При очистке сточных вод чаще всего приходится сталкиваться с необходимостью обработки больших количеств воды. Поэтому в этой отрасли техники находят применение такие фильтровальные устройства и сооружения, которые не требуют для своей работы больших давлений, а именно: фильтры с сетчатыми элементами (микрофильтры и барабанные сетки) и самотечные фильтры с зернистой загрузкой.
При фильтровании биологически очищенной сточной жидкости происходит снижение содержания взвешенных веществ вследствие изъятия частиц активного ила и накопления их в фильтрующей загрузке. Этот процесс близок к тем процессам, которые наблюдаются на фильтрах систем водоснабжения.
Анализ имеющегося опыта и приведенные выше результаты исследований свидетельствуют о необходимости учета специфических свойств сточных вод при конструировании фильтровальных сооружений. Рассмотрим с этих позиций основные факторы, определяющие конструктивные особенности фильтров.
В общем виде станции для доочистки сточных вод фильтрованием (рис. 4) включают в себя следующие сооружения: приемные резервуары 1 с насосной станцией 2, обеспечивающие подачу биохимически очищенной сточной воды на доочистку; барабанные сетки 3, служащие в основном для предохранения фильтров от попадания в них крупных примесей, волокнистых и прочих плавающих частиц; попутно барабанные сеуки могут задерживать также некоторую часть активного ила; фильтровальные сооружения 4, являющиеся главным элементом станций доочистки; контактный резервуар 5 для обеспечения эффективности обеззараживания воды хлором; быстроток-аэратор 6, служащий для насыщения воды кислородом и удаления избыточного хлора; резервуар для сбора промывных вод 7 с насосной станцией 8 для их перекачки в головные сооружения; резервуар-накопитель 9 воды для промывки фильтров с насосной станцией 10 для подачи воды на промывку фильтров.
За рубежом доочистка сточных вод фильтрованием развивалась преимущественно в тех странах, где при сравнительно высоком уровне развития промышленности имелся недостаток в воде.Одной из первых станций доочистки сточных вод является станция Ист-Хайд г. Лутона (Англия). Биологически очищенные сточные воды после вторичных отстойников разделяются на два потока, один из которых проходит через микрофильтры, а другой — через скорые песчаные фильтры. Блок микрофильтров рассчитан на пропуск расхода до 13,5 тыс. м3/сутки. Размер ячеек сетки на разных микрофильтрах был различным и составлял 23, 35 и 65 мк.
При отсутствии перемешивания необходимая фото-синтетическая аэрация может быть обеспечена в прудах небольшой глубины (0,3—1 м). При большой глубине может иметь место значительная стратификация температуры и растворенного кислорода.
В последние годы область применения процессов пен- ной флотации значительно расширилась, особенно с увеличением загрязнения сточных вод СПАВ. Обладая высокой пенообразующей способностью, эти вещества способны вступать в физико-химическое взаимодействие с ионами, коллоидами, суспензиями и концентрироваться на границе раздела фаз раствор—воздух. Поэтому присутствие СПАВ позволяет использовать флотацию без введения флотореагентов для удаления из сточных вод целого ряда специфических загрязнений и частично взвешенных веществ. Присутствие в биологически очищенных сточных водах, главным образом в городских, предприятий текстильной промышленности и т. п., хотя и незначительных пенообразующих концентраций СПАВ позволяет применить принципы флотации для доочистки стоков. Этот метод доочистки сточных вод известен как метод пенной флотации, пенной сепарации или пенного фракционирования, так как в этом случае наблюдается одновременное протекание целого ряда процессов, а именно: флотации ионов, молекул, коллоидов и взвешенных веществ.
Наиболее эффективным методом удаления из очищенных сточных вод остаточных растворенных органических соединений, в том числе биологически неокисляемых, является сорбция активным углем. Этот метод позволяет на стадии доочистки сточных вод снизить концентрацию органических соединений на 90—99%. На станциях биологической очистки сточных вод снижение общего органического углерода активным углем обеспечивается с 15—20 до 1—3 мг/л.
В зависимости от общих требований, предъявляемых к очистке сточных вод, химическая обработка последних с целью удаления соединений фосфора может осуществляться на разных стадиях очистки, при этом расход химических реагентов (за исключением извести) уменьшается по мере снижения общего количества загрязнений.