FirstCenturion

1. Домовая и дворовая сеть

2. Городские коллекторы и канализационные насосные станции

3. Очистные сооружения

Домовая и дворовая сеть.

Когда вы нажимаете кнопку смыва, стоки перемещаются по трубам методом самотёка. Из домового выпуска сток попадает дворовую сесть. Дворовая сеть - это система подземных трубопроводов, смотровых колодцев, которая проложена в пределах территории одного или группы зданий. Её главная задача - сбор стоков от всех выпусков и транспортировать их самотёком за пределы участка к районному колодцу, откуда стоки поступают в городскую сеть.

Из чего она состоит:

1. Выпуск канализации - собственно - это начальная точка дворовой сети. Выпуск соединяют с наружной сетью без резких перепадов высот, это необходимо для предотвращения засоров.

2. Смотровые колодцы - предназначены для контроля и обслуживания дворовой сети (для контроля и устранения засоров). Колодцы устанавливаются в строго определенных местах: в местах присоединения выпусков из здания к основной дворовой линии, в местах изменения направления труб, в местах изменения уклона или диаметра труб, в местах слияния нескольких труб, а также на прямых участках через каждые 15-35 метров (зависит от диаметра трубы).

3. Контрольный колодец - это самый последний колодец городской сети перед врезкой в городскую магистраль. Он служит зоной разграничения ответственности и по нему водоканал может проверить качество и объем стоков выходящих с территории конкретной дворовой сети или предприятия.
   

Дворовая сеть обычно работает самотёком и без насосов.

Городские коллекторы и канализационные насосные станции:

После того как сточные воды благополучно покинули дворовую сеть через контрольный колодец они попадают в городскую магистральную канализацию. По сути, это настоящие подземные реки.

Здесь есть два варианта развития событий того, как сточные воды попадут на очистные сооружения.

Гравитационная система - это наиболее дешевый и надежный способ транспортировки стоков, так как он не требует затрат электроэнергии на перекачку и канализационных насосных станций, но у данной системы есть один существенный недостаток, она возможна только в том случае, если очистные сооружения расположены ниже точки рельефа обслуживаемого района и на пути следования коллектора нет значительных возвышенностей или непреодолимых естественных преград.

Преимущества данной системы - это отсутствие затрат электроэнергии на перекачку, стоимость обслуживания и меньшее количество аварий. К недостаткам можно отнести - необходимость значительного заглубления труб: чтобы выдерживать необходимый уклон на протяжении многих километров коллектор может уходить на глубину десятков метров. Самый крупное такое сооружение в Москве - это Чертановский коллектор, по которому стоки с юга Москвы самотёком попадают на Курьяновские очистные сооружения.

Но в большинстве случаев организовать чисто самотёчную систему невозможно по причине рельефа. В таких случаях в дело вступает канализационная насосная станция (далее КНС).

КНС - это сложное инженерное сооружение который состоит из:

Приёмная камера и решетки (приёмно-грабельное отделение) - стоки из магистрального коллектора попадают в приемную камеру, а вместе с ними также невообразимое количество мусора которые некоторые свиноты смывают в унитаз. (Работники граблей ежедневно колдуют заговор на понос таким людям). Поэтому перед насосами установлены механизированные решетки. Они вылавливают крупный мусор из стоков, который отправляется в контейнеры и вывозится на полигон ТКО. Также здесь установлены песколовки, собственно я думаю что и изз названия понятно для чего они предназначены. Без этого этапа насосам пришел бы конец практически сразу же.

Машинный зал - это сердце КНС. Здесь установлены напорные трубопроводы и насосные агрегаты которые перекачивают стоки дальше.

На пути до очистных сооружений таких насосных станций может быть несколько, всё зависит от перепадов рельефа

С транспортировкой мы закончили, перейдем к очистке и к тому как работают очистные сооружения.

Очистные сооружения сточных вод крупного мегаполиса - это огромный биохимический завод который занимает очень большую по площади территорию

Классическая схема очистки сточных вод делится на четыре главных этапа:

1. Механическая очистка

2. Биологическая очистка

3. Обеззараживание и доочистка

4. Обработка осадка

Сток попадает на очистные сооружения через приемную камеру. Это первый элемент очистных сооружений, куда поступают сточные воды. Её главная задача - принять поток, безопасно снизить его скорость и грамотно распределить стоки по цехам механической очистки

Механическая очистка - это первый и самый грубый этап очистки стоков. Главная цель - удалить из воды крупный мусор, минеральные примеси, жиры, взвешенные вещества, а также подготовить сток для следующего, биологического этапа. Этот процесс представляет собой последовательную фильтрацию и осаждение и состоит и следующих технологических процессов

1. После того как сток попал в приемную камеру очистных сооружений, он направляется в цех механической очистки воды, на фильтрацию грабельными решетками (да, тот же самый процесс что на КНС, но мы же помним, да, что сток ещё и самотёком попадает?). Как это работает? Сток пропускается через грабельные решетки каскадного типа (разное расстояние между стержнями. На данном этапе мехочистки удаляется бытовой мусор. Тряпки, средства гигиены, влажные салфетки, ватные палки и так далее (тут операторы граблей второй раз кастуют лучи поноса для таких товарищей)

2. Песколовки - здесь замедляется скорость потока воды до определенного значения (0,15-0,3 м/с). При такой скорости тяжелые минеральные частицы попадают на дно под действием гравитации, а более лёгкая органика отправляется дальше. Здесь удаляют песок, шлак, мелкий гравий, битое стекло и т.д.

3. Жироловки - как понятно из названия здесь из стоков удаляются жиры и масла. В воду снизу подаются мелкие пузырьки воздуха, они выталкивают жир, нефтепродукты и масла на поверхность воды в виде плотной пены. Плавающий на поверхности слой собирается специальными скребковыми механизмами в лотки. Собранная масса отправляется на утилизацию или перекачивается в метантенки (об этом позже). Обычно жироловки объединяют с песколовками (так называемые аэрируемые песколовки)

4. Первичные отстойники - это финальный и самый масштабный этап механической очистки. Это гигантские резервуары радиальной формы от 20 до 50 метров. Вода поступает в центр отстойника и медленно растекается к краям. Скорость движения воды здесь минимальна - она находится в резервуаре до нескольких часов в состоянии почти полного покоя. Нерастворимая органика, которая миновала предыдущие барьеры под собственным весом медленно оседает на дно и образует сырой осадок. На дне остойника постоянно и очень медленно вращаются огромные фермы со скребками. Они сдвигают сырой осадок, куда насосами перекачивают его на дальнейшую обработку. Осветленная вода, очищенная от основной массы взвешенных частиц отправляется на следующий этап - биологическую очистку воды

Биологическая очистка - этап, на котором происходит основная очистка сточных вод. На неё попадает вода очищенная от мусора, песка, жира и взвешенных частиц. Но она всё ещё перенасыщена растворенной органикой и биогенными элементами (азотом и фосфором). Здесь в игру вступает активный ил - экосистема из микроорганизмов состоящая из бактерий, простейших и коловраток. Биологическая очистка происходит в два основных этапа.

1. Аэротенк - это огромный, длинный железобетонный бассейн по которому медленно течет вода. Здесь при помощи активного ила и подачи кислорода происходит основной этап очистки сточных вод. Современные аэротенки разделены на несколько зон с совершенно разными условиями. Это нужно не только для того чтобы бактерии сожрали всю органику, но и чтобы очистить воду от соединений азота и фосфора.
   
   Анаэробная зона. Сюда поступает вода после первичных отстойников и смешивается с активным илом. Здесь нет кислорода. В таких условиях бактерии начинают отдавать накопленный фосфор в воду, чтобы получить энергию для поглощения органики.
   
   Аноксидная зона - здесь по прежнему всё ещё не подается кислород, но он есть в составе нитратов. Аэробные бактерии потребляют кислород который содержится в нитратах, в результате чего газообразный азот улетучивается в атмосферу, а сток очищается от азотистых соединений. При помощи механических мешалок ил поддерживают во взвешенном состоянии и не дают осесть на дно.
   
   Аэробная зона - самая большая часть аэротенков. На дне проложены трубы с мелкими отверстиями (аэраторы) куда под компрессоры под давлением нагнетают воздух. Бактерии, получив кислород начинают активно жрать органику и размножаться. Здесь аммонийный азот окисляется до тех самых нитратов, которые потом отправляются в аноксидную зону. А также бактерии, испытавшие стресс в первой зоне начинают поглощать фосфор из стока.

2. Вторичные отстойники - пройдя через аэротенк, смесь уже очищенной воды и активного ила отправляются во вторичные отстойники. Внешне они очень похожи на первичные - это такие же огромные радиальные резервуары, но работают они немного по другому. Вода здесь успокаивается, а хлопья активного ила оседают на дно. Здесь вода, уже абсолютно прозрачная очищенная от органики переливается через зубчатые края отстойника и отправляется на финальный этап очистки.
   
   
   Логичный вопрос, а куда тогда девается осевший ил? На дне вторичного остойника вращаются скребки, которые собирают активный ил и тут уже происходит разделение:
   1. Возвратный ил - большую часть осевшего ила насосы (так называемые илососы) перекачивают обратно в начало аэротенка. Это нужно для поддержания популяции ила в первой зоне.
   2. Избыточный ил. Так как в аэротенке происходит бесконечный жор и размножение бактерий их биомасса растёт. Если их не убирать, то система переполнится. Поэтому часть ила постоянно откачивают и отправляют на обработку (об этом позже)

Обеззараживание - это финальный этап очистки сточных вод перед возвращением их в водный бассейн водоёма. Раньше повсеместно использовали жидкий хлор, но сегодня от него отказались из-за токсичности и образования вредных побочных продуктов. Сегодня обеззараживание воды происходит трёмя методами:

1. Химическое обеззараживания - происходит хлорирование воды при помощи гипохлорида натрия. Он гораздо безопаснее жидкого хлора, а по эффективности ничем ему не уступает.

2. Ультрафиолетовое обеззараживание - этот метод используется на московских очистных сооружений. Вода перед тем как попасть в сбросной канал проходит через облучения ультрафиолетовыми лампами, который разрушает ДНК оставшихся в воде микроорганизмов

3. Озонирование - озон является сильнейшим окислителем. На станциях где используется озонирование (в Москве, например, на станциях водоподготовки) его получают на месте из кислорода с помощью электрических разрядов и барботируют его через воду. Озон убивает всё, но это очень дорогостоящий процесс, поэтому его не используют обычно на очистных сооружениях, только на станциях водоподготовки (в водоснабжении)

Внимательные люди заметили что я упоминал такую штуку как метантенки. В конце я расскажу куда девается сырой осадок из первичных и частично избыточный ил. Это тоже довольно интересный технологический процесс.

Утилизация осадка один из самых сложных этапов работы очистных сооружений. Сырой осадок содержит огромное количество органики и патогенов, поэтому их нельзя просто так выкинуть на свалку (ил можно, из него делают удобрения и грунты для рекультивации). Процесс утилизации обычно проходит через следующие стадии:

1. Уплотнение - снижение объема осадка путем его дегидрации.

2. Стабилизация (процесс брожения) - разложение органики, чтобы осадок перестал гнить и стал безопасным. Именно здесь ключевую роль играют метантенки.
   
   Что такое метантенки? Это герметичные резервуары, в которых происходит анаэробное сбраживание активного ила и сырого осадка под воздействием метанообразующих бактерий. Внутри метантенка поддерживается постоянная температура (35 градусов для мезофильного режима и 55 градусов для термофильного режима) и полное отсутствие кислорода. Анаэробные бактерии жрут органику из осадка, в результате этого выделяется биогаз. (Смесь метана и углекислого газа). В результате мы получаем биогаз (на очистных используется как топливо для котельной и электростанции прямо на территории очистных) и стабилизированный осадок. Он теряет неприятный запах и в нём погибает большая часть патогенных микроорганизмов. Он становится пригоден для дальнейшей переработки в биоудобрения. (Кстати именно сюда отправляются также отходы из биотуалетов)

3. Обезвоживание - удаление оставшейся воды либо в центрифугах, или фильтр-прессах до твёрдого осадка, который называется "Кек"

4. Конечная утилизация - осадок используется либо в качестве удобрения (после компостирования), в качестве почвы для рекультивации или сжигается.

На этом собственно всё. Спасибо за то что осилили столь длинную портянку. Готов ответить на вопросы если такие у кого-то возникнут :)

- Крошечный.

- Это дерринджер. Из такого Джон Уилкс Бут убил Авраама Линкольна.

- А так и не скажешь, что опасный.

- Говорят хватает. Хотя не понятно зачем они в ИРА.

- Может убивать маленьких протестантов?