Установка очистки ливневых вод: характеристики, особенности работы

Очистные сооружения стоков удаляют нефтепродукты и взвешенные вещества, очищая ливневые воды до тех требований, которые предъявляются к сбросу их в водоёмы любой категории либо прямо на рельеф. Приспособления для очистки разработаны самые разнообразные, потому что предъявляемые к чистоте требования тоже отличаются друг от друга. Установка очистки ливневых вод может использовать метод сорбционной, физико-химической или механической обработки стока, но она всегда должна обезвреживать и очищать воду от всех вредных примесей.

Характер загрязнения

Результатом выпадения разнообразных атмосферных осадков являются ливневые воды. Сюда же можно отнести и воды талые, когда весной тают снег и лёд. Ливневые сточные воды появляются эпизодически, расход и качество их крайне неравномерны. Вместе с ними удаляются и близкие им по качественным характеристикам остатки деятельности дренажей, фонтанов, поливки улиц. Ливневые воды всегда загрязнены минеральными и органическими веществами, содержащимися в атмосфере, на грунте и на предметах, которые они омывают.

В периоды дождей и весеннего таяния снега с территорий промышленных предприятий и населённых пунктов смываются самые разные и всегда обильные загрязнения. Ливневые воды невозможно уменьшить или хоть сколько-нибудь сократить по их количеству. А вот уменьшить их загрязнённость вполне под силу человеку. Прежде всего должна производиться очистка ливневых вод. И, конечно, необходимо повысить культуру производства, ликвидировать потери продуктов. Не получится остановить дождь, снег или град, которые выпадают на поверхность земли, но вот на самой земле нужно обязательно соблюдать порядок в любой деятельности.

Отвод ливневых вод

С территории предприятий атмосферные воды, которые не загрязнились нефтепродуктами или сырой нефтью, отводят с помощью закрытых или открытых водостоков. Очистка ливневых сточных вод производится далеко не всегда, это зависит от их химического состава. Если предприятие нефтеперерабатывающее, дождь, снег и град вбирают в себя те нефтепродукты, которые обязательно имеются на всей поверхности этой территории в тех или иных количествах.

Поэтому простой отвод атмосферных осадков - нарушение экологических норм. Должна производиться предварительная очистка ливневых вод. Весь производственный сток и вся ливнёвка должны уходить по закрытой канализационной сети сначала на очистные сооружения, где воду освободят от нефтепродуктов, и только после этой процедуры её можно вернуть в водоём.

Обработка атмосферных вод

Из обвалованных ёмкостей можно сразу же направлять ливневые воды в канализацию. Производственно-ливневые канализации приводят сток в накопители, устроенные в виде земляных ёмкостей, разделённых на секции. Далее процесс зависит от происхождения, то есть классификации сточных вод. Они бывают хозяйственно-бытовыми, промышленными, атмосферными (ливневыми). Степень их загрязнённости, а также предъявляемые санитарные требования будут диктовать планы дальнейшей деятельности: либо выполнить простой сброс ливневых вод в водоём, либо направить их на очистные сооружения, где убрать загрязнение механическим, химическим или биологическим способом.

Нефтепродукты убирают, например, сернокислотной очисткой, а потому непосредственно после неё сбрасывать в канализацию такую воду нельзя - она чрезмерно кислая. Следующим этапом будет её нейтрализация. Для этого существуют особые бассейны с объёмом, позволяющим примерно восьмичасовое пребывание промывочных вод для завершения реакции. Чтобы нейтрализовать серную кислоту, в воду добавляется известь. Образующийся в результате реакции гипсовый шлам впитывает в себя все остатки нефтепродуктов и многие другие загрязнения. Его регулярно из бассейна удаляют.

Состав

Промышленные ливневые воды содержат до пятнадцати процентов разных технологических конденсатов. Это в том числе и сероводород, которого образуется от десяти до трёхсот миллиграммов на литр. Кроме сероводорода стоки ливневых вод содержат огромное количество аммиака - до 18 000 мг на литр. Такие воды заражают не только водоёмы и почву, около таких стоков можно буквально задохнуться от ядовитого воздуха.

Вся вода, которая была использована в промышленности или населением, обязательно содержит разнообразные загрязнения, а потому подлежит очистке. Если промышленное предприятие не имеет экологически вредных производств, то сточные воды оттуда будут считаться условно чистыми. Например, если воду предприятие использует для охлаждения чего-либо. Так же как ливневые талые воды с этой территории, она чаще всего непосредственно отводится в водоём, поскольку не опасна в санитарном отношении. А вот хозяйственно-фекальные, то есть бытовые воды, а также душевые и банно-прачечные и, конечно же, почти все остальные производственные - загрязнены всегда очень сильно.

Канализационные сети на предприятиях

На производстве чаще всего устанавливается раздельная система канализации, где условно чистые и атмосферные воды идут по своей сети каналов и труб, а загрязнённые производственные и хозяйственно-бытовые - по другой. Это две совершенно самостоятельные сети канализации. Первая - ливневая (дождевая), а вторая - хозяйственно-бытовая.

Почти всегда условно чистая вода используется в производстве повторно. Её выделяют из общих сточных производственных вод и пускают по самостоятельной сети обратно на производственные участки. Причём в этом случае с атмосферными водами условно чистые не объединяются. Исключения составляют ситуации, когда условно чистых производственных вод количество слишком малое. Тогда они отводятся непосредственно в водоём по ливневой сети.

Применение установок

Установки очистки ливневых вод применяются для промышленных стоков, в том числе и нефтесодержащих. В их работе применяются технологические схемы, где присутствуют несколько разных методов очистки после изучения видов загрязнения воды. Используется специальное оборудование. Схема всего мероприятия должна обеспечить минимум сброса в водоём загрязняющих веществ, ни в коем случае не превышающий допустимые концентрации.

Например, такова станция очистки воды ЛИОС. С её помощью очищенные ливневые сточные воды используются в производстве по кругу, что значительно сокращает траты предприятия на водоотведение и водоснабжение. Производительность станции до двадцати литров очищенных вод в секунду, она может обслуживать водосбор площадью до двух гектаров, а если применить вместе с ней аккумулирующую ёмкость, то водосбор может увеличиться до ста двадцати гектаров.

Как происходит очистка

Стоки, как уже было сказано, принято подразделять на бытовые, которые появляются благодаря жизнедеятельности людей, промышленные и атмосферные. Чтобы применить ту или иную установку для очистки ливневых вод, нужно определить все особенности загрязнения данной территории. Они могут быть органическими, которые содержат включения растительного и животного происхождения (стоки с ферм, полей и тому подобное). Здесь можно наблюдать самые разные органические химические соединения, даже полимерные.

Загрязнения могут быть минерального характера, с примесями неорганических соединений. Например, ливневые талые воды несут с собой массу грунта. Также особо требуют очищения воды, загрязнённые различными солями. Третий вид - биологические загрязнения, это развивающиеся в стоках и быстро осваивающие любой водоём микроорганизмы. Среда ливневых вод является для них весьма питательной. Наверняка все видели, как быстро зарастают водоёмы, не имеющие протока. Это то, что в народе называется "цветущей водой". Пользоваться такими водоёмами уже нельзя.

Способы очистки: механический и химический

Механический способ очистки при помощи специальных установок включает в себя отстаивание осадка вод, их фильтрацию, флотацию, то есть очистку от твёрдых частиц и органических остатков. Для этого применяют специальные отстойники, огромные разнообразные сита, а также ловушки для песка и нефти.

Принцип химической очистки сточных вод заключается в том, что загрязняющие вещества заставляют реагировать на добавленные в воду реагенты. В результате получается осадок, который отстаивают и убирают. Вода наиболее хорошо очищается таким способом, поскольку в ней значительно уменьшается количество веществ, которые не растворяются.

Способы очистки физико-химический и биологический

Физико-химический способ применяют для того, чтобы обнаружить и удалить мелкодисперсные вещества неорганического и органического происхождения. Мероприятия это длительные, но очень эффективные. Применяются коагуляция (свёртывание, укрупнение, сгущение твёрдых веществ), окисление, сорбация, электрокоагуляция, электролиз. Этими способами можно удалить и токсичные примеси.

Биологический метод тоже не обходится без химии и биохимии. Установки для очистки вод, работающие по этому методу, особенно популярны. В них входят биологические фильтры, аэротенки, биологические пруды, метанреакторы. Можно использовать любой из предлагаемых методов, но всегда стоки минуют три главные стадии: фильтрование твёрдых частиц и примесей, аэрацию и медленное фильтрование, обогащение и регенерацию.

Очистные сооружения

Очистка может происходить при использовании самого простого - самотечного способа. Площадь водосбора таких очистных сооружений - до двадцати гектаров, то есть действуют они локально и применяются в основном в дачных товариществах, небольших посёлках. Самотечная очистка - это линия фильтров: пескоотделительный, бензомаслоотделительный, сорбционный.

Производительность - максимум сто пятьдесят литров в секунду воды поверхностного стока. Чтобы нагрузка на очистные сооружения не была чрезмерной, используется распределительный колодец, который направляет на локальные участки нормативное количество ливневых вод. Если же по интенсивности ливневые воды превышают расчётные количества, то какая-то часть стока идёт на обводную линию.

Преимущества

В самотечных сооружениях отсутствуют вращающиеся и движущиеся элементы, поэтому нет необходимости менять какие-то агрегаты или узлы. Работа таких сооружений полностью автоматизирована, очистка поверхности стока происходит без включения ручного труда, обеспечивая таким образом безопасность работников и даже не требуя их постоянного присутствия.

Отсутствуют и открытые водные поверхности, режим работы безнапорный, самотечный, потребления электроэнергии не требует. Над поверхностью земли ни один элемент не возвышается, есть только люки, закрытые герметично, чтобы не распространялись аммиачные и сероводородные запахи. Монтажные работы довольно просты и производятся в самые короткие сроки. Уровень грунтовых вод на подземное размещение не влияет. Таким образом сохраняется природная среда и не нарушается окружающий ландшафт.

Накопительный резервуар

Площадь сбора сточных ливневых вод у очистных сооружений с накопительным резервуаром до семисот гектаров, такой тип считается наиболее результативным. Талые воды и дождевые стоки очищаются с помощью локальных приспособлений для сбора водостока и направления вод в накопительный резервуар, который обеспечивает равномерную подачу воды для очистки, и интенсивность атмосферных осадков может быть любой. Режим работы на таких сооружениях оптимизирован, стоимость установки тоже относительно невелика.

Накопительные резервуары объёмом до трёхсот кубометров изготовлены из стеклопластика, железобетона или металла. Конструкция может быть разной - открытой и закрытой. Для жилых районов предпочтительнее второй вариант, а на строительных площадках и на производственных территориях применяют и открытый тип резервуаров.

Как происходит сбор ливневых вод

Мелкий мусор, песок, нефтепродукты и прочие загрязнения смывают с рельефа земли талые воды или дождевые потоки, которые несут всё это в водоёмы: реки, озёра, пруды, моря и океаны. В результате вместо пруда или озера через короткое время образуется заросшее ряской и водорослями болото, крепко пахнущее аммиаком от разложения принесённого мусора. Поэтому ливневые стоки принято очищать перед тем, как воды попадают в водоёмы.

Для этого существуют специально разработанные для каждой местности локальные установки, очищающие ливневые воды, которые после очистки сбрасываются либо в дренажные коллекторы, либо в открытые водоёмы. Локальные установки существуют самых разнообразных моделей, с производительностью от десяти до девяноста литров ливневых вод в секунду. Во время первичной обработки удаляются взвешенные вещества и нефтепродукты, затем вода отстаивается, после чего её возвращают к жизни путём коалесцирования (применяется слой плавающей загрузки) и фильтрования через загрузку сорбционную.

Конструкция

Посокльку установок для очистки сточных вод очень много и конструкция их различается иногда кардинально, рассмотрим одну из них - ПВО-СВ. Она состоит из ряда элементов. Первая секция является грязеловушкой, именно здесь оседают остатки нефтепродуктов. В приёмной ёмкости остаются самые крупные частицы - мелкие камни, песок, ил, мусор. Для удаления всего этого в ёмкости установлена камера осаждения. Самая большая часть загрязнений и почти все твёрдые частицы остаются на пластинах отстойника, а выделившиеся нефтепродукты плавают на поверхности, потому что легче воды.

Вторая секция - это плавающая загрузка фильтра. Поступающая сюда вода ещё сильно загрязнена нефтепродуктами, которые находятся в ней в виде эмульсии. Когда поток проходит через слой загрузки, дисперсная система разрушается, а нефтесодержащие загрязнения отделяются от сточных вод. Третья секция - сорбционный фильтр, это последняя стадия очистки до получения нормативных показателей. Фильтр состоит из опоки, церлита или угля. Четвёртая секция установки - сборник для чистой воды.