Канализационные стоки – это неизбежный побочный продукт любого производства. И не только производства: деревенский дом под Жмеринкой, Адмиралтейство в Петербурге и Букингемский дворец в Лондоне объединяет то, что они… да-да, производят сточные воды.
Вы никогда не задумывались о том, куда потом деваются эти стоки? Эта статья, собственно, и посвящена рассказу о способах их утилизации.
Прокладка канализационного коллектора.
Классификация
Сточные воды классифицируются по ряду признаков. Способ утилизации зависит от их происхождения и состава. Какие варианты возможны?
Происхождение
- Промышленные стоки. Нередко они содержат токсичные или агрессивные вещества. В зависимости от состава они могут утилизироваться непосредственно на производстве или сливаться в общую городскую систему канализации.
- Хозяйственно-бытовые стоки опасны, прежде всего, в плане биологического заражения: органика – питательная среда для бесчисленных видов бактерий. Их утилизацией занимаются городские канализационные сооружения для очистки стоков.
Уточним: там, где центральной канализации нет, сточные воды либо периодически вывозятся на очистные сооружения ассенизационным транспортом, либо утилизируются на месте после отделения твердых фракций.
- Поверхностные сточные воды (дождевая и талая вода) отводятся через систему ливневой канализации. Как правило, дождевая канализация и водостоки сбрасывают воду в любой местный водоем без предварительной очистки: степень их загрязненности не выше, чем у дождевой воды, сливающейся в тот же водоем естественным путем.
Содержимое ливневки сбрасывается в водоем или на рельеф без очистки.
Состав
Если состав бытовых сточных вод более или менее постоянен, то в случае промышленных стоков все сложнее.
Стоит выделить:
- Воды с минеральными загрязнениями;
- Стоки, загрязненные органикой;
- Смешанные загрязнения.
Кроме того, способ очистки в большой степени определяется степенью загрязнения: количество примесей в 200 мг/л и в 30000 мг/л, очевидно, требуют принципиально разного подхода.
Сильнозагрязненные стоки.
Разумеется, влияет на выбор метода очистки и содержание токсичных веществ, кислот, щелочей, наличие специфических запахов.
Приведем ориентировочный состав стоков для фабрики по первичной переработке шерсти для производства тканей.
Описание
Содержание, мг/л
Плотный остаток
33500
Из них – нерастворимые взвеси
28000
Аммонийный азот
210
Жиры
7800
Это далеко не худший из возможных вариантов; однако стоки с таким составом, очевидно, нельзя просто сбросить на рельеф или в водоем.
Учет
В случае бытовых стоков их количество с минимальной погрешностью равно расходу воды, который легко может быть учтен водосчетчиками. Как правило, владельцу частного дома выставляется общий счет – за расход воды и услуги по водоотводу.
Стоимость услуг по водоотведению определяется по показаниям водосчетчика.
С предприятиями все заметно сложнее. Помимо того, что многие из них используют собственные водозаборы – объем стоков часто соотносится с количеством израсходованной воды нелинейно. Хотя бы за счет того, что использующаяся в некоторых технологических процессах для охлаждения вода чуть менее чем полностью превращается в пар.
Вместе с тем те предприятия, состав сточных вод которых позволяет утилизировать их через общую канализацию, создают серьезную нагрузку на городские очистные сооружения. Вполне логичным будет вести учет канализационных стоков с помощью специальных устройств. Как они устроены?
Безнапорные системы
В самотечной канализации счетчик канализационных стоков представляет собой устройство для измерения мгновенного уровня жидкости в трубе известного сечения. Зная уровень в каждый конкретный момент, нетрудно вычислить средний расход за единицу времени.
Для измерения уровня сточных вод может использоваться несколько физических механизмов:
Схема
Описание
Ультразвуковая
Уровень жидкости влияет на акустические характеристики трубы: скорость распространения колебаний в воде и в воздухе различается. Регистрация запаздывания звука даст достоверную картину текущего уровня жидкости.
Электромагнитная
Загрязненная жидкость с высоким содержанием солей представляет собой электролит, способный взаимодействовать с электромагнитным полем прибора. По его изменениям можно судить о расходе стоков.
Рычажная
Технологически этот метод измерения наиболее прост: уровень жидкости измеряется по положению поплавка, связанного коромыслом с измерительной частью прибора.
Ультразвуковой расходомер.
Любопытно: результат измерений, выполненных любым из приведенных способов, будет достоверным лишь при идеально чистой трубе.
Накопление твердых фракций, заиливание и любые другие препятствия на пути жидкости заставят прибор показывать завышенные значения.
Напорные системы
Как может работать счетчик на напорной канализации?
Так же, как измерительный прибор на любой магистрали водоснабжения.
Что делает насос для перекачки канализационных стоков?
Дальше нам поможет закон Бернулли: статическое давление в потоке жидкости обратно пропорционально его скорости.
Наглядная демонстрация действия закона Бернулли.
Достаточно пропустить стоки через трубу переменного диаметра – и по изменению давления в ней можно будет оценить скорость потока. При известной скорости и сечении расчет расхода жидкости – дело минутное.
Очистка
Как очищаются стоки различного состава?
Городские очистные сооружения
Вначале познакомимся с этапами очистки бытовых стоков, попавших в городскую канализацию.
Бассейны – отстойники на очистных сооружениях.
Промышленные стоки
Для очистки промышленных сточных вод, помимо уже перечисленных, может использоваться еще несколько решений.
- Агрессивные вещества нередко нейтрализуются соответствующими реактивами. Так, для отходов с большим содержанием кислот в качестве нейтрализующей их добавки может использоваться каустическая сода.
- Термическая утилизация отходов, содержащих углеводороды, подразумевает их распыление и сжигание в печах и горелках. Вода испаряется, а потенциально опасные составляющие разлагаются до углекислоты и воды.
Работа факельной установки по сжиганию жидких отходов.
- Токсичные взвеси могут выделяться из отходов центрифугированием: они оседают на стенках вращающегося с большой скоростью барабана.
Автономная канализация
Как выполняется очистка канализационных стоков в частном доме?
Наиболее эффективное решение – компактная станция биологической очистки канализационных стоков, использующая аэробное разложение. Она позволяет добиться степени очистки в 95-98%.
На фото – станция глубокой биологической очистки Оазис.
Принцип работы покажется нам знакомым:
Цена станции глубокой очистки, однако, понравится далеко не каждому владельцу коттеджа. Отсюда – популярность канализационных септиков, изготовленных своими руками.
Инструкция по их сооружению довольно проста:
Отстойники нуждаются в периодической чистке, однако она требуется лишь раз в один-два года.
Схема двухкамерного септика.
Заключение
Разумеется, небольшая статья не претендует на полный охват всех возможных методов очистки жидких отходов. Дополнительную информацию читатель, как обычно, сможет найти в видео в этой статье. Успехов!