Накануне проведения биологической, физико-химической чистки стоков важно провести их механическую обработку. Главная ее задача – очистить стоки от минеральных и органических соединений, которые несут опасность человеку, окружающей среде. Для проведения такого процесса используются различные современные методы. Они отличаются высокой эффективностью, требуют применения специальных сооружений и установок.
Механическая очистка сточных вод исключает забивание трубопроводов, снижает нагрузку на стадии биологической очистки и физико-химической доочистки
Описание
Механическая очистка сточных вод проводится с целью устранения из загрязненной жидкости нерастворимых твердых включений. Зависимо от объема стоков и степени их загрязнения, она требует применения определенных очистных конструкций. Они созданы специально для изъятия грубых отходов путем фильтрации, дробления на частички, подготовки стоков к дальнейшей переработке.
Механические методы очистки сточных вод изобретены давно, тем не менее до сих пор сохраняют свою актуальность. Основные их преимущества – простота, доступная стоимость. Среди минусов важно указать такие:
- нельзя устранить металлы, газовые накопления, хлорорганические соединения;
- фильтры засоряются слишком быстро;
- процедура занимает много времени.
Современные нанотехнологии позволяют механическим способом очищать стоки даже от мелких взвешенных частичек.
Механическая очистка сточных вод предполагает воздействие на примеси гравитационной или центробежной силой, не подразумевает использование химических реагентов
Методы механической очистки
Первичное механическое очищения стоков позволяет удалить из жидкости мелкодисперсные взвеси (70%), крупные частицы (95%). Область его применения достаточно широка – очистные станции, промышленные предприятия, независимые канализации для частных домов, иные объекты.
Процеживание
Считается самым простым методом механической очистки сточных вод. Стоковая жидкость процеживается посредством решеток и сит. Последние монтируются прямо перед отстойником. Это позволяет отловить крупные включения, взвешенные частички.
Последовательность процедуры такая:
- Стоки пропускаются сквозь сетку, которая задерживает крупные элементы, волокнистые примеси.
- Затем вода направляется к ситу, вылавливающему мелкие загрязняющие включения.
На выходе вышеописанной системы зачастую устанавливаются микропроцеживатели. Их задача – дополнительно вылавливать нерастворенные микроскопические частицы.
Отстаивание
Удалить из стоков взвешенные вещества, устранить всплывающие примеси возможно путем отстаивания. Оно заключается в использовании гравитационных и центробежных сил. Под их воздействием тяжелые частицы собираются на дне, легкие поднимаются на поверхность жидкости.
Стоки в механических устройствах для отстаивания перемещаются медленно. Такая скорость не препятствует оседанию частиц. Для повышения эффективности процесса используются различные реагенты (например, коагулянты, флокулянты). Последние способствуют соединению мелких примесей в более крупные. Тяжеловесные включения опускаются интенсивнее.
Фильтрование
Загрязненная жидкость пропускается сквозь пористый материал, содержащий меленькие примеси. Вместо фильтров зачастую служат:
- песок, щебень, гравий;
- сеточки;
- хлопчатобумажные, полипропиленовые материалы.
Для более тщательного очищения предназначены мембраны обратного осмоса. Через такие конструкции проникает только чистая вода.
Внимание! Механическая очистка промышленных сточных вод – дешевый и доступный способ устранения загрязнений из жидкости.
Технология отстаивания оправдывает себя в замкнутых системах водоснабжения, встречающихся на химических и металлургических предприятиях
Устройства и сооружения для механической очистки
В зависимости от степени загрязнения сточных вод, для их очищения используются всевозможные установки. Между собой они отличаются по эффективности, сложности применения, прочих характеристиках.
Решетки
Задерживают самые крупные загрязнения, содержащиеся в стоках. Состоят они из железных прутиков, каждый из которых приварен к рамке. Мусор с устаревших моделях решеток собирается ручным способом. Новые разновидности оснащаются автоматическими приспособлениями – граблями. Они располагаются поверх решетчатых конструкций, в процессе работы удаляют мусорные накопления с ячеек, перемещают его в камеру для обезвоживания.
Самое технологичное приспособление механической очистки сточных вод – эффективные решетки-дробилки. Сначала они задерживают загрязнения, затем их тотчас же измельчают. В результате такой процедуры существенно уменьшается объем отходов.
Для удаления крупных плавающих отходов используется пропускание стоков через решетки
Песколовки
Очищают стоки от примесей, по весу равных песку. Плотность подобных частиц превышает жидкостную, потому они в любом случае опускаются на дно. Учитывая направление перемещения водного потока, песколовки разделяют на: круговые, горизонтальные и тангенциальные.
Высокой результативностью характеризуются аэрируемые песколовки с дополнительной подачей воздуха. Под воздействием мощных воздушных потоков жидкость закручивается спиралью, одновременно песок собирается на дне. Такие устройства обеспечивают минимальное вхождение органических компонентов в осадок. Благодаря этому он не подвержен гниению.
Принцип действия тангенциальной песколовки основывается на разделении сточной жидкости и грубодисперсных взвешенных веществ под действием гравитационных сил
Отстойники
Сооружения предназначены для устранения примесей, остающихся после песколовок. Принцип функционирования отстойников практически такой же: жидкостный поток проходит через агрегат, частички собираются на дне. В зависимости от направления перемещения стоков, все накопительные емкости разделяют на:
- вертикальные;
- горизонтальные;
- радиальные.
По назначению такие устройства бывают:
- первичные – применяются на начальном этапе переработки стоков;
- вторичные – устраняют излишний ил, биопленку после завершения биологической обработки.
Совет! Чтобы отстойник функционировал более эффективно, его рекомендуется дополнить преаэратором либо тонкослойными модулями.
Для проведения процессов отстаивания используют горизонтальные емкостные аппараты круглого или прямоугольного сечения с выгрузкой осадка в нижней части
Иловые площадки
Предназначены для просушивания сильно увлажненного осадка из отстойников, метатенков, прочих сооружений аналогичного назначения. Иловая площадка сушится до тех пор, пока влажность отбросов не достигнет 75%. При этом их объем уменьшается в несколько раз.
Внешне иловая площадка – небольшой земельный участок, окруженный валками из земли. Осадок на огражденную территорию наливается послойно. Со временем одна часть жидкости испаряется, иная – проникает в почву. Подсушенный осадочный материал убирают на дальнейшую переработку. Иловая вода перенаправляется на очистные сооружения.
Иловые площадки бывают двух типов: на первых обезвоживание происходит естественным путем, на вторых сушка осадка обеспечивается искусственно созданными условиями
Маслонефтеуловители и жировые ловушки
Если стоковые воды содержат значительное количество жиров и нефтепродуктов, их важно удалить на начальном этапе (перед решетками). Иначе в случае понижения температуры жиры способны преобразоваться в полутвердые агломераты, накапливаться на решетчатых конструкциях, стенках труб, прочих выступающих деталях оборудования.
Жировые загрязнения обычно всплывают на водную поверхность, формируя при этом сплошную пленку. Для их устранения применяют жироловки – прямоугольные устройства, снабженные множеством козырьков, переливов. Последние исключают перемещение жирового слоя вместе со стоками. Он убирается скребками.
Обычно нефтеловушки сочетаются с пескоуловителями в одном корпусе, чтобы избежать проблем с удалением твердых частиц и осадка
Гидроциклоны
Представляют собой механические установки, внутри которых подаваемый жидкий поток закручивается воронкой. Под влиянием центробежной силы стоки разделяются на воду, твердые загрязнения. Если сравнивать с тангенциальными песколовками, то гидроциклоны считаются более эффективными: создают большую скорость жидкостного перемещения, обладают максимальной разделяющей способностью.
Для надлежащего функционирования гидроциклонов требуется входное давление жидкости в пределах 3-5 атмосфер. Чтобы создать его, зачастую необходим монтаж системы насосов.
Механические методы очистки сточных вод реализуются на специализированном оборудовании, отличаются по принципу действия.
Напорные гидроциклоны предназначены для выделения взвешенных веществ из жидкости под действием центробежных сил
Видео описание
Механическая очистка воды
Другие методы очищения стоков
Когда механический способ очистки загрязненной жидкости не обеспечил надлежащее качество сточных вод, впоследствии применяются дополнительные переработки.
Биологические
Из жидкости удаляются примеси, оставшиеся после ранее проведенной обработки. Зачастую это азот, фосфор, прочие элементы.
Биологические методы очистки основаны на разложении органических включений микроорганизмами, которые пребывают в очистных устройствах.
Физико-химические
Позволяют одновременно убрать из загрязненной жидкости растворенные вещества, нерастворимые примеси. Такие способы показывают лучший результат, чем биологическая и механическая очистка сточных вод. Потому они востребованы в тех случаях, когда требуется высококачественная вода: к примеру, при ее вторичном применении.
При физико-химическом очищении используются следующие сложные процессы: экстракция, флотация, электролиз, нейтрализация.
Переработка осадка
Если осадочный материал надолго остается в накопителе, то со временем начинается процесс загнивания. Предупредить его поможет дополнительная обработка, в результате которой получается безопасная сухая масса, вторичное сырье.
Основные методы перерабатывания осадка:
- сбраживание;
- прессование;
- стабилизация;
- температурное, реагентное воздействие.
Обезвоживание осадочных веществ производится в специальных агрегатах, на иловых площадках.
В соответствии с действующим законодательством все сточные воды перед сбросом в водоем должны подвергаться очистке от примесей
Видео описание
Первичная механическая очистка сточных вод
Заключение
При первичной обработке загрязненной жидкости зачастую используются механические методы очистки сточных вод. Они бывают нескольких разновидностей, отличаются высокой эффективностью. Выбор оптимального способа большей частью зависит от состояния стоков, их особенностей. Если стоковая жидкость загрязнена чрезмерно, механическая очистка позволяет подготовить ее к последующим ступеням переработки. Благодаря ей используемые очистные сооружения не забиваются взвесью, работают более эффективно.