ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД.

Очистные сооружения сточных вод, как следует из самого названия, предназначены для очистки сточной воды . Основное их назначение – очистка сточных вод до уровня, пригодного для дальнейшего использования. Способы очистки сточных вод разнообразны и зависят от типа сточных вод, загрязняющих факторов и уровня загрязнения.

Очистка - обработка с целью разрушения или удаления из сточной воды вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения представляет собой достаточно сложный процесс, который можно сравнить с производством. В нем имеется исходное сырье (сточная вода) и готовая продукция (очищенная вода).

Очистные сооружения сточных вод устанавливаются на стоки различных типов.

Хозяйственно-бытовые стоки – образованы в результате жизнедеятельности человека. Стоки идут из сантехнических приборов (умывальников, моек, унитазов и пр.) жилых зданий, учреждений, общественных зданий . Хозяйственно-бытовые стоки опасны тем, что являются питательной средой для болезнетворных бактерий.

Производственные стоки – образуются на предприятиях. Категория характеризуется возможным наличием разнообразных примесей, некоторые из которых значительно затрудняют процесс очистки. Очистные сооружения промышленных сточных вод обычно сложны по конструкции, имеют несколько ступеней очистки. Состав таких сооружений подбирается в соответствии с составом стоков. Промышленные сточные воды могут быть токсичными, кислотными, щелочными, имеющими механические примеси.

Ливневые стоки – из-за способа образования называются также поверхностными. Стоки данного типа – это жидкость, собирающаяся на крышах, дорогах, площадях при выпадении осадков. Очистные сооружения ливневых сточных вод обычно включают несколько ступеней и способны удалять из жидкости примеси различного типа, в основном это механическая и сорбционная очистка. Ливневые стоки – наименее опасные и наименее загрязненные из всех.

Системы очистки воды жизненно необходимы для населенных пунктов. Последствия сброса неочищенных стоков губительны для природы. Грязная вода, попавшая в водоем , разрушает устоявшуюся экосистему: происходит гибель водных растений, микроорганизмов, рыб, отравление почвы. Ущерб наносится домашним животным, а в конечном итоге – и здоровью людей.

В 2010 году было установлено современное оборудование - фильтр-прессы. Благодаря новым агрегатам увеличился объем обработанного осадка.

Прежде чем рассматривать конкретные примеры очистных сооружений, необходимо определить, что означают понятия «крупнейший, крупный, средний и малый город».

Для крупнейших городов с населением более I млн чел. количество сточных вод превышает 0,4 млн м 3 /сут, для крупных городов с населением от 100 тыс. до I млн чел. количество сточных вод составляет 25-400 тыс. м 3 /сут. В средних городах проживают 50- 100 тыс. человек, а количество сточных вод - Ю-25 тыс. м 3 /сут. В малых городах и поселках городского типа число жителей от 3 до 50 тыс. чел. (с возможной градацией 3- Ю тыс. чел.; Ю-20 тыс. чел.; 25-50 тыс. чел.). При этом расчетное количество сточных вод изменяется в достаточно широком диапазоне: от 0,5 до 10-15 тыс. м 3 /сут.

Доля малых городов в Российской Федерации составляет 90% от общего числа городов. Необходимо также учитывать, что система водоотведения в городах может быть децентрализованной и иметь несколько очистных сооружений.

Рассмотрим наиболее показательные примеры крупных очистных сооружений в городах Российской Федерации: Москве, Санкт-Петербурге, Новгороде.

Курьяновская станция аэрации (КСА), Москва - старейшая и крупнейшая станция аэрации в России, на ее примере можно наглядно изучить историю развития техники и технологии очистки сточных вод в нашей стране. Площадь, занимаемая станцией, составляет 380 га; проектная производительность - 3,125 млн м 3 /сут, из них почти 2 /з составляют хозяйственно-бытовые и "/ 3 - промышленные сточные воды. В составе станции имеются четыре самостоятельных блока сооружений.

На рис. 17.3 и 17.4 приведены технологические схемы очистки сточных вод и обработки осадков Курьяновской станции аэрации.

Технология очистки сточных вод включает следующие основные сооружения: решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, сооружения для обеззараживания сточных вод. Часть биологически очищенных сточных вод проходит доочистку на зернистых фильтрах.

На КСА установлены механизированные решетки с прозорами 6 мм. На станции эксплуатируются песколовки трех типов - вер-

Рис. 17.3.

• 1 - решетка; 2 - песколовка; 3 - первичный отстойник; 4 - аэротенк;
• 5 - вторичный отстойник; 6 - плоское щелевое сито; 7 - скорый фильтр;
• 8 - регенератор; 9 - главное машинное здание ЦБО; 10 - илоуплотнитель; 11- гравитационный ленточный сгуститель; 1 2 - узел приготовления раствора флокулянта; 13 - сооружения промводопровода; 14 - цех обработки песка;
• 15 - поступающая сточная вода; 16 - промывная вода со скорых фильтров;
• 17 - песковая пульпа; 18 - вода из цеха песка; 19 - плавающие вещества; 20 - воздух; 21 - осадок первичных отстойников на сооружения по обработке осадка; 22 -циркуляционный активный ил; 23 - фильтрат; 24 - обеззараженная техническая вода; 25 - техническая вода; 26 - воздух; 27 - сгущенный активный ил на сооружения обработки осадка; 28 - обеззараженная техническая вода в город; 29 - очищенная вода в р. Москву;
• 30 - доочищенная сточная вода в р. Москву

тикальные, горизонтальные и аэрируемые. В качестве первичных отстойников используются отстойники радиального типа диаметром 33, 40 и 54 м. Проектная продолжительность отстаивания составляет 2 ч. Первичные отстойники в центральной части имеют встроенные преаэраторы.

Биологическая очистка сточных вод осуществляется в четырехкоридорных аэротенках-вытеснителях, процент регенерации составляет от 25 до 50%. Воздух для аэрации в аэротенки подается через фильтросные пластины, в ряде секций аэротенков установлены трубчатые полиэтиленовые аэраторы фирмы «Экополимер», тарельчатые аэраторы фирм «Грин-фрог» и «Патфил». Одна из секций аэротенков реконструирована для работы по одноиловой системе нитри-денитрификации, в которой также предусмотрена система удаления фосфатов.

Вторичные отстойники, как и первичные, приняты радиального типа диаметром 33, 40 и 54 м. Доочистке подвергается около 30% биологически очищенных сточных вод.

Рис. 17.4.

• 1 - загрузочная камера метантенка; 2 - метантенк; 3 - выгрузочная камера метантенков; 4 - газгольдер; 5 - теплообменник; 6 - камера смешения;
• 7 - промывной резервуар; 8 - уплотнитель сброженного осадка; 9 - фильтрпресс; 10 - узел приготовления раствора флокулянта; 11 - иловая площадка; 12 - осадок первичных отстойников; 13 - избыточный активный ил; 14 - газ на свечу; 15 - газ брожения в котельную станции аэрации; 16 - техническая вода; 17 - песок на песковые площадки; 18 - воздух; 1 9 - фильтрат;
• 20 - сливная вода; 21 - иловая вода в городскую канализацию

Для сбраживания осадка на КСА используются метантенки, работающие в термофильном режиме, из монолитного железобетона с земляной обсыпкой и наземные диаметром 18 м с термоизоляцией стен. Выделяющийся газ отводится в местную котельную. После сбраживания 40-45% направляется на иловые площадки, а 55-60% - в цех механического обезвоживания. Механическое обезвоживание осадков осуществляется на фильтрпрессах.

Люберецкая станция аэрации (ЛбСА), Москва. Более 40% сточных вод Москвы и крупных городов Московской области очищаются на Люберецкой станции аэрации (ЛбСА), расположенной в пос. Некрасовка Московской области.

Люберецкие поля орошения были построены в довоенные годы. В 1959 г. здесь было начато строительство ЛбСА. Технологическая схема очистки сточных вод на ЛбСА практически не отличается от принятой схемы на КСА и включает следующие сооружения: решетки, песколовки, первичные отстойники с преаэраторами, аэротенки-вытеснители, вторичные отстойники, сооружения по обработке осадка и обеззараживания сточных вод. В 1984 г. были построены первый, а затем и второй блок сооружений Новолюберецкой станции аэрации (НЛбСА), в настоящее время пропускная способность ЛбСА составляет 3,125 млн м 3 /сут.

На станции установлены новые зарубежные и отечественные мелкопрозорные механизированные решетки (4-6 мм). Впервые на втором блоке НЛбСа применена современная одноиловая схема нитри-денитрификации с двумя ступенями нитрификации, где около 1 млн м 3 /сут сточных вод подвергаются глубокой биологической очистке с удалением биогенных элементов из очищенных сточных вод.

Основными технологическими процессами обработки осадков сточных вод на ЛбСА являются: гравитационное уплотнение избыточного активного ила и сырого осадка; термофильное сбраживание; промывка и уплотнение сброженного осадка; полимерное кондиционирование; механическое обезвреживание на рамных фильтр-прессах; депонирование; естественная сушка (аварийные иловые площадки).

Центральная станция аэрации, Санкт-Петербург. Очистные сооружения Центральной станции аэрации Санкт-Петербурга находятся в устье р. Невы на искусственно намытом острове Белом. Станция введена в эксплуатацию в 1978 г.; проектная пропускная способность - 1,5 млн м 3 /сут была достигнута в 1985 г. Площадь застройки составляет 57 га.

Технологическая схема очистки сточных вод и обработки осадков Центральной станции аэрации Санкт-Петербурга представлена на рис. 17.5.

В состав сооружений механической очистки входят: приемная камера, здание механизированных решеток, песколовки, первичные отстойники диаметром 54 м, аэротенки длиной 192 м. Подача воздуха в аэротенки осуществляется через мелкопузырчатые аэраторы. Регенерация активного ила составляет 33%. После вторичных отстойников через камеру выпусков очищенная сточная вода сбрасывается в р. Неву. Механическое обезвоживание осадков и активного ила осуществляется на центрипрессах. В цехе сжигания осадка установлены печи с псевдоожиженным слоем.

Рис. 17.5.

• 1 - главная насосная станция; 2 - приемная камера; 3 - механизированные решетки; 4 - горизонтальные аэрируемые песколовки; 5 - радиальные первичные отстойники; 6 - трехкоридорные аэротенки; 7 - радиальные вторичные отстойники; 8 - камера выпусков; 9 - насосная станция цеха обработки осадка; 10 - цех обработки осадка; 11 - илоуплотнители; 12 - насосная станция уплотненного ила; 13 - песковые площадки; 14 - павильон шахтных камер;
• 15 - блок насосно-воздуходувной станции; 16 - резервуар ативного ила;
• --сточная вода;-----активный ил; - осадок;
• -------уплотненный ил

Примеры очистных сооружений

Станции пропускной способностью 70-280 тыс. м 3 /сут. ЦНИИЭП инженерного оборудования разработаны типовые станции для биологической очистки сточных вод пропускной способностью 25-280 тыс. м 3 /сут. Сооружения запроектированы в сблокированном варианте (блоки первичных отстойников, блоки аэротенков и вторичных отстойников - при горизонтальных и радиальных отстойниках) или в виде отдельно расположенных емкостей (радиальные круглые отстойники). Все сооружения выполняются из сборных железобетонных элементов. Генеральный план станции пропускной способностью 70-100 тыс. м 3 /сут с горизонтальными отстойниками представлен на рис. 17.6.

Дезинфекция сточной жидкости предусматривается жидким хлором. Обработка осадка принята с аэробной минерализацией, центрифугированием и компостированием. Возможны варианты: со сбраживанием в метантенках и механическим обезвоживанием; с термической сушкой по методу встречных газовых струй и последующей сушкой на иловых площадках.

В составе комплекса очистных сооружений проектируются производственные и производственно-вспомогательные здания.

Станции пропускной способностью 25-70 тыс. м 3 /сут разработаны в двух вариантах: с горизонтальными и радиальными отстойниками.

Первый вариант требует меньшей площади для размещения технологических емкостей, сокращается число и протяженность коммуникаций, обеспечивается возможность организации строительства поточным методом. На рис. 17.7 показан генеральный план станции биологической очистки сточных вод пропускной способностью 25-70 тыс. м 3 /сут. В состав сооружений очистки сточных вод входят механизированные решетки типа МГ, песколовки с круговым движением и первичные радиальные отстойники. Биологическая очистка сточных вод проводится в аэротенках с нелинейно рассредоточенным впуском сточной воды и пневматической аэрацией. Дезинфекция сточных вод предусматривается жидким хлором.

Для обработки осадков сточных вод и ила предусмотрено их сбраживание в метантенках при термофильном режиме с последующей сушкой на иловых площадках. Кроме очистных сооружений на территории станции располагаются: насосная станция сырого осадка, насосно-воздуходувная станция, газгольдер, котельная, хлораторная, блок производственных и бытовых помещений. Производственно-вспомогательные здания и сооружения предусматриваются в составе комплекса очистных сооружений.

Станции пропускной способностью 1000-25 000 м 3 /сут. В средних городах проживает 50-100 тыс. человек, а количество сточных вод составляет 10-25 тыс. м 3 /сут.

ОАО ЦНИИЭП инженерного оборудования разработан проект станций очистки сточных вод пропускной способностью 1000-25 000 м 3 /сут, которые включают следующие сооружения:

Рис. 17.Б. Генплан станции пропускной способностью 25-70 тыс. м 3 /сут:

• 1 - приемная камера; 2 - здание на четыре механизированные решетки МГ-11Т }