Классификация бытовых сточных вод и их очистка

Классификация бытовых сточных вод и их очистка

Одним из источников загрязнения природных водоемов являются сточные воды. Так называют любые воды, в том числе и выпадающие в виде атмосферных осадков, которые посредством канализационных отводов выводятся с территории населенных пунктов и промышленных предприятий. 

Большинство крупных населенных пунктов оснащены централизованными системами сбора стоков, их отведения и очистки. Разберемся, какими бывают сточные воды и их классификация по определенным признакам.

Любые стоки содержат загрязнения, поэтому они нуждаются в очистке. Каков состав и свойства сточных вод? Характер загрязнений, содержащихся в сточных водах, может быть разным.

Так, хозяйственно-бытовые стоки, отводимые от жилых домов, содержат, в основном, органические включения, промышленные же стоки могут иметь различные химические и радиационные загрязнения. Значит и методы очистки для таких вод нужно применять разные.

Типы загрязнений в стоках

Классификация сточных вод проводится по типам загрязнений, они бывают:

• Механические. Это нерастворенные в воде примеси и мусор, такие загрязнения содержат поверхностные сточные воды.

• Химические. К этому типу загрязнений относят стоки с присутствием растворенных или находящихся в виде взвесей органических или неорганических химических веществ. Химические примеси могут быть токсическими или нет.
• Биологические. Данный тип загрязнений подразумевает наличие в воде различных бактерий, грибков и других патогенных микроорганизмов.
• Радиоактивные. Это загрязнение стоков радиоактивными веществами.

Классификация стоков по их происхождению

Характеристика сточных вод по способу происхождения позволяет разделить их на три группы. Основные виды сточных вод:

• Атмосферные или дождевые. Состав сточных вод определяется тем, куда падает дождевая вода. Вода, стекая с крыш, асфальтовых и бетонных покрытий улиц и площадей, увлекает за собой разнообразный мусор, поэтому и такие стоки нуждаются в очистке.
• Производственные стоки образуются на различных предприятиях, на которых вода используется в производственном цикле.
• Бытовые стоки из жилых домов. Это вода, отводимая от предметов сантехники – ванн, унитазов, раковин и пр.

Состав загрязнений

• Наиболее чистыми, то есть содержащими меньше всего загрязнений, считаются дождевые стоки. Как правило, в этом случае проводится фильтрация сточных вод, то есть отделении механических примесей.
• Производственные стоки могут иметь разную степень загрязненности. К числу самых чистых относят воду, которая используется для охлаждения агрегатов и трубопроводов. В производственных стоках могут содержаться только неорганические или, напротив, органические примеси, или комбинация обоих типов. Поэтому требуется тщательная переработка сточных вод. Причем качество очищенных стоков должно быть высоким. В идеале в промышленности должно применяться повторное использование стоков.

• Состав бытовых сточных вод достаточно стабилен. В них содержатся, в основном органические примеси, а также различные типы бактерий, в том числе и патогенные.

Оценка степени загрязнения

Поскольку сточные воды имеют сложный состав, произвести оценку содержания каждого из загрязняющих веществ чрезвычайно сложно. Поэтому при проведении анализов выбирают такие показатели, которые могут характеризовать суммарные свойства воды без выделения и идентификации отдельных веществ.

К примеру, при оценке органолептических показателей (цвет, запах) не проводится выделение каждого из веществ, которое придает окраску или запах воде. Для определения состава используется суммарный санитарно-химический анализ сточных вод, в который входят химические, физико-химические и санитарно-биологические тесты.

При проведении полного санитарно-химического анализа производится оценка следующих показателей:

• Температура, запах, цвет, прозрачность.
• Уровень кислотности (pH), сухой остаток, содержание взвешенных веществ.
• Химическая потребность в кислороде, биохимическая потребности в кислороде (бпк), содержание азотных соединений, фосфатов, сульфидов, хлоридов.
• Присутствие тяжелых металлов, радиоактивных и токсических веществ.
• Содержание ПАВ, нефтепродуктов, растворенного кислорода.
• Определение микробного числа, присутствия бактерий группы кишечных палочек, яиц гельминтов.

Учет количества сточных вод

Для начисления оплаты за использование канализацией необходим учет сточных вод, то есть измерение их количества. Это весьма актуально для больших производственных предприятий, где сброс сточных вод велик.

Для количественной оценки используются специальные приборы учета – высокотехнологичные изделия, обеспечивающие высокую степень точности измерений.

Способы очистки

В природе все предусмотрено, поэтому вода в водоемах обладает способностью к самоочищению. Однако этот процесс происходит не быстро, поэтому с большим потоком стоков естественные методы очищения не справятся. По этой причине отведение сточных вод без предварительной очистки запрещено.

Безопасная утилизация сточных вод – это обработка с целью удались из воды максимальное количество загрязнений. Организация очистки сточных вод и их отвод – это важная задача, которую нужно решить при постройке здания. Способы, которыми обрабатывают сточные воды, можно разделить на несколько групп, это:

• Механические;
• Физико-химические;
• Химические;
• Биологические.

Каждый из названных способов может быть применен по отдельности, но лучшего результата удается добиться при использовании комбинации нескольких методов.

Механические методы

При использовании механической очистки применяют два способа:

• Отстаивание;
• Фильтрация.

В первом случае применяются отстойники для сточных вод. Здесь происходит разделение веществ на фракции в зависимости от их удельного веса. Для фильтрации используются различные фильтры, которые позволяют отделять крупные включения.

При использовании механического метода можно добиться удаления 65-70% примесей из бытовых сточных вод и примерно 95% примесей из ливневых стоков. Поэтому отстаивание или осветление – это только первый этап, затем хозяйственно-бытовые сточные воды нуждаются в доочистке.

Чаще всего, доочистка сточных вод осуществляется с использованием биологических методов. Дополнительно может быть применено обеззараживание сточных вод с использованием озонаторов или ультрафиолета.

Химические методы

При использовании химических методов в очищаемую среду добавляют специально подобранные химические реагенты. Эти вещества вступают в реакцию с веществами-загрязнителями с образованием нерастворимых веществ, которые осаждаются на дно отстойника. При использовании химического способа можно добиться удаления около 95% загрязнений, растворенных в воде, и около 25% нерастворенных веществ.

Физико-химические методы

При использовании этих методов сточные воды подвергаются специальной обработке, позволяющей удалить, как растворенные, так и нерастворенные загрязнения. Чаще всего применяются следующие методы:

• Коагуляция. В этом случае, в сток вводятся специальные вещества, под действием которых мелкие взвешенные частицы слипаются, образуя крупные агрегаты, оседающие на дно.
• Флокуляция. Этот процесс имеет тот же принцип, что и коагуляция, но реагенты при его использовании применяют другие.
• Экстракция. Это метод извлечения из жидкости определенных веществ. Он достаточно дорог, поэтому применяется тогда, когда извлеченные вещества могут быть использованы повторно.
• Ультрафильтрация. Используются ультрафильтры в промышленных системах канализации, если в системе предусмотрено использование вторичной воды. Ультрафильтрация позволяет отделить высокомолекулярные соединения от низкомолекулярных.

Как правило, физико-химические методы используются для переработки промышленных стоков, так как в них может содержаться большое количество разнообразных химических веществ.

Методы биоочистки

Для переработки бытовых сточных вод, содержащих много органики, применяют биологические методы. Они основаны на использовании присутствующих в природе бактерий, которые используются в естественных процессах самоочистки. В процессе своей жизнедеятельности бактерии перерабатывают органические включения, разлагая их на безопасные составляющие.

Самые простые методы биоочистки используются в выгребных ямах и септиках. Тут органические отходы, осевшие на дно, подвергаются анаэробному брожению, то есть, обрабатываются микроорганизмами, способными существовать без доступа кислорода.

В современных очистных станциях дополнительно используется аэробная очистка, для этого в рабочую зону подается кислород воздуха. Аэробные процессы проходят намного быстрее и позволяют удалять большее количество загрязнений. Станция биоочистки имеет такие элементы, как аэраторы и электронасосы, то есть, является энергозависимой и требует подключения электропитания.

Отведение очищенной воды

При создании системы канализации нужно продумать, как будет осуществляться отвод сточных вод. Самый простой вариант – самотечное отведение стоков. Однако такой сброс сточных вод возможен, только если грунт имеет хорошую впитывающую способность. В противном случае, организуется принудительная откачка сточных вод.

Для организации принудительного откачивания необходимо использовать дополнительное оборудование. Очищенная жидкость выводится в емкость, в которой установлен насос для откачки. Объем ёмкости зависит от объема водопотребления и производительности септика.

Для откачки сточных вод можно использовать дренажный бытовой насос. Использовать фекальный насос для откачки нецелесообразно, так как применение этого оборудования требуется при содержании в жидкости крупных включений, а если уже проведено очищение, то таких включений в воде нет.

Систему оборудуют поплавковым датчиком, который включит погружной насос для сточных вод после того, как уровень жидкости достигнет определённого уровня. Закончив выкачку, насос автоматически отключится.

Итак, сточные воды – это результат использования воды в быту или на производстве. Сброс сточных вод без предварительной обработки запрещен, поэтому канализационным стокам требуется очистка. Методы очистки выбираются в зависимости от степени и состава загрязнений.

Так, для очистки бытовых стоков пользуются механическими и биологическими видами очистки. Биоочистка сточных вод удаляет органические загрязнения, но не осуществляет обеззараживание сточных вод.

Для этого проводится облучение ультрафиолетом или озонирование сточных вод. Такая дезинфекция сточных вод нужна, если воду планируется вторично использовать для технических целей. Производственные стоки могут нуждаться в применении физико-химических и химических методов обработки.