Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод локальными очистными сооружениями

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Российский государственный социальный университет»


Факультет экологии и техносферной безопасности

Кафедра техносферной безопасности и экологии



Направление подготовки – 05.03.06 « Экология и природопользование»

Квалификация (степень): бакалавр



Выпускная квалификационная работа

Тема: Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод локальными очистными сооружениями. На примере города Москва.


Обучающийся                                    _________________    Давыдова Юлия Владимировна
                                                                                                 подпись

Дата_____________ 

   
                    Белозубова Наталья Юрьевна канд.биол.наук
подпись                         (Ф.И.О.,  ученая степень ученое звание)
Руководитель     





ВКР допущена к защите «___»_________________20__г.



Заведующий кафедрой,
канд.техн.наук, доцент                 _________________    Шмырев В.И. 
                                                                                          подпись





Москва 2018
ОГЛАВЛЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ	3
1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ	5
1.1	Сточные воды и их виды	5
1.2 Проблема отсутствия системы очистки хозяйственно-бытовых сточных вод	6
2	ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД	11
2.1	Методы механической очистки сточных вод	11
2.2 Методы физико-химической очистки сточных вод	29
2.2	Методы химической очистки сточных вод	33
2.3	Методы термической очистки сточных вод	35
2.4	Методы биохимической очистки сточных вод	36
2.5	Дезинфекция сточных вод и выпуск их в водоем	41
3	РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ДЕРЕВНИ (УЛИЦЫ) СТАРОНИКОЛЬСКОЕ	45
3.1	Расчёт основных параметров	45
3.2	Обоснование выбора технологической схемы очистки хозяйственно-бытовых сточных вод и её состава	46
3.3	Описание технологической схемы очистки сточных хозяйственно-бытовых сточных вод на блочно-модульной установке	56
ВЫВОДЫ	62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ	64
ПРИЛОЖЕНИЯ	68



ВВЕДЕНИЕ


    Проблема охраны окружающей среды на сегодняшний день требует ускоренного внедрения высокоэффективных систем защиты водоемов от загрязнений. 
    Сброс загрязненных сточных вод в поверхностные объекты и подземные водоносные горизонты является очень распространенной практикой, пагубно влияющей на состояние окружающей среды.
    Недостаточная степень очистки сточных вод ограничивает возможности использования их для технического водоснабжения промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов, а загрязнение водоема, в который производится сброс сточных вод, отрицательно сказывается на жизнедеятельности гидробионтов.
    При этом существенно проблемой является отсутствие повсеместной системы водоснабжения и водоотведения в жилищном секторе и как следствие - отсутствие очистки сточных вод. При этом распространенной остается схема накопления хозяйственно-бытовых стоков в специальных сборниках - выгребах, люфт-клозетах и т.д. и даже сброс их в водоем
     Хозяйственно-бытовыестокииихосадки, попадаявприродные воды, загрязняют и заражаютихтакимиболезнями, какбрюшнойтиф, паратиф, дизентерия, холера, инфекционныйгепатит (желтуха), туляремияидругие болезни,  при этом нарушается и экологический баланс водоема, способствующий гибели гидробионтов и водоёма в целом из-за развития процесса эвтрофикации.
     В связи с этим важной задачей правительства каждой страны является обеспечение повсеместной системы водоснабжения и водоотведения с последующей очисткой образующихся сточных вод. При этом в тех районах, в которых нет возможности подключения проектируемой системы водоотведения к действующей системе водоочистки, наиболее рациональным подходом будет установка локальных очистных сооружений.
     Таким образом, целью данной работы является разработка системы локальной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на примере деревни (улицы) Староникольское,района Южное Бутово,город Москва.
     Основные задачи работы:
     - изучение понятия "сточные воды" и их разновидности;
     - анализ существующей проблемы деревни (улицы) Староникольское;
     - анализ негативного воздействия на окружающую среду неочищенных хозяйственно-бытовых стоков;
     - изучение методов очистки сточных вод;
     - разработка схемы очистки сточных вод для деревни (улицы) Староникольское. 
     Бакалаврская работы состоит из введения, трех глав, выводов, списка используемых источников. Работа изложена на 63 листах машинописного текста и содержит 31 рисунок, 3 таблицы и 1 приложение. 
    



       

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

1.1 Сточные воды и их виды

     Сточные воды представляют собой совокупность различных по происхождению, составу и физико-химическим свойствам воды, образующиеся в процессе хозяйственной и производственной деятельности человека. При этом вода загрязняется, и ее физико-химические свойства меняются. Сточные воды разнообразны по составу и, следовательно, по своим свойствам.
     В зависимости от их происхождения различают три основные категории сточных вод:
     - хозяйственно-бытовые;
     - производственные;
     - атмосферные.
     Хозяйственно-бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных (бани, прачечные и т.д.) домах, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий.Они содержат
физиологические выделения людей, а также хозяйственные отходы: остатки
продуктов питания, песок, мыло и моющие средства, ткань, бумага и тому подобное. Особенностью хозяйственно-бытовых сточных вод является относительное постоянство их состава, что обусловлено сходством физиологии человека и его хозяйственной деятельности.
     Образование производственных сточных вод происходит в процессе производства тех или иных товаров, продукции, технологических операций и т.д. Качественный и количественный состав таких сточных вод достаточно разнообразен, что в свою  очередь зависит от применяемого сырья и технологических процессов.
     Загрязнения, характерные для производственных сточных вод, условно разделяют на пять категорий: 
     - биологически нестойкие органические соединения; 
     - малотоксичные органические соли; 
     - нефтепродукты; 
     - биогенные соединения; 
     - вещества со специфическими токсичными свойствами, в том числе тяжелые металлы, а также неразлагающиеся биологически жесткие органические синтетические соединения.
     Атмосферныеобразуются в процессе выпадения дождей, таяния  льда и снега, как на жилой территории, так и на территории различных промышленных предприятий, АЗС и т.д.
     Таким образом, сброс сточных вод в систему городской канализации требует их предварительной очистки и регламентируется правилами приёма производственных сточных вод в системы канализации населенных пунктов.
     Разнообразие промышленных сточных вод и находящихся в них примесей значительно усложняет выбор оптимального выбора очистки воды. Промышленные воды имеют ряд специфических особенностей:
     - неравномерность поступления сточных вод по расходу и концентрации;
     - присутствие трудноокисляемых токсичных примесей, а также специфических веществ, ингибирующих процессы очистки;
     - присутствие сильно концентрированных или слабоконцентрированных загрязнений, преимущественно органического происхождения; 
     - высокая неравномерность температуры [6].
1.2 Проблема отсутствия системы очистки хозяйственно-бытовых сточных вод

     В настоящее время одной из серьезных проблем человечества является отсутствие централизованной системы водоснабжения и водоотведения во многих населённых пунктах. Особенно это касается сельской местности.
     Однако подобная проблема наблюдается даже в таком крупном мегаполисе, как Москва. Так, в районе Южное Бутово расположена улица Староникольская, ранее являющаяся деревней Староникольское, к настоящему времени не подключенная к централизованному водоотведению. На улице (деревне) расположено 97 домой, с общей численностью 133 человека.Фекальные воды от домов собираются в канализационных бетонных кольцах. Помимо этого сток с улицы поступает в расположенных вблизи Староникольский пруд.
     Таким образом, отсутствие централизованного водоотведения сопровождается значительными неудобствами со стороны жителей, а также значительным негативным воздействием на окружающую среду. Накопление стоков в бетонных колодцах может сопровождаться распространением запаха, размножением гельминтов, что в свою очередь отражается на санитарном благоустройстве данной территории.
     Также, образующийся на территории улицы (деревни) сток, поступая в Староникольский пруд определенным образом влияет на его экосистему. Так, например, чрезмерное содержание в сточных водах фосфатов, вызванное использование стиральных порошков и других чистящих средств, способствует развитию в водоёме процесса эвтрофикации.
     Эвтрофикация (или эвтрофирование) - это повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под действием антропогенных или естественных (природных) факторов.
     В ГОСТе 17.1.1.01-77 приводится следующее определение этого явления – "Эвтрофированием называется повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления биогенных элементов под действием антропогенных или естественных факторов". 
     Принято различать антропогенную и естественную эвтрофикацию.
     Антропогенная эвтрофикация обусловлена возрастанием потоков биогенных веществ в биосфере в результате хозяйственной деятельности человека и протекает значительно быстрее, чем естественное.
     Естественная эвтрофикация водоемов обусловлена постепенным накоплением в водоемах органических и биогенных веществ в течение длительных геологических периодов времени.
     Главной причиной антропогенной эвтрофикации является избыточное поступление биогенных элементов, создающих потенциальную возможность ускоренного развития продукционных процессов при прочих благоприятных условиях. Вследствие увеличения содержания органического вещества в воде и, соответственно, в донных отложениях интенсифицируются процессы его деструкции, усиливается расход растворенного в воде кислорода, изменяются окислительно-восстановительные условия среды (снижается рН воды и поровых растворов), увеличивается содержание в донных отложениях лабильных (подвижных) минеральных форм азота и фосфора. Усиливается поток этих соединений из дна в воду. В эвтрофных водоемах этот поток становится важным источником дополнительного (вторичного) загрязнения вод водоема биогенными веществами и поэтому процесс эвтрофикации начинает  самоускоряться.
     Типичным примером антропогенной эвтрофикацииявляется цветение воды (рис.1), вследствие, например, стока с полей, в состав которого входят азот- и фосфорсодержащие удобрения. Данные элементы вызывают рост и массовое развитие сине-зеленых водорослей.
     
     Рисунок 1-Эвтрофикация водоёма	
      Продолжительность цветения воды колеблется от нескольких дней до 2-х месяцев. Периодическая смена максимумов численности отдельных массовых видов планктонных водорослей в водоемах представляет закономерное явление, обусловленное сезонными колебаниями температуры, освещенности, содержания биогенных элементов, а также генетически детерминированными. Данный процесс является первичной эвтрофикацией[30]. 
     Фактором вторичнойэвтрофикации является процесс заиления, поскольку илы - идеальный субстрат для водорослей.
     Помимо поступления в природные воды фосфатов, существенной проблемой является также поступление в них взвешенных веществ. Взвешенные вещества относятся к минеральным загрязнениями и относятся I группе загрязнителей по классификации Л.А. Кульского. Их сброс их в природные воды может привести к следующим негативным последствиям:
     1) уменьшается прозрачность воды, интенсивность фотосинтеза, объем первичной продукции (фитопланктона);
     2) загрязненные взвешенными веществами воды быстрее перегреваются;
     3) происходит изменение химизма вод, т.к. на взвешенных частицах адсорбируются органические и неорганические вещества, тяжелые металлы, обеспечивая их разнос на большие расстояния;
     4) происходит интенсификация процессов эвтрофикации;
     5) взвеси не только затрудняют фотосинтез, уменьшая поступление кислорода в воду, но могут и сами поглощать его из воды, что в свою очередь вызывает угнетение дыхательного аппарата гидробионтов;
     6) взвешенные вещества помимо захвата молекул кислорода, адсорбции углеводородов, нефтепродуктов, солей тяжелых металлов и др. могут «поглощать» различные пищевые частицы, что способно изменять химико-биологические показатели водоема и кормовой базы;
     7) устойчивые повышенные концентрации взвесей нередко сопровождаются ростом содержания в воде соединений азота, фосфора, железа, многих биогенных микроэлементов, легко окисляемых органических веществ;
     8) взвешенные вещества оказывают негативное влияние на физиолого-биохимические параметры рыб, иммунную систему, и, вполне вероятно, на генотипы рыб [2].
     Помимо этого, в водоёмы со сточными водами могут поступать жиры, нарушающие кислородные обмен в водоёме, различные химические вещества и даже тяжелые металлы. Все это пагубно отражается на жизни гидробионтов. 
     Также сброс неочищенных стоков может в значительной степени отразиться на санитарно-эпидемиологическом состоянии водоёма.
     Таким образом, важной задачей является обеспечение повсеместной системы водоотведения с последующей очисткой сточных вод.
       

2 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

     Выделяют два основных пути очистки сточных вод: разбавление сточных вод и очистка их от загрязнений. Разбавление представляет собой паллиативную меру, которая не ликвидирует  воздействия сточных вод, а лишь ослабляет его на локальном участке водоема. Основной путь - очистка сточных вод от загрязнений.
     Для очистки сточных вод применяются механические, физико-химические, биологические, биохимические и термические методы. По своей сути эти методы могут быть рекуперационными и деструктивными. Первые предусматривают извлечение из сточных вод всех ценных веществ и последующую их переработку, а вторые - разрушение загрязняющих веществ путем их окисления или восстановления, в результате чего образуются газы или осадки [1].
Таблица 1 – Классификация методов защиты водных объектов от загрязнения сточными водами
Методы очистки
Процессы
Механическая
Процеживание, отстаивание, фильтрование, центробежные процессы
Физико-химическая
Коагуляция, флотация, ионный обмен, экстракция, сорбция, обратный осмос, электрохимические
Химическая
Окисление, нейтрализация, 
Термические
Огневое обезвреживание, жидкофазное окисление
Биологические
Биологическое разложение, биохимическое окисление

1.2 Методы механической очистки сточных вод

     Методы механической очистки применяют для извлечения из воды взвешенных, т.е. нерастворимых веществ. Как правило, в группу методов механической очистки включают: процеживание, отстаивание, осветление во взвешенном слое осадка, фильтрование, центробежные методы.
     В состав сооружений механической очистки входят [2]:
     - решетки;
     - песколовки;
     - отстойники;
     - осветлители со взвешенным слоем осадка;
     - гидроциклоны;
     - центрифуги;
     - фильтры.
     Сточные воды, поступающие на очистные сооружения, прежде всего подаются в приёмную камеру (рис.2) - железобетонный резервуар, предназначенную для гашения напора и регулирования колебаний расходов.
     
     Рисунок 2 - Приёмная камера
     Обычно механическая очистка является предварительным, реже - окончательным этапом очистки сточных вод.
     Выбор метода очистки сточных вод от взвешенных веществ осуществляется с учетом кинетики процесса, исходя из размера частиц. В том случае, когда частицы достаточно велики (>30 мкм), то в соответствии с законом Стокса, они могут легко выделяться из воды отстаиванием или фильтрованием. Для более мелких частиц нужны более действующие методы. Выделение коллоидных частиц осуществляется за счёт применения коагуляции и осветлителей со взвешенным слоем осадка [3].
     Как правило, на первом этапе очистки для задержания крупных загрязнителей (более 5 мм), способных забить трубопроводы и коммуникации  применяются решетки (рис.3). Они состоят из наклонно или вертикально установленных параллельных металлических стержней, укрепленных на металлической раме.
     Наклон решеток составляет 60-80? к горизонту. 
     В зависимости от величины прозороврешетки делятся на:
     а) решетки грубой очистки (прозоры 30-200 мм);
     б) решетки средней очистки (прозоры 10-30 мм);
     в) решетки тонкой очистки (прозоры 1-10 мм);
     
     Рисунок 3 - Решетки
     Различают простейшие - очищаемые вручную и механические решетки.
     Механические решетки применяются при количестве задерживаемого мусора более 0,1 м3/сут.   
     На станциях очистки бытовых сточных вод чаще всего применяют неподвижные наклонные решетки типа МГ, а также решетки-дробилки РД (рис.4) (круглые КРД, радиальные РРД или вертикальные ВРД).
     
     Рисунок 4 - Решетка-дробилка
     Отходы, снятые с решеток направляются в дробилку для их измельчения, после чего их можно сбрасывать в воду перед отстойниками [2].
     Очищенные от крупных загрязнителей сточные воды подают на следующую ступень в песколовки.
     Применение песколовок позволяет удалять из сточных вод взвешенные вещества минерального происхождения (преимущественно песка) крупностью >0,25 мм. Принцип действия песколовки основан на осаждении тяжелых примесей под действием силы тяжести.
     Скорость движения сточных вод в песколовках (рекомендуется 0,15- 0,3 м/с) соответствует условиям, чтобы в процессе работы сооружения оседали преимущественно вещества минерального происхождения. Снижение скорости приводит к оседанию веществ, преимущественно органического происхождения, что в свою очередь вызывает трудности при их обработке и из-за снижения зольности осадка, увеличение - к выносу песка с песколовки.
     Различают вертикальные (малоустойчивые и  редко применяемые), горизонтальные (с прямолинейным и круговым движением воды), аэрируемые и тангенциальные типы песколовок.
     Выбор типа песколовки осуществляется с учетом производительности очистной станции, необходимой эффективности задержания песка, схемы очистки сточных вод и обработки осадков, решения по компоновке сооружений на площадке очистной станции и других факторов [3].
     Под горизонтальными песколовками понимают удлиненные в плане сооружения с прямоугольным поперечным сечением (рис. 5). К основным элементам песколовок данного типа относятся: входной и выходной каналы; бункер для сбора осадка, расположенный в начале песколовки. Кроме этого, в песколовки есть механизмы для перемещения осадка в бункер и гидроэлеватор для удаления песка. 
     
     Рисунок 5 - Горизонтальная песколовка
     Горизонтальные песколовки должны иметь два или более отделений,
каждое из которых оснащается шиберами для отключения его с работы.
Устройство песколовок из нескольких отделений позволяет поддерживать
постоянные скорости течения сточной воды путем отключения с работы одного или нескольких отделений в периоды минимального притока и осуществлять очистку неработающих отделений [1].
     Приямки для осадка в горизонтальных песколовках выполняют в
виде пирамид или конусов. Их стенкам придают уклон к горизонту не менее
60°. В этом случае осадок самопроизвольно сползает по стенкам в основание приямка.
	Перемещение осадка до приямка осуществляется с помощью механических скребков или гидромеханическим способом (гидросмыв). С песочного приямка осадок удаляется гидроэлеваторами, песочными насосами, эрлифтами или шнековыми насосами.
     Механизмы для перемещения осадка применяют двух типов: цепные, состоящие из двух бесконечных цепей, расположенных по краям песколовки, с закрепленными на них скребками  и тележечные, состоящие из тележки, которая перемещается над песколовкой по рельсам вперед и назад, на которой подвешивается скребок.
     Продолжительность пребывания сточных вод в песколовке определяется расчетом и зависит от глубины. В горизонтальных песколовках
продолжительность пребывания сточных вод регламентируется и должна быть не менее 30 с [4].
     Горизонтальные песколовки с круговым движением воды (рис. 6), представляют собой круглые резервуары конической формы с периферийным лотком для протекания сточной воды. По принципу работы подобны горизонтальнымпесколовкам. Разница заключается лишь в том, что движение воды происходит не прямолинейно, а по кольцевому лотку. Проточная часть песколовок с круговым движением воды в поперечном сечении имеет в верхней части прямоугольную форму, а в основе - треугольную с щелью внизу. Песок задерживается в кольцевом лотке, проваливается через щель в конусную часть, откуда периодически откачивается гидроэлеватором.
     Тангенциальные песколовки имеют круглую в плане форму. Подвод
воды в них осуществляется по касательной, что в свою очередь вызывает вращательное движение потока [2]. 
     
     Рисунок 6 - Горизонтальнаяпесколовка с круговым движением воды
	При одновременном поступательном и вращательном движении воды в таких песколовках создается винтовое движение. На периферии вода движется вниз, а в центре - вверх. Кроме силы тяжести на частицы песка в тангенциальной песколовки действуют еще и две центробежные силы, обусловленные движением сточной воды по кругу в плане и вращательным движением в поперечном сечении. В результате действия центробежных сил частицы песка отбрасываются на периферию потока - к стенкам и дну песколовки и в конце концов оказываются в песочном приямке. Более летучие органические примеси при этом поддерживаются во взвешенном состоянии и не выпадают в осадок, в результате чего содержание песка в осадке тангенциальных песколовок выше, чем в горизонтальных и составляет 70-75%.
     В песколовках этого типа задерживаются песок гидравлической
крупностью от 18,7 до 24,2 мм/с.
     Разновидностью тангенциальных песколовок являются аэрируемые
песколовки. Такие песколовки (рис.7) имеют прямоугольную в плане форму (удлиненный горизонтальный резервуар) и прямоугольное сечение (ширина равна высоте). Вдоль одной из стен песколовок прокладывается аэратор из перфорированных труб на глубине 2/3 от общей глубины. Удаление песка происходит в поле центробежных сил при горизонтально винтовомдвиженииводы. Горизонтально - поступательное движение создается в них за счет подачи воды с одной стороны и отвода с другой. Вращательное движение воды обеспечивается аэрацией потока создаваемойаэратором, установленным с одной из длинных сторон песколовки на расстоянии 45-60 см от дна, под которым расположен лоток для сбора песка
     
     Рисунок 7 - Аэрируемая песколовка
     В аэрируемых песколовках так же, каки в тангенциальных, при одновременном поступательном и вращательном движении возникаетвинтовое движение. В качестве аэраторов применяют перфорированные трубы с отверстиями 3-5 ммили фильтросные пластины. Устанавливаются аэраторы по длине каждой секциипесколовок вдоль одной из стен. Выпавший осадок, сгребается кприямку, устроенному в начале песколовки, откуда удаляетсягидроэлеватором. Время пребывания воды в аэрированных песколовках составляет 2-3 мин. (120-180 с).
     Применение аэрируемых и горизонтальных песколовок с прямолинейным движением воды рационально при расходах очищаемых сточных вод более 10000 м3/сутки, горизонтальных с круговым движением жидкости - при затратах до 70000 м3/сут. Тангенциальные песколовки рекомендуется использовать при затратах очищаемых сточных вод до 50000 м3/сут. на малых очистных станциях применяют вертикальные песколовки.
     Следует также отметить, что горизонтальные песколовки отличаются простотой конструкции и эксплуатации, а также обеспечивают достаточно высокую степень улавливания песка, находящуюся на уровне 65-75%. Однако такие песколовки имеют существенный недостаток - сложность сбора осадка [5]. 
     Простоту выгрузки осадка способны обеспечить горизонтальные песколовки с круговым движением воды, которые помимо этого ещё и занимают меньше места. Однако наибольшую эффективность очистки способны обеспечить аэрируемые песколовки, в которых количество улавливаемого осадка достигает 75 л на 1000 м3 воды, что в 1,5 раза выше по сравнению с другими типами песколовок. Помимо этого у аэрируемых песколовок отмечается высокая стойкость работы, не зависящая от расхода поступающих сточных вод. 
     Следующим этапом очистки является отстаивание. В зависимости от назначения отстойники делятся на:
     - первичные, которые устанавливаются до сооружений биологической очистки;
     - вторичные, которые устанавливаются после биологической очистки.
     Первичные отстойники применяются для отстаивания сточных вод прошедших предварительную стадию очистки на решетках и песколовках, т.е. до сооружений биологической очистки. Вторичные - после сооружений биологической очистки для выделения из воды вынесенного активного ила или биопленки.
     По конструктивным признакам выделяют горизонтальные, вертикальные и радиальные отстойники.
     Движение воды в горизонтальных отстойниках осуществляется вдоль него горизонтально,  в вертикальных - снизу вверх, а радиальных отстойниках - от центра к периферии.
     Как правило, горизонтальные отстойники представляют собой состоящий из нескольких отделений прямоугольный в плане  резервуар (рис. 8). Подвод воды осуществляется в торцевую переднюю часть,  далее она проходит вдоль отстойника и сливается в отводной канал. Осаждение взвешенных веществ происходит за счёт низкой скорости (?max=10 мм/с) [3].
     
     Рисунок 8 - Горизонтальный отстойник
     Для того чтобы осадок сползал к приямку днищу отстойника придают уклон. 
     Горизонтальные отстойники применяют на очистных сооружениях производительностью от 15 до 100 тыс. м3/сут. Преимуществом таких отстойников является надёжность работы, малая глубина, обеспечивающая 50-60%-й эффект очитки, а также возможность компактной компановки. К недостаткам относятся: повышенный расход материала при изготовлении, а также неудовлетворительная работа механизмов сгребания осадка.
     Применение вертикальных отстойников возможно при малой производительности очистных сооружений (2-20 тыс. м3/сут.) Они  представляют собой круглый или квадратный в плане резервуар с конусным или пирамидальным днищем [2]. 
     Различают отстойники с центральным впуском воды (рис. 9), нисходяще-восходящим движением воды и с периферийным впуском воды.
     
     
     Рисунок 9 - Вертикальный отстойник с центральным впуском: 1 - центральная труба; 2 - водослив; 3 - отстойная часть; 4 - отражательный щит; 5 - илопровод  
     Подвод сточной воды осуществляется к нижней части отстойника по центральной трубе. После выхода из трубы вода движется снизу вверх к сливным желобам, по которым поступает в отводной лоток. Во время движения воды по отстойнику  происходит выпадение из неё взвешенных веществ, причем скорость принимают не больше 0,7 м/с [6].
     Жидкость, выйдя из щели между раструбом центральной трубы и отражательным щитом, движется радиально к стенкам отстойника, а затем поднимается вверх вдоль стенок. Выпадение взвешенных веществ происходит на горизонтальном пути движущейся жидкости от центра отстойника к периферии за счёт растекания струи и уменьшения скорости движения. 
     Эффективность очистки таких отстойников составляет порядка 40%.  	Более эффективными являются вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим потоком воды (рис. 10). 
     
     Рисунок 10 - Вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим движением воды: 1 - трубопровод; 2 - кольцевая перегородка; 3 - зубчатый водослив; 4 - осадочная часть; 5 - периферийный сборный лоток; удаление осадка
     Сточная вода поступает в центральную часть отстойника и через зубчатый водослив распределяется по площади зоны осветления, где происходит нисходящее движение потока воды. Выпадение основной массы взвешенных веществ происходит до поступления воды в кольцевую зону, где происходит окончательное осветление воды и её сбор периферийным лотком.
     Эффективность таких отстойников может достигать 60-70% [30].
     Разновидностью горизонтальных отстойников являются радиальные, представленные на рисунке 11. Радиальные отстойники представляют собой круглый в плане неглубокий резервуар, диаметром 18, 24, 30,40, 50, 54 м, в котором вода движется от центра к периферии. Наиболее широкое применение они нашли на станциях очистки городских сточных вод [7].
     
     Рисунок 11 - Радиальный отстойник
     Различают радиальные отстойники с нижним или верхним выпуском воды. И в том, и в другом случае вода поступает по центральной трубе, а осветленная вода сливается в круговой желоб, откуда затем отводится по трубам. 
     Осадок, выпавший на дно, сгребается к центру скребком, закрепленным на подвижной ферме и поступает в приямок, из которого затем удаляется.
     Недостатком данного вида отстойников по сравнению с горизонтальными является необходимость установки передвижной фермы, обеспечивающей сбор осадка. Однако с другой стороны радиальные отстойники характеризуются достаточно высокой степенью очистки - 60%.
     Продолжительность процесса отстаивания колеблется от 30 мин до 1,5 часов.
     В промышленности широкое применение нашли тонкослойные отстойники (рис. 12), считающиеся высокоэффективными. Также такие виды отстойников могут применяться и в технологической схеме очистки сточных вод небольших поселков [8]. 
     
     Рисунок 12 - Тонкослойный отстойник
     По конструктивным особенностям различают трубчатые и пластинчатые отстойники. Осаждение взвешенных веществ в таких отстойниках происходит внутри фильтрующего блока.
     Для очистки воды с небольшим количеством взвешенных частиц целесообразно применять трубчатые отстойники [1].
     Тонкослойные отстойники имеют водораспределительную, отстойную и водосборную зоны, а также осадочную зону. Отстойная зона разделена полками (или трубами) и отстаивание происходит в пространстве между полками высотой до 15 см. 
     В тонкослойном отстойнике возможны следующие схемы движения воды и выпавшего осадка:
     1) перекрестная - когда осадок движется перпендикулярно направлению движения потока;
     2) противоточная - когда осадок удаляется в направлении, противоположном движению потока;
     3) прямоточная - когда направления движения потока и осадка совпадают.
     Наиболее эффективны тонкослойные отстойники с противоточной схемой движения фаз - воды и осадка. Осадок сползает в иловый приямок, из которого периодически удаляется. Всплывшие вещества собираются в пазухе между секциями и удаляются лотком. Тонкослойные отстойники обычно применяют для осветления сточных вод, содержащих взвешенные вещества однородного состава в относительно небольших концентрациях. Иногда их используют в качестве второй ступени механической очистки.
     Для очистки сточных вод после их отстаивания применяют напорные и безнапорные зернистые фильтры.
     Первые применяют при очистке сточных вод на нефтепромыслах, когда используется остаточное пластовое давление (рис. 13). Вторые – при больших объёмах сточных вод [9].
     В качестве фильтрующего материала применяются природные (кварцевый песок, антрацит, дробленый гравий, доменный шлак, бурый уголь, керамзиты) и искусственные материалы (полистирол, полипропилен, лавсан, нитрон.)
     Также к фильтрующим материалам относят металлические сетки квадратного и галунного плетения, которые устанавливают в барабанных сетках, микрофильтрах, фильтрах Вако и др.
       
 Рисунок 13 – Напорный фильтр: 1 – корпус фильтра; 2 – крышка;
 3 – поддон; 4 – сборно-распределительная система; 5 – подача воды на фильтрование; 6 – дренажная система; 7 – отвод очищенной воды;
 8 – подача воды на гидроэлеватор; 9 – гидроэлеватор;
 10 – напорный гидроциклон; 11 – подача песчаной пульпы в напорный гидроциклон из гидроэлеватора; 12 – отвод грязной промывной воды;
 13 – конус выгрузки отмытых восстановленных частиц; 14 – загрузка фильтра.
     Процесс очистки в таких фильтрах осуществляется сверху вниз, промывка -  в обратную сторону.
     Безнапорные (открытые) фильтры (рис. 14) вода поступает через сборные желоба из распределительного канала и, распределившись по все площади фильтра, попадает на фильтрующий слой загрузки [6].
       
     Рисунок 14 - Открытый безнапорный фильтр: 1 - дренажная система; 2 - поддерживающие слои; 3 - фильтрующий слой; сборный желоб; 5 - распределительный канал; 6 - отвод промывной воды; 7 - трубопровод воды на промывку; 8 - трубопровод профильтрованной воды
     Пройдя через фильтрующий слой, а затем через поддерживающие слои, профильтрованная вода собирается дренажной системой в трубопровод чисто воды, по которому подаётся на последующие сооружения.
     В практике водоочистки вместо первичных отстойников при концентрации взвешенных веществ не более 250 мг/л зачастую применяют барабанные сетчатые фильтры (рис. 15).
     Основным элементом аппарата является барабан сварной конструкции, на поверхности которого смонтированы фильтрующие элементы. Вращение барабана осуществляется за счёт электродвигателя. При этом осью вращения выступает труба, которая также является коллектором для отвода промывной воды.
     Подаваемая на очистку вода попадает внутрь установки через открытую торцевую стенку барабана параллельно его оси и выходит радиально, фильтруясь через сетку [10].
     Для предотвращения обрастания сеток в аппарате предусмотрено наличие бактерицидных ламп, облучающих поверхность барабана.
       
     Рисунок  15 – Барабанный сетчатый фильтр: 1 - барабан; 2 - поперечные связи барабана; 3 - продольные связи; 4 - ребра жесткости; 5 - трубы опорожнения; 6 - входной канал; 7 - передняя рама; 8 - входная труба; 9 - закладной патрубок; 10 - цевочное колесо; 11 - сточная труба; 12 - передний подшипник; 13 - электродвигатель; 14 - редуктор; 15 - шестерня; 16 - бункер; 17 - трубопровод промывной воды; 18 - разбрызгиватель; 19 - бактерицидные лампы; 20 - водослив; 21 - канал фильтрата; 22 - задняя рама; 23 - задний подшипник
     Для механической очистки сточных вод от взвешенных частиц также применяются гидроциклоны и центрифуги. Гидроциклоны (однокорпусные, батарейные многоярусные) и центрифуги (отстойные, фильтрующие) наибольшее применение нашли в области промышленной водоочистки, однако последние также применяются для обезвоживания сброженного осадка на городских очистных сооружениях. 
       
     Рисунок 16 – Напорный гидроциклон
     Изображенный на рисунке 16 напорный гидроциклон, представляет собой аппарат, состоящий из цилиндрической и конической частей. Поступление воды осуществляется через тангенциально расположенный патрубок, расположенный в цилиндрической части, и двигаясь по винтовой спирали возле стенок аппарата направляется в его коническую часть. .......................