Очистка воды — это наука об улучшении любых сточных вод с последующей их обработкой таким образом, чтобы они могли безопасно использоваться для всех бытовых нужд, включая питье и орошение. Короче говоря, очистка сточных вод — это наука о переработке исходных сточных вод (сырой канализации) таким образом, чтобы выходящий поток (продукт очистных сооружений) не представлял опасности и не был вреден для жизни или имущества.

Как работает система очистки

Сила загрязнения сточных вод и их способность загрязнять воду описываются двумя основными показателями:

   – БПК (биохимическое потребление кислорода)
   – Взвешенные вещества (в мг/литр)

Например, когда водоем, такой как река, сильно перегружен сточными водами, которые пытаются окислиться или разложиться, для этого процесса требуется кислород. Этот БПК обеспечивается растворённым кислородом (РК) в воде. Следовательно, если БПК превышает количество растворённого кислорода, то кислорода не остаётся для водной жизни реки. Вся очистка сточных вод направлена на удовлетворение потребности в кислороде и снижение количества взвешенных веществ.

Первичный этап этого процесса достигается путем отстаивания сточных вод в большом резервуаре. Хотя сточные воды после отстаивания содержат меньше взвешенных веществ и становятся чище, при этом ничего не сделано для удовлетворения БПК в этом простом отстойнике. Давайте подойдем к контролируемому разложению сточных вод с помощью такого процесса, при котором растворённый кислород в смеси вода-стоки всегда будет удовлетворять биохимическое потребление кислорода. По определению это, по сути, аэробный процесс (микроорганизмы зависят от кислорода для выживания).

Пищевые вещества, содержащиеся в сточных водах, способствуют росту живых организмов. Их дыхательная деятельность затем снижает содержание растворённого кислорода (РК) в сточных водах, если только этот запас кислорода не восполняется естественными или искусственными методами. Наиболее распространённым методом очистки сточных вод в настоящее время является система активного ила, которая требует кислорода для поддержания аэробного процесса.

Флокулы образуются, когда сточные воды аэрируются в аэротенке или нескольких аэротенках. Поддерживаемые в подвешенном состоянии за счёт аэрации, эти флокулы обладают очень высокой способностью к очистке. Накопление флокул в аэротенке ускоряется за счёт возврата ранее образованных флокулов к входу в резервуар. Этот метод является разновидностью системы активного ила.

После аэрации активный ил осаждается во вторичном отстойнике. Избыточные осадки, образующиеся сверх количества, необходимого для возврата в первичный отстойник, удаляются как сточные воды или перерабатываются в удобрения. Сам очищенный сток дополнительно дезинфицируется перед сбросом, чтобы уничтожить патогенные микроорганизмы. Наиболее распространённым дезинфицирующим средством является хлор.

В этом процессе крайне важно поддерживать правильное количество воздуха для обеспечения надлежащей аэрации. Если подача воздуха не поддерживается на таком уровне, чтобы количество растворённого кислорода соответствовало биохимическому потреблению кислорода (БПК), организмы погибают из-за нехватки кислорода, и процесс становится анаэробным, поскольку ил перестаёт быть активным. Поэтому для уравновешивания БПК и РК идеальный воздуходув для очистки сточных вод должен иметь переменный объём подачи воздуха и подбираться таким образом, чтобы компенсировать все потери давления, включая следующие изменения условий на входе вентилятора:

   1. Фильтры, впускные трубы и клапаны
   2. Трубопроводы и клапаны от выходного фланца воздуходува до отверстий воздушных диффузоров
   3. Потеря давления через отверстия диффузора: минимальна при чистоте и увеличивается по мере засорения отложениями
   4. Статическое давление, вызванное уровнем сточных вод (составляет 85% от общих потерь)
   5. Изменения условий на входе воздуходува

Факторы потерь под номерами 4 и 5 имеют первостепенное значение для проектировщика системы очистки сточных вод. Это означает, что воздуходув должен иметь рабочую характеристику с ростом давления, чтобы компенсировать колебания сопротивления от уровня сточных вод или загрязнения диффузоров.

Преимущества многоступенчатых центробежных воздуходувок в очистке сточных вод

• Многоступенчатые центробежные воздуходувки предлагают полную гибкость в рабочем диапазоне, поскольку их можно дросселировать как на входе, так и на выходе для уменьшения объёма подаваемого воздуха при сохранении стабильной характеристики давления. Снижение объёма воздуха пропорционально уменьшает потребление энергии, тогда как такие экономии недостижимы с воздуходувками объёмного типа.
• Простая схема привода многоступенчатой центробежной воздуходувки позволяет использовать прямое соединение, клиноременную передачу или редуктор для увеличения оборотов.
• Не требуется сложный входной глушитель, так как воздуходувки работают тихо.
• Не требуется глушитель на выходе, поскольку трубопровод можно подключить к выходному фланцу воздуходувки через резиновую муфту или компенсатор для дополнительного снижения шума.
• Не требуется аварийный предохранительный клапан, поскольку характеристика воздуходувки не позволяет достичь избыточного или разрушительного давления.
• Не требуются сложные вентиляционные клапаны (для сброса воздуха в атмосферу) для регулировки объёма. Многоступенчатую центробежную воздуходувку можно дросселировать на входе или выходе для регулирования объёма воздуха и экономии мощности.
• Не требуются защитные устройства от перегрева, поскольку расчётное давление центробежных воздуходувок не может вызвать чрезмерные или опасные температуры.
• Не требуется сложная система смазки под давлением, так как многоступенчатые центробежные воздуходувки оснащены циркуляционной масляной системой с антифрикционными подшипниками.
• Поскольку между окружностью рабочего колеса и корпусом имеется достаточный зазор, в конструкции нет изнашивающихся деталей, в отличие от плотного контакта между роторами и корпусом воздуходувок объёмного типа.