Очистные сооружения — системы очистки сточных вод¶
Очистные сооружения — это комплексы инженерных объектов и оборудования, предназначенные для очистки сточных вод от загрязняющих веществ с целью их безопасного сброса в водоёмы, повторного использования или обезвреживания перед захоронением. Очистные сооружения являются обязательным элементом систем водоснабжения и водоотведения населённых пунктов, промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов.
¶Классификация
Очистные сооружения классифицируют по нескольким признакам.
По назначению:
- Муниципальные (коммунальные) — обслуживают населённые пункты, принимают бытовые сточные воды;
- Промышленные — очищают сточные воды производственных предприятий (металлургических, нефтехимических, пищевых и других);
- Локальные — предназначены для очистки стоков от отдельных зданий или небольших посёлков, не подключённых к центральной канализации;
- Специализированные — очищают воды определённого типа, например медицинские стоки или шахтные воды.
По способу очистки:
- Механические — задержание взвешенных частиц решётками, пескоуловителями, отстойниками;
- Физико-химические — флотация, коагуляция, флокуляция, сорбция, мембранные технологии;
- Биологические — разложение органических загрязнений микроорганизмами (аэротенки, биофильтры, анаэробные реакторы);
- Химические — нейтрализация кислот и щелочей, окисление, осаждение тяжёлых металлов;
- Термические — сжигание осадков и концентратов.
По глубине очистки:
- Первичная — механическое удаление взвешенных веществ и плавающих примесей;
- Вторичная — биологическая очистка органических загрязнений;
- Глубокая (тертичная) — обеззараживание, удаление азота и фосфора, мембранная фильтрация.
¶Принцип работы
Типовая городская станция очистки сточных вод работает в несколько последовательных стадий.
¶Механическая очистка
На входе стоки проходят через решётки, задерживающие крупные включения (мусор, тряпки, ветки). Затем в пескоуловителях осаждаются песок, шлак и другие тяжёлые минеральные частицы. После этого в первичных отстойниках взвешенные вещества оседают под действием силы тяжести, а жиры и масла удаляются с поверхности.
¶Биологическая очистка
Основная стадия, на которой органические загрязнения разрушаются микроорганизмами. В аэротенках активный ил — сообщество бактерий и простейших — в присутствии кислорода окисляет растворённые органические вещества до углекислого газа и воды. Альтернативный вариант — биофильтры, где микроорганизмы развиваются на загруженном материале. Для удаления азота и фосфора применяют аэротенки-сепараторы, анаэробно-аэротенки и химическое осаждение фосфора.
¶Обеззараживание и обработка осадка
Очищенная вода обеззараживается хлорированием, ультрафиолетом или озонированием. Осветлённая вода сбрасывается в водоём. Осадок, накапливаемый в отстойниках, обезвоживается, сбраживается в метантенках (с получением биогаза) и утилизируется — компостируется, захороняется на полигонах или сжигается.
¶Основные показатели эффективности
Эффективность очистных сооружений оценивают по степени удаления загрязнений, выражённой в процентах от исходной концентрации. Основные контролируемые параметры:
| Показатель | Обозначение | Единица измерения |
|---|---|---|
| Химическое потребление кислорода | ХПК | мг O₂/л |
| Биохимическое потребление кислорода | БПК₅ | мг O₂/л |
| Взвешенные вещества | ВВ | мг/л |
| Азот аммонийный | NH₄⁺ | мг/л |
| Фосфор общий | P | мг/л |
Согласно российским нормативам (СНиП, СанПиН, Водный кодекс РФ), сброс очищенных вод в поверхностные водоёмы допускается при соблюдении предельно допустимых концентраций (ПДК) по ряду показателей.
¶Очистные сооружения в России
В России эксплуатируется несколько тысяч муниципальных очистных сооружений, значительная часть которых построена в советский период и нуждается в модернизации. Крупнейшие объекты — Центральные очистные сооружения в Москве, Курортные и Северные очистные сооружения в Санкт-Петербурге, очистные сооружения в Новосибирске, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде.
В рамках национального проекта «Экология» и программы «Чистая вода» в 2020-е годы в России реализуется масштабная программа реконструкции очистных сооружений, направленная на перевод городов на технологию глубокой очистки сточных вод. Задача — обеспечить очистку стоков до нормативов, действующих в странах Евросоюза, и снизить загрязнение рек и озёр.
¶Применение и значение
Очистные сооружения решают несколько задач: предотвращают загрязнение поверхностных и подземных вод, защищают водоёмы от эвтрофикации, снижают риск заболеваний, передающихся водным путём, и позволяют возвращать очищенную воду в хозяйственный оборот. В промышленности очистные сооружения позволяют выполнять требования природоохранного законодательства и снижать плату за негативное воздействие на окружающую среду.
Развитие технологий очистки идёт в направлении увеличения глубины очистки, перехода на ресурсосберегающие процессы (получение биогаза, извлечение фосфора из осадка), внедрения мембранных и мокрых методов очистки, а также автоматизации управления процессами.
¶Источники
- Водный кодекс Российской Федерации
- СанПиН 2.1.3684-21 «Гигиенические нормативы качества воды поверхностных водных объектов»
- СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения»
- Муратова В. Ф. «Очистные сооружения городов»
- Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации»