Как перерабатывают канализацию: полный цикл очистки сточных вод
Канализационные стоки перерабатывают на специализированных очистных сооружениях, где вода последовательно проходит механическую, биологическую и физико-химическую обработку. На выходе получают очищенную воду, пригодную для сброса в водоёмы, а также ценные побочные продукты: биогаз и обеззараженный осадок.
Первый этап: механическая очистка
Сточные воды поступают на решётки с прозорами 16–32 мм, которые задерживают крупный мусор: тряпки, пластик, ветки. Отходы прессуют и отправляют на полигон. Далее стоки попадают в песколовки: горизонтальные или аэрируемые лотки, где скорость потока снижается до 0,15–0,3 м/с, и минеральные частицы оседают на дно. Следующий элемент: первичные отстойники — цилиндрические резервуары глубиной 3–5 м, в которых вода движется медленно несколько часов. Осевший ил скребками собирается в приямок и откачивается для дальнейшей обработки. После первичного отстаивания удаляется около 60% взвешенных веществ и до 35% органики.
Второй этап: биологическая очистка
Это ключевая ступень. Стоки подаются в аэротенки: открытые ёмкости, куда принудительно нагнетается воздух через пористые диффузоры на дне. Воздух поддерживает жизнедеятельность активного ила — колоний микроорганизмов, поглощающих растворённую органику. Концентрация активного ила составляет 2–5 г/л, температура воды поддерживается в диапазоне 10–25 °C, время пребывания стоков в аэротенке: 6–12 часов. Микробы расщепляют соединения углерода, азота и фосфора. После аэротенка иловая смесь поступает во вторичные отстойники, где хлопья ила осаждаются. Часть ила возвращают в аэротенк (возвратный ил), избыток направляют на переработку. Биологическая очистка снижает содержание органики ещё на 90–95%.
Третий этап: доочистка и обеззараживание
Вода после вторичных отстойников может содержать остатки взвеси, фосфаты и патогенные микроорганизмы. Для их удаления применяют несколько методов. Фильтрование через песчаные или волоконные фильтры убирает мелкую взвесь. Реагентное осаждение фосфора проводят солями железа или алюминия: фосфаты связываются в нерастворимые хлопья и отделяются в отстойниках. Обеззараживание это финальный барьер. На большинстве станций применяют ультрафиолетовое облучение: вода проходит через каналы с УФ-лампами, излучение уничтожает кишечные палочки, вирусы и простейшие без образования хлорорганических соединений. На ряде объектов используется озонирование. После обеззараживания вода сбрасывается в водоём, соответствуя нормативам по всем показателям.
Переработка осадка: биогаз и удобрения
Осадок с первичных и вторичных отстойников содержит органику с теплотворным потенциалом. На крупных станциях его направляют в метантенки: герметичные резервуары объёмом до нескольких тысяч кубометров, где при температуре 35–55 °C анаэробные бактерии разлагают органику с выделением биогаза. Биогаз состоит примерно из 60–70% метана и используется для выработки тепла и электроэнергии прямо на объекте. Крупная московская станция аэрации производит биогаза достаточно, чтобы покрыть до 40% собственных энергетических нужд. Оставшийся обезвоженный осадок после термической сушки или компостирования можно применять как почвоулучшитель в техническом земледелии при соответствии санитарным нормам. Полный цикл переработки канализационных стоков превращает отходы в ресурс и минимизирует экологическую нагрузку на окружающую среду.
