Войти
Станция очистки сточных вод в Куксхафен, Германия Очистка сточных вод - это процесс, используемый для удаления загрязняющих веществ из сточных вод или сточных вод и преобразования их в сточные воды, которые могут быть возвращены в круговорот воды с приемлемым воздействием на окружающую среду или повторно использованы для различных целей (так называемый регенерация воды ). Процесс очистки происходит на очистных сооружениях (КОС), также называемых установками для восстановления водных ресурсов (WRRF) или очистными сооружениями (STP) в случае бытовых сточных вод. Загрязняющие вещества в сточных водах удаляются, конвертируются или разлагаются в процессе очистки.
Очистка сточных вод является частью общей области санитарии. Санитария также включает удаление человеческих отходов и твердых отходов, а также удаление ливневых стоков (дренаж). Основным побочным продуктом очистных сооружений является осадок сточных вод, который обычно обрабатывается на той же или другой установке для очистки сточных вод. Биогаз может быть другим побочным продуктом, если используются процессы анаэробной очистки.
Процессы очистки сточных вод включают физические процессы, такие как отстаивание или флотацию, и биологические процессы, такие как аэрированные лагуны, активный ил или биопленки в капельные фильтры. Другие физические методы, такие как фильтрация через сита, могут использоваться в особых случаях, таких как обезвоживание осадка сточных вод.
Для того чтобы сточные воды были эффективными, сточные воды должны направляться на очистные сооружения по соответствующим трубопроводам и инфраструктуре, а сам процесс должен подлежать регулированию и контролю. Некоторые сточные воды требуют специальных методов очистки. На самом простом уровне очистка сточных вод и большинства сточных вод осуществляется путем отделения твердых веществ от жидкостей, обычно путем осаждения. Посредством постепенного превращения растворенного материала в твердые частицы, обычно биологические хлопья, которые затем осаждаются, образуется отходящий поток все большей чистоты.
Осветлители широко используются для очистки сточных вод. Разделение фаз переводит примеси в неводную фазу. Разделение фаз может происходить в промежуточных точках последовательности обработки для удаления твердых частиц, образующихся во время окисления или полировки. Смазку и масло можно использовать для получения топлива или омыления. Твердые частицы часто требуют обезвоживания ила на очистных сооружениях. Варианты утилизации высушенных твердых веществ зависят от типа и концентрации примесей, удаляемых из воды.
Первичный отстойник на водоочистной станции в Дрезден-Кадитце, Германия Твердые частицы, такие как камни, песчинки и песок могут быть удалены из сточных вод с помощью силы тяжести, когда разница плотности достаточна для преодоления дисперсии за счет турбулентности. Обычно это достигается с помощью канала для зерен, предназначенного для обеспечения оптимальной скорости потока, которая позволяет песке оседать и переносить другие менее плотные твердые частицы на следующую стадию обработки. Гравитационное разделение твердых частиц - это первичная обработка сточных вод, где единичный процесс называется «первичные отстойники» или «первичные отстойники». Он также широко используется для очистки других сточных вод. Твердые вещества более плотные, чем вода, будут накапливаться на дне спокойных отстойников. Более сложные осветлители также имеют скиммеры для одновременного удаления плавающего жира, такого как мыльная пена, и твердых частиц, таких как перья, древесная стружка или презервативы. Такие контейнеры, как сепаратор масла и воды API, специально разработаны для отделения неполярных жидкостей.
Окисление снижает биохимическую потребность в кислороде сточные воды и могут снизить токсичность некоторых примесей. Вторичная обработка превращает органические соединения в диоксид углерода, воду и твердые биологические вещества. Химическое окисление широко используется для дезинфекции.
Аэротенк для процесса активного ила на станции очистки сточных вод в Дрезден-Кадиц, Германия Вторичная обработка посредством биохимического окисления растворенные и коллоидные органические соединения широко используются при очистке сточных вод и применимы для некоторых сельскохозяйственных и промышленных сточных вод. Биологическое окисление будет предпочтительно удалять органические соединения, полезные в качестве корма для обработки экосистемы. Концентрация некоторых менее усвояемых соединений может быть снижена совместным метаболизмом. Эффективность удаления ограничивается минимальной концентрацией пищевых продуктов, необходимой для поддержания экосистемы обработки.
Химическое (включая электрохимическое) окисление используется для удаления некоторых стойких органических загрязнителей и концентрации, остающиеся после биохимического окисления. Дезинфекция путем химического окисления убивает бактерии и микробные патогены путем добавления озона, хлора или гипохлорита в сточные воды.
Полировка относится к обработке, выполненной в соответствии с вышеуказанными методами. Эти методы очистки могут также использоваться независимо для некоторых промышленных сточных вод. Регулировка химического восстановления или pH сводит к минимуму химическую реакционную способность сточных вод после химического окисления. Фильтрация углем удаляет оставшиеся загрязнения и примеси путем химической абсорбции на активированном угле. Фильтрация через песок (карбонат кальция) или тканевые фильтры является наиболее распространенным методом очистки городских сточных вод.
Доля бытовых сточных вод, которые подвергаются безопасной очистке (в 2018 г.) На глобальном уровне во многих странах по-прежнему отсутствует надлежащая очистка сточных вод. По этой причине Цель 6 в области устойчивого развития содержит Задачу 6.3, которая сформулирована следующим образом: «К 2030 году улучшить качество воды за счет сокращения загрязнения, устранения сброса и минимизации выбросов опасных химикатов и материалов, сократив вдвое долю неочищенные сточные воды и существенное увеличение объемов переработки и безопасного повторного использования во всем мире ». Соответствующий показатель 6.3.1 - это «доля безопасно очищенных сточных вод» (см. Карту справа на 2018 год).
Очистные сооружения можно различать по типу очищаемых сточных вод, то есть будь то сточные воды, промышленные сточные воды, сельскохозяйственные сточные воды или фильтрат.
Обзор станции очистки сточных вод Антверпен-Зёйд, расположенной на юге агломерации Антверпен (Бельгия) Типичная муниципальная станция очистки сточных вод в промышленно развитой стране может включать первичная обработка для удаления твердого материала вторичная обработка для переваривания растворенного и взвешенного органического материала, а также питательных веществ азота и фосфора и - иногда, но не всегда - дезинфекция для уничтожения патогенных бактерий. осадок сточных вод, который образуется на очистных сооружениях, проходит очистку осадка. В крупных муниципалитетах часто есть предприятия, сбрасывающие промышленные сточные воды в муниципальную канализационную систему. Термин «установка для очистки сточных вод» иногда заменяется термином «установка для очистки сточных вод». Сточные воды также можно обрабатывать способами с использованием «природных растворов ».
Третичная очистка - это термин, применяемый к методам полировки, используемым после традиционной последовательности очистки сточных вод. Третичная очистка все чаще применяется в промышленно развитых странах, и наиболее распространенными технологиями являются микрофильтрация или синтетические мембраны. После мембранной фильтрации очищенные сточные воды практически неотличимы от питьевых вод природного происхождения (без минералов). Нитраты могут быть удалены из сточных вод с помощью естественных процессов на заболоченных территориях, а также путем микробной денитрификации. Популярность очистки сточных вод озоном также растет, и для нее требуется использование генератора озона, который обеззараживает воду, поскольку пузырьки озона просачиваются через резервуар. Последней и очень многообещающей технологией очистки является использование аэробного гранулирования.
предварительной очистки поверхностных вод Удаление сточных вод промышленных предприятий - сложная и дорогостоящая проблема. Большинство нефтеперерабатывающих заводов, химических и нефтехимических заводов имеют собственные средства для очистки сточных вод, чтобы концентрации загрязняющих веществ в очищенных сточных водах соответствовали местным и / или национальным нормам, касающимся сброса сточных вод в общественные очистные сооружения или реки, озера или океаны. Построенные водно-болотные угодья используются во все большем количестве случаев, поскольку они обеспечивают высококачественную и продуктивную очистку на месте. Другие производственные процессы, при которых образуется много сточных вод, такие как производство бумаги и целлюлозы, вызвали озабоченность в отношении окружающей среды, что привело к разработке процессов повторного использования воды на заводах до того, как они будут очищены и утилизированы.
Промышленные очистные сооружения требуются там, где муниципальные очистные сооружения недоступны или не могут надлежащим образом очищать определенные промышленные сточные воды. Промышленные очистные сооружения могут снизить затраты на сырую воду за счет преобразования выбранных сточных вод в очищенную воду, используемую для различных целей. Промышленные очистные сооружения могут снизить плату за очистку сточных вод, взимаемую муниципальными очистными сооружениями, путем предварительной очистки сточных вод для снижения концентраций загрязняющих веществ, измеряемых для определения платы за пользование.
Хотя эффект масштаба может способствовать использованию Для крупных городских очистных сооружений для удаления небольших объемов промышленных сточных вод очистка и утилизация промышленных сточных вод могут быть менее дорогостоящими, чем правильно распределенные затраты на большие объемы промышленных сточных вод, не требующие стандартной последовательности очистки сточных вод на небольших муниципальных очистных сооружениях.
Установка для очистки промышленных сточных вод может включать в себя одно или несколько из следующих, а не обычные первичные, вторичные и дезинфекционные последовательности обработки сточных вод:
очистка сельскохозяйственных сточных вод для непрерывных операций с животными в закрытом помещении, таких как производство молока и яиц, может выполняться на заводах с использованием механизированных очистных устройств, подобных тем, которые описаны в разделе «Промышленные». Сточные Воды; но там, где есть земля для прудов, отстойники и факультативные лагуны могут иметь более низкие эксплуатационные расходы в условиях сезонного использования из-за циклов разведения или сбора урожая.
Очистные сооружения для фильтрата используются для очистки фильтрата с свалок. Варианты очистки включают: биологическую очистку, механическую очистку с помощью ультрафильтрации, очистку фильтрами с активированным углем, электрохимическую обработку, включая электрокоагуляцию с помощью различных запатентованных технологий и фильтрацию через мембрану обратного осмоса с использованием технологии дискового модуля.
Хотя утилизация или повторное использование происходит после обработки, она должна рассматриваться в первую очередь. Поскольку удаление или повторное использование являются целями очистки сточных вод, варианты удаления или повторного использования являются основой для решений по очистке. Приемлемые концентрации примесей могут варьироваться в зависимости от типа использования или места утилизации. Транспортные расходы часто делают приемлемые концентрации примесей зависимыми от места захоронения, но дорогостоящие требования к обработке могут способствовать выбору места захоронения на основе концентраций примесей. Удаление в океан регулируется требованиями международных договоров. Международные договоры могут также регулировать сброс в реки, пересекающие международные границы. Водные объекты, полностью находящиеся в юрисдикции одного государства, могут подпадать под действие постановлений нескольких местных органов власти. Приемлемые концентрации примесей могут широко варьироваться в разных юрисдикциях для сброса сточных вод в пруды-испарители, инфильтрационные бассейны или нагнетательные скважины.
Государства-члены Европейского Союза обслуживают и эксплуатируют очистные сооружения в соответствии с Директивой по очистке городских сточных вод, которая устанавливает стандарты как для очистки, так и для удаления сточных вод для сообществ с населением более Эквивалент 200 человек. Каждое государство-член обязано ввести в действие требования директивы через соответствующее местное законодательство. Эта директива также связана с Директивой по водам для купания и экологическими стандартами, установленными в Рамочной директиве по воде, которые предназначены для защиты всех законных конечных пользователей принимающей среды.
Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и государственные природоохранные агентства устанавливают стандарты сточных вод в соответствии с Законом о чистой воде. Точечные источники должны получить разрешение на сброс поверхностных вод через Национальную систему ликвидации сброса загрязнителей (NPDES). Точечные источники включают промышленные предприятия, муниципальные органы власти (очистные сооружения и системы ливневой канализации ), другие государственные объекты, такие как военные базы, и некоторые сельскохозяйственные объекты, такие как животноводческие откормочные площадки.
EPA устанавливает основные национальные стандарты сточных вод:
Эти стандарты включены в разрешения, которые могут включать дополнительные требования к очистке для отдельных предприятий, разрабатываемые в индивидуальном порядке. Разрешения NPDES необходимо продлевать каждые пять лет. EPA уполномочило 47 государственных агентств выдавать и обеспечивать выполнение разрешений NPDES. Региональные офисы EPA выдают разрешения для остальной части страны.
Сбросы сточных вод в подземные воды регулируются Программой контроля подземных закачек (UIC) в рамках Закон о безопасной питьевой воде. Разрешения UIC выдаются 34 агентствами штата и региональными офисами EPA.
Финансовая помощь для улучшения очистных сооружений доступна правительствам штата и местным органам власти через Оборотный фонд штата «Чистая вода», минимальный Программа процентного кредитования.
