7.1 Классификация методов очистки поверхностных сточных вод

Основные требования к очистке поверхностных сточных вод:

- правильное планировочное решение территории объекта, обеспечивающее полный прием поверхностного стока дождевой канализации;

- обеспечение очистными сооружениями приема расчетного количества сточных вод;

- надежность и экологичность очистных сооружений, наличие мероприятий по защите конструкции очистных сооружений от коррозии.

Основным показателем работы очистных сооружений является качество очистки. Промышленные и ливневые сточные воды перед сбросом в водоем или использованием на технические нужды, должны быть очищены до концентрации в них нефтепродуктов - 0,05 мг/л, взвешенных частиц - не более 10,5 мг/л.

Основные способы очистки: отстаивание, напорная или безнапорная фильтрация и сорбция.

Выбор технологической схемы аккумулирования и очистки ливневых, талых и смешанных вод производится на основании сопоставления качества исходной воды с требованиями к ее степени очистки.

Аккумулирующие резервуары станций рассчитываются на прием и первичное отстаивание наиболее загрязненной части стока.

Производительность основных фильтровальных сооружений определяется исходя из высоких нормативных требований по взвешенным веществам и нефтепродуктам при сбросе очищенных вод в поверхностные водотоки рыбохозяйственного назначения и допустимой по санитарно-биологическим условиям продолжительности откачки воды из заполненных аккумулирующих резервуаров.

Необходимость получения очищенной воды мутностью не более 1,5-3 мг/л перед сорбционными фильтратами глубокой доочистки для обеспечения их стабильной работы, наличие в весенний и зимне-осенний периоды высокоустойчивой коллоидной взвеси в поступающей на очистку воде с низкой температурой и щелочностью обосновывают включение реагентного хозяйства в технологическую схему очистки для возможности периодического использования коагулянтов и флокулянтов.

Подбор состава очистных сооружений и назначение основных технологических параметров их работы осуществляются на основании технологических исследований, проводимых на конкретном поверхностном стоке.

Приемный аккумулирующий резервуар выполняет одновременно функцию горизонтального отстойника.

К устройствам по осветлению поверхностных стоков относятся отстойники, гидроциклоны, песколовки, нефтеловушки, осветлители со взвешенным осадком, флотаторы, фильтры напорные и безнапорные с различными фильтрующими материалами. Установки для осветления и осаждения позволяют получить на выходе недостаточно осветленную сточную воду, дальнейшее снижение концентрации загрязнений осуществляется только в фильтрующих устройствах.

Наиболее эффективная очистка сточных вод повторного использования происходит в основном флотацией и фильтрованием.

Одним из современных направлений в области очистки нефтесодержащих стоков является флотация. В технологических схемах для очистки сточных вод используются установки напорной флотации. Недостатком этого метода является сложность конструктивного оформления, большие затраты электроэнергии.

Перспективным методом предварительной очистки природных и сточных вод является аэрация. Метод аэрации следует применяется также для интенсификации работы водоочистных сооружений и экономии коагулянта.

Для интенсификации осветления сточных вод и обеспечения более глубокой степени очистки, воду очищают способом фильтрования через различные загрузки из природных и синтетических материалов. В настоящее время прошли длительную промышленную проверку фильтры с загрузкой из песка, керамзита, пенополиуретана, пенополистирола, сипрона, древесной стружки и т.д.

Песчаные фильтры хотя и обеспечивают удаление основной массы загрязнений, но и имеют ряд недостатков: низкую производительность и сложность эксплуатации, трудоемкость частых операций по регенерации фильтрующего материала.

В качестве фильтрующей среды в практику очистки все более широко внедряются полимерные высокопористые полистирол и пенополиуретан. Применение синтетических материалов, пористость которых достигает 95%, позволяет существенно повысить скорость фильтрования, увеличить продолжительность фильтроцикла и осуществлять процесс очистки с меньшими затратами по сравнению с обычными зернистыми фильтрами, ограничением является производительность очистных сооружений.

На больших расходах применение полиуретановой загрузки нецелесообразно.

Для удаления нефтепродуктов применяют также кассетный фильтр с загрузкой из сипрона. Его недостаток - трудоемкая операция по извлечению кассет и замене сипрона, который относится к труднорегенерируемым материалам, что требует дополнительного запаса “чистого” и “утилизации грязного”.

Хорошо зарекомендовали себя для удаления из стока тонкодисперсной взвеси фильтры с плавающей загрузкой. В качестве фильтрующего материала на фильтрах с плавающей загрузкой используют вспененный пенополистирол.

Обзор схем показал, что все технологические схемы, применяемые для очистки стоков, основу которых составляют взвешенные вещества и нефтепродукты, можно классифицировать на:

- реагентные;

- безреагентные.

Технологические схемы, относящиеся к реагентным, имеют в своем составе реагентное хозяйство. Такие очистные сооружения сложны, требуют реагентной обработки воды с применением коагулянта, что приводит к повышению капитальных затрат и эксплуатационных расходов, что как следствие повышает себестоимость очищенных стоков. Для их размещения требуются значительные территории.

Отстаивание стока поверхностных вод способствует снижению его биохимической потребности в кислороде (БПК). Значительная часть органических веществ содержится в стоке в нерастворенном виде и при отстаивании выпадает в осадок.

Для поверхностного стока, содержащего растворенные органические загрязнения, соединения азота, а также специфические вещества в концентрациях, многократно превышающих ПДК, в сочетании с традиционными используются биологические методы очистки. В мировой практике для очистки и доочистки поверхностного стока широко распространены биологические пруды, биологические плато, почвенные фильтры, фильтры с геотекстильной загрузкой (создающей условия для развития микроорганизмов), совместная очистка поверхностного и бытового стоков в биофильтрах и реакторах периодического действия.

Известно, что для удаления растворенных органических загрязнений и соединений азота наиболее эффективны биологические методы, однако поверхностные сточные воды, как правило, являются слабоконцентрированными, их БПК не превышает 70-80 мг/л. Сток характеризуется высокой не стационарностью по концентрациям загрязнений, температуре и расходам, поэтому сооружения типа аэротенков со свободноплавающим активным илом для его очистки не эффективны.

Наибольшее распространение при очистке стоков мойки автотранспорта и поверхностных стоков получили очистные сооружения, построенные по типовым проектам института Гипроавтотранс.

Как показала эксплуатация, сброс сливной воды после гидроциклонов в голову очистных сооружений приводит к ухудшению их работы, поэтому необходима предварительная очистка воды через крупнозернистые фильтры dэкв.=1,5...1,7 мм, высота слоя загрузки Н=1,0 м, скорость фильтрации Vф=7 м/ч. Регенерация загрузки фильтра осуществляется путем замены 200-300 мм верхнего загрязненного слоя.

В технологической схеме вода поступает в приемный резервуар, из которого насосом подается на гидроциклоны. Выделившиеся примеси минерального происхождения отводятся в песковой бункер, а осветленная вода под остаточным напором поступает в многокамерный флотатор. Для повышения эффективности очистки добавляют 70-200 мг/л .При этом содержание нефтепродуктов в очищенном стоке не превышает 10-20 мг/л, тогда как без применения коагулянта 20-50 мг/л.

Институтом “Мосводоканалниипроект” разработаны безреагентные технологические схемы, проекты установок “Кристалл” с батареями производительностью 10,30,60,90 и 120 м³/ч.

Установка “Кристалл” содержит приемный резервуар сточных вод, насос подачи сточных вод, фильтр с плавающей загрузкой, бункер-сборник осадка, блок А очистки сточных вод от нефтепродуктов с камерой грубой (первичной) очистки воды, блок вторичной очистки сточных вод от нефтепродуктов для окончательной очистки сточных вод, сборник очищенной воды, и сборник нефтеотходов.

Основным недостатком установки является применение в качестве фильтрующих элементов загрузок синтетических нетканых материалов (таких, как сипрон, водопрон, синтепон и т.д.), которые плохо поддаются регенерации и требуют частой замены.

Торговый дом "Инженерное оборудование" разработал и организовал производство установок "Свирь" для очистки дождевых сточных вод с территории. Производительность установки “Свирь ” Q=1,5; 2,5; 5, 10, 20 л/с. Сточные воды, содержащие взвешенные вещества (в основном песчаные и глинистые частицы, а также нефтепродукты в количестве соответственно 300-500 и 10-50 мг/л), собираются в дождеприемном колодце, а затем поступают в насосную установку, проходят контейнер для задержания крупных включений, далее с помощью погружного насоса перекачиваются в блок очистки, где поступают в пескоулавливающий бункер, затем - в отстойник (вначале в зону предварительного отстаивания, затем - в тонкослойный блок). Осветленная вода сливается в фильтр. Установка выполняется из листовой стали толщиной 5мм, защищенной антикоррозионным покрытием. Тонкослойный блок изготавливается из оцинкованной стали. Пенополистирольная загрузка состоит из вспененных гранул полистирола.