Очистка воды - важнейшая для человека, природы и промышленной деятельности процедура. Она обеспечивает население чистой питьевой водой, безопасной для здоровья. Неочищенная вода - прямой путь ко множеству заболеваний, так как она содержит в себе опасные и вредные вещества и примеси. Также снижается риск передачи различных инфекций, предотвращается распространение вредоносных бактерий.
Очистные сооружения помогают предотвратить загрязнение водных ресурсов и разрушение их экосистем. Это способствует сохранению видового разнообразия и улучшению состояния окружающей среды, уменьшению вредного воздействия на животных и растения.
Что касается промышленности, очистные сооружения сточных вод позволяют предприятиям соблюдать необходимые нормативы, чтобы снизить негативное влияние на окружающую среду. А это в свою очередь положительно сказывается на репутации компаний - в глазах общественности они становятся экологически ответственными предприятиями.
Таким образом, важность очистительных сооружений невозможно приуменьшить. Очистные сооружения играют ключевую роль в экологии города и близлежащих населенных пунктов. Осталось разобраться с их устройством и функциями, а также видами и принципами работы.
Очистные сооружения: основные понятия
Очистные сооружения - это специальные инженерные устройства, разработанные для очистки сточных вод от загрязнений и вредных примесей. Их задача - предотвратить попадание загрязнений в природу или в муниципальные системы водоснабжения. А основная цель таких сооружений - обеспечить безопасность и чистоту водных ресурсов, а также предотвратить негативное воздействие грязной воды на окружающую среду и здоровье людей.
Чтобы понять, как работают очистные сооружения, нужно знать, какие виды загрязнений могут присутствовать в сточных водах. Это могут быть как органические вещества, так и химические соединения, бактерии или тяжелые металлы, пестициды. Очистные сооружения могут удалять или нейтрализовывать эти загрязнения самыми разными методами.
Кроме этого, очистные сооружения бывают разных видов. Каждый из них специализируется на очистке воды от определенных загрязнений и имеет свои особенности в устройстве. Ниже приводятся самые распространенные виды очистных сооружений:
Промышленные - очищают сточные воды, которые сбрасывают пром-предприятия. В основном эти системы удаляют химические загрязнения и токсичные вещества. Это могут быть отходы агропромышленных комплексов, предприятий химической, нефтяной, металлургической, горнодобывающей и иной промышленности.
Канализационные очистные сооружения - обрабатывают бытовые и коммунальные стоки от домохозяйств и общественных учреждений. Они удаляют загрязнения, такие как органические вещества и бактерии. Бытовые стоки поступают в канализацию из душевых кабин, кухонных моек, умывальников, ванн, бань, столовых. Таким образом в создании бытовых стоков участвуют как жилые дома, так и общественные здания.
Очистные сооружения для питьевой воды - обрабатывают сырую воду из источников так, чтобы она соответствовала стандартам качества питьевой воды. Процессы очистки включают фильтрацию, дезинфекцию и удаление тяжелых металлов и химических веществ.
Очистные сооружения канализации: как они работают
Канализация - сосредоточение огромной массы бытовых сточных вод. Чтобы их очистить, требуется сложный многоступенчатый процесс.
На первом этапе происходит предварительная обработка, на которой вода очищается от крупного мусора. Это механический тип очистки, для которого используются специальные решетки и сита - они задерживают крупные твердые отходы, такие как песок, грязь, пластик.
На втором этапе сточная вода попадает в отстойник, который также входит в устройство очистных сооружений. Там она находится некоторое время, что позволяет тяжелым частицам осесть на дно. Таким образом возможно удалить осадок и ил.
Третьим этапом очистки воды из канализации является биологическая очистка. Для этого очистители снабжаются специальными реакторами - аэротенками. В них живет активный ил, который помогает разлагать биологические загрязнители под воздействием кислорода. В результате биологические загрязнители нейтрализуются, становятся безопасными.
На четвертом этапе сточная вода проходит через фильтры, которые удаляют остаточные мелкие частицы и микроорганизмы. Фильтрация может включать в себя использование песка, угля и других сорбентов.
На пятом этапе происходит дезинфекция, для чего чаще всего применяется хлорирование или ультрафиолетовое облучение. Это необходимо, чтобы уничтожить оставшиеся патогены и микроорганизмы.
Пройдя полный цикл биологической очистки, вода возвращается туда, откуда ее забрал человек – в естественную природную среду. Устройство очистных сооружений канализации позволяет получить достаточно чистую воду. Однако финальный результат во многом зависит и от человека - что он смывал в канализацию. Важно знать, что нельзя смывать, например, лекарства.
Многие химические элементы остаются в воде даже после ее очистки и могут вызвать непредсказуемую реакцию микробов в водоемах. Например, антибиотики убивают активный ил, который работает над биологической очисткой сточной воды в аэротенках. Также стоит выбирать экологичные средства для уборки и стирки. Бытовая химия не должна содержать фталаты, фосфаты, ионогенные ПАВ, хлор, аммиак, нефтяные растворители, формальдегид, этиленгликоль, летучие органические соединения, а также искусственные красители и ароматизаторы.
Нельзя спускать в канализацию просроченную косметику - бальзамы, кремы и лосьоны. Они загустевают, не растворяются до конца и тем самым вызывают засорения. Нужно иметь в виду, что большинство косметики в принципе не подлежит переработке. Под запретом находятся и контактные линзы - они способны проходить сквозь системы фильтрации, распадаясь на микропластик. Далее микропластик попадает в природные источники воды и в почву.
Это же касается и строительного мусора - как габаритных, так и сыпучих материалов. Крупный банально забьет канализацию, а сыпучие способны оседать на стенках труб - со временем это приводит к еще более серьезным засорам.
Очистные сооружения стоков предприятий: принципы работы
Промышленные стоки включают всевозможные отработанные растворы, производственные и промывные воды, жидкости систем охлаждения, водные отходы после мытья оборудования и производственных помещений, от очистки и транспортировки отходов. Концентрация и состав сточной воды на всех предприятиях разные, они зависят от вида промышленности и режима работы предприятия, также от частоты сбросов, потребления воды и способов утилизации отходов. В общем виде можно выделить стоки предприятий тяжелой металлургической промышленности, предприятий пищевой, микробиологической и целлюлозно-бумажной промышленности, а также предприятий нефтехимии и фармацевтики.
В зависимости от содержания загрязнителей производственные сточные воды можно поделить на слабо концентрированные, средние, концентрированные и высококонцентрированные. Последний тип может содержать более 3 0000 мг/л загрязнителей. Также выделяют сточные воды с твердой и с жидкой дисперсной фазой.
Принцип работы очистных сооружений на предприятиях в целом схож с таковым у очистителей канализации. Извлечение загрязнений обычно представляет собой комбинацию двух основных вариантов обработки: без изменения первоначальной химической структуры и с ее изменением. Чаще всего процесс очистки сточных промышленных вод включает такие этапы:
Удаление жира. Обычно жиры собираются в специальных отстойниках, где они всплывают на поверхность и удаляются. Это позволяет предотвратить засорение более глубоких частей системы;
Механическая очистка - пропуск стоковых вод через решетки и сита, которые удаляют крупные частицы. Это предотвращает повреждение более чувствительного оборудования;
Флотация - удаление мелких частиц и жиров из стоковых вод. Для этого вода насыщается мельчайшими пузырьками воздуха или газа, что заставляет частицы подниматься на поверхность и образовывать пену, которую легко удалить.
Биологическая очистка - использование бактерий и микроорганизмов для разложения органических загрязнений в сточной воде;
Доочистка - на этом этапе применяется химическая обработка для удаления оставшихся загрязнений. Химические реагенты, такие как коагулянты и флокулянты, используются для связывания мелких частиц и облегчения их удаления;
Обеззараживание - уничтожение патогенных микроорганизмов в сточных водах. Это важно для предотвращения распространения инфекций и обеспечения безопасности окружающей среды.
Как проектируются и строятся очистные сооружения
Обычно очистные сооружения выглядят как система герметичных резервуаров и трубопроводов, расположенная на производственной территории. Кроме самих сооружений проектируется также подъездная дорога и сооружения для обработки осадков и избыточных илов. Проектирование проводится каждый раз индивидуально для каждого предприятия, оно зависит от объема стока и уровня его загрязненности.
При подготовке проекта учитывают такие факторы:
Особенности стоков – их объем, состав, степень загрязненности и другие особенности.
Где планируется строительство, какие есть особенности у рельефа данной местности, как далеко это предприятие находится от других объектов, особенно от жилых.
Безопасность – важно использовать самые прогрессивные технологии, чтобы не вредить окружающей среде при использовании очистных сооружений.
Технологичность – экономическая эффективность выбранных методов, возможность повторного использования очищенных стоков и др.
Энергетическая эффективность – внедрение энергосберегающих технологий, чтобы снизить расходы электроэнергии. Также важно повторно использовать очищенные сточные воды в целях экономии водных ресурсов.
Проектирование очистных сооружений для стоковых вод включает выбор места, где строить, получение необходимых разрешений, приглашение инженеров-геологов, разработку собственно проекта и его экспертную проверку. И в конце готовится рабочая документация.
Что касается строительства очистительных систем, оно происходит так: вырывается котлован. Далее устраивается фундамент, монтируется оборудование и возводятся все необходимые здания. Производится устройство ограждающих конструкций, монтаж технологических трубопроводов, электронного оборудования, автоматики, вентиляции и прочих систем, важных в процессе водоочищения. Прокладываются наружные сети - такие как трубы и электроснабжение, производится благоустройство прилегающей территории.
Очистка воды для питья: методы
Помимо промышленной водоподготовки также можно выделить бытовую. Для очистки воды из-под крана или из колодца, скважины существует несколько разных методов.
Фильтрация
Фильтрация - это один из наиболее распространенных методов очистки питьевой воды. Он включает использование фильтров разной степени пропускаемости, которые задерживают частицы и примеси воды. Существует несколько типов фильтров, включая механические, угольные и обратноосмотические фильтры.
Механические фильтры сетчатого типа - предназначены для крупных частиц, таких как песок, грязь и ржавчина. Микрофильтры - для частиц размером как бактерии и вирусы. Ультрафильтры - это механические фильтры с самыми мелкими порами, они могут задерживать даже молекулы белка.
Угольные фильтры содержат активированный уголь, который способен адсорбировать органические загрязнители, хлор и неприятные запахи и вкусы из воды. Они широко применяются в бытовых фильтрах для улучшения вкусовых качеств питьевой воды.
Обратноосмотические фильтры оснащены мембранами с очень мелкими порами, которые задерживают большинство загрязнителей - до 99%. По этой причине именно обратный осмос выбирают семьи с детьми. Однако идеальное очищение имеет и минус - из воды удаляются и полезные вещества, такие как минералы. Поэтому после прохождения обратного осмоса вода нуждается в дополнительной минерализации.
Дистилляция
Дистилляция - это эффективный метод очистки воды, основанный на процессе конденсации. Вначале вода нагревается до кипения, превращается в пар. Этот пар переводится обратно в жидкое состояние путем охлаждения. Обычно это делается с использованием конденсатора. Полученная дистиллированная вода собирается в отдельном контейнере.
Дистиллированная вода также очень чистая, в ней нет большинства загрязнителей. Все потому, что загрязнения не способны переходить в парообразное состояние. Минусом такого метода опять же является бедность дистиллированной воды на полезные минералы, поэтому она тоже нуждается в последующей минерализации.
Хлорирование
Хлорирование подразумевает добавление хлора в воду для уничтожения бактерий и микроорганизмов, органических загрязнителей и грибков. Этот метод часто используется для обработки питьевой воды на водопроводах.
Ионный обмен
Использование специальных смол, которые способны преобразовывать ионы загрязнителей в ионы безобидных веществ. Ионный обмен эффективно удаляет минеральные соли и некоторые металлы из воды. Обычно используются два типа смол: катионные и анионные. Катионные смолы содержат ионы положительно заряженных элементов, таких как натрий (Na+) или кальций (Ca2+), в то время как анионные смолы содержат отрицательно заряженные ионы, такие как сульфаты (SO4²⁻) или хлориды (Cl⁻).
Ультрафиолетовая обработка
Ультрафиолетовая обработка - это использование ультрафиолетового излучения для уничтожения микроорганизмов и вирусов в воде. Ультрафиолет эффективно разрушает генетический материал микроорганизмов и вирусов, делая их неспособными к размножению.
Озонирование
Озонирование - это использование озона для окисления и уничтожения органических загрязнителей и микроорганизмов. Озон взаимодействует с органическими и неорганическими загрязнителями в воде. Он окисляет эти загрязнители, что приводит к их разложению на более простые и менее опасные соединения. Выбор метода очистки зависит от качества начальной воды и целей очистки. Перед выбором метода лучше провести анализ воды, чтобы определить виды загрязнителей и их концентрацию.
Лабораторный анализ воды: как делается
Лабораторный анализ воды – это важная процедура, позволяющая определить качество и безопасность воды для различных целей, включая питьевое потребление. Все начинается с подготовки образца - этим занимается либо самолично клиент, либо сотрудник, который выезжает по месту его жительства. Забор может осуществляться из разных источников: из-под крана, из колодца, из скважины.
Сущность забора одна вне зависимости от источника. Сначала воду необходимо спустить, то есть, не брать пробу из застоявшейся воды. В случае воды из-под крана ее надо слить в течение 10-15 минут, в случае колодца - вычерпать несколько ведер, воду из скважины также нужно хорошенько прокачать насосом. Далее проба собирается в специальную емкость, которую выдает лаборатория по анализу состава воды, либо в собственную емкость из пластика, чистую и никогда не использованную.
Контейнер с водой помечается и в самое ближайшее время отправляется в лабораторию. Там измеряют следующие параметры:
Физические - температура, цвет, мутность и вязкость. Эти данные очень важны при оценке качества воды.
Химические параметры - измерение концентрации различных химических веществ в воде. Например, минералов, тяжелых металлов, органических соединений.
Микробиологические параметры - бактерии, вирусы и других микроорганизмов в воде.
Полученные результаты сравниваются с установленными нормативами и стандартами для питьевой воды. Лаборатория предоставляет клиенту детальный отчет о результатах анализа, который может также включать рекомендации по необходимым действиям, если обнаружены превышения нормативов.
Comments