Виды сточных вод, методы их очистки

Вода, которую человек использует в повседневной жизни или на производстве, загрязняется, превращаясь в сточные воды. Точно так же атмосферные стоки — дождевая и талая вода — захватывают загрязняющие вещества, вступая в контакт с улицами и зданиями. Эти сточные воды сбрасывают в канализацию или водоёмы. Но перед этим они должны процесс очистки. Чтобы он был эффективным, важно правильно определить тип сточных вод и характер их загрязнений.

Виды загрязнений и уровни очистки

Важно понять, чем и насколько сильно загрязнены сточные воды. Это, в свою очередь, определяет этапы и методы очистки. Существует несколько типов загрязнений:

Биологическое. Это микроорганизмы, такие как бактерии, грибы и водоросли. Для устранения биологического загрязнения воду обеззараживают с помощью ультразвука или ультрафиолетового излучения. Также применяют методы анаэробной или аэробной очистки, деструкцию. Эти способы относятся к биологическим и биохимическим способам обработки.
Химическое. Это органические и минеральные примеси либо их комбинации. Для удаления химических загрязнителей воду подвергают окислению и восстановлению, озонируют, нейтрализуют или используют метод осаждения. Кроме того, применяются физико-химические методы, которые представляют собой сочетание химической обработки с механической очисткой с использованием отстойников, гидроциклонов, центрифуг, фильтров, флотаторов и реакторных установок.
Физическое. Это различные взвешенные частицы. Крупные примеси, такие как мусор и песок, удаляют с помощью механической очистки на первом этапе, чтобы избежать повреждения оборудования. Мелкие и коллоидные частицы удаляются с использованием физико-химических методов, с добавлением реагентов и применением специальных установок.
Тепловое. Это сточные воды, содержащие отработанную охлаждающую и энергетическую воду без химических и биологических загрязнителей, но с высокой температурой. Считаются условно чистыми. Однако если сбрасывать их без охлаждения, то это приведет к нарушению температурного баланса в водоёме, что может вызвать гибель его обитателей.

Вода может быть либо загрязнена, либо соответствовать нормам предельно допустимой концентрации (ПДК) вредных веществ. При этом считается, что примеси в таких концентрациях не окажут вредного воздействия на окружающую среду. Для каждого вещества существует своя конкретная норма ПДК, которая регулируется Постановлением Правительства РФ № 644 от 29.07.2013.

Муниципальные власти устанавливают более строгие нормативы ПДК для сброса стоков. Эти правила распространяются на промышленные предприятия, которые очищают свои производственные сточные воды на собственных очистных установках. Они сбрасывают очищенную воду в городскую канализационную систему, откуда та направляется на городские очистные сооружения.

Для сброса очищенной воды в водоёмы и водные объекты действуют ещё более жесткие требования, установленные Приказом Министерства сельского хозяйства РФ № 552 от 13.12.2016.

Для достижения наилучших результатов, а также с целью экономии времени и средств часто применяют комбинированные методы очистки. Например, физико-химическая очистка включает в себя использование реагентов и процесс флотации. Реагенты инициируют коагуляцию и флокуляцию, что позволяет собирать взвешенные частицы в воде. Затем этот осадок легко удаляется.

Типы сточных вод

Сточные воды подразделяются на три основные группы по происхождению: хозяйственно-бытовые, поверхностные и производственные. Каждая из этих групп имеет свои особенности загрязнений и способы очистки.

Хозяйственно-бытовые стоки

Это воды, которые попадают в канализацию из жилых помещений, таких как квартиры и дома. В этих стоках присутствуют различные загрязнители, включая биологические, химические и физические. Это песок, остатки пищи, отходы жизнедеятельности людей и животных, бактерии, грибы, вирусы и химические вещества, используемые в быту. Обычно бытовые стоки проходят механическую очистку от нерастворённых веществ, после чего устраняются биологические загрязнения, и вода обеззараживается. На этих этапах применяются физические, химические, физико-химические и биологические методы очистки.

Поверхностные стоки

Включают атмосферные, инфильтрационные, дренажные и поливомоечные воды.

Атмосферный сток — это дождевые и талые воды, которые самотёком собираются в ливневых коллекторах и затем поступают на очистные сооружения. Талая вода содержит гораздо больше загрязнителей, так как она дольше контактирует с поверхностью земли, собирая пыль, грязь и другие загрязнения.

Инфильтрационные стоки образуются, когда дождевые и талые воды просачиваются через трещины и пустоты в канализацию, смешиваясь с другими водами, а затем попадают на очистные сооружения.

Дренажные стоки — это воды, которые отводят с участка для его осушения. Их системы бывают закрытыми и открытыми. В открытой вода сначала попадает в дренажную канаву. В закрытой — в трубу, которая выводит воду в коллектор.

Поливомоечные стоки появляются после полива зелёных насаждений, мойки дорог и дорожных знаков. Хотя их доля значительно меньше, чем у атмосферных сточных вод, они более загрязнены.

Очистка поверхностных стоков. Такие стоки могут содержать три типа загрязнений:

физические — песок, пыль, частицы почвы;
химические — органические вещества, нефтепродукты, металлы, ПАВ (поверхностно-активные вещества);
биологические — бактерии, водоросли, грибы.

Сначала поверхностные воды очищаются в локальных очистных сооружениях. После этого они поступают в городскую канализацию или в водоём. Например, дождевые и талые воды, стекающие по дренажной системе, сначала очищаются от крупного мусора и грубых механических примесей. Затем их отстаивают, а очищенную воду подают в ёмкость для усреднения сточных вод с перемешивающим устройством.

В зависимости от типа загрязнений и назначения воды, очищенные дождевые и талые воды могут быть обработаны реагентами, фильтрованы от мелких частиц и органики, доочищены сорбентами и подвергнуты дезинфекции.

Очистка производственных сточных вод

Процесс очистки производственных сточных вод, которые образуются в ходе различных производственных процессов, состоит из нескольких этапов.

Сначала сточные воды очищаются от крупного мусора. Затем их направляют в буферные ёмкости, где происходит накопление и усреднение сточных вод по гидравлическим характеристикам и концентрации загрязняющих веществ. После этого воды подвергаются физико-химической очистке, которая может осуществляться на флотаторе или в реакторной установке. Для улучшения качества очистки могут быть добавлены дополнительные этапы: песчаная фильтрация, угольная адсорбция и ультрафиолетовая дезинфекция. После всех этапов очистки вода сбрасывается в канализацию или водоём.

Что выбрать: реакторную установку или флотатор? Это зависит от объёма сточных вод. Если расход воды составляет 10–20 м³ в сутки, то подойдёт реакторная установка с мощностью 5–10 м³. При большем расходе предпочтительнее использовать флотационную установку, так как её производительность значительно выше.

Правильная очистка сточных вод имеет огромное значение. Попадание загрязнённых сточных вод в водоёмы может вызвать заболачивание, обмеление и привести к гибели их обитателей. Помимо этого, эффективная очистка сточных вод является важным инструментом в борьбе с нехваткой пресной воды.