Технологично оборудване на пречиствателни станции

Водата е един от най-важните елементи в природата. Но с течение на времето водите стават все по-замърсени, било то в резултата на човешка дейност или климатичните промени. И тук идва ролята на пречиствателните станции за отпадни води.
Кои са основните компоненти от технологичното оборудване в една пречиствателна станция, и как те функционират, ще разгледаме в настоящата статия.

Оборудването на една пречиствателна станция се определя от техническите особености, предназначението и спецификата на обекта. При избора на оборудване, също така, трябва да се вземе предвид и химическият състав на водата. Важно е също така да се знае основният източник на вода и силата на водното налягане. Не на последно място оборудването се подбира според методите на пречистване на водите.

Механично пречистване
Извършва се отделяне на замърсителите посредством решетки. Решетките , разположени във входния канал, могат да бъдат оборудвани с автоматична промивна система. Отделените механични замърсители се отделят в контейнери или предварително се промиват и пресоват. За тази процедура се използват компактори.

Пясъкът, фракции над 0.2mm, се отделя чрез пясъкозадържател. Може да се използва и класификатор.

Аеробно пречистване
Извършва се в две успоредни линии, всяка една от които е разделена на две зони – денитрификация (намаляване съдържанието на нитрати и нитрити) и нитрификация (оксидиране на амониевият азот до нитрити и последващото им оксидиране до нитрати). В първата са монтирани бавновъртящи се потопени смесители, за смесване на суровата вода с РАУ (рециркулирана активна утайка), а във втората — финомехурчести дифузьори за аериране. Въздухът се осигурява от съответно подбрани въздуходувки. Изходящата част на нитрификационната зона е оформена като успокоител и служи за обезвъздушаване на смесената с активна утайка вода.

Типичното оборудване включва механично филтриране на водата. Видът на филтъра се избира в зависимост от степента на замърсяване на водата и количеството на неразтворими примеси, които се съдържат в нея.

Решетки - Решетките са устройства, които служат за задържане на твърди частици във водата. Използват се като предпазен елементи, защото твърдите частици, които се съдържат в отпадните води, може да повредят инсталациите или помпите. По този начин, чрез използване на решетки, се намалява натоварването върху другите пречистващи устройства, а също така се увеличава продуктивността на пречистването. Решетките са проектирани за ръчно или за автоматично почистване, в зависимост от капацитета на пречиствателната станция. В зависимост от разстоянието между прътите на решетката, те се делят на фини и груби. При пречистване на отпадни води с примеси с размер по-голям от разстоянието между прътите на решетката, например 6 до 60mm, се използват механизирани решетки. Уловените материали се транспортират с хоризонтален шнек, транспортна лента или се събират в контейнер под улея. Решетките от транспортен тип се използват в случай на силен поток отпадни води, в който се съдържа голямо количество твърди частици. Характеризират се с висока ефективност на задържане на твърди частици. Самопочистват се чрез пръскащи дюзи и въртяща четка. Решетката предпазва от преминаване на твърди частици в канала чрез връщане на водата. Промивните води се връщат в канала преди решетката като по този начин се предотвратявя преминаването на частиците в канала по време на връщането.

Шлюзове - Шлюзовете служат за контролиране на водния поток в пречиствателните станции. Състоят се от капак, шаси, вал и превключвател. Биват ръчни и автоматични и могат да се инсталират както на стената, така и в канала. Контролират се чрез пневматични клапи и моторно редукторна група автоматично или ръчно. Размерите на шлюзовите се изчисляват в зависимост от височината, широчината и дебелината на капака и шасито, както и водното налягане.

Пясъкочистачи - Използват се за отделяне на неорганични материали – пясък, камъни, шлака и др., които могат да предизвикат запушване на помпата, филтрите и се натрупват в каналите. Разделителите за пясък се използват за разделяне на неорганични материлаи по-големи от 0,2mm от отпадните води. Има различни пясъкочистачи в зависимост от механизма на отделяне на неорганичните частици.

Маслоуловители (Мазниноуловители) - Използват се за разделяне на петрола или други видове мазнини, съществуващи в индустриалните и битовите отпадни води. Механизмът на работа се базира на разликата в плътността на двете течности. Мазнините имат по-малка плътност от водата и се отделят, излизайки на повърхността на разделителя. Образуваният пласт от мазнини на повърхността се отстранява ръчно или чрез регулиращ преливник. Маслоуловителят се състои от диск и преливник.

Миксери - Прилагат се в пречиствателните станции, когато трябва да се получи хомогенна смес от химически разтвори на отпадни води. Хомогенизират утайката с влажност 96-97%. Миксерите биват бързи, бавни и статични.

Бързите миксери се използват за разтваряне на химикали във водата. Скоростта им варира от 120 до 900 оборота в минута. Бавните миксери се използват за уплатняване на утайки. Проектират се за производство на хомогенни смеси според геометрията на резервоара и желаните власинки на утайката. Статичните миксери се използват с цел обработка на калта в смесите от кал и полиектролити и смеси от вода в малки струи. Когато се избира миксера се взима предвид обема и геометричната форма на резервоара, броя и мястото на вихровата трошачка, вискозитета и плътността на материала, желаната скорост на миксера и нагласянето струята.

Утайкочистачи - Утаителните басейни се за разделяне на калта, образувана в пречиствателни системи за химически и биологически отпадни води. Отпадните води се отделят от калта, като се движат ламинарно. Калта се събира на дъното на утаечния басейн. Събраната утайка се извежда с помощта на помпа. Ако размерите на басейн ане позволяват автоматично изпомпване, то събраната на дъното утайка се извежда до помпата посредством утайкочистачи. Утайкочистачите разделят на два вида в зависимост от размерите на резервоара и геометричната му форма както и местата за употреба - хоризонтални и радиални утаители.

Калоуплътнители - Използват се за премахване на утайката, която се отвежда в резервоари за сгъстяване. Утайката се образува с течение на времето в сгъстяващите и дехидратиращите елементи на химически и биологически пречиствателни системи. Чрез изстъргване дъното на резервоара утайката се пренася до помпата в резервоарите за сгъстяване.

Филтри и сита - Филтрите се използват за отделяне на твърди частици чийти размер е по-голям от 0.25-0.5 – 1mm. Също и за почистване на водата, идваща от промишлени сектори, като хранителна и текстилна промишленост.

Ситата служат за отделяне на твърди материи. Според конструкцията, филтрите могат да бъдат барабанни, дискови, дъгови, лентови перфорирани или мрежести. При барабанното сито отпадните води се подават гравитачно към ситото. Те се изливат по цялата повърхност на барабана, а бавното му въртене позволява твърдите частици да се отложат на повърхността му. Твърдите частици се улавят в ситовия цилиндър, сгъстяват се и се изнасят, а течността преминава през клиновидни процепи на ситото. Широчината на процепите е от 0.5 до 5mm. Твърди материали, такива като текстилни, хартиени или пластмасови частици, се премахват посредством дискови сита. Тврърдите частици се въртят чрез двигатели редуктори, а натрупаните впоследствие отпадъци между дисковете се изхвърлят от ротативния ефект на дисковете. Барабана се запазва чист чрез двойното преминаване на водата и чрез вътрешната преграда и пръскащите накрайници, свързани с източника на промивна вода или посредством почистващо гребло.

Благодарение на функцията, която изпълняват сиатата и филтрите запушването на помпите и тръбите е максимално ограничено.

Ако водата е наситена с желязо, както в разтворима, така и в окислена форма, се изисква обезжелезител. В зависимост от нивото на съдържанието му във водата (и свързаните с тях замърсители под формата на манган и сероводород) се предлагат и възможни варианти за филтри: от най-простите обратно промивни, с възможност за зареждане на сложни реактиви, с дозировка на оксиданти или аерационни системи.

При системите за преработка на питейни води има и по-специализирани филтри – пясъчни и филтри с активен въглен.

Пясъчните филтри се използват за премехване на частици и вещества, които водят до потъмняване на водата – органични материи, силициеви частици и утайки. Принципът на работа на тези филтри е взаимствам от природата – а именно, че водата, филтрирана в различни земни пластове, е по-чисто от водата на повърхността, от гледна точка на потъмняване и съдържание на утайки. В утаечните филтри се използват 5-6 слоя пясъчен филтър на база на антрацитни и кварцови минерали. Филтрите са изработени най-често от неръждаема стомана и поради това не замърсяват допълнително водата. В зависимост от нивото на замърсяване, скоростта, с която водата преминава през филтъра е различна. Така твърдите частици намалят до ниво 10µ а мътността намаля до ниво 1 NTU. Мътността на водата се премахва най-добре като се наглася скоростта на водата на 15/20 м/ч в леглото на филтъра.

Филтрите с активен въглен се използват за пречистване на водата от миризми, вкусове и цвят. Активният въглен се използва като филтриращ материал. Използват се активни карбонови филтри, които задържат органичните съставки от водата в своето тяло.

Системи за омекотяване на водата
В много райно питейната вода е със съдържание на разтворени калциеви и магнезиеви йони, които могат да предизвикат различни здравослобни неразположения. Затова водата трябва да се омекотява. За омекотяване се използва смола от катионна натриева основа, като калциевите и магнезиевите йони във водата се заменят с натриеви йони.

За добиване на качествена питейна вода работи ефективно и компактната система за обратна осмоза. Обратната осмоза е филтриращ процес, при който битовата вода и нежеланите частици разтворени във технологични води преминават през полупропусклива мембрана. Технологията се използва и за пречистване на технологичните води и да се повиши качеството на водите. Мембраната се състои от пори с диаметър от 0.1nm до 1.5nm. Обратната осмоза премахва органични замърсители, детергенти и пестициди с размери 0.0001-0.001µm и разтворени във водата алуминий арсен, мед, бактерии, живак, цинк, бикарбонат, бром, желязо, флуорид, кадмий, калций, хлор, хром, цианид, олово, магнезий, манган, трисулфат, никел, селен, нитрат, фосфат, потасий, полифосфати, пироксен. радий, силиций, , силикат, сребро, натрий, вируси от 90-99%.

Аератор - Осигуряват кислорода, необходим за продължаване на жизнената активност на микроорганизми в биологично пречиствателни системи. Високоскоростните самоаспириращи спирални аератори осигурява пренос на кислород и образува фини балончета под повърхността на водата с помощта на спираловидни ребра. Аерационната система е с решаващо значение при пречиствателните станции с аеробно почистване.