Введение
Очистка сточных вод имеет решающее значение для охраны здоровья населения и поддержания устойчивого состояния водной среды. A Сточные воды Схема технологического процесса лечения наглядно демонстрирует каждый этап обработки — от первоначального скрининга до окончательной дезинфекции. В данной статье приводится подробное объяснение каждого этапа, подкрепленное отраслевыми данными, а также показано, как KACISE датчики повысить эффективность и точность мониторинга.
Схема технологического процесса очистки сточных вод
Ниже приводится обзор основных этапов очистки сточных вод и ключевых параметров, которые необходимо контролировать на каждом из этих этапов.
Данные по очистке сточных вод в мире
| Показатель | Значение | Источник |
|---|---|---|
| Общий объем сточных вод, образующихся ежегодно | ~380 млрд м³ | Доклад ООН о развитии водных ресурсов в мире |
| Доля очищенных сточных вод в мире | ~56% | ЮНЕП 2023 |
| Возможности повторного использования очищенных сточных вод | >65% промышленного спроса | Всемирный банк |
| Потребление энергии на станциях очистки сточных вод | до 3% национальной электроэнергии | МЭА |
Очистка сточных вод Подробное описание этапов процесса
1. Этап предварительной обработки
Основная цель предварительной очистки заключается в удалении крупных твердых частиц и снижении нагрузки на последующие этапы очистки. Как правило, она включает в себя такие процессы, как просеивание и удаление песка.
Ключевые процессы:
- Предварительная очистка: удаляет крупные твердые частицы, такие как пластик, бумага и другой мусор.
- Удаление песка: Удаляет более крупные частицы, такие как песок, гравий и другие неорганические твердые вещества.
Параметры, подлежащие мониторингу:
- Расход: Для контроля объема поступающих сточных вод.
- Взвешенные твердые частицы (SS): Для измерения концентрации взвешенных частиц до и после просеивания и удаления песка.
- Размер частиц: Для обеспечения эффективного удаления крупных частиц за счет правильного выбора размера ячейки сита.
2. Этап первичной очистки
Первичная очистка — это физический процесс, в ходе которого из сточных вод удаляется часть взвешенных твердых частиц и органических веществ. Как правило, он включает в себя седиментацию (первичное осаждение).
Ключевые процессы:
Первичная седиментация: В первичном отстойнике взвешенные твердые частицы оседают на дно, образуя осадок, а оставшаяся жидкость поступает на вторичную очистку.
Параметры, подлежащие мониторингу:
- Взвешенные вещества (SS): для оценки степени удаления взвешенных веществ в процессе осаждения.
- Химическая потребность в кислороде (ХПК): Определить концентрацию органических загрязнителей в сточных водах.
- Скорость осаждения: для контроля эффективности осаждения.
3. Этап вторичной очистки
Вторичная очистка является основным этапом процесса очистки сточных вод. При этом в первую очередь используются биологические методы, такие как метод активного ила, для удаления растворенных и взвешенных органических веществ, азота и фосфора.
Ключевые процессы:
- Активный ил: микроорганизмы разлагают органические загрязнители на более простые соединения, в том числе углекислый газ и воду.
- Контактная стабилизация: микроорганизмы окисляют органические вещества, после чего очищенная вода отделяется от микробиальной массы.
- Биологические фильтры: Микробное сообщество, обитающее на поверхности фильтрующего материала, способствует разложению загрязняющих веществ.
Параметры, подлежащие мониторингу:
- Химическая потребность в кислороде (ХПК): Для отслеживания сокращения количества органического вещества.
- Биохимическая потребность в кислороде (БПК): Оценка биологической потребности воды в кислороде, отражающая уровень содержания биоразлагаемых органических веществ.
- Общий азот (TN): Азот является одним из ключевых питательных веществ, которые необходимо удалить на этапе вторичной очистки.
- Общий фосфор (TP): Удаление фосфора имеет решающее значение для предотвращения эвтрофикации водоемов.
- Растворенный кислород (DO): Это имеет решающее значение для аэробных биологических процессов. Низкие уровни растворенного кислорода могут тормозить микробиологическую активность и разложение органического вещества.
4. Этап третичной очистки
Третьеступенчатая очистка применяется для дополнительной очистки сточных вод и зачастую направлена на удаление конкретных загрязняющих веществ, таких как азот, фосфор и патогенные микроорганизмы. Обычно для этого используются такие методы, как химическое осаждение, фильтрация и дезинфекция.
Ключевые процессы:
- Химическое осаждение: в воду добавляют химические вещества, такие как квасцы или соли железа, для осаждения фосфора.
- Фильтрация: Песочные или другие фильтры дополнительно удаляют взвешенные частицы и бактерии.
- Мембранная фильтрация: такие методы, как обратный осмос или нанофильтрация, позволяют удалять растворенные загрязнения.
- Дезинфекция ультрафиолетом (УФ): ультрафиолетовое излучение уничтожает патогенные микроорганизмы, такие как бактерии и вирусы.
Параметры, подлежащие мониторингу:
- Общий фосфор (TP): для обеспечения эффективного удаления фосфора.
- Общий азот (TN): Уровень азота следует дополнительно снизить.
- Патогенные микроорганизмы: Для обеспечения безопасности воды необходимо контролировать наличие вредных микроорганизмов, таких как E. coli или колиформные бактерии.
- Мутность: Оценивает степень прозрачности воды после фильтрации, что свидетельствует об эффективности процесса очистки.
- Микробная активность: обеспечивает эффективность дезинфекции и отсутствие оставшихся патогенных микроорганизмов.
5. Обработка осадка
В ходе процесса очистки сточных вод образуется осадок. Обработка осадка заключается в уменьшении его объема и приведении его в состояние, пригодного для утилизации или дальнейшего использования, например, для производства энергии или компостирования.
Ключевые процессы:
- Осаждение: Шлам концентрируется с целью уменьшения его объема путем осаждения твердых частиц.
- Анаэробное сбраживание: микроорганизмы разлагают органическое вещество в отсутствие кислорода, выделяя при этом метан.
- Обезвоживание: Вода из осадка удаляется с помощью механических процессов, таких как центрифуги или ленточные прессы.
- Сушка: оставшаяся вода выпаривается, что приводит к уменьшению объёма осадка.
Параметры, подлежащие мониторингу:
- Содержание влаги в осадке: для оценки содержания воды в осадке.
- Объем осадка: для определения количества осадка, образующегося в ходе процесса очистки.
- pH: Для контроля кислотности или щелочности осадка, которые могут влиять на его стабильность и возможности повторного использования.
- Содержание летучих твердых веществ (VS): этот показатель отражает количество органического вещества в осадке и помогает оценить эффективность процесса очистки и степень микробиологического разложения.
