Как это сделано

Так как тут много кто заинтересовался темой очистных сооружений и просили пост, то постараюсь ответить на часть вопросов и описать общую технологию очистки (она немного будет меняться от города к городу, т.к. в некоторых городах есть различные предприятия из-за которых загрязнения в воде могут довольно сильно отличаться, соответственно технология подредактирована будет под эти характеристики).
Осторожно, дальше очень много текста.
Первый этап очистки. Стоп. Давайте вообще начнем с того, как вода попадает на очистные, т.к. зачастую они находятся за 20-30 км от города.
Вода из Ваших унитазов попадает сначала в общий стояк дома, потом в общую сеть канализации, и далее чаще всего с помощью канализационных насосных станций (далее КНС) уже течет по канализационным трубам в сторону очистных. Бывает и такое что этот процесс сделан самотечным способом, но такое бывает только если позволяет рельеф местности.
Нередко канализационные стоки могут смешиваться с водой из городских ливневых очистных, чтобы уменьшить концентрацию загрязнений.
Основными загрязняющими веществами в канализационных стоках являются аммонийный и нитритный азот (моча и говно), а также фосфаты и ПАВы (поверхностно активные вещества, которые появляются от моющих средств чаще всего). Но помимо этого состав стоков представлен также и различными тяжелыми металлами, нефтепродуктами, жирами, иногда фармакологией (это самое плохое для очистных с биологической очисткой). Ну и плюс естественно загрязнения в виде каких бы то ни было предметов, там и игрушки и презервативы и прокладки и салфетки и прочая хрень, в общем всё, что может влезть и быть смыто в унитазе. Знаю что на практике даже матрац (матрас) однажды убирали.
Очень часто подобный мусор является засоров на этапе перекачки стоков через КНС, т.к. салфетки очень любят наматываться на крыльчатку насосов.

Так вот, мы наконец-то подошли к самому первому этапу очистки - мех. очистка, которая в свою очередь чаще всего тоже разделена на несколько этапов.
1) предварительная очистка - прохождение воды через специальные подвижные решётки, с помощью которых убирается бОльшая часть плавающего крупного мусора. Плюс на этих решетках чаще всего применяются ещё грабли, которые проходя между отверстий этих решёток собирают весь накопившийся мусор.
Хотел вложить картинки ещё, но почему-то не могу сделать этого...
Собранный мусор этот вывозится на полигоны ТБО.
2) После решёток идёт следующий подэтап мех. очистки - очистка от тяжелых примесей (песок, битое стекло, камни и прочий мусор, который тяжелее воды и может утонуть.
Для этого применяются специальные резервуары, в которых вода медленно течет от одного края, до другого, чаще всего они очень длинные, метров по 15-20 в длину.
По дну этого резервуара постоянно движется скребок (донный и поверхностный, который собирает осевшие частицы в отводящий приямок, а оставшийся после решеток плавающий мусор в отводящий лоток.
Плавающий мусор также, как и на первом этапе вывозится на полигон ТБО чаще всего.
А вот осадок сначала поступает на установки обезвоживания и только потом уже обезвоженный увозят. Вода с обезвоженного осадка попадает обратно в начало этого этапа.
Также к этому этапу иногда добавляют ещё реагенты, для лучшего осаждения взвешенных веществ.
3) Жироуловители. Ну из названия понятно, что собирает жиры. Но не только. Сюда попадают и нефтепродукты и другие эмульгированные грубодиспергированные вещества. Эмульгированый значит хорошо перемешанный с водой, т.е. приведённый в эмульсию.
Принцип работы простой, вода со временем начинает остывать и жиры и нефте продукты начинают принимать более твердые формы и терять свойства эмульсии (т.е. происходит разделение воды и жиров/нефтепродуктов), при этом они весят легче чем вода и всплывают на её поверхность (зеркало воды). С поверхности воды эти жиры (правильно эта всплывшая жижа называется супернатант) собираются скиммером либо с помощью специального скребка. Жиры также вывозятся на полигоны. Самый простой способ понять принцип работы - налейте в стакан воды, немного добавьте подсолнечного масла и перемешайте в блендере. Когда перемешаете, то оставьте на 10 минут полученную эмульсию, для более явного эффекта можно поставить в холодильник.
4) Этот этап есть далеко не везде, но по хорошему должен быть - фильтрация через сетчатое полотно. Улавливает уже более мелкий мусор, который примерно равен плотности воды и как бы не всплывает, и не тонет. Сюда как раз относятся гондоны, салфетки и другой подобный мелкий мусор, который пролез через решетки и не был пойман на жироуловителях.
Первый крупный этап завершён.

Далее идёт следующий крупный этап - физико-химическая очистка
5) Первичный отстойник. Возможно вы видели большие такие бетонные круги с мостиком, наполненные водой? Так вот это они чаще всего. Здесь происходит осветление воды.
Вода в этих отстойниках движется крайне медленно, чтобы осадить как можно большее количество взвешенных веществ, помимо этого сюда добавляют реагенты в виде флокулянтов и коагулянтов для лучшего осаждения. В данной емкости нет донных скребков, вода переливается через верх, чтобы не беспокоить осадок, который и так плохо падает на дно.
Тут будет небольшое разделение этапов, т.к. они идут параллельно.
5.1) Полученный в результате пункта 5 осадок направляется в специальные баки-сбраживатели, где вся эта жижа перемешивается в течение довольно длительного времени и в такой густой жиже выпадает ещё больше осадка при перемешивании, а вода выделяется наверх и поступает обратно в начало пункта 5.
5.2) Осадок из 5.1 попадает на установки обезвоживания, где его отделяют от воды (вода опять в пункт 5), а полученный кек (да, именно так называется обезвоженный осадок) вывозят на полигоны. Осадок считается четвертым классом опасности и подлежит утилизации. Поэтому для него часто есть персональные полигоны, но не всегда (в России же живем).
6) Флотация, но этот этап есть далеко не везде. Воду различными способами активно перемешивают, чтобы начала появляться пена. В результате коллоидные и дисперсные примеси с пузырьками воздуха всплывают наверх вместе с пеной, пена затем по принципу перелива удаляется, обезвоживается, полученные загрязнения также вывозят. Этот этап позволяет удалить ПАВы и волокнистые составляющие.
По сути крупный этап физико-химической очистки также завершён.

Следующий по сути основной этап очистки - биологическая очистка.
7)Биологическая очистка сточных вод это по сути процесс деградации органической составляющей стоков аэробными или анаэробными микроорганизмами (простейшими и бактериями). Процесс очистки воды происходит в результате окисления содержащихся в ней органических частиц бактериями. Если по простому, то активный ил жрёт ваше говно и мочу, для него это еда (на братишка покушай.jpg). На этапе биологической очистки стоков происходит удаление азота и фосфора, а главное снижается биологическое потребление кислорода (БПК). Показатель БПК указывает на содержание количества легкоокисляемых органических веществ.
Для того чтобы активному илу было заебись жить, ему нужен кислород.
Сам процесс данной очистки происходит в огромных бетонных емкостях, на дне которых есть целая сеть трубочек, в которые мощные воздуходувки нагнетают расчётное количество воздуха, чтобы вся эта вода начала бурлить и напитываться кислородом (принцип как у рыбок в аквариуме, только вместо рыбок активный ил). Называются эти емкости аэротенками.
8) Вторичный отстойник. Ил у нас наелся и спит вместе с водой из аэротенка попадает в огромные резервуары, где практически нет движения воды, на дно резервуаров этот ил осаживается под действием гравитации, а полученная очищенная вода переливается через края. Ил же в свою очередь специальными установками перечивается со дна резервуара в аэротенки, этот ил называется возвратным. Количество ила должно контролироваться, потому что он активно размножается, поэтому иногда могут перенаправлять поток ила и отправлять его в этап 5.1, для осаждения и вывоза на полигоны.
9) В некоторых местах встречал, что сточная вода дополнительно очищается через сорбционные или песчано-гравийные фильтры.
Очередной крупный этап завершён

10) Следующий этап - этап обеззараживания, представлен всего одним пунктом, но бывает в нескольких вариантах, я видел три, чаще всего первый, бывают и другие, например обжигание паром на лагунах на сельхоз предприятиях иногда встречается, но отошли от темы.
а) химическое обеззараживание с помощью гипохлорита натрия либо хлора
Этот метод очень прост и эффективен, но требует постоянного наличия бункеров с реагентом.
б) обеззараживание с помощью ультрафиолета
в) озонирование (наиболее эффективный способ, т.к. озон очень сильный окислитель и раз в 15 быстрее обеззараживает воду, чем вариант "а", но крайне дорогой)
Объяснять полностью хим. процесс не буду, вам вряд ли это интересно, но простым языком. В воде после всех этих этапов остались яйца гельминтов, грибки, бактерии, вирусы и другие паразиты, которым в дальнейшем не страшны ни морозы ни жара, и они способны выживать очень долгий срок в грунтах и в воде. Именно для этого были придуманы способы обеззараживания воды и подобраны реагенты, которые в дальнейшем не приводят к плохим последствиям у человека.

Ну и собственно на этом этапе уже происходит водозабор для контроля и сброс воды в точку сброса (чаще всего реки).

Всем спасибо, если дочитали)