных вод на КОС г. Горняка.

Агрохимические свойства отходов очистных сооружений Соломбальского и Архангельского ЦБК

Левандовская Тамара Владимировна, Чупакова Анна Васильевна

The work is devoted to investigating properties of hard wastes formed by clearing constructions in the Arkhangelsk and Solombala pulp and paper mills.

Агроэкологическая оценка осадков сточных вод на очистных сооружениях города Красноярска

Демиденко Г.А.

Сточные воды воды, прошедшие через тер-ритории загрязнения (промышленные, сельскохо-зяйственные, коммунально-бытовые, ливневые и другие), а также бывшие в производственно-бытовом или сельскохозяйственном употребле-нии.

Очистные сооружения

Для переработки стоков, относящихся к бытовому типу,  применяются комплексные сооружения, к элементам которых относятся:

отстойники, в них происходит расслоение взвешенных частиц. Те, что с большим удельным весом, выпадают виде осадка. Инородные элементы, которые легче жидкости, уходят в поверхностные слои;

Очистные станции

  • песколовки, они выполняют роль фильтра, в котором собираются примеси, не поддающиеся растворению, например, песок, битое стекло, шлаки и т.д.;
  • решетки, их назначение улавливать содержащийся в стоках крупноразмерный мусор, например, ветошь, полиэтиленовые кульки или ветки.

В быту широко применяются септики, по сути они представляют собой мини отстойники. Для улучшения их результативности используются специальные биопрепараты, называемые антисептиками. Они содержат в своем составе различные виды микроорганизмов, способствующих разложению выпадающей в осадок органики.

Чтобы очистить отстойник при его заполнении илом, используется насос, эту процедуру достаточно выполнять один раз в несколько лет.

Видео: Как чистят сточные воды.

Аэротенк несколько отличается по принципу действия от отстойника, схема его работы отображена на картинке.

Схема работы аэротенка для переработки вод, относящихся к сточным

Используемые обозначения:

  • А – аэротенк;
  • B – отстойник для обогащенной кислородом смеси ила и канализационных стоков;
  • c – патрубок для подачи бытовых стоков (подключается канализация);
  • d – поступление смеси стоков и ила;
  • е – отвод очищенной жидкости;
  • f – патрубок для откачки излишков ила;
  • g – возврат ила.

Принцип действия

  • поступающие стоки «с» соединяются с активным илом в резервуаре аэротенка «А»;
  • смесь обильно аэрируется, что способствует процессу биологического окисления, в результате которого происходит быстрое разложение органики;
  • обогащенная кислородом смесь воды и ила «d» подается в резервуар «B»;
  • прошедшая очистку жидкость «е» откачивается по мере заполнения;
  • необходимое количество ила возвращается через отводы обратно для смеси со стоками «g», в то время, как его излишки выводятся через патрубок «f».

Данный способ довольно эффективен, если произведен правильный расчет и соблюдается технологический процесс, характеристика переработки воды приближается к 98%.

Аэротенки очищают воду от органики, при этом удаляют из нее азот и фтор, а также их соединения. Единственный недостаток этого способа – критичность к содержанию в стоках токсичных и губительных для бактерий соединений.

Использование аэротенка

Заметим, что высушенный ил с аэротенка, как и осадок из септика или отстойника, для бытовых вод, относящихся к сточному типу, являются отличным удобрением.

Для переработки производственных сточных отходов с завода или производственного предприятия используются сооружения, чей принцип действия очистки воды аналогичен отстойникам, например, нефтеловушки, устанавливаемые на НПЗ. Единственное отличие этих устройств связано со способом удаления загрязнений.

Флотаторы, эти сооружения позволяю ускорить процесс выделения из вод, относящихся к сточному типу,  легких фракций. С этой целью резервуар-отстойник подвергается аэрации.

Флотационная установка

Взвешенные вещества, содержащиеся в стоках, также могут выводиться при помощи гидроциклонов. В принцип их работы заложено использование центробежных сил, возникающих при быстром движении воды внутри цилиндроконического корпуса аппарата.

Для отбора из жидкости взвешенных веществ мелкодисперсного типа применяются очистные фильтрующие установки, в качестве фильтра может выступать крупнозернистый песок, а также сетчатый или тканевый материал.

Какие факторы учитываются при проектировании?

Самый важный параметр, который нельзя игнорировать, — это необходимая производительность. Ее всегда определяют с некоторым запасом, чтобы избежать неприятных неожиданностей. Обязательно проводятся еще и статистические анализы лабораторных данных. Это позволяет подобрать оптимальное число ступеней очистки, лучшие технологические схемы и конкретные параметры оборудования.

Дополнительно придется изучить:

  • градостроительный план либо его аналог для территории предприятия;

  • условия подхода сточных вод;

  • необходимые условия сброса после очистки;

  • данные инженерных и геологических изысканий;

  • прогноз роста объемов стоков по мере освоения территории и роста хозяйственных мощностей.

Монтажные работы

Топас 8 — автономная система биологической очистки сточных вод

Перед самими подготовительными и монтажными работами необходимо правильно выбрать местоположение септика в соответствии с определенными условиями:

  • расстояние до очистной станции от жилых построек должно составлять не менее 5 м, но и не превышать порога в 10-15 м;
  • если условия местности вынуждают монтировать септик дальше от дома, то на наружном канализационном трубопроводе рекомендуется установить ревизионный колодец;
  • колодец для ревизии потребуется, если подводящая труба будет иметь изгибы более 30 градусов, поэтому лучше, чтобы трубопровод не имел поворотов.

Определившись с местом, можно перейти к монтажным работам.

Шаг 1. Выкапывают котлован с привлечением техники или вручную. Ширина и длина ямы для емкости должны быть примерно на 50-60 см больше соответствующих размеров емкости септика. Глубину котлована делают равной высоте септика, хоть на дне и будут отсыпать пятнадцатисантиметровый песчаный слой. Ведь именно на 0,15 м септик должен возвышаться над поверхностью земли для облегчения его обслуживания и исключения затопления станции во время весеннего паводка. Если же на дне будет еще установлено дополнительно бетонное основание, то его высоту нужно учесть, определяясь с глубиной ямы.

Шаг 2. Чтобы исключить осыпание котлована, его стенки укрепляют опалубкой.

Шаг 3. Внизу котлована под септик «Топас» делают песчаную засыпку толщиной 15 см, которую обязательно выравнивают по монтажному уровню

Если установка септика производится в местах с насыщенной водой грунтом или с сезонным подъемом УГВ, то на дно ямы важно дополнительно залить или установить готовое основание из бетона. К нему далее закрепляет емкость септика

Выравнивание песчаной подушки

Шаг 4. В стенке емкости делают отверстия для трубопроводов.

Шаг 5. В подготовленный котлован отпускают септик. Если речь идет о 5 или 8 модели, то для проведения всей работы нужно задействовать не более 4х человек. Для этого продевают в проушины на ребрах жесткости емкости стропы, придерживая за которые отпускают септик в яму.

Процесс отпускания септика в котлован

Шаг 6. Подготавливают траншею для укладки трубы, идущей от дома к септику. Глубина канавы должна обеспечить прохождение трубопровода ниже точки нулевой температуры грунта, характерной для зимнего периода. Если этого сделать не удается, то трубу необходимо будет утеплить. На дне траншеи также делают песчаную засыпку, которую выравнивают таким образом, чтобы уложенная труба проходила под уклоном в 5-10 мм на каждый погонный метр.

Выравнивание септика

Шаг 7. Укладывают подводящую трубу и соединяют ее с септиком через патрубок, вставленный в подготовленное отверстие в стенке емкости. Все соединения дополнительно герметизируют при помощи специального пластикового шнура, который идет в комплекте к станции. Для этого используют строительный фен. На этом же этапе производят подсоединение септика к силовому кабелю и устанавливают компрессорное оборудование.

Шаг 8. Готовят канаву для трубы, отводящей уже стоки после очистки в приемную емкость, водоем, фильтрационный колодец и другие места сброса. В нее под наклоном укладывают трубу, если удаление вод планируется производить самотечным методом. Для принудительной эвакуации жидкости в уклоне нет необходимости. Отводящий трубопровод соединяют с септиком, все соединения должны быть герметичными.

Шаг 9. Засыпают септик песком или смесью цемента и песка. При этом в сам резервуар наливают чистую воду, уровень ее должен на 15-20 см быть выше уровня засыпки. Каждые 20-30 см аккуратно засыпку трамбуют ручным способом. Пространство между верхними 30 см септика и котлованом заполняют плодородным грунтом и вокруг укладывают обратно дерн для восстановления ландшафта.

Шаг 10. Засыпают канавы с уложенными в них подводящим и отводящими трубами.