Очистка сточных вод

Загрязнённые сточные воды требуют перед сбросом в водоёмы очистки до такой степени, что при попадании в водоем его санитарные условия не нарушатся.

В состав сточных вод могут входить следующие загрязнения:

минеральные (песок, шлак, кислоты, соли, частицы руды и др.);
органические (химические соединения на основе углерода и азота, как правило – отходы растительного и животного происхождения);
бактериальные (живые микроорганизмы, дрожжевые грибки, бактерии, вирусы, возбудители заболеваний, в том числе – тифа, дизентерии, сибирской язвы и прочих);
химические. (углерод, калий, сера, хлор, железо, азот, магний, натрий, сульфаты и др. соединения).

По физическому состоянию загрязнения делятся на:

грубодисперсные (крупные нерастворимые частицы);
коллоидно-растворённые (нерастворимые частицы, размером от 100 до 1 нанометра, т. е. от 10⁻⁷ до 10⁻⁹м);
истинно растворённые (газы и частицы с размерами менее 1 нанометра).

Очистка производится на специальных очистных сооружениях – станциях аэрации. На них сточные воды последовательно проходят этапы очистки:

механический;
физико-химический;
биологический;
дезинфекцию (обеззараживание).

Механическая очистка удаляет нерастворимые примеси минерального происхождения – грубодисперсные и часть коллоидных. Для этого применяется следующее оборудование:

решётки (задерживают крупные загрязнения – тряпки, бумагу, мусор и прочие предметы, которые периодически удаляются с решётки ручным или механическим способом)
песколовки (удаляют загрязнения минерального происхождения – песок, шлак и прочие тяжёлые частицы с размерами 0,2-0,5 мм путём их осаждения за счёт снижения скорости проходящей через устройства воды)
отстойники (отделяют прочие виды примесей, часть которых оседает на дно отстойника, а часть – всплывает на поверхность, где происходит их удаление в зависимости от их характера с помощью жироловок, нефтеловушек, маслоотедлителей и т. п. устройств)

Физико-химический метод очистки основан на том, что при введении в сточную воду растворов некоторых реагентов образуются хлопья, способствующие осаждению взвешенных веществ.

Биологическая очистка применяется для извлечения из сточных вод мельчайших взвесей, не оседающих в отстойниках, а также коллоидов и растворённых веществ органического происхождения. В результате аэробных биохимических процессов происходит окисление и минерализация органических веществ.

Сооружения, очистка на которых происходит в условиях, близких к природным,

поля орошения (участки земли, предназначенные одновременно для очистки сточных вод и выращивания сельскохозяйственных культур)
поля фильтрации (участки земли, предназначенные только для фильтрации сточных вод)
биологические пруды (специальные водоёмы, в которых созданы условия для самостоятельного развития микроорганизмов, в частности планктонных водорослей, которые ассимилируют биогенные элементы и в результате процесса синтеза обогащают воду кислородом, необходимым при окислении органических веществ)

Устройства, специально сооружаемые для очистки сточных вод:

биологические фильтры (ёмкости, в которых сточная вода фильтруется через наполнитель, покрытый биологической пленкой, образованной колониями микроорганизмов, окисляющих органические вещества, загрязняющие воду);
аэротенки (резервуары, в которых сточные воды активно перемешиваются с кислородом и активным илом – колониями микроорганизмов, которые поглощают и окисляют органические вещества, загрязняющие воду)

Аэротенки позволяют очищать воду быстрее и глубже, однако, в отличие от биофильтра. требуют для работы постоянного подключения к источнику электроэнергии.

Дезинфекция – это обязательный процесс окончательной очистки сточных вод, поскольку никакие рассморенные выше методы очистки не обеспечивают 100% очистку от патогенных микроорганизмов. Дезинфекция осуществляется после биологической очистки во вторичных отстойниках, для её проведения используются методы: