1. Схема очистки бытовых сточных вод (сбор и первичная механическая очистка)

1. ? Этап №1: Сбор и первичная механическая очистка Этап «Сбор и первичная механическая очистка» обеспечивает прием, выравнивание и начальную очистку сточных вод от крупных и мелких нерастворимых загрязнений, песка, жиров и взвешенных веществ до их поступления на биологическую и мембранную очистку. Этот этап критически важен для: ● ● ● защиты последующего оборудования от износа; стабилизации расхода воды; снижения общего загрязнения сточных вод. ? 1. Приемная камера Назначение: Прием и буферизация сточных вод с выравниванием потока и начальным отстаиванием крупных взвешенных веществ. Процесс: ● ● ● ● ● ● Сточные воды поступают по самотечным трубопроводам. Камера разделена на рабочие и резервные секции. Поток контролируется погружными насосами (основные + резерв). Уровень контролируют датчики (например, VEGAWELL 52). При необходимости используются мешалки для предотвращения осаждения. В случае ЧС — аварийный перелив с клапанами сброса. ? 2. Грубые решетки Назначение: Удаление крупных включений (ветки, тряпки, пластик, мусор и пр.) размером >15–20 мм. Процесс: ● Сточные воды проходят через автоматические решетки (например, Huber RakeMax). Задержанный мусор подается на шнековый транспортер. После чего поступает в пресс-компактор для обезвоживания и уплотнения. Уплотненный мусор транспортируется в закрытые контейнеры на вывоз. ● ● ● ? 3. Тонкие решетки

2. Назначение: Удаление более мелких механических включений (5–10 мм), способных повредить оборудование на следующих этапах. Процесс: ● Сточные воды проходят через барабанные или ленточные тонкие решетки (например, Huber EscaMax). ● Система самоочистки работает автоматически. ● Удаленный материал также поступает на прессование и вывозится как ТКО. ? 4. Песколовка Назначение: Осаждение минеральных частиц (песок, щебень, окалина и пр.) с плотностью выше воды. Процесс: ● Вода поступает в горизонтальный или вертикальный песколов (чаще — горизонтальный аэрируемый). ● За счёт снижения скорости потока и (при необходимости) подачи воздуха тяжелые частицы оседают. ● Песок удаляется шнековыми устройствами и направляется в бункеры. ● Осадок обезвоживается и вывозится на полигоны. ? 5. Жироуловитель Назначение: Удаление легких фракций (жиров, масел), которые всплывают на поверхность. Процесс: ● Вода поступает в отстойник с ламельными перегородками или с тонкослойными модулями. ● Жиры и масла всплывают и собираются с помощью механических скиммеров. ● Жир удаляется в герметичные контейнеры и утилизируется отдельно. ? 6. Первичный отстойник Назначение: Дополнительное осаждение взвешенных веществ и флотирующих частиц перед подачей в биореакторы. Процесс:

3. ● Вода поступает в отстойник с горизонтальным/радиальным потоком. ● Осадок оседает на дно и счищается скребковыми механизмами. ● Надосадочная вода переходит на биологическую очистку. ● Осадок перекачивается в зону обработки твердых фракций (этап 5). ✅ Итог обработки на этом этапе: ● Удалены все крупные включения (>5 мм) ● Удалено до 50–60% взвешенных веществ ● Удалены песок, жиры и масла ● Подготовлен поток к биологической очистке с пониженной нагрузкой ● ● ●

4. ? Таблица оборудования по подэтапам № Подэтап Наименование оборудования Назначение Основные требования Возможные марки/модели 1 Приемная камера Погружные насосы Перекачка сточных вод из камеры в зону решеток Коррозионная стойкость, автоматический запуск/останов, наличие резервных насосов Flygt (Xylem), Grundfos SL, KSB AmaPorter Датчики уровня Контроль уровня в камере, запуск насосов Погружной, взрывозащита, высокая точность VEGA VEGAWELL 52, E+H Waterpilot FMX21 Датчики давления Контроль давления в напорном трубопроводе Устойчивость к загрязнениям, ПД выход, точность VEGA VEGAWELL 52, E+H FMX21 Мешалки Предотвращение осаждения твердых фракций Погружные, высокая энергоэффективность, низкий шум Flygt 4600, ABS RW Клапаны аварийного сброса Перелив воды при аварийной ситуации Устойчивость к агрессивной среде, герметичность AVK, Hawle, VAG EKN 2 Грубые решетки Автоматические решетки Удаление крупного мусора >15–20 мм Самоочистка, устойч. к коррозии, защита от заклинивания Huber RakeMax, WAMGROUP SAV, Ecologix Шнековый транспортер Транспортировка отбросов Герметичный, нержавеющая сталь, влагостойкость WAMGROUP, Huber Ro8 Пресс-компактор Обезвоживание и уплотнение мусора Степень обезвоживания ≥ 35%, автоматическая выгрузка Huber Ro7, Andritz CSP

5. 3 Тонкие решетки Барабанные/ленточ ные решетки Удаление включений 5–10 мм Автоматическая промывка, нержавеющая сталь Huber EscaMax, FSM Step Screen Транспортер отбросов Доставка мусора к прессу Компактность, низкий уровень шума WAMGROUP, Huber Ro8 4 Песколовка Песколов аэрируемый Удаление минеральных частиц (песок, окалина) Низкая скорость потока, система аэрации, сбор песка Huber VORMAX, EKOTON, WAMGROUP Шнек для песка Удаление осадка песка Нержавеющая сталь, стойкость к абразиву Huber RoSF4, EKOTON Вентилятор аэрации Обеспечение Постоянная подача воздуха, энергоэффективность Aerzen, Kaeser, Sulzer турбулентности 5 Жиро- уловитель Отстойник с перегородками Удаление жиров, масел и легких фракций Низкая турбулентность, ламельные/тонкослойные модули Alfa Laval, Ecologix, WPL DAF Скиммеры Сбор всплывающего жира Автоматический, непрерывный, регулируемый уровень Ecologix, Huber RoFAS 6 Первичный отстойник Радиальный отстойник Осаждение взвешенных веществ Стабильный поток, система скребков, минимальное перемешивание Huber Sedimat, WAMGROUP, EKOTON Скребковый механизм Удаление осадка со дна Автоматический, коррозионная стойкость EKOTON, Huber Rotamat ? Примечания: ● Все модели подбираются с учётом производительности станции (120 000 м³/сутки). ● Основные агрегаты (насосы, решетки, скребки) дублируются для резервирования. ● Весь корпусной металл — нержавеющая сталь или стеклопластик. ● Автоматизация — на основе АСУТП с минимальной вовлеченностью оператора.

6. ? Таблица расходных материалов № Подэтап Расходный материал Назначение Примерная частота замены / обслуживания Примечание 1 Приемная камера Смазка для насосов и мешалок Обеспечение долговечности вращающихся частей 1 раз в 6 месяцев Подбирается по марке оборудования Уплотнительные кольца и манжеты Обеспечение герметичности насосов и мешалок 1 раз в 1–2 года или по мере износа Зависит от типа и условий работы Промывочная вода (при наличии системы самоочистки) Очистка насосов и датчиков Постоянный расход (≈0,5–1 м³/ч на камеру) Используется из очищенной сточной воды 2 Грубые решетки Щетки и гребни очистки Механическая очистка решетки 1 раз в 6–12 месяцев Зависит от количества мусора Подшипники, цепи, направляющие Передача движения в решетках и шнеках 1 раз в год (ТО) Смазка и профилактика обязательны Мешки/контейнеры для отбросов Сбор удаленного мусора Ежедневно / по заполнению Поставляются отдельно 3 Тонкие решетки Щетки/пластины очистки Удаление частиц с поверхности решетки 1 раз в 6–12 месяцев Возможна регулировка при износе Сетчатые вставки (если сменные) Фильтрация мелких включений 1 раз в 1–2 года Зависит от загрязнения

7. 4 Песколовка Фильтрующие элементы (если есть на выгрузке) Защита от повторного попадания песка 1 раз в 6–12 месяцев Не во всех моделях Масло в редукторах и смазка подшипников Для шнека и аэратора 1 раз в 6 месяцев По техпаспорту оборудования Воздушные фильтры на вентиляторах Защита воздуходувки 1 раз в 3 месяца Особенно важно зимой 5 Жироуловитель Удаляемый жир и шлам Образуется в процессе работы Откачка 1–2 раза в неделю Частота зависит от объема и состава стоков Щетки/скребки скиммера Сбор жира 1 раз в год При износе — замена 6 Первичный отстойник Щетки и скребки днища Удаление осадка Проверка 1 раз в квартал, замена по износу Работают в агрессивной среде Смазка, масло редукторов Скребковый механизм 1 раз в 6 месяцев Важно при непрерывной работе ? Общее: ● Все материалы должны иметь стойкость к агрессивной среде (pH 6–8, органические загрязнения). ● Возможна централизованная система учета расходников через АСУТП для планового ТО. ● Частота указана по типовой эксплуатации, точные сроки могут корректироваться по данным эксплуатации и мониторинга износа.

8. ? Таблица расхода реагентов на этапе «Сбор и первичная механическая очистка» № Подэтап Реагент Назначение Форма поставки Периодичность / расход Примечание 1 Приемная камера ▸ Дезинфицирующие средства (например, гипохлорит натрия, перекись водорода) Периодическая санитарная промывка и обеззараживание Жидкость По графику обслуживания, 1–2 раза в месяц Не добавляются в поток, только для промывки ▸ Дефлокулянты / биоразлагающие ПАВ Периодическая промывка от жиров и твердых отложений Жидкость, порошок По мере необходимости Особенно в условиях высокожирных стоков 2 Грубые решетки — — — — Только механическое удаление твердых включений 3 Тонкие решетки — — — — Промывка водой высокого давления, без реагентов 4 Песколовка ▸ Коагулянты (по ситуации) Усиление осаждения тонкодисперсных частиц Жидкость (FeCl₃, Al₂(SO₄)₃) Только при критических нагрузках В обычных условиях не требуется 5 Жироуловитель ▸ Ферментные препараты (липаза и др.) Расщепление жиров и предотвращение их накопления Жидкость, таблетки По графику (например, 1 раз в 1–2 недели) Только если высокая жиронагрузка и риск закупорки 6 Первичный отстойник ▸ Флокулянты (ПАА) — опционально Улучшение осаждения мелкодисперсных фракций Жидкость, порошок Варьируется от 1–10 мг/л при необходимости Используется редко — при высоком мутном притоке

9. ? Выводы: ● В штатном режиме работы реагенты на этом этапе практически не используются. ● Возможна санитарная и корректирующая дозировка, особенно в жироуловителе и при промывке оборудования. ● При тяжелых сточных водах (например, высокое содержание ПАВ, масел, глинистых частиц) — возможна дозировка коагулянтов/ферментов, но это скорее исключение. ● ● ●

10. Рассмотрим подробное описание работы системы автоматизации (АСУТП) для этапа «Сбор и первичная механическая очистка», с разбивкой по каждому подэтапу: ⚙ АСУТП: Подэтап 1 — Приемная камера Задачи автоматики: ● Управление насосами (основные и резервные) ● Контроль уровня сточных вод ● Управление мешалками ● Контроль аварийного перелива Оборудование и функции: ● ?Датчики уровня (VEGAWELL 52 / Waterpilot FMX21): передают данные в ПЛК ● ?Датчики давления: обеспечивают контроль затопления/переполнения ● ?ПЧ и пускатели: плавное управление насосами по уровню ● ⚠Сигнализация аварийного перелива ● ?Шкаф локального управления + интерфейс с центральной SCADA ⚙ АСУТП: Подэтап 2 — Грубые решетки Задачи автоматики: ● Управление электроприводом решеток ● Контроль заклинивания и перегрузки ● Управление шнековым транспортером и пресс-компактором Оборудование и функции: ● ⛓Датчики положения / блокировки: при заклинивании — остановка ● ?Датчики вращения / крутящего момента: защита от перегрузок ● ♻Таймеры / логика загрузки: включение при наличии стоков/мусора ● ?Локальный шкаф автоматики, передающий данные в SCADA ⚙ АСУТП: Подэтап 3 — Тонкие решетки Задачи автоматики: ● Аналогично грубым решеткам: контроль и управление Оборудование и функции: ● ?Датчики перепада давления: сигнал засорения решетки ● ?Управление очисткой по таймеру или датчику загрязнения ● ?Сигнализация и защита приводов

11. ⚙ АСУТП: Подэтап 4 — Песколовка Задачи автоматики: ● Управление воздуходувкой (в аэрируемом типе) ● Контроль скорости потока ● Удаление осевшего песка Оборудование и функции: ● ?Датчики расхода воздуха, давление — для контроля аэрации ● ?Привод выгрузки песка (шнек) — по таймеру/датчику уровня ● ⚠Сигнализация заполнения песколовки ⚙ АСУТП: Подэтап 5 — Жироуловитель Задачи автоматики: ● Управление скиммером/механизмом сбора жира ● Контроль заполнения Оборудование и функции: ● ?Уровнемеры: контроль слоя жира ● ♻Программатор циклов (время/уровень) сбора жира ● ?Сигнализация переполнения жиросборника ⚙ АСУТП: Подэтап 6 — Первичный отстойник Задачи автоматики: ● Управление скребковыми механизмами ● Контроль осадка и уровня Оборудование и функции: ● ?Датчики уровня и мутности: контроль качества осветления ● ?Сигналы положения скребков, перегрузки редукторов ● ⏱Периодическое удаление осадка по программе или датчику ? Интеграция с центральной системой: Все подэтапы связаны с центральной SCADA-системой, которая: ● Получает данные от ПЛК подэтапов ● Позволяет оператору отслеживать параметры и аварии ● Автоматически записывает логи и графики

12. ● Поддерживает удалённый контроль и оповещение ? Принципы: ● Минимальное вмешательство оператора — система работает по заданным алгоритмам. ● Резервирование критически важного оборудования (насосы, датчики, ПЛК). ● Самодиагностика и предсказание отказов на основе анализа данных. ● ● ● На этапе «Сбор и первичная механическая очистка» сточных вод реализация системы рекуперации тепла позволяет эффективно извлекать остаточное тепло из поступающих стоков до их последующего охлаждения, особенно в зимний период. Ниже представлено подробное описание работы системы рекуперации тепла, с разбивкой по подэтапам: ♨ Общая цель рекуперации: ● Снижение энергозатрат на обогрев производственных помещений и технологических жидкостей. ● Поддержание минимально допустимых температур в зимний период на входе в биологическую очистку. ● Снижение тепловых потерь сточной воды в атмосферу. ? Подэтапы с реализацией рекуперации тепла: ✅ 1. Приемная камера Назначение рекуперации: ● Отбор тепла из общего потока сточных вод, которые еще сохраняют температуру (10–20 °C). ● Использование тепла для подогрева: ○ помещений станции, ○ воды в системах отопления и санитарного назначения, ○ технологических трубопроводов. Решения: ● Установка теплообменника трубчатого/пластинчатого типа, работающего в режиме «стоки–вода» или «стоки–вода–гликоль». ● Применение промежуточного теплоносителя (гликолевый контур) для безопасности системы.

13. ● Циркуляционные насосы с регулировкой по температуре. ✅ 2. Грубые и тонкие решетки Назначение рекуперации: ● Непрямая: помещение решеток (закрытые каналы) может обогреваться за счет тепла, извлеченного на предыдущем этапе. ● Исключение промерзания механизмов, стабильная работа транспортеров. Решения: ● Обогрев помещений/бункеров для отходов от общей системы теплоснабжения, подключенной к рекуператору. ● Возможность обогрева шнека/пресс-компактора с использованием ТЭНов с терморегуляцией (дополнительная защита). ✅ 3. Песколовка и жироуловитель Назначение рекуперации: ● Предотвращение охлаждения потока ниже критической температуры (~8–10 °C), особенно в аэрируемых песколовках. ● Поддержание температурного режима, благоприятного для отделения жира и песка. Решения: ● Циркуляция теплого теплоносителя через обогреваемые кожухи или поддоны под песколовкой и жироуловителем. ● Обогрев систем воздухоподачи (компрессоры/трубопроводы) от рекуперационного контура. ● Использование остаточного тепла для антиобледенительных систем вокруг каналов и лотков. ✅ 4. Первичный отстойник Назначение рекуперации: ● Сохранение температуры потока до его поступления в биореактор. ● Уменьшение объема осадка за счёт повышения текучести и улучшения отделения взвеси. Решения: ● Подогрев технологического объема через внешние кожухи, либо установкой теплообменников в подводящем трубопроводе.

14. ● Извлечение остаточного тепла в осветленных стоках перед переходом к следующему этапу. ? Дополнительные компоненты системы рекуперации: Компонент Назначение Теплообменники (пластинчатые, кожухотрубчатые) Извлечение тепла из сточной воды Циркуляционные насосы с регулировкой Передача тепла потребителям Гидравлический разделитель/гидрострелка Разделение контуров сточной воды и вторичного отопления Бак-аккумулятор тепла Сглаживание пиков потребления Автоматика температурного контроля Управление насосами и клапанами на основе Т° Гликолевый контур Безопасная передача тепла при низких наружных температурах ? Управление и интеграция: ● Вся система включена в АСУТП станции, с возможностью: ○ мониторинга температуры сточных вод и теплоносителя, ○ автоматической регулировки подачи тепла в зависимости от наружной температуры и потребностей технологического процесса, ○ сигнализации аварий и отклонений. ? Результат: Система позволяет: ● Поддерживать температуру сточных вод ≥10 °C на входе в биореактор. ● Экономить до 40–60% энергии на обогрев станции и прилегающих помещений. ● Снизить тепловую нагрузку на последующие этапы очистки. ● ● ● На этапе «Сбор и первичная механическая очистка» сточных вод (включающем приёмную камеру, решётки, песколовку, жироуловитель и первичный отстойник), происходит интенсивное выделение летучих органических соединений (ЛОС),

15. сероводорода (H₂S), аммиака, метана, а также неприятных запахов. Поэтому система вентиляции должна обеспечивать: ? Цель: Обеспечить полное удаление загрязнённого воздуха с локальной очисткой, чтобы в атмосферу выбрасывался только экологически безопасный и полностью очищенный воздух, а все вредные вещества аккумулировались и вывозились как отходы. ? Система вентиляции: структура и принципы работы ✅ 1. Тип системы вентиляции: ● Механическая вытяжная вентиляция с локальными укрытиями. ● Закрытые системы аспирации (в местах интенсивного газовыделения). ● Централизованная система очистки воздуха перед выбросом в атмосферу. ✅ 2. Этапы обработки воздуха: Этап Описание Назначение 1. Сбор загрязненного воздуха Система вытяжных вентиляторов с локальными зонтами, воздуховодами над: приемной камерой, решетками, песколовкой, жироуловителем Предотвращение распространения запахов и газов 2. Предварительная фильтрация (жироулавливающие и механические фильтры) Удаление взвешенных частиц, капель жира и крупных аэрозолей Защита от засорения основного оборудования 3. Абсорбционная очистка (промывные скрубберы) Обработка воздуха в струях раствора (обычно NaOH, H₂O₂, гипохлорит) Удаление аммиака, H₂S, сернистых соединений 4. Химическая фильтрация (с активированным углём, цеолитом) Улавливание органических летучих соединений и запахов Финальная доочистка 5. УФ-обеззараживание воздуха (опционально) Уничтожение патогенной микрофлоры и остаточных соединений Обеспечение стерильности 6. Контроль выбросов Газоанализаторы, датчики H₂S, VOC на выходе Контроль чистоты выброса

16. ✅ 3. Разделение зон по подэтапам: Подэтап Особенности вентиляции Приемная камера Закрытая вентиляция с аспирацией через зонт и фильтрацию — H₂S, аэрозоли, запахи Грубые и тонкие решетки Вытяжка из бункеров сбора мусора и зоны пресс-компактора Песколовка Вытяжка над аэрируемыми зонами, предотвращение распространения аэрозолей и запахов Жироуловитель Удаление паров органики и летучих жиров, установка масляных фильтров или сепараторов Первичный отстойник Закрытая вытяжка под куполом/крышкой с направлением воздуха в общую систему очистки ✅ 4. Очистка и удаление загрязнений: ● Отработанные растворы из скрубберов собираются в герметичные накопители и утилизируются как жидкие отходы класса Б/В. ● Загрязнённые фильтры активированного угля заменяются и утилизируются как твёрдые отходы, с регистрацией. ✅ 5. Управление и автоматизация: ● Вся система вентиляции подключается к АСУТП: ○ Датчики концентрации H₂S, NH₃, VOC — автоматический пуск вентиляции и блокировка выброса. ○ Управление скоростью вентиляторов по CO₂/H₂S. ○ Аварийные клапаны и резервные фильтры. ○ Сигнализация превышений. ? Результат: ✅ В атмосферу выбрасывается только полностью очищенный воздух. ✅ Все загрязняющие вещества удаляются локально, без распространения в рабочие зоны. ✅ Отходы от очистки воздуха перерабатываются/утилизируются централизованно, без попадания в окружающую среду. ✅ Система соответствует требованиям санитарно-гигиенических норм и экологических стандартов. ● ● ●

17. На этапе «Сбор и первичная механическая очистка» образуются различные типы твёрдых отходов (сухого остатка), включая как физические загрязнения из сточных вод, так и отходы от обслуживания оборудования и систем очистки воздуха. Ниже приведена подробная разбивка по подэтапам. ? Виды сухого остатка по подэтапам Подэтап Основные виды твёрдых отходов (мусора) Метод удаления Возможное использование / утилизация 1. Приемная камера - Песок, крупные включения, строительный мусор (временные загрязнения при аварийных поступлениях) - Периодический вывоз осадка после очистки камеры - ТКО/строительные отходы – на полигон или сортировку 2. Грубые решетки - Крупный мусор: тряпки, полиэтилен, пластик, органика, дерево, салфетки, волосы и пр. - Сбор в бункеры → пресс-компактор → контейнер - Частично сортировка/переработка (пластик, металл), остальное — ТКО 3. Тонкие решетки - Мелкий мусор и органика (волокна, волосы, остатки бумаги, пищевые включения) - Прессование → вывоз в контейнерах - ТКО/органические отходы — возможна сушка и компостирование 4. Песколовка - Минеральные частицы: песок, шлак, гравий, керамика, стекло - Откачка гидроэлеватором → пескомойка → выгрузка в контейнер - Использование промытого песка как строительного материала (технический песок) 5. Жиро- уловитель - Скопившийся жир, белки, органические эмульсии - Сбор в герметичные баки → периодический вывоз - Утилизация как опасные или органические отходы, возможна переработка в биотопливо 6. Первичный отстойник - Осадок первичной стадии (взвешенные вещества, биологическая масса, органика, жиры, минералы) - Периодическое удаление насосами → насосная сырого осадка - Переработка на следующих этапах (сгущение, обезвоживание, сушка, сжигание)

18. ? Сухой остаток из системы вентиляции Источник Тип отходов Метод удаления Возможное использование / утилизация Предфильтры (жироаэрозоли) - Загрязненные сетчатые фильтры - Ручная/ механическая замена - Утилизация как ТКО / опасные отходы Скрубберы (отработка растворов) - Загрязненные растворы (взвеси, соли, органика) - Откачка в накопитель - Обезвреживание и вывоз по классу отходов (жидкие отходы) Угольные фильтры - Насытился органикой, летучими веществами - Замена, упаковка в герметичную тару - Утилизация специализированными организациями УФ-секции (лампы, стекло) - Отработанные лампы - Сбор в контейнер для опасных отходов - Сдача в переработку или спец. сборник (ртутные лампы и пр.) ? Системы сбора и удаления: ● Все твёрдые фракции автоматически/механически направляются в герметичные контейнеры с учётом санитарных требований. ● Органические осадки и жиры — в герметичных баках/бункерах, с последующей переработкой или вывозом. ● Все отходы регистрируются в журнале учёта ТБО и опасных отходов, маркируются по классу опасности. ♻ Возможности повторного использования и утилизации: Тип отхода Возможная переработка Промытый песок В дорожном строительстве, благоустройстве Крупный пластик/металл Сортировка, переработка Органика и волокна Компост, производство топлива, биоудобрения Жир/белки Биотопливо, кормовые добавки (при соответствующей очистке) Осадок Биогаз, удобрение (при переработке), топливо