Ливневые очистные сооружения – это комплекс оборудования и резервуаров, обеспечивающих удаление загрязнений из поверхностных вод для последующего выпуска в водоемы, в т.ч. рыбохозяйственного значения.
Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность земли сверх объема, который земля может впитать, называются ливневыми или поверхностными сточными водами. К ним, в первую очередь, относят талые и дождевые потоки, стекающие со зданий, твердых покрытий и газонов предприятий и населенных пунктов.
Поверхностный сток несет в себе угрозу экологии, т.к. по пути к водоему он собирает загрязняющие вещества с полей, лесов, дорог, асфальтовых и бетонных площадок, домов и заводов и превращается в загрязненный поток, в котором можно наблюдать практически всю таблицу Менделеева. Основной состав – это нефтепродукты и взвешенные вещества. Остальные вредные элементы присутствуют менее значительных концентрациях.
Например, интересный факт: источником загрязнения нефтепродуктами для реки Москва до 40% являются именно ливневые сточные воды.
Особый урон окружающей среде наносят стоки с площадок предприятий цветной металлургии, химических производств, полигонов твердых бытовых отходов и захоронений, где в составе загрязнений присутствуют токсичные элементы, мышьяк, тяжелые металлы, фосфор, фтор, фенолы, аммиак и пр., убивающие все живые организмы.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ
В поселках, городах, дорожной инфраструктуре и промышленных зонах весь объем ливневых стоков аккумулируется в сети дождевых колодцев, трубопроводов, дренажных системах, коллекторах и направляется на очистные сооружения. Кроме доставки потока на очищение, ливневая канализация несет в себе существенную защитную функцию — исключает подтопление талыми и дождевыми водами основания дорог, строений, а также размывание газонов, аллей и парков.
При разработке очистных сооружений в современных условиях учитываются экономическая целесообразность проекта и природное свойство водоемов к самоочищению.
Существует три способа очистки:
- Механический, основан на явлении гравитации, при котором тяжелые по весу загрязнения оседают на дно резервуара, и механическом воздействии, когда производится просеивание через решетку и последующее удаление крупных частиц.
- Физико-механический, когда кроме гравитации используются физические свойства жидкости и материалов. Так очищают от нефтепродуктов и взвешенных веществ.
- Химический, когда добавляются химические реагенты для усиления некоторых физических свойств жидкости и растворенных в ней примесей с целью их выделения, укрупнения и последующего удаления образовавшихся соединений. В итоге получаем осветление и доочистку до норм предельно допустимых концентраций.
Талый или дождевой поток самотеком поступает в канализационный коллектор, стекает в резервуар распределительного колодца или усреднителя, затем протекает в пескоуловитель, потом перетекает в нефтеуловитель, далее поступает на финальную ступень фильтрации с сорбционным фильтром и через контрольный колодец самотеком идет выпуск (сброс).
Степень очищения ливневых вод до рыбохозяйственных норм достигается безреагентным способом.
СХЕМА УСТРОЙСТВА ЛИВНЕВЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Производят емкости для ливневой канализации из разных материалов: сталь, нержавейка, полиэтилен, стеклопластик, металлопластик, железобетон.
Самый распространённый материал исполнения «бочек» в современном производстве – стеклопластик, он обеспечивает срок службы более 50 лет, хорошо держит заданную геометрическую форму и приемлем по себестоимости.
Подробнее рассмотрим технологическую цепочку оборудования и устройство ливневых очистных сооружений.
Пескоуловитель — первый узел системы, в нем расположен специальный резервуар для частичного удаления нефтепродуктов и осаждения тяжелых примесей (песок, мусор). Поток в песколовке успокаивается и происходит отделение тяжелых загрязнений за счет гравитации.
Второй этап очистки – нефтеуловитель. В нем нефтепродукты, масла и мелкие взвешенные вещества отделяются из сточных вод. Отделение происходит за счет установленных в нефтеуловителе тонкослойных полимерных блоков. В этих блоках находятся тонкие полимерные пластины и по ним стоки перетекают в «спокойном» режиме, без пульсации (перепадов количества жидкости) и перемешивания, т.е. ламинарным течением. Благодаря ламинарному течению, состав потока разделяется на слои – на дно оседает взвесь, нефтепродукты остаются на поверхности. Освобожденный от этих двух примесей сток поступает на третью ступень очистки.
В третьем отделении сорбционных фильтров происходит доочистка до уровня норм допустимого сброса загрязняющих веществ в водоем.
Сорбционный фильтр обладает высокой степенью очистки от остаточных растворённых нефтепродуктов и мельчайших механических примесей. Он состоит из двухслойного сорбционного полиэфирного нетканого материала снаружи и из активированного угля внутри, очищающие свойства которого широко известны.
Сразу после резервуаров с оборудованием, как правило, устанавливают технический колодец, предназначенный для забора проб на анализы. Результат проведенных анализов должен быть удовлетворительным, если очистные сооружения были устроены по технологии и с применением соответствующих материалов.
ТИПЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ
1. Разделенный, или мульти-модульный тип, когда каждая ступень очистки размещена в отдельном модуле и они между собой соединены трубопроводами с размещением технологических колодцев в начале и в конце. Использовать такое решение логично при высоких объемах сточной воды, поступающей с больших площадей, наличии серьезного загрязнения стоков и территории для устройства очистных сооружений крупных габаритов. Например, на автозаправочных станциях, или в аэропортах часто можно увидеть на земле последовательно размещенные крышки колодцев на протяжении 30-50 метров. Это модульные, мощные и дорогие системы.
2. Однокорпусный тип, когда все три ступени очищения размещаются в одном резервуаре.
Это универсальные устройства, которые используются в условиях ограниченности пространства для размещения.
Всё оборудование находится в одном корпусе и это обеспечивает меньшую площадь размещения. Если кратко изложить, то это меньшие денежные и трудовые затраты при подготовке грунта, устройстве основания и проведения монтажа, ниже себестоимость самого оборудования и упрощенное обслуживание по сравнению с мульти-модульными сооружениями. Преимуществом также является высокая заводская готовность.
Места применения однокорпусных систем очистки: коттеджные поселки, микрорайоны, автомойки, дома отдыха, больницы, детские сады, школы, иными словами везде, где наблюдается дефицит прилегающей площади, а вопрос с ливневой канализацией нужно решить.
ПРАВИЛЬНЫЙ ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЛИВНЕВОГО СТОКА
Чтобы ливневые системы очистки справлялись с поверхностным потоком, необходимо учесть ряд параметров, определяющих мощность оборудования и его месторасположение.
Во-первых, нужно определить площадь водосбора и тип покрытия поверхности земли (асфальт, или газон, или комбинированное покрытие в определенном соотношении). Один тип покрытия просто перегоняет, другой впитывает воду. Эти свойства покрытий влияют на объемы, поступающие на очистные сооружения.
Во-вторых, учитываем интенсивность и возможные пиковые объемы сточных вод, характерные для климатических условий в месте установки. Для исключения поломки при превышении расчетных объемов расхода в сезон паводка или проливных дождей, устанавливается обводной трубопровод, который не допускает затопления очистных систем. В этом случае сток сбрасывается в водоем без очистки. Учитывая, что объем воды значительно вырос, концентрация растворенных в потоке веществ стремится к нормативным значениям сброса. Второй вариант сохранения работоспособности оборудования при наводнении – установка усредняющей емкости большего объема, специалисты его еще называют «усреднитель». Он должен вобрать в себя все излишки и постепенно отдавать их на очистку. Так делают, когда нельзя допустить сброс, например, в заповедное озеро.
В-третьих, для обеспечения самотечности процесса необходимо предусмотреть особенности местного ландшафта – возвышенности и низины.
ОБСЛУЖИВАНИЕ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА
Обслуживают элементы системы через технологические колодцы. Предварительно из емкостей выкачивается жидкость с помощью ассенизатора (вакуумная машина). Далее с помощью этой же машины осуществляется промывка и откачка промывочной жидкости с взвешенными загрязнениями. Если есть необходимость, техник спускается внутрь резервуара с оборудованием и производит необходимые работы: ремонт или замену вышедшего из строя узла.
Ливневые очистные сооружения надежны и долговечны в работе, просты и доступны в обслуживании.