Что такое очистные сооружения и для чего они нужны: Очистные сооружения и польза для экологии

Содержание

Очистные сооружения и польза для экологии

Очистные сооружения обязательно нужны любому предприятию и населенному пункту, чтобы отходы от общественных, жилых, сельскохозяйственных и производственных объектов не попадали в окружающую среду в своем изначальном виде.

По масштабам и месту расположения они бывают:

  • Общегородские. Принимают отходы крупных городов, населенных пунктов, стоки предприятий после локальной предварительной очистки. Отличаются максимальной производительностью и большой площадью.
  • Локальные. Устанавливаются на предприятиях, в небольших поселках. Обычно выполняют предварительную очистку перед сбросом стоков в общегородские сети.
  • Станции биологической очистки. Компактные индивидуальные системы для частных домов.

Методы очистки сточных вод

Принцип работы очистных сооружений зависит от метода очистки. Существует несколько основных:

  • Механический. Примеси удаляются механическим путем, вследствие фильтрации и отстаивания. Твердые частицы улавливаются сетками, песколовками и другими первичными фильтрами, а поверхностные – бензомаслоуловителями. Обычно это первичный этап комплексной очистки.
  • Химический. Специальные реагенты осаждают загрязнители, превращая их в нерастворимые осадки. Метод используется для глубокой очистки промышленных стоков, дезинфекции, как подготовка перед биологической очисткой.
  • Физико-химический. Предполагает удаление растворенных и тонкодисперсных частиц разными методами: путем введения коагулянтов для образования осадка, методом сорбции, пропусканием воздуха и методом флотации, а также путем центрифугирования, нейтрализации, ионного обмена и других методов.
  • Биологический. Основан на принципе естественного биохимического самоочищения за счет жизнедеятельности микроорганизмов. Такой процесс называется биохимическим окислением. В искусственных условиях для этого используются специальные биофильтры, аэротенки, метантенки и другие системы.

Лучший результат дает совокупность нескольких методов. При грамотном проектировании комплексных очистных сооружений, иногда сточные воды, прошедшие процесс удаления загрязнений, на выходе оказываются чище, чем водоемы, куда они поступают.

Зачем нужны очистные сооружения?

Своевременная очистка стоков, в первую очередь, важна для экологии. Она предотвращает непоправимое загрязнение водоемов и почвы, грунтовых вод. Загрязненная вода нарушает всю экосистему на километры вокруг. Это сказывается также на флоре, фауне, здоровье людей и домашних животных.

Наличие очистных сооружений на предприятии делает их рабочий процесс более экономичным, ведь иногда очищенные сточные воды используются повторно для хозяйственных нужд.

Постоянно появляются новые технологии и методы. Их развитие и внедрение на законодательном уровне – это необходимый шаг для сохранения экологии, окружающего мира и самого человека. Современные автоматизированные системы оснащены аварийными механизмами, так что риск сбрасывания опасных или токсичных неочищенных отходов практически сводится к нулю.

Компания «Акваполимер Инжиниринг» предлагает свои услуги в сфере проектирования, комплектации и монтажа очистных сооружений. Мы используем только современные экологичные технологии и предоставляем решения для жилых, промышленных и социально-культурных объектов.

Очистные сооружения: зачем они нужны

Комфортное проживание населения – это быт и снабжение жилищ частного, коммунального и промышленного типа холодной и горячей водой, канализационный подвод в дома. Все это приводит к образованию бытовых стоков разной степени загрязнения.

Отвод сточных жидких отходов производится канализационными насосными станциями. Клапана насосов перенаправляют стоки в специальные очистные сооружения. Там они проходят несколько стадий очистки.

Что такое очистные сооружения, как они обрабатывают сток, почему вода после очистки пригодна опять в употребление, разъясняется в статье.

 Виды сооружений для очистки стоков

Комплекс сооружений с механизмами и установками, предназначенный для переработки стоков бытовых и промышленных вод – очистные сооружения. Виды определены методами очистки:

  • Централизованные, перерабатывающие стоки городских районов.
  • Промышленные – для предприятий.
  • Автономные – для частных владений. Сюда относятся септики и выгребные ямы.
  • Ливневые – сбор и утилизация осадков.


Технологические методы утилизации

Выбор технологии и метода зависит от степени загрязненности и химической активности сточных вод:

  • 75 % нерастворимых загрязнений удаляется механически.
  • Биоочистка утилизирует 90-95% растворенных примесей.
  • Химическая утилизация специальными реагентами, образует взвеси в виде хлопьев и взвешенного осадка.
  • Полная утилизация – окисление, фильтрация, гиперфильтрация, вывод реагентов. Необходима для извлечения фосфора и его соединений, примесей органического происхождения, азотных соединений.
  • Дезинфекционная постобработка – хлорирование. Убивает бактерии.

Функция очистных сооружений всех типов – препятствовать попаданию в почву и водоемы вредных и опасных веществ.


Как и зачем в Москве очищают сточные воды

ГлавнаяПресс-службаСМИ о нас

Порошок, шампуни, гели для душа, таблетки для посудомоечных машин, туалетная бумага и даже ватные палочки — как только все эти отходы скрываются в сливном отверстии, горожане о них забывают. А вот специалисты АО «Мосводоканал», наоборот, приступают к непростой и сложной очистке сточных вод для их последующего выпуска в природные источники. Сайт «РИА Недвижимость» решил разобраться, как устроена система очистки бытовых стоков, и узнал, что необычного находили специалисты «Мосводоканала» в сточной воде и как на очистных сооружениях борются с неприятным запахом.

Глава 1

Канализационный вопрос

Что такое сточная вода и откуда она поступает

Смывая с рук мыло или запуская стиральную машину, мы редко задумываемся, что происходит с грязной водой в канализационной системе города. Незнание порождает множество домыслов: кто-то уверен, что сточную воду сливают в природные источники без предварительной очистки, кто-то считает, что она возвращается к нам в краны непригодной для питья. Но в реальности все совсем не так.

Сточная вода — это не только бытовой сток (органические и биологические отходы жизнедеятельности человека, порошок, мыло и так далее). К ней также относятся промышленные и хозяйственно-бытовые стоки, вода, поступающая из ресторанов, кафе, салонов красоты и с автомобильных моек. Не стоит забывать и про дорожный сток, который регулярно поступает в ливневую канализацию после обильных осадков и промывок городских улиц, и воду со снегосплавных пунктов зимой.

Из квартир, с улиц и предприятий сточные воды не уходят бесконтрольно прямиком в Москву-реку и ее притоки. Сначала они попадают в канализационную сеть, состоящую из самотечных и напорных трубопроводов и коллекторов. Как отмечают специалисты Мосводоканала, приток сточных вод — величина непостоянная, она зависит как от времени суток, так и от сезона. Например, в выходные и праздничные дни объемы сточной воды меньше, чем в будни. А вот при продолжительных осадках приток существенно увеличивается.

Из коллекторов сточная вода подается на очистные сооружения города, где проходит классическую двухступенчатую очистку: механическую и биологическую.

Глава 2

Начистоту о грязи

Что делают с водой на очистных сооружениях

Изучить все этапы очистки сточных вод можно на примере Люберецких очистных сооружений (ЛОС), расположенных на юге Москвы. Они входят в число крупнейших предприятий подобного типа во всем мире.

ЛОС обеспечивают прием и очистку стоков из пяти округов столицы: Северо-Западного, Северного, Северо-Восточного, Восточного и Юго-Восточного, а также ряда подмосковных городов (Химок, Долгопрудного, Мытищ, Балашихи, Люберец и других).

Территория сооружений под стать их статусу: от одного блока очистки до другого передвигаться приходится на машине. По словам инженера-технолога Ирины Сигачевой, на предприятии ежедневно трудятся около 900 сотрудников, среди которых инженеры, слесари и диспетчеры, обеспечивающие бесперебойную работу всего комплекса ЛОС.

Оборудование на территории Люберецких очистных сооружений

«Ежесуточно к нам поступает в среднем полтора миллиона кубометров сточных вод. Это и бытовые воды, и промышленные, и часть воды с ливневки», — рассказывает Сигачева по пути к первому блоку механической очистки.

За последние годы объем сточной воды снизился, благодаря массовой установке водосчетчиков и водосберегающих бытовых приборов.

«Современные москвичи экономят воду, устанавливают посудомойки, практически все используют счетчики. За время пандемии наблюдалось небольшое снижение притока — многие ведь разъехались по дачам. В общем объеме благодаря экономии москвичей сточной воды стало меньше», — отмечает инженер-технолог.

Этап №1: механическая очистка

Стоки на ЛОС очищаются в два этапа: сначала производится механическая очистка, а затем — биологическая. Каждая из этих ступеней в свою очередь состоит еще из нескольких процессов. Первый из них — это удаление грубых примесей и крупногабаритного мусора с помощью решеток.

Хотя существует целый свод правил о том, что можно и нельзя сливать в систему канализации, в сточных водах можно найти чуть ли не все содержимое ванных комнат горожан, рассказывает Сигачева.

«На этом этапе мы убираем из воды весь мусор. Это не только бумага, но и салфетки, ватные палочки, средства личной гигиены, нерастворимые втулки. Бывает очень много текстиля, который просто не предназначен для утилизации через канализацию», — перечисляет она.

Чтобы отделить эти отходы от стоков, на первой ступени механической очистки вода проходит через 12 специальных решеток с просветами от 5 до 9 миллиметров, которые задерживают мусор.

Затем отходы сбрасываются на транспортеры, направляются на гидропрессы для отжима лишней воды, после собираются в бункер и вывозятся на утилизацию.

По данным Мосводоканала, ежедневно после механической очистки с очистных сооружений вывозят свыше 20 тонн прессованного мусора.

После решеток сточная вода отправляется на песколовки — специальные устройства для удаления песка. Сигачева подчеркивает, этот процесс необходим, чтобы избежать скопления мелкодисперсных частиц в трубопроводах, что может негативно сказаться на их состоянии и работоспособности.

«Песок попадает в сточную воду не только с дорог, но и из квартир и с автомоек. Мы все периодически моем обувь после прогулок, моем машины, а вся эта грязь поступает в канализацию и потом к нам», — объясняет она.

Песколовки представляют собой закрытые горизонтальные емкости длиной около 20 метров. Вода по ним движется со скоростью приблизительно 0,3 метра в секунду. Из-за небольшой скорости песок постепенно оседает на дно песколовки, откуда после собирается с помощью механических скребков.

«Из приемного бункера песок подается в напорные гидроциклоны, где его отмывают, затем — в спиральные классификаторы, где из него удаляют лишнюю воду. Обезвоженный песок вывозится на утилизацию», — рассказывает Сигачева.

В среднем за сутки из сточной воды собирается до 30 тонн песка.

На третьей ступени механической очистки избавленная от мусора и песка сточная вода отправляется в первичные отстойники — круглые бассейны диаметром 40 и 54 метра. На ЛОС работает 42 таких объекта, все — под герметичными крышками.

«На сегодняшний день все сооружения механической очистки у нас закрыты — и решетки, и песколовки, и первичные отстойники. Раньше они были открытыми, но так как в районе активно строятся дома, было принято решение все перекрыть и установить газоочистные установки. Таким образом мы боремся с неприятными запахами», — говорит Сигачева.

В первичных отстойниках вода проводит около полутора-двух часов. За это время на дно бассейна выпадает слой сырого осадка, а вода становится светлее.

Оборудование Люберецких очистных сооружений

«Никаких реагентов или коагулянтов мы на этом этапе в воду не замешиваем, все взвешенные вещества выпадают на дно естественным образом через отстаивание», — подчеркивает Сигачева.

Этот осадок не копится на дне отстойников. Его сгребает в приямок (углубление в днище) специальный илоскреб, оттуда осадок откачивается насосами, проходит через механические решетки и поступает на сбраживание в метантенки — герметичные резервуары цилиндрической формы. В них осадок стабилизируется за счет биологического распада содержащихся в нем органических веществ. В процессе распада в метантенках образуется биогаз, состоящий из метана (65%) и углекислого газа (35%). Биогаз используется для выработки тепловой и электрической энергии. Около 50% потребности станции в тепловой и электрической энергии обеспечиваются за счет «зеленой биоэнергетики».

Этап №2: биологическая очистка

Пройдя решетки, песколовки и первичное отстаивание, сточная вода устремляется в аэротенки — крупногабаритные сооружения, похожие на узкие бассейны. Они делятся на четыре коридора, в каждом из которых последовательно происходит процесс очистки, объясняет инженер-технолог цеха биологической очистки Екатерина Скребнева.

«В аэротенки подается воздух, отсюда и их название. Это самый современный блок удаления биогенных элементов на ЛОС, здесь происходит глубокая очистка воды от азота и фосфора», — говорит она.

Всего на станции 26 аэротенков, вода здесь находится от восьми до десяти часов. Здесь в нее поступает так называемый активный ил — микроорганизмы, которые предназначены для биохимического окисления органики. Проще говоря, поясняет Скребнева, этот ил съедает все органические вещества и тем самым делает воду чище.

Очистка воды на Люберецких очистных сооружениях

«В природе такой ил есть на дне рек, но на ЛОС его гораздо больше. Для существования этому илу нужен кислород, поэтому в коридорах стоят установки подачи воздуха. Ил поглощает все, что есть в воде, таким образом чистит ее и сам при этом растет», — рассказывает инженер-технолог.

Из аэротенков иловая смесь поступает во вторичные отстойники, в отличие от первичных они не закрыты крышками, так как вода там полностью очищена. Этой возможностью активно пользуются чайки и утки, которые спокойно плавают по водной глади.

«Они у нас практически живут», — с улыбкой отмечает Ирина Сигачева.

Очистка воды на Люберецких очистных сооружениях

Во вторичных отстойниках, диаметр которых составляет от 40 до 54 метров, вода отстаивается примерно три часа. За это время активный ил естественным путем оседает на дно емкости. Оттуда его также собирают с помощью илососов или механических скребков. Основная часть ила из отстойников опять возвращается в начало процесса, в аэротенки, и продолжает работать. Избыточный ил отправляют на прессование и затем на утилизацию.

Всего на ЛОС работают 48 вторичных отстойников. Уже на этой стадии воду в них назвать сточной трудно — она чистая, прозрачная и не пахнет.

Ультрафиолетовое обеззараживание

После второго круга отстаивания вода поступает на блок ультрафиолетового обеззараживания. За сутки через него проходит около миллиона кубометров стока.

«Блок УФ-обеззараживания полностью автоматизирован. Здесь вода проходит через дополнительные решетки, чтобы предотвратить попадание случайного мусора на лампы», — рассказывает Скребнева.

После решеток вода обеззараживается, проходя через восемь каналов с установленными УФ-лампами. Технология ультрафиолетового обеззараживания полностью уничтожает бактерии и вирусы. При этом технология ультрафиолетового обеззараживания является экологически чистым методом и не приводит к образованию вредных побочных продуктов.

На этом завершающем этапе полностью очищенная и обеззараженная сточная вода готова к выпуску в природный источник.

На ЛОС очищенный сток сбрасывается в реку Пехорка, которая протекает недалеко от границы предприятия. Место сброса специалисты Мосводоканала называют романтичным словом «лагуна».

Над отводным каналом клубится пар — даже в холодное время года температура очищенной сточной воды не опускается ниже +18 градусов по Цельсию.

Очистка воды на Люберецких очистных сооружениях

«Мы постоянно проводим лабораторный контроль нашей воды по 16 показателям на входе и на выходе со станции. Также технологический контроль ведется на каждой стадии очистки воды», — отмечает Скребнева.

«Река Пехорка, по сути, на 80% состоит из очищенной нами воды. Очищенная вода по своим свойствам не уступает природной речной воде», — добавляет Сигачева.

Зарубить на носу

Специалисты Мосводоканала отмечают: москвичи могут сделать свой вклад в эффективную и бесперебойную работу очистных сооружений. Условия очень просты — достаточно всего лишь не утилизировать через сливные отверстия текстильный мусор и упаковку.

«Главное правило — не выбрасывать текстиль, влажные салфетки, нерастворимые втулки, ватные палочки. Все это не растворяется в воде, а дополнительно ее загрязняет», — подчеркивает Сигачева.

Глава 3

Дышите глубже

Новая жизнь очистных сооружений

Когда речь заходит о реконструкции очистных сооружений, то обыватели рассчитывают на свежий воздух и отсутствие неприятных запахов. Но это не единственная причина строительных работ, хотя и важная. Реконструкции требует и забота об экологии рек: в России за последние 20 лет нормативные показатели по некоторым позициям природоохранного законодательства ужесточили в 20-30 раз. На первом месте в проектах реконструкции — прогресс, который задает тон и требует новых технологических решений. Ниже мы расскажем, как меняются столичные объекты, ответственные за очистку сточных вод.

Свежий Зеленоград

Самые новые технологии в очистке сточных вод применены на Зеленоградских очистных сооружениях, которые построены и введены в эксплуатацию в 2000 году. Работа станции полностью автоматизирована. Управление, обслуживание и контроль за технологическими процессами станции обеспечивается интегрированной автоматизированной системой.

Очистные сооружения АО «Мосводоканал» в Зеленограде.

При этом регулярно осуществляется контроль атмосферного воздуха в рамках соблюдения санитарных правил и нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Они всегда соответствовали норме, однако от местных жителей все-таки поступали жалобы на неприятные запахи в районе очистных сооружений.

Сотрудницы берут пробу воды из аэротенков с активным илом на очистных сооружениях АО «Мосводоканал» в Зеленограде.

Для решения этой проблемы был разработан проект, которым предусмотрено устройство перекрытий сооружений, являющихся источниками неприятного запаха, а также очистка вентиляционных выбросов. Специальные перекрытия над сооружениями и каналами, а также высокоэффективные установки очистки вентиляционных выбросов решили эту проблему.

Курьяновские XXI века

Курьяновские сооружения, построенные в 50-60-х годах прошлого века, были рассчитаны и запроектированы на очистку от органических загрязнений и взвешенных веществ. С появлением новых, более жестких нормативных требований, качество очищенных сточных вод, уже не соответствовало современным требованиям, в первую очередь по содержанию биогенных элементов (азота и фосфора), вызывающих цветение водоемов.

Для перевода очистных сооружений на технологии с удалением биогенных элементов была проведена комплексная реконструкция двух блоков комплекса, завершившаяся в 2018 году. А проблему появления неприятных запахов удалось решить за счет перекрытия емкостных сооружений и установки воздухоочистного оборудования.

Макет реконструированных Курьяновских очистных сооружений.

В итоге удалось повысить качество очистки сточных вод и улучшить экологическое состояние акватории Москвы-реки. Применение современных технологий, материалов, оборудования и модернизация системы управления технологическим процессом обеспечили снижение затрат на эксплуатацию, надежность и продление срока службы комплекса.

Люберецкие на перезагрузке

Сейчас полным ходом идет модернизация и реконструкция Люберецких очистных сооружений (ЛОС), которые обеспечивают очистку сточных вод четырех округов Москвы и нескольких областных городов.

Цель реконструкции — улучшить качество очистки сточных вод, полностью автоматизировать производственные процессы, повысить энергоэффективность, внедрить безотходные технологии производства. Еще одной приоритетной задачей реконструкции является дальнейшая минимизация выбросов дурнопахнущих веществ.

В ходе реконструкции ЛОС будет применено множество инновационных технологических решений. Так, изъятие мусора из сточной воды будет проводиться в два этапа, что повысит надежность работы комплекса механической очистки, увеличит изъятие отбросов на 50% и уменьшит трудозатраты на выполнение ремонтных работ. Строительство аэротенков с применением технологий глубокого удаления азота и фосфора даст наилучшее качество очистки сточных вод. Взвешенные вещества будут доочищаться путем микрофильтрации на дисковых фильтрах. Возведение нового блока ультрафиолетового обеззараживания производительностью миллион кубометров в сутки обеспечит стопроцентное обеззараживание сточных вод. Энергоэффективные решения позволят сэкономить до 13,5 тысячи мегаватт-часов в год на процессах биологической очистки.

В техническом задании и проекте модернизации предусмотрена также обязательная очистка всех выбросов, которые могут содержать в себе дурнопахнующие вещества.

Руководство ЛОС уже пообещало, что в результате работ запах исчезнет. Таким образом, улучшится качество жизни примерно 2 миллионов жителей восточных и юго-восточных районов Москвы.

Реинкарнация в ТиНАО

Включенные в 2012 году в состав Москвы Троицкий и Новомосковский административные округа тоже имеют очистные сооружения, построенные в 60-80-е годы прошлого века. Обследование показало, что они находятся в предаварийном состоянии. Что касается основного технологического оборудования, то там износ практически достиг 100%. Проще говоря, насосы, запорно-регулирующая арматура, воздуходувки, аэрационные системы, трубопроводы уже не пригодны для работы.

Реконструированные очистные сооружения в поселке Птичное в Троицком административном округе города Москвы.

Реконструированные очистные сооружения в Троицком административном округе города Москвы.

Вывод по итогам ревизии был очевиден: технология очистки сточных вод на очистных сооружениях морально устарела и не обеспечивает качества очистки, соответствующего современным нормативным требованиям.

В связи с этим была принята программа модернизации, согласно которой все имеющиеся очистные сооружения должны быть поэтапно реконструированы до 2025 года.

В ТиНАО на тех объектах, где сейчас проводится реконструкция, сразу внедряются самые современные технологии водоочистки, технологии удаления биогенных элементов, технологии микрофильтрации, системы ультрафиолетового обеззараживания очищенных сточных вод.

Сооружения оснащаются современным энергоэффективным оборудованием и системой автоматизации, а компактное размещение всех основных технологических узлов в едином производственном здании позволяет значительно сократить площади и решить проблему канализационных запахов. Таким образом, сточные воды проходят полный цикл механической, биологической очистки и доочистки.

Реконструированные очистные сооружения в поселке Птичное в Троицком административном округе города Москвы.

Специальный проект подготовлен при помощи АО «Мосводоканал»

Нам материалом работали:

Полина Ермилова

Леонид Федоров

Марина Заблудовская

Поделиться:

Очистные сооружения канализации, системы биологических очистных сооружений сточных вод в Москве

Для очистки стоков применяют канализационные очистные сооружения. Они позволяют предотвратить попадание в почву и водоемы вредных микроорганизмов, токсических и органических веществ, прочих загрязнений.

Виды очистных сооружений

Различают три группы очистительного оборудования, которое отличается по мощности, качеству очистки и по области применения:

  • Локальное очистное оборудование.
  • Индивидуальные автономные комплексы.
  • Блочное, модульное оборудование.

Локальные станции

Очистные сооружения канализации этого типа считаются универсальными и способны обслуживать практически любые территории, начиная от небольших объектов и заканчивая многоэтажными жилыми домами, крупными заводами и даже небольшими поселками. Вне зоны обслуживания лежит только городская канализационная система. По назначению они бывают промышленными и бытовыми. Стоки при выборе этого способа проходят четыре этапа очищения, включающие механический, биологический, физико-химический и важный дезинфекционный этап.

Индивидуальное оборудование

Предназначается для обслуживания частного дома или группы домов, где невозможно подключиться к центральной канализационной системе. Оно имеет небольшие размеры и бывает нескольких типов — септики, резервуары и накопители. Устройство индивидуальных комплексов значительно проще, чем у ЛОС. По способу очистки септики подразделяют на:

  1. Механические. При этом способе стоки сливаются в резервуар и по мере отстаивания и накопления выкачиваются ассенизаторской техникой.
  2. Химические. Канализация в резервуаре обрабатывается химическими реагентами.
  3. Биологические. Стоки перерабатываются живыми микроорганизмами.

Если индивидуальное оборудование не накопительное, то стоки перетекают по специальным патрубкам из резервуара в резервуар, которых может быть до 4-х и на выходе получается относительно чистая жидкость, которая может сливаться в почву или водоем, использоваться для полива.

Модульные комплексы

Блочные или модульные системы очистных сооружений устанавливаются для очистки канализации целых поселков, крупных гостиничных комплексов и предприятий, и могут обрабатывать до 10000 кубометров канализации в сутки. Модульные комплексы могут использоваться в регионах с экстремально низкими температурами, до -55°C. Они состоят из нескольких модулей, в каждом из которых происходит один из этапов очистки. Количество ила уменьшается за счет использования микроорганизмов, что позволяет экономить территорию из-за отсутствия иловых площадок и снижает количество потребляемой электроэнергии.

Основные этапы очистки

Рассмотрим на примере локальных очистительных сооружений основные этапы очистки. Они бывают четырех видов — механический этап, биологический и физико-химический, а также последний дезинфекционный.

Механический

На этом этапе происходит задержание всех нерастворимых в воде компонентов, которые затем вывозятся в места, где производится обработка ТБО. В качестве уловителей используют несколько типов приспособлений:

  • Решетки. Используются для фильтрации крупных органических и неорганических элементов.
  • Сита. Задерживают глину, планктон, иловую массу и различные суспензии.
  • Песколовки. Предназначаются для отлова песка, мелкого битого стекла.
  • Нефтеуловители. Отделяют жир от воды.
  • Мембраны. Используются для глубокой очистки стоков.

Биологический

Биологические очистные сооружения производят обработку стоков микроорганизмами, которые представляют две группы. Анаэробные микроорганизмы могут жить с малым количеством кислорода или совсем без него и используются в закрытых емкостях. Для аэробных бактерий наоборот необходим кислород, они очищают стоки в открытых резервуарах.

Физико-химический

На данном этапе канализация очищается от нефтепродуктов, технических и производственных примесей. При этом используют:

  1. Коагуляцию.
  2. Электромагнитную сепарацию.
  3. Флотацию.
  4. Флокуляцию и др.

Одним из популярных является коагуляционный метод, при котором в результате действия реагента происходит соединение мелкодисперсных частиц в хлопья, оседающих на дне. В качестве реагентов выступают сульфат и оксихлорид алюминия.

Суть флотации заключается в действии направленного потока воздуха, который вызывает появление пузырьков, образование пены и затем появления флотошлама, убирающегося скребком. Флокуляция подразумевает слипание примесей под действием реагентов: органического, неорганического и синтетического типа.

Дезинфекционный

Дезинфекция производится на последнем этапе, когда после предыдущих обработок в воде остается много химии и микроорганизмов. Этап подразумевает воздействие на жидкость ультрафиолета, которая находится под солнцем в открытом резервуаре. Возможна обработка хлором, гидрохлоридом или озонирование.

Оборудование очистных сооружений

Очистные сооружения сточных вод представляют накопители, септики, станции глубокой очистки. Накопители имеют самое простое устройство — это закопанный в землю резервуар, в который поступает канализация. По мере заполнения, отходы жизнедеятельности откачивает ассенизаторская машина.

Септики считаются наиболее популярным оборудованием, которое отличается по объему, производительности, качеству очистки, количеству камер. От этих параметров зависит и их стоимость. При выборе септика учитывают число членов семьи. Для небольшой семьи, не регулярно проживающей на объекте, подойдет однокамерный септик, в противном случае выбирают двух- и трехкамерное оборудование.

Станции глубокой очистки имеют небольшие габариты и очищают воду до 98%. Они состоят из четырех камер, компрессора и блока автоматического управления. Высокое качество очистки достигается поэтапным использованием аэробных и анаэробных микроорганизмов.

Мы предлагаем приобрести в Москве оборудование для очистки канализации. У нас широкий выбор установок с разной производительностью и по различным ценам. Обратившись в компанию, вы получите грамотные консультации по выбору станции и сможете обсудить с менеджером вопросы оплаты и доставки. Возможна транспортировка оборудования по регионам.

Автономные очистные сооружения, Промсток

Для того чтобы облегчить себе будущую жизнь в загородном доме, еще во время строительства необходимо подумать о создании такой незаменимой системы, как канализация. Ведь, водоснабжение коттеджа нуждается в обязательном устройстве канализации или другими словами, системы отведения, а также очистки сточных вод. Они образуются в результате использования жильцами воды в хозяйственных и гигиенических целях (эти сточные воды относятся к «серым»).

Также канализация необходима для туалета («черные» воды). Напомним, что в состав автономной канализации входят очистные устройства, домовая сеть со всеми сантехническими приборами, а также дворовая.

Зачем нужны очистные сооружения

Основной задачей очистных сооружений является понижение количества загрязнений, которые находятся в сточных водах до уровня, который сделает их безопасными для отвода в водопроницаемый грунт или водоем. В процессе очистки способные к загниванию соединения органического типа, которые содержатся в стоковых водах, становятся безвредными инертными веществами. Также, до допустимого уровня понижается количество разнообразных болезнетворных организмов. Следовательно, сточные воды, которые прошли очистку, уже не опасны для окружающей среды, то есть не являются источником заражения. Однако органы санитарно-эпидемиологической службы требуют, чтобы такие воды были обеззаражены во время их сброса в водоемы. Биоагенты, которыми являются микроорганизмы и водоросли, питающиеся стоковыми водами, обеспечивают биологическую очистку. Во время этого процесса загрязненная вода становиться чистой, а органические соединения превращаются в инертные вещества (активный ил).

Процесс принудительной очистки производится только в специальных установках. Там создается спецсреда, в которой содержится повышенная концентрация биоагентов. Именно это обеспечивает прекрасную очистку стоковых вод. Благодаря высокой производительности, такие установки очень компактны. Хотя при работе они требуют определенных затрат энергии для подачи воздуха. Поэтому на практике их не применяют для местных систем канализации. Чаще всего используются естественные системы очистки сточных вод. Они используют способность почвы и грунта к самоочищению. Такая очистка состоит двух этапов. Во время первого стоковые воды попадают отстойную камеру или септик. Там происходит осветление воды при помощи отстаивания, во время которого взвешенные частицы выпадают в осадок. Второй этап – это процесс непосредственной биологической очистки воды или фильтрация.

Проще говоря, септик по своей сути является отстойной камерой, сделанной в виде герметичного колодца круглой или прямоугольной формы. Его объем зависит от количества получаемых сточных вод. Исходя из гидравлического объема (постоянно заполненная часть колодца, которая равна трехкратному суточному притоку) и рассчитывается размер септика. В том случае, если поступление стоковых вод не более 1000 л/сутки, то септик обычно делают однокамерным. Большие объемы требуют наличия двух камер, где первая камера будет равна 3/4 общего гидравлического объема. Очень важно, чтобы неочищенные сточные воды не просачивались в грунт через стены септика. Следовательно, его конструкцию необходимо сделать герметичной. Например, стены можно сделать из железобетона, красного кирпича-железняка или бутобетона (бутового камня), а дно из железобетонной плиты или монолитного бетона.

Многие компании предлагают услуги по устройству не только локальных очистных сооружений автономных или систем очистки сточных вод. Они могут помочь вам и в создании грунтовых септиков.

Отличие автономных локальных очистных сооружений от грунтовых септиков.


Для того чтобы определиться с выбором вида вашей канализации, необходимо разобраться в чем главное отличие локальных очистных сооружений от грунтовых септиков. Мы постараемся помочь вам в этом.

Итак, ЛОС совершенно не зависят от уровня залегания грунтовых вод и типа грунта. Они чаще всего, используются для систем автономной канализации загородных домов или коттеджей. Это означает, что весь процесс очистки стоковых вод происходит внутри биосептика. Конечный продукт этого процесса – это обеззараженная вода, которая полностью готова для сброса в окружающую среду.

Например, если сравнивать локальные очистные сооружения и грунтовые септики по цене, то ЛОС будут немного дороже. Однако, несмотря на свою доступность, септики грунтового типа обладают рядом недостатков, среди которых неприятный запах, приобретение анаэробных бактерий, необходимость вызова ассенизаторской машины 2-3 раза в месяц. Также при длительном использовании существует угроза сильного загрязнения окружающей среды. Еще одним недостатком грунтовых септиков является необходимость регулярной замены биофильтра. Еще стоит назвать степень очистки воды. Она не превышает 75%. Также, выбирая очистное сооружение нужно учитывать уровень грунтовых вод. Если он высокий, то монтаж септика не возможен. Здесь на помощь приходят локальные очистные сооружения. Они не боятся высокого уровня грунтовых вод.

Существуют системы автономной очистки стоковых вод, которые сочетают в себе биологическую очистку и процесс воздушно-пузырьковой аэрации. То есть в очистное сооружение осуществляется принудительная подача воздуха, которая необходима для окисления составляющих сточной воды. Это значительно ускоряет биологическую очистку в ЛОС. Также существенно повышается степень очистки воды в системе. Среди достоинств локальных очистных сооружений стоит назвать простоту монтажа, который возможен в любых типах грунта, долговечность, легкость в обслуживании, высокую степень очистки стоковых вод (до 98%). А также возможность использования в качестве удобрения активного ила и многое другое.

Локальное очистное сооружение или септик? Обзор +Видео

Для чего нужны локальные очистные сооружения? Живя в комфортных условиях, с кухней, ванной, санузлом нам жизненно необходима надежная канализация. Нам требуется такая система очистки, которая без проблем будет справляться с переработкой отходов нашей жизнедеятельности. при этом не будет нашего частого вмешательства. Конечно, если дом находится з зоне, где можно подключится к городской канализации такие проблемы возникать, не будут. Но если это частный загородный дом, или дом находится в месте, где нет центральной магистрали мы столкнемся с проблемой.

Идеальным решением данной проблемы послужит локальное очистное сооружение.

Содержание статьи:

Общие сведения

Без такого сооружения не сможет обойтись не один объект, которым пользуется человек. Ведь отходы появляются каждый день и их нужно грамотно утилизировать. Именно для этого обустраивают локальные очистные системы.

Такие системы нужны для полного и глубокого очищения дождевых, промышленных или бытовых отходов. Очистное сооружение это разновидность канализации и работает отдельно от центральной системы. Очистные сооружения очищают стоки до установленных санитарных норм, и вода становится безопасной для растений, животных и человека.

Все отходы можно разделить на твердые и жидкие. Твердые бытовые отходы утилизируют на специальных полигонах или подвергаются переработке на специальных предприятиях. А жидкие подлежат очистке в очистительных сооружениях.

Локальные сооружения собирают загрязненную жидкость в специальные устройства, в которых проводится очистка. Если грязные стоки выводить без очистки сразу в водоемы или землю может возникнуть экологическая катастрофа. Нарушатся санитарно-гигиенические нормы, начнутся вспышки инфекционных заболеваний. Именно в этом случае нам и нужны очистительные сооружения.

Локальные очистные сооружения устанавливают не только в загородных домах или дачах. Ее можно установить, если у вас подключение к центральной магистрали невозможно или затруднительно. Это станет отличным решением многих проблем.

Виды локальных очистных сооружений

В век технического прогресса существует огромный выбор локальных очистных сооружений. Они бывают разные по размеру, способу установки, способам очистки, имеют разную ценовую политику. Но абсолютно все выполняют одну и ту же функцию.

Очистные установки можно разделить на два вида. Одни входят в состав центральной магистрали, где после очистки они направляются в городскую систему. А другие, это независимые сооружения, которые работают сами по себе. Эта их особенность обусловлена отсутствием или удаленностью центральной магистрали.

В данной статье нас интересуют именно независимые очистные сооружения и принцип их работы. Для загородного дома может подойти автономная канализация в виде выгребной ямы, септика или локальной очистительной системы.

Выгребная яма – это самый простой вид автономной канализации. Она проста в установке и обслуживании. Работает по принципу сбора сточных вод с дальнейшим выкачиванием ассенизаторской машиной. Ее недостатком является то, что ее нужно регулярно чистить, а также возникновение неприятного запаха, от которого не спасет даже дезинфекция.

Следующим в нашем списке идет септик. Он представляет собой емкость. Которая состоит из нескольких камер. В первой камере проходит первичная очистка, где твердые части оседают на дно. Во второй камере проходит биологическая очистка, где анаэробные бактерии перерабатывают органические соединения. Без доступа кислорода этот процесс не слишком эффективный, и даже для технических нужд такая вода не пригодна. Для более глубокой очистки нужно дополнительно устанавливать фильтрационные колодцы. Достоинством такой канализации является ее полная автономность, а вмешательство человека в ее работу зависит от интенсивности использования.

Для многих людей локальная канализация это септик. И они абсолютно правы. Это устройство обеспечивает высокий уровень комфорта.

Септики можно разделить на две категории. Во-первых, очистное сооружение, сделанное своими руками из подручных материалов. Во-вторых, заводское сооружение готовое к эксплуатации. В-третьих, локальная очистная станция, которая очищает сточные воды максимально качественно. Такие станции могут быть огромных размеров и использоваться для переработки стоков предприятий, большого количества частных домов. Они занимают большую территорию, которая становится непригодной для жилья и отдыха.

Для одного загородного дома или дачи вполне подойдет независимая локальная очистная система. Она отличается небольшими размерами, имеет менее мощное оборудование. К тому же очень компактных размеров и доступной ценой. Такая система полностью автономная и может обслуживать дом, автомойку или небольшое кафе.

Следует обратить внимание на мобильные канализации. Эти канализации при необходимости можно быстро собрать и перевезти в другое место. Одним из его разновидностей является биотуалет. В такой канализации проходит только накопительный процесс и первичная очистка стоков, после чего накопительные баки следует сливать в канализационные системы.

Современные автономные канализации

С развитием технологий локальные очистные сооружения тоже развиваются. В них внедряются новые технологии, для более эффективной работы микроорганизмов. Процесс очистки автоматизировался и вмешательство человека в работу оборудования минимизировался.

Отличительной чертой таких сооружений стала высокая степень очистки. Стало возможным применять очищенную воду для технических целей или полива почвы. А ил, который оседает на дно, может заменить удобрение для вашего сада.

На рынке современного канализационного оборудования можно найти и отечественных производителей и зарубежных. Устройства рассчитаны на прием разного объема сточных вод. Такую канализацию можно установить как для одного дома, так и для небольшого поселка. Поэтому если задаться конкретной целью можно найти абсолютно все.

Как правильно выбрать канализацию для дома

Чтобы не ошибиться с выбором локального очистного сооружения учитывайте некоторые факторы. Определите место установки канализации и проверьте состояние грунта, грунтовые воды, размер участка, количество проживающих человек и учтите тат момент сезонное ваше жилище или нет.

Выбрать между септиком и локальным очистным сооружением будет не сложно, если взвесить все за и против. Например, при частых отключениях электроэнергии не рекомендуется устанавливать автономную канализацию. Из-за перепадов напряжения могут выйти из строя фильтры, что приведет к гибели бактерий. А если на вашем участке высокий уровень грунтовых вод не рекомендуют устанавливать септик.

В этом случае лучше остановить свой выбор на автономной канализации. Также выбор идет в пользу септика, если вы будете проживать в доме сезонно. Ну и главное состояние вашего бюджета. Установка качественной локальной очистительной системы выльется в хорошую копейку.

Заключение

В заключение можно сказать, что современные очистные сооружения являются наиболее эффективными канализационными устройствами для очистки сточных вод в небольших домах, на дачах и в больших загородных коттеджах.

Передовые технологии биоочищения стоков, простота и удобство эксплуатации обеспечило данной системе большой спрос. Именно поэтому, автономная канализация самый прогрессивный способ очистки сточных вод. Но, прежде чем сделать свой выбор следует взвесить все плюсы и минусы

ТОАЗ объяснил, зачем проводит реконструкцию биологических очистных сооружений | TLT.ru

Проект реконструкции биологических очистных сооружений ПАО «ТОАЗ» прошел общественные слушания. Они состоялись 1 февраля в рамках общественных обсуждений объекта государственной экологической экспертизы. В них приняли участие представители администрации Тольятти, заказчика (ПАО «ТОАЗ») и разработчика материалов оценки воздействия на окружающую среду (АО «МАЙ ПРОЕКТ»). Также в зале присутствовали представители общественных организаций, СМИ и заинтересованные горожане, сообщает пресс-служба ТОАЗа.

Биологические очистные сооружения Тольяттиазота очищают хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды предприятия, а также сточные воды Комсомольского района, в том числе поселка Поволжский. В сутки они способны перерабатывать более 100 тысяч м3 стоков.

«ПАО «ТОАЗ» регулярно производит капитальный и текущий ремонт отдельных узлов очистных сооружений, однако появление новых технологий, ухудшение состава принимаемых от потребителей сточных вод и ужесточение требований к качеству очистки требует проведения масштабной модернизации оборудования», — отметили в пресс-службе предприятия.

В разработанном проекте по реконструкции БОС будет улучшена многоэтапная механическая и биологическая очистка, реконструированы аэротенки с реализацией технологии глубокого удаления органических загрязнений, азота и фосфора, модернизировано оборудование и установлена автоматизированная система управления.

«Данные мероприятия предусмотрены для минимизации влияния хозяйственной деятельности на окружающую среду и направлены на обеспечение эффективности и безопасной эксплуатацию существующих сооружений», — подчеркнули в пресс-службе завода.

По итогам общественных обсуждений компания АО «МАЙ ПРОЕКТ» доработает документацию, учитывая замечания и предложения горожан. Далее ТОАЗ направит ее на Государственную экологическую экспертизу. Планируется, что строительно-монтажные и пусконаладочные работы по реконструкции БОС выполнят за два года и в результате значительно улучшится качество очистки сточных вод.

«Очистные сооружения были запущены в 1979 году. После этого мы проводили ряд технических улучшений и на сегодня стоки Тольяттиазот проходят все стадии очистки, но по отдельным компонентам мы не укладываемся в нормативы, которые были приняты несколько лет назад, — рассказал заместитель гендиректора по технической политике ПАО «ТОАЗ», депутат думы Тольятти Виктор Казачков. — Наша задача не просто соответствовать всем требованиям, а даже превышать их, создавая «задел» на будущее. Поэтому ПАО «ТОАЗ» было принято решение провести масштабную реконструкцию всех стадий очистки сточных вод. Это важно с учетом развития города и нашего предприятия».

Зачем нужна очистка сточных вод?

Если вы только что купили свой первый дом с септической системой, у вас могут возникнуть вопросы по очистке сточных вод на месте. Но прежде чем вы начнете изучать процессы водоподготовки, найдите время, чтобы получить ответы на два основных вопроса:

  1. Что такое сточные воды?
  2. Почему важна очистка сточных вод?
     

Проще говоря, сточные воды – это любая вода, загрязненная человеком. Это включает воду, загрязненную в результате:

  • смыв туалетов и писсуаров (эти отходы известны как черная вода)
  • купание, душ и мытье одежды и посуды (серая вода)
  • коммерческая и промышленная деятельность
     

Как и следовало ожидать, сточные воды почти полностью состоят из воды.Оставшаяся часть — примерно 0,1% — содержит органические вещества, неорганические соединения, питательные вещества и микроорганизмы, которые необходимо изучить более подробно.
 

Органическое вещество

Органические вещества в сточных водах включают белки, углеводы, жиры, масла, смазки и синтетические соединения, содержащиеся в некоторых моющих средствах.

Без надлежащей обработки органические вещества попадают в озера и реки и становятся источником пищи для живущих в них микроорганизмов. Проблема в том, что эти крошечные существа вытягивают растворенный кислород из воды, когда расщепляют загрязняющие вещества.Чем больше загрязнителей в воде, тем больше их потребность в кислороде.

Этот процесс выходит из-под контроля в озерах и реках с большим количеством органических веществ. В этих водотоках уровень кислорода падает настолько низко, что такие животные, как рыбы, лягушки и черепахи, задыхаются и умирают.
 

Неорганические соединения

Неорганические вещества в сточных водах включают соединения с медью, свинцом, магнием, никелем, калием, натрием или цинком. Во многих случаях эти вредные вещества являются побочными продуктами коммерческой и производственной деятельности.

Неорганические вещества не легко разлагаются. Если они попадают в озера или реки с неочищенными сточными водами, они остаются там. Поскольку их концентрация со временем увеличивается, качество воды становится опасным как для людей, так и для животных.
 

Питательные вещества

Питательные вещества в сточных водах включают соединения азота и фосфора. Они часто происходят из человеческих отходов и чистящих средств, таких как стиральный порошок и мыло для посудомоечной машины.

Ни для кого не секрет, что азот и фосфор входят в состав удобрений.Они творят чудеса, когда мы хотим, чтобы растения росли и размножались. Но это преимущество становится серьезной угрозой, если мы допускаем попадание в озера и реки неочищенных и богатых питательными веществами сточных вод.

Высокие концентрации азота или фосфора могут привести к образованию «мертвых зон» в водотоках. Процесс выглядит следующим образом:

  1. Избыток питательных веществ способствует росту крупных водорослей.
  2. Цветение водорослей препятствует попаданию солнечного света на растения, находящиеся под поверхностью воды.
  3. Местные виды растений погибают без солнечного света.
  4. Бактерии, питающиеся разлагающимися растительными остатками, размножаются.
  5. Растущие популяции бактерий потребляют все больше и больше растворенного в воде кислорода.
  6. Рыба и другие водные виды, нуждающиеся в кислороде, покидают водоток или погибают.
     

Азот в неочищенных сточных водах может вызвать еще одну проблему. Если нитраты (соединение азота) загрязняют нашу питьевую воду, это может снизить способность нашей крови переносить кислород. У младенцев это может привести к так называемому синдрому голубого ребенка.В крайних случаях состояние смертельно.
 

Микроорганизмы

Некоторые микроорганизмы в сточных водах полезны, поскольку они разрушают органические вещества, которые в противном случае загрязнили бы окружающую среду.

Патогены в неочищенных сточных водах — это отдельная история. Эти бактерии, паразиты и вирусы могут загрязнять источники чистой воды. В противном случае они подрывают здоровье человека, вызывая серьезные, а иногда и смертельные заболевания.

Возможно, самый известный пример произошел в Уокертоне, Онтарио, Канада.В мае 2000 года городская питьевая вода была заражена бактериями кишечной палочки из-за того, что городские сточные воды не подвергались надлежащей очистке. Заболели более 2300 жителей, семь человек умерли.
 

Более пристальный взгляд на сточные воды позволяет легко понять, почему эффективная очистка так важна.

Воспринимайте свою станцию ​​очистки сточных вод как средство сохранения воды. Удаляя взвешенные вещества и другие загрязняющие вещества, ваша система предотвращает загрязнение грунтовых вод и воды, которое может привести к:

  • испорченная питьевая вода
  • нехватка воды и нехватка воды
  • грязные озера и реки
  • меньшее количество водных видов
  • опасности для домашнего скота
  • уменьшенная стоимость недвижимости на набережной
     

Теперь, когда вы понимаете основы сточных вод, поднимите свои знания на новый уровень.Откройте для себя наш ассортимент систем очистки и узнайте, как они защищают вашу собственность, наши сообщества и планету, которую мы разделяем.
 

См. наши решения для очистки сточных вод
 


Станция очистки сточных вод – обзор

3 Очистка сточных вод

Установка вторичной биологической очистки сточных вод принесла огромную пользу обществу и окружающей среде. Принимая во внимание короткое время гидравлического пребывания (несколько часов), заметно значительное снижение количества природных и ксенобиотических соединений.Однако муниципальные очистные сооружения в основном предназначены для удаления болезнетворных микроорганизмов, органических и неорганических взвешенных и хлопьевидных частиц, а не фармацевтических препаратов. Четыре ключевых фактора имеют решающее значение для прогнозирования воздействия каждой СОСВ: (1) размер населения, подключенного к СОСВ, (2) поток через сооружения, (3) тип используемой очистки и (4) возможное разбавление в принимающей воде.

Учитывая различия в «человеческих выбросах» и стоке в очистные сооружения, обычно приводящие к 8–9 а.м. пиковые потоки, правильная стратегия отбора проб имеет решающее значение. Плохой отбор проб и анализ нерепрезентативных проб, как правило, являются основным источником ошибок в данных о качестве воды, что приводит к неверным выводам об устранении определенных соединений и эффективности применяемой очистки. Таким образом, для получения надежных данных решающее значение имеют соответствующее количество образцов, продолжительность отбора проб и частота. Еще одним ключевым вопросом является время гидравлического удержания (HRT). Активный ил представляет собой наиболее интенсивную биологическую очистку, при которой бактерии суспендируют в резервуаре и интенсивно аэрируют, при этом HRT обычно варьируется от 5 до 36 часов.В некоторых исследованиях сообщалось об отрицательных значениях удаления (т. е. разницы в нагрузках между входящим и выходящим потоком). Объяснение этому можно найти в протоколах отбора проб не только потому, что они могут быть неадекватными, но и из-за характера утилизации фармацевтических препаратов. Дело в том, что вещества поступают в небольшом количестве пакетов сточных вод на приток КОС, в непредсказуемых количествах и временных интервалах; таким образом, входящие нагрузки особенно легко систематически недооценивать.Поэтому хорошо спланированный и проведенный отбор проб является ключевым моментом в фармацевтическом анализе.

В литературе можно заметить, что при сравнении скоростей элиминации некоторых фармацевтических препаратов, таких как диклофенак, наблюдаются большие различия, при этом сообщается, что элиминация находится в диапазоне от 0 до > 90%. Фармацевтические препараты могут быть удалены путем сорбции на осадке или путем микробного разложения. Во многих случаях метаболиты, образующиеся при биодеградации, более полярны, чем исходное соединение.Высокая полярность в сочетании с низкой биоразлагаемостью, которую демонстрируют некоторые фармацевтические соединения, приводит к неэффективному выведению. Кроме того, отрицательное удаление можно объяснить образованием неизмеренных продуктов метаболизма человека и/или ТП (например, конъюгата глюкуронида, метилатов и глицинатов), которые, проходя через растение, снова превращаются в исходные соединения. Эффективность удаления загрязнений сильно зависит от типа технологии очистки (например, физико-химическая или химическая).биологическая очистка) и от параметров работы установки. Факторы, указанные в предыдущем тексте, могут способствовать этим различиям, и еще один вывод заключается в том, что существует необходимость в более глубоком понимании механизмов разложения и выведения фармацевтических препаратов на очистных сооружениях при концентрациях, значимых для окружающей среды.

Чтобы понять процесс, происходящий на очистных сооружениях, и расширить знания о биоразложении загрязняющих веществ на очистных сооружениях, следует провести исследования биоразложения фармацевтических препаратов в лабораторных условиях, имитирующих очистные сооружения.В нескольких исследованиях изучались пути биоразложения в различных средах и сообщалось об идентичности продуктов биотрансформации во время первичного биоразложения. Идентификация продуктов разложения в пробах окружающей среды является сложной задачей, поскольку они не только присутствуют в очень низких концентрациях, но и смешаны со сложными матрицами, которые мешают обнаружению. Необходимо расширить наши знания о судьбе фармацевтических препаратов при очистке сточных вод для внедрения более эффективных технологий удаления.Будущая работа на очистных сооружениях покажет, в какой степени фармацевтические препараты могут быть удалены из сточных вод и в какой степени осуществимо внедрение усовершенствованной технологии, принимая во внимание другие макро- и микрозагрязнители и широкий спектр сложных матриц.

С этим связана сложная проблема моделирования поведения фармацевтических препаратов в очистных сооружениях. Распределение фармацевтических препаратов между различными отсеками очистных сооружений зависит от физико-химических и биологических свойств, которые имеют отношение к каждому отдельному лекарственному средству и процессу, а информация о влиянии рабочих условий на удаление фармацевтических препаратов является ключевым моментом для лучшего понимания и улучшения удаления. механизмы.Таким образом, модели имитируют многие рабочие условия, а прогнозирование удаления, сорбции и десорбции фармацевтических препаратов взвешенными твердыми частицами, биотрансформации, включая образование метаболитов, и процессов химической трансформации является полезным инструментом, который может помочь уменьшить выброс фармацевтических препаратов в окружающую среду. Недавно Pomiès и соавт. [7] представил критический обзор моделей, предложенных в литературе для описания удаления микрозагрязнителей в процессах активного ила. Они пришли к выводу, что модели все еще нуждаются в улучшении с более точным описанием задействованных механизмов, включая рассмотрение условий окисления-восстановления, рассмотрение не только исходных соединений, но и метаболитов, чтобы лучше охарактеризовать судьбу загрязнителей, и разграничение диапазон применимых условий (т.е., SRT, HRT, T и pH) для использования модели. Одна из основных трудностей заключается в поиске компромисса между точностью модели и доступностью параметров модели. Кроме того, представляется особенно необходимой разработка стандартизированных протоколов, методов калибровки и проверки.

В этой книге также обобщены современные знания о других технологиях очистки (главы 9–11, глава 9, глава 10, глава 11), таких как мембранные биореакторы (MBR) и другие виды мембранной обработки (нанофильтрация и обратный осмос), передовые процессы окисления (AOP) и естественные методы очистки. на основе береговой фильтрации и искусственного подпитки и искусственных водно-болотных угодий (главы 12 и 13).

Более широкое использование МБР с процессом, подобным тому, который имеет место при вторичной очистке, кажется отличной альтернативой улучшению биодеградации фармацевтических препаратов в окружающей среде для увеличения скорости их удаления. Тем не менее, процессы мембранной обработки должны быть оптимизированы путем модификации мембран (изменение материалов и снижение пределов отсечки по молекулярной массе) и/или путем модификации процесса обработки (инокуляции специальных микроорганизмов). Эффективность различных микробных популяций при удалении отдельных фармацевтических препаратов и оптимизация конструкции и рабочих параметров лабораторного МБР следует рассматривать как будущие исследования, необходимые в этой области.Следует также исследовать масштабирование от пилотного МБР до реальных очистных сооружений, чтобы оценить, действительны ли процессы и удаление в пилотном дыхании на крупномасштабной установке.

Технологии естественного ослабления, такие как береговая фильтрация или искусственное пополнение запасов подземных вод, а также искусственные водно-болотные угодья, могут помочь в удалении остатков фармацевтических препаратов из водной матрицы. КОС и поставщики питьевой воды глубоко заинтересованы в таких технологических разработках для улучшения качества воды.Ограничивающими факторами являются затраты на все эти технологии, когда их необходимо внедрять в реальных масштабах, поскольку они будут иметь прямые затраты для потребителя, следовательно, повышая цены на воду. Таким образом, всегда будут необходимы компромиссы при выборе наиболее подходящей технологии, которая является рентабельной. Один из способов сделать это — использовать усовершенствованные варианты очистки и повторное использование очищенной воды для различных целей в соответствии с качеством воды, достигаемым после индивидуальной обработки. Однако для достижения более высокой эффективности удаления фармацевтических препаратов по сравнению с обычным активным илом передовых технологий очистки (например,например, передовые МБР, АОП и/или экологически безопасные методы лечения, такие как грибы белой гнили), нам необходимо улучшить наше понимание механизмов, участвующих в удалении и преобразовании фармацевтических препаратов с помощью передовых методов лечения.

Также очевидно, что следует направить дополнительные усилия на снижение нагрузки загрязняющими веществами на очистные сооружения, например, путем отказа от выбрасывания неиспользованных фармацевтических препаратов в отходы или в туалет. В своем обзорном обзоре отношения и практики к методам утилизации лекарств во всем мире Tong et al.[8] пришли к выводу, что наиболее популярными методами утилизации лекарств были мусор, туалет или раковина. Жидкие лекарства с большей вероятностью смываются в раковину, чем твердые таблетки и капсулы, которые чаще выбрасываются в мусорное ведро. Создание формализованных государственных систем сбора и утилизации, которые являются экономически эффективными и легко доступными для общественности, имеет первостепенное значение. Однако во многих странах нет стандартных протоколов утилизации лекарств. Другой проблемой является чрезмерное назначение лекарств и текущая практика назначения фиксированной дозы на определенный период времени с целью максимизации прибыли вместо ухода за пациентом (см. главу 2).Daughton и Ruhoy [9] рекомендовали оптимизировать дозировку лекарств как основной фактор повышения устойчивости здравоохранения. Индивидуальное дозирование и включение учета потенциального неблагоприятного воздействия на окружающую среду в практику назначения лекарств могут улучшить уход за пациентами и охрану здоровья населения и в то же время уменьшить воздействие фармацевтических препаратов на водные системы.

Важность очистки сточных вод

Значение очистных сооружений

Водоочистные сооружения предназначены для ускорения естественного процесса очистки воды.С миллиардами людей и еще большим количеством сточных вод естественный процесс перегружен. Без очистки сточных вод количество сточных вод привело бы к опустошению, как это происходит и сегодня в развивающихся странах. В мире более 80 процентов всех сточных вод сбрасываются без очистки. 1 В странах, где есть водоочистные сооружения, они используют различные методы очистки воды с одной общей целью: максимально очистить воду и отправить ее обратно в окружающую среду, чтобы обеспечить безопасность и процветание человечества и Земли.

Очистка сточных вод защищает людей и экосистему

Сточные воды содержат элементы, токсичные для человека и экосистемы. Очистные сооружения помогают очищать воду и устранять ситуации, подобные тем, которые в настоящее время наблюдаются в развивающихся странах. Грязная вода представляет значительный риск для здоровья, ежегодно унося 1,7 миллиона жизней, из которых более 90 процентов приходится на развивающиеся страны. 2 Несколько заболеваний, связанных с водой, включая холеру и шистосомоз, по-прежнему широко распространены во многих развивающихся странах, где лишь очень небольшая часть (в некоторых случаях менее 5 процентов) бытовых и городских сточных вод очищается перед их сбросом в окружающую среду 3 .

Очистка сточных вод также защищает экосистему. Рыбам и водным обитателям требуется пресная вода. Когда их водная среда насыщена сточными водами, они не могут выжить. Если химические вещества, такие как азот и фосфаты, попадают в ручьи, реки или большие водоемы в чрезмерных количествах, это вызывает чрезмерный рост растений, которые выделяют токсины в воду. Это приводит к кислородному истощению и мертвым зонам; области, где рыба и другие водные организмы больше не могут существовать.

Процесс естественной очистки воды перегружен

В то время как Мать-природа делает все возможное для естественной обработки сточных вод, ей приходится справляться со многими проблемами.Поскольку население мира так велико и растет, то же касается и сточных вод. Природа не может справиться с естественной переработкой чрезмерного количества сточных вод. И с ростом населения растет и количество сточных вод.

Сброс очищенной воды обратно в окружающую среду

Очистные сооружения имитируют естественный процесс очистки воды и направляют ее обратно в окружающую среду. Существует несколько способов очистки сточных вод. Следующая инфографика «Очистка сточных вод 101 4 » от Агентства по охране окружающей среды (EPA) объясняет основные операции по очистке сточных вод.

Резюме

Основной целью очистных сооружений является защита человека и экосистемы от вредных и токсичных элементов, содержащихся в сточных водах. Водоочистные сооружения были спроектированы так, чтобы ускорить естественный процесс очистки воды, потому что естественный процесс перегружен. Эти сооружения используются для очистки сточных вод различными способами, а затем возвращают очищенную воду в окружающую среду.

Как работает станция очистки сточных вод?

По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), очистка сточных вод является одной из наиболее распространенных форм борьбы с загрязнением в США.S. Lakeside Equipment Corporation гордится тем, что поставляет оборудование и системы, которые используются по всей стране на очистных сооружениях, которые очищают сточные воды перед сбросом их обратно в окружающую среду.

Потребность в очистных сооружениях: тогда и сейчас

Очистные сооружения не всегда были необходимы. В прошлом бактерии и другие организмы, обнаруженные в водоемах, расщепляли сточные воды на безвредные побочные продукты в ходе естественного процесса очистки.Но бактерии и другие организмы не успевали за ростом населения и производством сточных вод. Сточные воды в настоящее время отправляются на очистные сооружения, многие из которых используют тот же процесс очистки, который используется в природе для очистки воды.

Большинство очистных сооружений подготавливают сточные воды для повторного использования в два отдельных этапа: первичный и вторичный этапы.

Первичный этап очистки сточных вод

Сточные воды попадают на первичную стадию очистки сразу после поступления на очистные сооружения.Во-первых, он проходит через экран, предназначенный для удаления крупных обломков, которые могут повредить оборудование Lakeside, используемое в других местах объекта. На некоторых объектах установлено несколько экранов для удаления из сточных вод предметов и материалов разного размера.

Пройдя через фильтр, сточные воды попадают в песколовку. Песок может включать песок, гравий, яичную скорлупу или любой другой тип твердого материала, который проходит через процесс просеивания. Существует несколько различных типов песколовок, но аэрируемая песколовка Lakeside является одной из самых популярных.Сточные воды текут по спирали внутри этой камеры. Воздух медленно вводится в одну сторону камеры, создавая перпендикулярную структуру, которая отделяет более тяжелые материалы от остальной воды. Затем более тяжелые материалы или песок опускаются на дно камеры.

Несмотря на то, что сточные воды прошли через фильтры и песколовку, они все еще содержат другие материалы, которые необходимо удалить. Сточные воды медленно проходят через отстойник, и по мере его прохождения твердые частицы, оставшиеся в воде, начинают дрейфовать ко дну резервуара.

Это заключительный этап первичной стадии процесса очистки сточных вод. К этому моменту большая часть твердых частиц была удалена из воды. Но вода все еще недостаточно чистая, чтобы ее можно было выпустить обратно в окружающую среду, поэтому она поступает на вторичную стадию, чтобы ее можно было еще больше очистить.

Вторичный этап очистки сточных вод

Вторичная стадия процесса очистки предназначена для удаления до 85% органического вещества, остающегося в сточных водах.Существует несколько различных способов достижения этой цели, но многие предприятия используют либо капельный фильтр, либо процесс с активным илом.

Если на объекте используется метод капельной фильтрации, сточные воды после выхода из отстойника перекачиваются в зону, содержащую от трех до шести футов камней. На этих камнях растут бактерии и другие мелкие организмы, поэтому они потребляют или разрушают органические вещества, содержащиеся в воде, когда она течет через резервуар. Затем вода удаляется из капельного фильтра по трубам и направляется обратно в отстойник для еще одного цикла очистки.

На большинстве объектов используется процесс активного ила, который происходит сразу после отстойника на первичной стадии очистки. Сточные воды поступают в аэротенк, где смешиваются с илом. Затем воздух закачивается в аэротенк, чтобы способствовать росту бактерий и других мелких организмов в иле. Бактерии и другие микроорганизмы расщепляют органические вещества в воде на безвредные побочные продукты. Сточные воды остаются в аэротенке от трех до шести часов, что дает бактериям и микроорганизмам достаточно времени, чтобы разрушить весь оставшийся органический материал.После выхода из аэротенка сточные воды обычно направляются в другой отстойник для отделения твердых частиц от воды.

Независимо от того, какой метод используется, сточные воды проходят еще один цикл очистки, прежде чем они будут выпущены обратно в окружающую среду. После того, как вода покидает отстойник на вторичном этапе процесса очистки, она направляется в резервуары, где подвергается воздействию хлора. Сточные воды обычно проводят в этих резервуарах с хлором от 15 до 20 минут.Это химическое вещество убивает вредные бактерии, которые могут скрываться в воде, а также избавляет от неприятного запаха сточных вод. Очистные сооружения могут убить до 99% бактерий в воде с помощью хлора, так что это важный шаг в этом процессе.

Некоторые предприятия не используют хлор для уничтожения бактерий на заключительном этапе процесса очистки. Вместо этого на этих объектах используются альтернативы, такие как ультрафиолетовое (УФ) излучение или озон, для уничтожения бактерий в воде перед ее выбросом в окружающую среду.Эти альтернативы не предполагают использования химикатов, поэтому считаются более безопасными для окружающей среды и дикой природы.

После того, как вода проходит этот заключительный этап, она выбрасывается в водоемы в сообществе. Заключительный этап гарантирует, что подавляющее большинство бактерий в воде будет уничтожено, поэтому она не нанесет вреда людям, животным или окружающей среде после сброса.

Очистка сточных вод – это сложный процесс, предполагающий использование высокотехнологичного и надежного оборудования.Lakeside гордится тем, что поставляет оборудование и системы очистки, которые необходимы очистным сооружениям для фильтрации, очистки и дезинфекции воды перед ее возвратом в местные водоемы. Если вы заинтересованы в приобретении оборудования или систем Lakeside, свяжитесь с одним из наших представителей сегодня по телефону 630-837-5640.

Департамент здравоохранения и окружающей среды округа Барнстейбл

Прежде чем вы продолжите читать об отдельных технологиях, обсуждаемых далее в этом документе, полезно понять некоторые основы очистки сточных вод.При обсуждении очистки сточных вод вы часто будете встречать такие термины, как БПК, общее содержание взвешенных веществ, нитрификация и денитрификация. Важно понимать, что означает каждый из этих терминов и как каждый из них относится к процессу очистки сточных вод. Также кратко обсуждаются некоторые очень простые процессы очистки сточных вод. Если вы понимаете теорию, лежащую в основе этих основных процессов обработки, легко понять, как и почему эти процессы применяются в различных альтернативных технологиях, обсуждаемых ниже.

Вернуться к указателю I/A Compendium

Основные компоненты сточных вод

Биохимическая потребность в кислороде

Одним из наиболее часто измеряемых компонентов сточных вод является биохимическая потребность в кислороде или БПК . Сточные воды состоят из различных неорганических и органических веществ. Органические вещества относятся к молекулам на основе углерода и включают фекалии, а также моющие средства, мыло, жиры, жиры и частицы пищи (особенно при использовании измельчителей мусора).Эти большие органические молекулы легко разлагаются бактериями в септической системе. Однако для этого процесса распада больших молекул на более мелкие молекулы и, в конечном итоге, на углекислый газ и воду требуется кислород. Количество кислорода, необходимое для этого процесса, известно как биохимическая потребность в кислороде или БПК. Пятидневный БПК, или БПК 5 , измеряется количеством кислорода, потребляемого микроорганизмами в течение пятидневного периода, и является наиболее распространенным показателем количества биоразлагаемого органического материала в сточных водах или их концентрации.

БПК традиционно использовался для измерения концентрации сточных вод, сбрасываемых с обычных очистных сооружений в поверхностные воды или ручьи. Это связано с тем, что сточные воды с высоким содержанием БПК могут истощать кислород в принимающих водах, вызывая гибель рыбы и изменения экосистемы. Основываясь на критериях сброса поверхностных вод, стандарт вторичной очистки для БПК был установлен на уровне 30 мг БПК/л (т. е. 30 мг O 2 потребляется на литр воды в течение 5 дней для разложения отходов).

Однако содержание БПК в сточных водах также важно для септических систем. Очистка сточных вод в септике – это анаэробный (без доступа кислорода) процесс; на самом деле, это анаэробный процесс, потому что БПК сточных вод, поступающих в резервуар, настолько высок, что любой кислород, присутствующий в сточных водах, быстро потребляется. Некоторое количество БПК удаляется в септиктенке путем анаэробного сбраживания и твердых частиц, которые оседают на дно септиктенка, но большая часть БПК, присутствующая в сточных водах (особенно моющие средства и масла), попадает на поле выщелачивания.Поскольку БПК служит источником пищи для микробов, БПК поддерживает рост микробного биомата, образующегося под полем выщелачивания. Это и хорошо, и плохо. С одной стороны, здоровый биомат желателен, потому что он способен удалять многие бактерии и вирусы из сточных вод, чтобы они не попадали в грунтовые воды. Бактерии в здоровом биомате также переваривают большую часть оставшегося БПК в сточных водах. Однако слишком высокий БПК может вызвать чрезмерный рост бактерий в биомате. Если БПК настолько высок, что потребляется весь доступный кислород (или если поле выщелачивания плохо аэрируется, как это может быть в случае невентилируемого поля выщелачивания, расположенного под тротуаром или глубоко заглубленного), биомат может стать анаэробным.Это приводит к гибели полезных бактерий и простейших в биомате, что приводит к уменьшению очистки сточных вод. Низкий уровень кислорода в биомате также способствует росту анаэробных бактерий (бактерий, которым не требуется кислород для роста). Многие анаэробные бактерии образуют слизистый налет, который может быстро закупорить поле выщелачивания. Таким образом, избыток БПК в сточных водах может привести к плохой работе поля выщелачивания и даже преждевременному выходу из строя.

Многие усовершенствованные технологии очистки, обсуждаемые далее в этом документе, были разработаны специально для снижения БПК в очищенных сточных водах.Удаление БПК может быть особенно важным, когда сточные воды стекают на поле выщелачивания в плотных грунтах. Плотные почвы обычно состоят из илов и глин (размер частиц <0,05 мм). Эти мелкие частицы почвы плотно упакованы, и поровое пространство между ними невелико. Снижение БПК означает, что сточные воды будут поддерживать рост меньшего количества бактерий и, следовательно, сточные воды будут лучше проникать в плотные почвы. Многие усовершенствованные технологии очистки, которые удаляют БПК, были разработаны специально для улучшения утилизации сточных вод в плотных илистых или глинистых почвах.

БПК довольно легко удалить из сточных вод, обеспечив подачу кислорода в процессе очистки; кислород поддерживает рост бактерий, которые разрушают органический БПК. Большинство описанных усовершенствованных очистных сооружений включают в себя некоторые типы установок, которые активно насыщают сточные воды кислородом для снижения БПК. Этот блок часто располагается между септиктенком и полем выщелачивания. Или он может быть расположен внутри септика в определенной области, куда подается кислород. Снижение БПК является относительно простым и эффективным процессом, в результате которого сточные воды с низким БПК поступают на поле выщелачивания.Однако важно отметить, что низкий БПК в сточных водах может привести к менее эффективному формированию биомата под полем выщелачивания.

Также важно отметить, что БПК служит источником пищи для денитрифицирующих бактерий, которые необходимы в системах, где происходит бактериальное удаление азота. В этих ситуациях БПК желателен, так как процесс нитрификации/денитрификации не может работать эффективно без достаточного БПК для поддержки роста бактерий, выполняющих этот процесс.

Всего взвешенных твердых частиц

Бытовые сточные воды обычно содержат большое количество взвешенных веществ органического и неорганического происхождения. Эти твердые вещества измеряются как Total Suspended Solids или TSS и выражаются в мг TSS/литр воды. Этот взвешенный материал является нежелательным прежде всего потому, что он может быть перенесен со сточными водами на место выщелачивания. Поскольку большинство взвешенных твердых частиц представляют собой мелкие частицы, они способны закупоривать небольшие поры между зернами почвы в установке для выщелачивания.Существует несколько способов снижения TSS в сточных водах. Самым простым является использование фильтра для сточных вод септика, такого как фильтр Zabel (доступно несколько других марок). Этот тип фильтра устанавливается на выходной тройник септика. Он изготовлен из ПВХ с прорезями разного размера, вставленными одна в другую. Фильтр предотвращает попадание плавучих веществ из септика, а поскольку сточные воды фильтруются через щели, они также улавливают мелкие частицы. Многие типы альтернативных систем также способны снижать содержание взвешенных частиц, обычно за счет использования отстойников и/или фильтров с использованием песка или других материалов.

Азот общий

Рисунок 1. Цикл азота

Азот присутствует в септической системе во многих формах. Большая часть азота, выделяемого человеком, находится в форме органического азота (материал мертвых клеток, белки, аминокислоты) и мочевины. После попадания в септический резервуар этот органический азот довольно быстро и полностью разлагается микроорганизмами в септическом резервуаре до аммиака NH 3 . Аммиак является основной формой азота, выходящего из септика.В присутствии кислорода бактерии расщепляют аммиак до нитрата NO 3 . В обычной септической системе с хорошо аэрируемым помещением для выщелачивания большая часть аммиака, вероятно, расщепляется до нитратов под полем выщелачивания.

Нитраты могут иметь серьезные последствия для здоровья, когда они попадают в колодцы с питьевой водой и потребляются. Нитраты и другие формы азота также могут оказывать пагубное воздействие на окружающую среду, особенно в прибрежных районах, где избыток азота стимулирует процесс, известный как эвтрофикация.По этой причине было разработано множество альтернативных технологий для удаления общего азота из сточных вод. В этих технологиях используются бактерии для преобразования аммиака и нитратов в газообразный азот, N 2 . В этой форме азот инертен и выделяется в воздух.

Биологическая конверсия аммиака в газообразный азот представляет собой двухэтапный процесс. Аммиак необходимо сначала окислить до нитрата; нитрат затем восстанавливается до газообразного азота. Эти реакции требуют разных сред и часто проводятся в отдельных зонах системы очистки сточных вод.

Первый этап процесса, превращение аммиака в нитрит, а затем в нитрат, называется нитрификацией (NH 3 NO 2 + NO 3 ). Процесс резюмируется следующими уравнениями:

Процесс нитрификации

Важно отметить, что этот процесс требует и расходует кислород. Это способствует повышению БПК или биохимической потребности сточных вод в кислороде. Процесс опосредуется бактериями Nitrosomonas и Nitrobacter , которым для роста и метаболизма азота требуется аэробная (присутствие кислорода) среда.Таким образом, процесс нитрификации должен протекать в аэробных условиях.

Второй этап процесса, превращение нитрата в газообразный азот, называется денитрификацией . Этот процесс можно обобщить следующим образом:

Денитрификация

Этот процесс также опосредуется бактериями. Чтобы произошло восстановление нитратов до газообразного азота, уровень растворенного кислорода должен быть равен или близок к нулю; процесс денитрификации должен протекать в анаэробных условиях.Бактерии также нуждаются в источнике углеродной пищи для получения энергии и преобразования азота. Бактерии метаболизируют углеродистый материал или БПК в сточных водах в качестве источника пищи, превращая его в углекислый газ. Это, в свою очередь, снижает БПК сточных вод, что желательно. Однако, если в сточных водах уже низкий БПК, источника углеродной пищи будет недостаточно для роста бактерий, и денитрификация не будет проходить эффективно.

Рисунок 2. Денитрификация

Очевидно, что любая установка для очистки сточных вод, которая будет удалять азот в процессе нитрификации/денитрификации, должна быть спроектирована таким образом, чтобы обеспечивать как аэробные, так и анаэробные зоны, чтобы могли происходить как нитрификация, так и денитрификация.Когда вы посмотрите на технологии удаления азота, обсуждаемые далее в этом документе, вы увидите, как различные конструкции пытались решить эту проблему некоторыми уникальными и интересными способами.

Фосфор

Фосфор входит в состав сточных вод человека, в большинстве случаев его среднее содержание составляет около 10 мг/л. Основные формы — органически связанный фосфор, полифосфаты и ортофосфаты. Органически связанный фосфор образуется из отходов организма и пищевых отходов и при биологическом разложении этих твердых веществ превращается в ортофосфаты.Полифосфаты используются в синтетических моющих средствах и составляют до половины общего количества фосфатов в сточных водах. Массачусетс запретил продажу фосфатсодержащих моющих средств для стирки одежды, поэтому уровень фосфора в бытовых сточных водах значительно снизился по сравнению с предыдущими уровнями. Большая часть фосфатов в домашнем хозяйстве в настоящее время поступает из отходов жизнедеятельности человека и моющих средств для автоматических посудомоечных машин. Полифосфаты могут гидролизоваться до ортофосфатов. Таким образом, предполагается, что основной формой фосфора в сточных водах являются ортофосфаты, хотя могут существовать и другие формы.Ортофосфаты состоят из отрицательных ионов PO 4 3-, HPO 4 2- и H 2 PO 4 . Они могут образовывать химические соединения с катионами (положительно заряженными ионами).

Неизвестно, сколько фосфора удаляется в обычной септической системе. Некоторое количество фосфора может быть поглощено микроорганизмами в септической системе и преобразовано в биомассу (конечно, когда эти микроорганизмы умирают, фосфор высвобождается повторно, поэтому на самом деле нет чистой потери фосфора по этому механизму).Любой фосфор, который удаляется в септической системе, вероятно, удаляется на установке для выщелачивания путем химического осаждения.

При слабокислом рН (как в почвах Кейп-Кода и большей части Новой Англии) ортофосфаты соединяются с катионами трехвалентного железа или алюминия с образованием нерастворимых осадков FePO 4 и AlPO 4 .

Нерастворимые осадки

Бытовые сточные воды обычно содержат только следовые количества железа и алюминия.Однако песчаная почва Кейп-Кода часто содержит значительное количество железа, связанного с поверхностью частиц песка. Вполне вероятно, что это железо связывается с фосфором и вызывает некоторое удаление общего фосфора ниже установки для выщелачивания.

Здесь необходимо добавить одну оговорку. Если почва под выщелачивающей установкой становится анаэробной, железо может стать химически восстановленным (изменено в форму Fe 2+ ), которое растворимо и способно перемещаться в грунтовых водах. В этом случае соединения фосфата железа могут разлагаться, а фосфор также может становиться растворимым.Анаэробные условия в установке для выщелачивания могут возникать, когда установка для выщелачивания плохо вентилируется, когда имеется небольшое вертикальное разделение с грунтовыми водами или когда БПК в сточных водах настолько велико, что весь присутствующий кислород истощается для окисления БПК. В условиях Кейп-Кода наилучшим методом максимального удаления фосфора, вероятно, является размещение установки для выщелачивания значительно выше уровня грунтовых вод (вертикальное расстояние более 5 футов), что обеспечивает хорошо вентилируемую зону под полем для выщелачивания.На сегодняшний день никакие альтернативные местные технологии не позволяют значительно удалить фосфор. Однако многие пытаются достичь этой цели, и вполне вероятно, что в течение следующих нескольких лет мы сможем увидеть некоторые технологии, успешно удаляющие фосфор.

Вернуться к указателю I/A Compendium

Основы очистки сточных вод

Очистка сточных вод в значительной степени является биохимической операцией, при которой химические преобразования сточных вод осуществляются живыми микроорганизмами.Разные среды благоприятствуют росту разных популяций микроорганизмов, что, в свою очередь, влияет на эффективность, конечные продукты и полноту очистки сточных вод. Системы очистки сточных вод, будь то стандартные септические системы или более продвинутые технологии очистки, пытаются создать специфическую биохимическую среду для управления процессом очистки сточных вод.

При очистке сточных вод происходят три основных типа биохимических превращений. Во-первых, это удаление растворимых органических веществ.Он состоит из растворенных соединений углерода, таких как моющие средства, жиры и отходы жизнедеятельности, которые составляют большую часть содержания БПК в сточных водах. Второй – переваривание и стабилизация нерастворимых органических веществ. Это твердые частицы сточных вод, такие как отходы организма и частицы пищи, которые составляют оставшуюся часть БПК. В-третьих, это преобразование растворимых неорганических веществ, таких как азот и фосфор.

Две основные биохимические среды, в которых осуществляется очистка сточных вод, называются аэробными и анаэробными средами.Аэробная среда — это среда, в которой растворенный кислород доступен в достаточном количестве, чтобы рост и дыхание микроорганизмов не ограничивались недостатком кислорода. Анаэробная среда — это среда, в которой растворенный кислород либо отсутствует, либо его концентрация достаточно низка, чтобы ограничить аэробный метаболизм. Биохимическая среда оказывает глубокое влияние на экологию микробной популяции, обрабатывающей сточные воды. Аэробные условия, как правило, поддерживают целые пищевые цепи от бактерий до коловраток и простейших.Эти микробы расщепляют органические вещества, используя множество метаболических путей, основанных на аэробном дыхании с углекислым газом в качестве основного конечного продукта. Анаэробные условия благоприятствуют росту прежде всего бактериальных популяций и производят различные конечные продукты, обсуждаемые ниже.

Анаэробное сбраживание сточных вод

Твердые вещества в сточных водах содержат большое количество легкодоступных органических материалов, которые при аэробной обработке вызывают быстрый рост микроорганизмов.Анаэробное разложение способно разлагать этот органический материал, производя гораздо меньше (примерно одну десятую) биомассы, чем процесс аэробной очистки. Основная функция анаэробного сбраживания состоит в том, чтобы стабилизировать нерастворимое органическое вещество и преобразовать как можно больше этих твердых веществ в конечные продукты, такие как жидкости и газы (включая метан), при этом производя как можно меньше остаточной биомассы. Именно по этой причине очистка сточных вод в обычном септике разработана как анаэробный процесс.Органические вещества, обработанные анаэробно, не разлагаются до углекислого газа; конечными конечными продуктами являются низкомолекулярные кислоты и спирты. Они могут быть дополнительно преобразованы анаэробно в метан или, если их отправляют в среду (например, на поле выщелачивания), где присутствуют аэробные бактерии, далее разлагаются до диоксида углерода. Анаэробное сбраживание органических веществ также является гораздо более медленным процессом, чем аэробное сбраживание органических веществ, и там, где необходимо быстрое сбраживание органических веществ, необходимо использовать процесс аэробной обработки.

Как обсуждалось выше, анаэробная среда также необходима для денитрификации, поскольку бактериям, осуществляющим этот процесс, требуются анаэробные условия для восстановления нитратов до газообразного азота. Многие технологии удаления азота предназначены для обеспечения камеры анаэробной обработки как части процесса очистки.

Аэробная очистка сточных вод

Как следует из названия, в этом процессе используются аэробные бактерии для разложения сточных вод. Основным преимуществом аэробной очистки сточных вод является ее способность быстро и полностью переваривать сточные воды, снижая БПК до низкого уровня.Большинство альтернативных технологий очистки, обсуждаемых в этом документе, используют ту или иную форму аэробной очистки сточных вод. Этот процесс используется в первую очередь для снижения БПК, а в системах, удаляющих азот, для нитрификации отходов, чтобы впоследствии их можно было денитрифицировать. Поскольку БПК в неочищенных сточных водах обычно высок, а доступный кислород быстро поглощается сточными водами, большинство установок аэробной очистки предназначены для подачи дополнительного кислорода в сточные воды, чтобы процесс очистки оставался аэробным. В некоторых установках, таких как система JET Aerobic, используется расширенная аэрация для более полного переваривания твердых частиц сточных вод.Большинство аэробных очистных сооружений имеют некоторый тип искусственной среды в качестве поверхности, на которой могут расти бактерии, переваривающие сточные воды. Для этой цели можно использовать различные базовые конструкции.

Приставные культуральные системы сконструированы таким образом, что сточные воды протекают по микробным пленкам, прикрепленным к поверхностям в очистной установке. Площадь поверхности для роста биопленки увеличивается за счет помещения в камеру обработки некоторых типов искусственных сред, таких как пенопластовые кубики или различные изогнутые пластиковые формы с большой площадью поверхности.Эта искусственная среда может находиться в камере обработки, через которую циркулируют сточные воды, обычно с подачей дополнительного воздуха, чтобы обработка оставалась аэробной. Это принцип, используемый системами JET Aerobic и FAST . Или среда может быть расположена за пределами камеры обработки, и сточные воды пропускают через биопленку в прерывистых дозах. Эти конструкции известны как капельные фильтры и являются одним из наиболее распространенных типов локальных очистных сооружений, использующих прикрепленные культуры.Некоторые технологии, в которых используются капельные фильтры и которые более подробно обсуждаются ниже, включают Bioclere, капельный фильтр Orenco и биофильтр Waterloo . Песчаные фильтры периодического и рециркуляционного действия, хотя они и расположены в отдельных камерах, также можно рассматривать как форму капельного фильтра, в котором песок используется в качестве среды для роста бактерий. Поскольку прикрепленные системы культивирования, как правило, являются аэробными, развивается сложное сообщество микроорганизмов, включая аэробные бактерии, грибы, простейшие и коловратки.Эти системы способны эффективно удалять БПК. Будучи аэробными, они будут поддерживать рост нитрифицирующих бактерий и могут использоваться для нитрификации сточных вод, что является первым шагом в удалении азота.

Другие аэробные системы используют взвешенную культуру микроорганизмов для аэробной очистки сточных вод. Этот тип обработки предполагает наличие резидентной популяции бактерий в твердых частицах и иле в очистной установке; интенсивное перемешивание сточных вод в очистном отделении приводит к тому, что эти бактерии остаются во взвешенном состоянии, где они могут аэробно переваривать сточные воды.Этот принцип используется в установках Cromaglass и Amphidrome как часть процесса обработки в реакторе периодического действия. Он также используется на многих крупных муниципальных очистных сооружениях.

Процесс с активным илом подобен взвешенной культуре в том, что он также использует резидентную популяцию бактерий в твердых веществах и иле в очистной установке, опять же, обычно путем смешивания сточных вод, так что бактерии остаются во взвешенном состоянии. Однако в процессе активного ила обычно бывают периоды, когда перемешивание прекращается, и твердые частицы могут осесть.Затем предполагается, что ил станет анаэробным, а содержащиеся в нем анаэробные бактерии денитрифицируют отходы. Этот принцип используется в реакторах периодического действия . Как следует из названия, реакторы периодического действия очищают сточные воды партиями. Партии сточных вод дают отстояться, чтобы удалить твердые частицы; партия сточных вод затем аэрируется и перемешивается, а затем выдерживается в течение периода анаэробной обработки (этот процесс может быть повторен несколько раз для одной и той же партии). По завершении очистки готовая партия сточных вод откачивается, а следующая партия поступает в установку для начала очистки.Системы Cromaglass и Amphidrome являются примерами реакторов периодического действия.

Каталожные номера

Грейди, К.П. Лесли и Генри С. Лим, 1980. Биологическая очистка сточных вод . Марсель Декер, Inc., NY

Пиви, Ховард С., Дональд Р. Роу и Джордж Чобаноглу, 1985. Экологическая инженерия , McGraw Hill Inc., NY

Вернуться к указателю I/A Compendium

Использование водных растений для очистки сточных вод

Кристиан Фрерс, старший менеджер по охране окружающей среды и консультант; Перевод Вероники Вишневски

Мы публикуем эту статью в этом выпуске как исследование альтернативных методов лечения, применяемых в других странах мира.Кристиан Фрерс является старшим менеджером по охране окружающей среды и консультантом в Аргентине, где обсуждаемые ниже методы используются для очистки промышленных сточных вод. Спасибо Ecoportal (www.ecoportal.net) и г-ну Фрерсу за разрешение перевести и перепечатать эту статью.

Поскольку для функционирования искусственно созданные водно-болотные угодья требуют мало энергии или вообще не требуют ее, они обладают явными преимуществами по сравнению с альтернативными системами очистки. При наличии адекватной недорогой земли, подходящей для водных условий и доступной для создания искусственных водно-болотных угодий, такой подход к очистке сточных вод может быть экономически эффективной альтернативой.В качестве дополнительного преимущества такие водно-болотные угодья обеспечивают среду обитания для диких животных.

ВВЕДЕНИЕ

Значение водно-болотных угодий со временем изменилось. Водно-болотные угодья служат переходными зонами между водной и наземной средами и обеспечивают динамическую связь между ними. Двигаясь по градиенту, вода подхватывает химические вещества и наносы, которые по мере движения по заболоченной местности трансформируются и переносятся в окружающий ландшафт.

Водно-болотные угодья являются эффективными поглотителями питательных веществ и поглотителями органических и неорганических загрязнителей.Эта поглощающая способность природного водно-болотного угодья представляет собой механизм, используемый в искусственно созданном водно-болотном угодье для очистки сточных вод от предприятий и муниципалитетов.

Биотехнологическое решение проблемы сточных вод включает создание искусственных водно-болотных угодий, которые будут действовать как естественные фильтры. За счет размещения построенных водно-болотных угодий между источником сточных вод и водными ресурсами (реками, озерами, лагунами) эти системы не требуют обслуживания, не потребляют электроэнергии и стоят менее чем в четыре раза меньше, чем традиционная система очистки отходов.В таких искусственных водно-болотных угодьях используются различные виды растений, которыми обычно изобилуют естественные водно-болотные угодья: рогоз, кувшинки и тростник.

ИСКУССТВЕННЫЕ ВОЛОТНЫЕ ЗЕМЛИ ДЛЯ СТОЧНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

 

  1. Сточные воды стекают в сооруженное заболоченное место, которое представляет собой выкопанную ячейку, заполненную песком, служащим для фильтрации запахов.
  2. Фильтр состоит из больших растительных насаждений, в данном случае тростника, корни которого в песке питаются сточными водами.
  3. Питательные вещества, содержащиеся в воде, поглощаются тростником (Juncus), который изолирует их в своих тканях по мере роста.
  4. Поглощенные питательные вещества удаляются при вегетативном отмирании камыша, остатки которого образуют изолирующий слой.
  5. Очищенная вода фильтруется из болота в лагуну.
  6. Распределение водно-болотных угодий для очистки сточных вод: Требуемая площадь пропорциональна численности населения и рассчитывается следующим образом: 1 человек = около 5 м 2 .

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ВОДНЫМИ РАСТЕНИЯМИ

Системы очистки с использованием водных растений состоят из мелких резервуаров, содержащих плавающие или погруженные в воду водные растения. Наиболее изученными системами сточных вод являются системы, использующие ряску малую (Lemna minor). Как правило, системы очистки делятся на два типа в зависимости от доминирующих типов растений. В первом типе используются плавучие установки, отличающиеся способностью удовлетворять свои потребности в углекислом газе и кислороде непосредственно из атмосферы.Такие растения получают свои минеральные потребности из воды.

Второй тип системы очистки состоит из подводных установок, отличающихся способностью поглощать кислород, углекислый газ и минеральные вещества непосредственно из толщи воды. Погруженные растения легко подавляются высокой мутностью, поскольку их фотосинтезирующие части находятся под водой.

ЯЩИК ДЛЯ ПРОБ

Мария Алехандра Мейн собрала команду из UNL для исследования методов очистки сточных вод компании Bahco.Они построили водно-болотное угодье на территории завода в Сан-Томе, провинция Санта-Фе, Аргентина, для окончательной очистки сточных вод компании, как жидкостей, так и промышленных отходов.

Идея строительства системы очистки сточных вод под открытым небом с использованием водных растений для поглощения и очистки жидких отходов возникла в 2001 году, когда Bahco Аргентина решила улучшить свою стратегию управления окружающей средой. Чтобы свести к минимуму влияние производственных процессов, компания решила добавить в свою систему очистки сточных вод этап окончательной очистки.

ИСКУССТВЕННЫЕ БОЛОТА

Искусственное водно-болотное угодье — система очистки сточных вод в мелком сооруженном пруду или канале глубиной не более 0,60 м, в котором высажены водные растения, а для очистки сточных вод используются естественные процессы. Искусственные или искусственные водно-болотные угодья имеют преимущество перед альтернативными системами очистки в том, что для их работы требуется мало энергии или вообще не требуется энергии. Если рядом с источником сточных вод имеется достаточно дешевая земля, установка водно-болотных угодий для очистки воды может быть экономически эффективной альтернативой.Кроме того, построенные водно-болотные угодья обеспечивают среду обитания для диких животных и эстетически приятны для глаз.

Преимущества:

1. Установки можно использовать в качестве недорогих экстракционных устройств для очистки загрязненной воды.

2. В некоторых случаях растения разлагают отходы быстрее, чем микроорганизмы.

3. Метод может применяться на больших площадях или для полной дезактивации ограниченных зон в течение длительных периодов времени.

Ограничения:

1.Процесс ограничен мелководьем или глубиной, на которую могут проникнуть корни.

2. Этот процесс может занять много времени.

3. Существует биологический предел содержания металлов и соединений, которые могут быть уловлены.

Различные процессы, связанные с растениями, которые могут содержать загрязняющие вещества, показаны ниже и описаны в следующей таблице:

ФУНКЦИИ БОЛОТА

Деятельность человека привела и продолжает создавать разнообразные водно-болотные угодья, ценные для различных видов растений.

Процессы физической реабилитации:

Созданные водно-болотные угодья способны эффективно физически удалять загрязняющие вещества, связанные с твердыми частицами.

Процессы биологической реабилитации:

Биологическая реабилитация, возможно, является наиболее важным механизмом удаления загрязняющих веществ с созданных водно-болотных угодий. Водно-болотные угодья широко известны своей способностью улавливать и удалять загрязняющие вещества, особенно потому, что некоторые из загрязняющих веществ являются важными питательными веществами, такими как нитраты, аммоний и фосфаты, которые легко поглощаются такими водно-болотными угодьями.

Химические процессы восстановления:

Водно-болотные почвы осуществляют важный процесс химической абсорбции, что приводит к кратковременному задержанию или длительной иммобилизации разного рода загрязняющих веществ.

Кризис сточных вод в Америке

Туалеты со смывом позволяют большинству американцев избавиться от своих отходов, как по волшебству, но большинству будет трудно ответить на простой вопрос: куда они попадают, когда вы смываете?

Владельцы септиков, около 20 процентов американцев, скорее всего, смогут дать точный ответ, потому что они несут ответственность за техническое обслуживание своих собственных систем удаления сточных вод.Слив из одного из их туалетов отправляет сточные воды в бак, закопанный на их территории, где продукты жизнедеятельности разделяются на твердые и жидкие слои и частично разлагаются. Жидкий слой вытекает из резервуара в дренажное поле, которое рассеивает его в почве, где естественные микробы удаляют вредные бактерии, вирусы и питательные вещества. Твердый слой остается в виде шлама, который необходимо периодически откачивать в рамках планового технического обслуживания. Если резервуар правильно спроектирован и обслуживается, эти бактерии, вирусы и питательные вещества не попадают в грунтовые и поверхностные воды, которые люди могут использовать для питья, и никогда не достигают поверхностных водоемов, где люди плавают или катаются на лодках.

Подавляющее большинство из 80 процентов американцев, которые не пользуются септиктенками, обслуживаются муниципальными очистными сооружениями. Отходы из их домов немедленно вывозятся за территорию, чтобы их больше никогда не видели, не нюхали и не рассматривали. Трубы переносят отходы из этих домов на очистные сооружения, которые в некотором смысле работают как септик в очень больших масштабах.

Как и в септике, твердые и жидкие отходы сначала разделяются в процессе, известном как первичная очистка.Далее, как и в дренажном поле септика, бактерии расщепляют загрязняющие вещества в процессе, называемом вторичной обработкой. После этого обработка хлором убивает оставшиеся бактерии. Затем, в некоторых сообществах, специальные технологии очистки удаляют загрязняющие вещества, вызывающие особую озабоченность, такие как фосфор или азот. Когда процесс завершен, обработанные отходы соответствуют нормативным стандартам и сбрасываются в близлежащий водоем, то есть, если все идет хорошо. Если все пойдет не так, например, очистная установка выйдет из строя или будет больше отходов, чем она была предназначена для обработки, неочищенные отходы могут быть сброшены в поверхностные воды.

Иногда перелив бывает настолько значительным, что ливнево-канализационная смесь стекает обратно на улицы, по которым ходят люди.

По мере старения очистных сооружений в Соединенных Штатах и ​​роста населения страны эти выбросы становятся все более проблематичными, что усугубляет серьезные проблемы с поверхностными водами, которые часто появляются в новостях. Вредоносное цветение водорослей, подобное тому, которое прошлым летом стоило Толедо, штат Огайо, питьевой воды, гибель рыбы, о которой недавно сообщалось у берегов Лонг-Айленда, и широко обсуждаемая мертвая зона в Мексиканском заливе питаются фосфором, азотом и другие загрязняющие вещества, обнаруженные в неочищенных сточных водах, которые, по оценкам EPA, вытекают из очистных сооружений Америки во время от 23 000 до 75 000 переливов канализационных стоков, которые происходят в год.

Причины этих проблем с качеством воды сложны, потому что одни и те же загрязняющие вещества могут быть вымыты в поверхностные воды с сельскохозяйственных угодий, промышленных площадок и удобренных газонов, усеянных отходами домашних животных, но от 3 до 10 миллиардов галлонов необработанных отходов, выбрасываемых из наши очистные сооружения в год не могут не оказывать влияния.

В частности, они влияют на воду, в которой вы плаваете, и на воду, которую вы пьете.

* * *

Ряд исследований, включая это, проведенное в 2010 году, показали, что после сильного дождя количество обращений в отделение неотложной помощи при желудочно-кишечных расстройствах увеличивается.Считается, что эти болезни вспыхивают после шторма, потому что дождевая вода вымывает болезнетворные микроорганизмы в озера и реки, используемые для отдыха и питьевой воды. Исследование 2015 года, опубликованное в журнале Environmental Health Perspectives, делает шаг вперед по сравнению с предыдущими исследованиями, указывая на распространенный тип муниципальной системы очистки сточных вод, комбинированные канализационные системы, как на важный фактор этих заболеваний.

Агентство по охране окружающей среды назвало переливы из комбинированных канализационных систем «крупнейшей категорией инфраструктуры сточных вод нашей страны, которую еще предстоит решить», затрагивающей американцев в 32 штатах, включая округ Колумбия.Агентство работало с муниципальными системами водоснабжения над решением этой проблемы на протяжении десятилетий, и был достигнут значительный прогресс, но чтобы понять, почему это занимает так много времени, нужно обратиться к истории. Вы также должны учитывать огромные затраты, связанные с внесением изменений в общественные работы, которые служат миллионам людей уже более века.

Комбинированные коллекторы собирают отходы жизнедеятельности человека, промышленные отходы и ливневые стоки в единую трубу для очистки и удаления. (В других муниципалитетах эти потоки отходов обрабатываются отдельно.) В сухую погоду комбинированная канализация обычно несет относительно небольшой объем отходов, доставляя их на государственные очистные сооружения, или сокращенно POTW, которые предназначены для обработки этого потока. Проще говоря, когда совмещенная канализационная система работает нормально, вы в целом можете быть уверены, что при смыве содержимое унитаза окажется там, где оно должно быть.

USEPA

Все меняется, когда идет дождь в населенных пунктах, обслуживаемых объединенными коллекторами. Поскольку комбинированная система должна справляться с нагонами ливневых вод, дожди заметно увеличивают объем отходов, с которыми должно справляться ее оборудование, что делает этот тип канализационной системы особенно вероятным для перелива в поверхностные воды.Как видно из этих диаграмм, они были разработаны для защиты от сбоев системы, которые должны были быть редкими, но больше не случаются. Если вы привыкли к слабому запаху канализации на улицах после ливня, эти диаграммы покажут вам, почему.

К сожалению, водоемами для этих разливов, вызванных дождем, иногда являются те же водоемы, которые используются для питья, и иногда в них также купаются люди. А иногда перелив настолько значителен, что ливнево-канализационная смесь стекает обратно на улицы, по которым ходят люди.

Стоит ли удивляться, что дождливая погода часто вызывает всплеск желудочных жуков и закрытие пляжей?

* * *

Учитывая, что поставлено на карту, почему обновление устаревших систем занимает так много времени? Рассмотрим эту карту 772 американских населенных пунктов с комбинированными канализационными системами.

Большинство комбинированных канализационных систем расположены в Северо-Восточном районе и районе Великих озер. (EPA)

Большинство комбинированных систем сосредоточено в старых городах на северо-востоке и в районе Великих озер, но они также существуют и в других старых городах, таких как Атланта, Мемфис и Сан-Франциско.Другими словами, системы, которые сегодня представляют опасность, — это те системы — самые современные, когда они были построены, но не сегодня, — которые находятся в некоторых из крупнейших городов Америки, в которых совокупное население составляет примерно 40 миллионов человек.

Первая канализация была изобретена, когда у нас не было туалетов.

Если вы чувствуете облегчение, увидев, что ваш родной город не отмечен на карте, помните, что фекально-колиформные бактерии не всегда остаются рядом с домом. Отходы, сбрасываемые в реку Огайо, затрагивают всех жителей Огайо и Миссисипи, а также усугубляют непрекращающиеся беды Мексиканского залива.Даже если вы не живете на северо-востоке, вдоль Огайо, в районе Великих озер, вдоль Миссисипи или на побережье Мексиканского залива, имейте в виду, что 40 процентов коммерческих морепродуктов, вылавливаемых в континентальной части США, поступает из Персидского залива. Мексики. Другими словами, когда канализационная система Цинциннати выходит за пределы Огайо, она вторгается в пищевую цепочку многих людей.

* * *

Агентство по охране окружающей среды называет комбинированные коллекторы «остатками ранней инфраструктуры страны». Первые канализационные трубы не были предназначены для того, чтобы справляться с постоянным и огромным потоком отходов из наших туалетов, потому что они были изобретены, когда у нас еще не было туалетов.Первоначально канализация была построена для решения проблем городов, которые были затоплены их собственными отходами — мусором, навозом животных и человеческими экскрементами, оставленными на открытом воздухе, а не в уборной или туалете — во время каждого ливня. Чтобы предотвратить это наводнение, загрязненные ливневые воды направлялись из города в ближайший удобный резервуар, который часто был озером, рекой, ручьем или океаном.

Когда в середине 1800-х годов туалеты со смывом стали обычным явлением, они были подведены к существующей канализации, что привело к попаданию гораздо большего количества человеческих отходов, а также к большому объему воды, которого никогда раньше не было.В некотором смысле это была конструктивная особенность, а не ошибка, потому что ливневая вода вымыла трубы, которые в противном случае могли бы засориться. Этот поток дождевой воды также разбавил отходы, прежде чем они попали в близлежащую реку.

Однако со временем разбавления оказалось недостаточно, чтобы сделать водные пути безопасными и привлекательными, и были изобретены очистные сооружения для очистки сточных вод перед сбросом их в водоемы. Более новые города, которые начинали с нуля, обычно с самого начала обрабатывали ливневые стоки отдельно от человеческих и промышленных отходов, но города, чьи канализационные системы всегда были объединены, продолжали обрабатывать оба потока отходов вместе.

В городах с комбинированными канализационными системами горожанам обычно советуют не лезть в воду в течение нескольких дней после любого дождя.

По мере того, как старые города становились больше, их комбинированные системы очистки с трудом выдерживали темпы роста, и рост населения был не единственным фактором. Само время усугубляло их беды. В Хобокене, например, некоторые канализационные трубы были построены еще во времена Гражданской войны. Здравый смысл подсказывает, что трубы, пролежавшие в земле полтора века, имеют свойство протекать. Со временем они также забиваются мусором или даже застывшим растительным маслом, что приводит к сужению труб, которые еще легче переполняются.

Когда суженные трубы уже перегружены, дополнительный приток ливневых вод во время дождя становится слишком большим. Теперь в некоторых городах случаются наводнения, когда выпадает менее четверти дюйма осадков, что создает риски для здоровья человека. В городах с комбинированными канализационными системами гражданам обычно советуют не залезать в воду в течение нескольких дней после любого дождя. И теперь исследование «Перспективы гигиены окружающей среды» предполагает, что после очень сильного дождя эти переливы могут также повлиять на питьевую воду в их сообществах.

Что делается? Комбинированные коллекторы были приоритетом EPA в течение многих лет, и после десятилетий значительных усилий цифры начинают двигаться в правильном направлении, но это не та проблема, которую можно решить быстро или дешево. По данным Департамента охраны окружающей среды Нью-Йорка, объединенные канализационные коллекторы Нью-Йорка по-прежнему являются крупнейшим источником патогенов в системе гавани Нью-Йорка. Единственный шторм 2014 года вызвал выброс в озеро Эри из Детройта, штат Мичиган, более 44 миллионов галлонов неочищенных сточных вод из канализационных коллекторов и почти 3 миллиардов галлонов из комбинированных коллекторов, а также такие выбросы из Детройта и других городов с выходами канализации на озере. Эри способствуют тому, что каждое лето она зацветает водорослями.Прошлым летом одно из таких цветений водорослей стоило Толедо питьевой воды на два дня, а вредоносное цветение водорослей в этом году, по прогнозам, будет еще хуже, чем в прошлом году.

Как и в случае с любым инженерным проектом, преимущества сокращения переливов до нуля — усилия, которые, по оценкам EPA в 2004 году, обошлись в 88,8 миллиардов долларов, — должны быть сопоставлены с их стоимостью.

«Мы не должны забывать о чрезвычайно успешных усилиях 1970-х и 1980-х годов по обеспечению вторичной очистки практически на всех очистных сооружениях в стране», — сказал Уэйн Хубер, почетный профессор гражданского и строительного машиностроения Орегонского государственного университета.В качестве примера он описывает, что произошло в Портленде, штат Орегон, где система туннелей теперь содержит 90 процентов ливневых стоков города. «Портленд потратил около 500 миллионов долларов на свои глубокие туннели и насосную систему, — сказал Хубер. «Это сократило количество сбросов в реку Уилламетт с 50-100 в год до пяти-десяти в год».

Хубер также подчеркивает стратегию «зеленых технологий» Филадельфии, направленную на сокращение разливов рек Делавэр и Шуйлкилл. Поскольку отказ от масштабного строительства зачастую является синонимом отказа от крупных расходов, использование в Филадельфии таких подходов, как дождевые сады и зеленые крыши, для отвода ливневых вод из потока сточных вод, направляемых на очистные сооружения, может послужить образцом для других муниципалитетов, борющихся с теми же проблемами.

Хубер предостерегает от того, чтобы полагаться на какой-то один подход, заявляя, что «зеленые технологии направлены на то, чтобы избежать крупных инвестиций в инфраструктуру, в первую очередь не допуская попадание ливневых вод в комбинированную канализацию, но в сильно урбанизированных районах это редко возможно, поэтому проекты хранения, которые мы видим в таких городах, как Чикаго».

На индивидуальном уровне люди, обеспокоенные сточными водами, могут подумать об удобрениях, пестицидах, мусоре и экскрементах животных, которые смываются с газонов и попадают в канализационные системы, озера, реки и океаны.Как граждане они также могут выступать за улучшения на местном уровне, уровне штата и на федеральном уровне. Люди могут уменьшить поток ливневых вод, разбивая собственные дождевые сады и озеленяя крыши, а также проявляя осмотрительность в отношении того, как они поливают наши газоны и моют свои машины. Иногда поступать правильно так же просто, как следить за тем, что попадает в ливневые стоки и туалеты.

Услышав о шлейфе сточных вод, засоренном использованными презервативами и тампонами, который исходил из канализационных стоков Филадельфии до модернизации города, трудно смотреть на смыв унитаза таким же образом.Если американцы хотят иметь возможность пить воду из-под крана или плавать на пляжах после дождя, они должны продолжать попытки улучшить инфраструктуру сточных вод, даже если масштабы проблемы ошеломляют.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.