Водоотведение поселений

механизированная очистка решеток и устанавливаются дробилки.

Транспортирование отбросов от решеток к дробилкам должно быть механизировано. На станциях очистки допускается установка решеток в отдельных зданиях, где устраивают приточно-вытяжную вентиляцию.

После прохождения решеток сточная жидкость поступает на песколовки.

Песколовки представляют собой резервуары, в которых при протекании сточных вод со скоростью 0,15 - 0,3 м/с задерживается песок крупностью 0,2 — 0,5 мм.

Песколовки бывают:

горизонтальные с прямоточным и круговым движением воды,

тангенциальные,

вертикальные,

аэрируемые.

Песколовки сооружают из сборных железобетонных унифицированных элементов.

Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил.

Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них оседал песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал легкий осадок органического происхождения.

Из песколовки осевший песок удаляют с помощью гидроэлеватора и в виде песчаной пульпы подают на песковые площадки — участки земли,

разбитые на карты ограждающими валиками высотой 1 — 2 м.

Профильтрованную воду после сушки песка на площадках собирают дренажной системой и направляют в канал перед песколовками. Песковые площадки устраивают на крупных очистных станциях. На станциях производительностью до 80000 мэ/сут для обезвоживания песка рекомендуется предусматривать песковые бункеры, приспособленные для последующей погрузки песка в автомашины, гидроциклоны и горизонтальные шнековые центрифуги.

21

Отстойники служат для задержания грубодисперсных примесей,

содержащихся в сточной жидкости. Выпадение взвеси в первичном отстойнике происходит с момента поступления в него сточных вод после песколовок.

Принцип осаждения взвеси в канализационных отстойниках имеет ряд особенностей, вследствие того, что при отстаивании бытовых сточных вод приходится иметь дело с частицами взвеси, изменяющими в процессе осаждения свою форму, удельный вес, размеры, и, следовательно, скорость выпадения. Кроме того, процесс осаждения взвеси протекает при движущемся потоке жидкости. При работе отстойника должно выполняться правило —

скорость осаждения частиц должна быть больше средней скорости движения воды в отстойнике. Во вторичном отстойнике удаляется активный ил,

поступивший из аэротенка или биоплёнка из биофильтра.

Виды канализационных отстойников:

горизонтальные,

вертикальные,

радиальные.

Выбор типа и конструкции отстойников при прочих равных условиях

должен производиться на основании технико-экономических расчетов с учетом местных условий их применения.

Горизонтальный канализационный отстойник представляет собой прямоугольный в плане железобетонный резервуар, применяемый при производительности очистной станции более 15000 м3/сут.

Обычно строят два или несколько параллельно работающих отделений отстойника, чтобы при ремонте или очистке одного из них не выключать из работы все сооружения. Сточная жидкость поступает в торцевую часть отстойника через входной лоток, равномерно распределяется по ширине сооружения и движется горизонтально вдоль отстойника, со скоростью 0,7

мм/с.

Вертикальный канализационный отстойник обычно применяют при производительности очистной станции до 20000 м3/сут при наличии плотных

22

грунтов с низким уровнем грунтовых вод. Принципиальная схема работы вертикального отстойника приведена на рис.4.6

Сточная жидкость по подводящему лотку 1 поступаетв центральную трубу 2 и опускается по ней вниз. При выходе из нижней части центральной трубы, оборудованной отражателем 3, она меняет направление движения и медленно поднимается по отстойнику вверх. При этом из сточной жидкости выпадают нерастворенные вещества.

Рис.4.6. Схема работы вертикального отстойника: 1 – подводящий лоток; 2 -

центральная труба; 3 – отражательный щит; 4 – сборный лоток для отвода осветлённой воды; 5 – иловая труба для отвода осадка; 6 – задвижка.

Отражательный щит 3 необходим для равномерного распределения воды по отстойнику, он предотвращает взмучивание осадка. Осветленная вода собирается в сборные лотки 4.Удаление осадка в вертикальных отстойниках осуществляется по иловой трубе 5 под действием гидростатического напора.

В радиальных канализационных отстойниках вода движется от центра отстойника к периферии. Радиальные отстойники обеспечивают высокий эффект осветления сточных вод и поэтому их применяют при производительности станций свыше 20000м3/сут.

Органические загрязнения, находящиеся в сточной жидкости в растворенном состоянии, удаляются из нее в процессе биологической очистки.

Сооружения биологической очистки сточных вод.

Сущность биологической очистки состоит в окислении растворенных в сточной воде органических соединений с помощью специальных, аэробных,

23

микроорганизмов которые сорбируют на своей поверхности органические соединения, а затем окисляют их в присутствии кислорода. Поэтому степень загрязнения сточных вод органическими веществами определяется по количеству кислорода, необходимого для их окисления в процессе жизнедеятельности аэробов. Эта величина носит название биохимической потребности в кислороде, обозначается БПК и численно выражается количеством кислорода в мг/л или г/м3. БПК часто определяют за 5 дней (БПК5) и за 20 сут (БПК20), которая равна БПКполн., для многих видов сточных вод.

Для городских сточных вод БПК20 обычно составляет 100 —400 мг/л , а

после полной биологической очистки она уменьшается до 15 мг/л.

Биологическая очистка осуществляется в естественных и искусственных

условиях.

Сущность биологической очистки в естественных условиях

заключается в том, что сточная жидкость фильтруется через почву. В верхнем её слое задерживаются взвешенные вещества, образующие на поверхности частичек грунта густозаселенную микроорганизмами пленку. Эта пленка адсорбирует и окисляет органические загрязнения, находящиеся в сточной жидкости. При этом используется кислород, проникающий в поры грунта из воздуха.

При биологической очистке в естественных условиях используются

поля орошения — специально спланированные участки земли,

предназначенные для очистки сточных вод с одновременным использованием этих участков для выращивания сельскохозяйственных культур. На сельскохозяйственных полях орошения очистка сточных вод и выращивание культур представляют единый процесс, тогда как главной задачей коммунальных полей орошения является очистка сточных вод, а выращивание культур носит вспомогательный характер. При устройстве и эксплуатации полей орошения этих двух типов запрещается орошать их неочищенными сточными водами при выращивании на них овощей, употребляемыхв пищу в сыром виде. Поэтому в таких случаях рекомендуется предварительное

24

отстаивание сточных вод, в процессе которого число бактерий уменьшается на

50 — 60%.

Если участки земли предназначены только для очистки сточных вод, то

они называются полями фильтрации.

Вбиологических прудах и окислительных каналах сточная вода протекает через водоем, куда кислород поступает за счёт реаэрации или механической аэрации.

Вискусственных условиях процесс очистки происходит в процессе

жизнедеятельности семейств микроорганизмов — активного ила в

аэротенках и биологической пленки в биофильтрах.

Обычно аэротенки выполняют в виде длинных железобетонных резервуаров глубиной 3 — 6 м и шириной 6 — 10 м. Сточная жидкость после осветления в первичных отстойниках поступаетв аэротенк и смешивается с циркулирующим активным илом. Смесь сточной жидкости и активного ила по всей длине аэротенка продувается воздухом, поступающим из воздуходувной станции. Аэробы, населяющие активный ил, сорбируют на своей поверхности органические вещества из сточной жидкости и в присутствии кислорода

окисляют их. Из аэротенка смесь сточной жидкости с активным илом направляется во вторичный отстойник, где активный ил оседает. В

результате роста микроорганизмов масса ила в аэротенках непрерывно

возрастает. Поэтому насосная станция перекачивает избыточный активный ил из вторичного отстойника в илоуплотнители, а циркулирующий активный ил опять возвращается в аэротенк.

Общая продолжительность процесса очистки в аэротенках составляет

6 — 8 ч для бытовых сточных вод. Аэротенки можно применять для полной и для частичной очистки сточных вод. Частичную очистку применяют, если местные условия позволяют использовать самоочищающую способность водоёма.

25

Биологический фильтр (биофильтр) - сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической плёнкой (биоплёнкой), образованной колониями микроорганизмов.

Биофильтр состоит из следующих частей (рис.4.7):

фильтрующей загрузки, помещенной в резервуар круглой или прямоугольной формы в плане;

водораспределительного устройства, обеспечивающего равномерное орошение сточной водой поверхности загрузки биофильтра;

дренажного устройства для удаления очищенной сточной воды;

вентиляционного устройства, с помощью которого поступает необходимый для окислительного процесса воздух.

Рис.4.7. Схема биологического фильтра: 1 - подача сточных вод; 2 -

водораспределительное устройство; 3 - фильтрующая загрузка; 4 - дренажное устройство; 5 - очищенная сточная вода; 6 – вентиляционное устройство.

Фильтруясь через загрузку биофильтра, загрязненная вода оставляет в ней нерастворимые примеси, не осевшие в первичных отстойниках, а также коллоидные и растворенные органические вещества, сорбируемые биологической плёнкой.

Микроорганизмы биоплёнки в процессе ферментативных реакций окисляют органические вещества, получая при этом питание и энергию,

26

необходимые для своей жизнедеятельности. Отработавшая и омертвевшая плёнка смывается и выносится из тела биофильтра протекающей сточной водой. Необходимый для химического процесса кислород поступает в толщу загрузки путём ественной или искусственной вентиляции фильтра.

По виду загрузочного материала биофильтры делятся на:

биофильтры с объемной загрузкой (гравий, шлак, керамзит, щебень и др.)

биофильтры с плоскостной загрузкой (пластмассы, асбестоцемент,

керамика, металл, ткани и др.).

Биофильтры с объемной загрузкой подразделяются на следующие виды:

капельные, имеющие крупность фракций загрузочного материала 20-30

мми высоту слоя загрузки 1-2 м;

высоконагружаемые, имеющие крупность загрузочного материала 40-60

мми высоту слоя загрузки 2-4м;

биофильтры большой высоты (башенные), имеющие крупность загрузочного материала 60-80 мм и высоту слоя загрузки 8-16 м.

Дезинфекция (обеззараживание) сточных вод, прошедших биологическую очистку перед ее спуском в водоем, обязательна, несмотря на то, что большая часть патогенных (болезнетворных) микроорганизмов погибает в биофильтрах и аэротенках. Более надежными являются методы почвенной очистки на полях орошенияи фильтрации, которые обеспечивают (при условии нормальной нагрузки на поля) высокий эффект бактериальной очистки (до

99%). Ввиду сложности определения содержания патогенных микробов в сточной воде, прошедшей биологическую очистку, применяют метод оценки их обеззараживания по титру кишечной палочки.

Сооружения для обеззараживания сточных вод

Сооружения для обеззараживания сточных вод включают в себя при обеззараживании:

хлором: хлораторную, смеситель и контактные резервуары.

27

гипохлоритом натрия: электролизную установку

озоном: озонаторы

ультрофиолетовыми лучами: установки УФ-обеззараживания с ртутными лампами двух типов: высокого и низкого давления.

Обеззараживание сточных вод может осуществляться различными способами: озонированием, ультрафиолетовыми лучами, электролизом,

хлорированием и др. После озонирования количество бактерий в сточной воде уменьшается на 99,8%, но применениеэтого метода является достаточно дорогим и сложным. Использование облучения очищенных стоков ультрафиолетовыми лучами эффективно только при небольшом содержании в воде взвешенныхвеществ. Обработка сточной воды гипохлоритом натрия по стоимости практически равноценна обработке хлором и в 1,5-2 раза дешевле,

чем обеззараживание хлорной известью.

4.5 Выпуск сточных вод в водоём. Обработка осадка

Искусственное загрязнение водоемов является результатом спуска в них недостаточно очищенных сточных вод от промышленных предприятий и городов.

Запрещается спуск в водоем тех сточных вод, которые могут быть устранены иными путями:

применение рациональной технологии производства;

повторным использованием отработавшей воды в системах оборотного водоснабжения и использованием сточных вод в целях сельскохозяйственного орошения.

Указанные мероприятия позволяют резко уменьшить количество сточных вод, подлежащих спуску в водоемы. Условия спуска сточных вод в водоемы регламентируются «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» и «Правилами охраны прибрежных районов морей». На их основании различают водоемы по характеру их использования: для целей питьевого назначения; для культурно-массового использования; для

28

рыбохозяйственных целей.

Перечисленные категории водоемов предъявляют различныетребования к качеству очистки спускаемых в них сточных вод.

Очищенные сточные воды после их дезинфекции отводятся по каналу к местам спуска их в водоем. Отводной канал обычно заканчивается береговым колодцем, из которого очищенные сточные воды через выпуск сбрасываются в водоем. Конструкция выпуска во многом определяет благоприятные условия для перемешивания сбрасываемых сточных вод с водами водоема, что дает возможность лучше использовать его самоочищающую способность.

По конструкции выпуски бывают:

сосредоточенные, когда выпусксточных вод осуществляется через одно отверстие,

рассеивающие, имеющие несколько выпускных отверстий.

На практике применяют и другие выпуски, однако конструкция рассеивающего выпуска наиболее совершенна, так как обеспечивает лучшее смешение сбрасываемых сточных вод с водой водоема.

В зависимости от места сброса выпуски бывают:

береговые,

русловые.

Применяют, как правило, русловые.

Оголовки русловых выпусков всех типов выполняются из сборного

железобетона. Выпуски следует располагать в местах с повышенной турбулентностью потока (сужениях, притоках, порогах и т. д.).

Выпуск в реку рекомендуется располагать на определенном расстоянии

(вниз по течению) от границ канализуемого населенногоместа, водоприемных сооружений, участков водоема, используемых для спортивных целей и купания,

а также для водопоя скота. При выборе места выпуска очищенных сточных вод следует приниматьво внимание нормальные условия пользования водой

водоема нижележащих населенных мест.

29

Место выпуска обязательно согласовывается с органами Государственного санитарного надзора, Рыбоохраны и с другими заинтересованными организациями.

Сооружения по обработке осадков сточных вод.

При очистке сточных вод на канализационных станциях очистки выделяются осадки, состоящие из твердой фазы и воды. Обработка осадков,

задерживаемых на решетках и в песколовках, рассматривалась выше.

Осадок, образующийся в первичных и во вторичных отстойниках, имеет влажность 95 — 98%. Твердая фаза осадка бытовых сточных вод состоит в основном из органических соединений. Сырой осадок содержит ценные вещества — азот, фосфор, калий. Он легко загнивает и содержит многочисленные и разнообразные виды бактерий (в том числе и патогенные), а

также яйца гельминтов. При использовании сырого осадка ценные органические вещества плохо усваиваются растениями. Поэтому он периодически удаляется из отстойников и подвергается анаэробному сбраживанию в сооружениях по обработке осадка, а затем проходит дальнейшую обработку.

Из вторичных отстойников осадок (ил) сначала уплотняется на илоуплотнителях (их конструкция аналогична конструкциям отстойников), а

затем перекачивается в сооружения по обработке осадка. В илоуплотнителе ил находится 3 — 15 часов. Влажностьего за это время снижается, а объем сокращается в четыре раза.

При анаэробном (без кислорода) сбраживании осадок подвергается воздействию ряда анаэробных микроорганизмов.

Микробиологические процессы анаэробного разложения твердой фазы осадка очень сложны.

Процесс сбраживания протекает медленно. Для его ускоренияи уменьшения объема сооружений, где происходит сбраживание, применяют искусственный подогрев ила. При этом значительно эффективнее идет

30