Насос для очистных сооружений

Введение

Очистные сооружения (ОС) — это комплекс технических сооружений и устройств, предназначенный для очистки сточных вод до показателей, разрешенных для сброса в экосистему (водоемы, реки, поля) или для повторного использования.

Проще говоря, это «фабрика», которая превращает грязную воду, сливаеваемую нами из домов, предприятий и заводов, обратно в чистую воду.

Основная цель – защита окружающей природы и здоровья человека от загрязнений, содержащихся в сточных водах.

Какие бывают сточные воды

ОС делятся по типу воды, которую они обрабатывают:

• Хозяйственно-бытовые (городские): Вода из туалетов, ванн, душевых, кухонь, прачечных. Содержат органические загрязнения, моющие средства и т.д.
• Промышленные (производственные): Вода с заводов, фабрик, АЗС. Могут содержать тяжелые металлы, нефтепродукты, кислоты, щелочи, специфические химические вещества. Часто требуют предварительной очистки прямо на предприятии.
• Ливневые (дождевые, поверхностные): Вода, стекающая с улиц, площадей, крыш после дождя или таяния снега. Содержат песок, бензин, масла, мусор.

Как происходит очистка (основные этапы)

Процесс очистки обычно многоступенчатый.

1. Механическая очистка (предварительная)

На этом этапе удаляются крупные и нерастворимые примеси.

• Решетки: Задерживают крупный мусор (бумага, тряпки, пластик, пищевые отходы).
• Песколовки: Резервуары, где осаждается мелкий мусор, песок, стекло.
• Первичные отстойники: Большие резервуары, где вода протекает с небольшой скоростью, и под действием силы тяжести в них оседают взвеси (более мелкие частицы, которые прошли предыдущие этапы).

Результат: Удаляется до 60-70% механических загрязнений.

2. Биологическая очистка (основная)

Это ключевой этап, на котором удаляются растворенные органические загрязнения (то, что делает воду "грязной" по химическим показателям). Процесс имитирует природное самоочищение, но в ускоренном режиме.

• Аэротенки: Огромные резервуары, куда подается вода из первичных отстойников и специально выращенная культура микроорганизмов (активный ил). Эти "полезные бактерии" питаются органическими загрязнениями. Для их жизнедеятельности в воду постоянно подается воздух (аэрация) — поэтому на ОС часто видны пузырящиеся резервуары.
• Вторичные отстойники: После аэротенков вода попадает сюда, где активный ил, "съевший" загрязнения, оседает на дно. Часть ила возвращается в аэротенк для поддержания процесса, а избыток (прирост биомассы) удаляется на дальнейшую переработку.

Результат: Удаляется до 90-95% органических загрязнений.

3. Физико-химическая очистка (доочистка)

Применяется для удаления специфических загрязнений, которые не убираются биологическим путем.

• Коагуляция и флокуляция: В воду добавляются специальные реагенты, которые "склеивают" мельчайшие частицы и фосфаты в крупные хлопья, которые затем легко удалить.
• Фильтрация: Вода пропускается через песчаные, мембранные или другие типы фильтров для удаления оставшихся мелких взвесей.
• Угольные фильтры (сорбция): Используются для удаления запахов, цветности и некоторых токсичных веществ.

4. Обеззараживание (дезинфекция)

Финальный этап, который убивает болезнетворные микроорганизмы (бактерии, вирусы).

• Ультрафиолетовое (УФ) облучение: Самый современный и экологичный способ. УФ-лампы разрушают ДНК бактерий.
• Хлорирование: Классический, но менее экологичный метод, так как хлор токсичен.

Что происходит с тем, что удалили из воды

• Собранный мусор с решеток вывозится на полигоны ТБО.
• Песок с песколовок промывается и используется в дорожном строительстве.
• Избыточный активный ил обезвоживается (на центрифугах, фильтр-прессах) и может использоваться как удобрение (после дополнительной обработки) или утилизироваться.

Классификация насосов по функциям и точкам применения

На очистных сооружениях насосы являются важнейшим оборудованием, обеспечивающим перемещение жидкостей и суспензий между технологическими этапами. Без них процесс очистки просто остановился бы.

Вот как насосы используются на различных этапах технологического процесса:

1. Приемная камера и механическая очистка

Задача: Прием сточных вод и перекачка их на первую стадию очистки.

Типы насосов:

• Погружные фекальные насосы: Самый распространенный вариант. Устанавливаются в приемных резервуарах.
• Самовсасывающие насосы: Используются в насосных станциях сухого типа.

Функции:

• Подъем сточных вод из коллектора на уровень очистных сооружений.
• Перекачка воды через решетки и песколовки.
• Создание постоянного напора для подачи на последующие этапы.

Особенности: Должны быть устойчивы к абразивным частицам (песку) и способны пропускать твердые включения и волокнистые материалы. Часто имеют режущий механизм (измельчитель) для дробления крупных фракций.

2. Перекачивание активного ила и циркуляция

Задача: Обеспечение биологической очистки, которая основана на жизнедеятельности микроорганизмов (активного ила).

Типы насосов:

• Центробежные насосы (консольные или погружные).
• Винтовые (шнековые) насосы для более густых иловых смесей.

Функции:

• Циркуляция активного ила: Возврат ила из вторичных отстойников обратно в аэротенк — это ключевой процесс для поддержания жизни бактерий.
• Рециркуляция: Перекачка ила между разными зонами аэротенков.
• Перекачка избыточного активного ила: Отвод размножившейся биомассы из системы на стадию обезвоживания.

3. Перекачивание осадков и шлама

Задача: Удаление и обработка осадков, образующихся при отстаивании.

Типы насосов:

• Винтовые (шнековые) насосы: Идеальны для вязких, густых и абразивных осадков из первичных отстойников и резервуаров.
• Мембранные насосы: Для подачи шлама в условиях, требующих герметичности.
• Плунжерные насосы: Создают высокое давление для подачи шлама на фильтр-прессы и центрифуги.

Функции:

• Удаление осадка из первичных и вторичных отстойников.
• Подача сырого осадка в резервуары для сбраживания.
• Перекачка сброженного шлама на обезвоживание.
• Подача шлама под высоким давлением в оборудование для обезвоживания (фильтр-прессы, центрифуги).

4. Химическая очистка и дозирование реагентов

Задача: Точное дозирование химикатов для очистки воды и обработки осадка.

Типы насосов:

• Дозировочные насосы (мембранные или плунжерные).

Функции:

• Подача коагулянтов и флокулянтов для улучшения осаждения взвесей и удаления фосфора.
• Дозирование питательных веществ (например, фосфора или азота) при их недостатке для биологической очистки.
• Подача реагентов для регулирования pH (кислоты или щелочи).
• Дозирование полиэлектролитов для улучшения обезвоживания осадка.

5. Вспомогательные и сервисные функции

Задача: Обеспечение работы вспомогательных систем сооружений.

Типы насосов и их функции:

• Дренажные насосы: Откачка воды из дренажных приямков, тоннелей, из-под оборудования.
• Насосы системы пожаротушения: Обеспечение требуемого давления в противопожарном водопроводе.
• Циркуляционные насосы: Обеспечение работы систем охлаждения или отопления.
• Водопроводные насосы: Подача технической или питьевой воды для хозяйственных нужд.

Сводная таблица: Функции насосов на очистных сооружениях

Ключевые факторы при выборе насоса

Правильный подбор насоса для очистных сооружений - залог успешной, и что самое главное,  бесперебойной работы процесса очистки воды. Для этого нужно четко задать исходные параметры специалисту по подбору:

1. Характер перекачиваемой среды: Чистая вода, вода с песком, вода с волокнами, густой осадок, химический реагент.
2. Размер твердых включений: Определяет тип рабочего колеса и проточных каналов.
3. Подача (расход, м³/ч) и Напор (давление, м): Основные гидравлические параметры.
4. Температура и химическая агрессивность среды: Определяют материалы изготовления (чугун, нержавеющая сталь, полипропилен).
5. Условия установки: Погружной, сухой (устанавливается "на сухую") или самовсасывающий.

Итог

Очистные сооружения — это критически важный элемент современной цивилизации, который защищает наши реки, озера и почвы от загрязнения. Без них жизнь в крупных городах была бы невозможна из-за риска эпидемий и экологической катастрофы.

На выходе с современных ОС получается техническая вода, которую часто можно сбрасывать в рыбохозяйственные водоемы (высший стандарт чистоты) или использовать для полива территорий и промышленных нужд.

На очистных сооружениях нет "главных" или "второстепенных" насосов. Каждый тип жизненно важен для определенного этапа. Циркуляционные насосы активного ила можно назвать "сердцем" биологической очистки, а дозировочные насосы — ее "тонкой нервной системой". Шнековые и плунжерные насосы — это "мышцы", которые справляются с самыми тяжелыми и вязкими средами. Слаженная работа всех этих насосов гарантирует эффективную и бесперебойную очистку сточных вод.