Очистка бытовых сточных вод

 

Так, например, по данным МосводоканалНИИпроекта водный сток на участке р.Москвы, отнесенной к рыбохозяйственным  водоемам, от п.Коломенское до п.Отдых  на 55% состоит из очищенных сточных  вод г.Москвы. В исходной речной воде в п. Коломенское ХПК равна 53,9 мг/л, нормируемая ХПК в речной воде - 30 мг/л, т.е. для достижения нормируемого показателя сточную воду с учетом разбавления необходимо очистить по ХПК до 10 мг/л, что совершенно нереально.

При сбросе воды в черте  населенного пункта требования, установленные к составу и свойствам воды водоема, относятся и к самим сточным водам. При поступлении в водоем нескольких веществ с одинаковыми лимитирующими показателями вредности, сумма отношений концентраций (C₁ ,C₂, …, С_n) каждого из веществ в этом водоеме к соответствующим ПДК не должна превышать 1:

В этих условиях зачастую очищенная сточная вода должна быть чище питьевой, предусмотренной соответствующими ГОСТами на питьевую воду, а качество воды во многих, даже экологически благополучных водоемах не соответствует требованиям правил по охране водных ресурсов.

Сопоставление требований по удалению из сточных вод органических загрязнений, взвешенных веществ и химических загрязнений для реальных условий выявит перечень ингредиентов, удаление которых является определяющим. Удаление прочих загрязнений произойдет как сопутствующий эффект.

Достижения науки  и техники в настоящее время  дают возможность разработать технологии очистки, позволяющие получить воду высокого качества, применяя механические. физико-химические и, в качестве основных, биологические методы.

Однако, с экономической  точки зрения это зачастую неоправдано. Известно, что легче предотвратить  загрязнение, чем восстановить исходное качество воды.

По данным Госкомстата РФ в 1994 г. общее количество отводимых сточных вод в России составило 20123 млн.м^З/год, в том числе от городов - 19208,5 млн.м^З/год, от сельских населенных пунктов - 914,5 млн.м^З/год. Через очистные сооружения проходит 79,5% общего количества сточных вод, биологической очистке подвергаются менее 75%(в сельских населенных местах эта цифра составляет только 61,7%). Безо всякой очистки в водоемы сбрасывается 20,5% сточных вод.

Требования к качеству очищенных сточных вод должны базироваться на соответствии экологической необходимости, экономической целесообразности и технологических возможностей.

Завышенные требования к качеству очищенных вод часто  приводят к противоположным результатам в области охраны водоемов от загрязнения. Экономически осуществимые в настоящее время проекты по очистке сточных вод, предусматривающие снижение концентрации основных загрязнений на 90-95° о, не согласовываются органами санэпиднадзора и охраны природы, в результате чего задерживается строительство очистных сооружений и в водемы продолжают сбрасываться неочищенные сточные воды. В других случаях затрачиваются финансовые и материальные ресурсы для осуществления глубокой очистки сточных вод, в то время как мощность очистных сооружений не обеспечивает полную биологическую очистку всех сточных вод населенного пункта.

По современным требованиям  к качеству очищенных сточных  вод практически все отводимые сточные воды должны подвергаться глубокой очистке. Простые расчеты показывают, что для получения одинакового экологического эффекта от водоохранных мероприятий, т.е. изъятия из сточных вод заданного количества загрязняющих веществ, при биологической очистке неочищенных сточных вод (20,5%) необходимо затратить в 10 раз меньше финансовых и материальных ресурсов, чем при глубокой очисткe сточных вод, прошедших очистные сооружения (79.5%).

Для осуществления  полной биологической очистки сточных  вод при удалении основных загрязнителей на 95% необходимы практически такие же затраты, как для глубокой очистки с удалением еще 10-12% загрязнений, то есть эффективность инвестиций в строительство сооружений глубокой очистки на порядок ниже, чем в строительство сооружений полной биологической очистки. В связи с тем, что более 20% сточных вод сбрасываются в водоемы в настоящее время без очистки, для обеспечения необходимого санитарно-гигиенического эффекта оздоровления водоемов следует обеспечить прежде всего полную биологическую очистку всех сточных вод. Только после этого можно будет определить реальные нормативы сброса сточных вод в водоемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Механическая очистка сточных вод

 

• Решётки:

В составе очистных сооружений используют решетки с прозорами не более 16 мм, со стержнями прямоугольной  формы или решетки-дробилки. Решетки допускается не предусматривать в случае подачи сточных вод на очистные сооружения насосами при установке перед ними решеток с прозорами не более 16 мм. или решеток дробилок, при этом: длина напорного трубопровода не должна превышать 500 м; в насосных станциях предусматривается вывоз задержанных на решетках отбросов. Механизированную очистку решеток от отбросов и транспортирование их к дробилкам предусматривают при количестве отбросов 0,1 м3/сут. и более. При меньшем количестве отбросов устанавливают решетки с ручной  очисткой. Отбросы с решеток собирают в контейнеры с герметически закрывающимися крышками и вывозят в места обработки твердых бытовых и промышленных отходов. Дробленые отбросы направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений. Пол здания решеток располагают выше расчетного уровня сточной воды в канале не менее чем на 0,5 м. Потери напора в решетках следует принимать в 3 раза большими, чем для чистых решеток. Для монтажа и ремонта решеток, дробилок и другого оборудования предусматривают установку подъемно транспортного оборудования согласно СНиП 2.04.0284.

• Песколовки

 

Рис.4 Песколовки с круговым движением  воды:

1 гидроэлеватор, 2 трубопровод для отвода всплывающих примесей,  3 желоб, 4 затворы с ручным приводом, 5 подводящий лоток, 6   пульпопровод, 7 трубопровод для рабочей жидкости, 8 камера  переключения, 9 устройство для сбора всплывающих примесей, 10

полупогружные щиты, 11 отводящий лоток

Тип песколовки (горизонтальная, тангенциальная, аэрируемая) выбирают с учетом производительности очистных сооружений, схемы очистки сточных вод и обработки их осадков, характеристики взвешенных веществ, компоновочных решений и т. п.

Удаление задержанного песка из песколовок всех типов предусматривают: вручную  при объеме eгo до 0,1 м3/сут; механическим или гидромеханическим способом с транспортированием песка к приямку и последующим отводом за пределы песколовок гидроэлеваторами.

Количество песка, задерживаемого в песколовках, для бытовых сточных  вод принимают  0,02 л/(чел.сvт), влажность песка 60%, объемный вес 1,5 т/м З . Объем пескового приямка следует принимать не более двухсуточного объема выпадающего песка, угол наклона стенок приямка к горизонту не менее 600. для подсушивания песка, поступающего из песколовок, предусматривают площадки с ограждающими валиками высотой 12 м. Допускается применять накопители со слоем напуска песка до 3 м в год. Удаляемую с песковых площадок воду направляют в начало очистных сооружений. Для съезда автотранспорта на песковые площадки устраивают пандус уклоном 0,12-0,2. для отмывки и обезвоживания песка предусматривают устройство бункеров, приспособленных для последующей погрузки песка в мобильный транспорт. 

Для поддержания в горизонтальных песколовках постоянной скорости движения сточных вод на выходе из песколовки предусматривают водослив с широким порогом.

Аэрируемые песколовки применяют  в тех случаях, когда требуется наиболее полное разделение примесей по крупности. Воздух способствует вращению воды и тем самым, повышается эффективность осаждения. В горизонтальных аэрируемых песколовках вдоль одной из стен на расстоянии 45-7-60мм от дна устанавливают аэраторы в виде перфорированных труб с отверстиями 3-5мм. Эти сооружения рассчитаны на скорость движения воды от 0,08 -0,12 м/с.

 

• Усреднители

Усреднители служат для сглаживания  залповых выбросов, усреднения состава  и расхода сточных вод.

Тип усреднителя (барботажный, с механическим перемешиванием, многооканальный) выбирают с учетом характера колебаний концентрации загрязняющих веществ (циклические, произвольные колебания и залповые сбросы), а также вида и количества взвешенных веществ. Число секций усреднителей принимают не менее двух, причем обе рабочие. При наличии в сточных водах взвешенных веществ следует предусматривают

барботирование или механическое перемешивание. При наличии в стоках легколетучих ядовитых веществ устраивают перекрытие и вентиляционную систему. Усреднитель барботажного типа применяют для усреднения состава сточных вод с содержанием взвешенных веществ до 500 мг/л гидравлической крупностью до 10 мм/с при любом режиме их поступления.

Распределение сточных вод по площади  усреднителя барботажного типа должно быть максимально равномерным с использованием системы каналов и подающих лотков с придонными  отверстиями или треугольными водосливами при скорости течения в лотке не менее 0,4 м/с. Барботирование осуществляют через перфорированные трубы, укладываемые строго горизонтально вдоль резервуара. Усреднитель с механическим перемешиванием применяют для усреднения состава сточных вод с содержанием взвешенных веществ свыше 500 мг/л при любом режиме поступления. Подача осуществляется периферийным желобом равномерно по периметру усреднителя. Объем усреднителя с механическим перемешиванием рассчитывается аналогично объему усреднителя барботажного типа. Мноrоканальные усреднители с заданным распределением сточных вод по каналам применяют для выравнивания залповых сбросов сточных вод с содержанием взвешенных веществ 2uдравлической крупностью до 5 мм/с при концентрация до 500 мг/л.

 

• Отстойники

 

Отстойники - устройства, в которых под действием гравитации происходит отделение от сточных вод грубодисперсных примесей. Отстойники бывают следующих видов: вертикальный, радиальный, с вращающимся сборно-распределительным устройством, горизонтальный, горизонтальный оборудованный тонкослойными блоками, двухъярусный, осветлитель перегниватель и др.

Рис.5 горизонтальный отстойник, оборудованный  тонкослойными блоками

1 подача исходной воды; 2 камера хлопьеобразования ; 3 тонкослойные блоки; 4 сборные желоба; 5 карман сбора осветленной воды; 6 отвод осветленной воды; 7 зона распределения воды; 8 зона накопления осадка; 9 удаление осадка

На малых очистных сооружениях  используют преимущественно вертикальные отстойники, двухъярусные отстойники и осветлители-перегниватели.

Два последних типа отстойников  предназначены для осветления сточной  воды и сбраживания образующегося осадка.

Вертикальный отстойник применяют  обычно при низком уровне грунтовых  вод и пропускной способности очистных сооружений до 1000 м3/сут. Он представляет собой круглый в плане резервуар с коническим днищем. Сточная вода по центральной трубе спускается вниз и при выходе меняет направление движения на противоположное. При медленном движении вверх из стоков выпадает основная масса грубодисперсных примесей. Осадок удаляется под гидростатическим давлением через иловую трубу. Эффект осветления в вертикальном отстойнике не превышает 50%. Скорость движения сточных вод в центральной трубе должна быть не более 30 мм/с. Рабочая глубина отстойника 2,7.. .3,8 м. К преимуществам вертикальных отстойников относят удобство удаления осадка, к недостаткам ограниченную пропускную способность и большую глубину.

Двухъярусные отстойники применяют  для отстаивания, сбраживания и  уплотнения выпавшего осадка на небольших и средних очистных сооружениях. Отстойник представляет собой сооружение цилиндрической или конической формы с коническим или пирамидальным днищем, в верхней части отстойника находятся осадочные желоба, а нижняя служит иловой (гнилостной или септической) камерой. Осветление протекающей сточной воды происходит в осадочных желобах, особенностью конструкции которых является перекрытие одной нижней стенки другой не менее чем на 0,15м, чтобы всплывающие при перегнивании частицы ила и пузырьки газа не попадали в желоб. Сбраживание осадка происходит в две фазы: кислую и щелочную в иловой камере, откуда затем осадок удаляется под гидростатическим давлением. Эффект очистки стоков в одиночных сооружениях составляет только 20...25%, в спаренных он увеличивается до 50...55%. Осадочные желоба проектируют из условия продолжительности отстаивания 1,5 ч. Вместимость септической камеры определяют в зависимости от среднезимней температуры.

Основными недостатками двухъярустного отстойника являются несовершенство конструкции горизонтального желоба, большой объем септической части и частое образование на поверхности воды корки, которая ухудшает качество очистки.

В осветлителях-перегнивателях горизонтальный отстой ник заменен осветлителем с естественной аэрацией и камерой флокуляции, обеспечивающим более высокий эффект очистки до 70% по взвешенным веществам и 15% по БПК полн . Камера брожения отделена от отстойника и расположена вокруг него, что способствует подогреву осадка поступающими сточными водами. В результате стало возможным осуществить механическое перемешивание осадка насосами, что предотвратило образование корки и чрезмерное уплотнение осадка. Разность уровней воды в распределительной чаше и осветлителе должна быть 0,6м. Вместимость камеры флокуляции рассчитывают на продолжительность пребывания в ней не более 20 минут. Вместительность камеры брожения (перегнивателя) определяют по суточной дозе загрузки, которая зависит от средней температуры и влажности осадка. В спаренных отстойниках следует обеспечивать возможность изменения направления движения сточных вод в осадочных желобах.

По сравнению с горизонтальными  радиальные отстойники имеют ряд  преимуществ: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой производительности. Недостаток: наличие фермы со скребками. Все радиальные отстойники оборудованы илоскребками, сдвигающими выпадающий осадок к приемнику, расположенному в центре. Из него осадок удаляют насосами.

Для повышения степени очистки или для обеспечения возможности увеличения производительности эксплуатируемых станций существующие отстойники (горизонтальные, радиальные, вертикальные) дополняются блоками из тонкослойных элементов. В этом случае блоки необходимо располагать на выходе воды из отстойника перед водосборным лотком.