Виды систем канализации. Химические и физико-химические методики. Станция глубокой биологической очистки graf one2clean

Тщательной очистке должны подвергаться не только стоки от промышленных предприятий, но даже бытовые нечистоты от обычного загородного дома. Сточные воды даже от такого небольшого объекта способны серьёзно навредить окружающей природе, если не будут должным образом очищены перед сбросом в открытые водоёмы или грунт. Ещё не так давно для сбора нечистот от частного дома или дачи сооружались выгребные ямы. Но в последнее время они практически не используются из-за несоответствия санитарным нормам. Теперь стоки собираются в специальных сооружениях, где после тщательной переработки они очищаются на 95-99 % и могут свободно сбрасываться в водоёмы или почву. В нашей статье мы рассмотрим, как проходит очистка хозяйственно-бытовых канализационных сточных вод.

Для начала стоит разобраться в составе и особенностях хозяйственно-бытовых канализационных сточных вод. Так называется вода, которая использовалась в хоз. нуждах или на производстве. Помимо этого, к стокам относятся атмосферные воды, которые собираются с поверхности земли.

Для правильного подбора технологии очистки хоз. и промышленных сточных вод нужно знать характер загрязнения. Так, выделяют три разновидности загрязнений стоков:

Загрязнители минерального происхождения . Сюда относятся все неорганические примеси, например, частички грунта, соли различного происхождения, а также разные неорганические химические элементы и соединения. Такие загрязнители могут присутствовать как в хозяйственно-бытовых стоках, так и в составе сточных вод, получаемых от промышленных предприятий.
Органические загрязнители в большом количестве присутствуют в хоз. стоках. Сюда относятся сложные элементы животного и растительного происхождения. Также к этой группе загрязнителей причисляют различные химические и полимерные органические соединения. Что касается хозяйственно-бытовых канализационных сточных вод, то они на 80-90 процентов состоят из примесей органического происхождения. В составе хоз. стоков такие загрязнители присутствуют в виде фекальных масс, остатков пищи, очисток от овощей и фруктов.
Биологические загрязнители – это различные микроорганизмы, которые обитают в сточных водах и питаются за счёт элементов, содержащихся в стоках. Так, в нечистотах в большом количестве обитают бактерии, грибы, вирусы, есть яйца гельминтов и другие простейшие.

Важно знать: концентрация биологических загрязнителей зависит от их присутствия в окружающей среде, а также от состава сточных вод. Так, в неблагоприятных условиях производственных стоков концентрация микроорганизмов может быть минимальной, а вот в хоз. стоках есть необходимая питательная среда, поэтому биологических загрязнителей может быть в разы больше.

Нормы очистки

Сооружения для очистки стоков должны обеспечивать необходимую степень очищения. Строжайшие нормативы существуют только для сточных вод, образующихся от промышленных предприятий. При этом нормами оговаривается допустимая концентрация в очищенной воде каждого конкретного вещества.

Для хозяйственно-бытовых канализационных стоков такие строгие требования не предъявляются. Однако нормами всё равно запрещено сбрасывать хоз. стоки без очистки в открытые водоёмы или почву. За это владельцев домов могут привлечь к ответственности.

Для стоков хозяйственно-бытового происхождения законодательно регулируется концентрация тех или иных веществ только в том случае, если они сбрасываются в водоём. То же самое касается и сточных вод, сбрасываемых после очистки на рельеф, ведь в этом случае они рано или поздно всё равно попадут в водоём.

К стокам, сбрасываемым после очистного сооружения в грунт, такие строгие требования не предъявляются, поскольку в этом случае владелец дома сам заинтересован в тщательном очищении жидкости. Иначе он рискует ухудшить состояние своего участка до такой степени, что в доме станет невозможно проживать.

Способы очистки бытовых стоков

Современные технологии очистки хоз. сточных вод настолько эффективны, что воду после очистного сооружения можно использовать повторно, то есть поливать ей огород или брать для технических нужд. Так, применяются следующие технологии очистки:

Механическая очистка – отстаивание и фильтрация.
Биологическое очищение – переработка органических компонентов канализационных сточных вод бактериями.
Физико-химические способы – адсорбция, коагуляция, флокуляция и т.п., а также химические методики очистки, которые осуществляются за счёт введения в стоки различных химических соединений.

Важно: для очистки хоз.-бытовых стоков обычно применяются механические и биологические методы очищения. Технология процесса очищения зависит от выбранного очистного сооружения.

Механические методы

При использовании любой технологии очистки на начальном этапе обычно используются механические методы. Главная задача данного этапа – отделить от жидкости крупнодисперсные составляющие стоков. Обычно это выполняется благодаря использованию фильтров грубой очистки или в отстойниках за счёт оседания на дно тяжёлых компонентов под действием сил гравитации.

Важно: механическая очистка позволяет удалить из бытовых стоков около 60-70 процентов загрязнителей. Отстойники также используются для очищения канализационных сточных вод, образующихся от промышленных предприятий.

Поскольку в процессе отстаивания удаётся избавиться от большей части нефтепродуктов, которые содержатся в производственных стоках, данная методика активно используется на автомойках и нефтеперерабатывающих заводах.

Технология механической очистки самая простая и доступная. Для её реализации используется одни из трёх методов:

отстаивание;
процеживание;
фильтрование.

Механические методы очистки используются в ливневых канализационных сооружениях. Этот способ здесь особенно эффективен, поскольку в составе атмосферных вод, собранных с поверхности земли, присутствуют частицы почвы, ветки, листья и другие крупные загрязнители, которые отлично задерживаются специальными пескоуловителями. Это особые сооружения, которые не допускают попадания мусора в канализационную систему.

Биологические методики

Для очистки стоков в сооружениях автономной канализации, а также для хозяйственно-бытовых канализационных стоков от населённых пунктов обязательно используются методы биологической очистки . Данная технология основана на применении аэробных и анаэробных организмов, для которых бытовые стоки являются прекрасной средой обитания.

В основу этой методики положены принципы самоочищения среды в естественных условиях, ведь эти бактерии постоянно присутствуют в почве. Эти микроорганизмы перерабатывают сложные органические составляющие сточных вод, разлагая их на газ и воду. Причём аэробные организмы для своей жизнедеятельности нуждаются в кислороде, поэтому для более эффективной очистки в сооружении необходимо создать подходящие условия, обустроив систему аэрации.

В отличие от них анаэробные бактерии не нуждаются в доступе кислорода, поэтому могут обитать в герметичных резервуарах. Однако они выделяют газ (метан), поэтому сооружения, в которых проходит очистка с использованием этих организмов, должны оборудоваться системой вентиляции.

В настоящее время применяется несколько видов ЛОС биологической очистки:

Септики – это герметичные ёмкости, в которые попадают стоки после выполнения механической очистки. В септиках обитают анаэробные бактерии, которые перерабатывают осадок и способствуют очищению воды. Однако вода после септика нуждается в доочистке, например, в фильтрационном колодце, перед её сбросом в водоём или грунт.
Септики с биофильтрами . Принцип работы биофильтра основан на просачивании жидкости через слой специального крупнозернистого материала (щебня или песка), покрытого плёнкой из особых бактерий. Этот принцип работы используется в фильтрационном колодце и на полях фильтрации. При протекании нечистот через биофильтр благодаря бактериям активизируются процессы окисления и переработки органических составляющих.
Биопруды – это неглубокие (до 1 м) искусственные водоёмы, в которых стоки, прошедшие механическую очистку, перерабатываются за счёт анаэробно-аэробных процессов. Для эффективности процессов важно, чтобы пруды прогревались солнцем, поэтому в зимнее время такие водоёмы малоэффективны и почти не используются. Аэробные процессы в биопруде могут поддерживаться за счёт поступления кислорода из воздуха или искусственной аэрации.
Аэротенки и метантенки – это герметичные конструкции биологического очищения канализационных сточных вод. В зависимости от используемых бактерий в конструкции может использоваться принудительная аэрация (аэротенки). Здесь для ускорения процессов переработки стоков используется активный ил, который содержит в своём составе необходимые бактерии.

Важно: любые методики биологической очистки используются только после выполнения механического очищения стоков, то есть их отстаивания.

Химические и физико-химические методики

Для переработки и обеззараживания хозяйственно-бытовых канализационных отходов химические и физико-химические методы практически не используются. Они применяются только при возведении сооружений для очистки промышленных стоков.

К данной технологии очищения можно отнести следующие способы:

Коагуляция позволяет повысить скорость образования осадка за счёт слипания мелких частиц в более крупные элементы, которые под действием сил земного притяжения быстрее будут выпадать в осадок. В качестве коагулянтов обычно используют соли железа, известь и алюминий. Вместе с коагулянтами могут использоваться и флокулянты.
Особенно эффективно работает методика адсорбции. С её помощью удаётся отделить большое количество вредных составляющих, содержащихся в промышленных сточных водах.
Безреагентная методика очищения стоков подразумевает использование тепловой обработки, замораживания и оттаивания, электрокоагуляции и радиационного облучения для очищения стоков.

Химические методы обработки подразумевают обеззараживание стоков, прошедших предварительную очистку, путём их обработки перманганатом калия, хлором или другими веществами, которые могут нейтрализовать патогенные организмы.

Фекальной или бытовой канализацией называют важнейшую часть городских коммуникаций, в которой циркулируют нечистоты и биологические продукты жизнедеятельности человека. Без этого вида сооружений невозможна жизнь современного города, а выход из строя любого элемента конструкции грозит множеством неприятных и опасных последствий. Поэтому уже на этапе проектирования зданий любого назначения этому вопросу уделяется много внимания.

Важно предусмотреть соответствие конструкции потенциальным нагрузкам, объему сточных вод, географическим и геологическим особенностям местности. Различают два типа фекальной канализации:

локальная, которую оборудуют в частном секторе или загородных домах при отсутствии центральных коммуникаций. Обустройство предусматривает капитальные мероприятия, использование септиков, насосного оборудования;
централизованная, присутствующая в многоэтажных домах. Рассчитана на интенсивные нагрузки, имеет большую пропускную способность. В зависимости от особенностей расположения дома, может быть оснащена насосами и другим оборудованием.

Исправно работающая канализация - одно из основополагающих санитарно-гигиенических требований к эксплуатации жилых и производственных объектов.

Вот так выглядит канализация

Как устроена фекальная канализация в г. Москва

Современная фекальная канализация в Москве является сложнейшей инженерной системой, от работы которой зависит экологическое благополучие всего города. Она служит для отвода хозяйственно-бытовых и коммунальных стоков, которые впоследствии проходят полный цикл очистки. Главными техническими характеристиками московской фекальной канализации являются:

общая протяженность трубопроводов - около 8179 км;
суммарная проектная производительность - 6,345 млн м 3 /сутки;
диаметр каналов, труб и коллекторов - от 12,5 см до 4,5 м;
протяженность самотечных трубопроводов - 227,8 км;
длина напорных трубопроводов - 74,8 км;
количество насосных станций - 49;
количество очистных сооружений - 17.

Рельеф местности обуславливает направление трубопроводов в южную и юго-восточную части города, а очищенные сточные воды отводятся в р. Москва и ее притоки. Фекальные стоки фильтруются на трех очистных сооружениях:

Люберецкое;
Курьяновское;
Южнобутовское.

Большинство инженерных систем были спроектированы во второй половине прошлого века. Сегодня выполняется их реконструкция и усовершенствование - для этого создана целевая правительственная программа.

Кто обслуживает коммуникации канализации в Москве

Ответственным за состояние фекальных коммуникаций в Москве является Мосводоканал. К компетенции этой организации относится:

своевременное проведение профилактических мероприятий;
замена вышедших из строя конструкций и элементов;
устранение аварийных ситуаций и их последствий;
подключение и запуск новых участков канализации;
модернизация и усовершенствование существующих коммуникаций.

Высокая динамика заселения российской столицы обуславливает рекордные темпы строительства. Поэтому ежегодно Мосводоканал вводит в эксплуатацию более 50 км фекальных трубопроводов. В качестве метода очистки используются преимущественно поля аэрации - водоочистные сооружения с естественной биологической фильтрацией. Это участки земли, на поверхности которых распределяются фекальные стоки, впоследствии преобразующиеся в минеральные удобрения с помощью микроорганизмов.

Разница между дождевой и фекальной канализацией

Главные различия между дождевыми и фекальными канализациями заключаются в специфике стоков. Именно эти параметры регламентируют требования к конструкциям и характеристикам оборудования, которое используется для циркуляции. Стоки дождевой канализации могут отводиться непосредственно в природные водоемы, а фекальные обязательно проходят фильтрацию в специализированных очистных сооружениях.

Состав стоков определяет тип насосного оборудования: для перегонки фекальных отходов требуется более мощные варианты, рассчитанные на присутствие крупнофракционных загрязнений. Для соблюдения санитарных правил и требований такие канализации углублены и тщательно герметизированы, в то время как дождевые располагаются на незначительном расстоянии от поверхности земли и могут иметь открытые конструкции.

Объединение фекальной и дождевой коммуникаций в небольших городах

В условиях, когда использование фекальных коммуникаций не связано с интенсивной нагрузкой, их могут объединять с дождевой канализацией. Огромный выбор современного насосного оборудования и материалов для производства трубопроводов позволяет исключить негативные последствия и сохранить гигиеничность.

Такой метод ведения коммунального хозяйства очень выгоден с экономической точки зрения, так как дает возможность оптимизировать затраты на эксплуатацию, очистку и обслуживание систем. Кроме того, это позволяет избежать загрязнения природных водоемов и повысить уровень экологической безопасности.

Канализация это один из комплексов всей системы водоснабжения и водоотведения. Основным предназначением систем канализации является удаление промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, продуктов жизнедеятельности людей и дождевых сточных вод, для дальнейшей их очистки от примесей и загрязнений и направление для последующей эксплуатации либо сброса в водоемы или на грунт. Канализация является необходимым элементом современных промышленных производств, сельского и городского хозяйств.

Нарушение работы канализационных систем по обеззараживанию и очистке сточных вод различного происхождения может повлечь за собой ухудшение санитарно-эпидемиологического состояния местности. Что может привести к фатальным последствиям, что неоднократно и происходило в прошлом.

Канализация – историческая справка

Принято считать, что создали и развили канализацию древние римлянине. Однако самые древние следы применения систем для отвода загрязненных и использованных вод найдены в Индии, в Мохендж-Даро. Возраст города, а, следовательно, и систем по очистке сточных вод датируются 2600 годами до нашей эры. Остатки древних канализационных строений также были найдены Китае.

К сожалению, с падением древних цивилизаций, культура применения канализационных систем утратила свое значение. Европа погрузилась, в прямом смысле, в массы нечистот. Системы и сооружения по очистке сточных вод начали возрождаться лишь в конце восемнадцатого-начале девятнадцатого века. А в начале двадцатого века были систематизированы загрязнения и определены

Классификация канализации

Системы канализации (сооружения для отведения сточных вод) подразделяются на три основные группы:

Внутренняя канализация — комплекс систем и оборудования для сбора сточных вод внутри строений и сооружений. Перенаправление в центральные системы канализации. Элементами внутренней канализации являются:

а) водоприемные устройства — умывальники, раковины и т.д.;

б) система трубопроводов – вертикальные и горизонтальные трубопроводы, заглушки, коллекторы, системы выпуска в наружную канализацию;

в) дополнительными элементами являются — локальные очистные сооружения, кнс и т.д.;

Наружная канализация – представляет собой разветвленную систему по сбору сточных вод от сооружений, строений, зданий. Доставка стоков в центральные коллекторы либо к сооружениям по очистке. Элементами наружной канализации являются: , трубопроводы, канализационные люки, кнс, септики и т.д.
Система и сооружения по очистке – непосредственно сами очистные сооружения, дренажные системы,
Организация наружной канализации

Наружная сеть канализации, в основном, является самотечной. Её прокладывают с небольшим уклоном по ходу сточных вод. При необходимости используются насосные станции.

Организация систем наружной канализации следующая:

Общесплавная – характерна принятием всех сточных вод;

Раздельная – обустраивается раздельными коллекторными системами для разделенного сбора ливневых и хоз-быт сточных вод;

Современный мир не мыслим без применения систем канализации для отведения и обеззараживания сточных вод как ливневых, так и хозяйственно-бытовых. Применение и развитие канализации, систем по очистке сточных вод позволяет проявлять заботу об окружающем нас мире, поддерживать санитарное состояние современных населенных пунктов.

Канализация является очень важной системой коммуникаций в любом современном жилом или нежилом помещении. Поэтому полезно иметь представление о том, какие существуют виды канализации, и какие типы канализации применяются в различных помещениях.

На сегодняшний день применяется следующая классификация систем канализации:

Независимо от типа канализации различают также наружную и внутреннюю канализацию:

Наружная канализация располагается вне помещения, в ее состав входят насосные станции, трубопровод и очистные сооружения.
Внутренняя канализация размещается внутри здания или строения и состоит из трубопроводов и подключенных к них бытовых и сантехнических приборов.

В свою очередь, наружную канализацию можно условно разделить на три типа:

Общесплавная канализация, в которой совместно транспортируются все виды стоков (бытовые, ливневые и хозяйственные);
Раздельная , в которой транспортировка хозяйственных стоков производится отдельно от ливневых;
Полураздельная канализация, в которой стоки транспортируются по отдельности в общий очистной коллектор, где они в конце концов объединяются.

Виды канализационных систем, применяемые использованы при обустройстве загородного дома или дачи

Чаще всего в дачных и коттеджных поселках отсутствует централизованная канализационная система, что приводит к необходимости организовывать .

Существует несколько типов таких канализационных систем:

Наиболее дешевым, но при этом и наименее удобным в использовании вариантом является выгребная яма ;
Биотуалеты не требуют производства работ по установке, но вынуждают регулярно приобретать различные материалы, используемые для переработки отходов, после чего возникает еще и проблема их утилизации;
Септик является довольно популярным устройством, поскольку, не требуя частого вывоза отходов, очищает стоки приблизительно на 75%.
Кроме того, очистку самого септика достаточно проводить один раз в 1-2 года;
Фильтры и устройства, в которых при помощи биологического материала производится глубокая очистка стоков. Высокое качество очистки уравновешивается высокой стоимостью данных устройств.

При оборудовании автономной канализации важен также способ транспортировки стоков: будут ли они двигаться самотеком или при помощи насосов.

Системы самотечной канализации

Наибольшей популярностью при самостоятельной организации канализационных систем пользуется самотечная канализация, в которой стоки под действием силы тяжести движутся в отстойник по трубам, уложенным под определенным уклоном.

Преимуществами такой системы канализации являются ее дешевизна, удобство в обслуживании и независимость от внешних источников энергии, а единственный минус состоит в том, что отстойник должен находиться на ограниченном расстоянии от стоков.

Владельцам домов, подключенных к централизованной канализации, нет необходимости самостоятельно производить обслуживание канализационных систем, но следует современно оплачивать счета, предъявляемые за пользование канализацией, иначе они могут столкнуться с такой проблемой, как отключение канализации неплательщикам.

При создании автономной канализационной системы все намного сложнее.

Первым делом следует определиться с выбором типа канализации, грамотно взвесив все плюсы и минусы различных систем.

Так, например, при выборе типа автономной канализации, многие отдают предпочтение более дешевой и простой в оборудовании выгребной яме, отбрасывая вариант обустройства современной системы с очисткой стоков как дорогой и сложный в установке, при этом не учитывая, что срок службы выгребной ямы заметно меньше.

Важно: срок службы выгребной ямы варьируется от 3 до 5 лет, стандартного септика – 10-12 лет, установки с очисткой биологическими материалами – 50 лет и выше.

Постройка системы с очистными сооружениями требует на начальном этапе определенных затрат на гидравлический расчет канализационной сети, материалы для установки системы, оплату труда специалистов по монтажу канализационной системы, но при этом возникает намного меньше неприятностей на этапе эксплуатации.

К несомненным преимуществам современных канализационных систем перед теми же выгребными ямами, следует также отнести отсутствие неприятного запаха и негативного воздействия на экологическую установку,

Кроме того, более простые системы канализации требуют больше финансовых вложений в обслуживание и ремонт.

Только для вывоза отходов из выгребной ямы придется как минимум два раза в месяц вызывать ассенизаторов, тогда как обычному септику требуется только ежегодная очистка камер, а установки, осуществляющие полную биологическую очистку сточных вод, требуют еще меньших расходов на обслуживание, поскольку требуется только замена мембрана фильтра раз в 2-3 года.

Все это позволяет современным канализационным системам на этапе эксплуатации окупить расходы на установку за счет низкой стоимости обслуживания.

Прежде чем приступить к строительству загородного дома, дачи или коттеджа, следует подробно изучить различные виды канализации, чтобы иметь представление об их преимуществах и недостатках, после чего уже выбрать наиболее подходящий вариант, учитывая всевозможные факторы начиная от местности, в которой ведется строительство, заканчивая суммой, которая может быть потрачена на обустройство канализации.

Внутренняя канализационная сеть (рис. 10.1) включает в себя устройства сбора сточных жидкостей, установленные в квартирах (ванны, умывальники, унитазы, мойки), отводные трубопрово¬ды, канализационные стояки, выпуски в наружные сети, распо¬ложенные в подвале или техподполье. В зданиях индустриального типа полносборного домостроения для размещения санитарных устройств применяют санитарно-технические кабины раздельно¬го и совмещенного типов заводского изготовления. Разработаны схемы расположения в них санитарных приборов, водопровод¬ных, газовых и вентиляционных устройств.

Во внутреннюю систему включены устройства для прочистки сети и канализации. Все приемные устройства в санузлах и кухнях оборудованы гидравлическими затворами, которые называют си фонами. Сифон представляет собой изогнутый канал, заполнен¬ный водой на высоту 60 мм, закрывающий выход газов. Отводные трубы от приборов подсоединяются к стоякам, поэтому целесо¬образно все приемники сточных вод располагать друг под другом, подсоединяя их к одному стояку. Диаметр стояка принимается оди¬наковым по всей высоте, равным максимальному диаметру при¬соединенных отводных труб. Стояки размешают открыто у стен либо скрыто в стенах, шахтах. Трубы применяют чугунные, из поливинилхлорида (ПВХ) и полиэтилена (ПВП).

На стояках в первом и последнем этажах, а также через три этажа по высоте предусматривают устройства для прочистки - ревизии на высоте 1 м от уровня пола. Для прочистки горизон¬тальных участков труб также устанавливают клапаны прочистки. Внутренняя система канализации самотечная с неполным напол¬нением труб. Скорость движения сточных вод по трубам должна быть не менее самоочишающей скорости - 0,7 м/с.

8.Оцените внутренний водосток с покрытием

Система внутреннего водостока предназначена для отведения атмосферных осадков по сети трубопроводов сквозь здание в лив¬невую канализацию (городской водосток). Внутренний водосток состоит из водосборных воронок, трубопроводов, выпусков, уст¬ройств для прочистки и осмотра сети через ревизии.

Водосборные воронки устанавливают в пониженных местах кровель, одну или две на секцию жилого дома, в лотковых кро¬вельных панелях. Число воронок на крышах других зданий рассчи¬тывают из условия, что на 250 ...500 м2 площади кровли прихо¬дится одна воронка. К воронкам обеспечивают минимальный ук лон 0,025 за счет конструктивного решения или стяжки из це¬ментно-песчаного раствора.

Стояки внутреннего водостока монтируют из чугунных безна¬порных труб в зданиях высотой до трех этажей, из чугунных на¬порных труб - в зданиях свыше трех этажей. Стояки водостока могут быть выполнены также из стальных, асбоцементных и пла¬стмассовых труб при соответствующем обосновании. Минималь¬ный диаметр труб водостока равен 50 мм. Их прокладывают вдоль строительных конструкций скрыто или открыто.