Существуют различные типы устройств и оборудования, используемых в очистке сточных вод для удаления загрязняющих веществ и загрязняющих веществ из сточных вод. Некоторые из наиболее распространенных устройств включают в себя:
Экраны:
Фильтры являются важным компонентом многих систем очистки сточных вод, поскольку они помогают удалять крупные твердые частицы, мусор и другие материалы из сточных вод до того, как они попадут в другие процессы очистки. Сита можно классифицировать по размеру отверстий в сите, который определяет размер удаляемых частиц. Некоторые распространенные типы экранов, используемых при очистке сточных вод, включают:
Решетчатые экраны: Решетчатые экраны состоят из ряда стержней, расположенных на расстоянии друг от друга, чтобы пропускать воду, но улавливать крупный мусор и твердые частицы. Прутки можно очищать вручную или механически, чтобы удалить захваченный материал.
Фильтры тонкой очистки: фильтры тонкой очистки используют сетку или перфорированную пластину для удаления более мелких частиц из сточных вод. Мелкие сетки можно использовать для удаления таких материалов, как волосы, бумага и пластик.
Микрогрохоты: микрогрохоты аналогичны мелким грохотам, но они используют более мелкую сетку или размер пор для удаления более мелких частиц, включая бактерии и другие микроорганизмы.
Барабанные грохоты: барабанные грохоты используют вращающийся барабан с сеткой или перфорированной поверхностью для улавливания мусора и твердых частиц. Затем захваченный материал соскребается с поверхности барабана и удаляется.
Дисковые фильтры: в дисковых фильтрах используются вращающиеся диски с перфорацией для захвата мусора и твердых частиц. Захваченный материал затем удаляется скребком или щеткой.
Выбор типа экрана будет зависеть от размера и характеристик частиц, которые необходимо удалить, а также от конструкции всей системы очистки. Помимо удаления твердых частиц, фильтры также могут помочь защитить последующее оборудование, такое как насосы и клапаны, от повреждений, вызванных крупным мусором или другими материалами.
Песколовки:
Песколовки — это тип первичной очистки, используемый на очистных сооружениях для удаления тяжелых неорганических твердых частиц, таких как песок, гравий и другие песчаные материалы, которые слишком тяжелы, чтобы их можно было удалить только путем осаждения. Эти материалы могут повредить оборудование, такое как насосы и клапаны, в процессе очистки, а также могут накапливаться в осадке во время первичной очистки.
Песколовки работают, замедляя поток сточных вод и позволяя тяжелым материалам оседать на дно. Песколовка обычно представляет собой длинный и узкий резервуар с соотношением ширины к длине примерно 1:4, чтобы сточные воды оставались в камере в течение достаточного времени. Когда сточные воды попадают в камеру, они замедляются, в результате чего тяжелые материалы оседают на дно.
Затем осевший песок удаляют со дна камеры с помощью системы удаления песка, которая может включать насосы для песка, классификаторы песка или конвейеры для песка. Удаленный песок затем отправляется на свалку или другое подходящее место для утилизации.
Песколовки могут быть как вихревыми, так и детритными. В песколовке вихревого типа сточные воды вводятся по касательной к камере, создавая вихревое движение, которое помогает отделить песок от сточных вод. В песколовке детритного типа сточные воды подаются с низкой скоростью, что позволяет песку оседать на дно камеры.
Песколовки обычно располагаются в начале процесса очистки, перед первичным осаждением, чтобы обеспечить удаление тяжелых материалов до того, как они смогут нанести ущерб или помешать последующим процессам очистки.
Отстойники:
Отстойники, также известные как осветлители, представляют собой тип первичной очистки, используемый на очистных сооружениях для удаления взвешенных твердых частиц и органических веществ из сточных вод. Эти резервуары работают за счет того, что сточные воды оседают, в результате чего более тяжелые твердые частицы оседают на дно резервуара, а более легкие всплывают наверх, образуя слой пены. Затем осветленную воду удаляют из середины резервуара.
Отстойники обычно имеют прямоугольную или круглую форму и предназначены для замедления потока сточных вод, чтобы у твердых частиц было достаточно времени для осаждения. Резервуары могут быть оснащены механическим оборудованием, таким как скребки, скиммеры или грабли, которые помогают удалять осевшие твердые частицы со дна резервуара и слой накипи с поверхности.
Отстойники могут быть спроектированы как первичные отстойники, которые удаляют большую часть взвешенных веществ и органических веществ, или вторичные отстойники, которые используются после биологической очистки для удаления оставшихся твердых частиц и микроорганизмов.
Эффективность отстойников зависит от нескольких факторов, включая время пребывания, скорость осаждения твердых частиц и конструкцию резервуара. Время задержания — это время, в течение которого сточные воды остаются в баке, и обычно определяется размером и расходом бака. Скорость осаждения твердых частиц зависит от их размера, формы и плотности, и на нее может влиять добавление химических веществ, таких как коагулянты, которые помогают агрегировать твердые частицы.
В целом, отстойники являются важным компонентом очистки сточных вод, поскольку они помогают удалить большую часть твердых и органических веществ перед дальнейшей очисткой сточных вод с использованием биологических или передовых процессов очистки.
Аэротенки:
Аэротенки являются важным компонентом процесса биологической очистки на очистных сооружениях. Основной функцией этих резервуаров является создание среды, в которой микроорганизмы могут процветать и разлагать органические вещества, присутствующие в сточных водах.
В типичном процессе активного ила аэротенк представляет собой большой бассейн или резервуар, в котором сточные воды смешиваются с микробной культурой или илом. Ил содержит смесь микроорганизмов, в том числе бактерий, простейших и грибков, которые расщепляют органические вещества сточных вод в процессе аэробного дыхания.
Для стимулирования роста и активности микроорганизмов аэротенк оборудуется аэрационными устройствами, такими как диффузоры или механические аэраторы, которые подают кислород в сточные воды. Это обеспечивает необходимый кислород, который нужен микроорганизмам для осуществления их метаболических процессов.
Процесс аэрации обычно занимает несколько часов, в течение которых микроорганизмы потребляют органические вещества в сточных водах и размножаются в количестве. После завершения процесса аэрации сточные воды направляются во вторичный отстойник или отстойник, где микроорганизмы оседают и образуют слой ила. Осветленная вода затем удаляется и может быть дополнительно обработана в процессах третичной очистки.
Эффективность процесса аэрации зависит от нескольких факторов, в том числе от концентрации микроорганизмов в иле, уровня растворенного кислорода в аэротенке и степени содержания органических веществ в сточных водах. Эти факторы необходимо тщательно контролировать, чтобы гарантировать, что микроорганизмы способны эффективно разлагать органические вещества и производить высококачественные сточные воды.
Системы активного ила:
Система активного ила представляет собой процесс биологической очистки сточных вод, в котором используются микроорганизмы для разрушения органических веществ в сточных водах. Процесс включает добавление воздуха в сточные воды для стимулирования роста микроорганизмов, которые затем потребляют органические вещества и превращают их в углекислый газ, воду и новые микробные клетки.
В системе с активным илом сточные воды сначала обрабатываются в аэротенке, куда постоянно подается воздух, способствующий росту микроорганизмов. Микроорганизмы потребляют органические вещества сточных вод, которые обеспечивают их энергией и питательными веществами, необходимыми для роста. По мере роста микроорганизмы образуют комки или хлопья, которые могут оседать в сточных водах.
После аэротенка сточные воды направляются во вторичный отстойник, где хлопья оседают из сточных вод и удаляются в виде шлама. Очищенные сточные воды затем сбрасываются или направляются на дальнейшую очистку.
Использование систем активного ила для очистки сточных вод имеет несколько преимуществ. Например, они могут эффективно удалять органические вещества, азот и фосфор из сточных вод, что помогает предотвратить эвтрофикацию и другие проблемы с качеством воды. Системы с активным илом также могут производить высококачественные стоки, которые можно сбрасывать в поверхностные воды или использовать для орошения.
Однако есть и некоторые проблемы, связанные с системами активного ила. Например, система требует тщательного управления для поддержания надлежащего баланса микроорганизмов и питательных веществ, поскольку слишком много или слишком мало того и другого может вызвать проблемы. Кроме того, система может быть подвержена ударным нагрузкам и другим возмущениям, которые могут нарушить процесс очистки. Наконец, системы с активным илом могут образовывать большие объемы ила, которые необходимо обрабатывать и утилизировать надлежащим образом.
Мембранные биореакторы:
Мембранный биореактор (МБР) представляет собой тип системы очистки сточных вод, сочетающий биологическую очистку с мембранной фильтрацией. В системах MBR используется биологический процесс для разрушения органических веществ в сточных водах, а затем используются мембраны для фильтрации взвешенных твердых частиц, бактерий и других загрязняющих веществ.
В системе MBR сточные воды сначала очищаются в аэротенке, где микроорганизмы потребляют органические вещества и превращают их в углекислый газ и воду. Затем смешанный щелок отделяют от очищенной воды с помощью мембранного фильтра, который пропускает воду, задерживая при этом твердые частицы и микроорганизмы. Твердые частицы и микроорганизмы, захваченные мембраной, возвращаются в аэротенк для продолжения процесса очистки.
В системах MBR используются два основных типа мембранных фильтров: половолоконные и плоские листовые. Мембраны из полого волокна обычно используются в небольших системах, а мембраны из плоского листа используются в более крупных приложениях. Оба типа мембран имеют небольшие поры, которые отфильтровывают бактерии, вирусы и другие загрязнения.
Системы MBR имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными системами очистки сточных вод. Например, системы MBR могут производить сточные воды более высокого качества, чем обычные системы, поскольку мембраны обеспечивают физический барьер для взвешенных твердых частиц, бактерий и других загрязнителей. Системы MBR также требуют меньше места, чем обычные системы, поскольку мембранная фильтрация может заменить вторичный отстойник. Кроме того, системы MBR могут работать при более высоких концентрациях биомассы, что может привести к повышению эффективности очистки и снижению образования ила.
Однако системы MBR также могут быть более сложными и дорогими в эксплуатации, чем обычные системы, поскольку для них требуются специализированные мембраны и более совершенные системы управления. Техническое обслуживание и замена мембран также могут быть дорогостоящими. Несмотря на эти проблемы, системы MBR становятся все более популярными как для муниципальных, так и для промышленных сточных вод, особенно в районах с ограниченным пространством или там, где требуются высококачественные сточные воды.
Системы дезинфекции:
Системы дезинфекции являются важным компонентом многих процессов очистки сточных вод, поскольку они помогают снизить уровень патогенных микроорганизмов в сточных водах. Существует несколько различных типов систем дезинфекции, которые можно использовать, в том числе:
Хлорирование: Хлорирование является распространенным методом дезинфекции, который включает добавление хлора в очищенные сточные воды. Хлор может убивать многие виды микроорганизмов, включая бактерии и вирусы. Однако при хлорировании также могут образовываться побочные продукты дезинфекции, такие как тригалометаны, которые могут нанести вред здоровью человека.
Ультрафиолетовое (УФ) излучение: в системах УФ-дезинфекции используются УФ-лампы высокой интенсивности для уничтожения микроорганизмов в сточных водах. УФ-излучение повреждает ДНК микроорганизмов, что препятствует их размножению. УФ-обеззараживание — это метод, не содержащий химикатов, при котором не образуются побочные продукты дезинфекции.
Озонирование: Озонирование — это процесс, который включает добавление озона в очищенные сточные воды. Озон является мощным окислителем, способным убивать микроорганизмы и разрушать органические соединения. Озонирование — это не содержащий химикатов метод, который не дает побочных продуктов дезинфекции, но может быть дорогостоящим в эксплуатации.
Мембранная фильтрация. Некоторые типы мембранных фильтров, например ультрафильтрационные мембраны, могут удалять бактерии и вирусы из очищенных сточных вод. Мембранная фильтрация может быть эффективным методом дезинфекции, но ее установка и обслуживание могут быть дорогими.
Выбор системы обеззараживания будет зависеть от множества факторов, включая характеристики сточных вод, требуемый уровень обеззараживания и доступные ресурсы. Во многих случаях для достижения желаемого уровня очистки можно использовать комбинацию методов дезинфекции.
Системы третичной очистки:
Системы третичной очистки используются для дальнейшей очистки сточных вод, которые уже прошли процессы первичной и вторичной очистки. Целью доочистки является удаление оставшихся примесей и загрязняющих веществ из воды для получения сточных вод, пригодных для повторного использования или сброса в окружающую среду. Некоторые распространенные системы третичной очистки включают:
Фильтрация: Фильтрация — это процесс, который удаляет мелкие частицы, взвешенные твердые частицы и другие примеси из сточных вод. Общие типы фильтров, используемых в третичной очистке, включают песчаные фильтры, фильтры с несколькими средами и мембранные фильтры.
Химическая очистка: Химическая очистка включает добавление химикатов в сточные воды для удаления растворенных твердых веществ и органических соединений. Общие химические вещества, используемые в третичной очистке, включают коагулянты, флокулянты и дезинфицирующие средства.
Удаление питательных веществ: Удаление питательных веществ — это процесс, при котором из сточных вод удаляются излишки азота и фосфора. Избыток питательных веществ может способствовать цветению водорослей и другим экологическим проблемам. Общие методы удаления питательных веществ включают биологическое удаление питательных веществ (BNR) и химическое осаждение.
Дезинфекция: Дезинфекция — это процесс, который убивает патогенные микроорганизмы в сточных водах. Общие методы дезинфекции включают хлорирование, УФ-облучение и обработку озоном.
Обратный осмос. Обратный осмос — это процесс, в котором используется полупроницаемая мембрана для удаления из сточных вод растворенных твердых веществ, солей и других примесей. Этот процесс может производить высококачественную воду, пригодную для повторного использования в промышленности или сельском хозяйстве.
Выбор системы третичной очистки будет зависеть от конкретных загрязняющих веществ, которые необходимо удалить из сточных вод, предполагаемого использования сточных вод и имеющихся ресурсов. Во многих случаях для достижения желаемого уровня качества воды можно использовать комбинацию методов очистки.
В целом, устройства для очистки сточных вод необходимы для удаления загрязняющих веществ и загрязняющих веществ из сточных вод и обеспечения того, чтобы очищенная вода соответствовала экологическим стандартам и стандартам общественного здравоохранения.