СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

MODERN METHODS OF WASTE WATER PURIFICATION FROM MECHANICAL IMPURITIES

Nikolay Polikarpov

student, Department of Ecology of Technological Processes Egorievsk Technological Institute (branch) Moscow State Technological University "STANKIN",

Russia, Yegoryevsk

Galina Frolova

research supervisor, candidate of technical sciences, Department of Ecology of Technological Processes, Egorievsk Technological Institute (branch) Moscow State Technological University "STANKIN",

Russia, Yegoryevsk

АННОТАЦИЯ

В статье приведен обзор современного оборудования для очистки сточных вод. Определена роль воды в природе и жизни человека. Обозначена актуальность применения различных методов и оборудования для очистки сточных вод. Приведена классификация видов установок на разных этапах очистки сточных вод. Рассмотрено самое распространенное оборудование для очистки сточных вод. Исследование показало, что современное оборудование отличается высокой мощностью и низким энергопотреблением.

ABSTRACT

The article provides an overview of modern equipment for wastewater treatment. The role of water in nature and human life has been determined. The relevance of the use of various methods and equipment for wastewater treatment is indicated. The classification of types of installations at different stages of wastewater treatment is given. The most common equipment for wastewater treatment is considered. Research has shown that modern equipment is characterized by high power and low energy consumption.

Ключевые слова: вода, сточные воды, загрязнение, методы очистки, установки, оборудование.

Keywords: water, waste water, pollution, cleaning methods, installations, equipment.

Вода – главная составляющая массы тела всех живых организмов: в организме человека она занимает около 75%, в растительном организме – до 95%.

Роль воды в природе связана с тем, что именно в воде появились первые признаки жизни – первые организмы. Без нее не может существовать вся экосистема (животные, растения, птицы, бактерии). В атмосфере вода стабилизирует климат и погоду Земли. Также вода участвует в геологических процессах (почва, горы, холмы).

Что касается роли воды в жизни человека, то она выступает необходимой и незаменимой потребностью для жизни. Так, обмен веществ – одна из важнейших физиологических функций организма, которая не может обойтись без воды, что угрожает многим жизненно важным процессам организма. Также вода в организме человека обеспечивает передвижение крови по сосудам.

В питьевой минеральной воде содержится много различных химических веществ (Mg, Ca, K, Na, I, F, Si, F, Fe и P) и все они играют важную роль для организма человека. Состав химических элементов и минерализация воды зависит от источника, в котором она добывалась.

Защита водных ресурсов от истощения, загрязнения и их рациональное использование является одной из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Значительное влияние на повышение качества водооборота, может оказать внедрение высокоэффективных методов и оборудования для очистки сточных вод. Ведь сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу, преодолеть которую будет гораздо сложнее.

Следовательно, актуальной темой исследования на сегодняшний день выступает изучение очистных методов и современного оборудования для очистки сточных вод, так как они регулируют экологическую обстановку в России, и мире в целом.

Очистка сточных вод – процесс, целью которого выступает уничтожение либо разрушение вредных веществ и примесей, пребывающих в данных водах. Очистка воды заключается в ее осветлении, обесцвечивании, дезодорации и обеззараживании. Существуют разные методы очистки воды: химический, физико-химический, механический, биологический [1, с. 175].

На разных этапах очистки стоков используются следующие виды установок:

1. Механические представлены: решетками, песколовками, отстойниками, ситами, барабанными сетками, нефтеловушками, фильтр-прессами, фильтр-патронами.

2. Физико-химические включают: мешалки, усреднители, флотационные машины, фильтры с зернистой загрузкой, сепараторы и центрифуги, электролизеры, ионообменные фильтры, сорбционные блоки.

3. Биологические представлены: аэротенками, биореакторами, биофильтрами, метантенками, станциями биологической очистки.

4. Доочистка воды включает: ультрафильтационные системы (мембранные установки), барабанные и дисковые фильтры.

5. При дезинфекции используют: установки ультрафиолетового облучения, системы дозирования реагентов [2, с. 395].

Основное оборудование для очистки сточных вод работает в комплексе с: насосными станциями; аэраторами; воздуходувками; дренажными системами; конвейерами; уплотнителями; системами подачи воды.

Рассмотрим самые распространенные установки и системы.

В первую очередь применяются решетки – устройства, задерживающие крупный плавающий мусор, пропуская при этом сточные воды через стержни. Расстояние между стержнями определяет эффективность очистки (в основном, размер прозоров колеблется от 2 до 8 мм; если очищаются канализационные стоки, то показатель не превышает 16 мм).

Ключевые функции решеток состоят в: снижении нагрузок на этапе биологической очистки; защите оборудования от крупных частиц мусора; удалении крупных загрязнений [3, с. 77].

Следующий тип оборудования для механической очистки – песколовки. Это специальные устройства, которые позволяют удалить твердые и тяжелые примеси органического и минерального происхождения. К таким частицам относятся гравий, песок, битое стекло, строительный мусор, осколки костей и др.

Удаление таких примесей происходит за счет разной плотности воды и загрязнений. Песколовки делят на виды по направлению потоков на центробежные, вертикальные, горизонтальные и аэрируемые. Благодаря такой очистке из сточных вод не только удаляются частицы мусора, но и предотвращается повреждение приборов и оборудования.

Отстойник – это накопительный агрегат, в котором проводится процесс осаждения механических и взвешенных примесей. В первую очередь они удаляют органические загрязнения, но достаточно результативны и при устранении других примесей. Кроме того, применение отстойников позволяет снизить нагрузку при применении методов биологической очистки.

Процессы фильтрования происходят в двух типах оборудования:

1. Установки с неподвижной фильтрующей перегородкой: барабанные вакуум-фильтры, дисковые, картриджные фильтры патронного типа, ленточные вакуумные и листовые фильтры, фильтры-прессы. Такое оборудование улавливает крупные и мелкие частицы, часто их используют для выделения ценных веществ. Механические фильтры (сита, песко- и жироуловители) используются для грубой очистки.

2. Установки с зернистым (несвязным) фильтрующим слоем: напорные и безнапорные фильтры. Такие установки очищают большой объем промышленных сточных вод.

Однако не всегда фильтры справляются со своей задачей. Нередки такие проявления, как «запесочивание» и «заиливание». В таких ситуациях могут применяться гидроциклоны – устройства, которые используются для очистки стоков от мелких и твердых частиц. Процедура осуществляется под действием центробежной силы во вращающемся потоке. Главное отличие гидроциклонов –скорость разделения, определяющаяся высоким давлением на входе и острым углом на выходе агрегата. Гидроциклоны применяют для очистки сточных вод, сильно загрязненных песком.

Аэротенк – это система активного биологического очищения сточных вод, выполненная в форме прямоугольного резервуара с рядом дополнительных элементов. В процессе очистки через емкость пропускаются сточные воды, перемешанные с активным илом и насыщаемые кислородом. За счет данного смешения и осуществляется процедура биохимического окисления органической составляющей и, следовательно, очищения сточных вод [4, с. 41].

Флотаторы – установки, применяющиеся для физико-химической очистки, в ходе которой удаляются мелкодисперсные нерастворимые частицы. Во флотаторе образуется множество пузырьков воздуха или другого газа, которые поднимаются вверх и захватывают с собой примеси.

Флокуляторы – оборудование, использующееся на этапе физико-механической очистки сточных вод. В жидкость добавляют специальные вещества (флокуляторы), которые объединяются с загрязнениями, образуют хлопья и выпадают в осадок. Процесс происходит в смесителях разной конструкции: дырчатые; перегородчатые; шайбовые; вертикальные; механические с лопастными/пропеллерными мешалками.

Блок доочистки предназначен для глубокой очистки сточных вод с применением тонкослойной и зернистой загрузки. В емкость блока доочистки сток поступает после биологической очистки, а именно после очистки активным илом, который развивается на решетках блоков биологической загрузки. Данное оборудование простое по конструкции, вследствие этого маленькие эксплуатационные затраты, что сегодня является главным показателем.

Обезвоживатели осадка – это оборудование, с помощью которого из осадка удаляются излишки жидкости, а содержание твердых частиц повышается. Есть два вида подобного оборудования: шнековое и мешочное [5, с. 89].

Таким образом, качество оборудования определяет эффективность очистки сточных вод. Сегодня существует широкий комплекс оборудования для очистки сточных вод. Сначала сточные воды проходят через грубые фильтры, которые задерживают крупный мусор. Мелкодисперсные частицы осаждаются в смесителях или поднимаются вверх во флотаторах. В аэротенках и биореакторах микроорганизмы разлагают органику. Ультрафильтрационные системы доводят химический состав воды до норм ПДК.

Современное оборудование отличается высокой мощностью и низким энергопотреблением. Установки служат долгие годы, если их правильно эксплуатировать. Самое ценное – процесс очистки во многих случаях становится автономным и требует минимального контроля человека.

Список литературы:

1. Вертинский, А.П. Современные методы очистки сточных вод: особенности применения и проблематика [Текст] / А.П. Вертинский // Инновации и инвестиции. – 2019. – №1. – С. 175–182.
2. Капалев И.С. Прогрессивные методы очистки сточных вод [Текст] / И.С. Капалев, В.И. Тарасенко // Молодой ученый. – 2016. – №10. – С. 395–396.
3. Каракеян В.И. Очистные сооружения в 2 ч. Часть 1 [Текст]: учебник и практикум / В.Б. Кольцов, О.В. Кондратьева; под общей редакцией В.И. Каракеяна. – М.: Юрайт, 2019. – 277 с.
4. Кочетов, О.С. Технологическое оборудование для очистки сточных вод [Текст] / О.С. Кочетов, М.В. Сошенко, В.М. Зубкова// Инновационная наука. – 2017. – №11. – С. 40-42.
5. Цепляев, А.Н. Машины и оборудование для природообустройства и водопользования [Текст]: учебное пособие для вузов / А.Н. Цепляев, В.Г. Абезин, Д.В. Скрипкин. – М.: Юрайт, 2019. – 144 с.