Источники загрязнения внутренних водоемов

В горизонтальных аэрируемых песколовках вдоль одной из стенок на расстоянии 45—60 мм от дна устанавливают аэраторы в виде перфорированных труб с отверстиями 3— 5 мм.

Аэрированные  песколовки рассчитывают на скорость движения воды 0,08—0,12 м/с, отношение ширины к глубине В/Н =  1 - 1,5, общую глубину 0,7 — 3,5 м, гидравлическую крупность песка = 18 мм/с, интенсивность аэрации 3—5 м³/(м² • ч).

Предложены  аэрируемые песколовки с круговым движением воды (рис. 7). Объем аэрированной зоны в таких песколовках изменяется от 25,8 до 169 м , а интенсивность аэрации составляет 3,3—3,6 м /(м² • ч). Ширина зоны аэрации песколовки равна 1,25— 3 м, диаметр зоны отстаивания 4 или 6 м и диаметр песколовки 6,5—12 м.

4.4. Отстойники

Отстойник является основным сооружением механической очистки сточных вод, он используется для удаления оседающих или всплывающих  грубодисперсных веществ. Различают первичные отстойники, которые устанавливают перед сооружениями биологической или физико-химической очистки, и вторичные отстойники — для выделения активного ила или биопленки. В зависимости от направления движения потока воды отстойники подразделяют на горизонтальные, вертикальные и радиальные. К отстойникам относят и осветлители, в которых одновременно с отстаиванием сточная вода фильтруется через слой взвешенного осадка, а также осветлители-перегниватели и двухъярусные отстойники, где одновременно с осветлением воды происходит уплотнение выпавшего осадка.

В большинстве  случаев эффективность составляет 40—60% при продолжительности отстаивания 1—1,5 ч; эффективность работы осветлителей достигает 70%.

Для повышения  эффективности осаждения в сточную  воду вводят коагулянты и флокулянты, способствующие увеличению скорости осаждения  взвешенных частиц.

Расчет отстойников  выполняют с учетом обеспечения  необходимой эффективности осветления в соответствии со СНиП.

Горизонтальные  отстойники применяют при расходах сточных вод более    15 000 м³/сут. Глубина отстойников достигает 1,5—4 м, отношение длины к глубине 8—12 (до 20). Ширина отстойника зависит от способа удаления осадка и обычно находится в пределах 6—9 м. Применяются также отстойники, оборудованные скребковыми механизмами тележечного или ленточного типа (рис. 8), сдвигающими  выпавший осадок в приямок. Объем приямка равен двухсуточному (не более) количеству выпавшего осадка. Из приямка осадки удаляют насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают равным 50—60°.

Радиальные  отстойники применяют при расходах сточных вод более 20 тыс. м³/сут. Эти отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые преимущества: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой производительности. Недостаток — наличие подвижной формы со скребками.

Известны  радиальные отстойники трех конструктивных модификаций — с центральным впуском, с периферийным впуском и с вращающимися сборно-распределительными устройствами. Наибольшее распространение получили отстойники с центральным впуском жидкости.

Первичные радиальные отстойники оборудованы илоскребами, сдвигающими выпавший осадок к приямку, расположенному в центре. Из приямка  осадок удаляется насосом или  под действием гидростатического давления. Вторичные радиальные отстойники оборудованы вращающимися илососами, которые удаляют активный ил непосредственно из слоя осадка без сгребания его в приямок.

В отстойниках  с периферийным впуском воды достигается  в 1,2—1,3 раза большая эффективность  очистки и в 1,3—1,6 раза большая  производительность, чем в обычных  радиальных отстойниках, при той же продолжительности отстаивания. Отстойник с периферийным впуском имеет распределительное устройство, представляющее собой периферийный кольцевой лоток с зубчатым водосливом или щелевыми донными отверстиями и полупогруженную перегородку, которые образуют с бортом отстойника кольцевую зону, где происходит быстрое гашение энергии входящих струй, выделение и задерживание плавающих веществ. Вода входит в рабочую зону отстойника через кольцевое пространство, образуемое нижней кромкой перегородки и днищем. При движении воды от периферии к центру из нее выпадают оседающие вещества. Осветленная вода отводится через выпускные устройства. Расчетная продолжительность пребывания воды в отстойнике принимается равной не менее 1 ч.

Отстойники  с вращающимися сборно-распределительными устройствами (рис. 9) используют для  очистки бытовых и производственных вод, содержащих до 500 мг/л взвешенных частиц. Отстаивание воды в отстойник происходит практически в статических условиях, хотя пропускная способность их приблизительно на 40% выше, чем обычных радиальных отстойников.

Отстойник имеет  вращающийся желоб шириной 0,5—1,5 м, разделенный перегородкой на две  части. Сточная вода поступает в  одну часть желоба из центрально расположенной  водоподающей трубы и через вертикальные щели сливается в отстойник. Очищенная вода поступает в другую часть желоба через сливной борт и отводится из отстойника.

Отстойники  могут быть диаметром 18, 24 и 30 м. Эффективность осветления принимается равной 65%. принимая коэффициент к равным 0,85. Наиболее распространены отстойники с впуском воды через центральную трубу с раструбом. Скорость движения воды в трубе принимают равной до 30 мм/с. Расстояние между щитом и раструбом выбирают таким, чтобы скорость поступления воды в отстойную зону была не более 20 мм/с. Рекомендуется диаметр раструба и его высоту принимать равными 1,35 диаметра центральной трубы, а диаметр отражательного щита —1,3 диаметра раструба.

Осветленная вода удаляется через лоток, расположенный  по периметру отстойника.

Тонкослойные  отстойники.  Для увеличения эффективности отстаивания используют тонкослойные отстойники. Они могут быть вертикальными, радиальными или горизонтальными и состоят из водораспределительной, водосборной и отстойной зон. В таких отстойниках отстойная зона делится трубчатыми или пластинчатыми элементами на ряд слоев небольшой глубины (до 150 мм). При малой глубине отстаивание протекает быстро, что позволяет уменьшить размеры отстойников.

Тонкослойные  отстойники классифицируются по следующим  признакам: по конструкции наклонных  блоков — на трубчатые и полочные; по режиму работы — периодического (циклического) и непрерывного действия; по взаимному движению осветленной  воды и вытесняемого осадка — с  прямоточным, противоточным и смешанным (комбинированным) движением.

Поперечное  сечение трубчатых секций может  быть прямоугольным, квадратным, шестиугольным или круглым. Полочные секции монтируются из плоских или гофрированных листов и имеют прямоугольное сечение. Элементы отстойника выполняют из стали, алюминия и пластмассы (полипропилена, полиэтилена, стеклопластиков).

Наклон блоков в отстойниках периодического (циклического) действия небольшой. Накопившийся осадок удаляется промывкой обратным током  осветленной воды. Наклон элементов  в отстойниках непрерывного действия составляет 45—60°. Эффективность трубчатых и полочных отстойников практически одинакова.

Осадочные желоба отстойников глубиной 1,2—1,5 м и  с наклоном стенок 50° имеют донные щели шириной 0,15 м, через которые осадок поступает в септическую камеру. Осадочные желоба рассчитывают так же, как и горизонтальные отстойники. Скорость воды принимают равной 5—10 мм/с. Эффективность очистки 40—50%. Объем септической камеры устанавливают в зависимости от средней температуры сточных вод в зимний период. При сбраживании активного ила объем камеры увеличивают на 30-70%.

Отстойники-осветлители применяют при повышенном содержании в сточных водах труднооседающих веществ. В результате совмещения процессов осаждения, хлопьеобразования и фильтрации сточной воды через слой взвешенного осадка эффективность очистки достигает 70%.

Имеются конструкции  осветлителей как с предварительной  коагуляцией и агрегацией вод, так  и без таковых, с совмещением  этих процессов в одном аппарате. Широко применяют осветлитель с естественной аэрацией (рис. 10). Внутри отстойника имеется камера флокуляции, в которую через центральную трубу поступает сточная вода. В камере флокуляции происходит частичное окисление органических веществ, хлопьеобразование и сорбция загрязнений. В отстойной зоне вода проходит через слой взвешенного осадка, где задерживаются мелкодисперсные примеси. Выпавший осадок удаляется под действием гидростатического напора.

При проектировании число осветлителей принимают равным не менее двух. Разность уровней  воды в продающем лотке и осветлителе (для обеспечения аэрации) составляет 0,6 м. Объем камеры флокуляции должен обеспечить 20-минутное пребывание в ней воды. Глубина камеры 4-5 м. Скорость движения воды в центральной трубе 0,5—0,7м/с, длина трубы 2-3м.

4.5. Очистка от всплывающих примесей. Нефтеловушки

Нефтеловушки  сооружают трех типов: горизонтальные, многоярусные и радиальные. Они предназначены для удаления нефти и твердых примесей из сточных вод.

Горизонтальные  ловушки представляют собой отстойник, разделенный вертикальными стенками на секции. Сточная вода поступает в каждую секцию. Всплывающая нефть скребковым механизмом передвигается к щелевым поворотным трубам и отводится из нефтеловушек. Осадок твердых частиц сгребается в приямок, из которого удаляется гидроэлеватором.

При расчете  горизонтальных нефтеловушек принимают: число секций — не менее двух, ширина секций 2—3 м, глубина слоя воды 1,2—1,5 м, производительность 45 л/с. При больших расходах сточной воды ширину секции принимают равной 6 м и высоту слоя воды 2 м.

Многоярусные (тонкослойные) нефтеловушки имеют меньшие габариты и более экономичны, чем горизонтальные. При расчете этих нефтеловушек принимают число секций не менее двух, ширину секций — равной 2—3 м и глубину слоя отстаиваемой воды — 2,5—5 м. Воду подают в каждую секцию отдельно; гидравлическая крупность частиц нефти w_o = 0,15 мм/с; толщина слоя всплывших нефтепродуктов 0,1 м; остаточное содержание нефтепродуктов в сточной воде 100 мг/л; расстояние между полками А_п = 50 мм; угол наклона полок 45°; ширина полочного блока 0,65—0,75 м; высота полочного блока 1,5—1,6 м.

Общая длина  нефтеловушки на 5—6 м больше длины полочного пространства.

 

 

 

 

 

Рис. 11 Нефтеловушки:

а — горизонтальная: 1—корпус нефтеловушки; 2 — гидроэлеватор; 3 — слой нефти; 4 — нефтесборная труба; 5 — нефтеудерживающая перегородка; 6 — скребковый транспортер; 7 — приямок для осадка;

б-— тонкослойная; 1—вывод очищенной воды; 2 — нефтесборная труба; 3— перегородка; 4 — плавающий пенопласт; 5 — слой нефти; 6 — ввод сточной воды; 7 — секция из гофрированных пластин; 8 — осадок.

 

 

 

5. Контроль качества  сточных вод

Состав сточных вод на промышленных предприятиях может значительно  колебаться в зависимости от вида и режимов технологического процесса. Поэтому перед составлением технологической  схемы контроля состава сточных  вод следует тщательно изучить  технологические процессы, стоки  которых надлежит контролировать. Если расходы и состав сточных вод  изменяются в течение работы технологического участка незначительно, контроль состава  вод проводят на средних пробах, взятых через равные промежутки времени. При значительных колебаниях расходов и состава сточных вод назначают  определенные периоды времени для  отбора проб сточной воды. При этом следует учитывать время прохождения  воды через очистные сооружения.  Пробы сточной воды отбираются в  предварительно очищенную посуду, изготовленную  из боросиликатного стекла или полиэтилена. Анализ следует проводить не позже  чем через 12 ч после отбора пробы, так как при большем времени  выдерживания пробы в составе  сточной воды могут произойти  существенные изменения.

Контроль состава сточных вод  заключается в измерении органолептических  показателей воды; концентрации водородных ионов; содержании грубодисперсных (взвешенных) веществ; химического потребления  кислорода (ХПК); количества растворенного  в воде кислорода, биохимического потребления  кислорода (ВПК) и концентрации вредных  веществ, для которых существуют нормируемые значения ПДК.

Из органолептических показателей  воды при анализе состава сточных  вод контролируют два: цвет и запах. Цвет воды устанавливают измерением ее оптической плотности на спектрофотометре при различных длинах волн проходящего  света. Отобранная проба сточной  воды предварительно отстаивается в  течение двух часов, отфильтровывается  и затем заливается в специальную  кювету высотой слоя 10 мм. Цвет можно установить с помощью фотометра или электрофотоколориметра. Контроль запаха носит качественный характер, проводят этот анализ при комнатной температуре или при нагревании сточной воды в колбе до температуры 320-340 К. Концентрация водородных ионов выражается величиной рН (рН=-lgC_H⁺, где Сн⁺ - концентрация ионов водорода в сточной воде). Величина рН в сточных водах определяется электрометрическим способом, основанным на том, что при изменении величины рН в жидкости на единицу потенциал стеклянного электрода, опущенного в эту жидкость, изменяется на постоянную для данной температуры величину (например, на 59,1 мВ при температуре 298 К, на 58,1 мВ при 293 К и т. д.). Отечественная промышленность выпускает рН-метры марок ЛП-5, МТ-58, ЛПУ-01 и др.